PGNAA “Make in Vietnam”: tối ưu cho phân tích hàm lượng nguyên tố trong than và vật liệu sản xuất xi măng trong nước

Chủ động thiết bị phân tích hàm lượng nguyên tố trong than và vật liệu sản xuất xi măng

Một trong những thay đổi quan trọng nhất của Kỹ thuật hạt nhân (KTHN) là sự ra đời của công nghệ phân tích kích hoạt neutron - gamma tức thời (Prompt gamma neutron activation analysis - PGNAA). PGNAA là kỹ thuật phân tích hiện đại, là một trong 7 kỹ thuật phân tích hạt nhân - nguyên tử, trong 4 kỹ thuật phân tích nguyên tố theo thời gian thực và một trong 2 kỹ thuật không phá huỷ mẫu. PGNAA phân tích hàm lượng nguyên tố trong mẫu lớn, quá trình xử lý nhanh, tức thời, có lợi thế đáng kể về độ nhạy phân tích nguyên tố nhẹ, phân tích đa nguyên tố hiệu quả, hiển thị được nhiều thông số, đặc biệt được ưa thích với các thiết bị đo trực tuyến nguyên vật liệu trên băng tải, đo di động hiện trường. Đồng thời, vì cả nơtron và tia gamma đều có khả năng xuyên thấu mạnh nên phân tích PGNAA có thể thu được toàn bộ thông tin nguyên tố của nguyên vật liệu rời. Công nghệ này đã trở thành lựa chọn tốt nhất, như một lựa chọn cuối cùng, đôi khi là phương pháp duy nhất phân tích các nguyên tố nhẹ trong các mẫu đo lớn trong công nghiệp.

Thiết bị PGNAA cho phép thiết lập chế độ đo trực tuyến, tự động hóa khi tích hợp vào dây chuyền công nghệ nhà máy. PGNAA đã được ứng dụng hiệu quả trong phân tích nguyên liệu tại nhà máy xi măng, phân tích than trong nhà máy nhiệt điện, cũng như xác định chất lượng than trong các công ty khai thác và chế biến than. Những doanh nghiệp có tiềm lực tài chính lớn thường đầu tư thiết bị đo online băng tải và hoặc thiết bị đo di động hiện trường. Những doanh nghiệp có tiềm lực tài chính ở mức trung bình thì đầu tư thiết bị PTN.

Cấu hình thiết bị phân tích hàm lượng nguyên tố bằng kỹ thuật PGNAA

Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành tự động hoá, từ những năm 1980 các thiết bị PGNAA phân tích trực tuyến (online) theo thời gian thực trên băng tải các loại nguyên liệu, bán thành phẩm đã được nghiên cứu và phát triển.

Một số thiết bị do các công ty nổi tiếng chế tạo và cung cấp cho thị trường, như:

1 Thiết bị phân tích Full Stream Elements Analyzer (FSEA)

2 Hệ thống phân tích nguyên liệu CQM FLEX

3 Thiết bị phân tích than trực tuyến ECA3

Cả 3 loại thiết bị trên đều do Energy Technologies Inc (ETI - Hoa Kỳ) chế tạo.

4 Thiết bị phân tích PGNAA CBX của hãng Thermo Fisher (Hoa Kỳ)

5 Thiết bị phân tích GEOSCAN-C (hãng SCANTECH - Úc)

6 Thiết bị phân tích AllScan (Real Time Instrument - RTI - Úc).

Cho đến nay, Việt Nam có 8 nhà máy xi măng đã nhập 10 thiết bị và 02 nhà máy nhiệt điện nhập 03 thiết bị cho phân tích online băng tải, ngành than chưa nhập thiết bị phân tích PGNAA. Các thiết bị PGNAA nhập khẩu vào Việt Nam có những đặc điểm sau:

• Thiết bị chưa đáp ứng được các yêu cầu của sản xuất và chưa phù hợp với điều kiện hoạt động, một số hệ thiết bị sau khi vận hành 7 đến 10 năm đã dừng hoạt động, thậm chí có nhà máy chỉ hoạt động được 5 năm: thiết bị được nhập khẩu và đưa vào vận hành từ cuối năm 2017 nhưng đến giữa năm 2022 đã tháo dỡ nguồn phóng xạ để bảo quản trong kho;

