Thiết kế nhà máy sản xuất xi măng sử dụng lò quay phương pháp khô với công suất 14 triệu tấn xi măng PCB 40 trên năm

MỤC LỤC Số trang Mở đầu Phần I :Lược giới thiệu xi măng Pooclăng I Các khái niệm II Thành phần khoáng hoá clinker XMP III Q trình hố lý nung luyện IV Các tính chất XMP 10 V Q trình hydrat hố đóng rắn 12 Phần II : Lược giới thiệu tình hình phát triển ngành cơng nghiệp xi măng giới Việt Nam 18 I Sự phát triển xi măng phương hướng chung giới 18 II Sự phát triển xi măng Việt Nam định hướng ngành đến năm 2010 Phần III : Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy 23 I Các yêu cầu lựa chọn địa điểm 23 II Giới thiệu địa điểm xây dựng nhà máy 25 III Ưu nhược điểm địa điểm xây dựng nhà máy xi măng Tam Điệp 27 Phần IV : Tính tốn phối liệu 31 I Chọn modun hệ số 31 II Chọn số nguyên liệu 32 III Quy nguyên liệu nung 100 % tính lượng tro clinker 34 IV Dựng giải hệ phương trình 35 V Tính kiểm tra 35 VI Tính thành phần hố phối liệu, thành phần đóng góp ngun liệu phối liệu tít phối liệu 37 VII Nhận xét 39 VIII Tính cường độ xi măng 40 Phần V : Tính cân vật chất toàn nhà máy 41 Phần VI : Tính cân vật chất hệ thống lị I Tính chọn lị nung 46 46 II Tính q trình cháy nhiên liệu 48 III Thiết lập cân vật chất lị nung 51 Phần VII : Tính nhiệt lý thuyết tạo clinker cân nhiệt hệ thống lị 56 I Tính nhiệt lý thuyết tạo clinker 56 II Tính cân nhiệt hệ thống lị 59 Phần VIII : Tính lựa chọn số thiết bị dây chuyền sản xuất 64 I Phân xưởng lò nung 64 II Phân xưởng nguyên liệu 76 III Phân xưởng nghiền đóng bao 87 IV Phân xưởng nhiên liệu 94 V Thiết lập dây chuyền công nghệ 96 Kết luận 98 Tài liệu tham khảo 99 MỞ ĐẦU Đất nước ta thời kỳ đổi mới, bước xoá bỏ lạc hậu nghèo nàn Đảng Chính phủ định rõ đường lối phát triển kinh tế theo hướng Cơng nghiệp hố, Hiện đại hoá vận động theo chế thị trường Để tạo tiền đề vững đưa đất nước tiến lên CNXH tương lai gần, phải có sở hạ tầng thượng tầng kiến trúc đảm bảo cho ngành nghề phát triển Ngay sau ngày nước nhà thống nhất, để khôi phục kinh tế, nhiều sở hạ tầng xây dựng, nhiều cơng trình đại mọc lên đáp ứng bước đầu trình phát triển đất nước Song song với tiến trình đó, nhu cầu chất kết dính phục vụ xây dựng cơng trình : thuỷ điện, cầu cống, đường xá, thuỷ lợi, nhà ở…ngày tăng Đến nay, với tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ, tốc độ thị hố ngày lớn địi hỏi lượng khơng nhỏ sản phẩm chất kết dính, có xi măng Mặc dù sản lượng chất lượng xi măng cải thiện nhiều thời gian qua không đáp ứng nhu cầu sử dụng nước Để tiến tới cung cấp đủ lượng xi măng phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội, phần tham gia xuất nhằm tăng tỷ trọng ngành việc đầu tư xây dựng nhà máy cải tạo nhà máy có cần thiết Với nội dung đó, em giao thiết kế nhà máy sản xuất xi măng sử dụng lị quay phương pháp khơ với cơng suất 1,4 triệu xi măng PCB 40/ năm(10% phụ gia đầy, 11% phụ gia khống hoạt tính) PHẦN I : LƯỢC GIỚI THIỆU VỀ XI MĂNG POÓC LĂNG I CÁC KHÁI NIỆM : Xi măng Poóc lăng (XMP) : Là sản phẩm nghiền mịn hỗn hợp gồm clinker XMP thạch cao (CaSO4.2H2O) (3 5%) Ngồi có phụ gia cơng nghệ (phụ gia trợ nghiền, phụ gia bảo quản) Xi măng Poóc lăng hỗn hợp (PCB) : Là sản phẩm nghiền mịn hỗn hợp gồm clinker XMP, thạch cao (3  5%) phụ gia hỗn hợp (< 40%).Trong đó, phụ gia đầy(lười) khơng vượt q 20% Ngồi cịn có phụ gia công nghệ Clinker XMP : Là sản phẩm thu sau nung đến kết khối hỗn hợp nguyên liệu chủ yếu gồm đá vôi đất sét Trong sản phẩm này, khống khống silicát canxi có độ bazơ cao Phụ gia xi măng : 4.1 Phụ gia hỗn hợp : hỗn hợp hai loại phụ gia đầy phụ gia