Báo Cáo Đồ Án Tổng Quan Về Dây Chuyền Sản Xuất Xi Măng.pdf

VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC*******************

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỔNG QUAN VỀDÂY CHUYỀN SẢN XUẤT XI MĂNG

Giáo viên phụ trách : PGS.TS Vũ Hồng Thái Sinh viên tham gia : Cao Thúy An 20211620 Nguyễn Hoàng An 20211621 Đồng Thị Ngọc Anh 20211630 Hoàng Lan Anh 20211631 Nguyễn Lan Anh 20211641 Nguyễn Lan Anh 20211642 Phạm Nguyễn Quang Anh 20211653 Lê Ngọc Ánh 20211663

MỤC LỤC

Lời nói đầu 3

Phần 1 Khái quát về ngành kỹ thuật hóa học trong nước và ngoài nước 4

Chương 1: Hiểu biết chung về ngành kỹ thuật hóa học 4

1.1 Sự phát triển của ngành kỹ thuật hóa học 4

1.2 Một số sản phẩm của ngành kỹ thuật hóa học 4

Chương 2: Ứng dụng của ngành kỹ thuật hóa học trong kinh tế 5

Phần 2 Tổng quan về các công ty xi măng ( Hạ Long, Thăng Long, Hoàng Thạch), ngànhcông nghiệp xi măng và dây chuyền sản xuất xi măng 6

Chương 1: Mở đầu 6

Chương 2: Giới thiệu về ngành công nghiệp xi măng 7

2.1 Sự hình thành và phát triển của xi măng 7

2.2 Thành phần cấu tạo và phân loại xi măng 8

Chương 3: Giới thiệu về các công ty xi măng 10

3.1 Xi măng Hạ Long 10

3.2 Xi măng Thăng Long 12

3.3 Xi măng Hoàng Thạch 14

Chương 4: Giới thiệu về sơ đồ dây chuyền sản xuất xi măng 15

4.1 Mặt bằng tổng thể quy trình sản xuất xi măng 15

4.2 Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất xi măng 15

4.3 Quá trình chuẩn bị nguyên liệu 16

4.4 Quy trình sản xuất xi măng 19

4.5 Phương pháp sản xuất xi măng hiện nay 22

Chương 5: Giới thiệu về dây chuyền sản xuất của các công ty xi măng Hạ Long, ThăngLong, Hoàng Thạch 24

5.1 Công ty xi măng Hạ Long 24

5.2 Công ty xi măng Thăng Long 25

5.3 Công ty xi măng Hoàng Thạch 25

Chương 6: Một số máy và thiết bị chính 25

6.1 Lò quay 25

6.2 Máy dập búa clinker 31

6.3 Máy nghiền xi măng ( máy nghiền đứng) 33

6.4 Hệ thống máy đóng bao xi măng 38

6.5 Tổng kết các bộ phận chính cho quá trình sản xuất xi măng 40

Phần 3 Đánh giá và kết luận 42

Chương 1: Kết luận 42

Chương 2: Đánh giá về quá trình sản xuất xi măng hiện nay 42

Phần 4 Tài liệu tham khảo 44

Tháng 12 năm 2021LỜI NÓI ĐẦU

Để hoàn thành được bài báo cáo đồ án môn học với đề tài “ Tổng quan về dâychuyền sản xuất xi măng”, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân đã vận dụng những kiếnthức đã học, tìm tòi học hỏi cũng như thu thập các thông tin có liên quan đến đề tài,chúng em luôn nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của giáo viên phụ trách nhữnglúc chúng em gặp khó khăn

Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Vũ Hồng Thái,người đã hướng dẫn chúng em làm bài báo cáo này, tạo mọi điều kiện thuận lợi và lànguồn động lực quan trọng để chúng em hoàn thành báo cáo một cách tốt nhất Tronghọc kì này, chúng em được tiếp cận với môn học rất hữu ích với sinh viên ngành kỹthuật Hóa học là môn “ Nhập môn kỹ thuật hóa học” Đặc biệt hơn chúng em còn đượcViện Kỹ thuật hóa học đã tạo điều kiện cho sinh viên kỹ thuật hóa học có cơ hội thựctập và tham quan nhà máy Ajinomoto Việt Nam bằng hình thức trực tuyến để biết nhiềuhơn phần nào ứng dụng của ngành kỹ thuật hóa học trong cuộc sống Một lần nữachúng em xin chân thành cảm ơn thầy!

