TIEU LUAN MON TAI CHE - CONG NGHE SAN XUAT XI MANG

I.GIỚI THIỆU CHUNG1.Lịch sử hình thành:-Cách đây 30 năm, nước ta vốn là một nước công nghiệp chậm phát triển lại vừa trải qua cuộc chiến tranh lâu dài, gian khổ, ác liệt, đời sống của nhân dân còn nhiều khó khăn. Công nghiệp, nông nghiệp còn lạc hậu, quy mô nhỏ bé và thiếu thốn về cơ sở vật chất. Trước tình hình đó, Đảng và Nhà nước hoạch định chiến lược phát triển kinh tế xã hội trong đó sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất xi măng -Nhu cầu tiêu thụ xi măng trên toàn cầu không ngừng tăng. Từ năm 1950 cho đến nay, sản lượng xi măng liên tục tăng cùng với sự phát triển trong công nghệ sản xuất xi măng. Lượng xi măng tiêu thụ năm 2005 trên toàn thế giới là 2283 triệu tấn và đến năm 2010 đã lên tới 3294 triệu tấn (Hình 1).-Tại Việt Nam, xi măng là một trong những ngành công nghiệp cơ bản và được hình thành sớm nhất ở Việt Nam, cùng với các ngành dệt may, than, đường sắt. Nhà máy xi măng đầu tiên của Việt Nam được xây dựng ở Hải Phòng vào ngày 25/12/1889 và đến nay, Việt Nam đã có trên 100 công ty, đơn vị tham gia trực tiếp vào sản xuất và phục vụ sản xuất xi măng trong cả nước. Từ năm 2008, công nghiệp sản xuất xi măng được phát triển mạnh do sản lượng xi măng sản xuất trong nước chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ như được thể hiện trong Hình 2.2.Khái niệm:Xi măng là chất kết dính thủy ở dạng bột mịn, khi trộn với nước thành dạng hồ dẻo có khả năng đóng rắn tạo thành vật liệu dạng đá nhờ các phản ứng hóa lý. Xi măng là vật liệu xây dựng cơ bản rất quan trọng, sử dụng trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. II.NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG1.Clinker-Clinker là bán sản phẩm trong quá trình sản xuất xi măng. Clinker được sản xuất bằng cách nung kết hợp hỗn hợp nguyên liệu đá vôi, đất sét và quặng sắt với thành phần xác định đã được định trước, Clinker có dạng cục sỏi nhỏ, kích thước 10-50mm. Thành phần hóa học của clinker:Thành phần chínhTỉ lệ (%)Tạp chấtTỉ lệ (%)CaO58 – 67MgO1 – 5SiO216 – 26SO30.1 – 2.5Al2O34 – 8P2O50 – 1.5Fe2O32 – 5Mn2O30 – 3TiO20 – 0.5K2O + Na2O0 – 11.1 Thành phần pha của clinker:-Nguyên liệu được pha trộn theo tỷ lệ xác định rồi đem nung ở nhiệt độ cao khoảng 1450 – 14550C nhằm tạo hợp chất chứa thành phần pha cần thiết (gồm các loại khoáng và pha thủy tinh).