Thiết kế phân xưởng gia công và chuẩn bị phối liệu của nhà máy sản xuất xi măng poóclăng, phương pháp khô lò quay, công suất 1,1 triệu tấn clanhkenăm

Đồ án chất kết dính vơ ThS: LÊ XN HẬUU Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XI MĂNG I CLANHKE XI MĂNG PÓOCLĂNG Thành phần khoáng clanhke xi măng poóclăng Thành phần hố clanhke xi măng pclăng Đặc trưng clanhke xi măng poóclăng II CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG PĨOCLĂNG 10 1.Nguyên liệu sản xuất Xi măng Póoc lăng 10 2.Nhiên liệu để sản suất xi măng 13 3.Các phương pháp sản xuất xi măng 14 4.Các giai đoạn sản xuất 15 CHƯƠNG II : PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT .16 I LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 16 II.SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TỔNG QUÁT 17 III.TÍNH TỐN PHỐI LIỆU 18 1.Cơ sở khoa học việc tính phối liệu 18 2.Lập bảng thành phần phối liệu 19 3.Tính phối liệu 22 CHƯƠNG III :TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 28 I.CHỌN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NHÀ MÁY 28 SV: LÊ NGỌC TƯỜNG 13vlC TƯỜNG 13vlNG 13vl Đồ án chất kết dính vơ ThS: LÊ XN HẬUU II.TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 32 1.Cân vật chất cho phân xưởng nung 32 SV: LÊ NGỌC TƯỜNG 13vlC TƯỜNG 13vlNG 13vl Đồ án chất kết dính vơ ThS: LÊ XN HẬUU Đề bài: Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế phân xưởng gia công chuẩn bị phối liệu của nhà máy sản xuất xi măng PoócLăng, phương pháp khô lò quay, công suất 1,1 triệu clanhke/năm Tính tốn phối liệu theo thành phần khoáng hoặc hệ số đặc trưng của clanhke Tính cân bằng vật chất cho nhà máy Tính chọn thiết bị cho phân xưởng gia cơng chuẩn bị phối liệu clanhke Số liệu thiết kế: LSF= 91 n=2,3 p=1,5 Bảng 1: Thành phần hóa đá vơinh phần hóa đá vơin hóa đá vơia đá vôiá vôi SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN 0,60 0,25 0,2 53,15 1,60 43,40 Thành phần hóa của đá sét SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN 61,5 16,89 8,9 1,88 1,12 8,03 Thành phần hóa của than cám Wo Ao So Co Ho No 8,0 15 2,1 70,0 1,5 0,7 Thành phần hóa của tro than SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 61,5 27,4 5,1 3,2 1,1 0,2 Bảng : Thành phần hóa than loại Ang : Thành phần hóa đá vơinh phần hóa đá vơin hóa đá vơia than loại Ai A SV: LÊ NGỌC TƯỜNG 13vlC TƯỜNG 13vlNG 13vl Đồ án chất kết dính vơ ThS: LÊ XN HẬUU Than W0 A0 S0 C0 H0 N0 O0 ∑ A 8,000 15,000 2,100 70,200 1,500 0,700 1,500 99,000 Bảng 3: Thành phần hóa đá vơinh phần hóa đá vơin hóa đá vơia tro than Tro than S A F C M SO3 ∑ Thành phần 61,5 27,4 5,1 3,2 1,1 0,2 98,5 SV: LÊ NGỌC TƯỜNG 13vlC TƯỜNG 13vlNG 13vl Đồ án chất kết dính vơ ThS: LÊ XUÂN HẬUU LỜI NÓI ĐẦU Trong phát triển của ngành kinh tế với phát triển của khoa học-kĩ thuật, đời sống của nhân dân ngày nâng cao đến nhu cầu nhà ở, cơng trình cơng cộng, khu văn hóa…được mở rộng Do vậy ngành xây dựng phải phát triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu Ngành xây dựng muốn phát triển tế bào, mắt xích của ngành phải gắn kết hài hòa mạnh mẽ Ngành Vật liệu xây dựng phải trọng đến sử dụng máy móc thiết bị đảm bảo số lượng chất lượng cho cơng trình xây dựng Trong ngành Vật liệu xây