Luận vănTính toán thiết kế hệthống xử lý khí xi măng lòđứng công suất 1000 tấnclinke/ngày

Luận văn Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng cơng suất 1000 clinke/ngày VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng cơng suất 1000 clinke/ngày Lời cảm ơn Lời em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Trần Ngọc Tân tận tình dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo Viện Khoa học Công nghệ môi trường cung cấp kiến thức quý báu cho em thời gian qua Và cuối em xin chân thành cảm ơn đến người thân gia đình, bạn bè em hết lòng giúp đỡ, động viên đóng góp ý kiến cho em nhiều q trình hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, ngày 16 tháng 06 năm 2010 Sinh viên Nguyễn Thị Hiền Viện khoa học Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng cơng suất 1000 clinke/ngày Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình Mở đầu Chương I : TỔNG QUAN NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT XI MĂNG 10 I.1/ Một vài nét ngành cơng nghiệp sản xuất xi măng 10 I.1.1/ Lịch sử đời xi măng 10 I.1.2/ Tình hình phát triển ngành công nghiệp xi măng nước giới 10 I.1.2.1/ Trên giới [2] .10 a./ Nhu cầu xi măng 10 b./ Tình hình sản xuất tiêu thụ xi măng số nước 11 I.1.2.2/ Ở Việt Nam 12 a./ Một số doanh nghiệp ngành 14 b./ Tình hình sản xuất kinh doanh Tổng công ty Công nghiệp xi măng Việt Nam 16 I.2/ Nguyên – nhiên liệu dùng trình sản xuất [5,6] 19 I.2.1/ Nguyên liệu để sản xuất xi măng 19 I.2.1.1/ Thành phần hóa clinke xi măng Poolăng 19 I.2.1.2/ Nhóm khống clinke xi măng Poolăng .20 I.2.1.3/ Nhóm phụ gia điều chỉnh hệ số 23 I.2.2/ Nhiên liệu để sản xuất xi măng 23 I.3/ Công nghệ sản xuất xi măng 24 I.3.1/ Quy trình cơng nghệ sản xuất xi măng 24 I.3.2/ So sánh công nghệ sản xuất xi măng 28 I.3.3/ So sánh môi trường 29 I.4./ Đặc trưng chất thải từ trình sản xuất xi măng 30 I.4.1./ Bụi 31 I.4.1.1/ Bụi thô 31 I.4.1.2./ Bụi mịn 31 I.4.2./ Khí thải 32 I.4.2.1./ Khí CO CO2 32 Viện khoa học Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng cơng suất 1000 clinke/ngày I.4.2.2./ Khí SO2 33 I.4.2.3./ Khí NOx 33 I.4.2.4./ Khí HF 34 I.4.2.5./ Tro khói 34 I.4.3./ Nước thải 34 I.4.4./ Xỷ than thải 35 I.4.5./ Tiếng ồn 35 I.4.6./ Ô nhiễm nhiệt 35 I.5./ Các giải pháp giảm thiểu xử lý chất ô nhiễm môi trường .36 I.5.1./ Áp dụng biện pháp thông thường 36 I.5.2/ Áp dụng công nghệ đại vào sản xuất xi măng 36 I.5.3/ Áp dụng chế phát triển CDM 37 I.5.4/ Áp dụng phương pháp sản xuất 37 Chương II : TÍNH TỐN PHỐI LIỆU CLINKER XI MĂNG POOCLĂNG VÀ NỒNG ĐỘ KHÍ Ơ NHIỄM TRONG CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG 38 II.1./ Tính tốn phối liệu clinker xi măng poolăng [5] 38 II.1.1./ Thành phần nguyên nhiên liệu sản xuất clinker 38 II.1.2./ Lượng nguyên nhiên liệu cần thiết .39 II.1.2.1/ Lượng nhiên liệu cần thiết để nung kg clinker 39 II.1.2.2./ Lượng nguyên liệu cần thiết