Lần đầu thực hiện một đề tài nghiên cứu, với thời gian và khả năng còn hạn chế,báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót Chúng em mong nhận được sự góp ýchân thành từ thầy và các bạn.

Bài báo cáo đồ án chúng em sẽ trình bày về những thu hoạch kiến thức trongsuốt quá trình tham gia học phần cũng như chủ động tìm hiểu thêm Tóm tắt báo cáo đồán được chia làm 4 phần chính:

Phần 1: Khái quát về ngành kỹ thuật hóa học trong nước và trên thế giới

Phần 2: Tổng quan về các công ty xi măng( Hạ Long, Thăng Long, Hoàng Thạch),ngành công nghiệp xi măng và dây chuyền sản xuất xi măng

Phần 3: Đánh giá và kết luậnPhần 4: Tài liệu tham khảo

PHẦN 1

KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH KỸ THUẬT HÓA HỌCTRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚCChương 1: Hiểu biết chung về ngành kỹ thuật hóa học 1.1 Sự phát triển của ngành kỹ thuật hóa học

Kỹ thuật hóa học là một lĩnh vực khoa học và công nghệ nghiên cứu và ứng dụngnhững kiến thức hóa học và kỹ thuật vào quá trình sản xuất các sản phẩm hóa học phụcvụ công nghiệp và đời sống.

Kỹ thuật hóa học lần đầu tiên được thành lập như là một nghề nghiệp ở Vươngquốc Anh khi quá trình công nghệ hóa học đầu tiên đã được đưa ra tại Đại họcManchester vào năm 1887 bởi George Edwards Davis trong các hình thức của mười haibài giảng bao gồm các khía cạnh khác nhau của thực hành hóa chất công nghiệp Nhưmột hệ quả George E Davis được coi là kỹ sư hóa học đầu tiên trên thế giới Ngày nay,kỹ thuật hóa học là một nghề được đánh giá cao [1]

Ở Việt Nam, ngành kỹ thuật hóa học được đào tạo đầu tiên tại trường Đại họcBách Khoa Hà Nội Tháng 7 năm 1956, khoa Hóa - Thực phẩm được thành lập tạiTrường Đại học Bách Khoa Hà Nội Ngày 15/10/1956, trường Đại học Bách Khoa HàNội đã tổ chức lễ khai giảng khóa 1, khoa Hóa-Thực phẩm có 184 sinh viên và rất nhiềungười trong và ngoài nước Ngày 29 tháng 12 năm 2010, theo quyết định số 2517/QĐ-ĐHBK-TCCB của Hiệu trưởng trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Kỹ thuật Hóahọc đã chính thức được thành lập [2]

1.2 Một số sản phẩm của ngành kỹ thuật hóa học

- Hoá chất vô cơ, phân bón, màu cho sơn, thuốc nhuộm, thuốc phóng, thuốc nổ - Các chất bảo vệ thực vật, men, dược phẩm, kháng sinh, mỹ phẩm, thực phẩm dinhdưỡng, thực phẩm chức năng

- Các loại giấy, vải sợi, hộp chứa, bao bì - Xi măng , thủy tinh, gốm sứ, gạch men

- Pin khô, pin ướt, ắc quy, linh kiện bán dẫn, pin mặt trời

- Xăng, dầu, gas, chất dẻo, cao su, keo dán

Chương 2: Ứng dụng của ngành kỹ thuật hóa học trong kinh tếTrong giai đoạn phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa, hóa học lại càng phát huyvai trò và vị trí của mình Hóa học trở thành bộ phận không thể thiếu ở nhiều ngành sảnxuất, thu hút một lượng lớn lao động liên quan

Chính vì vậy, ngành kỹ thuật hóa học được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực sảnxuất liên quan đến hóa học như: lọc - hóa dầu, hóa dược, vật liệu polymer, sản xuất sảnphẩm hóa hữu cơ, hóa vô cơ, sản xuất thực phẩm, hóa chất tiêu dùng, xi măng, phânbón

Hiện tại ở nước ta có rất nhiều các công ty,tập đoàn hoạt động dựa trên ứng dụngcủa ngành kỹ thuật hóa học, trở thành trụ cột kinh tế của quốc gia,làm giàu nền kinh tếquốc dân:

* Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam (PVN) * Tập đoàn Than khoáng sản Việt Nam (TKV) * Tập đoàn Hóa chất Việt Nam (VINACHEM) * Tổng công ty Xi măng Việt Nam (VICEM)* Tổng công ty Giấy Việt Nam

* Tổng công ty Hóa dược Việt Nam

Tuy nhiên, việc ứng dụng kỹ thuật hóa học trong ngành kinh tế vẫn còn gặp nhiềukhó khăn do số lượng các trường đào tạo ngành còn ít, trình độ và chương trình đào tạochưa cao Các trang thiết bị, dây truyền sản suất của các công ty còn chưa tối tân nênsản lượng còn thấp hơn so với nhiều nước trên thế giới Nhiều công ty đang đứng trênbờ vực phá sản, nợ công

Nhận biết được tầm quan trọng của ngành xi măng, hầu hết các quốc gia đã giànhnhiều chính sách ưu đãi để phát triển ngành Với mục tiêu đưa đất nước trở thành mộtnước công nghiệp hiện đại, Việt Nam đã coi ngành sản xuất xi măng là ngành côngnghiệp trọng điểm của nền kinh tế, đáp ứng tối đa nhu cầu về xi măng và tăng cườngxuất khẩu Những năm qua, ngành công nghiệp sản xuất xi măng của Việt Nam đã cóbước tăng trưởng mạnh mẽ Đặc biệt, thiết bị công nghệ sản xuất ngang tầm với mứctiên tiến trung bình của thế giới, một số đạt trình độ hiện đại, từ những công nghệ sảnxuất lò đứng, lò quay thủ công và từ giản đơn đến các công nghệ sản xuất lò quay hiệnđại loại bậc nhất thế giới.

Đánh giá về ngành sản xuất xi măng, Tiến sĩ Nguyễn Quang Hiệp - Phó Vụ trưởngVụ Vật liệu xây dựng (Bộ Xây dựng) - cho biết: Việt Nam đang xếp thứ 5 trên thế giớivề năng lực sản xuất, chỉ sau Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ và Nga Trong vòng 10 năm, kểtừ 2009, năng lực sản xuất xi măng tăng hơn 2 lần (từ 45,5 triệu tấn/năm lên khoảng gần100 triệu tấn/năm), đưa Việt Nam từ nước phải nhập xi măng và clinker trở thành nướcxuất khẩu xi măng và clinker lớn nhất thế giới với hơn 30 triệu tấn vào năm 2018, gấpđôi Thái Lan là nước đứng thứ 2 [4]

So sánh quy mô ngành xi măng Việt Nam với các quốc gia khác (năm 2019)

Nguồn: Sách trắng Xi măng thế giới, Hiệp hội Xi măng thế giới, FPTS tổng hợp

Nhưng hiện nay dưới ảnh hưởng của tình hình dịch bệnh Covid 19 ngành sản xuấtxi măng trên thế giới có nhiều biến động Dù vậy nhưng kết quả đạt được trong việc thụsản phẩm xi măng ở cả thị trường nội địa và xuất khẩu đặt nhiều kỳ vọng vào khả năngsẽ cán đích kế hoạch tiêu thụ từ 104 - 107 triệu tấn sản phẩm xi măng trong cả năm2021, trong đó, tiêu thụ xi măng nội địa từ 68 - 69 triệu tấn và xuất khẩu từ 36 - 38 triệutấn [5]

Trong bối cảnh nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển, vấn đề về như cầu vậtliệu xây dựng đang tăng nhanh nhưng đòi hỏi về chất lượng ngày càng khắt khe thì dâychuyền sản xuất xi măng Hạ Long, Thăng Long, Hoàng Thạch đã mạnh dạn đầu tư vàphát triển Sau đây nhóm chúng em xin trình bày những thông tin mà chúng em đã tìmhiểu được về ba dây chuyền sản xuất xi măng trên.

