Báo cáo môn Quá trình thiết bị 2: Tính toán quá trình cháy của nhiên liệu than và thiết kế cấp phối trong sản xuất xi măng năng suất 1triệu tấn/năm

Ạ Ọ

Ố Ồ

Đ I H C QU C GIA THÀNH PH  H  CHÍ MINH

Ố ƯỜ

Ạ Ọ

TR

NG Đ I H C BÁCH KHOA

Ệ Ậ

Ệ

KHOA CÔNG NGH  V T LI U



Ế

Ị

BÁO CÁO MÔN QUÁ TRÌNH THI T B  2

ủ

ệ

Đ  Tài: Tính toán quá trình cháy c a nhiên li u than và thi

ệ ấ

ố

ả

ấ

ấ

ề ế ế  t k ấ c p ph i trong s n xu t xi măng năng su t 1tri u t n/năm

GVHD: ThS. Lê Minh S nơ Danh sách nhóm 2 ễ

ọ

ễ ễ

ế ị

ư ễ ị Nguy n th  Ng c Di m ẫ ầ Nguy n Tr n Du n Bùi Th  Tuy t Ngân ị Nguy n Th  Minh Th 1510406 1510420 1512116 1513384

Ngày 15 tháng 11 năm 2017

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ụ ụ M c L c

GVHD: Lê Minh S nơ

2

Contents

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ụ ụ M c l c hình:

ệ ế

ụ ụ ả M c l c b ng ễ ả B ng 1.1 Di n bi n quá trình hóa lý khi nung luy n  ………………………………………...6

ầ ệ

ư

ệ ỉ

GVHD: Lê Minh S nơ

3

ả ả ả ả ả ả ủ B ng 5.1 Thành ph n hóa c a hai nguyên li u chính 100%     ổ ề ả B ng 5. 2 B ng quy đ i v  nguyên li u khô ch a nung 100%     ệ ầ ấ ử ề ư    đi u ch nh (nguyên li u khô ch a nung 100%)   B ng 5.3 Thành ph n c u t ầ ọ ủ B ng 5.4 Thành ph n  hóa h c c a tro than .     ệ B ng 5.5 Nguyên li u khô đã nung 100%       B ng 5.6 Các modun, h  s ệ ố

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ổ 1.T ng quan

ớ ệ ơ ượ ề 1.1. Gi i thi u s  l c v  xi măng Poóc Lăng (XMP)

ề ả ẩ ợ ồ + Xi măng Pooc lăng (XMP): Là s n ph m nghi n m n c a h n h p g m

4.2H2O) (3(cid:0) 5%).Ngoài ra có th  có ph  gia công

ụ ị ủ ỗ ể ạ

ụ ụ ệ ả ả clinker XMP và th ch cao ( CaSO ề ợ ngh  ( ph  gia tr  nghi n , ph  gia b o qu n).

ị ủ ỗ ề ỗ + Xi măng Pooc lăng h n h p (PCB): Là s n ph m nghi n m n c a h n h p

ả ụ ẩ ỗ ợ (cid:0) 5%) và ph  gia h n h p (<40%). Trong đó ,  ợ

ạ ượ ụ ợ ồ g m Clinker XMP , th ch cao (3 ầ ụ ph  gia đ y không v ệ ể t quá 20%. Ngoài ra có th  còn có ph  gia công ngh .

ố ỗ ế ế ẩ ả ợ + Clinker XMP: Là s n ph m thu đ

ủ ế ệ ả ẩ

ấ ơ ộ ượ c sau khi nung đ n k t kh i h n h p  nguyên li u ch  y u là đá vôi và đ t sét . Trong s n ph m này , khoáng chính là  các khoáng silicat canxi có đ  baz  cao.

ả ấ 1.2. Quy trình s n xu t XMP

ơ ồ ấ ằ ươ ả Hình .1 S  đ  quy trình s n xu t xi măng b ng ph ng pháp khô

ệ ặ ấ (cid:0) Nguyên li u đá vôi, đ t sét và qu ng s t đ

ắ ượ ộ ề ứ ố ệ ị ế ượ ư ề trong máy nghi n đ ng, nghi n khô. B t ph i li u m n đ

GVHD: Lê Minh S nơ

ề   ệ ư c các bin ti p li u đ a vào nghi n ồ   c đ a vào silo đ ng 4

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ố ộ ấ ệ ấ ạ ượ ồ ơ

ầ ấ ạ ể c b m khí nén   ế   ầ ầ t

ệ ể ứ nh t. B t ph i li u khô có m c đ ng nh t đ t yêu c u đ ố ệ chuy n vào lò nung. Do ph i li u khô, lò nung có c u t o hai ph n: ph n thi ầ ị b  trao đ i nhi t ki u treo và ph n lò quay.

ượ ề ề ề ằ c nghi n b ng máy nhi n phun cháy trong lò theo chi u ng ượ ớ   c v i

ổ (cid:0) Than đá đ chi uề

ể ộ

ố ệ ả ố ộ

ằ

ậ ủ ộ ồ ệ ề ể ấ ứ ể

ấ ạ ụ ề ặ ớ

(cid:0) Chuy n v n c a b t ph i li u. Khói lò có th  qua tháp làm ngu i, vào thi ế ị  ể t b ầ ẫ   ượ ọ ụ c d n l c b i tĩnh đi n, r i th i ra ngoài theo  ng khói. M t ph n khói lò đ ế ị ể   ộ ộ t b  làm ngu i ki u vào máy nghi n đ  s y than. Làm ngu i clinker b ng thi ệ ố   ế ự ừ ghi, sau đó ch a trong silo. T  đây, có th  xu t clinker tr c ti p theo h  th ng ứ ậ ả   i, ho c nghi n v i các ph  gia và th ch cao thành xi măng ch a trong v n t các silo.

ơ ượ ề ươ ấ 1.3. S  l c v  ph ng pháp khô lò ả  quay trong s n xu t xi măng :

ươ Hình 1. Lò quay ph ng pháp khô

ươ ớ 1.3.1.Ph t b  lò quay

ả ổ ệ ở ứ ấ ế ị ng pháp khô v i thi (cid:0) Nh m tăng hi u qu  trao đ i nhi ệ m c cao nh t trong lò quay nung Clinker t

ằ XMP.

ộ ẩ ủ ế ổ

ả ự ượ ấ ố ở (cid:0) Các quá trình bi n đ i hóa lý c a ph i li u khô ( đ   m <1%) x y ra ch  y u ủ ế   ố ệ ệ ủ   c th c hi n trong pha r n (s y, đ t nóng , phân h y cacbonat canxi ) đ

5

ắ GVHD: Lê Minh S nơ

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ệ ố ệ ể ầ ổ

ệ ế ộ ữ ả   ệ ọ t ki u treo .Ph n ph n t g i là h  th ng trao đ i nhi ố   ự ố ạ ỏ ng pha l ng ( t o pha l ng , k t kh i t o Clinker , làm ngu i ) th c hi n n t

ế ị ặ t b  đ c bi nh ng thi ạ ỏ ứ ầ trong ph n lò quay.

ượ ướ ấ ượ ơ ươ ướ ể  : Tr c đây , ch t l ấ ng có th p h n ph ng pháp t. (cid:0) Nh c đi m

(cid:0) ả ớ

c gi m b t chi u dài ( còn 60­80m), năng l ấ ươ ướ ng ti ề ng pháp ế   ượ t   t . V n đ  môi

ể  : Lò quay đ ề ượ ề ằ ế ơ ễ ả ượ Ư ớ ki m h n nhi u so v i nung Clinker b ng ph c xem là d  gi tr u đi m ệ ơ ườ ng cũng đ i quy t h n.

ấ ạ ươ 1.3.2. C u t o lò quay ph ng pháp khô

ượ ự Lò quay đ c chia làm 3 khu v c chính:

(cid:0) ầ ầ ạ Ph n đ u lò: t o khoáng C2S, C3A, C4AF

(cid:0) ữ ầ ạ Ph n gi a lò : t o khoáng C3S

(cid:0) ầ ố ộ Ph n cu i lò : làm ngu i .

