thiết kế hệ thống thiết bị xử lý bụi xi măng cho nhà máy xi măng Bình Điền

trình bày về thiết kế hệ thống thiết bị xử lý bụi xi măng cho nhà máy xi măng Bình Điền

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề – Mục tiêu cguyên đề tốt nghiệp Phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường là chủ đề nóng bỏng được sự quan tâm và ủng hộ của nhiều nước trên thế giới. Một trong những vấn đề đặt ra cho các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam là cải thiện môi trường đang bò ô nhiễm do các chất độc hại phát sinh từ nền công nghiệp và hoạt động sản xuất. Điển hình như các ngành công nghiệp cao su, hóa chất, công nghiệp thực phẩm, y dược, luyện kim xi mạ, vật liệu xây dựng , đặc biệt là ngành vật liệu xây dựng đang phát triển mạnh mẽ. Trong những năm gần đây, tình hình kinh tế đã có những bước phát triển mạnh mẽ, sự tăng dân số đã làm ảnh hưởng trầm trọng đến môi trường sinh thái tự nhiên về các mặt như: khí thải, tiếng ồn, rác thải… và vấn đề cần quan tâm nhiều hơn là khí thải công nghiệp. Hiện nay trong thành phố, mỗi ngày với lượng khí thải khổng lồ được đổ ra các nhà máy xí nghiệp trong thành phố mà chưa qua xử lý, điều đó đã dẫn đến sự ô nhiễm môi trường tự nhiên nghiêm trọng. Đa số các xí nghiệp chưa có hệ thống xử lý khí thải, dẫn đến lượng khí thải thải ra môi trường không khí và mang nhiều chất độc hại cho môi trường. Và có thể nói khí thải xi măng là một trong những loại khí thải ô nhiễm nặng nề và tác động mạnh đến môi trường nhất. Điển hình là nhà máy xi măng Bình Điền. SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 1 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu 2. Nhiệm vụ đề tài − Thiết kế thiết bò xử lý bụi xi măng cho nhà máy xi măng Bình Điền − Vạch tuyến đường ống thu gom bụi từ các nơi phát sinh: máy nghiền bi, gầu múc, băng tải, máy phân ly, silo thành phẩm, silo phụ gia, silo cliker, khu vực đóng bao đến thiết bò xử lý. − Tính toán thủy lực đường ống, cân bằng trở lực đường ống. − Lựa chọn thiết bò xử lý thích hợp. − Khái toán giá thành: chi phí thiết bò, chi phí gia công chế tạo, 3. Mục tiêu đề tài − Xử lý khói thải của Xí Nghiệp Liên Doanh Xi Măng Bình Điền nhằm đảm bảo vệ sinh cho môi trường không khí, bảo vệ sức khỏe cho người lao động. − Tăng cường an toàn lao động, bảo đảm chất lượng sản phẩm. − Giảm sự mài mòn máy móc, tăng hiệu suất sử dụng, giảm chi phí bảo trì máy móc. − Bảo đảm sự làm việc chính xác và liên tục của các thiết bò công nghệ. 4. Giới hạn của đề tài − Tổng quan về bụi và các phương pháp xử lý bụi . − Đề xuất công nghệ xử lý khí thải của nhà máy. − Tính toán thiết kế hệ thống xử lý trong phạm vi cho sẵn. CHƯƠNG 1 SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 2 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LIÊN DOANH XI MĂNG BÌNH ĐIỀN 1.1. Giới thiệu về nhà máy Nhà máy liên doanh Xi Măng Bình Điền trải qua các giai đoạn sau: − Năm 1973 được xây dựng với tên Nhà Máy Phân Bón Bình Điền do Mỹ thiết kế và cung cấp toàn bộ thiết bò, dây chuyền để nghiền quặng photphorit. − Năm 1975 lại do Công Ty Phân Bón Miền Nam tiếp quản xây dựng tiếp và hoạt động đến năm 1988. − Năm 1991 Nhà Máy Bình Điền I của Công Ty Phân Bón Miền Nam hợp tác với Xí Nghiệp Vật Tư Kỹ Thuật Xi Măng, đã đầu tư cải tạo và nâng cấp nhằm đưa dây chuyền nghiền phân bón tại Bình Điền I sang sản xuất xi măng và ủy nhiệm