Tiểu luận Các quá trình sản xuất cơ bản: Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô

31 119 1
Tiểu luận Các quá trình sản xuất cơ bản: Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Xi măng là vật liệu thông dụng nhất trong ngành công nghiệp xây dựng vì chúng là chất kết dính rẻ tiền hơn so với các loại chất kết dính khác. Mặc khác khi sử dụng xi măng lại cho cường độ chịu nén, chịu uốn cao. Xi măng đã có mặt trong đời sống của con người hàng nghìn năm qua và cho đến nay con người vẫn sử dụng nó trong hầu hết các công trình xây dựng.

ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG TRONG LÒ QUAY KHÔ Giáo viên hướng dẫn : Đinh Bách Khoa Tiểu luận Các quá trình sản xuất cơ bản Lớp Môi trường K53 Nguyễn Thái Bình Hạnh Hứa Thị Mai Khanh DD: 0975914625 10/31/2010 MỤC LỤC MỤC LỤC 2 1.Nguyên liệu, nhiên liệu: 4 2.Cấu tạo lò xi măng phương pháp khô: 8 3.Quy trình công nghệ: .11 1 Nước thải : 17 2 Chất thải rắn : .18 3 Ô nhiễm đối với các môi trường vật lý : 18 4 Quá trình phát sinh bụi và khí thải : .19 V HƯỚNG XỬ LÝ CHẤT THẢI 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 I ĐẶT VẤN ĐỀ Xi măng là vật liệu thông dụng nhất trong ngành công nghiệp xây dựng vì chúng là chất kết dính rẻ tiền hơn so với các loại chất kết dính khác Mặc khác khi sử dụng xi măng lại cho cường độ chịu nén, chịu uốn cao Xi măng đã có mặt trong Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 2 đời sống của con người hàng nghìn năm qua và cho đến nay con người vẫn sử dụng nó trong hầu hết các công trình xây dựng Đất nước ta trải qua 2 cuộc chiến tranh tàn phá cơ sở hạ tầng còn thấp kém Do vậy nhu cầu sử dụng xi măng ngày càng tăng khi nước ta bước vào thời kỳ đổi mới tiến tới công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Hàng loạt các công trình xây dựng: thuỷ điện, cầu cống, đường xá, các công trình thuỷ lợi, nhà ở ., sẽ tiêu thụ một lượng xi măng rất lớn Mặc dù, sản lượng xi măng sản xuất trong nước ngày càng tăng nhanh nhưng vẫn không đủ nhu cầu sử dụng trong nước Vì vậy việc tăng sản lượng xi măng nhằm cân đối giữa cung - cầu trong nước, một phần tham gia xuất khẩu đang là mục tiêu của ngành công nghiệp xi măng Việt Nam Để góp phần thúc đẩy sự tăng trưởng kinh tế của đất nước đồng thời thực hiện được mục tiêu trên thì việc xây dựng các nhà máy xi măng là rất cần thiết Nhà máy xi măng sử dụng công nghệ lò quay,phương pháp khô áp dụng công nghệ tiên tiến và hiện đại, trình độ tự động hoá ở mức cao nhằm tiếp kiệm nhiên liệu, điện năng và các vật tư sản xuất, đảm bảo chất lượng clinke ra lò, đồng thời giảm bớt được lực lượng lao động trực tiếp trong nhà máy,thay thế cho các nhà máy xi măng kiểu cũ II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG TRONG LÒ QUAY KHÔ Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 3 1 Nguyên liệu, nhiên liệu: Xi măng Portland là loại vật liệu được sản xuất từ: • Đất sét (cung cấp ): đất sét làm nguyên liệu xi măng không đòi hỏi cao như đất sét làm nguyên liệu gốm sứ.Yêu cầu kĩ thuật chính ở đây là đảm bảo thành phần hóa học ( hàm lượng ) trong một phạm vi nhất định Các tạp chất trong đất sét như cát, tràng thạch, đá vôi.chất hữu cơ vẫn được chấp nhận trong phạm vi tương đối rộng.Thường sử dụng đất sét bãi sông, đất sét ruộng, phiến thạch sét (đất đồi), đất sét vôi,… • Đá vôi(cung cấp CaO): thường là loại đá vôi có hàm lượng CaO cao Cũng có thể sử dụng đá phấn,đá vôi sét… và cần khống chế tạp chất có hại MgO < 5% vì MgO sẽ gây mất ổn định thể tích của xi măng khi đóng rắn - Đá vôi Dvon Trung D2: hạt nhỏ, mịn, đông nhất (thành phần hỗn hợp: CaO ≥5 % ; MgO ≤ 1%)[4] - Đá vôi cacbon Trung Pecni: hạt rất nhỏ, mịn, màu xám (thành phần hỗn hợp : CaO ≥ 50% ; MgO ≤ 1,5%)[4] - Đá vôi Triat Trung T2: màu đen hoặc màu xám sáng hạt nhỏ( thành phần hỗn hợp CaO > 48,8% - 54% ; MgO = 0,4 – 2,83%[4] • Quặng sắt (cung cấp ) : sử dụng loại quặng getit(Fe2O3.H2O) hoặc loại quặng limonit (Fe2O3.n H2O).Loại có hàm lượng Fe2O3 ít