Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng pooc lăng Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng pooc lăng Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng pooc lăng luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp
Lê Thanh Hoà Bộ Giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Lª Thanh Hoà nghiên cứu sử dụng tro bay na dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng pooc lăng ghành: CNVL Hoá Học Chuyên nghành: Công nghệ vật liệu Silicat Luận văn thạc sỹ nghành cNVL hoá học Người hướng dẫn khoa học TS: Tạ Ngọc Dũng Khoá 2005-2007 Hà nội-2007 -ađề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng MỤC LỤC Nội dung Trang Mở đầu Ch¬ng 1.Tỉng quan 1.1 Tæng quan phương pháp công nghệ sản xuất xi măng Poóclăng 1.2 Quá trình nung clanhke XMP 1.3.Lý thuyết chất khống hố cơng nghiệp XMP 19 1.4.Tro bay Na Dương 23 Chương Quá trình hình thành phát triển cường độ đá XMP 26 2.1.Quá trình hydrat hoá khoáng xi măng 26 2.2.Sự đóng rắn đá xi măng 30 2.3.KÕt ln tỉng quan vµ giíi hạn phạm vi nghiên cứu 33 Chương Vật liệu sử dụng phương pháp nghiên cứu 34 3.1.Vật liệu sử dụng 34 3.2.Phương pháp nghiên cứu 36 3.3.Sơ đồ nghiên cứu 41 Chương Kết thảo luận 42 4.1.Ảnh hưởng tro bay Na Dương đến cường độ nén XMP 42 4.2.Ảnh hưởng TBND đến hàm lượng vôi tự 46 4.3.Lượng nước tiêu chuẩn thời gian ninh kết XMP sử dụng TBND……….47 4.4 Độ ổn định thể tích XMP sử dụng TBND 49 4.5 Độ nở sulphát 50 Kết luận kiến nghị 56 Tài liệu tham kho Ph lc Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat a -57đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng CC K HIU VIT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Hợp chất, thuật ngữ Viết tắt, Ký hiệu CaO C SiO S Al O A Fe O F MgO M Mất nung MKN Chất khác CK Kiềm R Khoáng 3CaO.SiO C3S Khoáng 2CaO.SiO C2S Khoáng 3CaO.Al O C3A Khoáng 4CaO.Al O Fe O C AF Xi măng poóclăng XMP Tro bay Na Dng TBND Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat 57 -1đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng Mở đầu 1.Tính cấp thiết đề tài Trong sản xuất xi măng, công đoạn nung clanhke xi măng thường chiếm tới 80% lượng sản xuất Vì vậy, tiết kiệm nhiên liệu nâng cao chất lượng clanhke xi măng hai vấn đề nhà máy quan tâm, bối cảnh nguồn tài nguyên nhiên liệu ngày “cạn kiệt”, ngành công nghiệp xi măng nước ta khơng nằm ngồi thực trạng Để tiết kiệm lượng sản xuất, ngồi việc cải tiến thiết bị cơng nghệ biện pháp khơng tiết kiệm nhiều lượng mà nâng cao chất lượng clanhke xi măng sử dụng phụ gia khoáng hoá Các nghiên cứu giới sử dụng phụ gia khống hóa nung clanhke xi măng cho thấy: việc sử dụng phụ gia khống hóa q trình nung luyện clanhke xi măng giảm nhiệt độ nung tới 100oC giảm nhiệt lý thuyết tạo clanhke giảm tổn thất nhiệt môi trường xung quanh nhờ giảm nhiệt độ tạo khoáng zone nung Bên cạnh đó, việc tận dụng phế thải cơng nghiệp nhằm hạ thấp chi phí sản xuất mà đảm bảo chất lượng sản phẩm ưu tiên hàng đầu nhà sản xuất Ví dụ việc tận dụng tro bay nhiệt điện, xỉ lò cao cơng nghiệp luyện thép,… làm phụ gia khống hoạt tính hay việc sử dụng lốp xe thải công nghiệp nung luyện clanhke xi măng trở nên phổ biến thông dụng Trong đề tài luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu sử dụng tro bay nhiệt điện Na Dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng Bởi vì, loại tro than có hàm lượng nung tương đối cao màu nâu phớt hồng nên khó để sử dụng làm phụ gia khống hoạt tính cơng nghiệp xi măng Và lý quan trọng để lựa chọn sử dụng tro bay nhiệt điện Na Dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng thành phần có chứa hàm lượng SO tương đối cao, thường lên tới 10% Theo tài liệu CaSO phụ gia