Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Quy trình sản xuất ximăng

Quy trình sản xuất ximăng

Tải bản đầy đủ - 0trang

Tìm hiểu quá trình sản xuất ximăng pooclăng và các vấn đề môi trường



3.1.



Công đoạn 5: Công đoạn nghiền, đồng nhất, đóng bao.

Cơng đoạn khai thác vận tải, đập nhỏ và đồng nhất sơ bộ các nguyên liệu



Trước khi khai thác mỏ nguyên liệu cần được thăm dò tỉ mỉ, ít nhất phải có 20%

tổng trữ lượng đá vơi cả mỏ. Yêu cầu kĩ thuật đối với công đoạn này là làm thế nào để

đá vôi, đất sét, quặng sắt…từ các mỏ nguyên trạng thái về đến kho nhà máy có độ chênh

lệch về thành phần hố học ít nhất so với vốn có tại mỏ, có kích thước cỡ cục cấp được

cho nhà máy nghiền bột sống phôi liệu với giá thành thấp nhất và với khối lượng dự trữ

cần thiết để đảm bảo cho sản xuất liên tục ở các công đoạn sau.

Đối với đá vôi, chỉ phân tích cacbonat hoặc chính xác hơn là CaO. Đối với đất sét thì

có thể phân tích SiO2 hoặc Al2O3 tuỳ theo yêu cầu cụ thể. Đối với quặng sắt thì phân tích

Fe2O3. Đối với than thì có thể thử nhiệt năng hoặc hàm lượng tro,…

Đất hoặc đất sét từ mỏ khảo sát tham dò tỉ mỉ cũng được khai thác theo phương pháp

lựa chọn. Nếu là đất sét ruộng đồi nhưng độ cứng không cao và sét mềm, tơi mịn khơng

lẫn sỏi sạn thì sử dụng thiết bị xúc – cào chắn theo chiều ngang. Nếu sét đồi có độ cứng

lớn hơn thang 3 Morth thì được khai thác bằng gàu xúc ngoạm cỡ lớn có nhiều vỉa khác

nhau, đập nhỏ ngay ở mỏ đến cỡ cục nhỏ hơn 50mm rồi được băng tải đưa về.



Hình 4. Khai thác đá vôi

Quặng sắt dạng bã thải công nghiệp sản xuất axit sunfuric thì ở dạng bột nên khơng

phải qua máy đập nhưng phải qua máy tách kim loại trước khi rút cấp cho máy nghiền

18



Tìm hiểu quá trình sản xuất ximăng pooclăng và các vấn đề môi trường



nguyên liệu. Trường hợp là quặng kim sắt cũng phải cho qua máy đập và đánh đống để

đồng nhất sơ bộ.

Các phụ gia điều chỉnh mođun silic (SR) hoặc mođun aluminat (AR) cũng phải thực

hiện như quặng sắt tự nhiên. Trường hợp các loại phụ gia điều chỉnh kể cả quặng sắt nếu

kích thước lớn cũng đều phải đưa vào máy đồng nhất sơ bộ.

3.2.



Công đoạn nghiền và đồng nhất bột sống



Yêu cầu của cơng đoạn này là đảm bảo thành phần hố học và ổn định độ mịn của

bột sống phối liệu cấp cho lò nung clinker. Để đảm bảo u cầu đó, đầu tiên các kỹ sư

chế tạo sử dụng các phần mềm tính phối liệu sẵn trong máy vi tính và căn cứ vào thành

phần khống để tính ra thành phần hoá học và trị số các chỉ tiêu kỹ thuật chế tạo clinker.

Đá vôi, đất sét và phụ gia điều chỉnh được cấp vào máy nghiền qua hệ thống cân

DOSIMAT và cân bằng điện tử. Máy nghiền nguyên liệu sử dụng hệ thống nghiền bi

sấy nghiền liên hợp có phân ly trung gian. Các bộ điều khiển tự động khống chế tỷ lệ %

của đá vơi, đất sét, bơ xít và quặng sắt cấp vào nghiền được điều khiển bằng máy tính

điện tử thơng qua các số liệu phân tích của hệ thống QCX, đảm bảo khống chế các hệ số

chế tạo theo yêu cầu. Bột liệu sau máy nghiền được vận chuyển đến các silô đồng

nhất, bằng hệ thống gàu nâng, máng khí động.