để nung kg clinker 40 II.1.2.2./ Kiểm tra lại thông số chọn 43 II.2./ Tính tốn nồng độ khí nhiễm : [7] 45 Chương III : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ KHÍ Ơ NHIỄM 51 III.1./ Các tính chất bụi hiệu tách bụi 51 III.1.1/ Độ phân tán phân tử .51 III.1.2./ Tính kết dính bụi 51 III.1.3./ Độ mài mòn bụi 51 III.1.4./ Độ thấm ướt bụi 52 III.1.5./ Độ hút ẩm bụi 52 III.1.6./ Độ dẫn điện lớp bụi 52 III.1.7./ Sự tích điện lớp bụi 52 III.1.8./ Tính tự bốc nóng tạo hỗn hợp dễ nổ với khơng khí 52 Viện khoa học Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng cơng suất 1000 clinke/ngày III.1.9./ Hiệu thu hồi bụi 52 III.2./ Các phương pháp xử lý bụi 53 III.2.1./ Phương pháp khô 53 III.2.1.1./ Buồng lắng bụi 54 III.2.1.2./ Thiết bị tách bụi kiểu quán tính 55 III.2.1.3./ Cyclon 55 III.2.1.4./ Thiết bị tách bụi lực tĩnh điện .56 III.2.2./ Phương pháp ướt 57 III.2.2.1./ Tháp rửa 57 III.2.2.2./ Cyclon ướt 58 III.2.2.3./ Thiết bị Ventury 59 III.3./ Các phương pháp xử lý khí SO2 59 III.3.1./ Trộn thêm đá vôi vào than đá 59 III.3.2./ Hấp thụ sữa vôi 60 III.3.3./ Hấp thụ sữa vôi kết hợp với MgSO4 60 III.3.4./ Một số phương pháp khác 61 III.4./ Lựa chọn công nghệ xử lý 61 Chương IV : TÍNH TỐN THIẾT BỊ XỬ LÝ 63 IV.1./ Tính tốn thiết bị lọc bụi Ventury [7,8,9] 63 IV.1.1./ Tính toán ống Ventury 63 IV.1.2./ Tính tốn hiệu lọc thiết bị Venturi [7,8,9,10] 65 IV.2./ Tính tốn thiết bị xử lý khí : 69 IV.2.1./ Cơ sở tính tốn q trình hấp thụ : 69 IV.2.2./ Tính tốn tháp rửa .73 IV.2.2.1./ Tính chiều cao làm việc đường kính tháp 73 IV.2.2.2./ Tính đường kính ống dẫn khí vào tháp khỏi tháp 74 IV.2.2.3./ Đường kính ống dẫn dung dịch hấp thụ 74 IV.2.2.4./ Tính tốn khí [11] 75 a./ Tính chiều dày thân tháp 75 b./ Tính nắp thiết bị: 78 c./ Tính bích nối : 79 IV.3./ Tính tốn thiết bị phụ : [11,12] 81 Viện khoa học Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng cơng suất 1000 clinke/ngày IV.3.1./ Tính tốn bơm dẫn lỏng vào tháp : .81 IV.3.2./ Tính tốn bơm dẫn nước vào ống Venturi 84 IV.3.3./ Tính tốn quạt hút khí 84 IV.3.3.1./ Tính tổn thất áp suất 84 IV.3.3.2./ Công suất quạt 86 Chương V : TÍNH TỐN CHI PHÍ XỬ LÝ 87 V.1./ Chi phí thiết bị .87 V.1.1./Hệ thống đường ống 87 V.1.2./ Tháp rửa rỗng 87 V.1.3./ Các thiết bị khác 87 VI.2 Chi phí thiết kế thi công 88 VI.3 Chi phí 1ngày .88 Kết luận 89 Tài liệu tham khảo 90 Viện khoa học Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng cơng suất 1000 clinke/ngày Danh mục bảng Bảng I – Các nước tiêu thụ nhiều xi măng hành tinh 12 Bảng I 2- Kết Sản xuất – kinh doanh năm 2009 ViCem: [4] 16 Bảng I – So sánh công nghệ sản xuất xi măng 28 Bảng I – Tổng hợp kết cân vật chất, lượng thải loại hình sản xuất xi măng ( tính cho 1000 sản phẩm ) 29 Bảng I.7 – Các dịng thải từ q trình sản xuất xi măng 30 Bảng II – Thành phần hóa học nguyên liệu : 38 Bảng II – Thành phần hóa học quy đổi 100% 38 Bảng