khoáng hoá hữu ích q trình nung clanhke XMP Việc nghiên cứu thành công sử dụng tro than nhiệt điện Na Dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng tạo cho công nghiệp xi măng nguồn ngun liệu khống hố tốt mà cịn giúp cho nhiệt in Na Dng gii quyt Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -2đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng c tiêu thụ hàng ngàn chất thải rắn ngày từ trình sản xuất điện Hiện nay, lượng chất thải chưa có biện pháp xử lý tận thu cách có hiệu gây nhiều khó khăn cho Cơng ty điện Na Dương Xuất phát từ luận điểm trên, tác giả tập trung nghiên cứu đề tài “Sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng poóc lăng” Trên tính cấp thiết đề tài 2.Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Mục đích đề tài: Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng lò quay Chứng minh lượng SO tro bay nhiệt điện Na Dương có vai trị chất khống hố q trình tạo khống clanhke xi măng pclăng Nhiệm vụ đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng SO tro bay nhiệt điện Na Dương phụ gia khống hố đến q trình tạo khống clanhke XMP Phân tích rõ chế tác dụng khống hố SO đến q trình tạo khống clanhke XMP Ý nghĩa khoa học đề tài Chỉ sở lý thuyết khống hố cơng nghiệp xi măng Chỉ khác biệt việc có không sử dụng tro bay Na Dương đến cường độ nén XMP hàm lượng CaO td clanhke XMP sở phối liệu xi măng lò quay Chứng minh việc sử dụng tro bay nhiệt điện Na Dương có tác dụng khống hố tốt góp phần làm giảm nhiệt độ nung clanhke XMP Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài tro bay nhà máy nhiệt điện Na Dương Đây loại tro bay có chứa hàm lượng SO tương đối cao so với cỏc loi tro bay khỏc Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -3đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng 5.Phng phỏp nghiờn cứu Sử dụng logíc nghiên cứu thực theo trình tự sau: - Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng tro bay Na Dương thay phần đất sét phối liệu xi măng lò quay đến cường độ hàm lượng vôi tự clanhke XMP - Phân tích nhiệt DSC nhiễu xạ Rơnghen định tính, từ ảnh hưởng phụ gia khoáng hoá đến tạo thành khoáng clanhke xi măng Một số tính chất lý xi măng thực theo tiêu chuẩn Việt Nam hành, số khác thực theo phương pháp phi tiêu chuẩn Các nghiên cứu phân tích nhiệt DSC nhiễu xạ Rơnghen định tính thực theo tiêu chuẩn quốc tế Các tiêu nguyên liệu thực theo tiêu chuẩn Việt Nam quốc tế hành Ý nghĩa kinh tế xã hội Việc nghiên cứu thành công sử dụng tro bay Na Dương nguyên liệu cung cấp chất khống hố cơng nghiệp xi măng khơng tạo loại nguyên liệu tốt nâng cao chất lượng giảm nhiệt độ nung clanhke XMP mà cịn tiêu thụ lượng lớn tồn lượng tro bay thải từ trình sản xuất điện nhà máy nhiệt điện Na Dương Như vậy, vừa đem lại lợi ích kinh tế cho nhà máy xi măng lò quay lại vừa giải vấn đề chất thải rắn nhiệt điện Na Dương, tận thu nguồn phế thải nhà máy nhiệt điện Dự kiến áp dụng kết nghiên cứu Nếu nghiên cứu thành công, kết đề tài dự kiến áp dụng thử Cơng ty xi măng Hồng Thạch Đây Cơng ty sản xuất xi măng có trình độ kỹ thuật cơng nghệ cao có thương hiệu mnh trờn ton quc Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -4đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng 8.Kt cu ca lun văn Luận văn trình bày 60 trang A4, gồm phần: Mở đầu, 04 chương, phần kết luận kiến nghị Luận văn thực Bộ môn CNVL Silicát- Trường Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn TS Tạ Ngọc Dũng Tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn, thầy cô Bộ môn CNVL Silicát cán phịng thí nghiệm Phân tích lọc hố dầu Vật liệu xúc tác- Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -5đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng Chương 1.Tổng quan trình tạo thành clanhke XMP 1.1 Tổng quan phương pháp công nghệ sản xuất xi măng Poóclăng Các phương pháp công nghệ sản xuất xi măng thường phân chia theo hai cách: - Theo độ ẩm bột liệu trước nạp vào lò nung: theo cách có phương pháp: Ướt (wet), bán ướt (semi-wet), bán khô (semi-dry), khô (dry) - Theo kiểu lò nung: theo cách có hai phương pháp là: lò đứng lò quay Gần Nhật Bản đà thiết kế loại lò nung tầng sôi (fluidized Bed Cement Kiln System) Trước đây, phát triển công nghệ sản xuất xi măng đánh giá chủ yếu theo công đoạn nung clanhke Tuy nhiên, gần việc trang bị thiết bị môi trường, mức độ đại chúng vấn đề tự động hoá sản xuất trở thành tiêu chí đánh giá trình độ tiên tiến dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng Xét phát triển loại lò nung clanhke XMP, ta có tranh toàn cảnh đời phát triển phng phỏp công nghệ nung clanhke XMP sau: 1.1.1 Lò đứng Từ năm 1880 châu Âu người ta đà sử dụng lò đứng nung clanhke có đường kính tới 2,2m cao 9m [8] Hiện lò đứng tồn số nước châu [8]: Trung Quốc.Theo số liệu hiệp hội xi măng Trung Quốc năm 2002 Trung Quốc có 460 triệu xi măng lò đứng Việt Nam.Hiện có triệu (công suất thiết kế) xi măng lò đứng (chiếm 15% sản lượng) với 50 nhà máy, có 40 dây chuyền lò đứng giới hoá ấn Độ.Theo số liệu công bố hiệp hội xi măng ấn Độ năm 2003 nước nhà máy xi măng lò đứng tổng số 157 nhà máy-chiếm 5.1% số nhà máy, nhà máy nằm vùng núi xa xôi hẻo lánh Các nước Myanma, Nepan, Pakistan số xi măng lò đứng Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -6đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng 1.1.2 Lò quay phương pháp ướt Đây loại lò có lịch sử lâu dài, có lẽ không lò đứng Các lò quay phương pháp ướt đà xây dựng từ cuối kỷ 19, đầu kỷ 20 Châu Âu (Sau năm 1896 hÃng Heidelberg Cement đà xây dựng lò quay phương pháp ướt) Hiện nhiều nước tồn lò quay phương pháp ướt Ví dụ.ấn Độ (còn 32 nhà máy-chiếm 20% tổng số nhà máy), Mỹ (còn 80 lò ướt tổng số 213 lò, chiếm 37.56%), Nga nước thuộc Liên Xô cũ [8] 1.1.3 Lò quay phương pháp khô Lò quay phương pháp khô sử dụng từ cuối năm 60 kỷ 20 Đây hệ công nghệ phương pháp phổ biến để sản xuất xi măng Từ năm 70 kỷ 20 hầu xây dựng nhà máy xi măng sử dụng công nghệ lò quay phương pháp khô Ngày đánh giá trình độ phát triển nghành công nghiệp sản xuất xi măng người ta xét dây chuyền lò quay phương pháp khô Những tiêu chí để đánh giá tiến lò quay phương pháp khô là: tiêu hao nhiệt nung clanhke, chi phí điện vận hành lò, khả đốt cháy hết nhiên liệu giảm thiểu khí có hại cho công nghệ môi trường, khả sử dụng loại nhiên liệu khó đốt, khả sử dụng nhiên liệu phế thải khả sử dụng đa dạng nhiên liệu, mức độ dễ vận hành hoạt động ổn định hệ thống lò, độ bền gạch chịu lửa, công suất thiết kế hiệu suất sử dụng lò Để đánh giá công đoạn nung thường phải đánh giá cụm thiết bị thuộc hệ thống lò như: lò nung (đường kính, chiều dài, số bệ đỡ, hệ thống động lực); Tháp trao đổi nhiệt (số tầng, nhánh, kết cấu, hiệu suất trao đổi nhiệt); calciner (nhiệt độ đốt, phương pháp đốt, phương pháp sử dụng gió 3, tỷ lệ sử dụng nhiên liệu, loại nhiên liệu, mức độ giảm thiểu NO x , Cl); máy làm nguội (cấu tạo, mức độ thu hồi nhiệt, mức độ tiêu thụ điện năng, mức độ dễ vận hành) Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -7đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng Tiêu thụ nhiệt nung clanhke số đặc điểm hệ thống phụ trợ thiết bị lò quay phương pháp khô trình bày bảng 1.1 [8] Bảng 1.1 Tiêu thụ nhiệt nung clanhke số đặc điểm hệ thống phụ trợ thiết bị lò quay phương pháp khô STT Số cyclon Calciner TĐN Không Có Có tầng ữ tầng tầng tầng tầng tầng Hệ thống làm nguội clanhke Hành tinh