-Các oxýt chính phản ứng tạo thành khoáng cần thiết. Một phần nguyên liệu không phản ứng nằm trong pha thủy tinh hoặc ở dạng tự do. Ngoài ra clinker còn chứa những khoáng khác do tạp chất phản ứng tạo nên trong quá trình nungTên khoángCông thức HHKí hiệuThành phần %Khoáng chínhAlít3CaO.SiO2C3S40 – 60Belít2CaO.SiO2C2S15 – 35Tricanxi Aluminat3CaO.Al2O3C3A4 – 14Aluminoferit Canxi4CaO.Al2O3.Fe2O3C4AF10 – 18Khoáng phụAluminat Alkali(K.Na)2O.8CaO.3Al2O3(KN)2C8A30 – 1Sunfat Alkali(K.Na)2SO40 – 1Alumo Manganat Canxi4CaO.Al2O3.Mn2O30 – 3Sunfat CanxiCaSO40 – 21.2 Đặc trưng của các khoáng clinkera)Khoáng Alit (54CaO.16SiO2.Al2O3.MgO = C54S16AM): -là khoáng chính của clanhke xi măng poóc lăng. Alit là dạng dung dịch rắn của khoáng C3S với ôxit Al2O3 và MgO lẫn trong mạng lưới tinh thể thay thế vị trí của SiO2. Khoáng C3S được tạo thành ở nhiệt độ lớn hơn 12500C do sự tác dụng của CaO với khoáng C3S trong pha lỏng nóng chảy và bền vững đến 20650C (có tài liệu nêu giới hạn nhiệt độ bền vững của C3S từ 12500C  19000C). Alit có cấu trúc dạng tấm hình lục giác, màu trắng, có khối lượng riêng 3,15  3,25 g/cm3, có kích thước 10  250 m.-Khi tác dụng với nước, khoáng Alit thủy hóa nhanh, tỏa nhiều nhiệt, tạo thành các tinh thể dạng sợi (có công thức viết tắt là CSH(B) gọi là Tobermorit) đan xen vào nhau tạo cho đá xi măng có cường độ cao và phát triển cường độ nhanh. Đồng thời nó cũng thải ra lượng Ca(OH)2 khá nhiều nên kém bền nước và nước chứa ion sunphat.b)Khoáng Bêlít (C2S): -có cấu trúc dạng tròn, phân bố xung quanh các hạt Alit. Bêlit là một dạng thù hình của khoáng C2S, tồn tại trong clanhke khi làm nguội nhanh. Trong quá trình nung clanhke, do phản ứng của CaO với SiO2 ở trạng thái rắn tạo thành khoáng C2S ở nhiệt độ 600  11000C. Khoáng C2S có 4 dạng khác nhau về hình dáng cấu trúc và các tính chất, gọi là dạng thù hình, đó là , ''- , - và - C2S.-Sự thay đổi trạng thái cấu trúc của Bêlít khi tăng nhiệt độ tới xuất hiện pha lỏng và khi làm nguội tới nhiệt độ bình thường rất phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Sự biến đổi thù hình của C2S trong quá trình làm nguội mô tả sau đây đã đơn giản hóa rất nhiều.

Quy trình sn xut  1   KHOA CN SINH HỌC & KT MÔI TRƯỜNG BÀI TIU LUN  tài: QUY TRÌNH SN XU GVHD: TRẦN ĐỨC THẢO Nhóm thc hin: nhóm 5 t 3009110446   Lê Kim Mn 3009110377 Nguyn Th Tho 3009110241 TPHCM, ngày 28 tháng 9 năm 2013 Quy trình sn xut  2   KHOA CN SINH HỌC & KT MÔI TRƯỜNG 6 BÀI TIU LUN  tài: QUY TRÌNH SN XU GVHD: TRẦN ĐỨC THẢO Bng phân công nhiêm v TPHCM, ngày 28tháng 9 năm 2013 H và tên sinh viên Nhim v   I.Gii thiu chung II.Nguyên liu sn xu t III.Quá trình sn xut clinker VI. X ng Lê Kim Mn IV.Quy trình sn xu lò quay khô. Nguyn Th Tho V. S dng tài nguyên và vn d ng. Quy trình sn xut  3 NI DUNG BÁO CÁO I. GIỚI THIỆU CHUNG 5 1. Lịch sử hình thành: 5 2. Khái niệm: 6 II. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG 6 1. Clinker 6 1.1 Thành phn pha ca clinker: 7 1.2 a các khoáng clinker 8 a) Khoáng Alit (54CaO.16SiO 2 .Al 2 O 3 .MgO = C 54 S 16 AM): 8 b) Khoáng Bêlít (C 2 S): 8 c) Khoáng canxi aluminat (C 3 A): 9 d) Khoáng Canxi alumo ferit (C 4 AF): 9 e) Các khoáng khác: 10 2. Thch cao 10 3.  