khoáng hoạt tính + Phụ gia đầy : chất độn đưa vào với mục đích tăng sản lượng xi măng, giảm giá thành sản phẩm Nó khơng tham gia phản ứng q trình đóng rắn sau xi măng + Phụ gia khống hoạt tính : loại phụ gia đưa vào nhằm cải thiện tính chất xi măng Phụ gia tham gia phần vào phản ứng sau q trình đóng rắn xi măng 4.2 Phụ gia cơng nghệ : có tác dụng cải thiện tính chất xi măng nhằm đáp ứng yêu cầu sử dụng có phụ gia tăng cường q trình nghiền, vận chuyển, đóng bao bảo quản (hàm lượng < 1%) II THÀNH PHẦN KHOÁNG HOÁ CỦA CLINKER XMP : II.1 Thành phần hố : Các ơxit : CaO, SiO2, Fe2O3, Al2O3 Các ôxit khác : MgO, R2O, Cr2O3, MnO, TiO2, SO3,… Các ơxit chiếm 95 97 % Ôxit canxi CaO : + Hàm lượng clinker : 62 69% + Tham gia tác dụng với ơxit khác tạo khống clinker XMP (C3S, C2S, C3A, C4AF) + Nếu sau hình thành clinker mà CaO tồn dạng tự (khơng tạo khống với ơxit khác) CaO tự gây ổn định thể tích đá xi măng bê tơng có phản ứng sau : CaOtd + H2O = Ca(OH)2 +  V + Nhiều CaO ta thu clinker cho XMP đóng rắn nhanh, toả nhiều nhiệt bền môi trường xâm thực Ôxit Silic SiO2 : + Hàm lượng clinker : 17 26% + Chủ yếu tác dụng với CaO tạo khoáng Silicat Canxi(C3S, C2S) + Nếu clinker tồn SiO2 tự kéo theo CaO tự tăng + Nếu clinker có nhiều SiO2 cho XMP đóng rắn chậm, toả nhiệt, bền môi trường xâm thực, cường độ lâu dài cao Ơxit nhơm Al2O3 : + Hàm lượng clinker : 10% + Chủ yếu tác dụng với Fe 2O3 CaO tạo khoáng nóng chảy(C 3A, C4AF) + Nếu clinker có nhiều ơxit nhơm cho XMP đóng rắn nhanh, toả nhiều nhiệt, bền môi trường xâm thực Ôxit sắt Fe2O3 : + Hàm lượng clinker : 0,1 5% + Tham gia phản ứng với CaO, Al2O3 tạo khoáng alumo ferit canxi(CF, C4AF) + Nếu clinker có nhiều ơxit sắt làm cho nhiệt độ nung hạ thấp, cho XMP bền môi trường xâm thực băng giá Cường độ lâu dài khơng cao Ơxit magiê MgO : + Hàm lượng clinker : 4% + Có mặt số dung dịch rắn nằm pha thuỷ tinh, dạng ôxit tự Tinh thể MgO tự nguy hiểm CaOtd (tinh thể periclazơ) Ôxit kiềm R2O : + Hàm lượng clinker : 0,2 2% Yêu cầu Na2O + K2O < 1% + Tham gia tạo số khoáng chứa kiềm gốc khống clinker XMP + Kiềm nhiều clinker cho XMP cường độ thấp, không ổn định mặt thể tích, gây khó khăn vận hành lị lị quay phương pháp khơ có cyclone trao đổi nhiệt Ngoài xi măng từ clinker gây ăn mòn cốt thép, loang màu bề mặt trang trí Ơxit lưu huỳnh SO3 : + Hàm lượng clinker : 1% + Làm giảm số khống clinker XMP + Dễ bay vùng nhiệt độ cao, sau dễ dàng tác dụng với kiềm tạo hợp chất nóng chảy nhiệt độ thấp dẫn đến vận hành lị khơng ổn định + Nhiều SO3 làm giảm cường độ lâu dài XMP II.2 Thành phần khống : Trong clinker có 95 97 % khống Bốn khống chia làm nhóm : + Khống khó nóng chảy : C3S (3CaO.SiO2), C2S (2CaO.SiO2) chiếm 72  85 % + Khống nóng chảy : C3A(3CaO.Al2O3), C4AF(4CaO.Al2O3.Fe2O3) Có 5 % khống khác ơxit tự Trong clinker có dạng tồn : tinh thể vơ định hình (pha thuỷ tinh) : _Pha tinh thể : C3S, C2S, CaOtd, MgOtd,… _Pha thủy tinh : C3A, C4AF,… Khoáng C3S (3CaO.SiO2) : + Hàm lượng clinker : 40 60% + Khối lượng riêng : 3,28 (g/cm ) + C3S tinh khiết tồn phịng thí nghiệm Trong điều kiện cơng nghiệp, C3S tồn dạng dung dịch rắn (bền vùng nhiệt độ thấp) gọi Alít với cơng thức gần : C54S16AM + C3S bền vùng nhiệt độ 1250 1900 C Trên 1900 C, C3S nóng chảy Dưới 1250 C, C3S phân huỷ theo phản ứng sau : C3S  1250C  C2S + CaO + C3S tinh khiết có dạng lục giác + C3S khống đóng rắn nhanh, toả nhiều nhiệt hydrat hố, cho XMP có mác cao khơng bền môi trường xâm thực + Nhiều C3S , q trình nung luyện trở nên khó khăn Khoáng C2S (2CaO.SiO2) : + Hàm lượng clinker : 25 32% + C2S tinh khiết tồn phịng thí