Hành tinh Tiêu thụ nhiệt, kcal/kg clk Ghi 1000 750 ÷ 850 ≥ 2000t/ng ≥ 2000t/ng Ghi Ghi Ghi Ghi 680 ữ 750 740 718 705 2000t/ng Lò DOPOL Polisuis Theo thống kê vận hành lò thực tế Cannada tập đoàn Holcim tiêu hao nhiệt trung bình 860kcal/kg clanhke Các nghiên cứu phát triển lò nung clanhke tiến hành toàn hệ thống lò, từ cyclon trao đổi nhiệt đến máy làm nguội clanhke 1.1.4 Lò tầng sôi [8] Hệ thống nung clanhke tầng sôi đà nghiên cứu từ lâu gần Nhật Bản phát triển đưa vào ứng dụng quy mô công nghiệp Tuy nhiên, hệ thống lò chưa phổ biến nên chưa có đánh giá cụ thể Theo công bố Kawasaki Heavy Industries, Ltd tiêu hao nhiệt nung hệ thống sau Loại công suất 200t/ng: 771 kcal/kg clanhke Loại công suất 1000t/ng: 713 kcal/kg clanhke Loại công suất 3000t/ng: 690 kcal/kg clanhke Các loại lò quay phương pháp bán ướt bán khô không phổ biến nên số liệu đánh giá Các loại lò tồn Châu Phi Nam Mỹ Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -40đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng 6).Phng phỏp xỏc nh n nh thể tích Độ ổn định thể tích theo phương pháp Lơsơtalie xác định theo TCVN 6017: 1995 7).Phương pháp xác định độ ổn định thể tích sulphát Phương pháp xác định độ nở sunfat xác định theo tiêu chuẩn TCVN 6068: 1995 3.2.2.Quy trình chế tạo phối liệu nung clanhke PTN Các nguyên liệu phụ gia đập nhỏ tới cỡ hạt 3mm sau sấy khơ tới khối lượng khơng đổi bảo quản túi nilong để sử dụng dần q trình thí nghiệm Bài phối liệu tính tốn sở môdul - hệ số mục 3.1.6, sau cân định lượng nguyên liệu phụ gia khống hóa theo mẫu có ký hiệu riêng Các mẫu chuẩn bị đủ cho 01 mẽ nghiền (4kg/mẻ) nghiền máy nghiền bi đến cỡ hạt 5-8% sót sàng No008 Sau nghiền, mẫu phối liệu trộn ẩm với độ ẩm 12-15% tạo hình, sấy nung lị gas thí nghiệm Sau nung nhiệt độ xác định trước (cụ thể 1380oC 1430oC), lưu thời gian cố định 15phút Calnhke thu được nghiền nhỏ tới cỡ hạt 1mm chứa túi nilong lớp để thực thí nghiệm Từ mẫu clanhke thu nghiền nhỏ 1mm, gửi mẫu thực phân tích sau: + Hàm lượng CaOtd; + Hàm lượng SO3 Cũng từ mẫu clanhke thu được, thực thí nghiệm xác định tính chất lý clanhke như: + Cường độ nén clanhke độ tuổi 1, 3, 7, 28 ngày; + Lượng nước tiêu chuẩn thời gian ninh kết hồ xi măng; + Độ ổn định thể tích Từ thí nghiệm tính chất lý trên, ta xác định hàm lượng TBND hoá hợp lý đem lại hiệu cường độ nén cảu XMP hàm lượng CaOtd clanhke XMP, đồng thời thoả mãn tiêu khác chất lượng XMP như: thời gian ninh kết, lượng nước tiêu chuẩn, độ ổn định thể tích, Ta chọn mẫu clanhke đem phân tích X-ray kính hiển vi điện tử quét để xác nh nh tớnh thnh phn khoỏng ca clanhke Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -41đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng 3.3.Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm Tồn q trình nghiên cứu thực nghiệm thực theo sơ đồ sau: Lấy mẫu ngun liệu Tính tốn, chuẩn bị phối liệu Nung mẫu lị thí nghiệm nhiệt độ Lựa chọn nhiệt độ nung sêri mẫu clanhke -Xác định hàm lượng vôi tự Nghiền chung với thạch cao Xác định tính chất lý như: -Cường độ nén -Độ dẻo chuẩn -Thời gian ninh kết -Độ ổn định thể tích Lựa chọn mẫu phân tích Rơnghen định tính Lựa chọn mẫu phân tích nhiệt DSC -Thảo luận kết thí nghiệm -Kết luận khả sử dụng TBND làm nguyên liệu sản xuất XMP -Kin ngh Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -42đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng Chương 4: Kết th¶o luËn 4.1.