Hình 5. Máy nghiền ngun liệu

3.3.



Cơng đoạn nung luyện lò clinker ximăng



3.3.1. Cấp liệu cho lò nung

19



Tìm hiểu quá trình sản xuất ximăng pooclăng và các vấn đề môi trường



Yêu cầu công nghệ của công đoạn này là rút bột liệu sống tư đáy silô đồng nhất cấp

đều đặn và ổn định năng suất theo kế hoạch vận hành lò nung thơng qua cân bằng định

lượng kèm theo van điều tốc rút liệu, băng tải cao su , hệ thống gàu nâng kèm theo các

máng khí động tải bột cấp cho lò quay phương pháp khơ, hệ thống máng khí động hồi

lưu bột quay lại silơ đồng nhất trong trường hợp lò có sự cố kỹ thuật phải giảm năng

suất hoặc lò đứng.

3.3.2. Nghiền và cấp than mịn, dầu nặng cho lò nung

Nhiệm vụ của phần này là giữ vững chất lượng khối lượng than mịn hoặc dầu hoặc

than - dầu cấp cho cả hai đầu lò nung.

Yêu cầu chất lượng của than mịn cấp cho lò nung là ổn định độ mịn để than cháy hết

và dể bắt cháy, ổn định độ ẩm (<0.5%) để đề phòng nổ than trong lò silơ chứa than mịn

và vận tải trên đường ống từ máy nghiền tới silô và từ silơ tới vòi đốt của lò, ổn định

nhiệt năng để vận hành lò đốt và ổn định chất lượng clinker.

Nhiệt độ bốc cháy của than phụ thuộc vào chính hàm lượng chất bốc của nó. Hàm

lượng chất bốc càng nhiều thì nhiệt độ bắt cháy càng thấp, ngọn lửa càng dài, quá trình

đốt càng dễ dàng. Hàm lượng chất bốc của than antraxit Quảng Ninh là 6% nên nhiệt độ

bốc cháy của nó là khoảng 550-600oC. Vì vậy nhiên liệu trong đốt lò là dầu nặng FO

hoặc DO. Riêng dầu nặng FO hay DO tuy nhiệt độ cháy <1000 oC nhưng vẩn phải hâm

nóng đến 90-95oC mới có thể chuyển tới vòi đốt được, vì độ nhớt của dầu ở nhiệt độ này

thường khá lớn không bơm được. Để hâm nóng dầu người ta cho hơi nước đi qua ống

ngồi bọc ống tải bên trong. Nhưng cơng nghệ này đòi hỏi phải trang bị nồi hơi cồng

kềnh, chiếm thể tích. Ngày nay người ta sử dụng hâm dầu bằng điện tạo ra nhiệt mắc

trong ống sứ bọc ngoài ống dầu nên vừa gọn nhẹ lại rút gọn diện tích nhà máy và cơng

trình vận hành.

3.3.3. Cơng đoạn lò nung

Các q trình hóa lý xảy ra khi nung:

+ Ở 200ºC, tách nước liên kết, sự tách nước này kết thúc ở 950ºC:

CaCO3→CaO + CO2↑

20



Tìm hiểu quá trình sản xuất ximăng pooclăng và các vấn đề môi trường



MgCO3→MgO + CO2↑

CaSO4→2CaO + 2SO2↑ + CO2↑

+ Phân hủy nguyên liệu:

2Na2SO4 + C→ 2Na2O + SO2 + CO2↑

2K2SO4 + C→2K2O + SO2 + CO2↑

2CaSO4 + C→2CaO + SO2 + CO2 ↑

CS2 + 3O2 → CO2 + SO2↑

S + O2 → SO2 ↑

Hệ thống lò khơ 5 tầng xyclon trao đổi nhiệt có buồng phân huỷ cacbonat với hiệu

suất phân huỷ CO2 không nhỏ hơn 90% và với hệ thống tự động hoá điều khiển vận

hành hai chiều có máy tính chủ và đầu não xử lý thơng minh của nó là hệ thống lò có

trình độ cơng nghệ tiên tiến và phổ biến nhất hiện nay.

