Luận văn Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lò đứng công suất 1000 tấn clinke/ngày


I.2/ Nguyên – nhiên liệu dùng trong quá trình sản xuất [5,6]



tải về 0.88 Mb.
trang3/11
Chuyển đổi dữ liệu19.07.2016
Kích0.88 Mb.
#2040
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

I.2/ Nguyên – nhiên liệu dùng trong quá trình sản xuất [5,6]

I.2.1/ Nguyên liệu để sản xuất xi măng


Xi măng ( từ tiếng Pháp: ciment ) là chất kết dính thủy lực được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia. Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ xi măng. Tiếp đó, do sự hình thành của các sản phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa cứng để cuối cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất định.Vì tính chất kết dính khi tác dụng với nước, xi măng được xếp vào loại chất kết dính thủy lực.

Xi măng là chất kết dính thuỷ lực quan trọng nhất hiện nay, sử dụng làm vật liệu xây dựng và được tiêu thụ nhiều.

Thành phần hóa học của phối liệu nung clinker gồm 4 oxit chính: CaO, SiO2, Al2O3 và Fe2O3 nên nguyên liệu đầu vào phải đảm bảo cung cấp đủ các oxit trên.

CaO thường do đá vôi cung cấp.

Các oxit SiO2, Al2O3 và Fe2O3 chủ yếu do nhóm khoáng sét cung cấp như đất sét.

Nếu thiếu Al2O3 phải dùng phụ gia điều chỉnh là Boxit, thiếu sắt dùng quặng sắt để bổ sung Fe2O3, và dùng đá silic để bổ sung SiO2.

Thành phần của xi măng gồm chủ yếu là oxit : CaO : 59 – 67 %; SiO2 : 16 – 26 %; Al2O3 : 4 – 9 %; Fe2O3 : 2 – 6 %; MgO : 0,3 – 3 %

Bụi xi măng chứa bụi silicat có thể gây độc và gây ra các bệnh về đường hô hấp


I.2.1.1/ Thành phần hóa của clinke xi măng Poolăng


  • CaO

  • Hàm lượng 62÷69%

  • Tham gia tạo tất cả các khoáng chính của clinke XMP

  • CaOtd ảnh hưởng xấu tới chất lượng CL và XMP

  • Nhiều CaO, đóng rắn nhanh, mác cao, kém bền trong môi trường xâm thực

  • SiO2

  • Hàm lượng 17÷26%

  • Tham gia tạo các nhóm khoáng silicát (khoáng khó nóng chảy) của clinke XMP

  • Nhiều SiO2, đóng rắn chậm, mác cao, bền trong môi trường xâm thực

  • Al2O3

  • Hàm lượng 4÷10%

  • Tham gia tạo các khoáng nóng chảy (aluminát canxi và alumoferit canxi)

  • Nhiều Al2O3, đóng rắn nhanh, toả nhiều nhiệt, kém bền trong môi trường xâm thực, tăng độ nhớt pha lỏng clinke

  • Fe3O4

  • Hàm lượng 0.1÷5%

  • Chủ yếu tham gia tạo khoáng nóng chảy alumoferit canxi

  • Nhiều Fe2O3, giảm mác xi măng, tăng bền trong môi trường xâm thực, giảm độ nhớt pha lỏng clinke, giảm nhiệt độ nung clinke

  • R2O

  • Gồm Na2O và K2O. Tổng hàm lượng 0.1÷5%

  • Ở nhiệt độ cao bay hơi một phần, một phần tham gia phản ứng tạo các khoáng chứa kiềm

  • Nhiều R2O, giảm mác xi măng, không ổn định thể tích, gây loang màu (nếu dùng làm vữa trát), ăn mòn cốt thép

  • SO3

  • Hàm lượng 0÷1%

  • Ở nhiệt độ cao sinh khí SO2 bay ra một phần, một phần tham gia phản ứng tạo các khoáng chứa SO3, làm giảm hàm lượng một số khoáng chính