Ảnh hưởng tro bay Na Dương đến cường độ nén XMP Khi nung 1430oC Kết cường độ nén độ tuổi 1, 3, 28 ngày mẫu XMP nung 1430oC cho bảng 4.1 Bảng 4.1.Cường độ nén độ tuổi 1, 3, 28 ngày XMP nung 1430oC Kí hiệu mẫu TD00 TD05 TD10 TD15 TD20 TD25 TD30 TD35 Cường độ nén, Mpa 35,9 44,1 35,3 42,5 29,6 41,8 35,3 49,9 24,6 38,5 31,0 38,5 31,4 40,9 41,3 42,5 ngày 13,9 10,2 10,7 15,8 19,7 8,0 10,6 20,0 28 ngày 48,6 44,5 51,1 53,4 43,9 46,5 44,7 51,5 Sự phát triển cường độ nén mẫu XMP từ TD00 đến TD35 trình bày hình 4.1 60,0 50,0 40,0 Cư 30,0 TD00 TD05 TD10 TD15 TD20 TD25 TD30 TD35 20,0 10,0 0,0 14 21 28 Thời gian, ngày Hình 4.1 Sự phát triển cường độ XMP sử dụng TBND nung 1430oC Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -43đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng So sỏnh nh hng ca TBND n cng độ nén XMP độ tuổi 1, 3, 28 ngày trình bày hình 4.2 60,0 50,0 40,0 Cư 30,0 20,0 10,0 0,0 10 15 20 25 30 35 Hàm lượng TBND, % R1 R3 R7 R28 Hình 4.2 Ảnh hưởng TBND đến cường độ nén XMP độ tuổi 1, 3, 28 ngày nung 1430oC Nhận thấy tốc độ phát triển cường độ mẫu XMP tuổi sớm ngày nhanh, cường độ nén tuổi ngày mẫu XMP nung nhiệt độ đạt từ 24,6-41,3% so với cường độ tuổi 28 ngày, tốc độ phát triển cường độ nén tuổi ngày số 81,8-95,5% Vì vậy, mẫu XMP xếp vào loại xi măng đóng rắn nhanh Quan sát cường độ nén mẫu XMP hình 4.2 nhận thấy, ảnh hưởng tro bay Na Dương đến cường độ nén tuổi 28 ngày rõ ràng Mẫu sử dụng 15% tro bay Na Dương cho cường độ nén tuổi 28 ngày cao So với mẫu đối chứng mẫu TD15 có tác dụng làm tăng cường độ nén tuổi ngày 13% (mẫu đối chứng TD00 44,1MPa mẫu TD15 49,1MPa), tuổi 28 ngày 9,8% (mẫu TD00 48,6MPa cịn mẫu TD15 53,4MPa) Như kết luận hàm lượng tro bay hợp lý để làm tăng cường độ nén XMP nung 1430oC 15% (tương ứng 0,94%SO3) LuËn văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -44đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng Khi s dng hm lng SO3 thớch hp q trình nung clanhke có tác dụng thúc đẩy q trình tạo thành khống chính, đặc biệt khống alít (C3S) Khi sử dụng thạch cao (SO3) làm phụ gia khống hố hạt CaSO4 bao lấy hạt C3A tạo thành hợp chất trung gian, ngăn cản phát triển thành hạt kích thước lớn Vì vậy, lượng CaO sinh tập trung cho phản ứng tạo thành hạt C3A kích thước nhỏ phản ứng tạo thành alít Chất trung gian sau bị phân huỷ tạo thành C5A3 CaO, sở để CaO tập trung thêm vào phản ứng tạo thành C3S Khi nung 1380oC Giá trị cường độ nén độ tuổi 1, 3, 28 ngày mẫu XMP nung 1380oC trình bày bảng 3.2 Có thể thấy mẫu sử dụng 15% 20% TBND có cường độ nén tuổi 28 ngày cao (tương ứng 56,6Mpa 51,5Mpa, so với mẫu TD00 45,8Mpa) Bảng 4.2.Cường độ nén độ tuổi 1, 3, 28 ngày XMP sử dụng TBND nung 1380oC Kí hiệu mẫu TD00 TD05 TD10 TD15 TD20 TD25 TD30 TD35 ngày 18,6 18,9 20,7 16,8 14,5 20,1 17,5 18,5 Cường độ nén, MPa 19,0 34,4 19,3 41,0 20,6 42,4 21,8 36,1 20,0 39,9 20,0 34,3 16,1 34,8 21,9 34,9 28 ngày 45,8 45,0 46,6 56,6 51,5 41,1 38,6 39,6 Sự phát triển cường độ nén mẫu XMP nung 1380oC trình bày hình 4.3 So sánh ảnh hưởng tro bay Na Dương đến cường độ nén tuổi 1, 3, 28 ngày mẫu XMP nung 1380oC trình bày hình 4.4 Ta thấy mẫu TD5, TD10 cho cường độ nén tuối ngày cao mẫu đối chứng Nhưng tuổi 28 ngày mẫu TD15 cho cường độ nén cao mẫu đối chứng tới 23,5% (mẫu đối chứng l 45,8 MPa cũn mu TD15 l 56,6MPa) Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -45đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng 60,0 50,0 40,0 Cư 30,0 20,0 TD00 TD05 TD10 TD15 TD20 TD25 TD30 TD35 10,0 0,0 14 21 28 Thời gian, ngày Hình 4.3 Sự phát triển cường độ XMP sử dụng TBND nung 1380oC 60,0 50,0 40,0 30,0 Cư 20,0 10,0 0,0 10 15 20 25 30 35 Hàm lượng TBND, % R1 R3 R7 R28 Hình 4.4 Ảnh hưởng TBND đến cường độ nén XMP độ tuổi 1, 3, 28 ngày nung 1380oC Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -46đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng So sỏnh cng nộn ca cỏc sờri mẫu nung 1380oC 1430oC thấy răng, cường độ nén mẫu TD15 nung nhiệt độ khơng khác nhiều, chí cường độ nén tuổi 28 ngày mẫu nung nhiệt độ 1380oC nung 1430oC Đây kết có ý nghĩa mặt cường độ nén clanhke Nếu xét đến yếu tố cường độ nén kết luận với thơng số công nghệ phối liệu nghiên cứu sử dụng 15% tro bay thay đất sét giảm nhiệt độ nung tới 50oC Điều có ý nghĩa kinh tế lớn cơng nghiệp, cho phép giảm đáng kể chi phí sản xuất, tiết kiệm nhiều lượng công đoạn nung clanhke 4.2.