Hệ thống lò khơ hiện đại nhất hiện nay phải có trang bị đầy đủ các thiết bị tự động

hố điều khiển vận hành lò và cụ thể là:

+ Hệ thống phát tia hồng ngoại quét khắp bề mặt lò để đo nhiệt độ ngồi của lò

nhằm phát hiện những vị trí hao mòn gạch chịu lửa.

+ Hệ thống phân tích và báo cáo về trung tâm điều khiển khí lò bao gồm tỷ lệ

CO, O2, NOX, Cl2, SO3.

+ Hệ thống đo và báo cáo các thông số về nhiệt độ và áp suất tại các vị trí cần

thiết.

+ Hệ thống đo đạc và báo cáo các thông số: năng suất bột liệu cấp cho lò, năng

suất cấp than, dầu cho từng vòi đốt, năng suất clinker ra lò, lưu lượng khí lạnh

thứ cấp cho vòi phun đầu nóng của lò, lưu lượng và nhiệt độ khí thải cấp cho

máy nghiền liệu, nghiền than và qua tháp làm lạnh trước khi qua máy lọc bụi

tĩnh điện.



21



Tìm hiểu quá trình sản xuất ximăng pooclăng và các vấn đề mơi trường



+ Hệ thống máy đo các thơng số vòng quay các motơ vận hành lò và các bộ

thơng số về điện áp, dòng điện, điện thế …

+ Hệ thống các vơ tuyến truyền hình ngọn lửa đầu nóng của lò và các bộ phận

điều khiển của quay lò…

+ Hệ thống máy tính báo cáo, lưu trữ các thơng số vận hành lò và các thơng số

hiện trạng của lò.

3.4.



Cơng đoạn làm nguội clinker



Mục tiêu của công đoạn này là làm tăng hoạt tính của các khống clinker, thu hồi

nhiệt thải để cấp khí nóng cho vòi đốt clinker và máy nghiền than, cũng như tải clinker

đến máy đập nhỏ rồi đưa lên đổ vào 1 silô hoặc các silô chứa. Nguyên tắc làm việc của

máy làm nguội clinker kiểu ghi thép là clinker từ phểu rót xuống trải rộng khắp trên

diện tích ghi với chiều dày 250-350mm. Ghi thép chịu nhiệt được lắp thành hàng ngang

buồng máy hình lò tunel, cứ một hàng ghi tĩnh xen một hàng ghi động. Chức năng của

hàng ghi động là tải clinker đi dọc theo lò tunel về phía trước. Còn chức năng của hàng

ghi tĩnh là cho khơng khí lạnh từ các quạt áp lực chui qua các khe hở cửa ghi quạt mát

và lấy nhiệt lớp clinker rồi thoát ra theo đường thu hồi khí nóng đến cấp cho vòi phun

của buồng phân huỷ cacbonat.

Các ghi được lắp nghiêng dốc xuống phía trước để tải clinker đến máy đập búa.

Trước đây phổ biến là máy làm lạnh ba cấp ghi thép. Hiện nay người ta đả cải tiến cơ

cấu ghi tốt hơn về hiệu suất làm nguội clinker, cũng như tốt hơn về mặt bền nhiệt và độ

bền ăn mòn cơ học nên máy làm nguội clinker chỉ cần hai cấp với độ dốc lý ghi. Để

đánh giá hiệu suất làm nguội của model máy làm nguội clinker thường được căn cứ vào

các chỉ tiêu sau đây:

+ Nhiệt độ của clinker ra khỏi máy làm nguội: Hiện nay đạt được 65 oC trên

nhiệt độ môi trường.

+ Hiệu suất thu hồi nhiệt của máy làm nguội có thể tính gần đúng như sau:

Hst=



q1.Nh.1000

.100%

q2.v1+q3.v2

22



Tìm hiểu quá trình sản xuất ximăng pooclăng và các vấn đề mơi trường



+ Trong đó Hst- hiệu suất thu hồi nhiệt.

q1- nhiệt lượng chi tốn cho nung luyện 1 kg clinker.

Nh – năng suất làm nguội clinker của máy.

