Chúng ta xem xét dòng khí bắt đầu từ thiết bị làm lạnh clanhke cho đến ống khói. Nói chung dòng khí chuyển động trong hệ thống lò nung tuân theo các định luật về khí, trạng thái vật lý nh thể tích và nhiệt độ khí sẽ thay đổi trong quá trình di chuyển. Thành phần hoá của dòng khí cũng thay đổi khi di chuyển trong hệ thống. Để thuận tiện cho việc nghiên cứu dòng khí, ngời ta chia dòng khí này thành 3 dòng khí liên tục nh sau:
Hình 3.3
Vỏ lò
Lớp lót gạch
Hớng truyền nhiệt Lớp Coating
Hình 3.4
Hình 3.4 A Hình 3.4 B Hình 3.4 C
Cold flame Normal flame Hot flame
a. Dòng khí từ thiết bị làm lạnh clanhke đi vào trong lò dùng để đốt cháy nhiên liệu (khí thứ cấp). Gọi dòng khí làm mát.
b. Dòng khí sinh ra do quá trình cháy của nhiên liệu, quá trình can xi hoá,.. gọi là khí lò.
c. Dòng khí sau khi đi ra từ lò đi qua hệ thống trao đổi nhiệt, máy sấy nghiền liệu, thiết bị thu bụi, tới ống khói, gọi là dòng khí xả. …
14800C16200C 16200C
Khái niệm toàn bộ dòng khí là một dòng khí hoàn chỉnh, mà khi có bất kỳ sự thay đổi hay điều chỉnh nào của một trong 3 dòng khí trên đều ảnh hởng tới toàn bộ dòng khí. Một yếu tố quan trọng khác nữa là không thể tránh đợc sự lọt khí từ bên quan vào hệ thống gọi là gió ký sinh. Lợng không khí lạnh này làm giảm hiệu suất của nhiên liệu. Dòng khí sẽ bị thay đổi mạnh khi các cửa ở bất kỳ vị trí nào trong hệ thống đợc mở ra trong thời gian dài. Điều này có thể dẫn đến tình trạng rối loạn trong lò, đó là lời khuyên đối với ngời vận hành trớc khi tiến hành các hành động tơng tự. 4.1. Dòng khí làm mát
Thiết bị làm mát có hai nhiệm vụ đồng thời: Làm mát Clanhke từ lò ra và cung cấp lợng không khí cần thiết để đốt cháy nhiên liệu. Ngời ta thờng sử dụng thiết bị làm lạnh kiểu ghi để làm mát clanhke (Grate cooler). Bất kỳ thiết bị làm mát nào phải đạt đợc sự cân bằng khí để đảm bảo chắc chắn rằng làm mát clanhke tốt nhất cũng nh cung cấp đủ lợng không khí cần thiết để đốt cháy nhiên liệu. Bất kỳ lợng không khí d từ thiết bị làm mát không cần thiết cho sự cháy phải đợc thải ra bên ngoài. Vận hành thiết bị làm mát một cách hiệu quả là thải ra môi trờng một lợng không khí nhỏ nhất có nhiệt độ thấp nhất có thể, trong khi đó clanhke đợc làm mát tới nhiệt độ tới nhiệt độ mà đảm bảo quá trình vận chuyển clanhke từ sau thiết bị làm mát tới silo không có một sự cố nào. Các van và các bộ điều chỉnh phải đợc hiệu chỉnh sao cho không để xảy ra tình trạng quá nhiệt trong thiết bị làm mát, và lợng không khí chính và không khí thứ cấp đợc trộn theo đúng tỉ lệ khi chúng đi vào lò. Nhiệt độ của không khí thứ cấp càng cao càng tốt.
4.2. Dòng khí lò.
Ngời vận hành phải luôn cố gắng ổn định dòng khí di chuyển trong lò. Nếu sức hút của lò không đợc khống chế trong giới hạn cho phép thì tỉ lệ cháy đồng nhất và tình trạng cháy ổn định có thể không bao giờ đạt đợc. Nhiên liệu cháy không hết do thiếu không khí sẽ tạo ra một lợng khí CO, để đảm bảo điều này không bị xảy ra thì thông thờng một lợng không khí d khoảng 5% đợc cấp vào lò. Khi lợng không khí d này quá lớn sẽ làm cho lò bị mất nhiệt. Khi lò trong tình trạng vận hành ổn định thì ba qui luật cơ bản sau đây phải đợc thực hiện:
a. Bất cứ khi nào nhiên liệu cũng luôn phải đợc đốt cháy hoàn toàn, do vậy chỉ thay đổi tỉ lệ nhiên liệu- không khí khi mà sự thay đổi này không làm xuất hiện khí CO.
b. Lợng không khí lớn nhất trong lò không đợc vợt quá lợng mà sẽ là nguyên nhân gây ra sự mất nhiệt.
c. Nhiệt độ của không khí đi vào và ra khỏi lò luôn đợc kiểm soát gần nh là không thay đổi để tránh tình trạng làm rối loạn trạng thái nhiệt trong lò.
4.3. Dòng khí xả
Dòng khí đi ra khỏi lò đợc kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và nồng độ các khí nh ô xi d, CO và NOx bởi thiết bị phân tích khí lắp ở đầu lò (Inlet hood). Ngời vận hành luôn nhớ rằng, quạt hút I.D đợc thiết kế để điều khiển khí nóng của lò. Khi sử dụng để di chuyển một lợng khí lạnh tơng đơng thì quạt sẽ bị quá tải vì tỉ trọng của khí lạnh lớn hơn của khí nóng (khí lạnh nặng hơn khí nóng).
Sự di chuyển của dòng bột liệu trong hệ thống lò
Bột liệu đợc rút từ xi lô đồng nhất qua hệ thống rút liệu và định lợng đợc gầu nâng đa lên trên đỉnh tháp trao đổi nhiệt. ở đây bột liệu đợc cấp vào hệ thống cyclon trên cùng. Bột liệu đi từ tầng cyclon trên cùng xuống các tầng cyclon phía dới qua thiết bị can xi hoá và đi vào lò nung. Trong lò nung vật liệu di chuyển qua các zôn của lò tạo thành clanhke đi vào thiết bị làm mát và cuối cùng đi vào xi lô chứa clanhke. Bột liệu và dòng khí nóng di chuyển ngợc chiều nhau, bột liệu di chuyển từ trên xuống dới, khí nóng di chuyển từ dới lên trên. Trong quá trình di chuyển nhiệt từ dòng khí nóng truyền cho bột liệu do vậy nhiệt độ của bột liệu sẽ tăng lên và nhiệt độ của dòng khí sẽ giảm xuống và các phản ứng hoá học để tạo thành clanhke sẽ xảy ra theo quá trình tăng nhiệt độ.(xem hình vẽ bên dới).
Sự di chuyển của dòng khí và liệu trong lò quay