cho Công Ty Phân Bón Miền Nam và Xí Nghiệp Vật Tư Kỹ Thuật Xi Măng trực tiếp thực hiện theo hình thức liên doanh đầu tư sản xuất. 1.2. Vò trí đòa lý Nhà máy Liên Doanh Xi Măng Bình Điền nằm trên trục Quốc lộ 1A cách trung tâm Thành Phố 17km về phía Tây Nam. Đòa điểm: C1/6 Quốc lộ 1 – xã Tân Kiên – huyện Bình Chánh – TP. Hồ Chí Minh, với diện tích khuôn viên là 13.200m 2 . − Phía Đông Bắc giáp Quốc lộ 1A. − Phía Tây giáp khu vực nhà dân. − Phía Đông Nam giáp rạch Bàn Gốc nhánh nhỏ sông Chợ Đêm và xưởng nước mắm. − Phía Bắc giáp Xí Nghiệp Phân Bón Bình Điền I. SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 3 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu Xung quanh nhà máy hiện tại đang có một số nhà máy khác đang hoạt động như Phân Bón Bình Điền I, Phân Bón Văn Lộc… vì thế rất thuận lợi cho việc sản xuất và phát triển công nghiệp. Về đòa hình nhà máy xây trên vùng đất cao ráo, ít bò ngập lụt về mùa mưa, khả năng thoát nước mưa thuận lợi do ở gần sông. 1.3. Điều kiện về vi khí hậu 1.3.1. Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình trong năm đối với khu vực nhà máy là 27 0 C, nhiệt độ trung bình cao nhất 35,9 0 C (tháng 4), nhiệt độ trung bình thấp nhất 25,7 0 C. Chế độ nhiệt độ tại khu vực Tp.HCM tương đối điều hòa. Biên độ dao động nhiệt độ giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất khoảng trên 3 0 C. Tuy nhiên, biên độ dao động nhiệt trong một ngày đêm tương đối lớn khoảng từ 7 – 9 0 C. Trong trường hợp có gió Bắc mạnh biên độ nhiệt có thể tăng lên tới 10 – 12 0 C. Bảng 1.1: Nhiệt độ không khí trung bình theo tháng tại trạm quan trắc Tân Sơn Nhất Trạm đo NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH THÁNG ( 0 C) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TSN 25.7 26.6 27.8 28.9 28.2 27.4 27.0 27.0 26.7 26.6 26.3 25.7 (Nguồn số liệu: Phân viện Nghiên cứu Khí tượng - Thủy văn phía Nam) 1.3.2. Chế độ mưa Vò trí nhà máy nằm trong vùng chòu ảnh hưởng khí hậu chung của Tp.HCM có hai mùa mưa nắng rõ rệt. Mùa nắng kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4, còn mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10. SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 4 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu Lượng nước mưa trung bình khoảng 1.859,4mm/năm. Lượng nước mưa của ngày có mưa lớn nhất là 183mm. Mưa chủ yếu tập trung vào các tháng 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 hằøng năm, chiếm khoảng 95% lượng mưa cả năm. 1.3.3. Độ ẩm không khí Độ ẩm tương đối của khu vực dao động từ 75 – 85%, cao nhất vào mùa mưa khoảng 83 – 87% và thấp vào mùa khô từ 67 – 69%. 1.3.4. Chế độ gió Hướng gió chủ đạo từ tháng 5 đến tháng 9 là hướng Tây Nam, với tần suất 70%, tốc độ khoảng 1,2 – 1,3m/s. Từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau là hướng Đông Bắc có tần suất 60%, với tốc độ khoảng 1,18 – 1,44m/s. Từ tháng 2 đến tháng 5 có gió Đông Nam, tốc độ gió trung bình năm là 1,36m/s. 1.4. Hoạt động sản xuất và kinh doanh của xí nghiệp Sản phẩm sản xuất của xí nghiệp chủ yếu xi măng đóng bao. Với công suất bước đầu là 100.000 tấn/năm lên bước sau của dự án là 180.000 tấn/năm. Phương thức mua bán của xí nghiệp: sỉ, lẻ, đại lý ký gửi. Xí nghiệp tổ chức một mạng lưới đại lý ở Tp.HCM và các tỉnh lận cận phía Nam. Ngoài ra còn có một số cửa hàng ở các đòa phương khác tùy theo nhu cầu của khách hàng. 1.5. Quy trình công nghệ sản xuất Căn cứ vào tình hình thực tế, xí nghiệp đã lựa chọn sản phẩm là PC – 30 theo TCVN 2682 – 87 trước mắt nhằm đáp ứng nhu cầu xây dựng phổ thông và trong tương lai khi có nhu cầu của thò trường nhà máy sẽ tổ chức sản xuất các loại xi măng có các mác khác như loại PC – 40 theo TCVN 2682 – 87. 