Bùn dầu trong xi măng

ĐÁNH GIÁ BÙN DẦU VỚI VAI TRÒ LÀM NHIÊN LIỆU THAY THỂ TRONG SẢN XUẤT XI MĂNG I Tổng quan đối tượng chất thải 1.1 Định nghĩa, nguồn gốc hình thành Phần lớn bùn dầu tạo Trung Quốc đến từ việc làm bể chứa dầu, có nhiều bùn dầu tạo năm 1.2 Thành phần, tính chất chất thải Bùn dầu thường bao gồm nước, dầu chất rắn khác thường chứa nhiều độc tố, hợp chất gây đột biến ung thư 1.3 Tác hại chất thải Loại bùn này, có nguy gây ô nhiễm đất nước ngầm (chẳng hạn hydrocacbon dầu) hợp chất hữu dễ bay VOCs (Volatile Organic Compounds), bùn dầu đưa vào danh sách chất thải nguy hại quốc gia Đồng thời, việc xử lý bùn dầu để làm cho vơ hại nhiều thách thức 1.4 Các biện pháp xử lý Thông thường, bùn dầu xử lý trình oxy hóa, phân hủy vi khuẩn tái chế thành loại dầu tái sử dụng Tuy nhiên, phương pháp có khả hạn chế tạo rachất chất gây nhiễm thứ cấp 1.5 Thực trạng, nhu cầu giới VN II TIỂM NĂNG XỬ LÝ, TÁI SỬ DỤNG CHẤT THẢI TRONG QUÁ TRÌNH NUNG CLINKER 2.1 Khả sử dụng Bởi bùn dầu chủ yếu bao gồm hợp chất hữu có khối lượng phân tử cao dễ cháy, cơng nhận nguồn lượng tiềm tái chế thành nhiên liệu thay để sử dụng quy trình cơng nghiệp khác Sản xuất xi măng ngành công nghiệp vậy; nhu cầu lượng trung bình để sản xuất clinker khoảng 3,52 GJ, tương ứng với 0,12 than với nhiệt trị 29,31 MJ/kg Chi phí lượng chiếm khoảng 35% tổng chi phí sản xuất xi măng nhà máy xi măng cố gắng giảm chi phí lượng Lò quay xi măng có nhiều ưu điểm, bao gồm việc tạo nhiệt độ cao kết hợp với môi trường kiềm mơi trường oxi hóa, bề mặt trao đổi nhiệt lớn pha trộn tốt khí nhiên liệu sản phẩm Nhiều loại chất thải, chẳng hạn bùn thải, rượu trung hòa glyphosate, lốp phế liệu than hoạt tính chứng minh khả thi để làm nhiên liệu thay cho sản xuất clinker xi măng Nhiệt trị bùn dầu tương đối thấp (từ 8,53 đến 20,25 MJ/kg) dễ dàng đáp ứng yêu cầu công nghiệp xi măng 6,25 MJ/kg Ngồi ra, bùn dầu tạo suất chất bốc cao (khoảng 93% trọng lượng sở tro tự do) hàm lượng carbon cố định thấp, có tiềm để trở thành nhiên liệu thay cho sản xuất xi măng Theo hiểu biết chúng tôi, có nghiên cứu việc sử dụng bùn dầu làm nhiên liệu thay sản xuất xi măng Ngồi ra, có vài nghiên cứu liên quan đến tác động việc bổ sung thêm nhiên liệu khác lên chất lượng clinker Người ta ý đến số lượng VOCs tạo q trình xả khí suốt q trình xử lý nhiên liệu thay Vì lý này, mục tiêu công việc đánh giá hiệu việc thêm bùn dầu vào hỗn hợp nguyên liệu thô chất lượng clinker, theo dõi nồng độ VOCs q trình thải khí suốt trình xử lý bùn dầu 2.2 Quy trình xử lý 2.2.1 Nguyên liệu Bùn dầu sử dụng nghiên cứunày lấy từ nhà máy lọc dầu Chu San, Chiết Giang, Trung Quốc, đá vôi, đất sét, xỉ đồng đá phiến lấy từ nhà máy xi măng Kim Hoa, Chiết Giang, Trung Quốc Những nguyên liệu thô sấy khơ với trọng lượng khơng đổi sau nghiền cho qua sàn 200 mesh theo tiêu chuẩn American Standard Test Sieve Series (ASTM) máy nghiền bi Thành phần hóa học bùn dầu tóm tắt Bảng Nhiệt trị thực tế bùn xác định có hai thành phần: nhiệt độ bốc nước nhiệt đốt cháy bùn Và nhiệt trị bùn dầu ước tính 14,29 MJ/kg Bảng Thành phần hóa học bùn dầu theo phần trăm khối lượng MKN Bùn 60,91 2,64 2,16 dầu 2.2.2 Chuẩn