II. quy trình sản xuất xi măng của nhà máy.
2.1.7.Hệ thống nung clinker lò quay
2. 1 Vận chuyển và đồng nhất sơ bộ đá vô
2.1.7.Hệ thống nung clinker lò quay
Hệ thống lò quay bao gồm tháp trao đổi nhiệt, có buồng phân huỷ kết hợp với lò quay, công suất 2.500 t.clanhke/ngày (max 2.700 t.clanhke/ngày) Tháp trao đổi nhiệt gồm một nhánh 5 tầng xiclon có buồng phân huỷ (precalciner). Buồng phân huỷ được đốt hoàn toàn bằng than cám 4aHG và 3bHG, và được cung cấp không khí nóng để đốt cháy than cám từ khí nóng của thiết bị làm nguội kiểu ghi thông qua ống gió ba. Lò quay có đường kính trong là 4,00m, chiều dài 60 m với độ dốc 3,5% được đặt trên ba bệ đỡ bê tông.
Nhiên liệu sử dụng cho lò quay cũng là than cám 4aHG và 3bHG. Tỷ lệ than cám sử dụng cho buồng phân huỷ là 55-60% và cho lò quay là 40-45%. Nhiệt tiêu thụ cho sản xuất clanhke là £ 750 kcal/kg.
Khí thải ra từ tháp trao đổi nhiệt qua tháp điều hoà và được tận dụng cho quá trình nghiền sấy phối liệu tại máy nghiền đứng. Một thang máy và tời điện sẽ được cung cấp để bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống thiết bị.
Hình II.6 Cấu trúc hệ thống tháp trao đổi nhiệt và lò quay
Liệu từ silo đồng nhất được rút luân phiên, đối xứng bằng 16 cửa rút nhờ khí nén và máng khí động học xuống két chứa đồng nhất, từ két chứa đồng nhất bột liệu được cấp vào lò nung qua 02 cân định lượng để kiểm soát năng suất sau đó được máng khí động, gầu nâng, vận chuyển vào các tầng tháp trao đổi nhiệt và lò phân giải trước khi vào đuôi lò.
Theo chiều quay và góc nghiêng của lò nung, liệu sẽ chuyển động từ đuôi lò đến đầu lò. Trong quá trình này, liệu sẽ trải qua 6 giai đoạn .
Liệu trước khi vào lò được KCS lấy mẫu kiểm tra 02 giờ/lần và phải đảm bảo các chỉ tiêu theo quy định trong Kế hoạch kiểm soát chất lượng trong quy trình này.
Tốc độ của liệu vào được điều chỉnh phù hợp với công suất và nhiệt độ của lò
Hệ thống lò nung của nhà máy tận dụng nguồn nhiệt của tháp trao đổi nhiệt để sấy nguyên liệu. Sản phẩm bụi của tháp tăng ẩm thu gom và đổ ra ngoài dể sử dụng cho mục đích khác. Vì trong quá trình nung luyện hơi kiềm thoát ra theo khí và bụi nên đảm bảo cho hàm lượng kiềm thấp nhà máy đã thực hiện đổ lượng bụi thu gom ra ngoài không hồi lưu lại hệ thống lò nung.
Ngoài ra hệ thống làm nguội còn tận dụng nguồn nhiệt thu hồi về ống gió 3 (nhiệt độ trong ống gió 3 là 600oC ~ 1000oC) để cấp nhiệt cho calciner tiền nung và cấp nhiệt cho sấy than. Hệ thống tháp trao đổi nhiệt thực hiện quá trình can xi hoá bột phối liệu đạt 90% ÷ 95% các quá trình còn lại được thực hiện trong lò quay (tạo khoáng pha rắn, tạo khoáng pha lỏng và làm nguội tại dàn ghi). Các giai đoạn nung luyện tại hệ thống lò nung không có giai đoạn nào tách biệt riêng rẽ mà các giai đoạn này nó xảy ra song song. Quá trình nung luyện trải qua các giai đoạn của hệ thống lò như sau:
*Giai đoạn 1: sấy, nung nóng phối liệu:
Giai đoạn này xảy ra ở nhiệt độ ≤ 4200C đây là giai đoạn tách nước lý học, cháy các tạp chất hữu cơ có trong phối liệu. Giai đoạn này xảy ra tại cyclon 1a và cyclon 1b.
