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



tải về 0.88 Mb.
trang4/11
Chuyển đổi dữ liệu19.07.2016
Kích0.88 Mb.
#2040
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

I.3/ Công nghệ sản xuất xi măng


Hóa học cơ bản của quá trình sản xuất xi măng bắt đầu bằng sự phân hủy canxi cacbonat ở nhiệt độ khoảng 9000C tạo thành canxi oxit và giải phóng khí cacbon dioxit; quá trình này được gọi là nung vôi. Tiếp theo là quá trình nung clinker nơi mà canxi oxit phản ứng ở nhiệt độ cao ( 1400-15000C) với silic, nhôm oxit và sắt oxit để tạo thành dạng silicat, aluminat, và ferit của canxi. Clinker tiếp theo được nghiền hoặc trộn cùng với thạch cao và phụ gia tạo thành sản phẩm xi măng.

Có bốn phương thức chính để sản xuất xi măng: quá trình khô, bán khô, bán ướt và ướt.

- Trong quá trình khô, nguyên liệu thô được nghiền và sấy khô tạo thành dạng bột chảy áp lực. Bột mịn khô được cấp cho thiết bị tiền nung hoặc lò tiền canxi hóa, hoặc ít khi hơn, cho vào lò khô dài.

- Trong quá trình bán khô bột mịn thô khô được tạo cục với nước và cấp vào sấy sơ bộ ghi lò trước khi vào lò hoặc đến lò dài.

- Trong quá trình bán ướt, bột nhão đầu tiên được khử nước trong những máy ép lọc. Bánh lọc được đập thành cục và cung cấp cho sấy sơ bộ ghi lò hoặc đưa trực tiếp cho máy sấy khô bánh lọc tạo sản phẩm bột thô.

- Trong quá trình ướt, nguyên liệu thô (thường với lượng ẩm cao) được nghiền trong nước tạo thành bùn có thể bơm. Bùn nhão được cung cấp trực tiếp cho lò hoặc đầu tiên đến máy sấy bùn.


I.3.1/ Quy trình công nghệ sản xuất xi măng


Công nghệ sản xuất xi măng gồm có 2 công nghệ cơ bản là : sản xuất xi măng lò đứng và sản xuất xi măng lò quay

Trong đó công nghệ sản xuất xi măng lò quay có 2 phương pháp sản xuất là : phương pháp ướt và phương pháp khô



      • Nung clinke : quyết định chất lượng sản phẩm, quyết định chất lượng môi trường

      • Ủ clinke : nhằm tạo sản phẩm cơ bản, có độ xốp, tăng độ kết dính

      • Nhiệt độ cao  tăng độ đông kết  đập, nghiền  sản phẩm mịn

      • Gia công nguyên liệu : đá vôi, đất sét, thạch cao, phụ gia xi măng được đập, cán, sấy đạt tiêu chuẩn yêu cầu ( 150 – 300 mm ) chứa vào xilo hoặc kho chứa

      • Nghiền phối liệu : nguyên liệu được trộn theo đơn phối liệu, sau đó được nghiền mịn đạt đến kích thước 0,06 – 0,07 mm. Nếu sản xuất theo phương pháp ướt bột nguyên liệu sẽ được trộn với nước và nghiền trong máy nghiền bị ướt

      • Nung clinke : phối liệu sau khi được nghiền mịn được đưa vào nung trong lò nung

        • Phối liệu vào nung trong lò quay theo phương pháp ướt là dạng bùn

        • Phối liệu vào nung trong lò quay theo phương pháp khô là dạng bột khô

        • P
          hối liệu vào nung trong lò đứng là dạng cầu viên  bột liệu phải qua máy vê viên tạo viên 8 – 12 mm


Trong quá trình nung, dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các cấu tử trong phối liệu phản ứng với nhau tạo thành các thành phần oxit của xi măng

Ở nhiệt độ khác nhau, các quá trình hóa học thuận nghịch xảy ra khác nhau (nhiệt độ cao nhất : 1450oC ).