11 4. Ph gia (Pouzzolane) 12 III. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CLINKER 12 1. t. 12 2.  13 3.  13  14  14  15  16 Quy trình sn xut  4  3  17  18 IV. QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG THEO CÔNG NGHỆ LÒ QUAY KHÔ 19 1.  quy trình sn xut thi phát sinh: 19 2.  20 V. SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN VÀ VẤN DẾ MÔI TRƯỜNG. 23 1. Tiêu th tài nguyên 23 a) Tiêu th nguyên liu 23 b) Tiêu th ng 24 2. Tác ng 27 a) Phát thi khí 27 b)  31 c)  31 VI. XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG 31 1. X lý bi 31 2. X lý khí thi khác 32 a) X lý SO 2 : 32 b) X lý khí NOx 33  33 Quy trình sn xut  5 I. GIỚI THIỆU CHUNG 1. Lịch sử hình thành: - c ta vn là mc công nghip chm phát trin li va tri qua cuc chin tranh lâu dài, gian kh, ác li i sng ca nhân dân còn nhi   Công nghip, nông nghip còn lc hu, quy mô nh bé và thiu thn v   vt cht.     c ho nh chic phát trin kinh t xã hi  phát trin ca ngành công nghip sn xu - Nhu cu tiêu th u không ng n nay, sn   g liên t   i s phát trin trong công ngh sn xu     gii là 2283 triu t lên ti 3294 triu tn (Hình 1). - Ti Vit trong nhng ngành công nghi bc hình thành sm nht  Vit Nam, cùng vi các ngành d  ng s    u tiên ca Vic xây dng  Hn nay, Vit  tham gia trc tip vào sn xut và phc v sn xut xi  c. T p sn xuc phát trin mnh do sn xuc nhu cu tiêu th c th hin trong Hình 2. Quy trình sn xut  6 2. Khái niệm: t kt dính thy  dng bt mn, khi trn vc thành dng h do có kh n to thành vt liu d các phn  t liu xây dn rt quan trng, s dng trong các công trình xây dng dân dng và công nghip. II. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT XI MĂNG 1. Clinker - Clinker là bán sn phm trong quá trình sn xu    c sn xut bng cách nung kt hp hn hp nguyên lit sét và qung st vi thành phn xác c, Clinker có dng cc si nhc 10-50mm. Quy trình sn xut  7 Thành phần hóa học của clinker: Thành phần chính Tỉ lệ (%) Tạp chất Tỉ lệ (%) CaO 58  67 MgO 1  5 SiO 2 16  26 SO 3 0.1  2.5 Al 2 O 3 4  8 P 2 O 5 0  1.5 Fe 2 O 3 2  5 Mn 2 O 3 0  3 TiO 2 0  0.5 K 2 O + Na 2 O 0  1 1.1 Thành phần pha của clinker: - Nguyên liu c pha trn theo t l nh r nhi cao khong 1450  1455 0 C nhm to hp cht cha thành phn pha cn thit (gm các loi khoáng và pha thy tinh). - Các oxýt chính phn ng to thành khoáng cn thit. Mt phn nguyên liu không phn ng nm trong pha thy tinh hoc  dng t do. Ngoài ra clinker còn cha nhng khoáng khác do tp cht phn ng to nên trong quá trình nung Tên khoáng Công thức HH Kí hiệu Thành phần % Khoáng chính Alít 3CaO.SiO 2 C 3 S 40  60 Belít 2CaO.SiO 2 C 2 S 15  35 Tricanxi Aluminat 3CaO.Al 2 O 3 C 3 A 4  14 Aluminoferit Canxi 4CaO.Al 2 O 3 .Fe 2 O 3 C 4 AF 10  18 Khoán g phụ Aluminat Alkali (K.Na) 2 O.8CaO.3Al 2 O 3 (KN) 2 C 8 A 3 0  1 Sunfat Alkali (K.Na) 2 SO 4 0  1 Quy trình