Ảnh hưởng TBND đến hàm lượng vôi tự Kết phân tích hàm lượng vơi tự mẫu XMP sử dụng tro bay Na Dương, nung 1430oC 1380oC trình bày bảng 4.3 Bảng 4.3.Hàm lượng vôi tự mẫu clanhke XMP Kí hiệu mẫu TD00 TD05 TD10 TD15 TD20 TD25 TD30 TD35 Hàm lượng CaOtd clanhke XMP, % Mẫu CLK nung 1430oC Mẫu CLK nung 1380oC 1,53 1,81 1,42 1,69 1,13 1,33 1,01 1,18 1,27 1,25 1,38 1,41 1,32 1,24 1,11 1,23 Đồ thị nghiên cứu ảnh hưởng tro bay Na Dương đến hàm lượng vôi tự mẫu XMP trình bày hình 4.5 Nhận thấy rằng, hàm lượng vơi tự mẫu XMP nung hai nhiệt độ không cao, lượng CaOtd cao mẫu không sử dụng tro bay Hàm lượng vơi tự có xu hướng giảm dần tăng hàm lượng SO3 đạt cực tiểu mẫu sử dụng 15% tro bay, sau tiếp tục tăng hàm lượng SO3 hàm lượng CaOtd lại có xu hướng tăng Tuy nhiên, so sánh với TCVN 7024: Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -47đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng 2002 yờu cu v cht lng clanhke thng phẩm tất mẫu XMP thoả mãn yêu cầu hàm lượng vôi tự 2,00 1,75 1,50 1,25 Hàm lư 1,00 0,75 0,50 T-1430 T-1380 0,25 0,00 10 15 20 25 30 35 Hàm lượng tro bay, % Hình 4.5 Ảnh hưởng hàm lượng TBND đến hàm lượng CaOtd clanhke XMP nung 1430oC 1380oC 4.3.Lượng nước tiêu chuẩn thời gian ninh kết XMP sử dụng TBND Các mẫu XMP nung hai nhiệt độ được nghiền chung với hàm lượng SO3 2% Sau mẫu XMP xác định lượng nước tiêu chuẩn thời gian ninh kết hồ xi măng Kết trình bày bảng 4.4 Bảng 4.4.Lượng nước tiêu chuẩn thời gian ninh kết hồ XMP Kí hiệu mẫu TD00 TD05 TD10 TD15 TD20 TD25 TD30 TD35 Mẫu CLK nung 1430oC Ntc Tbđ Tkt 28,25 135 265 28,00 115 250 28,50 105 225 27,75 120 230 27,75 125 230 28,00 100 210 27,50 105 220 27,75 115 215 Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat Mu CLK nung 1380oC Ntc Tbđ Tkt 29,50 145 250 28,75 130 215 28,75 100 190 28,25 85 165 28,00 90 185 28,25 105 195 28,50 90 155 28,00 80 140 -48®Ị tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng Lượng níc tiªu chn, % 30 29,5 Ntc-1430 Ntc-1380 29 28,5 28 27,5 27 10 15 20 25 30 Hàm lượng tro bay Na Dương, % 35 Hỡnh 4.5 Ảnh hưởng tro bay Na Dương đến độ dẻo hồ xi măng 300 Thêi gian ninh kÕt, 250 200 150 100 50 0 Tbđ-1430 10 15 20 25 Hàm lượng tro bay Na Dương, % Tkt-1430 Tbđ-1380 30 35 Tkt-1380 Hình 4.6 Ảnh hưởng tro bay Na Dương đến thời gian ninh kết h XM Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -49đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng T bng 4.4 thy rng thay đổi hàm lượng SO3 từ 0,67% đến 1,32% (tương ứng 0% đến 35% hàm lượng tro bay Na Dương thay đất sét) lượng nước tiêu chuẩn thời gian ninh kết không thay đổi nhiều thoả mãn yêu cầu chất lượng XMP tiêu lượng nước tiêu chuẩn thời gian ninh kết Hình 4.5 thể ảnh hưởng hàm lượng tro bay Na Dương đến lượng nước tiêu chuẩn, hình 4.6 thể ảnh hưởng hàm lượng tro bay Na Dương đến thời gian bắt đầu kết thúc ninh kết hồ xi măng 4.4 Độ ổn định thể tích XMP sử dụng TBND Độ ổn định thể tích mẫu XMP cho bảng 4.5 Theo kết độ ổn định thể tích mẫu XMP nung nhiệt độ 13800C cao nung nhiệt độ 14300C Bảng 4.5 Độ ổn định thể tích mẫu XMP sử dụng tro bay Na Dương Kí hiệu mẫu TD00 TD05 TD10 TD15 TD30 TD25 TD30 TD35 Độ ổn định thể tích theo phương pháp Lơsơtaliê, mm Mẫu CLK nung 1430oC Mẫu CLK nung 1380oC 1,65 2,15 1,70 2,1 1,85 1,75 1,75 1,6 