  • Các quá trình xảy ra khi nung :

  • Ở 200oC, tách nước liên kết, sự tách nước này kết thúc ở 950oC ;


910oC

C_x0000_s1135


500oC
aCO3 CaO + CO2

M_x0000_s1137


1450oC
gCO3 MgO + CO2

2_x0000_s1139CaSO4 + C 2CaO + 2SO2 + CO2



  • Phân hủy nguyên liệu :


884oC

2_x0000_s1141


1074oC
Na2SO4 + C 2Na2O + 2SO2 + CO2

2_x0000_s1143


1450oC
K2SO4 + C 2K2O + 2SO2 + CO2

2_x0000_s1145CaSO4 + C 2CaO + 2SO2 + CO2

CS2 + 3O2  CO2 + SO2

S + O2  SO2

Nếu sử dụng các hợp chất hoạt hóa có chứa Flo  tạo khí HF rất độc  hiện nay đã hạn chế sử dụng

Xảy ra các quá trình đốt than  khói lò



      • Ủ clinke : sau khi qua giai đoạn làm lạnh, clinke được ủ trong kho hoặc trong xilo trong khoảng 10 – 15 ngày để các CaO tự do còn lại trong clinke phản ứng với nước trong không khí tạo thành Ca(OH)2  nở thể tích làm cho clinke dễ nghiền và xi măng không nở nữa  làm tăng chất lượng xi măng

Nghiền xi măng : clinke được phối trộn với các hạt phụ gia xi măng và thạch cao theo công thức phối liệu của xi măng và được nghiền để đạt độ mịn nhất định

        • Bột được nghiền đạt độ mịn yêu cầu sẽ cho qua thiết bị phân ly. Bột được nghiền không đạt độ mịn yêu cầu được cho quay trở lại máy nghiền

        • Bột đạt độ mịn được gầu tải đưa vào các xilo chứa. Trong các xilo, xi măng được đảo trộn để đồng nhất, tránh hiện tượng vón cục

      • Đóng bao xi măng : cho xi măng vào các túi 50 kg, hạt xi măng mịn, nhỏ, dễ phát tán trong không khí  bụi



I.3.2/ So sánh giữa các công nghệ sản xuất xi măng


Lò quay có nhiều ưu điểm hơn lò đứng

Bảng I. 3 – So sánh giữa các công nghệ sản xuất xi măng

Chỉ tiêu CN

CN lò quay khô

CN lò quay ướt

CN lò đứng

1. Phối liệu

- Đá vôi, đất xét, phụ gia, xỉ pirit

- Phối liệu đưa vào ở dạng bột mịn, độ ẩm 1 – 2 % và không trộn lẫn với nhau



- Tương tự công nghệ lò quay khô

- Phối liệu dạng bùn, độ ẩm 40%, phối liệu không trộn lẫn với than



- Tương tự công nghệ lò quay khô

- Thêm phụ gia khoáng hóa photphorit

- Ở dạng viên, độ ẩm 14%, trộn lẫn với nhau


2. Nhiên liệu

- Có thể dùng than, dầu hoặc khí

- Tiêu tốn nhiên liệu trên 1 đơn vị sản phẩm là nhỏ nhất



- Tương tự công nghệ lò quay khô

- Tiêu tốn nhiên liệu trên 1 đơn vị sản phẩm là lớn nhất



- Chỉ có thể dùng nhiên liệu rắn ( than )

- Tiêu tốn nhiên liệu trên 1 đơn vị sản phẩm lớn hơn công nghệ lò quay ướt và nhỏ hơn công nghệ lò quay khô



3. Quá trình nung

- Sử dụng lò quay

- Lò quay khô có hệ thống trao đổi nhiệt, tháp xyclon



- Sử dụng lò quay

- Phải qua giai đoạn sấy giảm độ ẩm từ 40% xuống 2%



- Sử dụng lò đứng

- Tương tự công nghệ lò quay ướt



4. Nguyên lý làm việc

- Làm việc liên tục

-Phối liệu được nạp từ đầu cao của lò, đảo trộn đều theo vòng quay của lò

- Quá trình tạo khoáng được diễn ra theo chiều dài lò

- Công suất lớn ( có thể đạt 3000 – 5800 tấn clinke/ngày )