Chương 2: Giới thiệu về ngành công nghiệp xi măng 2.1 Sự hình thành và phát triển của xi măng

Xi măng được phát hiện đã tồn tại từ những nền văn minh rất sơ khai Thuật ngữ ximăng (tên tiếng Anh: “cement”) xuất phát từ tiếng La Mã với tên gọi “opuscaementicium” (tức chất kết dính của người La Mã) Mẫu xi măng đầu tiên được sảnxuất và sử dụng trong các công trình xây dựng có niên đại khoảng 400 năm TCN thuộccác nền văn minh Ai Cập và La Mã cổ đại Ở khu vực Ai Cập, xi măng được sản xuấtbằng cách khai thác cát trên các sa mạc và đốt nó với các phiến đá thạch cao, còn gọi là

phương pháp sản xuất xi măng phi thủy lực (không có sự tác động của nước) Còn ởkhu vực Địa Trung Hải, người ta trộn tro núi lửa còn nóng từ các dãy núi lửa trong khuvực với bột nghiền từ các phiến đá vôi để đắp vào các công trình gần biển, từ đó pháthiện ra loại xi măng thủy lực (có sự tác động của nước) Phương pháp sản xuất ban đầuđược thực hiện hoàn toàn thủ công, trộn nhiều nguyên liệu ngẫu nhiên dẫn tới sản phẩmxi măng tạo ra không ổn định, cường độ chịu lực còn kém, mất nhiều ngày để đông kếtvà chưa thể sản xuất với khối lượng lớn Tình trạng này kéo dài đến tận thế kỷ 18, chotới khi hệ thống máy móc sản xuất xi măng và dòng xi măng Portland hiện đại ra đời.

b) Phân loại [8]

Xi măng được phân loại theo 4 cơ sở sau: (bỏ phân loại)Theo loại và thành phần Clinker

Theo mác xi măngTheo tốc độ đóng rắnTheo thời gian đông kết

Chương 3 Giới thiệu về các công ty xi măng3.1 Xi măng Hạ Long [9] (bỏ giải thưởng, sản phẩm)

Công ty cổ phần xi măng VICEM Hạ Long tiền thân là Ban quản lý Dự án nhà máyxi măng Hạ Long thuộc Tổng công ty Sông Đà quản lý và triển khai đầu tư đặt tại xãThống Nhất, Thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh vào ngày 01/10/2003.

Dự án đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 642/QĐ-TTg ngày5/8/2002 do Công ty Cổ phần Xi măng Hạ Long làm chủ đầu tư gồm các cổ đông:

Tổng công ty Sông Đà (SDC)

Tổng công ty Cổ phần Xây lắp Dầu khí Việt Nam (PVC)

Ngân hàng thương mại Cổ phần Đại Chúng Việt Nam (PVcombank)Công ty Cổ phần Đầu tư tài chính Công đoàn Dầu khí (PVFI)Công ty Cổ phần quản lý quỹ đầu tư Dầu khí (PVFC Capital)

Về quy mô nhà máy: Công ty Cổ phần Xi măng Hạ Long trang bị dây chuyền sảnxuất xi măng đồng bộ do Tập đoàn FLSmidth – Vương quốc Đan Mạch thiết kế và cungcấp với kinh nghiệm hơn 100 năm trong ngành xi măng Nhà máy sử dụng hệ thống lòquay phương pháp khô tiên tiến nhất thế giới với năng suất 5.500 tấn clinker/ngày(tương đương 1.732.000 tấn clinker/năm) và dây chuyền nghiền xi măng năng suất 2,07triệu tấn xi măng PCB40/năm

3.2 Xi măng Thăng Long [12]

Công ty Cổ phần Xi măng Thăng Long là nhà sản xuất xi măng hàng đầu tại ViệtNam với tổng mức đầu tư hơn 6.000 tỷ đồng bao gồm một nhà máy xi măng tại QuảngNinh và một Trạm nghiền đặt tại Hiệp Phước – huyện Nhà Bè - Thành phố Hồ ChíMinh Có mặt tại thị trường Việt Nam ngày 18/12/2008, Xi măng Thăng Long đã nhanhchóng trở thành một trong những công ty xi măng đại chúng và được người tiêu dùngưa chuộng.

Nhà máy và Trạm nghiền được đầu tư thiết bị đồng bộ đồng bộ và áp dụng công nghệhiện đại nhất của hãng Polysius thuộc tập đoàn danh tiếng Thyssenkrupp - CHLB Đứcvới công suất thiết kế khoảng 6.000 tấn clinker/ngày tương đương 2.3 triệu tấn ximăng/năm.