1.5.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất xi măng Bình Điền SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 5 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu Bụi Clinker (Sà lan) Phụ gia (ôtô ben) Thạch cao (ôtô ben) Ôtô ben Cần cẩu 10 T Kho nguyên liệu có máy xút gạt Băng tải Két chứa Két chứa Băng tải Gầu nâng liệu Van lá 3 cửa Băng tải Silo phụ gia Băng cấp liệu Băng đònh lượng Máy nghiền bi Gầu nâng sản phẩm Phân ly khí động Bơm khí nén Silo đóng bao Silo thạch cao Băng đònh lượng Băng đònh lượng Silo Clinker Bồn chứa liệu Phương tiện nhận Kho ximăng bao bụi bụi Máy đóng bao 3 vòi Đá SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 6 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu Hình 1.1 Quy trình sản xuất của nhà máy 1.5.2. Quy trình công nghệ − Nguyên vật liệu sản xuất SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 7 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu Nguyên liệu chính: clinker khoảng 300 tấn/ngày (87.000 tấn/năm) được cung cấp từ các công ty sản xuất xi măng thuộc tổng Công ty Xi măng Việt Nam. Nguyên liệu phụ là thạch cao khoảng 14 tấn/ngày (4.000 tấn/năm) nhập từ Thái Lan hoặc Lào, đá phụ gia hoạt tính (Puzoland) khoảng 34 tấn/ngày (10.000 tấn/năm) cùng nơi cung cấp Clinker, bao giấy. Các nguồn nguyên liệu này được đưa vào sản xuất xi măng Pooclăng hỗn hợp PCB – 30 theo TCVN 6260 – 1997. Nhiên liệu là dầu DO khoảng 5.000 lit/tháng dùng để sấy nguyên liệu ướt. Nhu cầu về điện là 385.000 kwh/tháng. Nhu cầu về nùc 30 m 3 /ngày. Bảng 1.2: Đònh mức nhu cầu nguyên liệu ST T Nguyên vật liệu Đơn vò tính Đònh mức cho 1 tấn sản phẩm Nhu cầu Ngày Năm 1 Clinker Tấn 0,87 295,8 87.000 2 Phụ gia Tấn 0,10 34 10.000 3 Thạch cao Tấn 0,04 13,6 4.000 4 Vỏ bao Cái 20,2 6.868 2.020.000 5 Bi đạn Kg 1,2 120.000 6 Điện năng Kwh 52 17.000 5.200.000 7 Dầu bôi trơn Kg 0,18 18.000 8 Mỡ bôi trơn Kg 0,02 2.000 9 Nước sản xuất m 3 0,2 12 36.000 ( Nguồn : Báo cáo sản xuất sạch hơn nhà máy xi măng Bình Điền 2007) Bảng 1.3: Mức nguyên liệu lưu trữ và sản phẩm TT Nguyên vật liệu Đơn vò Nhu cầu ngày Ngày dự trữ Lượng dự trữ Hình thức tồn trữ SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 8 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu 1 Clinker Tấn 295 14 4.130 Silo thép 902B: 368 m 3 Kho K1: 36 x 85 m 2 Phụ gia Tấn 34 20 680 Silo thép 902A: 226 m 3 Kho K1: 36 x 85 m 3 Thạch cao Tấn 13,6 30 408 Silo thép 902C: 32 m 3 Kho K1: 36 x 85 m 4 Xi măng bột Tấn 340 2 680 Silo thép 901: 761 m 3 5 Xi măng bao Tấn 340 3 1.020 Kho xi măng bao 6 Kho bao giấy Cái 6.868 15 103.02 Kho vật tư 7 Bi nghiền Kg 50% cơ số 42.000 Kho vật tư (Nguồn : Kết quả điều tra nhà máy ximăng Bình Điền 2007) − Quy trình công nghệ: Xi măng là hỗn hợp của Clinker (khoảng 80%) + đá thạch cao (khoảng 4%) + đá Pouzland (khoảng 15 – 20%). Cliker được vận chuyển đến bằng đường thủy với sà lan không quá 300 tấn, dùng cẩu bốc lên phểu qua băng tải cao su đến phểu chứa 105. Nếu phểu đầy Clinker được chuyển vào kho nguyên liệu bằng ôtô. Thạch