nghiệm Trong cơng nghiệp, C2S tồn dạng dụng dịch rắn bền gọi Bêlít + C2S có dạng thù hình : * Dạng  : tồn vùng nhiệt độ 1425 2130 C Khối lượng riêng 3,04 (g/cm ) * Dạng  , : tồn vùng nhiệt độ 830 1425 C, t > 1425 C chuyển thành dạng  Khối lượng riêng 3,40 (g/cm ) * Dạng  : tồn vùng nhiệt độ 675 830 C Khối lượng riêng 3,28 (g/cm ) Tuy nhiên, trình chuyển  , thành  phụ thuộc tốc độ làm lạnh Dưới 830 C, làm lạnh nhanh chuyển dạng  , ngược lại làm lạnh chậm chuyển dạng  kèm theo tăng thể tích 10% gây tả clinker * Dạng  : tồn vùng nhiệt độ < 675 C Khối lượng riêng 2,98 (g/cm ) Trong dạng thù hình trên, hoạt tính thuỷ lực giảm dần từ  xuống  Trong điều kiện thường, khơng có dạng  dạng  , , cịn dạng  khơng có hoạt tính thuỷ lực + Để có  _C2S điều kiện thường, người ta chuyển vào dung dịch rắn mà  _C2S` làm lạnh nhanh qua vùng 675 C + Khống C2S đóng rắn chậm tạo sản phẩm đóng rắn bền mơi trường xâm thực, cường độ lâu dài cao Khoáng C3A(3CaO.Al2O3) : + Hàm lượng clinker : 15% + Khối lượng riêng : 3,04 (g/cm ) + Là khoáng chủ yếu dãy dung dịch rắn : C3A, C5A3,C12A8, CA, CA2, CA6 + C3A có cấu trúc xốp, phản ứng nhanh với nước, toả nhiều nhiệt không bền mơi trường xâm thực Khống C4AF(4CaO.Al2O3.Fe2O3) : + Hàm lượng clinker : 10 18% + Khối lượng riêng : 3,77 (g/cm ) + Là khoáng chủ yếu dãy dung dịch rắn khoáng từ C 6A2F đến C6AF2 + Khống C4AF đóng rắn chậm, toả nhiệt đóng rắn, cho XMP có cường độ thấp sản phẩm đóng rắn bền mơi trường xâm thực, băng giá Khống chứa kiềm : K2O.23CaO.12SiO2 (KC23S12)  12C2S Na2O.8CaO.3Al2O3 (NC8A3)  3C3A Việc tạo khoáng làm giảm đáng kể hàm lượng khống Chúng bị phân huỷ có mặt CaSO4 hệ nung : Na2O.8CaO.3Al2O3 + CaSO4 = NaSO4 + 9C3A K2O.23CaO.12SiO2 + CaSO4 = K2SO4 + 12C2S Các ơxit tự : CaO khơng nằm khống mà nằm dạng tự Pha thuỷ tinh : + Hàm lượng clinker : 10% phụ thuộc tốc độ làm lạnh thành phần hoá phối liệu + Pha thuỷ tinh chủ yếu chứa phức silic ngồi cịn có ơxit kim loại Làm lạnh nhanh có nhiều thành phần làm lạnh chậm II.3 Quan hệ thành phần hóa thành phần khống clinker XMP CK = 0,7369.C3S + 0,6512.C2S + 0,6227.C3A + 0,4616.C4AF (%) SK = 0,2631.C3A + 0,3488.C2S (%) AK = 0,3773.C3A + 0,2098.C4AF (%) FK = 0,3286.C4AF (%) C3S = 4,07.CK – 7,6.SK – 6,72.AK – 1,42.FK (%) C2S = 8,6.SK + 5,07.AK + 1,07.FK – 3,07.CK (%) C3A = 2,65.AK – 1,7.FK (%) C4AF = 3,04.FK (%) III Q TRÌNH HỐ LÝ KHI NUNG LUYỆN : Nhiệt độ < 100 C 100  400 C 400 750 C Quá trình Phản ứng Tách nước tự H2OL  H2Oh Bay nước hấp phụ H2OL  H2Oh Mất nước hoá học (phân huỷ AS2H2  AS2 + 2Hh  600 900 C Caolinit) Phân huỷ MêtaCaolinit 600 1000 C Hoặc AS2  A + 2S Phân huỷ đá vơi, tạo khống CaCO3  CaO + CO2  0 CS, CA AS2  AS + S C + S  CS C + F  CF 800 1300 C Tạo khoáng C2S, C3A, C4AF C + A  CA CA + 2C  C3A CS + C  C2S C3A + CF  C4AF 1250 1450 C Tạo khoáng C3S C2S + Ctd  C3S Trong hệ thống lò diễn đủ tất trình : Tại cyclone tầng : Mất nước lý học Tại cyclone tầng 2,3 : Phân huỷ Caolinit Tại cyclone tầng 4,5 : Phân huỷ phần đá vôi (< 15%) Phối liệu cyclone tầng vào calciner, sau vào cyclone tầng đưa vào lị quay Vật liệu can xi hố tới 90 95% trước vào lị Có lượng nhỏ khoáng tạo calciner cyclone tầng Tại Calciner, 80% đá vôi phân huỷ, sau bột liệu phân huỷ nốt lị xảy q trình tạo khống Lị quay chia làm khu vực : * Phần đầu lị : tạo khống C2S, C3A, C4AF (zơn phản ứng toả nhiệt) * Phần lị : tạo khống C3S (zơn nung) * Phần cuối lị : zơn làm nguội IV CÁC TÍNH CHẤT CỦA XMP : Khối lượng thể tích : Đối với XMP, khối lượng thể tích dạng tơi 900 1100 (g/l) Còn 10 + Tốc độ bàn nghiền : 26,4 vịng/phút + Lưu lượng khí vào : 109 Nm /s + Đường kính bàn nghiền : 4,5 m + Con lăn nghiền : đường kính 2700 mm, chiều rộng 900 mm, trọng lượng 40 tấn/1 lăn + Máy phân ly : công suất 186 KW, tốc độ 76 vòng/phút * Ưu nhược điểm máy nghiền Atox 45 : + Ưu điểm : _Có thể kết hợp sấy nghiền phân ly máy _Tiêu hao điện thấp (giảm 20 – 40% so với máy nghiền bi) _Nghiền nguyên liệu có độ ẩm < 20% ngun liệu có kích thước cục 5% đường kính lăn nên giảm nhu cầu đập sơ trước nghiền _Năng suất cao máy nghiền bi _Năng suất độ mịn sản phẩm điều chỉnh nhờ thay đổi áp lực nghiền, tốc độ dịng khí tốc độ máy phân ly _Độ ồn nghiền thấp cho phép đặt máy ngồi nhà xưởng khơng gian mở + Nhược điểm : _Vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa, vệ sinh máy phức tạp _Chi phí sửa chữa, thay lớn Chọn tổ hợp cyclon lắng : Cyclon lắng gồm vỏ hình trụ, phần gắn vỏ hình nón cụt ống xả bụi Hỗn hợp khí chứa bụi vào cyclon qua ống đặt tiếp tuyến với vỏ phía Nắp cyclon chế tạo theo đường xoắn ốc Hỗn hợp thổi vào theo đường tiếp tuyến xuống phía theo đường xoắn ốc Dưới tác dụng lực ly tâm, bụi văng khỏi vịng xốy va vào thành động lắng xuống Khí hút ngược lên qua ống trung tâm ngồi 85 Kích thước cyclon : D = 1,8 m; H = m, tốc độ khí vào cyclon khoảng 20 – 25 m/s, suất vài chục nghìn m /h Cyclon thu hồi vật liệu d < 40 – 50 m Qua cyclon lắng, 95 % bột liệu thu hồi (tính theo tổng lượng liệu từ phân ly máy nghiền tới) 10 Lọc bụi tĩnh điện : lọc khí sau tổ hợp cyclon lắng + Điện áp : 380 – 660 V, tần số 50 – 60 Hz + Điện áp điều khiển : 220 V + Có trường điện từ : 125 KV 145 KV + Lưu lượng khí vào : 137 m /s + Nhiệt độ vận hành : 150 C + Tải trọng bụi khí thải : 50 g/m Tải trọng gió : KN/m + Hiệu suất lọc : 99,94 % *Ưu điểm lọc bụi tĩnh điện : + Năng lượng tiêu hao ít, 1000 m khí tiêu tốn 0,1 – 0,8 KW trở lực không – 15 mm H2O + Hiệu suất làm cao + Có thể tiến hành môi trường nhiệt độ cao ăn mịn hố học + Có thể tự động hố khí hố hồn tồn 11 Chọn silơ đồng tinh : sức chứa đảm bảo cho lò hoạt động liên tục ngày Lượng bột liệu cần cung cấp cho lò ngày : Q = 3800.1,59 = 6042 (tấn/ngày) Trong 3800 suất lị, tấn/ngày 1,59 tiêu hao phối liệu khơ thực tế nung kg clinker, kg/kgCL Sức chứa silô : G = 6042.3 = 18126 (tấn)  D H . Mặt khác, G = Với D : đường kính silơ, m 86 H : chiều cao hình học silơ, m  : khối lượng thể tích bột liệu, tấn/m  : hệ số chứa bột nguyên liệu silô Trung bình chọn  = 0,9 4.G 4.18126 Từ cơng thức suy : H =  D .  3,1416.202.1,2.0,9 54(m) (ở công thức ta chọn D = 20 m) Vậy ta chọn silô CF hãng FLS đường kính 20 m, chiều cao 54 m sức chứa 20000 * Nguyên tắc hoạt động : Bột liệu từ máy nghiền liệu vận chuyển tới silô CF để đồng Silô chế tạo bê tơng cốt thép Đáy silơ có bố trí cửa xả liệu tương ứng với khoang trịn hình nón sục khí hệ thống quạt Hệ thống đường ống cấp khí sục vào hộp khí đặt đáy silơ tạo nên tầng sôi bột liệu xả qua cửa tháo theo chương trình đặt trước Mỗi lần xả gồm cửa đáy tương ứng với phần tam giác 42 phần tam giác đáy silô Trong chu kỳ xả đáy 12 phút, phần tam giác sục khí lần Q trình sục khí silơ xả đáy điều khiển PLC lắp đặt hệ thống vi sử lý * Đặc trưng silơ CF : + Có thể dự trữ, đảo trộn vận hành liên tục + Đảm bảo vận hành lò ổn định + Giảm điện tiêu tốn riêng lượng khí nén yêu cầu + Hiệu đồng cao 10 : + Giá thành bảo dưỡng thấp + Có thể điều khiển dịng bột liệu III PHÂN XƯỞNG NGHIỀN VÀ ĐÓNG BAO : Phân xưởng sau silô chứa ủ clinker đến hết trạm xuất xi măng Nhiệm vụ phân xưởng : 87 + Tiếp nhận clinker đạt tiêu chuẩn kỹ thuật từ silô chứa clinker + Nghiền hỗn hợp clinker, thạch cao phụ gia thành xi măng bột đạt tiêu