1.3.3. Qúa trình hóa lý khi nung luy n ệ

ệ ả B ng .1 Di n bi n quá trình hóa lý khi nung luy n

Nhi t đệ ộ ế ễ Qúa trình ả ứ Ph n  ng

< 1000C Tách n ướ ự c t do H2OL (cid:0) H2Oh

ơ ướ ấ ụ Bay h i n c h p ph 100 (cid:0) 4000 C H2OL (cid:0) H2Oh

ọ 400  (cid:0) 7500 C AS2H2 (cid:0) AS2 + 2Hh (cid:0) ấ ướ c hóa h c  M t n ủ ( Phân h y Caolinit)

ủ Phân h y MêtaCaolinit 600 (cid:0) 9000 C

AS  + S 2 (cid:0) AS2 (cid:0) ặ Ho c AS A + 2S

2S, C3A,

ạ 600 (cid:0) 10000 C ủ Phân h y đá vôi ,t o  khoáng CS , CA

800 (cid:0) 13000 C ạ T o khoáng C C4AF CaO + CO2 (cid:0)     CS       CF      CA  C3A   C2S

GVHD: Lê Minh S nơ

6

CaCO3 (cid:0) C + S    (cid:0) C+ F     (cid:0) C + A    (cid:0) CA + 2C  (cid:0) CS  + C  (cid:0) C3A + CF (cid:0) C4AF

ế ị

t b  silicate 2

Nhóm 2

3S

Quá trình và thi 1250 (cid:0)

ạ T o khoáng C 14500C C2S + Ctd  (cid:0) C3S

ệ ố ễ ủ ấ ả (cid:0) Trong h  th ng lò cũng di n ra đ  t t c  các quá trình trên:

(cid:0) ấ ướ ạ ọ ầ T i cyclone t ng 1 : M t n c lý h c.

(cid:0) ủ ạ ầ T i cyclone t ng 2,3:Phân h y Caolinit

(cid:0) ủ ầ ạ ầ ộ T i cyclone t ng 4,5 : Phân h y m t ph n đá vôi (<15%)

ầ (cid:0) Ph i li u  ố ệ ở Cylone t ng 4 vào Calciner , sau đó vào Cylone t ng 5 r i đ

ớ c khi vào lò. Có m t l i 90­95% tr

ạ

ướ ầ ố ộ ệ ả

ầ ồ ượ ư   c đ a ộ ượ   ậ ệ ng vào lò quay . V t li u Canxi hóa t ạ ỏ   nh  khoáng đã t o ra trong calciner và cyclone t ng 5 . T i Calciner , 80% đá ủ ủ ượ vôi đ   c phân h y ,sau đó b t li u phân h y n t trong lò và x y ra quá trình ạ t o khoáng .

ủ ệ 1.4. Quá trình cháy c a nhiên li u than

ụ 1.4.1. M c đích

ụ ượ ệ ị ượ t tr , l

ả ị ẩ ế ể ệ ượ (cid:0) M c đích tính quá trình cháy nhiên li u là xác đ nh l t đ  cháy nhiên li u, l

ề ệ ườ

ệ ạ ệ ộ c. Cũng có tr

ệ ị ấ t tr  th p thì lò không th  ho t đ ng đ ệ ị ư ạ ầ ng h p lò yêu c u đ t nhi ạ ộ ể ầ i yêu c u nhi

t tr  cao nh ng lò l ầ ạ ế ệ ộ t đ  yêu c u. Vì v y n u nhi

ệ ộ ế ả ủ c nhi

ả

ậ t đ  nung c a lò, thì ta ph i xác đ nh nhi ướ ả ế ị ố ặ ế ị ơ ộ ơ ở ệ ọ ự ệ ng không ng nhi ầ ủ   ng s n ph m cháy, thành ph n c a nó và ạ ợ   t đ  cao khi nhiên ợ   ượ ườ ng h p ệ ộ t đ  quá cao 1700­1800 thì   ệ   ủ ệ ộ t đ  cháy c a nhiên li u ế   ệ ộ ầ ị t đ  c n thi t   c khi vào cháy   t b  đ t nóng không

ệ ặ ầ khí c n thi ệ ộ t đ  cháy. Trong nhi u tr nhi i có nhi li u l ệ nhiên li u có nhi lò cũng khó đ t đ n nhi ạ ượ không đ t đ ph i nung nóng s  b  không khí ho c c  nhiên li u khí tr nhiên li u. Trên c  s  đó mà quy t đ nh hay l a ch n thi khí ho c nhiên li u khí đó.

ượ ả ả ầ (cid:0) L ng không khí c n thi

ế ể t đ  cháy nhiên li u và l ấ ủ ơ ở ượ ằ ậ ị ượ cháy đ ẩ   ệ ng khí th i hay s n ph m ệ c xác đ nh trên c  s  cân b ng v t ch t c a quá trình cháy nhiên li u.

ệ ộ ệ ệ   t

ồ t, bao g m nhi ạ ơ ở ệ ủ ằ ả (cid:0) Nhi ủ c a nhiên li u, không khí mang vào và nhi ệ ị t đ  cháy nhiên li u xác đ nh trên c  s  cân b ng nhi ẩ t c a các s n ph m cháy t o thành.

ẩ ườ t s n ph m cháy và khói lò. Thông th

ệ (cid:0) Khi tính toán c n phân bi ả

ằ ầ ủ ệ

c nhi ầ c nhi c đ t cháy v i l

ạ

ệ ố ớ ớ ả

ọ

GVHD: Lê Minh S nơ

7

ừ ậ ệ ả ệ ả ầ   ng khi tính ạ ữ ạ ẩ toán thì s n ph m cháy là nh ng khí t o ra do quá trình cháy trong ph m vi   ể  ệ ộ ạ ượ ủ ồ t đ  yêu c u c a công ngh  nung. Đ bu ng cháy c a lò nh m đ t đ ư  ố ớ ượ ượ ệ ệ ộ ạ ượ ng không khí d t đ  này, nhiên li u c n đ đ t đ ệ ộ ầ ừ ộ ể ấ ỏ t đ  c n có. nh  nh t có th  có. H  s  này tùy thu c vào t ng lo i lò và nhi   ự ủ   ư ượ ng l n h n nhi u so v i s n ph m cháy torng khu v c c a Khói lò có l u l   t vào lò lò. Có hai nguyên nhân làm l u l và khí  và O s n sinh t ơ ề ẩ ư ượ ng khói lò tăng lên đó là không khí l  v t li u nung.

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ạ ằ ư

ệ ố ả ệ ộ ấ t đ  r t cao nên ta ph i tìm cách h  nhi

ư ậ ệ ố ạ

ươ ủ ớ

ề ệ ủ ả ệ ơ ộ ậ ệ ầ ể ẩ ấ t c a s n ph m cháy đ  gai nhi

ế ị (cid:0) Nh m đ t nhi ệ ộ ỏ khí thoát ra kh i lò nung có nhi cách pha thêm không khí l nh vào. Nh  v y h  s  không khí d  c a khói lò s tăng lên r t nhi u so v i yêu c u c a vùng nung. Trong tr hàm nhi đi c a s n ph m cháy không khí s  l

ệ ố ẽ ọ ủ ả ỏ t đ  cao trong vùng nung ta dùng h  s  không khí d  nh . Khi   ệ ằ   ạ t b ng ư ủ ẽ  ợ ử ụ   ng h p s  d ng ườ   t s  b  v t li u nung thì trên đ ng ư t vào lò và làm tăng h  s  không khí d .

ẽ ủ ứ ượ ẩ (cid:0) V t li u nung nh  g m s  đ

ơ ả

ủ ố ệ ư ố ộ ẩ ấ c này. Khi n u th y tinh t ph i li u soda thì khói lò còn có thêm

ủ

ố ệ

ể ả ươ

ố ệ ừ

ặ

ả ậ ệ   c nung nóng và s  phân h y khoáng sét cũng ữ   ư nh  bay h i do đ   m nên trong khói lò th i ra không khí có kèm theo nh ng ừ ơ ướ  phân  h i n ộ ẩ   ố ệ ộ ẩ ủ ừ  soda và đ   m c a ph i li u. Khi nung clinker xi măng thì ngoài đ   m h y t ủ ừ ố ệ ủ    đá vôi. Do ph i li u nung clinker xi măng c a ph i li u còn có  do phân h y t ấ ứ ầ   ng pháp khô ch a g n 80% đá vôi nê đ  s n xu t 1kg clinker xi măng theo ph ả ậ ơ ướ ẽ ả c. Vì v y mà khói  ph i li u gân 0,5kg  và kho ng 0,01kg h i n s  th i ra t   ỉ  ấ ể ả ẽ ấ ớ ủ c a lò quay nung clinker xi măng s  r t l n m c dù đ  s n xu t 1kg clinker ch dùng kho ng 0,10 – 0,12kg than.