nhất (25-45%) ở dạng sỏi đỏ lẫn sét và thạch anh là quặng latenit • Các loại phụ đưa vào hỗn hợp xi măng trong giai đoạn nghiền clinke nhằm điều chỉnh tốc độ đóng rắn của xi măng (như thạch cao) và để hạ giá thành sản phẩm (như xỉ lò cao, xỉ nhiệt điện, cát, đá silic, đá vôi…) • Nguyên liệu phụ để điều chỉnh thành phần hóa học của phối liệu như quartzit phong hóa, diatomic để tăng hàm lượng , bôxyt để tăng xỉ pyrit (phế thải công nghiệp super phosphat) để tăng Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 4 , Hiện nay đang sử dụng nhiều loại nhiên liệu: dầu nặng (FO,MFO,DO,mazut) , khí đốt tự nhiên, các loại than hoặc hỗn hợp của chúng như than nâu, than mỡ, than antraxit…và các chất thải công nghiệp như săm lốp bã thải cao su vụn… Đơn phối liệu xi măng(tỷ lệ hàm lượng các nguyên liệu trong phối liệu) được tính toán từ yêu cầu chất lượng xi măng cần sản xuất.Các căn cứ để tính đơn phối liệu là: 1.Thành phần khoáng clinke: bao gồm các tỷ lệ chính sau Tên chỉ tiêu Giá trị 3CaO (kí hiệu là S),% 40− 64 2CaO (kí hiệu là S),% 15 – 38 3CaO (kí hiệu là 4CaO 7 – 15 A),% (kí hiệu là 10 − 18 AF),% 2.Các hệ số đặc trưng cho thành phần hóa học của clinke: Tên chỉ tiêu Giá trị Hàm lượng CaO tự do, %, max 1,5 Hàm lượng CaO, % 58 – 67 Hàm lượng SiO2, % 18 – 26 Hàm lượng Al2O3, % 3–8 Hàm lượng Fe2O3, % 2–5 Hàm lượng MgO, %, max Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô 5 Trang 5 MnO2,%,max 1,5 R2O,%,max 1,5 3.Các hệ số đặc trưng cho thành phần khoáng của clinke: Hệ số bão hoà vôi LSF 88 – 100 Mô đun Silic SIM 2,0 – 2,6 Mô đun nhôm AIM 1,0 – 2,0 4.Thành phần hóa học của nguyên liệu: Đá vôi: Tên chỉ tiêu Giá trị Hàm lượng CaO, %, min 49 Hàm lượng MgO, %, max 2,5 Hàm lượng SiO2 toàn phần, %, max 5 Lượng đất lẫn, %, max 7 Độ ẩm, %, max 3 Đất sét: Tên chỉ tiêu Giá trị Hàm lượng SiO2, % 58 – 75 Hàm lượng Al2O3, % 11 – 19 Hàm lượng Fe2O3, % 5 – 11 Hàm lượng kiềm (R2O), %, max 3 Hàm lượng mất khi nung, %, max 10 Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 6 Quặng sắt điều chỉnh: Tên chỉ tiêu Giá trị Hàm lượng Fe2O3, %, min 40 Hàm lượng SiO2, %, max 42 Hàm lượng SO3, %, max 1,1 Hàm lượng mất khi nung, %, max 12 Silicat: Tên chỉ tiêu Giá trị Hàm lượng SiO2, %, min 80 Hàm lượng MgO, %, max 1,5 Hàm lượng mất khi nung, %, max 7 Hàm lượng ẩm, %, max 12 Bôxit: Tên chỉ tiêu Giá trị Hàm lượng Al2O3, %, min 40 Hàm lượng Fe2O3, %, max 25 Hàm lượng ẩm, %, max 12 Ngoài ra còn có các loại phụ gia khác Trường hợp sử dụng nhiều đến than để nung ckinke thì phải tính đến phần tham gia của tro than và phối liệu Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 7 2.Cấu tạo lò xi măng phương pháp khô: Sau đây là sơ đồ lò xi măng theo phương pháp khô: Các nguyên liệu được cân theo đơn phối liệu và được nghiền chung trong một máy nghiền để nghiền mịn và trộn đều thành phối liệu : Sau đó nguyên liệu được đưa vào hệ thống trao đổi nhiệt Để tận dụng lượng nhiệt thừa từ lò nung đốt nóng bột phối liệu, người ta đã thiết kế các hệ thống trao đổi nhiệt bên trong lò Các hệ thống trao đổi nhiệt trong lò là các cơ cấu bằng gốm hoặc bằng kim loại,bao gồm hệ thống xylon nhiều tầng(hoặc bậc) mắc nối tiếp: Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 8 Lắp đặt cơ cấu trao đổi nhiệt trong lò với mục đích là phân chia vật liệu cấp cho lò cũng như khí nóng trong lò thành 3 hoặc 4 khoang riêng biệt để tăng bề mặt tiếp xúc và trao đổi nhiệt giữa khí nóng và vật liệu đạt hiệu quả cao hơn Các cơ cấu trao đổi nhiệt bằng gốm được lắp đặt ở vùng lò có nhiệt độ khí lò cao từ 100012000C, vùng này có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa nhiệt độ khí và nhiệt độ của bột liệu và do đó tại vùng này sự trao đổi nhiệt đạt hiệu quả cao nhất Việc sử dụng các cơ cấu gốm lắp đặt trong lò làm tăng năng suất lò quay lên tới 8-12%, đồng thời làm giảm suất tiêu hao nhiệt riêng xuống từ 8-12% Nhiệt độ khí thải lò giảm xuống chỉ còn 600-6500C Nhiệt độ khí thải của các lò quay dài phương pháp