chuẩn + Đảm bảo suất 1,4 triệu xi măng PCB 40/năm Chọn máy đập phụ gia thạch cao : Thời gian bảo dưỡng, sửa chữa máy năm 902 tức P = 902/87,6 = 10,297% Máy làm việc ca/ngày có kho dự trữ nên K = 3/2 P2 = Do đó, P3 = P – 10,297 (%) Năng suất yêu cầu máy đập : G= G1 A.K 158,333.25.1,5  59,375 (tấn/h) 100 100 Trong A : phần trăm phụ gia phối liệu nghiền, A = 25% G1 : suất lò, tấn/h Chọn máy đập búa trục có suất 68 tấn/h (XI-143), ta có : P= 68  59,375 100% 14,526% 59,375 Do đó, P3 = 14,526 – 10,297 = 4,229% < 5% Đặc trưng máy giống máy đập clinker (trang 49) Chọn máy nghiền xi măng : chọn chu trình nghiền kín, bán hoàn tất để tăng suất máy nghiền bi sản phẩm đạt độ mịn yêu cầu Dự trữ công suất để ngừng máy sửa chữa : 1465 P1 = 87,6 16,72% Dự trữ cho lò làm việc liên tục : 1314 P2 = 87,6 15% Năng suất yêu cầu máy nghiền : 88 1,4.106 176,768 (tấn/h) G= 8760  840 Chọn máy nghiền bi UMS 54 14.5 suất 240 tấn/h, ta có : P= 240  176,768 100% 35,771% 176,768 Do đó, P3 = 35,771 – 31,72 = 4,051% < 5% * Nguyên tắc hoạt động máy nghiền bi UMS : Máy nghiền bi UMS cấu trúc dạng ống trụ thép có hai khoang chứa bi nghiền, vách ngăn Hai đầu máy nghiền bi hai vòng trượt gối lên ổ đỡ kiểu đế trượt bôi trơn hai trạm dầu làm mát nước Dẫn động máy nghiền dẫn động kiểu trung tâm qua hộp giảm tốc Khi máy nghiền quay, nhờ lực va đập chà xát bi nghiền, vật liệu nghiền mịn vận chuyển tới đầu máy nghiền nhờ hệ thống thơng gió máy nghiền Vật liệu nghiền gầu nâng máng khí động đưa lên phân ly Sepax hiệu suất cao * Một số đặc trưng máy nghiền bi UMS : + Đường kính máy nghiền : 5,4 m + Chiều dài máy nghiền : 14,5 m + Chiều dày lớp lót máy nghiền : 115 mm + Số bạc đỡ ổ trượt : + Kích thước bạc đỡ ổ trượt : 1420 710 mm + Nước phun vào ngăn thứ hai máy nghiền : = 0,15 m /h, max = 4,3 m /h, áp suất 4,8 bar + Độ mịn đầu : 2800-3200 cm /g + Động máy nghiền công suất 6142 KW, tốc độ 594 vòng/phút, điện áp KV + Nhiệt độ xi măng : 80-120 C + Khối lượng bi hai ngăn : 347 89 * Ưu nhược điểm máy nghiền bi : + Ưu điểm : _Cấu tạo tương đối đơn giản, làm việc ổn định tin cậy _Có thể nghiền tất loại xi măng sản phẩm tương tự theo chu trình kín tới độ mịn u cầu _Được thiết kế cho sấy nghiền vật liệu ẩm nạp vào máy nghiền (phụ gia, thạch cao) _Vật liệu trộn đồng _Sử dụng dễ dàng, hệ số đập nghiền cao + Nhược điểm : _Tốc độ chuyển động bi đạn nhỏ làm hạn chế số vòng quay máy nghiền (khoảng 20-40 vòng/phút) _Tất bi đạn máy nghiền không đồng thời tham gia làm việc _ Thể tích sử dụng thùng nghiền khoảng 35-45% _Kích thước lớn, nặng làm việc ồn _Tiêu hao điện lớn, mô men mở máy lớn Chọn máy nghiền sơ clinker (đặt trước máy nghiền bi UMS) : Năng suất yêu cầu : 240 tấn/h Chọn máy nghiền đứng CKP 200 với đặc trưng sau : + Kích thước vật liệu vào : < 70 mm + Năng suất nghiền : 228-240 tấn/h + Chiều cao vành chặn bàn nghiền : 53 mm + Kích cỡ vật liệu : 35 mm (0,5%), 25 mm (max = 5%) + Độ mịn : 1050 cm /g + Nhiệt độ bên máy max = 110 C + Độ ẩm đầu : 0,3% + Kích thước bàn nghiền : 2000 mm 90 + Cơng suất động ; 1350 KW + Tốc độ động : 990 vịng/phút + Tốc độ bàn nghiền : 36,67 vòng/phút + Chiều dày lớp liệu bàn nghiền : 30-35 mm + Đường kính chiều rộng lăn : 1370 530 mm + áp lực nghiền lăn : 110 + Số bạc đỡ hộp giảm tốc : 12 Máy phân ly Sepax : * Nguyên tắc hoạt động : Vật liệu sau máy nghiền bi qua máng khí động đến gầu nâng đưa vào phân ly qua máng khí động Vật liệu đưa vào qua cửa phân tán vật liệu hoà chung với dịng khí xốy phân ly tác dụng lực ly tâm, hạt bị văng Dưới tác dụng trọng lực, hạt thô bị động lắng lại, rơi xuống thu hồi đáy phễu Các hạt mịn theo dịng khí sức hút quạt đưa tới lọc bụi túi Sản phẩm lắng thiết bị vận chuyển đưa tới silô chứa * Một số đặc trưng CKP 200 : + Nhiệt độ vật liệu vào max : 120 C + Cỡ hạt vào < mm + Năng suất : 605 tấn/h + Độ mịn sản phẩm : 3200 cm /g + Đường kính rơto : 3130 mm Chiều cao 2810 mm Tốc độ 60-171 vịng/phút + Động : cơng suất 362 KW, tốc độ 600-180 vịng/phút Thiết bị lọc bụi : đặt sau máy phân ly Sepax để thu hồi xi măng đạt yêu cầu Chọn lọc bụi Filtax có đặc tính sau : _ Kiểu lọc bụi túi : D24-4.5-2712 91 _ Số khoang lọc : 24 Mỗi khoang có 50 túi lọc _ Số dãy túi lọc : 120 _ Tổng số túi lọc : 1200 _ Điện tích lọc : 2712 m _ Phần tử đốt nóng : số lượng 144, điện 72 KW _ Tiêu tốn khí nén tiêu chuẩn : max = 5,4 m /phút Lọc bụi tĩnh điện : đặt sau máy nghiền bi UMS * Một số đặc trưng : + Số hệ thống điện cực : + Máy biến áp/Bộ nạp : 100/300 (KV/mA) + Lưu lượng khí : 16,9 Nm /s – 42090 Nm /h + Tốc độ khí : 0,8 m/s + Nhiệt độ vận hành : 114 C + Nồng độ bụi vào : 690 g/Nm , : 50 mg/Nm + Năng suất thu hồi bụi : 28,8 tấn/giờ Chọn silô xi măng : Xi măng ủ silơ từ 7-15 ngày có tác dụng : hạ nhiệt độ xi măng (vì q trình nghiền lại sinh nhiệt), khử bớt vôi tự làm cho xi măng ổn định thể tích đóng rắn Nhưng ủ lâu làm giảm mác xi măng Ngồi ra, cịn kho trung chuyển để xuất xi măng rời mà không ảnh hưởng đến phân xưởng nghiền Năng suất xi măng nhà máy : 240 tấn/giờ Khối lượng xi măng dự trữ 10 ngày : 240.10.24 = 57600 (tấn) Chọn silô CFS hệ số chứa xi măng silô  = 0,9 (lấy trung bình) Sức chứa silơ : G = 57600/4 = 14400 (tấn) Mặt khác ta có : G =  D H   (II-135) 92 Trong : G dung tích hữu ích silơ (tấn) D đường kính silơ (m)  khối lượng thể tích xi măng Với XMP,  = 1,45 (tấn/m ) H : Chiều cao hình học silơ khơng kể phần phía đáy, m 4.G 4.14400 Suy : H  D .  3,1416.182.1,45.0,9 44(m) * Một số đặc trưng silô CFS : + Chỉ phần đáy silô tháo lần tháo + Silơ dự trữ vận hành cách liên tục + Giá thành bảo dưỡng thấp + Tiêu tốn lượng riêng lượng khơng khí sục vào đáy silơ thấp + Khả tháo có độ tin cậy cao Máy đóng bao : Xác định số máy đóng bao : m n.G.24.1000 1.240.24.1000  3 (cái) q p.t 50.2400.15 với G : suất máy nghiền xi măng, tấn/h n : số máy nghiền loại q : khối lượng bao xi măng Chọn q = 50 (kg) p : suất máy đóng bao, chọn loại 2400 bao/h t : thời gian làm việc máy đóng bao, chọn t = 15 * Nguyên tắc hoạt động máy đóng bao : Xi măng bột vận chuyển từ silô xi măng đến két chứa trung gian máy đóng bao hệ thống băng tải gầu nâng Từ két chứa này, xi măng cấp vào máy đóng bao qua van quay Dưới tác dụng khí nén tua bin vận hành động cơ, xi măng nạp vào bao qua vịi nạp Sau đó, bao xi măng đưa xuống hệ thống băng tải vận chuyển đến đầu dỡ tải xi măng Một máy nạp bao tự động nạp bao vào máy đóng 93 bao theo chu kỳ dừng vòi Máy trang bị hệ thống cân điện tử để điều chỉnh trọng lượng bao * Một số thơng số kỹ thuật : + Số vịi nạp : + Năng suất max : 2400 bao/h (khoảng 120 tấn/h) + Số máy đóng bao : + áp suất khí nén yêu cầu : – bar + Phương pháp dỡ tải : băng tải + Phương pháp làm bao : khí nén + Trọng lượng bao : 50 kg Chọn két chứa cung cấp cho máy nghiền bi : + Két chứa clinker : cung cấp từ silơ clinker : dung tích 180 m + Két chứa thạch cao phụ gia : cung cấp từ kho tổng hợp : dung tích két 200 m IV PHÂN XƯỞNG NHIÊN LIỆU : Nhiệm vụ phân xưởng tiếp nhận than nhập vào kho sau gia cơng đến cỡ hạt u cầu cấp cho phân xưởng lò Dầu sau hâm sấy cung cấp cho phân xưởng lò buồng đốt phụ phân xưởng khác Than : Than thô vận chuyển tàu hoả ôtô nhà máy sau cấp vào két chứa với suất 284 – 341 tấn/giờ, dung tích két