  • Nhiều SO3, giảm mác xi măng, tạo các hợp chất có nhiệt độ nóng chảy thấp gây hại cho hệ thống lò (chủ yếu lò có hệ cyclon trao đổi nhiệt)

  • Cùng với R2O gây ảnh hưởng xấu tới quá trình nung luyện cũng như tính chất khoáng hoá và xây dựng sau này của xi măng

I.2.1.2/ Nhóm khoáng của clinke xi măng Poolăng


  • C3S

  • Công thức hoá 3CaO.SiO2

  • Khối lượng riêng 3.28g/cm3

  • Hàm lượng 40÷60%

  • C3S tinh khiết chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm. Trong clinke công nghiệp C3S tồn tại dưới dạng dung dịch rắn bền với tên gọi là Alít

  • 54CaO.16SiO2.MgO.Al2O3

  • Ca106Mg2Al(Na0.25K0.25Fe0.5)O36(Al2Si34O104)

  • C3S tinh khiết bền trong vùng nhiệt độ 1250÷19000C, dưới 12500C bị phân huỷ

C3S à C2S + Ctd

  • C3S tinh khiết có tinh thể hình lục giác đều

  • Khoáng alít đóng rắn nhanh, toả nhiều nhiệt, không bền trong môi trường xâm thực (đặc biệt là môi trường sunphát)

  • C2S

  • Có 4 dạng thù hình a, a, b, g

  • Khối lượng riêng của các dạng lần lượt là 3.04; 3.40; 3.28; 2.97g/cm3

  • Hàm lượng 15÷35%

  • C2S tinh khiết chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm. Trong clinke công nghiệp C2S tồn tại dưới dạng dung dịch rắn bền với tên gọi là Bêlít

  • Ca87MgAlFe(Na0.5K0.5)(Al2Si42O180)

  • Dạng aC2S tồn tại trong vùng nhiệt độ 1425÷21300C.

  • Dạng aC2S tồn tại trong vùng nhiệt độ 830÷14250C. Dưới 8300C, chuyển về dạng bC2S nếu làm lạnh nhanh, về dạng gC2S nếu làm lạnh chậm (kèm theo tăng 10% thể tích)

  • Dạng bC2S kém bền, tồn tại trong vùng nhiệt độ 675÷8300C Lưu lâu ở 6750C hoặc hạ nhiệt độ xuống dưới 6750C, chuyển về dạng gC2S (và tăng thể tích)

  • Dạng gC2S tồn tại trong vùng nhiệt độ dưới 6750C

  • Khả năng kết dính (theo quan điểm hoá học tinh thể) giảm dần từ dạng a tới g

  • Chỉ có dạng b và g có thể tồn tại trong điều kiện thường. Chỉ dạng b là cần.

  • Các biện pháp ổn định dạng b:

+ Làm lạnh nhanh

+ Tạo dung dịch rắn bền, nền là bC2S. Đó là Bêlít



  • Bêlít ít toả nhiệt, mác cao, bền trong môi trường xâm thực

  • CxAy

  • Gồm một dãy dung dịch rắn (C3A, C5A3, C12A7, CA, CA2, CA6), trong đó chủ yếu là C3A

  • Công thức hoá 3CaO.Al2O3

  • Khối lượng riêng 3.04g/cm3

  • Hàm lượng 5÷15%

  • C3A tinh khiết chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm. Trong clinke công nghiệp trong mạng lưới C3A còn hoà tan nhiều ôxít khác

  • Na6K2Ca78Mg4(Al44Fe8Si7O180)

  • C3A đóng rắn nhanh, toả nhiều nhiệt, không bền trong môi trường xâm thực

  • CxAyFz

  • Gồm một dãy dung dịch rắn (từ C6A2F tới C6AF2), trong đó chủ yếu là C4AF

  • Công thức hoá 4CaO.Al2O3.Fe2O3

  • Khối lượng riêng 3.77g/cm3

  • Hàm lượng 10÷18%

  • C4AF đóng rắn chậm, cường độ không cao, bền trong môi trường xâm thực

  • Khoáng chứa kiềm

  • Gồm các khoáng KC23S12 (gốc C2S) và NC8A3 (gốc C3A)