2,05 1,95 2,10 2,35 1,90 2,5 1,50 2,65 Nhận thấy mẫu XMP nung hai nhiệt độ nghiên cứu có độ ổn định thể tích thoả mãn yêu cầu XMP (theo tiêu chuẩn ≤10mm) Ngồi ra, từ hình 4.7 thấy rằng, độ ổn định thể tích mẫu XMP nung nhiệt độ 1380oC đạt cực tiểu s dng 10-20% tro bay Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -50đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng ? ?n ?nh th? tích, mm T1430 2,5 T1380 1,5 0,5 0 10 15 20 25 30 35 Hàm lư?ng tro bay Na Dương, % Hình 4.7 Ảnh hưởng tro bay Na Dương đến độ ổn định thể tích theo phương pháp Lơsơtalie Như vậy, xét tiêu độ ổn định thể tích mẫu XMP nung nhiệt độ thấp 1380oC có phần nhỏ so với mẫu nung 1430oC 4.5 Độ nở sulphát Để đánh giá độ nở đá XMP hàm lượng sulphát đưa vào ban đầu gây ra, đề tài sử dụng phương pháp xác định độ nở sulphát mẫu XMP theo phương pháp đo độ nở sulphát tiêu chuẩn TCVN 1068: 1995 Đề tài lựa chọn mẫu đại diện TD00, TD15 TD35 hai nhiệt độ nung để xác định độ nở sulphát Kết bảng 4.6 Trong đó, mẫu TD00 mẫu đối chứng, mẫu TD15 cho cường độ nén tuổi 28 ngày cao cịn mẫu TD35 mẫu có sử dụng hàm lượng SO3 cao Bảng 4.6 Độ nở sulphát mẫu đại diện Nhiệt độ, oC TD00 Độ nở sulphát, % mẫu TD15 1430 1380 LuËn văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat TD35 -57đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng Kt lun v kin ngh Kt lun: - Với sêri mẫu nung nhiệt độ 13800C: Khi thay khoảng 15% tro bay Na Dương đất sét, cường độ nén xi măng sau 28 ngày tuổi 56.6Mpa (so với mẫu TD00 45,8MPa), nghĩa cao so với mẫu đối chứng 23,5% Lượng vôi tự giảm từ 1.81% (đối với mẫu TD00) xuống 1.18% (đối với mẫu TD15) - Với sêri mẫu nung nhiệt độ 14300C: Khi thay khoảng 15% tro bay Na Dương đất sét, cường độ nén xi măng sau 28 ngày tuổi 53.4MPa (so với mẫu TD00), tức lớn so với mẫu dối chứng 10% Lượng vôi tự giảm từ 1.53% (đối với mẫu TD00) xuống cịn 1.01% (đối với mẫu TD15) - Có thể hạ thấp nhiệt độ nung clanhke từ 1430oC xuống 1380oC mà cho clanhke có chất lượng tương đương, nghĩa nhiệt độ nung clanhke giảm tới 50oC - Đây sở tốt để nghiên cứu thử nghiệm sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu sản xuất clanhke XMP, áp dụng thành công công nghiệp cho phép tiết kiệm đáng kể lượng nung clanhke mà giải vấn đề chất thải rắn nhiệt điện Na Dương Kiến nghị: Mặc dù số kết nghiên cứu đề tài tương đối khả quan cho việc sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng Tuy nhiên nhiều khó khăn thời gian, trình độ điều kiện phịng thí nghiệm nên kết mang tính chất khởi đầu đề tài rt Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat 57 -58đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng cú ý ngha v khoa hc, kinh tế xã hội mơi trường Vì vậy, tác giả xin có vài kiến nghị sau: - Tiếp tục cho triển khai nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu sản xuất xi măng qui mơ phịng thí nghiệm qui mơ cơng nghiệp; - Áp dụng thử kết nghiên cứu phịng thí nghiệm vào hệ thống lị nung cơng nghiệp để đánh giá ảnh hưởng hàm lượng SO3 đưa vào làm chất khoáng hoá ảnh hưởng đến chế độ nung luyện lượng chất bốc lò; - Nghiên cứu sâu ảnh hưởng SO đến động học trình tạo thành clanhke ảnh hưởng mơi trường lị đến tính cht ca clanhke Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat 58 -59đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng TI LIU THAM KHO Tiếng Việt Bùi Văn Chén (1984), Kỹ thuật sản xuất xi măng chất kết dính Trường ĐHBK Hà Nội Vũ Linh (1969), Kỹ thuật sản xuất chất kết dính Trường ĐHBK Hà Nội Hồng Văn Phong, Phương pháp kiểm soát tỷ lệ phụ gia dùng cho sản xuất ổn định chất lượng xi măng PCB Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2002 Đỗ Quang Minh, Trần Bá Việt (2007) Cơng