khô có lắp đặt hệ thống xích vào khoảng 380 - 4000C với dòng khí thải này, bột liệu cấp vào lò có hàm lượng ẩm lên tới 13% thì vẫn được sấy khô mà không cần phải gia nhiệt thêm Nhiệt độ khí thải của các lò quay dài phương pháp khô có lắp đặt hệ thống xích vào khoảng 380 - 4000C với dòng khí thải này, bột liệu cấp vào lò có hàm lượng ẩm lên tới 13% thì vẫn được sấy khô mà không cần phải gia nhiệt thêm Sau khi qua hệ thống trao đổi nhiệt để nung sơ bộ, nguyên liệu được đưa vào lò nung.Lò nung có vỏ ngoài bằng thép, vỏ bên trong là lớp gạch chịu lửa, dốc về một phía giúp cho quá trình nung dễ dàng, đầu thấp hơn có ống vòi phun phun lửa vào trong lò, làm nóng nguyên liệu cháy, đầu cao là nơi cung cấp clinke Bên ngoài thân lò là các vành bánh xe dẫn động giúp lò quay liên tục trong quá trinh nung Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 9 Sau khi nung thu được clinke xi măng, clinke tiếp tục được đưa vào máy nghiền xi măng, máy nghiền có các răng so le nhau để giúp cho việc nghiền xi măng đạt hiệu quả cao nhất Sau khi thêm các chất phụ gia, xi măng được đóng bao trở thành xi măng thành phẩm Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 10 Máy nghiền xi măng Người ta cũng sử dụng các loại phụ gia trợ nghiền tăng hiệu suất nghiền, tăng độ mịn cho xi măng Đó là các chất thí dụ như aminaxetat, etylenglycol… Không gây ảnh hưởng xấu đến tính chất của xi măng,với một hàm lượng rất nhỏ có tác dụng giảm năng lượng hoặc diện tích bề mặt của các hạt rắn được nghiền và của bề mặt vật thể nghiền( bi nghiền),giúp khăc phục hiện tượng các hạt mịn hút dính vào nhau và dính bết vào vật thể nghiền làm mất tác dụng nghiền [2] Cuối cùng là công đoạn đóng gói và xuất xưởng xi măng, công đoạn này chủ yếu nặng hơn về mặt bán hàng III CÁC CHẤT THẢI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN MÔI TRƯỜNG 1 Nước thải : Lượng nước thường được cung cấp cho sản xuất là 1980 m3/ngày, gồm : nước chuẩn bị nguyên liệu, vệ sinh công nghiệp, làm nguội máy móc thiết bị, … Lượng nước thải hình thành trong quá trình sản xuất lấy bằng 80% lượng nước cấp là 1584 m3/ngày Vậy nguồn gây ô nhiễm môi trường nước do nước thải sản xuất là : • Nước thải sản xuất từ quá trình nghiền nguyên liệu chứa bùn nhiều tạp chất rắn trong đó có các kim loại như sắt, nhôm, silic • Nước thải từ quá trình nghiền than có hàm lượng cặn lơ lửng cao, nhiều tạp quặng như pirit • Nước thải rửa sân, tưới sân, khử bụi … chứa nhiều tạp chất rắn và các loại chất bẩn khác • Nước thải từ quá trình làm nguội clinker, làm nguội thiết bị nghiền nguyên nhiên liệu và nghiền xi măng, nước lò hơi … có nhiệt độ cao, chứa váng dầu và 1 lượng nhất định cặn lơ lửng • Nước thải rửa thiết bị, vệ sinh bể chứa dầu MFO … có hàm lượng dầu, cặn lơ lửng, COD lớn Lượng nước thải này nhỏ song các chất độc hại có thể gây ảnh hưởng đáng kể đến hệ sinh thái các vực nước nhỏ Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 17 2 Chất thải rắn : Nguyên liệu được tuyển chọn tại nơi khai thác nên không có phế thải rắn từ nguyên liệu tại nhà máy Trong quá trình hoạt động của nhà máy, chất thải rắn công nghiệp chủ yếu là bao bì, giấy phế thải, nguyên vật liệu rơi vãi trong quá trình vận chuyển Lượng chất thải rắn sinh hoạt do khoảng 755 cán bộ công nhân viên làm việc trong nhà máy sinh ra khoảng 1m3/ngày Các chất thải rắn sinh hoạt và sản xuất nếu không được xử lý tốt sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường đất, nước, không khí và là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loại vi khuẩn Chất thải rắn hữu cơ có thể tái sử dụng, các chất vô cơ bền vững ít độc hại 3 Ô nhiễm đối với các môi trường vật lý : 3.1 Tiếng ồn và rung động : Tiếng ồn và rung phát ra chủ yếu từ các thiết bị sản xuất như động cơ, máy bơm,máy quạt hoặc từ các phương tiện vận chuyển nguyên, nhiên liệu và sản phẩm khi hoạt động Do trong nhà máy có nhiều máy móc, thiết bị hoạt động nên tiếng ồn và rung sẽ ảnh hưởng đối với công nhân sản xuất nhưng không ảnh hưởng đối với khu dân cư xung quanh 3.2.