dựng, cơng nghiệp sản xuất chất kết dính đóng vai trò quan trọng chiểm tỉ lệ lớn giá trị sản lượng, đặc biệt xi măng Nhận thấy vai trò quan trọng của ngành công nghiệp sản xuất xi măng, đòi hỏi ngày cao của thị trường số lượng, chất lượng chủng loại xi măng Em giao nhiệm vụ “Thiết kế phân xưởng chuẩn bị phối liệu nhà máy sản xuất xi măng Pc lăng, phương pháp khơ lị quay, công suất 1,1 triệu clanke/năm” Tuy nhiên lĩnh vực lớn phức tạp, khả của em còn hạn chế kiến thức kinh nghiệm thực tế, đồ án còn nhiều hạn chế thiếu sót trình tính tốn, thiết kế Em mong giúp đỡ của thầy, cô môn Vật liệu xây dựng trường Đại học Kiến trúc Hà Nội bạn đọc để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn tới thầy giáo hướng dẫn: K.S Lê Xuân Hậu môn Vật liệu xây dựng hướng dẫn giúp đỡ chúng em hồn thành đồ án mơn học Trong q trình thực chúng em không tránh khỏi thiếu sót mong nhận đánh giá góp ý của thầy cô SV: LÊ NGỌC TƯỜNG 13vlC TƯỜNG 13vlNG 13vl Đồ án chất kết dính vơ CHƯƠNG I : ThS: LÊ XUÂN HẬUU GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XI MĂNG Xi măng poóclăng (PC) chất kết dính có khả đông kết rắn phát triển cường độ mơi trường khơng khí nước, thường gọi chất kết dính rắn nước hay chất kết dính thuỷ lực, nó phát minh đưa vào sử dụng xây dựng từ đầu kỷ 19, sau nó phát triển ngày hoàn thiện tính kỹ tḥt cơng nghệ sản xuất Các chủng loại xi măng poóclăng chất kết dính sử dụng chủ yếu xây dựng quốc gia, nó còn dược coi tiêu quan trọng để đánh giá tăng trưởng của ngành xây dựng phát triển đất nước Xi măng poóclăng sản xuất bằng bằng công nghệ nghiền mịn clanhke xi măng poóclăng với thạch cao (thạch cao đóng vai trò phụ gia điều chỉnh thời gian đông kết) Thành phần xi măng clanhke, phụ gia thạch cao số loại phụ gia khác Clanhke nguyên liệu đóng vai trò định cho tính chất của xi măng Clanhke sản xuất bằng cách nung đến thiêu kết hỗn hợp nguyên liệu đồng phân tán mịn gồm đá vôi, đất sét (nguyên liệu chính) số nghuyên liệu khác đóng vai trò điều chỉnh (xỉ pyrít, quặng sắt, cát quắc, ) I CLANHKE XI MĂNG PÓOCLĂNG Clanhke xi măng poóclăng bán thành phẩm của công nghệ sản xuất xi măng tồn ở dạng hạt, kích thước từ (10 14 mm) phụ thuộc vào dạng lò nung Theo cấu trúc vi mô clanhke xi măng hỗn hợp hạt nhỏ của nhiều pha tinh thể lương nhỏ pha thuỷ tinh SV: LÊ NGỌC TƯỜNG 13vlC TƯỜNG 13vlNG 13vl Đồ án chất kết dính vơ ThS: LÊ XN HẬUU Thành phần khống clanhke xi măng pclăng :(Ttrích tài liệu sách chất kết dính vơ cơ) Trong clanhke xi măng poóclăng gồm chủ yếu khống silíccát canxi (hàm lượng 70  80%), khống Aluminat canxi Alumơferit Canxi Khống silíccát canxi gồm hai loại khống khống Alít khống Bêlít - Khống Alít (3CaO.SiO2: tricanxi silicát, ký hiệu C 3S ) khoáng quan trọng của clanhke xi măng, tạo cho xi măng có cường độ cao, tốc độ đông kết rắn nhanh loại khoáng có ảnh hưởng nhiều đến tính chất của xi măng Trong clanhke xi măng khống C 3S chiếm từ (45  60)% Alit dung dịch rắn của 3CaO.SiO lượng nhỏ chất khác có hàm lượng nhỏ từ (2  4)% MgO, P 2O5, Cr2O3, C3S ở dạng tinh khiết bền vững khoảng nhiệt độ (1200  1250)0C đến (1900  2070)0C Nhiệt độ lớn 20700C C3S bị nóng chảy, nhỏ 1200 0C bị phân huỷ thành C 2S CaO tự - Khống bêlít (2CaO.SiO2: đicalcium silicát, ký