ướ 1.4.2. Quy c trong tính toán

ụ ộ

ầ ượ ạ ể

ẩ ặ ị

(cid:0) Quá trình cháy trong tính toán không ph  thu c vào l ế ng không khí c n thi ộ ơ c xác đ nh theo m t đ n v  kh i l ố ẩ ố

ệ ố

ề ế ẩ ệ ng nhiên li u dùng vì   ả ệ   ượ t và th  tích s n ph m cháy t o ra khi cháy nhiên li u l ể   ệ ủ ể ố ượ ị ượ ng ho c th  tích c a nhiên li u và bi u đ ặ N  (mét kh i tiêu ị ằ ệ th  b ng N     ( mét kh i tiêu chu n trên kg nhiên li u) ho c   ố   ị ướ ơ ừ ẩ ẩ chu n trên mét kh i tiêu chu n nhiên li u). T  đây ta quy  c đ n v  mét kh i ố t dài). trong tính toán đ u là mét kh i chu n  (thay cho Nvi

ệ ộ ị t đ  cháy nhiên li u ­nhi (cid:0) Nhi

ệ ộ

ệ ệ ộ ệ ủ t c a khói lò. Nhi ộ ơ ượ ụ ớ ộ ệ ị ế ự ạ ể c xác đ nh t đ  lý thuy t c c đ i có th  có, đ ộ t đ  này cũng không ph  thu c vào ị ờ ng nhiên li u cháy trong m t đ n v  th i gian và xác đ nh v i đ  chính xác

ợ ữ ộ theo toàn b  hàm nhi ượ l cao. (cid:0) M i tr

ữ ầ ể ệ ặ

ề ệ ơ ở ự ế t. Trên c  s  th c t ệ ề ư ủ ấ ự ế    cháy    đó chúng ệ ộ ự ế  t đ  th c t ố    khác nhau

ả ệ ế ỗ ườ ng h p tính toán c n ph i liên h  đ n nh ng đi u ki n th c t ế ị ủ ệ nhiên li u và nh ng đ c đi m c a thi t b  nhi ể ợ ệ ố ấ ta l y h  s  không khí d  cho phù h p đ  cháy nhiên li u. Nhi ộ ụ ụ ệ ộ hay nhi t đ  tác d ng c a khói lò ph  thu c vào r t nhi u nhân t ấ và r t khó tính toán.

ủ ệ ẩ

ứ

ử ụ ể ể ở ạ ể ả ơ (cid:0) Khi tính toán quá trình cháy c a nhiên li u ta s  d ng đ n v  chu n, t c th ứ ơ ể  ị ể ơ   ệ N, th  tích t c đ  . Song đ  đ n ố ộ ẩ    d ng chu n khi tính

ị ứ ế ặ ấ tích khí  ng v i 0  và áp su t 1atm và ký hi u  ề gi n các ký hi u th  tích V, đ n v  m hay  đ u  hi u là  toán ho c vi ớ ệ t tay trong các công th c.

ệ ị

ệ ủ ủ ị

ệ ầ ủ

GVHD: Lê Minh S nơ

8

(cid:0) Nhi m v  đ u tiên khi tính toán quá trình cháy c a nhiên li u là ph i xác đ nh ả ệ ệ ị ủ t tr  c a nó theo các ơ ẩ ng h i  m c a nhiên ệ ệ ẽ ằ ặ ượ ệ ắ ủ ụ ầ ầ thành ph n làm vi c c a nhiên li u, sau đó xác đ nh nhi ượ ứ công th c đã cho. Trong thành ph n làm vi c s  có l ơ ẩ ở ạ li u r n ho c l tr ng thái cân b ng c a nhiên li u khí. ng h i  m

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ệ ả ấ 2. Nhiên li u s n xu t clinker XMP:

ấ ườ ệ ể ạ (cid:0) Trong công nghi p s n xu t xi măng, ng ệ ả i ta có th  dùng các d ng nhiên li u:

(cid:0) ứ ố ỏ ỡ

ế ắ  R n: than đá, than nâu, than m , than c c (cho xi măng lò đ ng), v  xe ph   th i.ả

(cid:0) ạ ầ ủ ế ầ ỏ L ng: các lo i d u, ch  y u là d u mazut,…

(cid:0) ự ư ượ ử ụ ở ệ Khí: khí t ệ  nhiên (hi n ch a đ c s  d ng Vi t Nam).

ự ế ụ ệ ụ ể ề ộ ạ ph  thu c vào đi u ki n c  th ,

ế ố ế ấ (cid:0) Vi c s  d ng lo i nhiêu li u nào trên th c t  (giá thành). quan tr ng nh t là y u t ệ  kinh t

ệ ệ ấ ọ ệ ử ụ ọ (cid:0) Trong đi u ki n Vi ề

ệ t Nam hi n nay, than là nhiên li u quan tr ng nh t trong  ấ ộ c ng nghi p s n xu t xi măng Pooclang (XMP).

ậ ỉ ệ ể ệ ị ng dùng đ  đánh giá nhiên li u: nhi t tr , hàm

ườ ệ ộ ử ệ ệ ả (cid:0) Các ch  tiêu k  thu t thông th ỹ ấ ố ng ch t b c, tro, nhi ượ l t đ  l a.

ệ 2.1. Nhiên li u than:

ấ

ủ ế ậ ệ ả ớ ữ ữ ể ả ạ ơ (cid:0) Than đá là nhiên li u r n ch  y u dùng trong công ngh  s n xu t XMP, do  u ư   ệ    và v n chuy n đ n gi n so v i nh ng d ng nhi u

ệ ắ ế ề ư th  v  giá thành, l u tr ệ li u khác.

ụ ể ư ấ ườ ế ng, ti

ượ ữ ể (cid:0) Ngoài ra, trong nh ng hoàn c nh c  th  nh  v n đ  môi tr ề ả ư ỏ ộ ữ

ế ế ố năng l Khi đó, ph n đ t nhiên li u có thi ệ ắ t k  riêng.

ủ ầ

ấ ữ ơ ượ ủ ầ ơ ồ ệ   t ki m ế ả   ng, có th  dùng nh ng nhiên li u r n khác nh  v  ru t ô tô ph  th i. ầ ệ (cid:0) Thành ph n hóa c a than: (cid:0) Thành ph n hóa c a than đá g m các ch t h u c  và vô c , ngoài ra l ẩ   ng  m

2­15%

ượ ữ ầ

ầ ư ấ ượ

ề ệ

ườ ự

ng nhiên li u, ng ầ ườ ệ ắ ủ ệ ị c trong ệ ỏ   t t a ra ườ i ta   ố   ng d a vào thành ph n C và H, còn S là thành ph n không mong mu n ổ   ng không  n đ nh so

ệ ỏ (cid:0) Cacbon (C), hidro (H), l u hu nh (S) là nh ng thành ph n cháy đ ỳ ệ c trong nhiên li u càng cao thì nhi than, Thành ph n các ch t cháy đ ấ ượ khi cháy càng nhi u. Tuy nhiên, khi đánh giá ch t l ầ th ầ trong nhiên li u. Thành ph n hóa c a nhiên li u r n th ạ ớ v i nhiên li u d ng l ng và khí.

ậ ơ ỉ ượ (cid:0) Tro và  m trong nhiên li u hoàn toàn không tham gia vào quá trình cháy. Tuy   ẽ ư ạ   i ụ ng  m bay h i ch  có tác d ng v t lí, còn tro s  l u l

ầ ệ ẩ ẩ ầ nhiên, c n chú ý l trong thành ph n clinker.

ủ ả (cid:0) Thành ph n hóa c a tro than trong kho ng:

GVHD: Lê Minh S nơ

9

ầ (cid:0) Al2O3: 15­20% (cid:0) SiO2: 20­40%

ế ị

Quá trình và thi

Nhóm 2

t b  silicate 2 (cid:0) Fe2O3: 20­45% (cid:0) CaO: 1­5% (cid:0) MgO: 0,5­1% (cid:0) SO3:2­8% (cid:0) Clorit: 0,01­0,1% (cid:0) Florit: < 0,02%

ấ ượ ả ầ ổ ị (cid:0) Tro than làm thành ph n clinker không  n đ nh, gi m ch t l ng.

ệ ỏ 2.2. Nhiên li u l ng

ổ ế ả ỏ ấ ấ ấ (cid:0) Trong công ngh  s n xu t XMP: Ph  bi n nh t là mazút và ch t th i l ng t ừ

ệ ọ ầ ệ ả công ngh  l c d u.

ớ ượ ế ạ (cid:0) Có th  dung nhiên li u l ng chung nhiên li u than (v i l ặ   ng h n ch  ho c

ệ ệ ỏ ả ừ ả ấ ả ệ ẩ s n xu t s n ph m khác.