*Giai đoạn 2: Phân huỷ sét tạo các oxit hoạt tính :
Trong nguyên liệu sét là nguyên liệu đa khoáng coi sự phân hủy sét tạo các oxit hoạt tính là phân huỷ caolinit là khoáng chính trong nguyên liệu sét.Sự phân huỷ sét kết thúc là tạo ra các oxit hoạt tính, các oxit này sẽ kết hợp với các oxit khác tạo ra các khoáng hữu ích tạo thành clinker. Giai đoạn này xảy ra tại cyclon 2 và cyclon 3 của hệ thống tháp. Trong giai đoạn này cũng kèm theo các quá trình tạo khoáng trung gian xảy ra
Cacbonnat CaCO3 là thành phần chủ yếu của clinker quá trình này bắt đầu xảy ra ở nhiệt độ 600oC và phản ứng mãnh liệt 890oC - 900oC và kết thúc ở 1100oC .Giai đoạn này xảy ra tại cyclon 3, cyclon 4a,cyclon 4b, cyclon 5 và calciner của hệ thống tháp trao đổi nhiệt. Trong giai đoạn phân huỷ cacbonnat thì đồng thời xảy ra các quá trình tạo khoáng trung gian và 1 số khoáng pha rắn đã hình thành trong quá trình này.
*Giai đoạn 4: Tạo các khoáng pha rắn :
Giai đoạn này xảy ra ở nhiệt độ (6000C - 12000C) có thể nói là tạo các khoáng trung gian và một số khoáng cơ bản như C3A, C2S, C4AF.
Một số khoáng xảy ra từ rất sớm như :Tại Calciner và đuôi lò thì các phản ứng pha rắn xảy ra mạnh và xảy ra mãnh liệt từ đuôi lò tiến đến sâu 5m về đầu lò. Các phản ứng pha rắn tạo các khoáng trung gian các khoáng trung gian này kết hợp với các oxit tạo khoáng clinker.Quá trình tạo khoáng pha rắn C2S,C3A, C4AF xảy ra tại Calciner, Cyclon 5 và một phần trong lò tạo ra các khoáng hữu ích trong clinker.
*Giai đoạn 5: Tạo khoáng pha lỏng nóng chảy :
Ở nhiệt độ lớn hơn 12500C các khoáng C3A và C4AF chảy thành pha lỏng nóng chảy theo tính toán khối lượng pha lỏng khoảng 24 - 27%.Sự tạo thành khoáng C3S tại nhiệt độ 1450 – 14700C do có độ nhớt của pha lỏng nóng chảy và nhiệt độ. Khi đã có đủ 2 điều kiện về pha lỏng và nhiệt độ thì C2S tan một phần vào pha lỏng còn CaO tan gần như hoàn toàn vào pha lỏng tạo thành khoáng C3S.Pha lỏng hình thành trước zôn nung và khoáng C3S hình thành cuối cùng ở khoảng nhiệt độ 1450 – 14700CGiai đoạn này xảy ra tại zôn nung của lò quay.
*Giai đoạn 6: Làm nguội clinker :
Clinker ra lò khoảng 1100 – 13000C sẽ được chuyển vào hệ thống làm nguội kiểu ghi để đảm bảo nhiệt độ của clinker (khoảng 65oC + nhiệt độ môi trường). Sau quá trình làm nguội clinker sẽ được vận chuyển vào silo chính phẩm (clinker không đảm bảo chất lượng được đổ vào silo thứ phẩm).
Các quá trình điều khiển thiết bị của hệ thống lò đi từ tháp tăng ẩm, cyclon 1ữ cyclon 5, calciner, đầu lò, đuôi lò, dàn ghi làm nguội được kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ nhờ hệ thống can nhiệt báo về phòng Điều Khiển Trung Tâm do các kỹ sư công nghệ trực tiếp vận hành và giám sát điều chỉnh nhiệt.
- Sản phẩm clinker sau khi làm nguội sẽ được bộ phận KCS lấy mẫu 30 phút/lần hoặc 01 giờ/lần tùy theo yêu cầu công nghệ để kiểm soát thành phần hóa, dung trọng, hàm lượng vôi tự do.
- Quá trình kiểm soát chất lượng sản phẩm thực hiện theo yêu cầu của tiêu chuẩn Clinker xi măng Pooclăng thương phẩm TCVN 7024:2002.