sn xut  8 Alumo Manganat Canxi 4CaO.Al 2 O 3 .Mn 2 O 3 0  3 Sunfat Canxi CaSO 4 0  2 1.2 Đặc trưng của các khoáng clinker a) Khoáng Alit (54CaO.16SiO 2 .Al 2 O 3 .MgO = C 54 S 16 AM): - là khoáng chính cng dung dch rn ca khoáng C 3 S vi ôxit Al 2 O 3 và MgO ln trong mi tinh th thay th v trí ca SiO 2 . Khoáng C 3 c to thành  nhi l 0 C do s tác dng ca CaO vi khoáng C 3 S trong pha lng nóng chy và bn vn 2065 0 C (có tài liu nêu gii hn nhi bn vng ca C 3 S t 1250 0 C  1900 0 C). Alit có cu trúc dng tm hình lc giác, màu trng, có khng riêng 3,15  3,25 g/cm 3 c 10  250 m. - Khi tác dng vc, khoáng Alit thy hóa nhanh, ta nhiu nhit, to thành các tinh th dng si (có công thc vit tt là CSH (B) go cho       cao và phát tri    ng th   i ra ng Ca(OH) 2 khá nhiu nên kém bc cha ion sunphat. b) Khoáng Bêlít (C 2 S): - có cu trúc dng tròn, phân b xung quanh các ht Alit. Bêlit là mt dng thù hình ca khoáng C 2 S, tn ti trong clanhke khi làm ngui nhanh. Trong quá trình nung clanhke, do phn ng ca CaO vi SiO 2  trng thái rn to thành khoáng C 2 S  nhi  600  1100 0 C. Khoáng C 2 S có 4 dng khác nhau v hình dáng cu trúc và các tính cht, gi là d, '- , - và - C 2 S. - S i trng thái cu trúc c ti xut hin pha lng và khi làm ngui ti nhi ng rt phc tp và ph thuc vào nhiu yu t khác nhau. S bii thù hình ca C 2 S trong quá trình làm ngui mô t n hóa rt nhiu. Quy trình sn xut  9 - Khi làm ngui clanhke, nu t làm ngui chm s xy ra s bii thù hình t dng - C 2 S sang dng - C 2 S kèm theo hing clanhke b t thành bt vì có s  tích. Nguyên nhân vì - C 2 S có khng riêng là 2,97 g/cm 3 , nh ng riêng ca - C 2 S là 3,28 g/cm 3 . - C 2 S không có tính kt dính  u kin nhi và áp sut ng, vì v tránh hing t clanhke do s bii thù hình t - C 2 S sang - C 2 S  575 0 C, cn nh b t s  2 O 5 , BaO vào mng i cu trúc ca nó to thành dung dch rn. - Khi tác dng v c, khoáng Belit thy hóa chm, ta nhi  o thành các tinh th dng si (có công thc vit tt là CSH (B) go  cao. T phát tri ca khoáng Belit ch khoáng Alit; ph ca Belit mi bng ca Alit. Belit thi ra ng Ca(OH) 2  b  c) Khoáng canxi aluminat (C 3 A): - là cht trung gian màu trng nm xen gia các ht Alit và Belit cùng vi alumo ferit canxi (C 4 AF). Trong thành phn ca C 3 a mt s tp ch 2 , Fe 2 O 3 , MgO, K 2 O , Na 2 O. Aluminát canxi là khoáng quan trng cùng vi Alit t     u c      a nhiu C 3 A to nhiu nhi   n, nu thiu hoc không có th làm chm s  b n rt nhanh (không th thi  c). C 3 A có t trng 3,04 g/cm 3          cao ng sun phát. d) Khoáng Canxi alumo ferit (C 4 AF): - t trung gian, có t trng 3,77 g/cm 3 m xen gia các ht Alit và Belit cùng vi khoáng C 3 A. Khi nung clanhke, do phn ng ca CaO vi Fe 2 O 3 to thành các khoáng nóng chy  nhi thp (600  700 O  2 O 3 (CF) , C 2 F Sau p tc phn ng vi Al 2 O 3 to thành các khoáng Canxi alumo ferit có thành