1000- hệ số chuyển đổi từ tấn sang kg.

q2, q3-nhiệt lượng của 1 m3 khơng khí nóng thu hồi qua của 2 và 3.

v1, v2- lưu lượng khí nóng thu hồi qua cửa 1 và cửa 2.

+ Lưu lượng khơng khí lạnh cấp cho máy làm nguội clinker bằng các quạt gió

của máy. Chỉ số lưu lượng khí lạnh thường là 1,8-2,2m 3/kg clinker. Chỉ số

càng gần 1,8 thì hiệu suất làm nguội càng tốt.

3.5.



Cơng đoạn nghiền, đồng nhất và đóng bao ximăng



Đây là cơng đoạn cuối cùng của q trình sản xuất ximăng. Yêu cầu của công đoạn

này là chọn lựa tỷ lệ các cỡ hạt một cách hợp lý nhất của ximăng bột nhằm đạt được

cường độ lớn nhất trên cơ sở chất lượng đã có của clinker với thành phần khống và các

chỉ tiêu chế tạo của nó, còn cơng việc bao gói và xuất xưởng thì chủ yếu nặng hơn về

mặt bán hàng.



Hình 6. Máy nghiền ximăng

Clinker từ các silô, thạch cao và phụ gia từ kho chứa tổng hợp được vận chuyển lên

két máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gàu nâng, từ két máy nghiền clinker, thạch

23



Tìm hiểu quá trình sản xuất ximăng pooclăng và các vấn đề môi trường



cao, phụ gia cấp vào máy nghiền được định lượng bằng hệ thống cân DOSIMAS. Máy

nghiền ximăng đều làm việc theo chu trình kín. Ximăng ra khỏi máy nghiền được vận

chuyển tới silô chứa ximăng bột bằng hệ thống băng tải, máng khí động.

Ở cơng đoạn này từ đáy các silô chứa, qua hệ thống cửa tháo liệu ximăng được vận

chuyển tới các két chứa của máy đóng bao, hoặc các bộ phận xuất ximăng rời đường bộ.

Các bao ximăng sau khi được đóng xong qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển đến

các máng xuất đường bộ, đường sắt và đường thuỷ.



24



Tìm hiểu quá trình sản xuất ximăng pooclăng và các vấn đề mơi trường



Đất sét

Kho chứa



Đá vôi



Quặng sắt



Thạch cao



Máy đập



Máy đập



Máy đập



Đập đất sét

Sấy đất sét



Silô đất sét



Kho trộn đều



Silô quặng sắt



Silô đá vơi



Ngun liệu

Máy nghiền

Silơ trộn đều

Lò nung

Phụ gia



Thiết bị làm nguội

SILƠ CLINKER

Máy nghiền ximăng

Silơ ximăng

Đóng bao



Xuất ximăng rời



Hình 7. Sơ đồ quy trình sản xuất ximăng

25



Silơ thạch cao



Tìm hiểu q trình sản xuất ximăng pooclăng và các vấn đề môi trường



4.



Những ưu điểm, nhược điểm của công nghệ



4.1.



Ưu điểm



Chất lượng ximăng sản xuất ra đảm bảo được đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật. Sản

phẩm được sử dụng rộng rãi trong đời sống như dùng để đổ bêtông khối lớn cho các đê,

đập thuỷ lợi, thuỷ điện, trong các cơng trình ngầm có nhiều mạch nước ngầm và có ion

sunphat lớn hơn 200mg/lit…

Với việc sử dụng các công nghệ hiện đại trong việc sản xuất đã giảm thiểu được bớt

phần nào sự tác động xấu đến môi trường và tận dụng tối đa các nguyên liệu giảm hao

phí trong sản xuất. Công nghệ sản xuất ximăng PC đả sản xuất ra một lượng lớn sản

phẩm đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong công cuộc xây dựng ở các quốc gia.

4.2.



Nhược điểm



Tuy có ứng dụng rộng rải trong đời sống nhưng ximăng pooclăng vẫn có một số mặt

hạn chế trong việc sử dụng như không thể sử dụng ximăng pooclăng trong các cơng

trình tiếp xúc với nước biển, các cơng trình tiếp xúc với hố chất, thực phẩm, có độ

kiềm cao, không sử dụng cho các loại bêtông chịu nhệt, bê tơng tiếp xúc với các loại

phóng xạ.

