Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống xử lý bụi cho khu vực nghiền xi măng nhà máy xi măng Hoàng Thạch Mở đầu 4 Phần I: Tổng quan 5 Chương I: Giới thiệu chung về sản xuất xi măng 5 I. Tóm tắt sự phát triển ngành sản xuất xi măng 5 II. Các loại nguyên liệu, nhiên liệu và phụ gia dùng sản xuất xi măng 7 1. Nguyên liệu và phụ gia 7 2. Nhiên liệu dùng trong công nghiệp sản xuất xi măng 11 III. Thành phần khoáng hóa của Clinker và xi măng 12 IV. Quy trình công nghệ sản xuất xi măng công nghiệp 13 1. Quá trình gia công nguyên, nhiên liệu 13 2. Quá trình nung ủ Clinker 13 3. Quá trình nghiền và đóng bao xi măng 14 4. Dây chuyền công nghệ 15 5. So sánh ba sơ đồ 22 V. Quá trình đóng rắn của xi măng 22 Chương II. Những đặc trưng cơ bản của quá trình nghiền Clinker xi măng 23 I. Nghiền Clinker xi măng 23 1. Máy nghiền xi măng 23 2. Bi đạn trong máy nghiền 23 3. Tấm lót 24 II. Công suất tiêu thụ của máy nghiền 24 III. Đối tượng nghiền 24 1. Clinker 24 2. Thạch cao 25 3. Đá bazan 25 4. Các phụ gia khác 25 Chương III. Vấn đề ô nhiệm bụi xi măng và các phương pháp xử lý 26 I. Các nguồn bụi 26 II. Ô nhiệm khí thải và bụi trong sản xuất xi măng 27 III. Tác hại của bụi và khí thải trong sản xuất xi măng 28 1. Đối với môi trường 28 2. Đối với con người 28 IV. Các phương pháp xử lý bụi trong sản xuất xi măng 29 1. Phương pháp lắng bụi bằng trọng lực 30 2. Phương pháp lắng bụi bằng quán tính 31 3. Phương pháp ly tâm 31 4. Phương pháp lọc bụi bằng vật liệu lọc 32 5. Phương pháp lọc bụi bằng điện 35 Phần 2: Tính toán thiết kế hệ thống lọc bụi 38 Chương I. Tính toán thiết kế xyclon 38 I. Xác định các thống số ban đầu cho việc tính toán. 38 1. Khối lượng riêng của khí chứa bụi 38 2. Độ nhớt động học của môi trường 39 II. Tính toán xyclon 39 1. Đường kính của xyclon 39 2. Tính lại vận tốc quy ước trong xyclon 40 3. Tính lại trở lực 40 4. Các kích thước cơ bản của xyclon 41 5. Xác định các thông số làm việc của xyclon 42 6. Tính hiệu suất làm sạch khí của xyclon. 47 7. Tính nồng bụi ra khỏi xyclon 48 Chương II: Tính toán thiết kế thiết bị lọc túi 51 I. Tính toán bề T bề mặt lọc 51 II. Tính toán số túi ( ống tay áo) 51 III. Tính trở lực của thiết bị lọc túi 52 IV. Tính vít tải tháo bụi cho thiết bị lọc túi 52 Chương III: Tính toán hệ thống đường ống 54 I. Sơ đồ bố trí 54 II.Tính toán đường ống cho thiết bị xyclon và lọc túi 55 1. Tính đường kính các ống 55 2. Chiều dài các ống 56 Chương IV: Tính toán thiết kế quạt ly tâm 57 I. Tính toán quạt hút sau xyclon (Qu1) 57 1. Xác định trở lực thủy lực của đường ống 57 2. Chọn quạt 63 II. Tính toán quạt hút sau thiết bị lọc túi (Qu2) 64 1. Xác định trở lực thủy lực của đường ống 64 2. Chọn quạt 65 Chương V: Tính toán cơ khí 67 I.Tính chiều dày của xyclon 67 II. Chọn mặt bích 69 III. Chọn tai treo cho xyclon 70 1. Xác định khối lượng phần hình trụ GHT của xyclon 70 2. Xác định khối lượng phần hinh nón Ghn 70 3. Xác định Gống tâm 71 4. Xác định Gbunke 71
