Thiết kế được thiết bị nhiệt trong sản xuất clanhker xi măng pooclăng

Thacỷát Minh đồ đồ án án Thiết ải nhièt 7~hu.(ỷát nành Thiết ải nhiêt Phần I: GIỚI THIỆU CHƯNG VỀ CLANHKER XI MẢNG VÀ THIẾT BỊ GIA CÔNG I- GIỚI THĨẺU CHUNG VỂ CLANHKER Xĩ MẢNG: Xi măng poolăng chất kết dính vô dạng bột nghiền mịn từ clanhkerHiện xi măng, thạchlĩnh caovực có vớivật mộtliệu số xây phụ dựng gia khác có khả sảnthể xuất vàNó đượcnăng ứng đông kết,rắn phát triển cường độ môi trường không khí môi dụng sử dụng nhiều thành tựu,tiến khoa học kỹ thuật.Các thiết bị trường nước gọihoàn chất kếtvàdính nước nhỏ hay vào chấtviệc kết máy móc ngày thiện hiệurắn quảtrong môi góp trường phần không dính thuỷ hoá nâng cao suất chất lượng sản phẩm vật liệu xây dựng Xi măng dụng Phần lớnpooclăng loại vật liệuphát xâyminh dựng đềuđưa phảivào trảisửqua mộttrong khâu quan xây dựng từ đầu kỷ 19 Theo đà phát triển khoa học kỹ thuật chất dính trọng trình gia công nhiệt Trong sản xuất xi măng mà cụ thể làkết giai nói chung xi măng nói riêng,xi măng sản phẩm dùng xi măng ngày đoạn sản xuất clanhker xi măng trình gia công nhiệt lại đóng vai trò hoànphíthiện tính tới chất70-^80% lý Ngày naythành sản quan trọng,chi cho quáthành trình phần cóhoá thểvà chiếm tổng giá phẩm xi măng sản xuất dây truyền công nghệ có mức độ giới hoá sản phẩm xi măng tự động hoá cao chất lượng ổn định không ngừng cải thiện,chính sản phẩm xi măng pooclăng sử dụng rộng rãi với khối lượng lớn xây dựng Quá trình sản xuất xi măng pooclăng gồm hai giai đoạn sản xuất clanhker xi măng pooclăng nghiền clanhker xi măng pooclăng với thạch cao với phụ gia khác,trong sản xuất xi măng bán thành phẩm clanhker xi măng pooclăng trình phức tạp nhất,chiếm 70-ỉ-80% giá thành xi măng,nó phụ thuộc vào thành phần chất lượng nguyên liệu,tỉ lệ -1-2- Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt Sơ ĐỒ SẢN XUẤT XI MĂNG PHUƠNG PHÁP HỚT + Phương pháp khô sản xuất clanhker xi măng phương pháp nghiền trộn nguyên liệu dạng khô,yêu cầu hỗn hợp nguyên liệu sau nghiền có độ ẩm w d= 18 (g/kgKKK) - 10- ngl Lrcặ, — ĩco2 1,977 Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt — = ’ ’ = r»=_2*_=_?ỄÍ^_=i952 (°c) * c 12,48*0,39 Lượng không khí dư khói lò: AV=(a-1) V" =(1,2-1) 10,4=2,08 =Ko-+0,0016.d.AV ■ = 1,54+0,0016.18.2,08 = 1,6 (m3.ch/kg) k r" =0,21.AV=0,21.2,08=0,44 (mìch/kg) 1,964 * 1,58 * +1,25 * 9,86 + 0,804 * 1,6 +1,43 * 0,44 100 100 13,48 Hàm ẩm khói lò: 1000 0,804*r„“ * +1,25 * V* hay chuyển 1,964KO2 sang thể tích: +1,43 * v£ _0,804*1,6 _ ~~ 1,964 * 1,5 *+1,25 * 9,86 +1,43 * 0,44 10 áp suất riêng phần khí: I _ C2*100_ 1,58*100 _n ^ ngl ngl - Khí G"gl C02: 0PRO 53 = ^ =11,72% G co ~ = 0,08 (kg./kgCLK) - 11 - 0,53 (kg./kgCLK) v HiO Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt V" = ^ = 0,04 (m’./kgCLK) ■ Veo, 1.977 Lượng nước tạo thành từ nguyên liệu: _ 1,53* 1,0 G‘= ngl _ G/ụO ỵngl 0,0155 /H20 o,805 = 0,0155 (kg./kgCLK) Lượng bụi qua thiết bị lọc bụi: = 0,019 (m3./kgCLK) • Lượng bụi theo khí thải khỏi lò quay: s-tiv SlIV „|V _ L/ìáng + 'JC02 0,7 =2,551 (kg./kgCLK) ^ = ^-^,=2,551-0,256 = 2,295 (kg./kgCLK) - Lượng bụi lắng đọng xiclôn : - 12- n, 0.9 Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt G« = ^U=ĨẾ11=3 59 (kg./kgCLK) Vu 0,7 f1 (' nsl „1 _ ^lắng ^ ưH20 Ưy - =2,914 (kg./kgCLK) Gl=GÍ - G!Áng - G& =2,914-2,607-0,0153 = 0,292 (kg./kgCLK) - Lượng nguyên liệu (bụi) vào từ bunke: cỉnhl ~ H 100 Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt - 100-a g lmtr lh 100-34,65‘100-0,088 - (0,22 + 4,19.0,01) = 16,045 (KCal/Kg CLK) Nhiệt lý học không khí: Ta có công thức tính là: q'Ịk = Vỵ ckk.tkk 0,088 0,95 0,22.25 = 0,105 (KCal/Kg CLK) 100 - 0,088 T 00 -0,95 Nhiệt lượng ra: 100 -MKNn 0,01.2500 9,158 (KCal/Kg CLK) gl 100-34,65'100-0,088' ’ '4,18 IV Tính cân bảng nhiét cho toàn thiết bi: Trong : Nhiệt lượng vào: - -1413 - Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt Ký hiệu A,F,C,SNhiệt hàmvào lượng = Nhiệt A1903, Fe203, CaO, Si02 clanhke ximăng ta có: Bảng cân nhiệt cho toàn thiêt bị là: A=A -——- = A0.k = 3,72.1,53 =5,692 % (k =1,53) ° 100- MKNng VKK F=Fơ.k= 1,53.2,59 = 3.963% c = C0.k = 43,61.1,53 = 66,723% s =SQ k = 14,5.1,53 = 22,185% Lượng không khí cần thiết để đốt cháy nhiên liệu lượng khí cháy tạo thành: - Không khí đốt cháy nhiên liệu : VKK=C Gnhl= 12,48.0,098= 1,223 (m3/Kg CLK) Thành Trong đó:phần khoáng clanhke tính sau: + không khí (gió 1) =25%, suy ra: V'KK =VKK.0,25=0,306 (m3/Kg CLK) + Lượng không khí lọt vào đầu lò không kín( không khí hở lò)=5% %C3Asuy = 2,65A-1,69F = 2,65.5,692-1,69.3,963 = 8,386 ra: =0,264.Gnhl=0,264.0,098=0,061 (m3/Kg CLK) - 15- y H20 KH2Ũ yH20 yH20 ' H,ơ yH20~ỵU20 Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt =0,176-0,019=0,157(m3/KgCLK) (m3/Kg CLK) =1,223-0,306-0,061=0,856 - Lượng không khí dư đưa khỏi máy làm lạnh: V Tính cân bảng vát chất cho lò quay: yto =2,8-11,856.Gnhl=2,8-11,856.0,098=1,638 (m3/Kg CLK) Lượng vật chất thu vào: - Lượng không khí lọt vào phía sau lò qua thiết bị trao đổi nhiệt: 1° Khối lượng nguyên liệu khô lý thuyết để sản xuất lkg clanhker: v;T = 5,2.Gnhl=0,51 (m3/Kg CLK) + Không khí (gió 2): VịK =VKK- V'KK - V™ ngl 100 -MKN 100-34,65 - 1716- kjMKN VJ GA=T-±- = - Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt -1-=0,0176 (kg/kgCLK) Lượng sản phẩm kể mát: G"gl Qngl MKNngl.j3 100 - /7 - 0,95 GĩL = 1,531 • =0,56 (kg/kgCLK) 4° Lượng khí thải: G;ĨỈ = Gnhì.V% ỵ £ = G M V » ỵ » 2° Lượng nguyên liệu khô thực tế kể mát không thu bụi: , K 100 Bảng cân vật chất lò tính (kg/kgCLK) : "^100-a 100* 1(T6 * 13,48 1,53 Gng‘ = GK 100 =1,53 100 =1,5301 (kg/kgCLK) "g/’l00-ứ 100-0,088 - 18- KK 508,65-402,01 & Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt VI Tính càn nhỉẽt cho tháp trao đổ! nhiẽt: Tương tự xác định nhiệt độ khí bụi xiclôn lại lò Nhiệt độ khí thải đầu xiclôn bậc II xác định theo phương trình cân nhiệt xiclôn bậc I: Nhiệt chi:thể bảng sau: quay, kết + Tổn thất nhiệt để làm bay nước: Dlò = 6,4 m -23 - 7~kntỷết mỉẬ ẩẫ án 7hiét hinhièt _2.n(c, - / „ ) ỵl.ln^L li i (2) 2.3,14.(1000-60) ,ln^±M + Dh> + 0,2 + 2S'D/ D, Ẳ Ẳr Đlo+ 0,2 • —> Vùng II: ÔLĐA=0,22 m » 250 mm Là vùng chủ yếu xảy phản ứng vật chất trạng thái rắn tạo C3S,C2S,C4AF từ C,A, F,s ban đầu phản ứng toả nhiệt lớn 100 Kcal/Kg nên gọi vùng toả nhiệt Khi nhiệt độ vật liệu vùng cao khả phản ứng trạng thái rắn tạo thành khoáng mạnh Tốc độ phản ứng trạng thái rắn tăng độ nghiền mịn phối liệu lớn ,độ đồng phối liệu cao Hoạt tính cấu tử nguyên liệu đạt 1300°c bắt đầu xảy tượng nóng chảy khoáng thành phần nóng chảy Vậy nhiệt độ lớn vùng 1300°c Ta chọn lớp vật liệu sau : -24- Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt khoángC3A, C4AF nóng chảy tạo pha lỏng C2S CaO hoà tan vào pha lỏng kết hợp với tạo C3S Ớ vùng nhiệt độ lớn 1450°c Nên chọn lớp vật liệu sau + Lớp gach chịu lửa : Là gạch samốt có nhiệt độ làm việc cho phép 1350-1500°c, Tra bảng co \m= 1,04+0,0015.t = 1,04+0,0023.1450=1,2575 (W/m.°C) + Lớp thép bảo vệ 80 mm + Ớ vùng lóp vật liệu cách nhiệt nhiệt độ vùng lớn vật liệu thảo mãn , lượng nhiệt mát lớn cần có thiết bị làm lạnh - Tính chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt: -25- 213 + t Thacỷát ThacỷátMinh MinhđồđồánánThiết Thiếtảiảinhièt nhièt Tính kích thước xiclôn theo công thức sau: D=0,536.Jv2.ỵ — V Ap n X Chon thiết bi phu trơ kết luân: v=flCL-103 ỵkh _ , [m3/s] 167.103 Chọn quạt: 3600 ' - Lưu lượng khí qua V, [m3/s]: - xiclônTheo tính toán phần tính cháy nhiên liệu sản xuất lkg CLK lượng khí thải là: Yt=/().——— + £ Vkh=13,48.Gnhl=13,48.0,098=1,32 (nT/kgCLK) suy lượng khí thải là: VÍ; =l,32.Bcl = 167.103.1,32 = 220,44.103(m3) + y0: Là khối lượng riêng khí qua xiclôn nhiệt độ tiêu Vậy thể tích chọn quạt là: Vch= 1,1- Vịk; =220,44.1,1= 242,48 (m3/h) chuẩn(°c) Từ tra bảng ta chọn loại quạt B-300/400 có: + Năng suất: Vq = 246.103 [m3/giờ] + Áp suất : Pq lượng khí=đi2650 qua xiclôn khói lò có thành phần + Tốcgồm:C02, độ vòng H20 quay,:R,, nq không = 580 Ịv/phút] giống khí dư (02) hàm lượng khí thay đổi không nhiều (chỉ xiclôn II,III,IV lượng C02 bị giảm -26-27Kết tính toán ghi bảng sau: Quạt —^ Khói Khí thải —5» Khói Quạt Kết luận: Với công suất lò nung 4000 t/ngày đêm ta chọn đường kính lò 6,4 m hay 7,0 m (kể lớp vật liệu bao che)và chiều dài lò 136 m hoàn toàn hợp lý Hiện có loại lò với đường kính D=7 m , chiều dài lò theo mô đun là: 100,120,150,170,185,270 m với số vành khăn (là đoạn ống thép nơi có gối tựa làm từ thép có chiều dày lớn đoạn khác thân lò) xác định theo đường kính chiều dài lò,đối với lò 7x 136 m ta chọn H-7 -28- Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS,TS Bạch Đình Thiên; GVC,KS Nguyễn Kim Huân - Thiết bị nhiệt sản xuất vật liệu xây dựng - NXB khoa Học Kỹ Thuật-1996 -29- Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt MỤC LỤC LỜI NÓĨ ĐẦU Trang Phần I :GIÓI THIỆU CHUNG VỀ CLANHKE VÀ THIÊT BỊ GIA CÔNG I- Giới thiệu chung clanhker xi măng II- Giới thiệu thiết bị gia công nhiệt sản xuất xi măng pooclăng Thiết bị trao đổi nhiệt: Lò quay nung clanhker xi măng Thiết bị làm nguội clanhker Phần II: TÍNH TOÁN THIÊT KẾ KÍCH THƯỚC CÁC THIẾT BỊ -30- Thacỷát Minh đồ án Thiết hỉ nhỉèt VI Tính cân nhiệt cho tháp trao đổi nhiệt 19 VII Tính cân nhiệt cho thiết bị làm lạnh 20 VIII Tính kích thước kết cấu bao che cho lò quay 21 -Tính kích thước lò 2- Tính chiều dày lớp vật liệu bao che IX nh kích thước tháp trao đổi nhiệt -31 - 21 23 Tí 25 [...]... Giới thiệu chung về clanhker xi măng 2 II- Giới thiệu các thiết bị gia công nhiệt trong sản xuất xi măng pooclăng 5 1 Thiết bị trao đổi nhiệt: 5 2 Lò quay nung clanhker xi măng 6 3 Thiết bị làm nguội clanhker 7 Phần II: TÍNH TOÁN THIÊT KẾ KÍCH THƯỚC CÁC THIẾT BỊ -30- Thacỷát Minh đồ án Thiết hỉ nhỉèt VI Tính cân bằng nhiệt cho tháp trao đổi nhiệt 19 VII Tính cân bằng nhiệt cho thiết bị làm lạnh 20 VIII... này không có lóp vật liệu cách nhiệt do nhiệt độ trong vùng rất lớn không có vật liệu nào thảo mãn , lượng nhiệt mất mát là lớn do đó cần có thiết bị làm lạnh - Tính chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt: -25- 0 213 + t Thacỷát ThacỷátMinh MinhđồđồánánThiết Thiết iảinhièt nhièt Tính kích thước của các xiclôn theo công thức sau: D=0,536.Jv2.ỵ — V Ap n X Chon thiết bi phu trơ và kết luân: v=flCL-103 ỵkh _ ,... phương trình cân bằng nhiệt của xiclôn bậc I: 1 Nhiệt chi:thể hiện ở bảng sau: quay, kết quả + Tổn thất nhiệt để làm bay hơi nước: ... THIÊT BỊ GIA CÔNG I- Giới thiệu chung clanhker xi măng II- Giới thiệu thiết bị gia công nhiệt sản xuất xi măng pooclăng Thiết bị trao đổi nhiệt: Lò quay nung clanhker xi măng Thiết bị làm nguội clanhker. .. (xích,canxinatơ) hay bị hỏng trình vận hành -4- Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt II- GIỚI THIÊU CẮC THIẾT Bĩ GIA CỐNG NHIẺT TRONG SẢN XUẤT CLANHKER XI MẢNG POOCLẢNG Tháp trao đổi nhiệt: Trong lò... C9S) - Lượng thu hồi từ thiết bị lọc bụi hoàn lại trình có nhiệt độ: Tb=40°c - Vùng làmkếlạnh : ứngnung với nhiệt độ 14501000°c,vùng Công suất thiết lò quay clanhker xi măng pooclăng: này có tác -