nghệ sản xuất xi măng pc lăng chất kết dính vơ Nhà Xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Hồng Văn Phong (2006), 20 chủng loại xi măng công nghệ sản xuất, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Sorrentino, Lafarge Coppee Recherche (2001), “Ảnh hưởng mơi trường lị đến tính chất clanhke”, Thơng tin KHKT Xi măng, Phịng Kỹ thuật Tổng Cơng ty Xi măng Việt Nam dịch, Số Trần Văn Huynh (2002) “Ngành công nghiệp xi măng Việt Nam phát triển hội nhập”, Hội thảo Quốc tế công nghệ sản xuất xi măng tiên tiến giới, Hà Nội Lương Đức Long (2005), “Tình hình phát triển ngành cơng nghiệp xi măng số dự báo”, Thông tin KHCN Vật liệu xây dựng Tạ Ngọc Dũng (1996), Phụ gia chống suy giảm cường độ bê tông chịu lửa sở chất liên kết xi măng thuộc hệ CaO-Al O nhiệt độ cao, Luận án Tiến sĩ Khoa học kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 10 Mai Văn Thanh (2001), Nghiên cứu xi măng bền sulphát cao chứa Bari Luận án Tiến sĩ Khoa học kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 11 TCVN 7024: 2002, Clanhke Xi măng Poóc lăng thương phẩm 12 TCVN 141: 1998, Xi măng Phương pháp phân tích hố học 13 TCVN 180: 1986, Quặng Apatít Phương pháp thử 14 Mai Văn Thanh cộng (2002), Báo cáo kết đề tài Nghiên cứu sản xuất xi măng mác cao PC60 để đổi nâng cấp công nghệ, chất lượng sản phẩm bê tông xây dựng, Viện KHCN Xây dựng 15 Giải pháp làm SO nhà máy nhiệt điện Na Dương (2002), Tạp chí cơng nghiệp hố chất, S Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat -60đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng Ting Anh 16 F.P Glasser (2004), Advances in Cement Clinkering, Portland Cenment Association, pages 331-366 17 Klemm, W A., and Skalny, J (1976), “Mineralizers and Fluxes in Clinkering Process,” Cement Research Progress, American Ceramic Society, Columbus, Ohio 18 F.M.Lea (1966) The chemistry of cement Latur Series 19 F.M.Lea (1971) The chemistry of cement and concrete Chemical publishing company, INC 20 H.F.W.Taylor (1978) The chemistry of cement, Academic Press London anh New Your, vol and vol 21 Alex M Hansen E.R (1996), World cement research and development 22 H.F.W.Taylor (1964) The chemistry of cement, Academic Press London and New Your 23 Taylor H.F.W (1964) The chemistry of cement, Vol1, Vol London and NewYork 24 H.F.W.Taylor The chemistry of cement, Academic Press, INC 25 Vagn Johansen and Javed I Bhatty (2004), Fluxes and Mineralizers in Clinkering Process, Portland Cenment Association, pages 369-399 26 Michael W Grutzeck and Shondeep L.Sarkar (1994), Advances in cement and Concrete, American Society of Civil Engineers 27 D.M.Roy, M.R.Silsbee and Zhaohui Xie (1999), Influences of Surplus SO3 in FBC ash on Formation of Belite- Rich Sulfoaluminate Clinker, http:// www.flyash.info/1999/concrete/roy2.pdf 28 Nguyen Duc Thao (2004), Development strategy and the application of circulating fluidized bed combustion in power generation projects of Vietnam National Coal Corporation (VINACOAL), Electricity Supply Industry Transition: Issues and Prospect for Asia Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghÖ vËt liÖu silicat ... công nghệ vật liệu silicat -35đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng 3.1.3 .Tro bay Na Dương Tro bay lấy từ nhà máy Nhiệt Điện Na Dương, thành phần... công nghệ vật liệu silicat -34đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng Chương vật liệu sử dụng phương pháp nghiên cøu 3.1.Vật liệu sử dụng 3.1.1 Đá... AF Xi măng poóclăng XMP Tro bay Na Dng TBND Luận văn thạc sĩ chuyên nghành công nghệ vật liệu silicat 57 -1đề tài : Nghiên cứu sử dụng tro bay Na Dương làm nguyên liệu Sản Xuất xi măng pooc lăng