II – Thành phần hóa học sau nung .39 Bảng II – Thành phần hóa học than 39 Bảng II – Mối tương quan KH, n p 40 Bảng II – Thành phần hóa học oxit 40 Bảng II – Thành phần khoáng clinker 43 Bảng II – Nguyên nhiên liệu sử dụng để nung 1kg clinker 44 Bảng II – Lượng khói thải tải lượng chất nhiễm khói ứng với lượng nhiên liệu tiêu thụ B kg/h 45 Bảng II 10– Nồng độ phát thải chất ô nhiễm khói thải 49 Bảng II 11 – Nồng độvà thành phần chất ô nhiễm khí thải 49 Bảng II 12 – Nồng độ C thông số ô nhiễm khí thải cơng nghiệp sản xuất xi măng ( QCVN 23 : 2009 ) 50 Bảng III – Các nhóm bụi 51 Bảng III – Các thông số đặc trưng thiết bị thu hồi bụi khô 53 Bảng IV – Nhiệt dung riêng cấu tử khói thải 65 Bảng IV – Khối lượng riêng cấu tử khói thải 66 Bảng IV – Độ nhớt cấu tử khói thải 68 Bảng IV – Phân bố đường kính trung bình khói lị 69 Bảng IV – Phân bố đường kính trung bình khói thải xi măng 69 Bảng IV - Các thơng số bích nối thiết bị 80 Bảng IV - Các thơng số bích nối ống dẫn với thiết bị 80 Viện khoa học Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng cơng suất 1000 clinke/ngày Danh mục hình Hình I – Biểu đồ kết sản xuất kinh doanh năm 2009 17 Hình I – Biểu đồ tương quan tiêu thụ xi măng miền năm 2009 17 Hình I – Đồ thị tương quan thị phần xi măng năm 2008 - 2009 18 Hình I – Biểu đồ tương quan tiêu thụ sản phẩm 18 Hình I 5– Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất xi măng lị đứng 25 Hình I – Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng lị quay ( ướt + khơ ) 26 Hình III – Buồng lắng 54 Hình III – Cyclon lọc bụi 55 Hình III – Thiết bị lọc bụi tĩnh điện 56 Hình III – Tháp rửa rỗng 57 Hình III – Cyclon ướt 58 Hình III – Thiết bị Venturi 59 Hình IV : Sơ đồ tính tốn ống Ventury 63 Hình IV – Mặt cắt nắp thiết bị 78 Viện khoa học Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng công suất 1000 clinke/ngày Mở đầu Xi măng vật liệu thông dụng ngành công nghiệp xây dựng Xi măng có mặt đời sống người hàng nghìn năm qua người sử dụng hầu hết cơng trình xây dựng Theo dự đốn xi măng chất kết dính chủ lực kỷ tới Đất nước ta trải qua chiến tranh tàn phá sở hạ tầng thất kén Do nhu cầu sử dụng xi măng ngày tăng nước ta bước vào thời kỳ đổi tiến tới cơng nghiệp hố đại hố đất nước Hàng loạt cơng trình xây dựng: thuỷ điện, cầu cống, đường xá, cơng trình thuỷ lợi, nhà , tiêu thụ lượng xi măng lớn Mặc dù, sản lượng xi măng sản xuất nước ngày tăng nhanh không đủ nhu cầu sử dụng nước Vì vậy, việc tăng sản lượng xi măng nhằm cân đối cung - cầu nước, phần tham gia xuất mục tiêu ngành công nghiệp xi măng Việt Nam Để góp phần thúc đẩy tăng trưởng kinh tế đất nước đồng thời thực mục tiêu việc xây dựng nhà máy xi măng cần thiết Tuy nhiên, trình hoạt động sản xuất ngành công nghiệp xi măng thải nhiều chất ô nhiễm gây hại cho người mơi trường sống Cơng nghệ sản xuất xi măng lị đứng phát thải nhiều chất ô nhiễm công nghệ sản xuất xi