• Các thiết bị trên đây đều sử dụng nguồn phóng xạ là Cf-252 với suất lượng lớn (các thiết bị từ 1 - 5 đều trên 50µg, thiết bị 6 là 20µg). Đồng thời, các thiết bị này đều yêu cầu nạp bổ sung nguồn mới sau mỗi chu kỳ 3 đến 5 năm để cho đủ công suất phát như khi lắp đặt ban đầu. Đây là một trở ngại rất lớn đối với người sử dụng;

• Giá nhập khẩu thiết bị trên rất cao, từ 600.000 đến trên dưới một triệu USD (khoảng 15 đến hơn 25 tỷ tiền Việt Nam) tuỳ thuộc vào cấu hình và việc cung cấp đầy đủ các chức năng phân tích của thiết bị. Các chi phí khác cũng phải sử dụng nhiều ngoại tệ như nhập khẩu nguồn phóng xạ để nạp bổ sung theo định kỳ, thuê chuyên gia nước ngoài lắp đặt, hướng dẫn vận hành, xử lý sự cố và nạp bổ sung nguồn.
• Các thiết bị PGNAA yêu cầu cao việc duy trì các thông số về điều kiện hoạt động như vật liệu trên băng tải phải tương đối ổn định về thành phần phối liệu, về độ dày, về kích thước hạt và về nhiệt độ môi trường nơi lắp đặt thiết bị,… Khi có sự dao động lớn của bất kỳ một trong các thông số trên, đặc biệt khi trên băng tải không có vật liệu trong thời gian dài mà không được xử lý kịp thời thì hệ thống sẽ tự động dừng băng tải. Quá trình này lặp lại nhiều lần sẽ làm cho sản xuất bị gián đoạn, công nghệ không ổn định. Kỹ sư vận hành không am hiểu đầy đủ công nghệ, không truy tìm nguyên nhân khắc phục sự cố, không tuân thủ quy trình vận hành mà ngắt chế độ kiểm tra và điều khiển tự động của thiết bị sẽ làm cho thiết bị làm việc không ổn định, không đáp ứng được yêu cầu của sản xuất công nghiệp.

• Trên thế giới mới có thiết bị đo online băng tải, không có thiết bị đo PTN để phân tích các mẫu rời. Trong khi có rất nhiều cơ sở có quy mô sản xuất vừa và nhỏ muốn sử dụng loại thiết bị này vì tính năng kỹ thuật tin cậy, đáp ứng yêu cầu của sản xuất và phù hợp với khả năng tài chính.

Sự bất cập của thiết bị nhập khẩu vào Việt Nam như phân tích ở trên là phổ biến và vô hình chung mang tiếng cho thiết bị PGNAA là hoạt động không hiệu quả.

Thực tế ở các nước công nghiệp, thiết bị hoạt động rất tốt và không ngừng được đầu tư nâng cấp mở rộng các chức năng để đáp ứng các yêu cầu đa dạng của sản xuất. Tới đây, Việt Nam chế tạo đưa ra thị trường thiết bị đo PTN, đo di động hiện trường và thiết bị đo online băng tải thì tất cả các hạn chế hoặc khó khăn gặp phải với thiết bị nhập khẩu sẽ được khắc phục hoàn toàn:

Thiết bị sử dụng hiệu quả, làm việc 24/24h và trong suốt thời gian hoạt động của dây chuyền công nghệ.

Công suất nguồn nạp trong thiết bị nhỏ, chỉ bằng 1/10 so với các hệ nhập khẩu thế hệ đầu, trong khi thời gian cần để nạp bổ sung nguồn có thể dài từ 7 đến 10 năm.

Việc nhập khẩu nguồn, lắp đặt thiết bị, nạp bổ sung nguồn phóng xạ và bảo hành, bảo trì, khắc phục sự cố,… hoàn toàn do người Việt Nam đảm nhận với chất lượng dịch vụ tốt và thời gian đáp ứng nhanh.

Các yêu cầu về điều kiện đáp ứng thiết bị hoạt động hiệu quả được nhà cung cấp thiết bị tư vấn, chuyển giao, đào tạo đội ngũ kỹ sư vận hành nhằm đáp ứng và phù hợp với quy trình công nghệ sản xuất của doanh nghiệp.

Tất cả các yếu tố trên giúp cho doanh nghiệp giảm rất sâu kinh phí đầu tư cũng như không phải sử dụng ngoại tệ để nhập khẩu thiết bị, vật tư, nguồn phóng xạ và mời chuyên gia nước ngoài.