ượ ự ữ ữ ể ố

ầ ằ ệ

50­110 ả ặ ố ấ ớ ầ ướ ớ ơ  c d  tr  trong nh ng b  ch a l n. Đ  phun vào lò c n đ t nóng s ở   ệ t ho c đ t nóng b ng lò đi n tr , ơ ạ   c khi b m v i áp

ể ậ ụ t n d ng nhiên li u th i t (cid:0) Mazút đ ể ứ ớ ế ị ồ ơ ặ ằ ộ ừ t b  n i h i đ c bi  b ng các thi b  t ạ ỏ ữ ọ ộ ằ nh m gi m đ  nh t d u, l c lo i b  nh ng t p ch t thô tr ự l c cao vào lò nung clinker.

ệ 2.3. Nhiên li u khí

ổ ế ấ ầ (cid:0) Ph  bi n nh t là khí t ự

ể ể ớ ầ ầ

ệ ị ự nhiên: Thành ph n chính là mêtan CH4 và etan C2H6  (các khí propan, butan, pentan...không đáng k ). Thành ph n có th  có H2S và  khí tr  nh  Nito (N2), heli (He) và khí CO2, t ng thành ph n có th  t i 10%.  Nhi ể ổ  nhiên cao, 8000­10000kcal/kg. ơ ư t tr  khí t

3. Nguyên li u s n xu t clinker XMP:

ệ ả ấ (cid:0) Nguyên li u t ệ ự

2O3.nSiO2.mH2O  Al→ 2O3 + SiO2

ấ

2O3

ặ nhiên: (cid:0) Đá vôi  (Limestone) CaCO3  CaO→ (cid:0) Đ t sét (Clay) Al (cid:0) Qu ng s t (Iron ore)  ắ Fe→

ầ ạ ầ ườ ư i thành ph n hóa và thành ph n h t, h u nh (cid:0) Th

ng quan tâm ch  y u t ớ ủ ế ớ ầ ầ ủ ệ

c

ả ớ ộ t c a clinker

ạ ố ớ ượ ầ ồ ế ế ộ ầ ớ ỏ không quan tâm t ệ luy n clinker XMP: do trong quá trình nung luy n clinker, b t ph i li u đ nung t i nóng ch y m t ph n r i k t tinh t o các khoáng c n thi nh  Cư 3S, C2S, C3A và C4AF (k t kh i v i l i thành ph n khoáng c a các nguyên li u chính dùng nung  ố ệ ượ ệ ế ủ ng pha l ng l n 15­25%)

3.1. Đá vôi

GVHD: Lê Minh S nơ

10

ủ ế ầ ầ ạ ạ ộ ọ (cid:0) Đá vôi là lo i m t lo i đá tr m tích, v  thành ph n hóa h c ch  y u là khoáng ề

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ủ ế ạ và   anragonit   (các   d ng  k t  tinh   khác   nhau   c a   cacbonat   can  xi

ậ v t   canxit   CaCO3).

ượ ụ ệ ấ

(cid:0) Đá vôi có nhi m v  cung c p CaO. B i vì đây là oxit có hàm l ấ ệ ầ

ệ ự ế ị ớ ấ   ở ng cao nh t   trong clinker XMP, nên thành ph n hóa c a nguyên li u cung c p CaO đóng vai trò quy t đ nh t ủ ệ ọ i vi c l a ch n công ngh .

ỏ ộ ế ấ ượ ườ ạ ừ thiên, r t hi m khi khai thác ở ỏ   m ng đ các m  l c khai th c t

ặ ậ ậ ườ ượ ậ ơ ộ ạ ỏ ằ i m  b ng các máy đ p búa ho c máy đ p hàm ng đ c đ p s  b  t

ế ị ụ ượ ể c v n chuy n v  nhà máy b ng xe goong, oto,..N u v  trí nhà máy

ậ ể ậ ề ể ằ ả i.

ố ệ ể ớ ỡ ạ ườ ượ ề   ể i c  h t 5­25mm có th  ph i li u đ  nghi n ề c nghi n thô t ng đ

(cid:0) Đá vôi th h mầ (cid:0) Đá th ỡ ớ c  l n. (cid:0) Đá c c đ ằ ầ ỏ g n m  đá có th  v n chuy n b ng băng t (cid:0) Đá vôi th ị m n ti p.

ữ ấ ọ ể  đá vôi­ đ t sét trong đá có th  có nh ng tên g i trung gian

3: 96­100%

ượ ng CaCO

3: 90­96%

ượ ng CaCO

3: 75­90%

ề ượ ng CaCO

3: 40­75%

ẫ ng CaCO

3: 10­40%

ượ ấ ng CaCO

3: 0­4%

ượ ấ ế (cid:0) Tùy thu c vào t  l ỉ ệ ộ khác nhau. Ví d :ụ (cid:0) Đá vôi có hàm l (cid:0) Đá vôi l n đ t có hàm l ẫ ấ (cid:0) Đá vôi l n nhi u đ t có hàm l ẫ ấ (cid:0) Đá l n đ t có hàm l ấ ượ (cid:0) Đ t sét l n đá có hàm l ẫ (cid:0) Đ t sét có hàm l ng CaCO

(cid:0) ấ ượ ấ ể ả ở c coi là nguyên li u t

ự ộ ẫ ả ứ ự ụ ả

ẫ ấ ệ ố t nh t đ  s n xu t XMP, b i trong  Đá l n đ t đ ấ đá t  nhiên đã có s  tr n l n đá vôi­ đ t sét, có tác d ng ph n  ng x y ra nhanh chóng sau này.

ệ ị ạ ấ 3.2. Đ t sét (cid:0) Đ t sét là nguyên li u m n (ph n l n h t nh  h n 10mm). Gia công c  h c ch

ặ ơ ọ ướ ề ụ ng pháp khô) ho c cho n ủ    c vào

ộ ấ ầ ớ ỡ ụ ớ ươ ệ ng pháp

ướ ặ ầ ấ i sông.

2, Al2O3 và Fe2O3

ấ ồ ờ

ủ ấ ư ầ ấ ỏ ơ ể ế ươ y u là nghi n tr c đ  phá v  c c l n (ph ướ khu y tr n thành bùn s t (ph t). (cid:0) Khai thác đ t sét trong các m  ho c ng m d ỏ (cid:0) Đ t sét cung c p đ ng th i SiO ấ (cid:0) Yêu c u thành ph n hóa c a đ t sét nh  sau:

GVHD: Lê Minh S nơ

11

ầ (cid:0) SiO2 > 50% (cid:0) Al2O3 <20%

ế ị

Nhóm 2

Quá trình và thi

t b  silicate 2 (cid:0) Fe2O3 : 7­10% (cid:0) SO3 <1% (cid:0) R2O <1%

3.3. Ph  giaụ

ủ ữ ệ ệ ả ấ ộ (cid:0) Ph  gia là nh ng nguyên li u khác nh m c i thi n m t tính ch t nào đó c a xi ằ

ụ măng.

ộ ạ ữ (cid:0) Tùy thu c vai trò trong XM, có nh ng lo i ph  gia khác nhau:

ỉ ầ ệ ụ

ụ ố ộ ạ ả

ủ ự ạ ấ ụ ử ạ

ụ ỉ

GVHD: Lê Minh S nơ

12

ụ ầ ộ ụ (cid:0) Ph  gia hi u ch nh thành ph n: cát, boxit,… (cid:0) Ph  gia gi m t c đ  đóng r n: th ch cao. ắ (cid:0) Ph  gia ho t tính th y l c: puzolan, các lo i đ t đá núi l a,… (cid:0) Ph  gia x  lò cao (cid:0) Ph  gia đ y: b t đá vôi, b t đá. ộ

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ắ ặ 3.3.1.Qu ng s t

ệ ụ ầ ỉ

ệ ể ế ấ ạ ầ ỏ ế   t

ạ (cid:0) Là ph  gia hi u ch nh thành ph n  (cid:0) Là nguyên li u không th  thi u cung c p Fe ệ cho quá trình nung luy n clinker và t o khóa C ằ 2O3 nh m t o pha l ng c n thi 4AF cho XMP.

2, x  s t (hàm l

2O3 62­87%). FeS2 ch a S t o SO

2 khi

ặ ắ ứ ạ

(cid:0) Qu ng pirit s t FeS ệ ạ ỉ ắ ế ủ ượ ng Fe ệ nung luy n là h n ch  c a nguyên li u này.

ng Fe ả 2O3 kho ng 20%)

ữ ấ ỏ ư ỏ

(cid:0) Boxit (hàm l ượ (cid:0) Nh ng lo i đ t đá có hàm l ạ ấ ừ ượ  Long Bình có hàm l khai thác t ng s t cao nh  Latorit, đ t đ  (đá đ  Hà Tiên II ượ 2O3 trên 30%, Al2O3 trên 18%). ắ ng Fe

3.3.2. Điatomite

ụ

ầ ầ (cid:0) Là ph  gia ho t tính th y l c ủ ự ạ (cid:0) Là đá tr m tích v i thành ph n ch  y u là silic oxit. Nó còn có tên khác là  ủ ế

ớ ấ ạ kizengua hay đ t t o silic,..