Đồ án tốt nghiệp lý bụi cho khu vực nghiền Thiết kế hệ thống xử xi măng nhà máy xi măng Hoàng Thạch Mở đầu Phần I: Tổng quan Chương I: Giới thiệu chung sản xuất xi măng .5 I Tóm tắt phát triển ngành sản xuất xi măng II Các loại nguyên liệu, nhiên liệu phụ gia dùng sản xuất xi măng Nguyên liệu phụ gia Nhiên liệu dùng công nghiệp sản xuất xi măng 11 III Thành phần khống hóa Clinker xi măng 12 IV Quy trình cơng nghệ sản xuất xi măng cơng nghiệp .13 Q trình gia cơng nguyên, nhiên liệu 13 Quá trình nung ủ Clinker 13 Quá trình nghiền đóng bao xi măng .14 Dây chuyền công nghệ .15 So sánh ba sơ đồ 22 V Q trình đóng rắn xi măng .22 Chương II Những đặc trưng trình nghiền Clinker xi măng 23 I Nghiền Clinker xi măng 23 Máy nghiền xi măng 23 Bi đạn máy nghiền 23 Tấm lót .24 II Công suất tiêu thụ máy nghiền 24 III Đối tượng nghiền 24 Clinker 24 Thạch cao 25 Đá bazan .25 Các phụ gia khác 25 Hoàng Văn Triều Lớp QTTB-K47 Đồ án tốt nghiệp lý bụi cho khu vực nghiền Thiết kế hệ thống xử xi măng nhà máy xi măng Hoàng Thạch Chương III Vấn đề ô nhiệm bụi xi măng phương pháp xử lý 26 I Các nguồn bụi 26 II Ơ nhiệm khí thải bụi sản xuất xi măng 27 III Tác hại bụi khí thải sản xuất xi măng 28 Đối với môi trường .28 Đối với người 28 IV Các phương pháp xử lý bụi sản xuất xi măng .29 Phương pháp lắng bụi trọng lực 30 Phương pháp lắng bụi quán tính 31 Phương pháp ly tâm 31 Phương pháp lọc bụi vật liệu lọc .32 Phương pháp lọc bụi điện 35 Phần 2: Tính tốn thiết kế hệ thống lọc bụi .38 Chương I Tính tốn thiết kế xyclon 38 I Xác định thống số ban đầu cho việc tính tốn 38 Khối lượng riêng khí chứa bụi .38 Độ nhớt động học môi trường 39 II Tính tốn xyclon 39 Đường kính xyclon 39 Tính lại vận tốc quy ước xyclon .40 Tính lại trở lực 40 Các kích thước xyclon .41 Xác định thông số làm việc xyclon 42 Tính hiệu suất làm khí xyclon 47 Tính nồng bụi khỏi xyclon 48 Chương II: Tính tốn thiết kế thiết bị lọc túi 51 I Tính tốn bề T bề Hoàng Văn Triều Lớp QTTB-K47 Đồ án tốt nghiệp lý bụi cho khu vực nghiền Thiết kế hệ thống xử xi măng nhà máy xi măng Hoàng Thạch mặt lọc .51 II Tính toán số túi ( ống tay áo) 51 III Tính trở lực thiết bị lọc túi .52 IV Tính vít tải tháo bụi cho thiết bị lọc túi 52 Chương III: Tính tốn hệ thống đường ống 54 I Sơ đồ bố trí .54 II.Tính tốn đường ống cho thiết bị xyclon lọc túi 55 Tính đường kính ống 55 Chiều dài ống .56 Chương IV: Tính tốn thiết kế quạt ly tâm .57 I Tính tốn quạt hút sau xyclon (Qu1) 57 Xác định trở lực thủy lực đường ống 57 Chọn quạt 63 II Tính tốn quạt hút sau thiết bị lọc túi (Qu2) 64 Xác định trở lực thủy lực đường ống 64 Chọn quạt 65 Chương V: Tính tốn khí .67 I.Tính chiều dày xyclon .67 II Chọn mặt bích .69 III Chọn tai treo cho xyclon 70 Xác định khối lượng phần hình trụ GHT xyclon 70 Xác định khối lượng phần hinh nón Ghn 70 Xác định Gống tâm 71 Xác định Gbunke 71 Kết luận 74 Tài liệu tham khảo 76 Hoàng Văn Triều Lớp QTTB-K47 Đồ án tốt nghiệp lý bụi cho khu vực nghiền Thiết kế hệ thống xử xi măng nhà máy xi măng Hoàng Thạch Hoàng Văn Triều Lớp QTTB-K47 Đồ án tốt nghiệp lý bụi cho khu vực nghiền Thiết kế hệ thống xử xi măng nhà máy xi măng Hoàng Thạch Mở đầu Để đáp ứng nhu cầu sống ngày tăng, người mong muốn phát triển kinh tế Cơng nghiệp sản xuất xi măng (XM) nhiều nước ngành công nghiệp mũi nhọn, đặc biệt nước ta nước q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước nhu cầu xây dựng lớn nhu cầu xây dựng xi măng tăng theo Xi măng vật liệu thông dụng ngành công nghiệp xây dựng chúng chất kết dính rẻ tiền so với loại chất kết dính khác XM có mặt đời sống người hàng nghìn năm qua người sử dụng hầu hết cơng trình xây dựng Theo dự đốn XM chất