Theo báo cáo của Bộ Xây dựng vào tháng 6 năm 2024, cả nước hiện có 92 dây chuyền sản xuất xi măng với tổng công suất 122,34 triệu tấn năm. Theo Quy hoạch Điện VIII (được phê duyệt tháng 4/2025), đến năm 2030 có 26 nhà máy nhiệt điện than hoạt động ổn định với 64 tổ máy phát điện, tổng công suất phát điện dự kiến đạt: 31.055 MW. Theo phép tính thông thường, mỗi dây chuyền sản xuất xi măng hay một dây chuyền cấp than cho một lò hơi (cho một tổ máy phát điện) cần có 01 thiết bị PGNAA để phân tích chất lượng nguyên vật liệu thì số lượng thiết bị cần chế tạo và lắp đặt là rất lớn.

Chính vì công suất nguồn nhỏ, chỉ bằng 1/10 so với công suất nguồn của thiết bị nhập ngoại cho nên thiết bị do Việt Nam chế tạo có kích thước nhỏ, đảm bảo an toàn bức xạ ở mức cao, phù hợp lắp đặt trong PTN và đo di động hiện trường. Các thông số về ATBX của thiết bị đáp ứng yêu cầu cấp phép hoạt động của Cục ATBX và hạt nhân. Những doanh nghiệp có tiềm lực tài chính lớn thì đầu tư thiết bị đo online băng tải. Những doanh nghiệp có tiềm lực tài chính ở mức trung bình thì đầu tư thiết bị PTN và hoặc thiết bị đo di động hiện trường. Chế tạo thiết bị PGNAA trong PTN, đo di động hiện trường không chỉ đáp ứng yêu cầu và cung cấp cho thị trường nội địa mà có thể xuất khẩu ra thị trường thế giới.

Kết quả phân tích từ thiết bị PGNAA chế tạo tại Việt Nam

Phân tích than

Xác định % hàm lượng của các nguyên tố chính: C (Carbon), H (Hydro), N (Nito), S (Lưu huỳnh), O (Oxy) và các nguyên tố tạo tro như Si (Silicon), Al (Nhôm), Fe (Sắt), Ca (Canxi), K (Kali), Na (Natri), Ti (Titan), Mg (Magie), P (Phopho).

Xuất kết quả phân tích than:

1) 5 thông số cơ bản: Độ tro khô, Ak%; Hàm lượng ẩm toàn phần, Wtp%; Chất bốc khô, Vk%; Lưu huỳnh chung khô, Skch%; Trị số toả nhiệt toàn phần khô, Qkgr Cal/g;

2) 5 thông số là hàm lượng nguyên tố đóng góp sự cháy của than: C, H, O, N, S;

3) 10 thông số là hàm lượng ôxít trong tro than: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, TiO₂, SO₃, P₂O₅.

Với nhà máy nhiệt điện, phân tích tro xác định xu hướng ảnh hưởng công nghệ:

Trong các nhà máy nhiệt điện đốt than, khoảng 60-70% sự cố vận hành có liên quan đến hiện tượng đóng xỉ, mà nguyên nhân chủ yếu bắt nguồn từ chất lượng than cấp. Thực tế, than nhiên liệu đưa vào có các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật biến động trong dải rất rộng, sai khác đáng kể so với thông số than thiết kế ban đầu.

Đặc tính liên quan đến khả năng nóng chảy của tro than trong quá trình đốt được đặc trưng bởi ba mốc nhiệt độ: nhiệt độ biến dạng (), nhiệt độ hóa mềm () và nhiệt độ nóng chảy (). Trong đó, giá trị (nhiệt độ hóa mềm) là yếu tố then chốt để dự báo mức độ dễ đóng xỉ của tro than. Thông thường, xu hướng đóng xỉ được đánh giá thông qua các chỉ tiêu thành phần tro như: tỷ lệ bazơ/axit (base–acid ratio), tỷ lệ SiO₂/Al₂O₃, tỷ lệ Fe₂O₃/CaO và hàm lượng SiO₂ (thường tính theo công thức ).

Nhiệt độ nóng chảy của tro phụ thuộc vào thành phần hóa học của tro, điều kiện môi trường xung quanh và nồng độ tro. Trong đó, thành phần hóa học và tỷ lệ tương quan giữa các oxit đóng vai trò quyết định. Khi hàm lượng các chất như pyrit sắt (FeS₂), oxit sắt (Fe₂O₃), oxit kali (K₂O) và oxit natri (Na₂O) trong than cao, nhiệt độ nóng chảy của tro thường giảm, làm tăng nguy cơ đóng xỉ. Ngược lại, than giàu silica (SiO₂) và oxit nhôm (Al₂O₃) thường có nhiệt độ nóng chảy tro cao hơn, ít đóng xỉ hơn.