cao và phụ gia được chuyển về kho bằng ôtô, sau đó dùng máy đập hàm (Q: 5T) đập cho ra hạt cỡ ≤ 20 moment quán tính rồi đưa về phểu 105 bằng máy xúc và băng tải cao su. Hỗn hợp Clinker, thạch cao và phụ gia từ phễu 105 đưa qua máy cấp liệu kiểu rung cho đều đến silo cân đònh lượng bằng gầu nâng, rồi vào máy nghiền bi bằng băng tải cao su. Hỗn hợp sau khi đã phối trộn được chuyển đến máy phân ly khí động để tách các cỡ hạt trên nguyên tắc trọng lượng động, phần sản phẩm đạt tiêu chuẩn SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 9 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu độ mòn được chuyển về bồn chứa thành phẩm 901 hoặc silo đóng bao 904. Xi măng bột được cấp trực tiếp cho máy đóng bao loại 3 vòi cố đònh, khối lượng xi măng được điều chỉnh nhờ hệ thống cần treo nhằm đảm bảo trọng lượng bao đạt 50 ± 1 kg theo tiêu chuẩn. Sau đó nhờ băng tải chuyển xi măng thành phẩm trực tiếp lên phương tiện khách hàng hoặc cho vào kho thành phẩm. 1.5.3. Thiết bò công nghệ Bảng 1.4: Thiết bò công nghệ St t TÊN THIẾT BỊ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT Số lượng 1 Cầu trục ngoạm Trọng lượng: 2,5 tấn; động cơ 125 HP 1 2 Cấn cẩu ngoạm Trọng lượng: 2 tấn; động cơ 125 HP 1 3 Phểu nhận liệu Thép – kích thước: 2,5 x 2,5 x 1,3 m 1 4 Băng trung gian Cao su B660 x L18 m; công suất 4,5 kw 1 5 Băng tải nguyên liệu Cao su B700 x L25 m; công suất 15 kw 1 6 Phễu chưa nguyên liệu Thép – kích thước: 4 x 4 x 2 m 1 7 Máy cấp liệu rung Loại Rel 20 – năng suất 136 tấn/giờ 1 8 Gầu nâng liệu Động cơ 30 HP – năng suất 136 tấn/giờ 1 9 Silo Clinker Thép tán V = 368 m 3 1 10 Silo phụ gia Thép tán V = 226 m 3 1 11 Silo thạch cao Thép tán V = 28 m 3 1 12 Đònh lượng Cliker Kiểu băng B630 – L3; động cơ 2 HP 1 13 Đònh lượng phụ gia Kiểu băng B630 – L3; động cơ 2 HP 1 14 Đònh lượng thạch cao Kiểu băng B500 – L3; động cơ 1,5 HP 1 15 Băng tải nghiền lưu Cao su B600 – L31 m; động cơ 10 HP 1 16 Máy nghiền bi KENEDY loại 2 ngăn φ3353 x 6400; đ/cơ 1250 HP; 989 v/phút; n/suất 30 T/h 1 17 Gầu nâng thành phẩm Kiểu xích kéo đ/cơ 30 HP; n/suất 61 T/h 1 18 Phân ly khí động φ4,87 x H3,2 m; năng suất 30 tấn/giờ 1 19 Bồn chứa thành phẩm Thép tán V = 764 m 3 1 20 Máy bơm thành phẩm Hiệu MATRAN; V = 0,6 m 3 ; n/suất 55 T/h 1 21 Máy nén khí Rollar vít xoắn, áp suất 100 PSI 1 22 Silo đóng bao Thép 1 23 Lọc bụi Lọc tay áo Q = 20.000 m 3 /h 1 SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 10 [...]... Phân loại theo tính kết dính của bụi - Bụi không kết dính: Xỉ khô, thạch anh, đất khô… - Bụi kết dính yếu: Bụi từ lò cao, abatic, tro bụi, đa… Trong bụi có chứa nhiều chất cháy - Bụi có tính kết dính: Bụi kim loại, than bụi tro mà không chứa chất cháy, bụi sữa, mùn cưa - Bụi có tính kết dính mạnh: Bụi xi măng, amiăng, thạch cao, sợi bông, len muối natri 2.1.3 Theo độ dẫn điện - Bụi có điện trở thấp:... bết, còn bụi có nhiều hạt trên 10µm thì dễ trở thành tơi xốp Tùy theo độ kết dính mà chia bụi làm 4 nhóm như sau: Bảng 2.4: Các loại bụi Đặc tính bụi  Không kết dính  Kết dính yếu Dạng bụi − Xỉ khô, thạch anh, đất khô − Hạt cốc, manhêzit, apatit khô, bụi lò cao, tro bụi có chứa nhiều chất chưa cháy, bụi đá  Kết dính − Than bùn, manhezit ẩm, bụi kim loại, bụi pirit, oxyt chì, thiếc, xi măng khô,... Nồng độ bụi cho phép ứng dụng xiclon phụ thuộc đường kính xiclon Đường kính Xiclon (mm) 800 600 500 400 300 200 