(cid:0) ụ ng d ng:

ẩ ử ấ ọ ệ ả ấ ượ ướ ả Ứ (cid:0) Làm ch t l c, t y r a trong công ngh  s n xu t bia, r u, n c gi i khát,

d u...ầ

ỷ ả

ụ ấ

ấ ậ ệ ệ (cid:0) Dùng trong nuôi tr ng thu  s n; ồ (cid:0) Làm ch t ph  gia thu  l c cho ximăng; ỷ ự (cid:0) Làm nguyên li u cho s n xu t v t li u cách nhi ệ ả t,...

4. Tính quá trình cháy nhiên li uệ

ệ ộ ẩ ư (cid:0) Đ   m làm vi c  W = 1% , h  s  không khí d   = 1,15. t đ  không khí 2 Nhi

ượ ủ ể ầ

ế ở ố ệ ố ng không khí c n đ  cháy than) b ng 400C .  ệ ộ ố t đ nhi

ượ ườ ệ ộ ằ ng không khí 1(theo vòi đ t hay  ng phun than) chi m 30%  ng. (gió 2 c a lò quay là 70% l L th

ả ầ (cid:0) Than B ng 4. Thành ph n  hóa  h c c a than cám 3    (II­96) W ọ ủ H O N A C S V

Cám 3 7 14 2 72 1,4 1,5 0,8 98,7 8

ủ ề ể ầ ả B ng 4. Chuy n thành ph n hóa c a than cám 3 v  100%

GVHD: Lê Minh S nơ

13

(cid:0) Than W A S C H N O

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

Cám 3 7,092 14,184 2,026 72,948 1,419 0,811 1,520 100

100

066,1

K sd

100 100

1 092,7

100

W 2 W 1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ệ ố ử ụ ủ H  s  s  d ng c a than:

ệ ủ ả ầ B ng 4. Thành ph n làm vi c c a than

lS

lO

lC

lN

lW

lA

lH

(cid:0) Than

Cám 3 1 15,12 2,15 1,62 77,763 1,512 0,835 100

ọ ủ ầ ả B ng 4. Thành ph n  hóa h c c a tro than . (II­97)

Tro S A F C M CK

l tQ

Cám 3 60,32 27,12 4,99 6,58 0,79 100 0,2

ệ ấ ủ : Nhi t sinh th p c a than, Kcal/kg than.

= 81.77,763 + .1,512 ­  ­6.1 = 6678,535 (Kcal/kg)

= 27998,39 (Kj/Kg)

ượ + L ng không khí khô lý thuy t:ế

= (1,62 ­ 2,15)

= 7,316 (/kg)

ệ ố ủ (h  s  không khí d c a lò) : Khi

+ L ngượ  không khí  m:ẩ

(/kg) (cid:0) ủ ẩ hàm  m c a không khí d = 16 20 (g/kgKKK). Cho d = 16 g/kgKKK)

ượ ự ế ể ệ + L ng không khí th c t đ  cháy nhiên li u:

Không khí khô:  (/kg)

GVHD: Lê Minh S nơ

14

Không khí  m: ẩ = ( = (1+0,0016.16).8,4134 = 8,6288 (/kg)

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ượ ơ ướ + L ng h i n c không khí mang vào :

= 8,6288 – 8,4134 = 0,2154 (/kg)

ể ẩ ủ ả +Th  tích c a s n ph m cháy:

(/kg)

(/kg)

+

= 0,112.1,512 + 0,0124.1+ 0,2154 = 0,3971 (/kg)

= 0,79.8,4134 + 0,008.0,835 = 6,6533 (/kg)

= 0,21(1,15 ­ 1). (/kg)

V (cid:0)

V

V

V

V

CO

N

2

OH 2

SO 2

2

V O 2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

Ta có :

= 0,3971+  + 6,6533+ = 8,7385 (/kg)

ẩ ầ ủ ả + Thành ph n c a s n ph m cháy:

% .100% = .100% = 16,507%

% .100% = .100% = 4,5443%

% .100% = .100% = 0,1722%

% .100% = .100% = 76,1378%

% .100% = .100% = 2,6378%

ổ T ng 100%.

ậ ấ ằ ả B ng 4. Cân b ng v t ch t quá trình cháy 100kg than v i ớ  = 1,15

ượ ượ L ng vào Kg L ng ra Kg

100 15,12

Nhiên li uệ Không khí

=100..0,79.1,251 =.0,804 252,48 831,49 17,32

Tro  ẩ ả S n ph m cháy = 100.1,4425.1,977 = 100.0,015.2,852 =100.0,3971.0,804 =100.6,6533.1,251 =100.0,2305.1,429 L chệ T ngổ 285,18 4,28 31,93 832,33 32,940, 0,49 1201,29 T ngổ 1201,29

ứ

GVHD: Lê Minh S nơ

15

ệ ộ ự ế (cid:0) M c chênh l ch:   0,041% ệ (cid:0) Xác đ nh nhi ị t đ  cháy th c t :

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ế ị (cid:0) Ta ch n nhi

ọ ượ ủ

ể t đ  không khí 2 (gió 2 c a lò quay là 70% l ố ố ầ   ng không khí c n   ng không khí 1(theo vòi đ t hay  ng phun than)

ế ở ệ ộ ằ đ  cháy than) b ng 400C . L ệ ộ ườ t đ  th  nhi chi m 30% ượ ng.

ệ ủ ở ằ ậ ừ ả ượ t c a không khí 400 b ng . Vì v y hàm

(cid:0) T  gi n đ  i­t ta tìm đ ồ ệ ủ ả ẩ c hàm nhi ẽ ằ t c a s n ph m cháy s  b ng: nhi

i =  + 0,7. =  + 0,7 . =

ệ ủ ả ẽ ằ ệ ố ẩ = 853,71  (cid:0) Hàm nhi t c a s n ph m cháy khi h  s  =0,75 s  b ng:

i’ = i. =3574,45.0,75 = 2680,84  = 640,28 (Kcal/Kg)

(cid:0) ả ượ ệ ộ ự ế ồ  Theo gi n đ  i­t ta tìm đ c nhi t đ  cháy th c t = 1580.

ế ế ấ ố ả ấ 5. Thi t k  c p ph i trong quá trình s n xu t xi măng

ệ ố ọ 5.1. Ch n mo đun h  s

ộ ố ệ ướ 5.1.1. M t s  ký hi u, quy c:

S=Si M=MgO F=  A=

C=CaO K=O  N=  =

ấ ấ CK= ch t khác R= MKN= m t khi nung

ư ệ Nguyên li u ch a nung i : ,  …%

ệ Nguyên li u đã nung i : …%

Ph i li u : ố ệ %

Clinker: …%

ệ ớ ố V i i=1 ( 1 s  nguyên li u)

ệ ố ặ ư ầ 5.1.2. Các modun, h  s  đ c tr ng cho thành ph n clinker

ệ ố ệ ố + H  s  bão hòa vôi KH theo Kind (h  s  bão hòa):

CC

F

S

7,0

td

KH

A 65,1 S (8,2

35,0 S )

td

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ườ Thông th ng KH= 0.82­0.95

ệ ố + H  s  bão hòa vôi LSF

LSF

td A

CC 100 ( S 8,2 18,1

S )7,0 F 65,0

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

GVHD: Lê Minh S nơ

16

LSF trong gi ớ ạ  9097. i h n:

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

+ Mô đun Silicat

n

MS

S FA

ệ ườ ng MS = 1,9– 3,2) (cid:0) (cid:0) ấ (ho c có th  ký hi u là n, th ớ ạ ố t ặ ể t nh t là MS trong gi i h n2,2 – 2,6. (cid:0)

+ Mô đun nhôm

p

MA

A F

ặ ệ (cid:0) (cid:0) ỏ ể  (ho c có th  ký hi u là p, th ữ ượ Modul MA còn giàu tr  l ườ ng MA = 1,5 – 2,5)  ng pha l ng trong clinker.

ể ố ệ ừ ả ừ ả ầ ả

ả ượ ừ ả ệ ạ ỏ ợ ầ ả ng pha l ng phù h p cho vi c t o khoáng

ủ   Đ  ph i li u v a đ m b o thành ph n hóa , v a đ m b o thành ph n khoáng c a clinker sau nung, v a đ m b o l chính. Ch nọ  LSF=95, p=1,55, n=2,5.