Thông thường, nhiệt độ nóng chảy của tro than nằm trong khoảng 1.250-1.500°C. Tuy nhiên, trong thực tế, một số loại than có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn 1.100°C, và nếu sử dụng loại than này trong lò hơi, nguy cơ đóng xỉ là rất cao.

Trong quá trình đốt, natri (Na) trong than bay hơi và phản ứng với lưu huỳnh trong khói thải tạo thành natri sulfat (Na₂SO₄). Hợp chất này dễ dàng ngưng tụ tạo màng nóng chảy trên bề mặt các ống trao đổi nhiệt, làm bám dính các hạt tro bay dạng rắn, từ đó thúc đẩy nhanh quá trình bám bẩn và ăn mòn bề mặt ống. Khi hàm lượng Na₂O trong than vượt quá 1% (theo khối lượng tro), hiện tượng đóng xỉ lò hơi thường sẽ xảy ra rõ rệt.

• Chỉ số base/acid (B/A) :

Nếu B/A＜0.5 Xu hướng đóng xỉ thấp;

Nếu B/A trong khoảng 0.5÷1.0 Xu hướng đóng xỉ trung bình;

Nếu B/A trong khoảng 1.0÷1.75 Xu hướng đóng xỉ cao;

Nếu B/A >1.75 Xu hướng đóng xỉ rất cao.

Tỷ lệ càng cao → nhiệt độ nóng chảy càng thấp → nguy cơ đóng xỉ càng cao

• Tỷ lệ Silic / nhôm, SiO2/AI2O3:

SiO₂/Al₂O₃＜1.87：Xu hướng đóng xỉ thấp;

SiO₂/ Al₂O₃ trong khoảng 1.87÷2.65: Xu hướng đóng xỉ trung bình;

SiO₂/ Al₂O₃＞2.65: Xu hướng đóng xỉ cao.

• Chỉ số silicat (Silica Ratio - G)

G＞78.8 Than đóng xỉ thấp;

G trong khoảng 66.1÷78.8 Than đóng xỉ trung bình;

G＜66.1 Than đóng xỉ cao.

• Tỷ lệ Fe₂O₃/CaO

Fe₂O₃/CaO＜0.3: Không đóng xỉ;

Fe₂O₃/CaO trong khoảng 0.3÷3.0: Đóng xỉ trung bình;

Fe₂O₃/CaO＞3.0: Đóng xỉ nhiều.

Từ đó cho thấy việc xác định các thành phần oxit trong than đặc biệt cần thiết để vận hành, hiệu chỉnh lò hơi hợp lý tránh hiện tượng bám xỉ lò hơi.

Giám sát và kiểm soát trực tuyến

Thiết bị cung cấp dữ liệu từng phút về thành phần tro. Người vận hành có thể:

• Cảnh báo khi tro có nguy cơ gây đóng xỉ thấp
• Phối trộn các loại than để điều chỉnh tính nóng chảy của tro hỗn hợp
• Tối đa hóa nhiệt độ hóa mềm của tro, giảm chi phí sử dụng than có nhiệt độ nóng chảy cao đắt tiền

Phân tích nguyên liệu trong sản xuất xi măng (SXXM)

Trong sản xuất xi măng (SXXM), quy trình công nghệ gồm 3 giai đoạn chính: chế tạo bột liệu; nung luyện clinker; nghiền xi măng - đóng bao.

Để chế tạo bột liệu với hỗn hợp các oxit luôn ổn định và đúng tỷ lệ mong muốn, cần phải xác định chính xác thành phần các oxit của từng loại nguyên liệu đầu vào, bao gồm: đá vôi, đá sét, nguyên liệu điều chỉnh sắt và nguyên liệu điều chỉnh silic.

Các oxit chính cần xác định hàm lượng phần trăm trong nguyên liệu là: CaO, Fe₂O₃, SiO₂ và Al₂O₃. Tỷ lệ các oxit này rất khác nhau giữa các loại nguyên liệu đầu vào, đồng thời cũng biến động đáng kể ngay trong cùng một loại nguyên liệu, do chúng được khai thác từ các mỏ khác nhau và không được đồng nhất tốt trước khi đưa vào phối trộn. Vì vậy, phải thường xuyên kiểm tra thành phần hóa của từng nguyên liệu vào mỗi đợt nhập kho, sau khi đồng nhất hoặc chế biến và trước khi cân định lượng đưa vào máy nghiền.

