Viện khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 1
Luận văn
Tính toán thiết kế hệ
thống xử lý khí xi măng lò
đứng công suất 1000 tấn
clinke/ngày
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lò đứng công suất 1000 tấn clinke/ngày
Nguyễn Thị Hiền Lớp CNMT_K50QN
Viện khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 2
Lời cảm ơn
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Trần Ngọc Tân đã tận
tình chỉ dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong Viện Khoa học và
Công nghệ môi trường đã cung cấp những kiến thức quý báu cho em trong thời gian
qua.
Và cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến những người thân trong gia đình,
bạn bè em đã hết lòng giúp đỡ, động viên và đóng góp ý kiến cho em rất nhiều trong
quá trình hoàn thành đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà nội, ngày 16 tháng 06 năm 2010.
Sinh viên
Nguyễn Thị Hiền
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lò đứng công suất 1000 tấn clinke/ngày
Nguyễn Thị Hiền Lớp CNMT_K50QN
Viện khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 3
Mục lục
Danh mục bảng ...................................................................................................... 7
Danh mục hình ...................................................................................................... 8
Mở đầu .................................................................................................................. 9
Chương I : TỔNG QUAN NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT XI MĂNG 10
I.1/ Một vài nét chính về ngành công nghiệp sản xuất xi măng .......................... 10
I.1.1/ Lịch sử sự ra đời của xi măng ............................................................... 10
I.1.2/ Tình hình phát triển ngành công nghiệp xi măng trong nước và trên thế
giới ................................................................................................................ 10
I.1.2.1/ Trên thế giới [2] ............................................................................. 10
a./ Nhu cầu xi măng ............................................................................... 10
b./ Tình hình sản xuất và tiêu thụ xi măng ở một số nước ....................... 11
I.1.2.2/ Ở Việt Nam ................................................................................... 12
a./ Một số doanh nghiệp trong ngành .................................................... 14
b./ Tình hình sản xuất kinh doanh của Tổng công ty Công nghiệp xi măng
Việt Nam ............................................................................................... 16
I.2/ Nguyên – nhiên liệu dùng trong quá trình sản xuất [5,6] .............................. 19
I.2.1/ Nguyên liệu để sản xuất xi măng .......................................................... 19
I.2.1.1/ Thành phần hóa của clinke xi măng Poolăng ................................. 19
I.2.1.2/ Nhóm khoáng của clinke xi măng Poolăng .................................... 20
I.2.1.3/ Nhóm phụ gia điều chỉnh các hệ số ................................................ 23
I.2.2/ Nhiên liệu để sản xuất xi măng ............................................................. 23
I.3/ Công nghệ sản xuất xi măng ........................................................................ 24
I.3.1/ Quy trình công nghệ sản xuất xi măng .................................................. 24
I.3.2/ So sánh giữa các công nghệ sản xuất xi măng ....................................... 28
I.3.3/ So sánh về môi trường .......................................................................... 29
I.4./ Đặc trưng chất thải từ quá trình sản xuất xi măng ....................................... 30
I.4.1./ Bụi....................................................................................................... 31
I.4.1.1/ Bụi thô ........................................................................................... 31
I.4.1.2./ Bụi mịn ......................................................................................... 31
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lò đứng công suất 1000 tấn clinke/ngày
Nguyễn Thị Hiền Lớp CNMT_K50QN
Viện khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 4
I.4.2./ Khí thải ................................................................................................ 32
I.4.2.1./ Khí CO và CO2 ............................................................................. 32
I.4.2.2./ Khí SO2 ........................................................................................ 33
I.4.2.3./ Khí NOx ....................................................................................... 33
I.4.2.4./ Khí HF .......................................................................................... 34
I.4.2.5./ Tro và khói ................................................................................... 34
I.4.3./ Nước thải ............................................................................................. 34
I.4.4./ Xỷ than thải ......................................................................................... 35
I.4.5./ Tiếng ồn .............................................................................................. 35
I.4.6./ Ô nhiễm do nhiệt ................................................................................. 35
I.5./ Các giải pháp giảm thiểu và xử lý chất ô nhiễm môi trường ....................... 36
I.5.1./ Áp dụng các biện pháp thông thường ................................................... 36