ph    2 F, C 6 A 2 F, C 4 AF, C 6 AF 2 . Các khoáng này b nóng chy hoàn Quy trình sn xut  10 toàn  nhi 1250 O C và tr thành pha lng cùng vi các khoáng Canxi aluminat, to   ng cho phn ng to thành khoáng C 3     c gi là cht trung gian hoc pha lng clanhke. Khi tác dng vc, Canxi alumo ferit thu hoá chm, to nhi thp. e) Các khoáng khác: - Ngoài 4 khoáng chính  trên, trong clanhke còn cha pha thu tinh là cht lng nóng chy b c li khi làm lnh clanhke. Nu quá trình làm ngui nhanh thì các khoáng C 3 A, C 4 AF, MgO (periclaz), CaOtd,v.v. không kp k tách khi pha l pha thu tinh s nhi c li, nu làm lnh chm thì pha thu tinh s ít. Khi làm ngui nhanh, các khoáng s nm trong pha thu tinh  dng d tr ln làm cho clanhke rt hot tính và s t u cao. Khi làm lnh chm, các khoáng s kt tinh hoàn chc l hot tính vc s gia MgO và CaO t do s kt tinh thành các tinh th c lp, b già hoá nên d gây ra s phá hu cu trúc c sau. 2. Thạch cao - Cu to ca thch cao t nhiên CaSO 4 ·2H 2 O CaSO 4 ·½H 2 O + ½H 2  4 ·2H 2 O - Thch cao t ng CaSO 4 ·2H 2 O chim t 94- 98% CaSO 4 .2H 2 O - Tác Dng ca Thch cao Thch cao tác dng vi C 3 A Thch cao tác dng vi C 4 AF [...]... hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành công nghiệp sản xuất xi măng 2 http://doc.edu.vn /tai- lieu /tieu- luan- cong- nghe- san- xuat- xi- mang- lo-quay-kho-va-cacvan-de-moi-truong-10635/ 3 http://tailieu.vn/tag/quy-trinh -san- xuat- xi- mang. html 4 http://ximang.vn/Home/Default.aspx?portalid=33&tabid=19&distid=5462 33 Quy trình sản xuất xi măng 34 ... đá xi măng có cường độ ban đầu cao và phát triển cường độ nhanh iều kiện để phản ứng - 2S kết hợp với aO thành 3S là sự xuất hiện của pha lỏng: Sự xuất hiện pha lỏng (nhiệt độ bắt đầu nóng chảy - điểm ơtecti) xảy ra càng sớm khi trong hệ phản ứng có càng nhiều cấu tử, ví dụ: Điểm ơtecti ( 0 C) Hệ CaO - SiO2 - Al2 O3 CaO - SiO2 - Al2 O3 - Fe2 O3 1335 CaO - SiO2 - Al2 O3 - Fe2 O3 - Na2 O 1315 CaO - SiO2... O3 1335 CaO - SiO2 - Al2 O3 - Fe2 O3 - Na2 O 1315 CaO - SiO2 - Al2 O3 - Fe2 O3 - Na2 O - MgO - 1455 1300 Một số nhà nghiên cứu cho rằng các khoáng Ferit cùng với các khoáng anxi aluminat bị nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ 1250O ó ý kiến cho rằng: với giới hạn hàm lượng các ôxit của clinker xi măng poóc lăng trong hệ aO - SiO2 - Al2O3 - Fe2O3 - MgO, nhiệt độ nóng chảy không nhỏ hơn 13000 Nếu có tạp chất... phát thải O 2 bao gồm các nguồn sau: Quá trình chuyển hóa canxi cacbonat của nguyên liệu thành canxi oxit và quá trình cháy các bon hữu cơ có trong nguyên liệu thô - Quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch - Như vậy, tổng phát thải - Quy trình sản xuất (hiệu suất của các quá trình sản xuất chính và phụ) - Nhiên liệu sử dụng - Tỉ lệ clinker /xi măng - Suất phát thải O 2 sẽ phụ thuộc vào: O 2 là 0,9 