3.3 Xi măng Hoàng Thạch [16]

Nhà máy xi măng Hoàng Thạch (nay là Công ty TNHH một thành viên Xi măngVicem Hoàng Thạch) được khởi công xây dựng vào ngày 19/5/1977, trên mảnh đất

thôn Hoàng Thạch, xã Minh Tân, huyện Kim Môn, tỉnh Hải Hưng (nay là Khu 2 BíchNhôi, Phường Minh Tân, Thị xã Kinh Môn, Tỉnh Hải Dương, Việt Nam).

Nhà máy xi măng Hoàng Thạch có dây chuyền theo tiêu chuẩn Châu Âu, công nghệsản xuất theo phương pháp khô, chu trình kín, lò quay do hãng F L.Smidth (Đan Mạch)cung cấp Công ty xi măng Vicem Hoàng Thạch có 03 dây chuyền sản xuất:

Dây chuyền Hoàng Thạch 1 công suất 3.100 tấn Clinker/ngày, đi vào sản xuấtnăm 1984

Dây chuyền Hoàng Thạch 2 công suất 3.300 tấn Clinker/ngày, đi vào sản xuấtnăm 1996

Dây chuyền Hoàng Thạch 3 công suất 3.300 tấn Clinker/ngày, đi vào sản xuấtnăm 2010

Chương 4: Giới thiệu về sơ đồ dây chuyền sản xuất xi măng 4.1 Mặt bằng tổng thể quy trình sản xuất xi măng [19]

Hình 2.5 Mô hình nhà máy sản xuất xi măng 4.2 Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất xi măng [19]

Hình 2.6 Các giai đoạn sản xuất xi măng

4.3 Thuyết minh quá trình sản xuất xi măng4.3.1 Quá trình chuẩn bị nguyên liệu

Đá vôi

Đá vôi là nguyên liệu chính không thể thiếu trong việc sản xuất xi măng Đá vôilà loại đá trầm tích, bao gồm chủ yếu là các khoáng Calcite và Aragonite, ở dạngtinh thể của Calcium Carbonate (CaCO ) Đá vôi được khai thác bằng phương3pháp khoan nổ, cắt tầng theo đúng quy trình và quy hoạch khai thác [20] Từ mỏ,đá vôi được khai thác (nổ mìn) và được vận chuyển bằng xe tải về đổ qua máyđập búa (1), đưa về kích thước nhỏ hơn và đưa lên máy rải liệu (2) để rải liệu chấtthành đống trong kho (đồng nhất sơ bộ) [21]

Tiêu chuẩn kỹ thuật của đá vôi: [22]

o CaO: ≥ 48%o MgO: ≥ 5%o SiO2: ≥ 8%

Đất sét cũng là một trong những nguyên liệu chính sản xuất nên những sản phẩm xi măng chất lượng Với công nghệ xi măng polymer, đất sét là một trong những nguyên liệu không thể thiếu trong việc tạo nên những thành phẩm xi măng chất lượng [22]

Đất sét được khai thác bằng phương pháp cày ủi hoặc khoan nổ mìn và bốc xúc vận chuyển bằng các thiết bị vận tải có trọng tải lớn [21]

Đất sét sau khi lấy lên được xử lý độ ẩm còn 15%, tạo thành khối, đem nung ở nhiệt độ 750°C Sau đó, đất được nghiền nhỏ, phối trộn nguyên liệu khác để tạo nên thành phẩm xi măng [23]

Tiêu chuẩn kỹ thuật của đất sét: [22]

o SiO2: 55 ÷ 80%o Al2O3: 7 ÷ 18%o Fe2O3: ≥ 3%o Mất khi nung: ≤ 12%o Độ ẩm: ≤ 12%

Tương tự như đá vôi, đất sét, phụ gia điều chỉnh (quặng sắt, đá Silic, quặng Boxit,…), than đá và nguyên liệu khác cũng được chất vào kho chứa và đồng nhất.

Tại kho chứa, mỗi loại sẽ được máy cào liệu (5) và (6) cào từng lớp (đồng nhất lần 2) đưa lên băng chuyền để nạp vào từng Bin chứa liệu theo từng loại đá vôi, đất sét, quặng sắt,…

4.3.2 Quy trình sản xuất xi măng

Phương pháp sản xuất xi măng giữa các doanh nghiệp (nhà máy, xí nghiệp) có thể khácnhau, nhưng các yếu tố cơ bản – ảnh hưởng đến chất lượng xi măng vẫn không thay đổi.