chứa khoảng 200 m Than thô qua ghi đáy két xuống xích cào xích cào đổ vào vít tải để cấp liệu cho máy nghiền than Nguồn khí nóng để sấy than lấy từ máy làm lạnh clinker (hoặc lò đốt phụ) có nhiệt độ khoảng 170 C thổi vào từ khoang máy nghiền 94 hạt mịn lên phân ly nhờ quạt hút Dịng khí quạt hút vào lọc bụi tay áo để thu hồi than mịn Nhiệt độ khỏi máy nghiền khoảng 80 C độ ẩm 1-2% Khí khỏi lọc bụi phần quay trở lại máy nghiền, phần ngồi qua ống khói Than mịn sau thu hồi từ lọc bụi chuyển vào két chứa than mịn (két 77 m cấp cho vòi đốt lò, két 151 m cấp cho vòi đốt calciner) cấp cho nơi cần thông qua cân quay hệ thống bơm * Xác định suất máy nghiền than : Năng suất yêu cầu máy nghiền than : G = G1.XTT.K = 158,333.0,126.1 = 19,95 (tấn/h) Trong G1 suất lò, tấn/h XTT tiêu hao than thực té có kể đến tổn thất, kg/kgCL K hệ số ca làm việc máy Máy làm việc ca nên K = Dự trữ công suất ngừng sửa chữa máy : P1 = 1197/87,6 = 13,66% Dự trữ cơng suất cho lị làm việc liên tục : chọn P2 = 25% Chọn máy nghiền Atox 27.5 hãng FLS có suất 28 tấn/h, ta có : P= 28  19,95 100% 40,351% 19,95 Suy ra, dự trữ công suất dư : P3 = P – (P1 + P2) = 40,351 - (13,66 + 25) = 1,691% < 5% * Một số thơng số máy nghiền Atox sấy nghiền liên hợp chu trình kín phân ly khí động hiệu suất cao : + Nguyên liệu : than antraxit thô loại cám nhập từ Quảng Ninh : _Độ ẩm : 7% _Kích thước vào máy nghiền : < 15 mm _Chất bốc : 8% _Hàm lượng tro than : 15,12% 95 _Nhiệt trị : 6678,535 kcal/kg + Năng suất : 28 tấn/h + Độ mịn sản phẩm : < 5% sàng 009 + Độ ẩm vật liệu : 1% + Đường kính bàn nghiền : 2,75 m + Tốc độ bàn nghiền : 33,8 vịng/phút + Con lăn hình trụ đường kính 1,65 m, chiều rộng 0,55 m + Cơng suất động máy nghiền : 740 KW + Công suất máy phân ly RAKM : 69 KW, tốc độ tối đa : 183 vòng/phút * Một số đặc trưng Atox 27.5 : _Nghiền có hiệu cao loại than _Phân ly động đảm bảo khả phân loại cao sản phẩm cuối _Chiếm diện tích _Các lót lăn bàn nghiền có tuổi thọ lâu dài lắp đặt dễ dàng _Con lăn lớn cho phép nạp liệu thô lớp liệu dày _Khơng cần động phụ _Giảm tổn thất dịng khí, vận hành ổn định Dầu FO : dầu dùng cung cấp cho hệ thống lị nhóm lị bổ sung nhiệt cần thiết Ngồi dùng cung cấp cho buồng đốt phụ máy nghiền liệu, nghiền than Dầu trước đem sử dụng phải đảm bảo điều kiện sau : + Hàm lượng lưu huỳnh : < 2,1% + Tỷ trọng 20 C : 0,93 - 0,98 kg/l + Nhiệt lượng : 9800 – 10000 kcal/kg + Độ nhớt : 2,5 E + Nhiệt độ sấy dầu : 120 - 140 C + áp lực phun dầu : 25 – 30 kg/cm 96 V THIẾT LẬP DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ : Đá vơi sau khai thác mỏ theo phương pháp khoan nổ mìn cắt tầng có kích thước < 1500 mm vận chuyển trạm đập ôtô Tại đây, đá vôi máy đập búa EV trục tác động va đập phản hồi đập xuống kích thước < 75 mm Sau đá vơi băng tải vận chuyển kho để đồng sơ Trong kho chứa, đá vôi rải thành hai đống dọc (mỗi đống khoảng > 15000 tấn) theo băng tải dỡ liệu đổ vào két chứa Đất sét sau khai thác mỏ vận chuyển ơtơ công suất lớn trạm đập Tại nhờ máy đập hai trục có răng, đất sét đập xuống kích thước < 50 mm chuyển kho đồng sơ băng tải Đất sét rải theo phương pháp Windrow theo băng tải dỡ liệu đến trạm cân trước vào máy nghiền nguyên liệu khác Quặng sắt điatômit nhập tàu hoả vận chuyển vào kho chứa trước băng tải dỡ liệu đưa tới két chứa Tại trạm cân, nguyên liệu định lượng theo tỷ lệ phối liệu đổ vào băng tải chung vận chuyển tới máy nghiền ngun liệu Máy nghiền Atox 45 lấy khí nóng sau tháp điều hồ khí thải làm tác nhân sấy (hoặc lấy khí nóng cung cấp từ buồng đốt phụ) Vật liệu nghiền tới độ mịn có độ sót sàng < 10 % sàng 