đến 1 kg/kg... bị nguyên liệu - huẩn bị nhiên liệu - Sấy, nghiền nguyên nhiên liệu - Lò nung - Làm nguội clinke - Nghiền xi măng - Ngoài ra còn có năng lượng sử dụng ở các khu vực phụ, các công đoạn phụ trợ như chiếu sáng, thiết bị văn phòng… - Vì quá trình sản xuất clinker chiếm khoảng 70 - 80% tổng năng lượng để sản xuất xi măng, nên việc giảm tỷ lệ của clinker trong sản phẩm xi măng với các phụ gia có thể làm giảm... nồng độ SO4 2- ít, làm Al3+ tiếp tục thoát ra môi trường, tăng quá trình đóng rắn 3 Đá vôi : CaCO 3 chiếm khoản 60 – 97%  Tác dụng của đá vôi trong nghiền xi măng - Là chất cứng, giòn, dể nghiền đối với hệ nghiền đứng - Dể tạo ra những hạt có kích thước nhỏ từ 5-1 0mm Rate 45 tăng; - Tạo độ dẻo cho hồ xi măng laine tăng ường độ ban đầu khi đóng rắn - Tăng hiệu xuất kinh tế vì giá thành thấp - Tuy nhiên... lượng hơn - Phát thải O 2 từ quá trình chuyển hóa canxi cacbonat của nguyên liệu thành canxi oxit chiếm tới 60% Do đó giảm lượng clinker trong xi măng sẽ giảm đáng kể phát thải 30 O 2 Quy trình sản xuất xi măng Phát thải O 2 từ quá trình cháy trong công nghiệp xi măng đã giảm được khoảng 30% trong 25 năm qua nhờ áp dụng các lò nung có hiệu suất cao hơn b) Nước thải - ối với các nhà máy xi măng sử... xi măng phụ thuộc vào loại xi măng được sản xuất, được đo bằng độ cứng và độ m ịn laine (cm 2 /g) iện tiêu thụ cho nghiền xi măng khoảng 16 kWh/ tấn với xi măng nghiền đến độ mịn 3200 cm2/g và xi măng có độ mịn 3500 cm 2 /g cao hơn khoảng 8% (17,3 kWh/ tấn); xi măng có độ m ịn 4000 cm 2 /g cao hơn 20% so với xi măng 3200 cm 2 /g ( 19,2 kWh/ tấn) và xi măng 4200 cm 2 /g cao hơn 24%( 19,8 kWh/ tấn) -. .. sản xuất xi măng Việc tiêu thụ năng lượng do nung clinke chiếm 70% - 80% tổng tiêu thụ năng lượng iện được dùng cho các máy nghiền nguyên liệu, quạt đốt lò, động cơ quay lò, quạt làm nguội clinke, nghiền clinke 24 Quy trình sản xuất xi măng - Trong nhà máy sản xuất xi măng, các khu vực/ công đoạn tiêu thụ năng lượng chính như sau: - Khai thác và vận chuyển nguyên liệu thô - huẩn bị nguyên liệu - huẩn... clinker trong xi măng tại châu Âu ở mức thông thường, 1 triệu tấn clinker sản xuất được 1,23 triệu tấn xi măng 23 Quy trình sản xuất xi măng Bảng 2: Suất tiêu thụ nguyên liệu của sản xuất clinker và xi măng b) Tiêu thụ năng lượng - Sản xuất xi măng là một quá trình tiêu thụ rất nhiều năng lượng hi phí năng lượng chiếm khoảng từ 30 – 40% chi phí sản xuất Năng lượng sử dụng trong nhà máy xi măng bao gồm .     IV. QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG THEO CÔNG NGHỆ LÒ QUAY KHÔ 1. Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng và chất thải phát sinh:  quy trình. (K.Na) 2 SO 4 0  1 Quy trình sn xut  8 Alumo Manganat Canxi 4CaO.Al 2 O 3 .Mn 2 O 3 0  3 Sunfat Canxi CaSO 4 0  2 1.2