hiệu C2S ): Trong clanhke xi măng C2S chiếm khoảng 20 30%, thành phần quan trọng của clanhke, có đặc tính đông kết rắn chậm cường độ cuối cao Bêlít dung dịch rắn của 2CaO.SiO2 với lượng nhỏ xít khác Al2O3, Fe2O3, Cr2O3 Khoáng C2S tạo thành clanhke ở dạng thù hình  C2S, ‘CC2S ,  C2S ,  C2S +  C2S : bền vững ở điều kiện nhiệt độ cao từ 1425 2130 0C, ở nhiệt độ lớn 21300C,  C2S bị chảy lỏng, ở nhiệt độ nhỏ 14250C khoáng  C2S chuyển sang dạng ’ C2S + ’C2S bền vững ở nhiệt độ 830 14250C, nhiệt độ nhỏ 8300C làm lạnh nhanh ’C2S chuyển sang dạng C2S, còn làm nguội chậm bị chuyển sang dạng  C2S + C2S không bền có xu hướng chuyển sang dạng  C2S đặc biệt ở nhiệt độ nhỏ 5200C Khi C2S chuyển thành  C2S làm tăng thể tích khoảng 10% bị phân rã thành bột SV: LÊ NGỌC TƯỜNG 13vlC TƯỜNG 13vlNG 13vl Đồ án chất kết dính vơ ThS: LÊ XN HẬUU +  C2S hầu khơng tác dụng với nước khơng có tính chất kết dính, điều kiện nước bão hoà, khoảng nhiệt độ 150 2000C,  C2S có khả dính kết Chất trung gian phân bố khống Alít Bêlít pha Aluminơferit, pha canxi Aluminat pha thuỷ tinh - Khống celit : còn gọi alumơ pherit canxi Celit dung dịch rắn của alumô pherit canxi có thành phần khác phụ thuộc vào thành phần hóa học của phối liệu điều kiện nung luyện …Nó có thể tập hợp dung dịch rắn gồm : C8A3F,C6A2F, C4AF, C2F.Trong clinker ximăng pooclăng thường khống alumơ pherit canxi chủ yếu C4AF.Trong clinker C4AF chiếm 10- 18 %,là khoáng đóng rắn tương đối chậm, cho cường độ không cao bền nước bền mơi trường sulphat, C4AF khống nặng clinker XMPL có γ = 3,77 g/cm3 - Khoáng canxi Aluminat : Cũng chất trung gian alit bêlit, clinker XMPL có thể gặp ở dạng 3CaO.Al2O3 12CaO.7Al2O3.Trong clinker thường với hàm lượng CaO phối liệu cao dạng 12CaO.7Al2O3 khơng có mà tồn chủ yếu dạng 3CaO.Al2O3, viết tắt C3A C3A có tính chất kết dính , đóng rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt, bền nước nước khoáng, clinker XMPL thường C3A chiếm 5-15%.Thực tế C3A chiếm < 10% - Pha thuỷ tinh có clanhke xi măng poóclăng với hàm lượng từ 15% Thành phần của pha thuỷ tinh bao gồm số loại xít CaO, Fe2O3, Na2O, K2O,… - Ngoài clanhke xi măng poóclăng còn tồn lượng CaO MgO tự Thành phần hố clanhke xi măng pclăng : Clanhke xi măng poóclăng bao gồm khống CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 với tổng hàm lượng 95 97% (theo khối lượng) Ngồi còn có ơxít khác với hàm lượng nhỏ : MgO, TiO2, Na2O, P2O5, SO3, Hàm lượng xít phụ thuộc vào ngun vật liệu ban đầu quy trình cơng nghệ sản xuất Trong clanhke SV: LÊ NGỌC TƯỜNG 13vlC TƯỜNG 13vlNG 13vl Đồ án chất kết dính vơ ThS: LÊ XUÂN HẬUU xi măng poóclăng tỷ lệ thành phần ơxít thường dao động khoảng: ( trang 70 sách chất kết dính vơ cơ) CaO : 63  66 % ; SO3 : 0,3  % SiO2 : 21  24% ; P2O5 : 0,1  0,3 % Al2O3 :  % ; K2O + Na2O : 0,4  % Fe2O3 ; TiO2 + Cr2O3 : 0,2  0,5 % : 4 Hàm lượng xít thay đổi làm cho tính chất của xi măng thay đổi theo - Canxi ơxít (CaO): Chủ yếu ngun liệu đá vơi, q trình nung luyện tạo thành clanhke ở điều kiện định chúng liên kết với ơxít khác tạo nên hợp chất hố học định tốc độ đông kết rắn cường độ của xi măng Khi hàm lượng CaO lớn khả tạo thành hợp chất dạng khống canxi silicat có độ bazơ cao (C3S) clanhke nhiều, cho xi măng