100 Nồng độ bụi cho phép 2,5 2,0 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 Nhóm xiclon: khi lưu lượng lớn người ta ứng dụng nhóm phối hợp các xiclon Điều đó cho phép không tăng đường kính xiclon và do đó ảnh hưởng tốt đến hiệu quả xử lý Khí nhiễm bụi đi vào chung một ống, rồi sau đó được phân phối cho các xiclon... lại dòng khí - Bụi có điện trở cao: Hiệu quả xử lí không cao - Bụi có điện trở trung bình: Thích hợp cho các phương pháp xử lí 2.1.4 Dựa vào tác động đến sức khoẻ con người - Bụi độc: Chì, thuỷ ngân - Bụi độc tính thấp: cát, sỏi đá - Bụi gây dò ứng viêm mũi, lỡ loét: bụi bông, bụi gai, phân hoá học, tinh dầu gỗ… - Bụi gây ung thư: bụi quặng, Cr, các chất phóng xạ… - Bụi gây sơ hoá phổi: bụi thạch anh,... bùn,  Kết dính mạnh − Bụi xi măng, bụi tách ra từ không khí ẩm, bụi thạch cao và amiang, cliker, muối natri, ( Nguồn : giáo trình Ô Nhiễm Không Khí – Th.s Lâm Vónh Sơn) 2.4.3 Độ mài mòn của bụi Độ mài mòn của bụi được đặc trưng bằng cường độ mài mòn kim loại khi cùng vận tốc dòng khí và cùng nồng độ bụi Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dáng, kích thước, khối lượng hạt bụi Khi tính toán thiết kế thiết. .. có thể xử lí bụi có đường kính nhỏ hơn thiết bò thùng lắng và thiết bò quán tính - Khuyết: Không xử lí bụi có đường kính d < 20 µm , thiết bò thường lớn hơn các loại khác 2.5.4.2 Kiểu đứng Thường được gọi là xiclon • Nguyên lí hoạt động Là thiết bò lọc ly tâm kiểu đứng, thiết bò lọc bụi này hình thành lực ly tâm để tách bụi ra khỏi không khí Nó được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp Thân xiclon... của một khối hạt bụi đặc trưng cho khoảng phân bố độ phân tán của chúng 2.4.2 Tính kết dính của bụi Các hạt bụi có xu hướng kết dính vào nhau, với độ kết dính cao thì bụi có thể dẫn đến tình trạng bết nghẹt một phần hay toàn bộ thiết bò tách bụi SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 24 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu Hạt bụi càng mòn thì chúng càng dễ bám vào bề mặt thiết bò Với những bụi có 60 ÷ 70%... ngăn mũi, v.v… Loại bụi này vào sâu trong phổi có thể bò hấp thu vào cơ thể và gây nhiễm độc hoặc gây dò ứng bằng sự co thắt đường hô hấp như bệnh hen suyễn Đại diện cho nhóm bụi độc hại dễ tan trong nước là muối của chì SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Page 14 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Th.S Nguyễn Chí Hiếu − Tác động của bụi xi măng: Nhìn chung, xi măng không gây bệnh bụi phổi nhưng nếu trong bụi xi măng có trên 2%... thạch cao SVTH: ĐÀO THỊ KIM NGỌC Hệ số ô nhiễm (kg/tấn clinker) 0,1 0,1 0,075 0,075 0,12 0,14 Tải lượng ô nhiễm xi măng sinh ra (kg/năm) 15.600 2.520 11.700 1.890 18.720 3.528 Page 12 KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 7 8 9 10 Đập phụ gia, thạch cao Nghiền clinker Đóng bao xi măng Vận chuyển xi măng Th.S Nguyễn Chí Hiếu 0,02 0,05 0,01 0,01 Tổng tải lượng bụi xi măng sinh ra sau khi xử lý 504 7.800 1.800 1.800 65.862... nguồn nước 2.4 Tổng quan về các phương pháp xử lý bụi 2.4.1 Độ phân tán các phân tử Kích thước hạt là một thông số cơ bản của nó Việc lựa chọn thiết bò tách bụi tùy thuộc vào thành phần phân tán của các hạt bụi tách được Trong các thiết bò tách bụi đặc trưng cho kích thước hạt bụi là đại lượng vận tốc lắng của chúng như đại lượng đường kính lắng Do các hạt bụi công nghiệp có hình dáng rất khác nhau