Nhà sản xuất bắt buộc phải tuân theo những nguyên tắc (quy định) chung của quy trìnhsản xuất xi măng Nói đúng hơn là: lần lượt trải qua các giai đoạn cơ bản để tạo ra sảnphẩm “xi măng” đạt tiêu chuẩn chất lượng.

Sau đây là 6 giai đoạn sản xuất xi măng chất lượng hiện nay:

Giai đoạn 1: Tách chiết nguyên liệu thô [19]

Xi măng sử dụng các nguyên liệu thô gồm: canxi, silic, sắt, và nhôm Nhữngthành phần này có trong đá vôi, đất sét và cát Vì thế việc đầu tiên là tách chiếtnguyên liệu thô một cách cẩn thận với đúng tỉ lệ để đảm bảo mang đến thànhphẩm chất lượng về sau.

Các nguyên liệu thô chính là đá vôi và đất sét thường được tách chiết trực tiếp tạinơi sản xuất tự nhiên như gần các khu vực núi đá để tiết kiệm chi phí và giảm chiphí vận chuyển Sau đó sẽ được vận chuyển đến nhà máy.

Tại nhà máy sẽ được bổ sung thêm những nguyên liệu thô, phụ liệu khác đểchuẩn bị cho việc phân chia nguyên liệu theo đúng tỉ lệ và chuẩn bị cho quá trìnhsản xuất về sau.

Giai đoạn 2: Phân chia tỉ lệ, trộn lẫn và nghiền

Đây là giai đoạn cực kỳ quan trọng và quyết định đến chất lượng thành phẩm ximăng về sau Vì thế các nhà máy luôn luôn chú trọng và phân chia tỉ lệ nguyênliệu một cách chính xác.

Khi nguyên liệu thô được vận chuyển về nhà máy Các phòng thí nghiệp, cơ sở sản xuất sẽ tiến hành phân tích, phân chia tỉ lệ chính xác tỉ lệ nguyên liệu chính gồm đá vô với đất sét trước khi nghiền Thông thường tỉ lệ này là 80:20 (80% là đá vôi và 20% là đất sét) [19]

Sau đó nhà máy sẽ tiến hành nghiền đá vôi và đất sét nhờ con lăn quay và bànxoay [20] để tạo ra hỗ hợp bột nhỏ, mịn, với những kích thước hạt đạt yêu cầu sẽđược đưa vào Bin chứa (21) còn những hạt chưa đạt sẽ hồi về nhà máy nghiềnnghiền lại đảm bảo hạt than nhiên liệu cháy hoàn toàn khi cấp cho lò nung vàtháp trao đổi nhiệt [21]

Giai đoạn 3: Trước khi nung

Khi nguyên liệu thô được nghiền hoàn chỉnh và đảm bảo yêu cầu sẽ được đưavào buồng trước khi nung Hỗn hợp bột mịn ở giai đoạn 2 sẽ được đưa vàochuỗi các buồng xoay có trục thẳng đứng (8), tại đây nguyên liệu được đồngnhất một lần nữa Bột liệu sau khi được nghiền sẽ được chuyển lên Silo đồngnhất (9), chuẩn bị để cấp cho lò nung [21]

Giai đoạn 4: Giai đoạn trong lò (Nung luyện Clinker) [21]

Để có một sản phẩm Clinker ổn định chúng ta thấy nguyên liệu cần phải qua ít nhất 4 lần đồng nhất.

Tháp trao đổi nhiệt (11) và Lò quay nung Clinker (12):

o Tháp trao đổi nhiệt (11) là một hệ thống gồm từ 3-5 tầng, mỗi tầng có 1 hoặc 2 Cyclone có cấu tạo để tăng thời gian trao đổi nhiệt của bột liệu Bột liệu được cấp từ trên đỉnh tháp và đi xuống, nhiệt nóng từ than được đốt cháy từ Calciner và lò nung đi lên sẽ tạo điều kiện cho phản ứng khoáng bêntrong bột liệu Mặc dù bột liệu đi xuống và khí nóng đi lên nhưng thực chất quá trình này là trao đổi nhiệt cùng chiều do cấu tạo đặc biệt của các Cyclone trao đổi nhiệt.

o Lò nung (12) có dạng hình trụ tròn đường kính từ 3-5 mét và dài từ 30 – 80 mét tùy vào công suất của lò Vỏ lò nung được làm bằng thép chịu nhiệt, bên trong có lót một lớp vật liệu chịu lửa Góc nghiêng của lò từ 3% - 5% để tạo độ nghiêng cho dòng nghuyên liệu chảy bên trong Tại đầu của Clinker sẽ có một dàn quạt thổi gió tươi làm nguội nhanh Clinker.