I.5.2/ Áp dụng các công nghệ hiện đại vào trong sản xuất xi măng ................ 36
I.5.3/ Áp dụng cơ chế phát triển sạch CDM ................................................... 37
I.5.4/ Áp dụng phương pháp sản xuất sạch hơn .............................................. 37
Chương II : TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU CLINKER XI MĂNG POOCLĂNG VÀ
NỒNG ĐỘ KHÍ Ô NHIỄM TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG ...... 38
II.1./ Tính toán phối liệu clinker xi măng poolăng [5] ........................................ 38
II.1.1./ Thành phần nguyên nhiên liệu sản xuất clinker .................................. 38
II.1.2./ Lượng nguyên nhiên liệu cần thiết ...................................................... 39
II.1.2.1/ Lượng nhiên liệu cần thiết để nung 1 kg clinker ........................... 39
II.1.2.2./ Lượng nguyên liệu cần thiết để nung 1 kg clinker........................ 40
II.1.2.2./ Kiểm tra lại các thông số đã chọn ................................................ 43
II.2./ Tính toán nồng độ khí ô nhiễm : [7] .......................................................... 45
Chương III : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ KHÍ Ô NHIỄM .................. 51
III.1./ Các tính chất cơ bản của bụi và hiệu quả tách bụi .................................... 51
III.1.1/ Độ phân tán các phân tử ..................................................................... 51
III.1.2./ Tính kết dính của bụi ........................................................................ 51
III.1.3./ Độ mài mòn của bụi .......................................................................... 51
III.1.4./ Độ thấm ướt của bụi .......................................................................... 52
III.1.5./ Độ hút ẩm của bụi ............................................................................. 52
III.1.6./ Độ dẫn điện của lớp bụi .................................................................... 52
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lò đứng công suất 1000 tấn clinke/ngày
Nguyễn Thị Hiền Lớp CNMT_K50QN
Viện khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 5
III.1.7./ Sự tích điện của lớp bụi ..................................................................... 52
III.1.8./ Tính tự bốc nóng và tạo hỗn hợp dễ nổ với không khí ....................... 52
III.1.9./ Hiệu quả thu hồi bụi .......................................................................... 52
III.2./ Các phương pháp xử lý bụi ...................................................................... 53
III.2.1./ Phương pháp khô .............................................................................. 53
III.2.1.1./ Buồng lắng bụi ........................................................................... 54
III.2.1.2./ Thiết bị tách bụi kiểu quán tính .................................................. 55
III.2.1.3./ Cyclon........................................................................................ 55
III.2.1.4./ Thiết bị tách bụi bằng lực tĩnh điện. ........................................... 56
III.2.2./ Phương pháp ướt ............................................................................... 57
III.2.2.1./ Tháp rửa ..................................................................................... 57
III.2.2.2./ Cyclon ướt ................................................................................. 58
III.2.2.3./ Thiết bị Ventury ......................................................................... 59
III.3./ Các phương pháp xử lý khí SO2 ............................................................... 59
III.3.1./ Trộn thêm đá vôi vào than đá ............................................................ 59
III.3.2./ Hấp thụ bằng sữa vôi......................................................................... 60
III.3.3./ Hấp thụ bằng sữa vôi kết hợp với MgSO4 ......................................... 60
III.3.4./ Một số phương pháp khác ................................................................. 61
III.4./ Lựa chọn công nghệ xử lý ........................................................................ 61
Chương IV : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ XỬ LÝ................................................... 63
IV.1./ Tính toán thiết bị lọc bụi Ventury [7,8,9] ................................................. 63
IV.1.1./ Tính toán ống Ventury ...................................................................... 63
IV.1.2./ Tính toán hiệu quả lọc của thiết bị Venturi [7,8,9,10] ....................... 65
IV.2./ Tính toán thiết bị xử lý khí : .................................................................... 69
IV.2.1./ Cơ sở tính toán quá trình hấp thụ : .................................................... 69
IV.2.2./ Tính toán tháp rửa ............................................................................. 73
IV.2.2.1./ Tính chiều cao làm việc và đường kính tháp .............................. 73
IV.2.2.2./ Tính đường kính ống dẫn khí vào tháp và ra khỏi tháp ............... 74
IV.2.2.3./ Đường kính ống dẫn dung dịch hấp thụ ...................................... 74
IV.2.2.4./ Tính toán cơ khí [11].................................................................. 75
a./ Tính chiều dày thân tháp ................................................................... 75
b./ Tính nắp thiết bị: ............................................................................... 78