009, độ ẩm  1% vận chuyển silô CF hệ thống máng khí động Phối liệu từ silơ CF tháo qua thùng cân chuyển tới hệ thống cyclon trao đổi nhiệt hệ thống gầu nâng máng khí động Qua calciner bột liệu canxi hố tới > 90% trước vào lị để nung luyện thành clinker Clinker sau khỏi máy làm lạnh đưa tới silô chứa ủ xuất rời tuỳ theo yêu cầu khách hàng Nhiên liệu sử dụng cho hệ lò loại than cám 3, sau nghiền máy nghiền Atox 27.5 bơm cao áp vận chuyển tới két chứa than mịn 97 trước cung cấp cho lị, calciner buồng đốt phụ Khí làm nguội clinker phần đưa sang máy sấy nghiền than liên hợp qua lọc bụi điện thải ngồi qua ống khói Clinker từ silơ chứa sau ủ vận chuyển đến máy nghiền sơ CKP thạch cao phụ gia, sau cấp cho máy nghiền bi UMS để tăng suất Tại hệ thống nghiền này, phối liệu nghiền mịn qua thiết bị phân ly tập trung vào hệ thống silô chứa xi măng Từ silô này, xi măng xuất rời theo xe téc đóng bao để xuất cho khách hàng KẾT LUẬN Công nghệ xi măng ngành công nghiệp nặng địi hỏi khả tiếp thu cơng nghệ tốt, có hiểu biết rộng lực tìm tịi sáng tạo lớn kỹ sư ngành để với phát triển khoa học kỹ thuật tạo sản phẩm có chất lượng cao, giá thành hợp lý đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày lớn xã hội Với hướng dẫn tận tình thầy cô môn silicat với nỗ lực thân, sau tháng học hỏi, làm việc nghiêm túc em hoàn thành đồ án “Thiết kế nhà máy sản xuất xi măng lò quay, phương pháp khô công suất 1,4 triệu PCB/năm” TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 I Bùi Văn Chén Kỹ thuật sản xuất xi măng Pooclăng chất kết dính Khoa Đại học Tại chức xuất Năm 1984 II Bùi Văn Chén Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học tốt nghiệp kỹ thuật xi măng chất kết dính Năm 1984 III Đu_đa Xi măng Nhà xuất “Baupherlag” Visbaden Cộng hoà liên bang Đức Nhà máy xi măng Bỉm Sơn dịch IV Lê Hữu Đỗ, Tạ Văn Khao Báo cáo nghiên cứu khả thi “Nhà máy xi măng Tam Điệp” Viện Vật liệu Xây dựng Năm 1995 V Nhà máy xi măng Tam Điệp Báo cáo nhận biết vòi đốt lò VI Đánh giá trạng sản xuất xi măng lò quay Việt Nam Năm 1997 VII Tài liệu vận hành nhà máy xi măng Tam Điệp Năm 2003 VIII Vũ Linh Kỹ thuật sản xuất chất kết dính Trường Đại học Bách Khoa xuất IX Ngơ Bình Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp Bộ môn xây dựng công nghiệp Năm 1997 X Khoa Silicat_Xây dựng Thiết bị nhà máy Silicat tập 1,2 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Năm 1994 XI Tính lựa chọn thiết bị Silicat tập 1,2 Bộ môn Silicat trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Năm 1976 XII Ullmann’s encyclopedia of industrial chemistry F Thomas Campbell, Rudolf Pfefferkorn, James F Rounsaville XIII Nguyễn Đăng Hùng Lò Silicat tập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội XIV Tập thể tác giả Sổ tay Q trình Thiết bị cơng nghệ hố chất tập Khoa Hoá trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Năm 1978 XV Thông tin khoa học kỹ thuật xi măng Phịng kỹ thuật Tổng cơng ty xi măng Việt Nam phát hành năm 2003 99 ... dựng nhà máy cải tạo nhà máy có cần thiết Với nội dung đó, em giao thiết kế nhà máy sản xuất xi măng sử dụng lị quay phương pháp khơ với cơng suất 1,4 triệu xi măng PCB 40/ năm( 10% phụ gia đầy,... trường tiêu thụ sản phẩm nhà máy Cách 10 km phía Nam có nhà máy xi măng Bỉm Sơn công suất 2,4 triệu tấn/ năm cách 50 km phía Bắc có nhà máy xi măng Bút Sơn công suất 1,4 triệu tấn/ năm nhà máy gần Tam... phủ định xây dựng thêm nhà máy công suất lớn, đáp ứng nhu cầu xi măng cho tái thiết đất nước sau chiến tranh Kết nhà máy (công suất triệu miền Bắc) xây dựng Đó nhà máy xi măng Bỉm Sơn Thanh Hố