Than mịn được rút từ Bin chứa trung gian (21) cấp cho các vòi đốt ở tháp trao đổinhiệt và lò nung để được đốt cháy nung nóng bột liệu.

Phối liệu được rút ra từ Silo chứa (9), qua cân định lượng và được đưa lên đỉnh tháp trao đổi nhiệt bằng thiết bị chuyên dùng Từ trên đỉnh tháp (11), liệu từ từ đi xuống qua các tầng Cyclone kết hợp với khí nóng từ lò nung (12) Trong lò, ở nhiệt độ 1450°C các oxit CaO, SiO , Al22O3, Fe2O3 có trong nguyên liệu kết hợp với nhau tạo thành một số khoảng chính quyết định chất lượng của Clinker như: C3S, C S và C24AF.

Giai đoạn 5: Làm mát và nghiền thành phẩm

Làm mát: Viên Clinker ra khỏi lò sẽ rơi xuống dàn làm lạnh (13), hệ thống quạt cao áp đặt bên dưới sẽ thổi gió tươi vào làm nguội nhanh viên Clinker về nhiệt độ khoảng 50 – 900°C, sau đó Clinker sẽ được chuyển lên Silo chứa Clinker

Nghiền: Clinker sẽ được rút từ Silo, cấp vào Bin chứa (15) để chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình nghiền xi măng Tương tự Thạch cao và Phụ gia từ kho cũng được chuyển vào Bin chứa riêng theo từng loại Dưới mỗi Bin chứa, nguyên liệuđược qua cân định lượng theo đúng khối lượng của đơn phối liệu, xuống băng tảichính đưa vào máy cán (16) để cán sơ bộ, sau đó được đưa vào máy nghiền xi măng (17) để nghiền tiếp còn những hạt đạt kích thước yêu cầu được phân ly tách ra, đi theo dòng quạt hút lên lọc bụi (19), thu hồi toàn bộ và đưa vào Silo chứa xi măng (22) Quá trình nghiền sẽ diễn ra theo một chu trình kín và liên tục.

Giai đoạn 6: Đóng bao và vận chuyển

Từ Silo chứa (22) xi măng sẽ được cấp theo 2 cách khác nhau:o Rút xi măng cấp trực tiếp cho xe bồn nhận hàng xá/rời.

o Cấp qua máy đóng bao (23), để đóng thành từng bao 50kg giao đến từngphương tiện nhận hàng

4.4 Phương pháp sản xuất xi măng hiện nay [24]

Hiện nay, tại Việt Nam có hai phương pháp sản xuất xi măng chính đó là: phươngpháp sản xuất khô và phương pháp sản xuất ướt Mỗi phương pháp sẽ có cách thức thựchiện khác nhau, cũng sở hữu các ưu điểm (hạn chế) riêng biệt Căn cứ vào chất lượng ximăng đầu ra, dây chuyền sản xuất hiện tại, khả năng đáp ứng của cơ sở vật chất (nhàxưởng, máy móc, thiết bị,…), mà người ta lựa chọn 1 trong 2 phương thức sản xuất ximăng ở trên.

Sản xuất xi măng theo phương pháp khô

Sản xuất xi măng theo phương pháp khô là: các nguyên liệu đầu vào sẽ được sấykhô hoàn toàn 100%, sau đó mới tham gia vào quá trình nghiền nhỏ tạo thànhbột mịn Từ bột mịn mới sản xuất ra xi măng đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật và chấtlượng vượt trội.

Phương pháp khô có ưu điểm là: tiêu thụ nhiệt năng thấp, giúp tiết kiệm chi phícho nhà máy sản xuất Nhưng lại thải ra rất nhiều khí thải và khói bụi cho môitrường tự nhiên Hơn nữa, nguyên liệu được nung nóng lại không có sự đồng đềuvề mặt chất lượng Khiến cho công đoạn nghiền mịn vật liệu trở nên khó khănhơn rất nhiều.