Kiểm tra thành phần hóa của bột liệu (sau nghiền) có hai tác dụng: thứ nhất, hỗ trợ điều chỉnh công nghệ trong quá trình phối trộn nguyên liệu đầu vào (thay đổi tỷ lệ phối trộn) nhằm đạt được chất lượng bột liệu ổn định và đáp ứng yêu cầu; thứ hai, chủ động trong việc đưa bột liệu vào các silô chứa để sau đó phối trộn bột liệu (được chế tạo theo các ca sản xuất hoặc theo từng vùng nguyên liệu) trước khi đưa vào lò nung clinker.

Kiểm tra thành phần hóa trong clinker có vai trò kiểm soát công nghệ trong quá trình nung luyện clinker, bao gồm: điều chỉnh tỷ lệ phối trộn bột liệu từ các silô chứa các loại bột liệu khác nhau khi cấp vào lò, điều chỉnh chế độ cấp nhiên liệu đốt lò, điều chỉnh gió, áp suất và các thông số vận hành khác.

Ngoài ra, kiểm tra thành phần hóa trong clinker còn phục vụ cho việc kiểm soát công nghệ trong quá trình nghiền xi măng. Kiểm tra thành phần hóa trong xi măng thành phẩm ở đầu ra giúp đánh giá chất lượng xi măng đạt được và xác định tỷ lệ phối trộn đầu vào cho công đoạn nghiền xi măng một cách hợp lý.

Ý nghĩa then chốt

Tóm lại, quá trình kiểm tra thành phần hoá tại đầu vào, đầu ra của các công đoạn là hành động tham gia điều chỉnh ngược một cách tích cực trong quá trình chế tạo bột liệu, nghiền xi măng nói riêng và trong công nghệ SXXM nói chung.

Việc kiểm soát chính xác hàm lượng các nguyên tố: Al, Si, Ca, Fe trong phối liệu SXXM có ý nghĩa khoa học then chốt, là cơ sở cho các bài toán công nghệ (KH, n; KH, p và KH, n, p) nhằm tạo ra sản phẩm đạt chất lượng mong muốn một cách ổn định và hiệu quả:

1. Đảm bảo tạo hình các khoáng vật clinker mong muốn: Đây là ý nghĩa cốt lõi nhất. Clinker xi măng Portland gồm 4 khoáng vật chính, quyết định mọi tính năng của sản phẩm:

• Alit (C₃S): Canxi silicat, quyết định cường độ sớm.
• Belit (C₂S): Canxi silicat, quyết định cường độ muộn.
• Aluminat (C₃A): Canxi aluminat, ảnh hưởng đến thời gian đông kết.
• Ferit (C₄AF): Canxi aluminoferit, ảnh hưởng đến màu sắc và độ bền.

Sự hình thành và tỉ lệ của các khoáng này phụ thuộc trực tiếp vào tỷ lệ mol của CaO với các ô xít (Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃). Phân tích các nguyên tố giúp tính toán và điều chỉnh các chỉ tiêu công nghệ quan trọng như Hệ số bão hòa vôi (KH), Modul silic (n) và Modul nhôm (p) để định hướng phản ứng tạo khoáng theo đúng mục tiêu.

2. Tối ưu hóa và ổn định quá trình sản xuất: Mục tiêu cuối cùng của mọi nhà máy là vận hành ổn định, liên tục và tiết kiệm. Việc phân tích nguyên tố đóng vai trò quan trọng trong chiến lược này.

• Điều khiển phối liệu tự động: Hàm lượng các nguyên tố được phân tích bằng máy phân tích PGNAA. Dữ liệu này được truyền về hệ thống điều khiển DCS để tự động tính toán lại tỉ lệ phối liệu, bù trừ cho sự dao động của nguyên liệu đầu vào, đảm bảo phối liệu luôn đạt chuẩn.
• Giảm tiêu hao năng lượng: Phối liệu ổn định, đúng thành phần sẽ giúp quá trình nung trong lò diễn ra thuận lợi, giảm thiểu phát sinh sự cố và lãng phí nhiên liệu. Kết quả là giảm chi phí điện năng và than, một yếu tố rất quan trọng để nâng cao sức cạnh tranh.
• Cải thiện năng suất thiết bị: Một chế độ nung ổn định giúp bảo vệ lớp vật liệu chịu lửa bên trong lò, kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm thiểu thời gian dừng máy để bảo trì, sửa chữa.