ọ ố ệ 5.2. Ch n s  nguyên li u

5.2.1. Nguyên li uệ

ấ ấ (cid:0) Nguyên li u chính đ  s n xu t clinker XMP là đá vôi và đ t sét. Chúng có

ệ ầ ể ả ư thành ph n chính nh  sau :

ả ủ ầ (cid:0) Nguyên li uệ S B ng 5. Thành ph n hóa c a hai nguyên li u chính 100% M ệ SO3 CK MKN A R C F

Đá vôi ấ Đ t sét 2,66 59,92 0,82 17,18 0.44 52,78 4,20 5,67 0,49 0,07 0,01 1,11 0,85 1,79 1,19 41,59 0,56 8,72 100,05 100

ả ệ ả

B ng 5.  B ng quy đ i v  nguyên li u khô ch a nung 100% S ổ ề C ư SO3 CK MKN (cid:0) M A R F Nguyên

2,66 59,92 0,82 17,18 0,44 5,67 52,75 4,20 0,49 0,85 0,07 1,79 0,01 1,11 1,19 0,56 41,57 8,72 100 100 li uệ Đá vôi ấ Đ t sét

Ta có:

= 2,111

= = 1,864

= = 2,622

= = 3,03

ậ ề ằ ấ ớ ạ   i h n

(cid:0) Nh n th y các mô đun MA, Ms c a đá vôi và đ t sét đ u n m ngoài gi ủ ươ ố ớ ủ c a các mô đun đ i v i lò quay ph ấ ng pháp khô.

MA = 1,5

17

GVHD: Lê Minh S nơ

MS = 2,2

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ắ ể ả ặ ổ Ta b  sung thêm qu ng s t đ  gi m alumin .

ố ị Khi c  đ nh alumin P = = 1,55 =

Suy ra :  =  – F

Trên ta đã có:    nên ta suy ra  =  – F = 0,955F

Khi đó  =  = 2,121

ả ổ ể ượ ả do đó ta ph i b  sung c  diatomit đ  tăng hàm l ng Si.

ầ ấ ử ề ư ỉ B ng 5. Thành ph n c u t ệ  đi u ch nh (nguyên li u khô ch a nung 100%)

W ả Nguyên li uệ

ặ 4 100 ắ Qu ng s t 19,5 4,03 65,26 3,08 5,44 2,69

2 100 Diatomit 81,04 7,00 2,14 3,45 1,01 5,36

5.2.2. Nhiên li u ệ

ử ụ ạ

S  d ng 100% altracite_lo i cám 3. ầ ả C B ng 5. Thành ph n  hóa h c c a tro than . CK ọ ủ M A S F Than

Cám 3 60,32 27,12 4,99 6,58 0,79 0,2 100

ẽ ọ ố ệ ấ ử ậ ẫ V y ta s  ch n bài ph i li u 4 c u t có l n tro than.

ề ệ ượ 5.3.Quy v  nguyên li u khô đã nung 100% và tính l ng tro trong clinker

ệ ệ ố 5.3.1.Nguyên li u khô đã nung 100% và các modun, h  s :

0 =

ệ ố ể ổ H  s  chuy n đ i: k

ả ệ B ng 5. Nguyên li u khô đã nung 100%

Nguyên li uệ

Đá vôi 4,55 1,4 0,75 90,28 0,84 0,12 0,02 2,04

ấ Đ t sét 65,64 18,82 6,21 4,61 0,93 1,96 1,22 0,61

GVHD: Lê Minh S nơ

18

ặ ắ Qu ng s t 20,04 4,14 67,06 3,17 ­ ­ ­ 5,59

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

­ Diatomit 85,63 7,40 2,26 3,65 ­ 1,07 ­

­ Than 60,32 27,12 4,99 6,58 0,79 100 ­

ệ ố ả B ng 5. Các modun, h  s

MA Nguyên li uệ Các h  sệ ố Ban đ uầ kH MS

0,24 Đá vôi a 1.00 76,144 ­0,816

ấ Đ t sét b 1.00 ­195,367 9,193 3,006

ặ ắ Qu ng s t c 1.00 ­96,219 ­102,81 ­158,889

Diatomit d 1.00 ­233,385 3,887 61,495

Than e 0.98 ­200.37 19.39 ­19.96

ượ 5.3.2. L ng tro trong clinker

t% = n.A.B.100%

Trong đó:

(cid:0) ệ ố ắ ọ n : h  s  l ng tro trong clinker. Ch n n = 100%.

ộ ủ

ượ ố (cid:0) A : đ  tro c a than. A = 15,12%  (cid:0) B : l ng than tiêu t n cho 1 kg clinker, kg/kgCL.

Ta có : B =

ớ ệ ể ố ọ V i q : nhi t tiêu t n đ  nung 1 kg clinker. Ch n q = 730 kcal/kgCl.

ệ ấ ủ : nhi t sinh th p c a than, kcal/kg than.

= 81 + 246 – 26( ­ ) ­ 6

= 81.77,763+246.1,512 – 26.(1,62­2,15) – 6,1

= 6678,535 ( kg/kgthan)

Suy ra: B =  = 0,109 (kg/kgCL)

ậ V y, t% = 1.0,1512.0,109.100%  = 1,648%

ng trình:

ầ ượ ấ ắ ự ả ệ ươ 5.4. D ng và gi i h  ph (cid:0) G i xọ 1, x2, x3, x4 l n l t là t  l ặ  c a đá vôi , đ t sét, qu ng s t, diatomit trong

GVHD: Lê Minh S nơ

19

ỉ ệ ủ clinker. Ngoài ra, xtro = t%  = 1.648%

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

Ta có: x1 + x2 +  x3 + x4 + xtro = 100

ố ệ ở ả ươ Thay s  li u b ng  5.6 vào các ph ng trình sau:

ượ ệ Ta đ c h  sau:

ả ệ ằ ươ Gi i h  b ng ph ng pháp Gauss ta có:

x1 = 72,0012% x3 = 2,29176% xtro = 1,648%

x2 = 17,5049% x4 = 6,65414

ể 5.5. Tính ki m tra

ể ầ 5.5.1 Tính ki m tra thành ph n hóa clinker

= 21,8319%

= 5,3286%

=3,3943%

=66,2401%

GVHD: Lê Minh S nơ

20

= 1,7771%

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ệ ố ể 5.5.2. Tính ki m tra các modun, h  s :

ủ ể ầ 5.5.3. Tính ki m tra thành ph n khoáng c a clinker:

C3S = 4,072.Ck – 7,602.Sk – 6,723 – 1,433.Fk

= 4,07.66,2401 – 7,6.21,8319 – 6,72.5,3286 – 1,42.3,3943 = 63,047%

C2S = 8,6.Sk + 5,07.Ak + 1,07Fk – 3,07.Ck

= 8,6.21,8319 + 5,07.5,3286 + 1,07.3,3943 – 3,07.66,2401 = 15,045%

C3A = 2,65.Ak – 1,7.Fk = 2,65.5,3286 – 1,7.3,3943 = 8,350%

C4AF = 3,04.Fk = 3,04.3,3943 = 10,3187%

ổ T ng 4 khoáng chính = 63,047 + 15,045 + 8,350 + 10,3187 = 96,7607%

ượ ỏ ả 5.5.4. Hàm l ng pha l ng nóng ch y:

ầ + Tính theo thành ph n khoáng:

L% = 1,12C3A + 1,35.C4AF = 1,12.8.350 + 1,35.10,3187 = 23,2822%

ầ + Tính theo thành ph n hóa:

L1450 = 3.Ak + 2,25Fk  + Mk + Rk

= 3.5,3286 + 2,25.3,3943 + 0,7738 + 0,4392 = 24,836%

ố ệ ủ ệ ầ

ố ệ ầ ố ệ 5.6. Tính thành ph n hóa ph i li u, thành ph n đóng góp c a nguyên li u trong  ph i li u và tít ph i li u:

ố ệ ủ ệ ầ 5.6.1. Ph n đóng góp c a nguyên li u trong ph i li u

+ Đá vôi:

ấ + Đ t sét

+ Điatomit

GVHD: Lê Minh S nơ

21

ắ ặ + Qu ng s t

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ố ệ ủ ầ 5.6.2. Thành ph n hóa c a ph i li u

ố ệ 5.6.3. Tính tít ph i li u

T = 1,785.C0 + 2,09.M0 = 1,785.43,590 + 2,09.0,506 = 78,886%

ậ 6. Nh n xét

ọ ả ấ ầ ệ ố

ượ

ố ệ ạ ộ ầ ể ả     sau khi nung ph i li u t o clinker là cao (63,047%) có th  đ m ư   ng đ  yêu c u (mác 40) nh ng cũng làm cho quá trình

ệ

ươ ế ố ổ

ố ệ ổ ư ế

ổ ệ ẫ ố ủ ươ ườ (cid:0) Các k t qu  tính toán cho th y các mo đun, h  s  ta ch n ban đ u là phù h p ợ ế (cid:0) Hàm l ng   ườ ả b o cho xi măng có c ơ nung luy n khó khan h n (cid:0) Bài ph i li u có đ a tro than vào nh ng s  ph ậ ả i bình th c ngay nên h  v n gi ằ ng b ng ph

ễ ạ ỏ ư   ng trình không đ i. V  trái ư ư   ặ không đ i nh ng v  ph i thay đ i. M c dù v y, các thông s  c a tro than đ a ề ả ượ vào đ u tính đ ng pháp Gauss. (cid:0) Hàm l ợ ng pha l ng L = 24,836% là phù h p cho quá trình t o khoáng di n ra

ượ theo yêu c u.ầ

ố ệ ợ (cid:0) Tít ph  li u T = 78,886% là phù h p.