- Làm việc liên tục

- Tương tự công nghệ lò quay khô

- Tương tự công nghệ lò quay khô

- Tương tự công nghệ lò quay khô



- Làm việc gián đoạn

- Phối liệu được cấp vào theo từng mẻ, đi từ trên xuống dưới

- Quá trình tạo khoáng diễn ra theo chiều cao của lò và trong từng viên phối liệu


5. Nhiệt độ và chất lượng

- Nhiệt độ nung 1450oC

- Chất lượng sản phẩm tốt và ổn định



- Tương tự công nghệ lò quay khô

- Tương tự công nghệ lò quay khô



- Nhiệt độ lò rất khó đạt tới 14500C

- Chất lượng không tốt và ổn định như lò quay




I.3.3/ So sánh về môi trường


    • Giống nhau :

      • Sử dụng nguyên liệu giống nhau

      • Đều trải qua quá trình gia công tương tự ( đập, nghiền, sàng…)  sinh bụi, tiếng ồn

      • Sử dụng than cho quá trình nung clinke  khí đốt than : SO2, NOx

      • Quá trình đóng bao như nhau  sinh bụi, tiếng ồn  chất thải rắn giống nhau

      • Các công đoạn như nhau  chất thải rắn như nhau

    • Khác nhau :

      • Mức tiêu dùng nguyên liệu : xi măng lò quay ( ướt và khô ) có công suất tiêu thụ gấp từ 5 – 10 lần lò đứng do công suất lớn hơn

      • Mức tiêu thụ nhiên liệu :

+ Tiêu thụ nhiên liệu cho 1 tấn sản phẩm ở lò quay ướt lớn nhất  khí thải lớn nhất

+ Tiêu thụ nhiên liệu cho 1 tấn sản phẩm ở lò quay khô nhỏ nhất  khí thải nhỏ nhất



Bảng I. 4 – Tổng hợp kết quả cân bằng vật chất, lượng thải của các loại hình sản xuất xi măng ( tính cho 1000 tấn sản phẩm )

Công nghệ/chỉ tiêu

Lò quay khô ( tấn )

Lò quay ướt ( tấn )

Lò đứng ( tấn )

    1. Nguyên liệu

      • Đá vôi

      • Đất sét

      • Xỉ pirit

Photphorit

1251,6

314,4


26,5

-


1251,6

314,4


26,5

-


1270

298


31

32


    1. Nhiên liệu

- Than

141

330

220

III.Chất thải

      • Bụi

      • Bụi (*)

      • CO2

      • SO2

      • CO

      • NO2

- HF

0,70825

224,25


252,17

5,565


0,042

1,27


-

0,71

227,75


1483

7,27


0,099

2,97


-

14,34

124,54


1287,6

6,67


0,075

2,5


0,674

(*) – Tính cho trường hợp tất cả các thiết bị thổi bụi không hoạt động

  • Nhận xét : khi tính trên một đơn vị sản phẩm

- Khí thải từ nung clinke : tải lượng khí thải ra do quá trình nung clinke trong lò quay ướt là lớn nhất, trong lò quay khô là nhỏ nhất  xu hướng chuyển từ công nghệ lò quay ướt sang công nghệ lò quay khô  tiết kiệm nhiên liệu, giảm lượng khí thải ra

- Bụi từ nung clinke : với trường hợp các thiết bị xử lý bụi không hoạt động, lượng bụi thoát ra do quá trình nung clinke trong lò quay ( ướt + khô ) là lớn nhất, do lò quay sử dụng nhiều nhiên liệu hơn lò đứng.



- Nếu có thiết bị xử lý bụi hoạt động, có thể lượng bụi thoát ra trong sản xuất xi măng lò đứng nhiều hơn, do các nhà máy xi măng lò đứng thường chỉ lắp hệ thống thu hồi bụi với hiệu suất thấp (  80% )  lượng bụi thoát ra môi trường tương đối lớn. Trong khi đó, các nhà máy xi măng lò quay với lọc bụi tĩnh điện, hiệu suất cao  lượng bụi thoát ra sẽ ít hơn.


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