đông kết rắn nhanh cường độ cao xi măng lại bền môi trường xâm thực sunfat Hàm lượng CaO nhiều đòi hỏi nhiệt độ nung phải lớn khó nung luyện để lại clanhke lượng canxi ơxít tự nhiều, có hại cho xi măng Vì vậy, clanhke xi măng người ta phải khống chế hàm lượng CaO hợp lý(khoảng 63 66%) - Silic ơxít (SiO2) :Chủ yếu nguyên liệu đất sét, trình nung luyện clanhke SiO2 tác dụng với CaO tạo thành hợp chất dạng khoáng canxi silicat Khi hàm lượng SiO2 nhiều ngồi việc tạo thành khống C3S ra, khống canxi silicat có độ bazơ thấp (C2S) hình thành tăng lên Hàm lượng khoáng C2S tăng làm xi măng đông kết rắn chậm cường độ phát triển chậm ở thời kỳ đầu của trình rắn đá xi măng Tuy nhiên loại xi măng có hàm lượng C2S cao lại có khả bền nước môi trường xâm thực sunfat Khi hàm lượng SiO2 clanhke ít, khống C3S tạo thành nhiều, làm cho xi măng đông kết rắn nhanh, cường độ cao song trình nung luyện khó, để lại lượng vơi (CaO) tự lớn Vì vậy clanhke xi măng ơxít SiO2 cần phải SV: LÊ NGỌC TƯỜNG 13vlC TƯỜNG 13vlNG 13vl Đồ án chất kết dính vơ ThS: LÊ XN HẬUU khống chế ở tỉ lệ thích hợp (thường chiếm khoảng 21 24% khối lượng clanhke) Ngoài ra, SiO2 có độ hoạt tính cao q trình tạo khống nung nhanh triệt để - Nhơm ơxít (Al2O3): Trong clanhke xi măng ơxít đưa vào chủ yếu từ đất sét, nung luyện, ơxít nhơm tham gia vào q trình tạo nên khống nóng chảy canxi Aluminat Khi hàm lượng Al2O3 nhiều khoáng C3A tạo thành lớn, khả xuất pha loãng clanhke sớm nhiều, nó có khả tạo cho xi măng đông kết rắn nhanh cường độ thấp bền môi trường sunfat Trong clanhke hàm lượng xít nhơm chiếm khoảng  8% - Sắt ơxít (Fe2O3): có tác dụng làm giảm nhiệt độ thiêu kết của trình nung luyện tham gia vào q trình tạo khống tetracalcium Aluminơferit (C4AF) Hàm lượng xít clanhke xi măng lớn nhiệt độ nung hạ thấp, khoáng C4AF tạo thành nhiều xi măng nâng cao độ bền môi trường xâm thực sunfat lại cho mác xi măng không cao Thông thường tổng hàm lượng ơxít Fe2O3 chiếm khoảng 4% Ngồi ơxít tham gia vào q trình tạo khống còn có hàm lượng nhỏ xít khác : - Magiê ơxít (MgO): thành phần có hại cho xi măng, nguyên nhân gây ổn định thể tích xi măng đơng kết rắn Thường clanhke sản xuất xi măng lượng ôxít MgO khống chế với hàm lượng < 5% - Titan ơxít (TiO2): Hàm lượng của nó từ 0,1 0,5% làm tốt cho trình kết tinh khống, hàm lượng từ 4% TiO2 thay phần SiO2 xi măng, làm tăng cường độ của xi măng - Crơm ơxít (Cr2O3) phốt xít (P2O5) : hàm lương của ơxít nằm vào khoảng 0,1 0,3% có tác dụng tốt thúc đẩy q trình đơng kết ở thời kỳ đầu, tăng cường độ cho xi măng Nhưng với hàm lượng lớn (1 2%) có tác dụng SV: LÊ NGỌC TƯỜNG 13vlC TƯỜNG 13vlNG 13vl 10 ... khống lò nung xi măng, phụ gia trợ nghiền nâng cao hiệu suất nghiền clanhke xi măng, phụ gia kéo dài thời gian bảo quản xi măng 2.Nhiên liệu để sản suất xi măng: Nhiên liệu để sản xuất xi măng. .. trung gian phương pháp ướt phương pháp khô Việc chuẩn bị phối liệu gia công nguyên liệu theo phương pháp ướt, nung phối liệu tiến hành theo phương pháp khô (có hệ thống ép lọc bùn phối liệu để... cao của thị trường số lượng, chất lượng chủng loại xi măng Em giao nhiệm vụ “Thiết kế phân xưởng chuẩn bị phối liệu nhà máy sản xuất xi măng Pc lăng, phương pháp khơ lị quay, công suất 1,1 triệu