măng lò quay Hiện hầu hết sở, nhà máy sản xuất xi măng dần chuyển sang cơng nghệ lị quay để nâng cao chất lượng sản phẩm phần giảm nồng độ phát thải Đề tài tốt nghiệp giao “ Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng cơng suất 1000 clinker/ngày ” gồm phần chính: - Tổng quan ngành cơng nghiệp xi măng ảnh hưởng khí thải người mơi trường sống - Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí thải xi măng lị đứng Nội dung đồ án gồm phần: Chương I: Tổng quan ngành cơng nghiệp xi măng Chương II: Tính tốn phối liệu clinker xi măng pooclang nồng độ khí ô nhiễm công nghệ sản xuất xi măng Chương III: Lựa chọn phương pháp xử lý khí nhiễm Chương IV: Tính tốn thiết bị xử lý Chương V: Tính tốn chi phí xử lý Viện khoa học Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý khí xi măng lị đứng cơng suất 1000 clinke/ngày Chương I: TỔNG QUAN NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT XI MĂNG I.1/ Một vài nét ngành công nghiệp sản xuất xi măng I.1.1/ Lịch sử đời xi măng Vào thời tối cổ, người biết đến vôi đất sét sử dụng chúng thứ vữa để gắn viên đá lại với Khoảng 3000 năm trước Công nguyên người Ai Cập dùng vơi tơi làm vật liệu (được thấy Kim tự tháp Cheops) 1000 năm trước Công nguyên, người Hy Lạp sử dụng vôi trộn với đất núi lửa Santorin 100 năm trước Công nguyên người La Mã dùng vôi tro núi lửa miền Puzzolles tạo thành vật liệu gọi bê tông Thế kỷ I, kiến trúc sư La Mã viết: "Có loại bột tìm thấy gần vùng Vennuvious mang tính chất kỳ lạ Loại bột trộn với vơi mủ cao su khơng thích hợp cho việc xây dựng nhà cửa mà cịn đơng cứng nước" Đến kỷ TCN người La Mã phát minh xi măng (nhưng khơng có cốt thép) dùng xây dựng công thức xi măng họ bị thất truyền Năm 1750 Smeaton xây dựng hải đăng Eddyston vùng Cornualles, ơng khám phá : chất kết dính tốt hỗn hợp đá vôi đất sét Năm 1789 loại xi măng chất lượng kĩ sư Smeaton (Anh) với việc cho thêm có mặt đất sét cuội sét đá vôi Năm 1812 Louis Vicat (Pháp) hoàn chỉnh khám phá Smeaton cách xác định tỷ lệ hỗn hợp Năm 1824 Joseph Aspdin với sáng chế chất kết dính sở nung hỗn hợp phần đá vôi phần đất sét Và 20 năm sau, Isaac Charles John đẩy thêm bước cách nâng cao nhiệt độ nung tới mức làm nóng chảy phần nguyên liệu trước kết nối thành clinker Từ thời tối cổ người biết sử dụng đất sét vơi để kết dính viên đất lại với Phải trải qua trình dài nhà nghiên cứu tìm tịi thêm cơng thức mới, hợp chất để tạo nên hợp chất kết nối vững xi măng Đó thành tựu lớn khoa học nghiên cứu ứng dụng lồi người [1] I.1.2/ Tình hình phát triển ngành công nghiệp xi măng nước giới I.1.2.1/ Trên giới [2] a./ Nhu cầu xi măng Năm 2002, nhu cầu xi măng toàn giới đạt 1,7 tỷ Năm 2004 2,16 tỷ Năm 2005 (dự kiến ) 2,246 tỷ (tăng gần 4% so với 2004) Riêng Trung Quốc năm 2005 ước tính đạt 1,06 tỷ (tăng 9,2% so với 2004) Viện khoa học Công nghệ môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4) 8693551 10