kết dính chủ lực kỷ tới Bên cạnh lợi ích to lớn cơng nghiệp mang lại, cịn kéo theo số vấn đề tiêu cực mà cần phải giải Ô nhiễm môi trường vấn đề lớn mà nước ta cần phải quan tâm sâu sắc tác động lớn đến phát triển bền vững đất nước Do nhiễm mơi trường công nghiệp sản xuất xi măng vấn đề cấp bách cần giải quyết, đặc biệt với nhà máy xi măng có cơng nghệ lạc hậu xây dựng thời kỳ trước trình trạng ô nhiễm môi trường phổ biến Nhiệm vụ thiết kế Đồ án tốt nghiệp em giao với đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý bụi cho khu vực nghiền xi măng nhà máy xi măng Hồng Thạch” Đây đề tài có tính ứng dụng lớn Mục tiêu đề tài đặt là: - Đánh giá trạng ô nhiễm bụi nhà máy sản xuất xi măng - Đề phương án khả thi để giải tình trạng ô nhiễm bụi khu vực nghiền xi măng Nhà máy xi măng Hoàng Thạch Hoàng Văn Triều Lớp QTTB-K47 Đồ án tốt nghiệp lý bụi cho khu vực nghiền Thiết kế hệ thống xử xi măng nhà máy xi măng Hoàng Thạch Phần I: Tổng quan Chương I: Giới thiệu chung sản xuất xi măng I Tóm tắt phát triển ngành sản xuất xi măng Q trình phát triển xã hội lồi người ln gắn liền với ngành xây dựng Trong ngành xây dựng cơng nghiệp sản xuất xi măng đóng vai trị quan trọng, cung cấp nguyên liệu chủ yếu cho xây dựng góp phần nâng cao chất lượng cơng trình Hiện cơng trình xây dựng xi măng nguyên vật liệu chủ yếu Công nghệ sản xuất xi măng pooclang đời vào năm 1812, trải qua nhiều thay đổi lớn lao với kiện đáng ý xuất lò quay vào kỷ 19 Việc xuất cơng nghệ nung luyện lị quay thực tạo cách mạng công đoạn sản xuất, khai thác nguyện liệu, vận chuyển, bảo quản, đồng đến đóng bao, xuất xưởng Sản lượng xi măng giới vượt 1,3 tỷ tấn/ năm với nhiều chủng loại khác Xu hướng phát triển dây chuyền sản xuất xi măng gắn liền với mô hình nhà máy xi măng có dây chuyền công xuất lớn Lý xu hướng chúng tạo chi phí sản xuất cố định biến đổi thấp Tuy nhiên, việc tăng công suất dây chuyền bị khống chế độ tin cậy khí Chính vậy, tương lai nhà máy xi măng có dây chuyền sản xuất với quy mô gần giống sản lượng đáp ứng nhu cầu xi măng địa phương, xu hướng tới nhà máy xi măng công suất 1-2 triệu tấn/năm tự động hóa gần hồn tồn với số lượng lao động thấp 100 người/ nhà máy Trong tương lai nhận thấy xu hướng nhà máy xi măng sử dụng nhiều sản phẩm phế thải để giảm nguyên liệu phụ gia khai thác từ mỏ Các phế thải sử dụng rộng rãi là: tro bay từ nhà máy nhiệt điện, xỉ hạt, xỉ thép thạch cao công nghiệp Ngành công nghiệp sản xuất xi măng Việt Nam đời cách 100 năm Từ sở sản xuất thô sơ ban đầu số sở sản xuất như: Xi măng Sài Sơn Tổng cục hậu cần, xi măng Cần đước(Nghệ an), xi măng 3/2(Thanh hóa), xi măng Hà Tiên I… Ngày cơng nghiệp xi măng Việt Nam bước sang Hoàng Văn Triều Lớp QTTB-K47 Đồ án tốt nghiệp lý bụi cho khu vực nghiền Thiết kế hệ thống xử xi măng nhà máy xi măng Hoàng Thạch giai đoạn phát triển Rất nhiều nhà máy với công suất lớn đời với công nghệ sản xuất đại như: xi măng Bỉm sơn, xi măng Hoang thạch nhiều nhà máy xi măng lò đứng tỉnh thành nước Trong năm gân đây, sản lượng xi măng liên tục tăng, năm 1990 tổng sản lượng xi măng sản xuất 2.608.127 tấn, năm 1995 6.000.000 tấn, năm 2000 sản lượng xi măng đạt 20.000.000 Đến năm 2004 sản lượng xi măng toàn quốc đạt 26,219 triệu tấn, dự kiến từ 2005- 2010 tăng trưởng bình quân 5-7% dự kiến đến năm 2010 sản lượng xi