ộ ủ 7. Tính c ng đ  c a clinker

ề ạ ồ ả ế và . Gi thi t hàm

,0

ả ử ổ ủ ng ki m có trong clinker g m 2 lo i là  ư ườ (cid:0) Gi ượ l ượ  s  t ng hàm l ng c a chúng là nh  nhau, ta có:

OKONa

,0

2196

%.

2

2

kR 2

4392 2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

OKK

.52,1

,0

2196

,0.52,1

2196

,0

%5534

2

ONa 2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

GVHD: Lê Minh S nơ

22

Suy ra

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

SO

215

3

MSO

,0

457

5,0

3

,0 ,0.85,0

5534

K

.85,0

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

K s

.18,1

,0.18,1

215

,0

%2537

SO 3

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

2

Do đó :

s

R

K

N

mm

52

.10

.15,0

52

,0.10

2357

,63.15,0

047

(92,58

/

)

28 n

SC 3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

V y, ậ

R

N

2mm

100.92,58

21.(92,58

)4

(19,44

)

/

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ộ ườ

ự ị ẩ ấ ả ẩ C ng đ  xi măng là :  (cid:0) Tiêu chu n xi măng PCB40 nhà máy d  đ nh s n xu t theo tiêu chu n ch t  ấ

ượ l ng TCVN 6260­1997.

ủ ẩ ả

2

ỹ B ng 7.Tiêu chu n xi măng PCB40 c a Vi ậ ầ Các yêu c u k  thu t ệ t Nam PCB 40

ườ ộ C ng đ  nén (N/mm ) : (cid:0) (cid:0) 18 + 72 gi ờ 45 phút (cid:0) (cid:0) 40

8 giờ ế ờ + 28 ngày  Th i gian đông k t:

(cid:0) ắ ầ + B t đ u (phút) 45 ế ờ + K t thúc (gi ) (cid:0)

420

ộ ị ề Đ  nghi n m n:

(cid:0) ạ ầ + Ph n còn l i trên sàng kích th ướ ỗ c l 0,09mm (%) 10 ề ặ ươ +B  m t riêng theo ph ng pháp Blaine ( (cid:0)

3 (%)

GVHD: Lê Minh S nơ

23

2800 (cid:0) ộ ổ ể ị ươ + Đ   n đ nh th  tích theo ph ng pháp Le Chatelier (mm) 10 (cid:0) ượ Hàm l ng SO 3,5

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ấ ủ ằ ậ 8. Tính cân b ng v t ch t c a toàn nhà máy

100

100

ế ệ 8.1. Tiêu hao nguyên li u khô lý thuy t cho 1 kg clinker

kg

kgCL

(542,1

/

)

AC

0

100

16,35

MKN

100

0MKN

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ố ệ ấ trong đó ủ  là m t khi nung c a ph i li u (%).

542,1

239

1

+ Tiêu hao đá vôi:

kg

kgCL

,1

253

/

1 A C

XA . C 100

,81. 100

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

542,1

643

2

ấ + Tiêu hao đ t sét :

kg

kgCL

195,0

/

2 A C

XA . C 100

,12. 100

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

542,1

553,1.

3

ắ ặ + Tiêu hao qu ng s t:

kg

kgCL

024,0

/

3 A C

XA . C 100

100

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

542,1

565,4.

4

+Tiêu hao điatômit:

kg

kgCL

070,0

/

4 A C

XA . C 100

100

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

1, X2, X3, X4 là ph n trầ

ấ ử ố ệ ở ạ V i  Xớ ăm c u t trong ph i li u tr ng thái khô.

ệ ẩ ẩ ự ế ạ 8.2. Tiêu hao nguyên li u  m lý thuy t (tr ng thái  m t nhiên)

ộ ẩ ọ ự ủ ắ ặ ấ G i  là đ   m t nhiên c a đá vôi, đ t sét, qu ng s t và điatômit

Cho W1 = 3 %, W3 = 4 %  (II­85)

W2 = 10 % (II­80), W4 = 2 %  (II­274).

,1

+ Tiêu hao đá vôi:

kg

kgCL

,1

(292

/

)

1 B b

1 A C 100

100.253 3 100

100. W 1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

GVHD: Lê Minh S nơ

24

ấ + Tiêu hao đ t sét :

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

kg

,0

217

(

/

kgCL )

2 B b

100. W

2 A C 100

195,0 100

100. 10

2

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

.

ặ ắ + Tiêu hao qu ng s t:

kg

kgCL

,0

(025

/

)

3 B b

3 A C 100

,0 024 . 100

100 4

100 W 3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

100.

+ Tiêu hao điatômit:

kg

kgCL

(071,0

/

)

4 B b

W

4 A C 100

100.07,0 2 100

4

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ượ ế ượ ố ệ 8.3. l ng clinker lý thuy t thu đ c khi nung 1kg ph i li u khô

K

kg

kgCL

(649,0

/

)

lt

1 542,1

1 A C

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

ượ ự ế ể ệ 8.4. L ng nguyên li u th c t đ  nung 1kg clinker

ự ế ệ 8.4.1. Nguyên li u khô th c t :

ố ệ ệ ấ ọ ổ ọ G i p là t n th t nguyên li u khi gia công ph i li u. Ch n p=3% (II­86)

,1

+ Đá vôi:

kg

kgCL

,1

(292

/

)

1 A H

100.1 A C p 100

100.253 3 100

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ấ   +Đ t sét:

kg

,0

(201

/

kgCL )

2 A H

100.2 A C p 100

100.195,0 100

3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ắ ặ   +Qu ng s t;

kg

kgCL

(025,0

/

)

3 A H

100.3 A C p 100

.024,0 100

100 3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

+ Điatômit :

kg

kgCL

(072,0

/

)

4 A H

100.4 A C p 100

100.07,0 3 100

GVHD: Lê Minh S nơ

25

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ệ ẩ ự ế 8.4.2. Nguyên li u  m th c t :

,1

+ Đá vôi:

B

kg

kgCL

(332,1

/

)

1 H

100.1 B b p 100

100.292 3 100

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

,0

ấ   + Đ t sét:

B

kg

kgCL

,0

(224

/

)

2 H

100.2 B b p 100

.217 100

100 3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ắ ặ   + Qu ng s t:

B

kg

kgCL

(026,0

/

)

3 H

100.3 B b p 100

.025,0 100

100 3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

+ Điatômit:

B

kg

kgCL

,0

(073

/

)

4 H

100.4 B b p 100

071,0 100

100. 3

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

1

1

ượ ượ ố ệ ự ế 8.4.3. L ng clinker thu d c khi nung 1kg ph i li u khô th c t

K

kgCL

kg

629,0

(

/

)

tt

,1

292

,0

201

025,0

072,0

1 A H

2 A H

3 A H

4 A H

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ượ ế ể ệ ẫ ng nguyên li u khô lý thuy t tiêu hao đ  nung ra 1 kg clinker có l n

8.4.4. L tro nhiên li u ệ

t

100

100

648,1

kg

kgCl

.

.542,1

517,1

(

/

)

A t

A C

100

100

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ỷ ệ ấ ử ộ ẩ ự ố ệ 8.4.5. T  l các c u t trong ph i li u có đ   m t nhiên

.

100

+ Đá vôi:

,80

483

%.

b 1

1 B H 4

100.332,1 224

026,0

073,0

2,133 655,1

332,1

,0

B

i H

(cid:0)i

1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

GVHD: Lê Minh S nơ

26

ấ   + Đ t sét:

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

.

100

.224

%535,13

b 2

2 B H 4

,0 224

100 ,0

026

073,0

332,1

,0

B

i H

(cid:0)i

1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

100.

ắ ặ   + Qu ng s t:

%571,1

b 3

3 B H 4

100.026,0 224

026,0

073,0

332,1

,0

B

i H

(cid:0)i

1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

100.