Ô nhiễm nhiệt : Quá trình công nghệ sản xuất xi măng có sử dụng nhiệt cho các công đoạn nghiền nguyên liệu, nghiền than, nghiền xi măng (t = 90 – 98°C), nồi hơi, các hệ thống vận chuyển bột liệu và lò nung clinker Tổng các nhiệt lượng này toả vào không gian nhà xưởng rất lớn làm nhiệt độ bên trong nhà xưởng tăng cao,gây ảnh hưởng tới quá trình hô hấp của cơ thể con người gây ảnh hưởng đến sức khỏe và năng suất lao động Để giảm nhẹ ô nhiễm nhiệt, nhà máy áp dụng các giải pháp thông gió tự nhiên hoặc kết hợp với thông gió cơ khí để tạo môi trường làm việc tốt cho công nhân Ô nhiễm nhiệt chủ yếu tác động đến sức khoẻ của công nhân làm việc trong các phân xưởng có nhiệt độ cao như nghiền liệu và lò nung, cấp liệu lò, vận chuyển clinker, nghiền than, nghiền xi măng (nhiệt độ khí thải 90°C), làm nguội clinker (nhiệt độ khí thải max 330°C) Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 18 4 Quá trình phát sinh bụi và khí thải : Xét toàn bộ các hoạt động của nhà máy từ khâu khai thác vận chuyển nguyên, nhiên liệu đến khâu xuất sản phẩm thì bụi và khí thải sinh ra ở nhiều công đoạn khác nhau Tuy nhiên khí thải độc hại chỉ chiếm một phần rất nhỏ còn nguồn ô nhiễm không khí chủ yếu trong quá trình sản xuất xi măng là bụi Tuỳ thuộc vào nguồn phát sinh mà bụi ở các công đoạn có thành phần, nồng độ và kích thước khác nhau và chúng mang những đặc trưng khác nhau a) Các điểm phát sinh khí thải trong các công đoạn : 1 Công đoạn khai thác, đập (ngoài hàng rào nhà máy) và vận chuyển đá vôi về kho trong nhà máy : Nguồn bụi sinh ra từ hoạt động nổ mìn, vận chuyển đá vôi bằng phương tiện vận tải từ mỏ về nhà máy Khi về đến nhà máy thì bụi phát sinh từ phễu tiếp nhận đá vôi (cỡ hạt < 1500mm) của máy búa và khi ra khỏi máy (cỡ hạt ≤ 50mm) Ở công đoạn này, máy búa không gây bụi mà bụi chủ yếu sinh ra do ôtô đổ đá vôi vào phễu, lượng bụi này rất lớn Sau máy đập búa đá vôi cỡ hạt ≤ 50mm được chuyển đến kho chứa bằng hệ thống băng tải cao su và cầu rải liệu di động, giai đoạn này do quá trình đổ rót, chuyển đổi vị trí băng tải phát sinh bụi vào môi trường không khí xung quanh 2 Công đoạn khai thác, đập nhỏ (bên ngoài nhà máy) và vận chuyển đất sét về kho trong nhà máy : Nguồn bụi phát sinh từ phễu tiếp nhận đá sét (cỡ hạt ≤ 500mm) của máy đập búa 2 trục và sau khi ra khỏi máy (cỡ hạt ≤ 50mm) Ra khỏi máy đập búa đá sét được vận chuyển về kho chứa trên băng tải cao su và thiết bị rải đống giữa, quá trình này phát sinh bụi từ các điểm rót tại các vị trí chuyển đổi đá sét 3 Đối với các nguyên liệu như Silica, xỉ Pirit và than : Chỉ có nguồn phát sinh bụi trong quá trình tiếp nhận và vận chuyển nguyên liệu cùng sử dụng chung dây chuyền với vận chuyển đá sét (không qua công đoạn đập) nên các vị trí phát sinh bụi tương tự vận chuyển đá sét 4 Đối với thạch cao và phụ gia : Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 19 Nguồn bụi phát sinh trong quá trình bốc nguyên liệu, cấp liệu cho máy đập búa 150t/h để xử lý cỡ hạt từ ≤ 500mm xuống ≤ 30mm và vị trí chuyển đổi băng tải cao su với băng rải đống di động 5 Tại các kho chứa và đồng nhất nguyên liệu : Bụi phát sinh từ các vị trí chuyển đổi của băng tải và tại các vị trí đổ rót nguyên liệu vào két định lượng 6 Công đoạn tồn trữ và rút nguyên liệu cho máy nghiền : Nguồn bụi phát sinh trong quá trình rút kho nhờ băng cào, các điểm chuyển đổi trên băng tải cao su và điểm rót vào két định lượng trước máy nghiền 7 Công đoạn nghiền nguyên liệu : Nguyên liệu từ các két định lượng qua hệ thống cân định lượng xuống băng tải chuyển vào máy nghiền Tại máy nghiền liên hợp chu trình kín (có sử dụng khí thải đốt than trong lò nung nguyên liệu và lò nung clinker để sấy khô nguyên liệu nâng cao hiệu suất cho quá trình nghiền) các hạt mịn được đưa tới xyclon Tại xyclon các hạt mịn được giữ lại theo hệ thống gầu nâng và máng khí động tới Silô đồng nhất còn phần khí và bụi sẽ được đưa qua