bị mẫu clinker 2,24 CaO MgO 18,56 0,42 Khác 0,03 0,06 0,036 12,94 Thông thường, modun clinker xi măng Trung Quốc kiểm soát cách thay đổi hệ số bão hòa vơi (từ 0,87 đến 0,96), modun silic (từ 1,7 đến 2,7) modun nhôm (từ 0,9 đến 1,9) Khi nguyên liệu thô (kể bùn dầu) trộn theo thông số trên, ký hiệu trường hợp theo phương pháp M1, trường hợp bùn dầu thêm trực tiếp vào hỗn hợp nguyên liệu thô kiểm soát ký hiệu M2 Tỷ lệ bùn dầu hỗn hợp thô dao động từ 0% đến 14% phương pháp Khi sử dụng phương pháp M1, mẫu chứa 0%, 2%, 6%, 10% 14% bùn dầu gọi R0, R1, R2, R3 R4, hỗn hợp theo phương M2 có chứa lượng gọi Q0, Q1, Q2, Q3 Q4 Bogue'Caculation sử dụng để ước lượng số lượng alite (C3S),belit (C2S), tricalcium aluminat (C3A) brownmillerite (C4AF) hỗn hợp thô sau kết khối Tất mẫu clinker chuẩn bị theo cách Nước khử ion (10–15 mL) thêm vào 100 g hỗn hợp nguyên liệu thô hỗn hợp khuấy mạnh Vật liệu thu được ép thành mẫu hình lập phương với cạnh 40 mm áp suất 49 MPa Mỗi mẫu đun nóng lò 30 phút, sau nâng lên nhiệt độ tốc độ /phút lưu nhiệt độ 60 phút Sau đó, mẫu clinker đem khỏi lò nhanh làm nguội đến nhiệt độ phòng để ngăn chặn phân hủy C3S thành C2S Tất mẫu clinker nghiền sau cho qua sàng 200 mesh theo tiêu chuẩn ASTM để chuẩn bị cho phân tích sâu Để so sánh nồng độ VOCs tạo q trình thải khí nhiệt độ can xi hóa khác nhau(950 1450? C) nồng độ bùn dầu khác nhau(0% 14%), năm mẫu khí thải thu thập sau q trình can xi hóa(Bảng 2) Bảng Các phương pháp thu thập mẫu khí thải Mẫu A B C D E Hàm lượng bùn dầu 0% 14% 0% 14% 14g Nhiệt độ lò Nhận xét Hỗn hợp 100g nguyên liệu đưa trực tiếp vào lò lưu đủ lâu để thu khí thải 14g bùn dầu đưa trực tiếp vào lò lưu đủ lâu để thu khí thải 2.2.3 Các phương pháp kiểm nghiệm Thành phần hóa học mẫu clinker phân tích theo tiêu chuẩn GB/T176-2008 Chất lượng mẫu xi măng làm từ nguyên liệu (95% clinker 5% thạch cao) đánh giá theo phương pháp tiêu chuẩn Trung Quốc nhu cầu sử dụng nước, độ ổn định, thời gian thi công vôi tự (f-CaO) (GB1346- 2001), kiểm tra độ bền vữa tiêu chuẩn (GB/T 17671-1999) Các khống clinker phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) cách sử dụng anode Cu làm việc 35 kV 20 mA với xạ CuKa đơn sắc graphite Mỗi mẫu, dạng bột, gắn giá đỡ thạch anh quét với góc quét từ 5-, với bước nhảy Các pha tinh thể xác định cách tham khảo the International Center for Diffraction Data database (JCPDS-ICDD) Theo tiêu chuẩn GB/T213-2008 GB/T384-1981, máy đo nhiệt lượng oxy sử dụng để đo nhiệt trị bùn dầu Nồng độ VOCs tạo trình xử lý đo theo tiêu chuẩn HJ732-2014 HJ734-2014  ... hóa học bùn dầu tóm tắt Bảng Nhiệt trị thực tế bùn xác định có hai thành phần: nhiệt độ bốc nước nhiệt đốt cháy bùn Và nhiệt trị bùn dầu ước tính 14,29 MJ/kg Bảng Thành phần hóa học bùn dầu theo... hiệu việc thêm bùn dầu vào hỗn hợp nguyên liệu thô chất lượng clinker, theo dõi nồng độ VOCs q trình thải khí suốt trình xử lý bùn dầu 2.2 Quy trình xử lý 2.2.1 Nguyên liệu Bùn dầu sử dụng nghiên... nghiệp xi măng 6,25 MJ/kg Ngồi ra, bùn dầu tạo suất chất bốc cao (khoảng 93% trọng lượng sở tro tự do) hàm lượng carbon cố định thấp, có tiềm để trở thành nhiên liệu thay cho sản xuất xi măng Theo