073

+ Điatômit:

,4

%411

b 4

4 B H 4

,0 224

. 100 ,0

026

073,0

332,1

,0

B

i H

(cid:0)i

1

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ủ 8.4.6. Tiêu hao than c a nhà máy

ử ụ Nhà máy s  d ng 100% than cám 3

ể ộ ẩ   + Tiêu hao than cám có đ   m 1% đ  nung 1kg clinker

B = 0,109 (kg/kgCL)

ộ ẩ ự + Tiêu hao than có đ   m t nhiên 7% :

kg

kgCL

B .

109,0

.

116,0

(

/

)

X W

100 100

1 7

100 100

1 7

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ự ế ấ + Tiêu hao than th c t ể ế ổ  có k  đ n t n th t:

X

kg

kgCL

(126,0

/

)

TT

X W 100

100. 8

100.116,0 100

8

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

ụ 8.4.7. Tiêu hao ph  gia cho 1 kg clinker

ự ế ả ụ ớ ườ i,

ụ ạ ấ Nhà máy d  ki n s n xu t xi măng PCB40 v i 75% clinker, 10% ph  gai l ạ 11% ph  gia khoáng ho t tính và 4% th ch cao.

ế ạ + Tiêu hao th ch cao theo lý thuy t cho 1 kg clinker :

kg

kgCL

,0

(053

/

)

TC

4 75

(cid:0) (cid:0)

GVHD: Lê Minh S nơ

27

ụ ế + Tiêu hao ph  gia theo lý thuy t cho 1 kg clinker :

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

kg

(28,0

/

kgCL )

TP

21 75

(cid:0) (cid:0)

kg

kgCL

,0

1333 (

/

)

10 75

(cid:0)

ụ ườ Trong đó: Ph  gia l i:

kg

kgCL

,0

1467

(

/

)

11 75

(cid:0)

ụ ạ Ph  gia khoáng ho t tính :

ụ Tiêu hao ph  gia th c t ự ế ể ả ẩ  (5%) :  k  c   m

kg

,0

(295

/

kgCL )

Ttt

100.28,0 5 100

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

Ậ Ằ Ấ  9. CÂN B NG V T CH T CHO TOÀN NHÀ MÁY

ệ ố ử ụ ủ ờ ị 9.1. Xác đ nh h  s  s  d ng th i gian c a lò

ư ờ ạ ộ Th i gian lò không ho t đ ng trong năm nh  sau:

ạ ờ Th i gian đ i tu: 20 ngày/năm

ờ Th i gian trùng tu: 10 ngày/năm

ữ ộ ử ể ờ Th i gian ti u tu và s a ch a đ t xu t: ấ 6 ngày/năm

ậ ờ ỉ V y th i gian ngh  lò trong năm: 36 ngày/năm

ệ ố ử ụ ủ ờ H  s  s  d ng th i gian c a lò nung:

K = = 0,9

ự ế ờ ệ ộ Th i gian th c t làm vi c trong m t năm:

ờ T = 365 – 36 = 329 (ngày) = 7896 (gi /năm)

ấ ủ ừ ấ T  năng su t c a nhà máy: 1 000 000 t n/năm

ổ ọ ượ ụ ồ G i A là t ng l ng ph  gia có trong xi măng, bao g m:

ụ ườ ụ ạ ạ 10 % ph  gia l i, 11 % ph  gia khoáng ho t tính và 4 % th ch cao.

A = 10% + 11% + 4% = 25%

ấ Năng su t nhà máy tính theo clinker:

ấ M = 1 000 000 – 1 000 000*25% = 750 000 t n/năm

ưở ấ Năng su t phân x ng lò nung:

ấ ờ G = ) =  = 95,93 t n clinker/gi

GVHD: Lê Minh S nơ

28

Trong đó:

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ệ ố ổ ủ ứ ệ ả ấ ấ ớ  là h  s  t n th t trong s n xu t (v i công ngh  lò quay c a Đ c): 1%

ự ữ ử ữ ế ạ ấ D  tr  công su t lò theo k  ho ch s a ch a:

p1 = 1 ­ K =1 ­ 0,9 = 10%

ấ ờ ấ ấ ọ ờ Do      G = 95,93 t n/gi , ta ch n lò: 2600 t n/ngày = 108,33 t n/gi

ệ ố ự ữ ấ ổ H  s  d  tr  công su t t ng là:

P =  = 11,45%

ệ ố ự ữ ấ ư ổ H  s  d  tr  công su t d  t ng là:

p2 = p – p1 = 1,45 % < 5%

ấ ậ ấ ọ ờ V y, ta ch n lò có công su t: 108,33 t n/gi ấ  = 2600 t n/ngày.

ướ ủ ị 9.2. Xác đ nh kích th c c a lò quay nung clinker :

ệ ấ ạ (cid:0) Lò nung clinker hi n đ i có h  th ng Calciner thì năng su t riêng c a lò vào

ệ ố ọ ủ ấ ả ủ kho ng 85 185 (kgcal/. Ta ch n năng su t riêng c a lò là 96 (kgcal/.

3

2D(cid:0) . 4

ấ ủ Năng su t c a lò là : Nl =  = 108333 (kgCL/h).

ủ ể Th  tích c a lò : V = Slß.Llß = .Llß (m ).

3

ệ ủ Llß = 20( D ­ 1) (m).

3

Theo tài li u c a hãng FCB thì  2D(cid:0) . 4 Do đó : V = .20.(D ­ 1) (m ).

2

ặ M t khác,  V = (m

.

)1

). (cid:0)DD(cid:0) (

Suy ra ta có :  5 = 1128,5

(cid:0)

(cid:0)

ả ươ ượ Gi i ph ng trình ta đ c: D 4,5186 (m). Suy ra L = 70,372 (m).

ậ ườ ề ọ V y ta ch n lò có đ ng kính: D = 4,55 (m) và chi u dài L = 71 (m).

ợ ổ 9.3. T ng h p tiêu hao nguyên, nhiên, v t li u ậ ệ 1 tÊn clinker

ả ế ụ ấ ạ (Gi thi ể ổ t ph  gia th ch cao và t n th t không đáng k )

ấ ả

ấ c tiêu hoa trong 1 gi ờ ượ  đ ấ ng clinker s n xu t ra trong 1h là   đó suy ra tiêu hao trong 1 ngày và 1

GVHD: Lê Minh S nơ

29

ớ ượ (L y tiêu hao riêng cho 1kg clinker nhân v i l ờ ừ 108,333 t n/gi , t năm)

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ậ ệ ấ ả ợ B ng 9. T ng h p tiêu hao nguyên, nhiên, v t li u 1 t n clinker

ứ ứ ổ M c   tiêu   hao M c tiêu hao Danh m cụ

6

6

ấ ấ T n / năm ấ ấ (t n / t nCL) 1,292 T n / gi 139,966 ờ T n / ngày ấ 3359,184 Đá vôi khô 1,105.10

5

Đá vôi  mẩ 1,332 144,300 3463,2 1,139.10

5

ấ Đ t sét khô 0,201 21,775 522,6 1,719.10

4

ấ ẩ Đ t sét  m 0,224 24,267 582,408 1,916.10

4

ắ ặ Qu ng s t khô 0,025 2,708 64,992 2,138.10

4

ắ ẩ ặ Qu ng s t  m 0,026 2,817 67,608 2,224.10

4

Điatômit khô 0,072 7,800 187,2 6,159.10

4

Điatômit  mẩ 0,073 7,908 189,792 6,244.10

5

Than khô Than  mẩ ạ Th ch cao 0,109 0,116 0,053 11,808 12,567 5,742 283,392 301,608 137,808 4,534.10

5

ụ Ph  gia khô 0,28 30,333 727,992 2,395.10

GVHD: Lê Minh S nơ

30

ụ ẩ Ph  gia  m 0,295 31,958 766,992 2,523.10

ế ị

Quá trình và thi

t b  silicate 2

Nhóm 2

ệ ả 10. Tài li u tham kh o

ấ ế ệ ả ơ

ạ ọ ộ ấ [I] Q. M. Do, “ Công ngh  s n xu t xi măng Poóc Lăng và các ch t k t dính vô c ệ ậ ệ ’’ B  môn Silicat,  Khoa Công ngh  V t li u, Đ i h c Bách Khoa Tp.HCM.

ướ ế ế ồ ọ ố ệ ỹ ậ t k  đ  án môn h c và t t nghi p k  thu t xi

ẫ [II] V. C. Bui “ H ng d n thi ấ ế măng và ch t k t dính”.   Năm 1984

GVHD: Lê Minh S nơ

31

ấ ả ộ [III] Đ. H. Nguyen “ Lò Silicat ” Nhà xu t b n Bách Khoa Hà N i. Năm 2014