  • Công thức hoá K2O.23CaO.12SiO2

Na2O.8CaO.3Al2O3

  • Sự hình thành các khoáng chứa kiềm làm giảm hàm lượng các khoáng silicát, tăng vôi tự do

12C3S + K à KC23S12 + 13Ctd (1)

12C2S + K à KC23S12 + Ctd (2)

3C3A + N à NC8A3 + Ctd (3)


  • Cứ 1% K2O tạo ra khoảng 20% KC23S12 và làm giảm khoảng 20% (C3S + C2S)

  • Cứ khoảng 1% Na2O tạo ra khoảng 10% NC8A3 và làm giảm khoảng 10% C3A

  • Khi nung có mặt CaSO4 các khoáng chứa kiềm bị phân huỷ

  • Khoáng chứa kiềm làm xi măng đóng rắn không ổn định

  • Khoáng khác

  • C2S.CaSO4, 3CA.CaSO4

  • CS, C3S2

  • CAS2, C2AS...

  • MA, M2S, CMS, C3MS2...

  • C3T2, C3P...

  • Các ôxít tự do CaO, MgO, Cr2O3...

  • Pha thủy tinh

  • Hàm lượng 5÷10%

  • Lượng và thành phần phụ thuộc tốc độ làm lạnh, thành phần hoá phối liệu

  • Lượng SiO2 chỉ chiếm khoảng 7%, còn lại là các ôxít khác: CaO, Al2O3, MgO... với các liên kết Al-O, Ca-O, Mg-O..

I.2.1.3/ Nhóm phụ gia điều chỉnh các hệ số


Phụ gia điều chỉnh : cung cấp đủ các thành phần oxit mà trong đất sét chưa đủ. Nếu thiếu Al2O3  dùng quặng Boxit, nếu thiếu Fe2O3  dùng xi quặng đốt lò cao, nếu thiếu SiO2  dùng các loại quặng bị phong hóa.

Phụ gia khoáng hóa : dùng chủ yếu trong xi măng lò đứng, sử dụng các chất có chứa Flo. Ví dụ : CaF2, Na2SiF6

Thạch cao : nhằm điều chỉnh thời gian đông kết của xi măng

Phụ gia xi măng : trộn thêm nhằm sản xuất các loại xi măng có mác khác nhau

I.2.2/ Nhiên liệu để sản xuất xi măng


Để nung clinke xi măng người ta dùng 3 loại nhiên liệu : khí thiên nhiên, dầu lửa loại dầu hỏa, ma dút, nhiên liệu rắn là than đá lửa dài nhiều chất bốc, than Angtoraxit lửa ngắn ít chất bốc. Tùy thiết bị lò nung ầm yêu cầu loại nhiên liệu có khá nhau

Đối với lò quay các loại có thể dùng nhiên liệu khí, lỏng, rắn, riêng lò đứng đa số dùng nhiên liệu rắn ít chất bốc và càng ít tro than càng tốt theo phân loại than đang sử dụng cho các nhà máy và xí nghiệp xi măng hiện nay ta có : than lửa dài nhiều chẩ bốc để pha hỗn hợp than bụi để nung trong lò quay có than Na dương, còn lại là than Angtoraxit Hồng Gai. Trước phân loại theo Pin A, cám trung bình, Ma, Ka và Kb, hiện nay phân loại theo số cám 1, 2, 3, 4, 5.

Đối với lò đứng nung clinke xi măng poolăng thường đòi hỏi than phải có nhiệt năng QH> 5500 Kcal/kg, chất bốc < 20%, độ tro A càng nhỏ càng tốt. Than để nung trong lò quay đòi hỏi phải có QH > 5500 – 6000 hoặc cao hơn nhưng chất bốc phải từ 15 – 30% tùy yêu cầu từng loại clinke và lò nung.

Đối với clinke xi măng trắng nung bằng lò đứng đòi hỏi than ít tro ít chất bốc, nhiệt năng cao, thường phải dùng loại orible Quảng Ninh.




tải về 0.88 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương