NUNG CLINKER THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH NUNG CLINKER CHO CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CEMENT THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT CẤU TẠO LÒ QUAY NUNG KLINKER THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT CẤU TẠO MẶT CẮT DỌC LÒ QUAY NUNG CLINKER CẤU TẠO CỦA THIẾT BỊ LỌC ĐỐT NÓNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN : VẬT LIỆU XÂY DỰNG

• Môn Học:

• KỸ THUẬT SẢN XUẤT CEMENT PORTLAND

• VÀ CÁC CHẤT KẾT DÍNH

• Đề Tài :

• NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH NUNG CLINKER CHO CÔNG NGHỆ SẢN

XUẤT CEMENT THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT

CÁC BƯỚC CHÍNH TRONG SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XMP PP ƯỚT

Phụ gia

Thạch cao

Đất, đá núi lửa

CẤU TẠO LÒ QUAY NUNG KLINKER THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT

L ò quay nung clinker theo phương pháp ướt

1.Thành lò

2 Bệ đỡ bê tông

3 Động cơ lò4.Hệ thống bánh răng

5.Thiết bị phun nhiên liệu

6 Thiết bị làm lạnh kiểu ống quay

7 Ống khói

8 Máng cấp phối liệu

9 Hệ thống lưới xích

LẮP RÁP VÀ TRUYỀN ĐỘNG CỦA LÒ QUAY

CẤU TẠO MẶT CẮT DỌC LÒ QUAY NUNG CLINKER

THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT

CẤU TẠO CỦA THIẾT BỊ LỌC ĐỐT NÓNG

CẤU TẠO LƯỚI XÍCH VÀ CHUỖI XÍCH TRONG ZONE XÍCH

CẤU TẠO CÁC TẤM GỐM TRAO ĐỔI NHIỆT

Tấm gốm trao đổi nhiệt trong zone đốt nóng Tấm gốm trao đổi nhiệt trong zone xích

CÁC LOẠI GẠCH CHỊU LỬA LÓT TRONG LÒ QUAY

PREHEATING ZONE

Gạch chịu lửa samos (fireclay bricks)

CALCINATION ZONE UPPER TRANSITION ZONE

LOWER TRANSITION ZONE

BURNING ZONE

OUTLET ZONE

Gạch magnesi – crom (magnesite-crome bricks) Gạch chịu lửa có hàm lượng nhôm cao (high alumina bricks)

CẤU TẠO GẠCH CHỊU LỬA THEO TỪNG ZONE

CẤU TẠO CÁC THIẾT BỊ LÀM LẠNH CLINKER

HÌNH DẠNG CẤU TẠO GẠCH CHỊU LỬA LÓT TRONG LÒ QUAY

CÁCH THI CÔNG GẠCH TRONG LÒ QUAY

CÁC HỆ NGHIỀN VÀ ĐỐT THAN

Hệ nghiền và đốt trực tiếp

4 Máy lọc bụi

5 Bunke chứa than mịn

6 Vòi phun than

7 Lò nung

8 Quạt

CÁC HỆ NGHIỀN VÀ ĐỐT THAN THAM KHẢO

CÁC CẤU KIỆN CHỨA VÀ ĐỐT NHIÊN LIỆU

NGUYÊN LÝ QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ SỰ CHÁY TRONG LÒ

CẤU TẠO QUẠT CAO ÁP

CẤU TẠO QUẠT TRUNG ÁP

QUÁ TRÌNH LÝ HỌC XẢY RA TRONG LÒ QUAY PHƯƠNG PHÁP ƯỚT

• - Lò quay nung clinker làm việc theo nguyên tắc ngược chiều Quá trình cháy nhiên liệu xảy ra trong khoảng 20-30m chiều dài lò Tốc độ dòng khí trong các khu vực lò khác nhau tùy theo từng khu vực Tốc độ dòng khí lớn nhất ở trục

lo, nhỏ nhất ở gần lớp gạch lát thành lò Xích trao đổi nhiệt làm tốc độ dòng khí đều nhau theo tiết diện lò tại vùng đặt màn xích.

• - Vật liệu chuyển động theo chiều dài lò rất phức tạp, chủ yếu là trượt trên bề mặt lớp lót vỏ lò với tốc độ khác nhau khi kích thước chúng khác nhau.

• - Thời gian lưu vật liệu trong lò khoảng 3-6 giờ Kích thước phối liệu lớn thì thời gian nung dài hơn Do tác động của màn xích và các thiết bị trao đổi nhiệt mà hệ số chiếm chổ vật liệu trong lò ở từng vùng sẽ khác nhau Hạt phối liệu sẽ được hình thành trong vùng zone sấy Ở zone phân hủy cacbonat, một lượng lớn CO2 được tách ra, tốc độ chuyển động của vật liệu tăng dần Ở zone kết khối, có sự xuất hiện của pha lỏng trong phối liệu, đồng thời có sự kết hợp các hạt clinker nhỏ thành các hạt clinker lớn do đó tốc độ chuyển đông của hại

clinker sẽ giảm Do nhiều yếu tố tác động mà vật liệu trong lò chuyển động theo hình sin.