lọc bụi tĩnh điện để đảm bảo nồng độ bụi của khí thải ≤ 50mg/Nm3 và nhiệt độ khí thải ≤ 150°C Phần khí và bụi thải ra môi trường qua ống khói (số 03) có lưu lượng 5.800 Nm3/ph, D = 5m, H = 100m Trong trường hợp máy nghiền không hoạt động nguồn khí thải này sẽ được chuyển vào tháp điều hoà có hệ thống phun nước làm lạnh giảm nhiệt độ xuống ≤ 150°C rồi cũng đưa về thiết bị lọc bụi tĩnh điện trước khi thải ra ngoài qua ống khói 8 Công đoạn đồng nhất bột liệu và cấp liệu lò nung : Bột phối liệu được vận chuyển lên đỉnh Silô đồng nhất bằng băng tải và cấp vào thùng cấp liệu, tại đây phát sinh bụi do bột liệu vận chuyển trên máng thuỷ lực và đổ từ băng tải vào thùng cấp liệu Tiếp theo bột liệu được đưa vào cân định lượng tới xyclon của lò nung Tại đây bụi chủ yếu phát sinh tại vị trí bột liệu vào và ra khỏi cân Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 20 9 Công đoạn nghiền và cung cấp than : Nguồn ô nhiễm có vị trí phát sinh tương tự công đoạn nghiền phối liệu Những vị trí phát sinh khí và bụi trong quá trình rút than từ kho, vận chuyển đổ rót vào két than thô, vào máy nghiền con lăn đứng Tại máy sấy nghiền than, than bột được vận chuyển bằng dòng khí nóng (từ máy làm nguội clinker) tới xyclon lắng để chuyển tới két than mịn Phần khí sau khi sấy than được đưa qua thiết bị lọc bụi điện rồi thải ra ngoài qua ống khói (số 09) có lưu lượng thải 1300 Nm3/ph, D = 1,8m, H = 43m và t = 90°C 10 Hệ thống Xyclon trao đổi nhiệt và buông phân huỷ : Do hệ thống kín hoàn toàn nên không sinh ra bụi mà chỉ có lượng nhiệt toả ra môi trường xung quanh thành của các Xyclon và buồng phân huỷ Khí thải của buồng phân huỷ (bộ phận tiền nung) được sử dụng làm tác nhân sấy cho nghiền liệu với nhiệt độ sấy khoảng 260 – 280°C, sau đó thải ra ngoài qua ống khói (số 03) lưu lượng 5800 Nm3/ph, D = 5m, H = 100m, t = 90°C (max 150°C) 11 Công đoạn nung Clinker : Bột liệu sau khi được Canxi hoá tại buồng phân huỷ vào lò nung để tiếp tục quá trình nung Clinker Nguôn gây ô nhiễm chủ yếu là khí nóng toả ra xung quanh vỏ và 2 đầu lò Toàn bộ được bao bọc kín nên khí thải sinh ra từ lò nung không thoát được ra ngoài và chúng được đưa qua thiết bị làm lạnh kiểu ghi 12 Công đoạn làm nguội clinker : Clinker từ lò nung đi ra có nhiệt độ rât cao được làm lạnh đột ngột bằng thiết bị làm lạnh kiểu ghi nhằm làm nguội clinker từ 1350°C xuống khoảng 90°C Hệ thống làm lạnh sử dụng các quạt gió lưu lượng 6.800 Nm3/ph lấy không khí bên ngoài thổi qua các ghi và xáo trộn clinker nằm trên ghi đồng thời hạ nhiệt của clinker Khí thải tại ngăn thứ nhất của thiết bị làm lạnh có nhiệt độ cao được cấp cho buồng phân huỷ Phần còn lại qua lọc bụi điện 05EP101, một phần được sử dụng để nghiền sấy than, phần kia thải ra ngoài qua ống khói (số 05) lưu lượng 3.000 Nm3/ph, D = 5m, H = 43m, t = 330°C 13 Công đoạn vận chuyển và chứa clinker : Bụi ở công đoạn này phát sinh chủ yếu do quá trình chuyển đổi trên các Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 21 băng tải và đổ clinker vào Silô 14 Công đoạn nghiền xi măng : Nguồn ô nhiễm chủ yếu là bụi xi măng trong quá trình từ cân định lượng xuống hệ thống vận chuyển xi măng Bột xi măng sau khi ra khỏi máy nghiền được chuyển tới thiết bị phân ly và tập trung vào các xyclon lắng rồi chuyển tới Silô chứa Phần khí thải sau phân ly được xử lý bằng thiết bị lọc bụi túi 08.BF.301 (năng suất 26.000m3/h) Phần khí thải cho thông gió máy nghiền được xử lý bằng thiết bị lọc bụi tĩnh điện 08.EP.101 và thải ra ngoài qua ống khói (số 08) lưu lượng 1.000 m3/ph, D = 2m, H = 49m, t = 45°C 15 Công đoạn chứa và đóng bao xi măng thành phẩm : Bụi sinh ra chủ yếu là bụi xi măng trong quá trình vận chuyển xi măng đến Silô 16 Công đoạn phụ trợ : Nhà nồi hơi sử dụng dầu MFO cho 1 nồi hơi công suất 1.500 kg hơi/h Quá trình đốt dầu sinh ra khí thải và bụi, chúng được thải ra ngoài qua ống khói (số 12) lưu lượng 3420 m3/h, D = 0,5m, H = 43m Như vậy nguồn gây ô nhiễm không khí trong nhà máy chủ yếu do khói lò hơi, các buồng đốt, bụi trong quá trình đập nghiền, vận chuyển nguyên nhiên liệu, xi măng và bụi, khí độc từ quá trình nung, làm lạnh cliker và nghiền xi măng b) Đặc trưng ô nhiễm bụi và khí thải : Đặc trưng ô nhiễm từ hệ thống sản xuất đối với môi trường không khí là ô nhiễm bụi (bụi than, đá sét, đá vôi, thạch cao, xỉ pirit,clinker, xi măng và bụi của quá trình đốt dầu MFO), khí độc (SO2, NO2, CO2) 1 Ô nhiễm từ các nguồn thải của nhà máy Tải lượng các chất ô nhiễm do các hoạt động của nhà máy gây ra được tổng kết trong bảng 1 Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 22 Bảng 1 Tải lượng ô nhiễm khí từ các nguồn thải của Nhà máy XMHP mới Hoạt động công nghệ Hệ số ô nhiễm Tải lượng ô nhiễm (kg/tấn clinker) (tấn/năm) Bụi SO2 NO2 Bụi Dự trữ than (silô) 0,1 - - 103,95 Đập, nghiền, sàng than (**) 0,102 - - 106,03 Dự trữ nguyên liệu 0,14 - - 145,53 Đập, sàng nguyên liệu (*) 0,02 - - 20,97 Vận chuyển bằng băng tải (*) 0,07 5 - - 77,96 Nghiền nung nguyên liệu, clinker (**) 0,34 1,02 2,15 353,43 Làm lạnh clinker (**) 0,048 - - 49,9 Nghiền clinker (**) 0,05 - - 52 Dự trữ clinker (silô) 0,12 - - 124,74 Dự trữ xi măng (silô) 0,13 - - 135,14 Vận chuyển theo tàu 0,01 - - 10,4 Tổng cộng SO2 NO2 1.060, 3 2.235 1179,87 1060,3 2235 Ghi chú : • Số lượng clinker 3.300 tấn/ngày hay 1.039.500 tấn/năm • Vận chuyển xi măng ở trạng thái đóng bao (*) Các công đoạn được trang bị lọc bụi túi (**) Các công đoạn được trang bị lọc bụi tĩnh điện Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 23 Như vậy, khối lượng chất ô nhiễm thải ra trong 1 năm từ tất cả các nguồn trong trường hợp các thiết bị xử lý hoạt động sẽ là 1.179,87 tấn bụi; 1.060,3 tấn SO2 và 2.235 tấn NO2 Trong trường hợp thiết bị lọc bụi tĩnh điện không hoạt động (gặp sự cố) thì tại các công đoạn có sử dụng thiết bị lọc bụi tĩnh điện tải lượng ô nhiễm sẽ tăng lên : • • • • Đập, nghiền, sàng than : Nghiền, nung nguyên liệu, clinker Làm lạnh Clinker Nghiền xi măng 318,94 g/s 4888,89 g/s 404,86 g/s 404,86 g/s 2 Ô nhiễm từ quá trình đốt nhiên liệu Trong quá trình sản xuất tại nhà máy có 3 bộ phận sử dụng nhiên liệu đốt với khối lượng lớn là : • Lò nung sơ bộ (buồng phân huỷ) : 9,71 tấn than/h + 0,137 t/h MFO • Lò nung clinker : 8,10 tấn than/h + 0.137 t/h MFO • Lò hơi đốt dầu MFO : đốt 150 ngày trong năm Trong đó : 50 ngày đốt 0,25 t/h (đốt hết công suất) 100 ngày đốt 0,125 t/h Xét tất cả các nguồn thải từ nhà máy xi măng thì khí thải từ lò nung nguyên liệu và lò nung clinker, khí thải từ các công đoạn sấy nguyên liệu và lò hơi là nguồn chính và kiểm soát được Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải, thải qua các ống khói chính được tính toán trên cơ sở hệ số ô nhiễm của Tổ chức Y tế thế giới WHO và các thông số về thành phần than cũng như đặc điểm của các quá trình công nghệ của nhà máy Kết qủa tính toán lượng ô nhiễm bụi và khí độc hại của nhà máy xi măng Hải Phòng mới dùng nhiên liệu than cám 3+4 Quảng Ninh, trong trường hợp có và không có hệ thống xử lý được tổng kết trong bảng 2 Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 24 Bảng 2 Tải lượng các chất ô nhiễm do đốt nhiên liệu Chất Tải lượng ô nhiễm (g/s) ô Lò nung sơ bộ Lò nung nhiễm nguyên liệu clinker A1 B1 A2 Lò hơi B2 A3 B3 A1+A2+A3 B1+B2+B3 0,05 0,05 368,691 4,661 Bụi than 139,82 1,75 0,016 0,0002 0,016 0,0002 0,025 * 0,025 * 368,665* 4,635* SO2 26,97 26,97 22,50 22,50 1,45 1,45 72,56 72,56 0,221 0,221 0,221 0,221 0,725 * 0,725 * 71,825* 71,825* 35,45 35,45 29,56 29,56 0,67 0,67 64,69 64,69 - - - - 0,335 * 0,335 * 64,355* 64,355* 3951, 8 3951, 8 3294, 5 3294, 5 0,152 0,152 10.420,35 10.420,35 10.420,32* 10.420,32* 76,09 76,09 76,09 76,09 NO2 CO 116,07 1,46 Tổng tải lượng (g/s) 0,076* 0,152 * Ghi chú : Ký hiệu A - không có xử lý Ký hiệu B - xử lý bằng thiết bị lọc bụi tĩnh điện Ký hiệu có gạch chân biểu thị lượng dầu MFO dùng cho lò nung Ký hiệu (*) – tính cho trường hợp đốt 125 kg/h dầu MFO Vậy, nếu tính theo