3. Cho phép sử dụng nguyên liệu và nhiên liệu thay thế: Xu hướng sản xuất xanh, bền vững đòi hỏi các nhà máy sử dụng nhiều hơn các nguyên liệu thay thế (như tro bay, xỉ lò cao) và nhiên liệu thay thế. Tuy nhiên, các nguồn vật liệu này có thành phần hóa học rất không ổn định. Việc phân tích chính xác hàm lượng các nguyên tố trong chúng là điều kiện bắt buộc để:

• Đánh giá tiềm năng sử dụng: Xác định xem chúng có phù hợp để thay thế một phần nguyên liệu hay không (ví dụ: tro đáy có hàm lượng SiO₂, Al₂O₃ cao có thể tham gia phản ứng pozzolanic).
• Điều chỉnh bài toán phối liệu: Bù trừ lại sự thay đổi thành phần hóa học mà các vật liệu thay thế mang vào, đảm bảo sản phẩm cuối cùng vẫn đạt tiêu chuẩn chất lượng.
• Kiểm soát khí thải: Xác định các nguyên tố có hại (ví dụ: lưu huỳnh trong nhiên liệu thay thế) để có biện pháp xử lý kịp thời, bảo vệ môi trường.

Việc làm chủ phân tích Al, Si, Ca, Fe trong phối liệu chính là nền tảng khoa học để chuyển đổi từ một quy trình sản xuất "thủ công, kinh nghiệm" sang một quy trình "công nghiệp, chính xác và thông minh", cho phép nhà máy sản xuất ra sản phẩm chất lượng cao, chi phí thấp và thân thiện với môi trường.

Thiết bị phân tích hàm lượng nguyên tố bằng kỹ thuật PGNAA trong PTN

Nguyễn Thanh Tùy

TS. Nguyễn Thanh Tùy, Công ty TNHH AMF quốc tế, điện thoại: 0913223552; email: ngthanhtuyf@gmail.com

TS. Nguyễn Thanh Tuỳ, là Nghiên cứu viên cao cấp, hiện là chuyên gia độc lập của Viện KH và KT hạt nhân và Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam. Ông có hơn 30 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực điện tử hạt nhân, máy đo - thiết bị hạt nhân và hệ điều khiển hạt nhân. Ông là điều phối viên của Việt Nam tham gia Dự án hợp tác kỹ thuật Vùng Châu Á - Thái Bình Dương với Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) về ứng dụng kỹ thuật hạt nhân sử dụng nguồn phóng xạ cường độ thấp trong công nghiệp, trong các năm từ 2000 - 2008; là chủ nhiệm nhiều đề tài cấp Bộ, cấp Nhà nước của Bộ Xây dựng, Bộ KH&CN và Bộ Công Thương. Ông có một số sản phẩm khoa học công nghệ đã lắp đặt sử dụng trong nhà máy gạch ốp lát, vật liệu xây dựng, trong nhà máy sản xuất xi măng như thiết bị đo điều khiển nhiệt độ lò nung, thiết bị đo mức bằng tia gamma điều khiển tháo clanke, thiết bị phân tích phổ hai thành phần Ca, Fe và thiết bị phân tích phổ 4 thành phần Al, Si, Ca và Fe trong bột liệu xi măng. Ông là chuyên gia về các hệ điều khiển hạt nhân, tham gia tích cực vào nghiên cứu, phát triển các giải pháp tiên tiến phân tích trực tuyến theo thời gian thực các mẫu nguyên vật liệu trên băng tải (đo online), các mẫu rời trong phòng thí nghiệm (đo offline), đo di động hiện trường bằng kỹ thuật phân tích kích hoạt neutron - gamma tức thời (PGNAA) và đã đạt được những kết quả có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Ông là tác giả chính trong Bằng độc quyền số 2-0004480, ngày 22.10.2025 về GPHI "Thiết bị đo chất lượng nguyên vật liệu bằng kỹ thuật phân tích kích hoạt nơtron - gamma tức thời (PGNAA)". Ông sẵn sàng chuyển giao công nghệ để chế tạo và đưa vào sử dụng hệ thiết bị hạt nhân tiên tiến này ứng dụng trong công nghiệp và các ngành kinh tế - xã hội Việt Nam..