Việc phải vận chuyển nguyên liệu từ các mỏ về không những gây tốn kém về kinh

phí mà còn gây ra việc ơ nhiễm môi trường từ các xe chở vật liệu. Trong sản xuất việc

sử dụng nhiều đá vôi đã thải ra môi trường một lượng lớn lượng khí thải CO 2 một trong

những nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính làm trái đất nóng lên.

Trong điều kiện hiện nay với lượng ẩm trong khơng khí là tương đối cao nên việc

bảo quản ximăng được lâu là rất khó khăn, ví dụ như trong điều kiện khí hậu nước ta,

ximăng PC30 sau 2 tháng bảo quản thì cường độ nén đã giảm trung bình 14%, sau 3

tháng giảm 23% và sau 4 tháng giảm 26%. Để đảm bảo an toàn, ximăng xuất xưởng

phải có hệ số dư mác khơng nhỏ hơn 20% và chỉ lưu kho không quá 2 tháng. Như vậy

đặt ra thách thức không nhỏ là ximăng sản xuất ra cần tiêu thụ ngay.



26



Tìm hiểu quá trình sản xuất ximăng pooclăng và các vấn đề môi trường



Chương III: SẢN PHẨM XIMĂNG VÀ CÁC TÍNH CHẤT KỸ THUẬT

I.

1.



Các tính chất cơ lý của ximăng

Độ mịn ximăng



Độ mịn ximăng là đại lượng biểu thị cho kích thước của các hạt ximăng được thể

hiện bằng phần trăm còn lại trên sàng hay dưới sàng có kích thước lỗ nhất định hoặc

tính bằng tổng diện tích bề mặt riêng của các hạt ximăng trong một đơn vị khối lượng.

Khi độ mịn cao thì kích thước các hạt ximăng nhỏ, diện tích tiếp xúc của các hạt

ximăng với nước tăng làm tăng nhanh quá trình thủy hóa của ximăng. Nhiều kết quả

nghiên cứu cho thấy các hạt ximăng có kích thước nhỏ hơn 30 m phản ứng rất nhanh

với nước. Những hạt từ 30 m tới 60 m phản ứng chậm hơn, còn các hạt trên 90 m

thì phản ứng rất chậm. Chính vì vậy mà trong các quy chuẩn kỹ thuật ximăng chỉ tiêu độ

mịn theo sàng thường được sử dụng các loại sàng có kích thước lỗ 80 m hoặc 90 m.

2.



Tính ổn định thể tích



Tính ổn định thể tích là đặc tính kỹ thuật biểu thị sự không thay đổi đáng kể thể tích của

hồ ximăng khi đóng rắn. Ximăng ổn định thể tích sẽ cho đá ximăng và bê tơng bền vững.

Tính ổn định thể tích của ximăng có ý nghĩa quan trọng để tạo độ bền của đá ximăng

đóng rắn, tạo sự bền đẹp cho cơng trình xây dựng. Ximăng khơng ổn định thể tích, khi

sử dụng vào cơng trình sẽ làm cho bê tông bị nứt rạn hoặc nặng hơn sẽ gây đổ vỡ cơng

trình. Trong các tính chất kỹ thuật của ximăng thì tính ổn định thể tích cần được xem xét

trước tiên. Bởi vì nếu ximăng khơng ổn định thể tích thì các tính năng kỹ thuật khác có

thỏa mãn u cầu sử dụng cũng khơng đảm bảo sự bền vững. Ximăng chưa ổn định thể

tích, nếu được bảo quản một thời gian nhất định, tính chất này sẽ được cải thiện. Tuy

vậy sự không ổn định thể tích của ximăng chứng tỏ rằng chất lượng clinker ximăng

không tốt và chất lượng của ximăng sẽ không cao.

Sự khơng ổn định thể tích do vơi tự do (CaO td): Clinker ximăng khơng kết khối hồn

tồn, phản ứng tạo C3S khơng xảy ra hồn tồn theo tính tốn sẽ làm tăng hàm lượng

CaOtd trong clinker. Vôi tự do qua nung ở nhiệt độ cao là vôi già lửa, lại bị chất chảy

27



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Quy trình sản xuất ximăng

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×