măng đạt vào khoảng 44 triệu tấn/năm Tuy ngày nâng cao sản lượng chất lượng, so với nước giới xi măng Việt Nam chưa đủ lực cạnh tranh để chiếm lĩnh thị trường Hiện nay, số sở sản xuất ta dạng lò đứng lạc hậu với suất thấp, nguyên vật liệu – nhiên liệu sử dụng ngành chủ yếu loại truyền thống, khai thác từ tự nhiên, hệ thống quản lý lạc hậu, tốn chất lượng lại không cao Trong giới, nhà máy xi măng đại hóa với cơng suất lớn 1-2 triệu / năm, với tự động hóa cao hệ thống quản lý tiên tiến cần 100 người/ nhà máy Mặt khác, thiết bị đại hóa như: máy nghiền đứng với suất 500-600 tấn/h, chí 800 tấn/h, nhà máy giới có xu hướng sử dụng nhiên liệu rẻ tiền như: than cốc dầu lửa than cám nhiên liệu khó cháy hơn, tận dụng nguyên liệu phế thải để giảm nguyên liệu phụ gia khai thác từ mỏ Các phế thải sử dụng rộng rãi là: tro bay từ nhà máy nhiệt điện, xỉ hạt, xỉ thép thạch cao cơng nghiệp Chính tương lai, muốn xi măng tồn phát triển vấn đề mở rộng, đại hóa nâng cao suất, áp dụng kỹ thuật tiên tiến, nâng cao hệ thống quản lý chất lượng vấn đề sống xi măng Việt Nam Hội nhập Quốc tế toàn cầu hóa xu hương tất yếu kinh tế có Việt Nam Hiện nay, Việt Nam thành viên Hiệp hội quốc gia Đông Nam á(ASEAN), thành viên diễn đàn hợp tác kinh tế châu Thái Bình Dương(APEC), thành viên tổ chức thương mại giới WTO, ký kết hiệp định thương mại Việt – Mỹ Hội nhập với khu vực giới với kinh tế thị Hoàng Văn Triều Lớp QTTB-K47 Đồ án tốt nghiệp lý bụi cho khu vực nghiền Thiết kế hệ thống xử xi măng nhà máy xi măng Hoàng Thạch trương tạo hội to lớn giúp doanh nghiệp Việt nam mở rộng thị trường tiêu thụ sản phẩm, có hội tiếp thu cơng nghệ kỹ quản lý mới… Nhưng kèm theo thách thức mà lớn lực cạnh tranh hiệu hoạt động Theo đánh giá diễn đàn kinh tế giới(WEF), năm 1999, xếp hạng khả cạnh tranh Việt nam đứng thứ 48 số 59 nước xét Năng lực, sản lượng nhu cầu xi măng khu vực ASEAN từ năm 2001-2005 Sản phẩm Clinker 2001 2005 Xi măng 2001 2005 Năng lực Nhu cầu (triệu tấn) (triệu tấn) Sản xuất (triệu tấn) Dư thừa so Dư thừa so vớisản xuất vớinăng lực (triệu tấn) (triệu tấn) 144 150 88 116 102 130 14 14 56 34 180 185 89 123 101 131 15 106 62 II Các loại nguyên liệu, nhiên liệu phụ gia dùng sản xuất xi măng Chất lượng xi măng Póoclăng phụ thuộc vào chất lượng Clinker ( thành phần khoáng hóa, độ cứng, hoạt tính cường độ), chế độ nghiền… Đối với xi măng Pooclang hỗn hợp chất lượng phụ gia ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng xi măng Chất lượng Clinker định thành phần khoáng hóa, hoạt tính ngun liệu sản xuất đặc biệt công nghệ sản xuất Nguyên liệu phụ gia Nguyên liệu để sản xuất xi măng gồm có loại đất sét đá vơi, ngồi cịn sử dụng phụ gia để tăng cường hàm lượng oxyt nguyên liệu bổ xung tính chất xi măng a/ Đá vơi Hoàng Văn Triều Lớp QTTB-K47 Đồ án tốt nghiệp lý bụi cho khu vực nghiền Thiết kế hệ thống xử xi măng nhà máy xi măng Hoàng Thạch Đá vôi nguyên liệu cung cấp CaO cho phối liệu sản xuất xi măng CaCO đá vôi tồn dạng Canxit Cịn dạng thù hình khác CaCO aragonit chủ yếu có thành phần đá San hô loại thạch nhũ hang động Đối với chất lượng đá vôi để sản xuất xi măng chủ yếu quan tâm đến độ cứng, độ tinh khiết (mức độ lẫn tạp chất) đặc biệt hàm lượng MgO Nhiều mỏ đá vơi có lẫn tạp chất Donomit, nguồn chủ yếu đưa MgO vào Clinker Với hàm lượng MgO Clinker thấp(