lượng nhiên liệu sử dụng trong quá trình sản xuất xi măng trong trường hợp hệ thống xử lý không hoạt động, mỗi ngày nhà máy sẽ thải vào môi Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 25 trường 31.854,9 kg bụi khói, 6.269,184 kg SO2, 5.589,216 kg NO2 và 900.318,24 kg CO 3 Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải đi vào môi trường : Việc tính toán nồng độ ô nhiễm thải ra môi trường dựa trên cơ sở tải lượng ô nhiễm (Bảng 3-1) và lưu lượng khí thải (bảng 3-2) Kết quả biểu thị trong bảng 3 Bảng 3 Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải Ống khói Lưu lượng khí thải (m3/h) Chất ô nhiễm Nồng độ (mg/m3) TCCP (mg/m3) 1 2 3 4 5 Bụi 134,34 400 Nguồn thải số 3 H = 100m 348.888 (50.574,72*) D = 5m SO2 403,02 500 t = 150oC NO2 849,53 1000 Bụi 18,33 400 Nguồn thải số 5 H = 43m 360.000 D = 5m (4.048,6*) t = 330oC Nguồn thải số 8 H = 43m 60.000 Bụi D = 1,8m 233,75 400 (19136,4*) t = 90oC Nguồn thải số 9 H = 49m 78.000 Bụi D = 2m Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô 88,18 (18685,85*) Trang 26 400 t = 90oC Nguồn thải số 12 H = 43m 10.520 D = 0,5m Bụi 17,11 400 SO2 496,20 500 NO2 229,28 1.000 t = 300oC Ký hiệu (*) thể hiện trường hợp thiết bị lọc bụi tĩnh điện không hoạt động So sánh nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải từ các ống khói trong trường hợp thiết bị lọc bụi tĩnh điện hoạt động với tiêu chuẩn cho phép ta thấy nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải đều nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép IV SO SÁNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG TRONG LÒ QUAY KHÔ VỚI CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÁC - Lò quay có nhiều ưu điểm hơn lò đứng Chỉ tiêu kỹ thuật Phối liệu Lò quay CN khô Đá vôi, đất sét, thạch cao Phối liệu vào lò dưới dạng bột mịn có độ ẩm 12% (Lò có xyclon trao đổi nhiệt) hoặc dạng viên có độ ẩm 12 - 14% ( lò có xích canxinato ) CN ướt Phối liệu vào lò dưới Phối liệu vào lò dạng bùn pat dưới dạng viên, có độ ẩm 35 độ ẩm 12 - 16% - 40% Phối liệu không trộn lẫn với than ( phối liệu xám ) Nhiên liệu Mức tiêu tốn nhiên liệu/đv sản phẩm CN lò đứng Phối liệu có trộn lẫn với than ( phối liệu đen ) Than, dầu, khí Nhỏ nhất Lớn nhất Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 27 Trung bình Sử dụng lò quay để nung clinke Quá trình nung Nguyên lý làm việc Sử dụng lò đứng để nung clinke Có hệ thống trao đổi nhiệt Phải qua giai Phải qua giai là xyclon hoặc xích đoạn sấy đoạn sấy (giảm canxinato ( thực chất là ghi (giảm độ ẩm độ ẩm từ 14% nung trao đổi nhiệt ) từ 40% xuống 2%) xuống 2%) - Làm việc liên tục, phối liệu được nạp từ - Làm việc gián đấu cao của lò, đảo trộn đều theo vòng đoạn, phối liệu quay của lò cấp vào theo mẻ, từ trên xuống, - Quá trình tạo khoáng được diễn ra theo - Quá trình chiều dài của lò khoáng hoá diễn - Công suất lớn 3000 - 5800 tấn/ngày, gấp ra theo chiều cao 5 - 10 lần công suất của lò đứng của lò trong từng viên phối - Than được đốt riêng từ buồng than, quá liệu trình nung luyện nhận nhiệt từ khí nóng từ - Quá trình cháy buồng đốt than diễn ra tại lò nung, sự cháy diễn ra trong 0 - Nhiệt độ nung 1450 C, chất lượng sản từng viên liệu phẩm tốt, ổn định, chất lượng xi măng tốt -Nhiệt độ nung hơn so với lò đứng chưa đảm bảo giới hạn 1420 14500C “ So sánh về môi trường : • Giống nhau : - Sử dụng nguyên liệu giống nhau[4] - Đều trải qua quá trình gia công tương tự(đập,nghiền,sàng)=>sinh bụi,tiếng ồn[4] - Sử dụng than cho quá trình nung clinke =>khí đốt than : SO2, NOx [4] Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 28 • - - - - - Quá trình đóng bao như nhau=> sinh bụi,tiếng ồn =>chất thải rắn giống nhau [4] - Các công đoạn như nhau => chất thải rắn như nhau[4] Khác nhau : Mức tiêu dùng nguyên liệu : xi măng lò quay (ướt và khô) có công suất tiêu thụ gấp từ 5 – 10 lần lò đứng do công suất lớn hơn[4] Mức tiêu thụ nhiên liệu:  Tiêu thụ nhiên liệu cho 1 tấn sản phẩm ở lò quay ướt lớn nhất => khí