QUÁ TRÌNH HÓA HỌC XẢY RA TRONG LÒ QUAY PHƯƠNG PHÁP ƯỚT

• 1- Zone xích (zone sấy): ( t =20oC – 200oC )

• Xảy ra quá trình mất nước lý học Phối liệu vào zone sấy ở dạng bùn sệt Nhờ có xích trao đổi nhiệt mà cường độ sấy tăng lên, độ ẩm phối liệu giảm dần, độ nhớt tăng lên, vật liệu vón thành cục

• Do tác dụng va đập của xích và sự quay của lò mà vật liệu được tạo viên có kích thước khác nhau, ngoài ra xích còn có nhiệm vụ ngăn bụi thoát khỏi lò

• Phối liệu ra khỏi zone xích độ ẩm còn 8-10% Cuối zone xích nhiệt độ phối liệu đạt

200oC, khi đó đất sét mất một phần tính dẻo, có hạt tương đối nhỏ

• 2- Zone đốt nóng: ( t =200oC – 650oC )

• Xảy ra quá trình cháy tạp chất hữu cơ và mất nước hóa học (Đốt nóng vật liệu khô khử nước của caolinits)

• Al2O3.2SiO2.2H2O => Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O

• Nhiệt độ vật liệu ở zone đốt nóng từ 200-650oC, ở 450-500oC chủ yếu là mất nước hóa học của đất sét Khi đó đất sét mất hoàn toàn tính dẻo, cường độ hạt phối liệu

giảm

• 3- Zone phân hủy cacbonat: ( t =650oC – 1200oC )

• Đốt nóng nguyên vật liệu kéo theo sự phân tích đá cacbonat

• CaCO3 => CaO + CO2

• và MgCO3 => MgO + CO2

• Nhiệt độ vật liệu từ 650-1200oC Ở đây CaCO3 và MgCO3 bị phân hủy, đồng thời các khoáng khác của đất sét cũng bị phân tích thành các oxýt riêng biệt và hoạt tính như SiO2 và Al2O3 Khi đó oxýt canxi kết hợp với các oxýt khác tạo thành các khoáng như

C2S, CA, C2F Quá trình tạo khoáng trên tùy thuộc vào nhiệt độ và độ mịn của phối liệu

QUÁ TRÌNH HÓA HỌC XẢY RA TRONG LÒ QUAY PHƯƠNG PHÁP ƯỚT (tt)

• Là zone có sự tạo thành các khoáng chính nhờ các phản ứng toả nhiệt.

• Các phản ứng hóa học xảy ra như sau:

• Trong zone này toàn bộ Al2O3 và Fe2O3 phản ứng hết tạo thành 3CaO.Al2O3 và 4CaO.Al2O3.Fe2O3 còn toàn bộ SiO2 phản ứng hết với CaO để tạo thành 2CaO.SiO2 , cuối zone phản ứng toả nhiệt ta có các thành

phần khoáng sau: CaO tự do, các khoáng 3CaO.Al2O3, 4CaO.Al2O3.Fe2O3, 2CaO.SiO2 tồn tại ở dạng rắn

• Ở t =1300 o C ta thấy bắt đầu xuất hiện pha lỏng do và chảy ra.

• Có tác dụng tạo thành các viên clinker

• Hoà tan và phân tán đều trong pha lỏng tiếp xúc với CaO tạo thành C3S

• Phản ứng xảy ra mạnh ở t =1450 o C

• Lượng pha lỏng phụ thuộc vào đặc trưng và tính chất của clinker Nếu clinker có KH lớn khoáng C3 S,

C2S nhiều và C3A, C4AF ít pha lỏng ít, kết khối khó khăn Nhưng nếu lượng pha lỏng nhiều thì dễ tạo ano gây tắc lò.

• Clinker được làm lạnh từ 1300 o C – 1100 o C bằng không khí lạnh Lúc này C3S tiếp tục được tạo thành và tách khỏi pha lỏng.

• Sau đó cliker tiếp tục được làm lạnh xuống 1000 o C Khi nhiệt độ xuống đến 1200 o C, có sự tái kết tinh

của C3S, C2S, C3A, C4AF Pha lỏng còn lại sẽ kết tinh dạng thuỷ tinh Clinker được làm lạnh nhanh đến

t =100 o C Quá trình làm lạnh nhanh rất quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng clinker:

– Làm lạnh nhanh làm khoáng kết tinh ở dạng tinh thể nhỏ (<10um) dễ dàng hydrat hoá.

2 2

3 2 3 2 3

2 3

2

3 2 3

2

3 2 3

2

2

4

2

2 2

3 2

.

SiO CaO SiO

CaO

O Fe O Al CaO CaO

O Al CaO O

Fe CaO

O Fe CaO O

Fe CaO

O Al CaO CaO

O Al CaO

→ +

→ +

+

→ +

→ +

2 2

.