Sản xuất xi măng theo phương pháp ướt

Nếu như ở phương pháp sản xuất khô, nguyên vật liệu đầu vào được sấy khô100%; thì đến phương pháp sản xuất ướt này, người ta lại trộn thêm nước vàonguyên liệu lúc đầu để tạo thành chất bùn thô Sau đó mới đưa tất cả hỗn hợp vàolò nung nóng.

Phương pháp sản xuất khô khắc phục được rất nhiều nhược điểm của phương phápsản xuất ướt như: giảm tải khói bụi phát ra từ quá trình, quy trình sản xuất ximăng, góp phần bảo vệ môi trường xanh sạch đẹp, tạo ra sản phẩm xi măng cóchất lượng tốt hơn [25]

Bên cạnh những ưu điểm nhất định, thì phương pháp sản xuất ướt cũng gặp phảihạn chế rất lớn đó là: khả năng tiêu thụ nhiệt năng ở mức cao, gây tốn kém chi phícho các nhà máy sản xuất xi măng.

Sơ đồ sản xuất xi măng phổ biến hiện nay [26]

Sau đây là sơ đồ quy trình sản xuất xi măng lò quay khô – công nghệ được cho là tối ưu nhất hiện nay trong ngành công nghiệp sản xuất xi măng ( Hình 2.12)

Hình 2.12: Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng lò quay khô – công nghệ

Chương 5: Giới thiệu về dây chuyền sản xuất của các công ty xi măngHạ Long, Thăng Long, Hoàng Thạch

5.1 Công ty xi măng Hạ Long [27]

Hệ thống kho chứa phụ gia với sức chứa 18 nghìn tấn có mái che kính đảm bảonguyên vật liệu ổn định về chất lượng không phụ thuộc vào thời tiết.

Hệ thống máy rải và cào hoàn toàn tự động đảm bảo sự đồng nhất nguyên vật liệu.Silo có sức chứa 30 nghìn tấn đảm bảo việc duy trì nguyên vật liệu dài ngày.Lò nung Clinke: sử dụng công nghệ tiên tiến của tập đoàn FL Smidth châu Âu đạtcông suất 5.500 tấn/ngày.

Máy nghiền FL Smidth: đạt công suất 250 tấn/giờ

Kho chứa nguyên, vật liệu: Clinker, thạch cao, phụ gia hoạt tính puzolan và phụ gia đá vôi.

5.2 Công ty xi măng Thăng Long [28]

Nhà máy và Trạm nghiền với công suất thiết kế khoảng 6.000 tấn Clinker/ngàytương đương 2.3 triệu tấn xi măng/năm.

Trạm nghiền tại Khu công nghiệp Hiệp Phước, Nhà Bè, TP Hồ Chí Minh có côngsuất 4.800 tấn Clinke/ngày, tương đương công suất thiết kế là 1.250.000 tấn/năm.

5.3 Công ty xi măng Hoàng Thạch [29]

Công ty có 03 dây chuyền sản xuất với công suất thiết kế 3,5 triệu tấn/ năm, đượcxây dựng trên 2 khu chính:

o Khu sản xuất: với diện tích 24 ha có nguồn nguyên liệu đá vôi và đá sét dồidào; gồm các xưởng sản xuất chính từ khâu đập đá vôi, đá sét, gia công chếbiến nguyên liệu, sản xuất Clinker và nghiền xi măng.

o Khu thành phẩm: với diện tích 12,5 ha, gồm 5 Silô chứa xi măng, hệ thốngmáy đóng bao xi măng, hệ thống băng tải, hệ thống máng xuất xi măng bằngđường bộ, đường thuỷ và đường sắt.

Chương 6: Một số máy và thiết bị chính 6.1 Lò quay [30]

Tính ưu việt: tiết kiệm nhiên liệu, điện năng và các vật tư sản xuất, đảm bảo chấtlượng clinker ra lò, giảm bớt được lực lượng lao động trực tiếp trong nhà máy.

Cấu tạo [31]

Để bảo vệ lò quay giảm bớt tác động của các yếu tố như nhiệt, ăn mòn hóa họcthì cần có lớp gạch chịu lửa Một số loại gạch chịu lửa trong lò quay:

o Gạch Magnesia-Crome HDB- 70: thành phần gạch là MgO-Cr2O3 (gạchchịu lửa cao)

o Gạch có hàm lượng alumina cao: HACT- 165o Gạch block đơn: WSC- 19