thải lớn nhất  Tiêu thụ nhiên liệu cho 1 tấn sản phẩm ở lò quay khô nhỏ nhất => khí thải nhỏ nhất Khí thải từ nung clinke: tải lượng khí thải ra do quá trình nung clinke trong lò quay ướt là lớn nhất,trong lò quay khô là nhỏ nhất => xu hướng chuyển từ công nghệ lò quay ướt sang công nghệ lò quay khô => tiết kiệm nhiên liệu,giảm lượng khí thải ra Bụi từ nung clinke : với trường hợp các thiết bị xử lý bụi không hoạt động,lượng bụi thoát ra do quá trình nung clinke trong lò quay ( ướt + khô) là lớn nhất,do lò quay sử dụng nhiều nhiên liệu hơn lò đứng Nếu có thiết bị xử lý bụi hoạt động,có thể lượng bụi thoát ra trong sản xuất xi măng lò đứng nhiều hơn,do các nhà máy xi măng lò đứng thường chỉ lắp hệ thống thu hồi bụi với hiệu suất thấp (xấp xỉ 80%) => lượng bụi thoát ra môi trường tương đối lớn,trong khi đó các nhà máy xi măng lò quay với lọc bụi tĩnh điện,hiệu suất cao =>lượng bụi thoát ra sẽ ít hơn Bảng 4 : Tổng hợp kết quả cân bằng vật chất lượng thải của các loại hình sản xuất xi măng(tính cho 1000 tấn sản phẩm) Công nghệ/Chỉ tiêu I Nguyên liệu - Đá vôi - Đất sét - Xi pirit - Photphorit II Nhiên liệu - Than III Chất thải - Bụi Lò quay khô(tấn) Lò quay ướt(tấn) Lò đứng(tấn) 1251,6 314,4 26,5 - 1251,6 314,4 26,5 - 1270 298 31 32 141 330 220 0,70825 0,71 14,34 Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 29 - Bụi(*) 224,25 227,75 124,54 - CO2 252,17 1483 1297,6 - SO2 5,565 7,27 6,67 - CO 0,042 0,099 0,075 - NO2 1,27 2,97 2,5 - HF 0,674 (*) – Tính cho trường hợp tất cả các thiết bị thu hồi bụi không hoạt động “ V HƯỚNG XỬ LÝ CHẤT THẢI 1 Sản xuất sạch hơn: • Giải pháp thay thế nguyên nhiên liệu : - Chứa hàm lượng S,C,N thấp - Sử dụng loại xỉ có hàm lượng S thấp Vd : xỉ của lò tầng sôi 1 – 2% S • Phương pháp thay đổi công nghệ : - Giảm lượng chất thải phát sinh Vd: nghiền kín thay cho máy nghiền hở - Sử dụng thiết bị gia công nguyên liệu hiện đại hơn - Nhiệt độ xi măng trong lò > 1000°C => khí ra khỏi lò mang theo 1 lượng nhiệt lớn có thể tận dụng để sấy,tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất [4] 2 Hướng xử lý khí thải: • Xử lý bụi : kết hợp nhiều thiết bị xử lý bụi như buồng lắng,xyclon,thiết bị lọc bụi tay áo,thiết bị lọc bụi tĩnh điện • Khí thải độc hại: - SO2 : hấp thụ bằng dung dịch có tính kiềm : Na2CO3, Ca(OH)2, NaOH - CO : hấp thụ bằng dung dịch muối phức của đồng hoặc oxi hóa nhiệt - CO2 : hấp thụ bằng dung dịch kiềm - HF : thay thế phụ gia để không tạo ra HF vì xử lý rất đắt Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Khoáng vật học Silicat – Huỳnh Đức Minh 2 Công nghệ vật liệu – Phạm Văn Thái,Nguyễn Hữu Dũng,Phạm Quang Lộc,Bùi Chương,Nguyễn Anh Dũng [2 – 15,16] 3 Bài giảng Lò xi măng – Th.S Hoàng Trung Ngôn(Khoa Công nghệ vật liệu) 4 Các quá trình sản xuất cơ bản [4 -29,30,31] Công nghệ sản xuất xi măng trong lò quay khô Trang 31 ... cho nhà máy xi măng kiểu cũ II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG TRONG LỊ QUAY KHƠ Cơng nghệ sản xuất xi măng lị quay khơ Trang Nguyên liệu, nhiên liệu: Xi măng Portland loại vật liệu sản xuất từ: •... chuẩn cho phép IV SO SÁNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG TRONG LỊ QUAY KHƠ VỚI CÁC CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÁC - Lị quay có nhiều ưu điểm lò đứng Chỉ tiêu kỹ thuật Phối liệu Lị quay CN khơ Đá vơi, đất... thêm chất phụ gia, xi măng đóng bao trở thành xi măng thành phẩm Cơng nghệ sản xuất xi măng lị quay khơ Trang 10 Quy trình cơng nghệ: a Nghiền nguyên liệu đồng nhất: Yêu cầu công đoạn đảm bảo

Ngày đăng: 29/07/2020, 19:47

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • MỤC LỤC

    • 1. Nguyên liệu, nhiên liệu:

    • 2.Cấu tạo lò xi măng phương pháp khô:

    • 3. Quy trình công nghệ:

    • 1. Nước thải :

    • 2. Chất thải rắn :

    • 3. Ô nhiễm đối với các môi trường vật lý :

    • 4. Quá trình phát sinh bụi và khí thải :

  • V. HƯỚNG XỬ LÝ CHẤT THẢI

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan