1.1 Máy đập đá vơi (Hình 6.1)
Máy đập đá vơi có nhiệm vụ giảm kích thước đá vơi từ ≤1000mm về kích thước ≤25mm. Với kích thước nhỏ đá vơi sẽ được đồng nhất tốt hơn tại kho chung. Kích thước phối liệu ≤25mm sẽ đảm bảo hiệu quả làm việc tốt cho máy sấy nghiền đứng.
Loại máy đập Độ ẩm Kích Độ cứng Lực đập
nguyên liệu (%) thước đầu vào (mm) nguyên liệu trên thang
đo Mohs (Mpa)
Impact Crusher < 6 < 2000 < 4 < 175 Compound Crusher < 6 < 2000 < 4 < 150 Single-shaft Hammer Crusher < 6 < 2000 < 4 <150 Double-shaft Hammer Crusher < 15 < 2000 < 4 <150 Roller Crusher < 30 < 800 < 300 < 4 <150 Roll Sizer < 15 < 800 < 300 < 5 <175 Jaw Crusher < 5 < 1000 < 6 150÷400 Gyratory Crusher < 5 < 2000 < 400 > 7 150÷400
Dựa vào bảng 6.1 có thể thấy các đặc tính cơ bản của máy đập búa va đập phản hồi (impact crusher) là tốt hơn các thiết bị còn lại
Máy đập búa va đập phản hồi với cơ chế đập và phản hồi: đá vôi được đổ vào máy sẽ được búa xoay đập lần 1 sau đó sẽ văng lên va đập vào tấm chắn với độ cứng cao đập lần 2 rồi tiếp tục rơi xuống đập tiếp vào búa đập, cứ như thế cho tới khi đá vơi giảm kích thước xuống dưới 25mm sẽ được sàn rung đưa xuống băng tải. Với cơ chế va đập phản hồi như vậy đá vôi sẽ được đập nghiền tốt hơn so với các máy đập chỉ được đập với búa.
Hình 6.1 Máy đập búa va đập phản hồi
Theo tính tốn cân bằng vật chất, khối lượng đá vơi cần cho 1 giờ là 625.278 tấn, dựa vào [Phụ lục 1: Máy đập búa va đập phản hồi ] chọn máy đập búa va đập phản hồi PB-1212 của hãng PHS sonthofen
Đặc điểm của máy :
- Lực đập chủ yếu của máy là lực va đập của vật liệu với búa và với các tấm chắn.
- Các thanh búa được gắn chặt vào rotor nhờ các khớp. - Khi búa bị mài mịn có thể thay thế bằng thanh búa khác.
- Phần trên của máy có thể mở bằng kích thủy lực, nhờ vậy việc bảo trì, kiểm tra, thay thế có thể tiến hành dễ dàng.
Các thông số kĩ thuật của máy:
- Kích thước miệng tiếp liệu (mm) : 1500x2560 - Kích thước vật liệu vào lớn nhất (mm) : 1000 - Năng suất : 800 tấn/h
- Công suất động cơ: 400-500 kW - Trọng lượng máy: 45 tấn
- Đường kính rotor : 2500 mm - Chiều dài rotor : 2500mm
Vậy chọn 1 máy đập búa va đập phản hồi
Hình 6.2 Kích thước máy đập đá vơi được chọn
Hình 6.3 Máy cán đất sét
Máy đập trục hình 6.2 có nhiệm vụ cán đất sét sau khi khai thác về kích thước ≤ 25mm. Theo tính tốn cân bằng vật chất, lượng đất sét cần sử dụng trong một giờ là 196.342 tấn
Theo [Phụ lục 2 : Máy cán đất sét ] chọn máy cán đất sét 2 trục HRC 1200 của hãng Metso.
Máy gồm 2 trục quay, được gắng trực tiếp vào 2 động cơ, 2 trục quay ngược chiều nhau. 2 trục được gắng vào 2 dôi di động dọc theo bệ máy nhờ lực đàn hồi của lị xo. Tác dụng của dơi ổ trục di động là:
- Điều chỉnh khe hở giữa 2 trục ( kích thước sản phẩm ) - Tự điều chỉnh để đảm bảo an tồn khi máy q tải Các thơng số kĩ thuật của máy cán đất sét HRC 1200: - Đường kính rotor: 1200mm
- Chiều dài rotor: 750mm
- Công suất động cơ mỗi rotor :440 kW - Chiều cao máy : 2200mm
- Chiều dài máy : 1610mm - Chiều rộng máy : 4400mm
- Năng suất dao động tùy loại đá : 200-399 tấn/h
II. CÔNG ĐOẠN NGHIỀN BỘT LIỆU 2.1 Máy sấy nghiền đứng (hình 6.3)
Khoảng 85% điện năng trong công nghệ sản xuất XMP dùng để đập và nghiền, trong đó 75% để nghiền. Quan điểm về hiệu quả nghiền khơng thống nhất, nhưng nói chung, chỉ 2-20% thực sự sinh cơng nghiền, phần cịn lại là năng lượng tiêu phí cho ma sát giữa các hạt vật liệu, cho ma sát vật nghiền, sinh tiếng ồn, sinh nhiệt…
Phần lớn các nhà máy hiện nay dùng máy nghiền đứng (MNĐ), mặc dù máy nghiền bi (MNB) vẫn được sử dụng. Hiện nay, khoảng 80% máy nghiền là MNĐ. Trong công nghệ hiện đại, xu thế dùng MNĐ đang trở nên phổ biến hơn, với cơng thức mỗi lị nung một máy nghiền. So với MNB, các MNĐ có ưu điểm sau :
- Năng suất MNĐ cao hơn MNB .
- Có thể nghiền nguyên liệu có độ ẩm cao ( tới 20%), trong khi MNB trang bị cho phương pháp khô thường chỉ dùng cho nguyên liệu có độ ẩm tới 8%. - Do dễ thơng khí, năng lượng nghiền có thể sấy khơ ngun liệu ( giảm khoảng
10% độ ẩm sau khi nghiền). Khi kết hớp dùng khí thải (nhiệt độ tới 250oC) thành hệ thống sấy nghiền liên hợp, hiệu quả sấy rất cao.
- Vì phân li tốt, năng lượng tiêu tốn riêng để nghiền nhỏ hơn MNB (khoảng 30%). Ví dụ, MNB (dùng cho pp khô) cần 10kWh/tấn nếu nguyên liệu cứng 25kWh/tấn, trong khi đó MNĐ 4,5-8kWh/tấn.
- Điều chỉnh cở hạt khi nghiền dễ hơn MNB.
- Chi phí vận hành và thay thế hao mịn ít hơn MNB
Theo tính tốn cân bằng vật chất, lượng nguyên liệu vào máy trong 1 giờ là 277.435 tấn
Hình 6.4 Máy sấy nghiền đứng
Các thông số kỹ thuật của máy sấy nghiền đứng OK 43-4 - Chiều cao: 15.5m
- Chiều rộng: 7.9 m
- Công suất động cơ: 2350 kW - Năng suất : 190-390 tấn/h - Số con lăn: 4
2.2 Lọc bụi tĩnh điện (hình 6.6)
Lọc bụi tĩnh điện là thiết bị lọc bụi hiện đại, hiệu suất lọc đạt tới 99.99%, lọc bụi với khối lượng dịng bụi khí lớn, hạt bụi nhỏ.
Hình 6.6 Lọc bụi tĩnh điện
Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo của hệ thống lọc bụi tĩnh điện đưa ra ở hình 6.5. Thiết bị được cấu tạo gồm một ống hai tấm kim loại tích điện dương (1) ở giữa là dây dẫn điện âm (2). Thiết bị có thể đặt theo phương nằm ngang hay phương thẳng đứng, nguyên tắc làm việc của thiết bị này có thể tóm tắt như sau: hai tấm kim loại hay ống dẫn có hiệu điện thế cao 90.000V, dịng hỗn hợp khí lẫn bụi được thổi qua trường tĩnh điện mạnh có hiệu điện thế cao, các phân tử khí bị ion hóa, nhiễm vào các hạt bụi làm cho chúng tích điện và bị hút vào các cực trái dấu. Các hạt mang điện âm bị hút về cực dương và ngược lại các hạt mang điện dươngbị hút về cực âm. Sau khi đi qua khoảng cách giữa các điện cực, hầu hết bụi bị giữ lại, cịn khơng khí sạch được hút ra ngồi nhờ quạt hút và đi ra mơi trường thơng qua ống khói. Để tách các bụi người ta thường sử dụng thiết bị rung định kì hoặc búa gõ.
Hình 6.7 Sơ đồ cấu tạo lọc bụi tĩnh điện
Chọn lọc bụi tĩnh điện M400 LCS có các thơng số kỹ thuật sau: - Số vùng: 3
- Số hành trình: 24
- Khơng gian hành trình khí:400mm - Bề mặt lọc bụi: 8075/9932 m2.
- Số động cơ và năng lượng của bộ rũ: 3x0.25 kW - Chiều dày của điện cực lọc: 1.2mm
- Chiều dày tấm: 5mm
- Sự giảm áp giữa cửa vào và cửa ra: 30 mmH2O - Bề mặt cách điện: 1756 m2.
- Chiều dày cách điện: 100mm - Tổng trọng lượng: 291 tấn
III.1 Hệ thống cylone trao đổi nhiệt
Hệ sử dụng là hệ ILC có 2 nhánh cyclone trao đổi nhiệt, sử dụng chung 1 calciner để phân hủy đá vơi. Mỗi nhanh có 5 bậc.
Thơng số kỹ thuật hệ cyclone (bảng 6.2)
Tên gọi Vị trí Chi tiết Kích thước (mm)
Cylon bậc 5 (4 cyclone mỗi
nhánh 2 cái)
Trên cùng của hệ cyclone
Chiều cao thân 5800
Đường kính thân 4300
Chiều cao phần phểu 4500
Cyclone bậc 4 (2 cyclone)
Dưới 4 cylone bậc 5
Chiều cao thân 4800
Đường kính thân 5400
Chiều cao phần phểu 4700
Cyclone bậc 3
(2 cyclone) Dưới cylone bậc 4
Chiều cao thân 5100
Đường kính thân 5400
Chiều cao phần phểu 5900
Cyclone bậc 2 (2 cyclone)
Dưới cyclone bậc 3, ngay trên
calciner
Chiều cao thân 5100
Đường kính thân 5600
Chiều cao phần phểu 3500
Cyclone bậc 1 (2 cyclone)
Dưới cylone bậc 2, đặt ngang hàng với
calciner
Chiều cao thân 5100
Đường kính thân 5600
Chiều cao phần phểu 4300
Bảng 6.2 Thông số kĩ thuật hệ cyclone trao đổi nhiệt
III.2 Buồng phân hủy đá vơi (Calciner) (Hình 6.8)
Buồng phân hủy đá vơi có nhiệm vụ phân hủy 90-95% đá vơi trong phối liệu trước khi đi vào lò nung. Chọn dùng hệ PREPOL-AS-CC.
Polysius đã phát triển hệ PREPOL-AS-CC nhằm cải tiến việc đốt khi sử dụng các nhiên liệu khơng hoạt tính. Hệ phân giải cacbornat này cũng rất hiệu quả đối với các
nguyên liệu có những thành phần cháy kém, cũng như đối với các nhiên liệu và nguyên liệu mà thành phần của chúng có thể gây ra các chu trình kiềm cao trong hệ lị nung, mà có thể trì hỗn q trình cháy.
Đốt nhiên liệu bắt đầu trong khơng khí thứ ba sạch tại trung tâm của buồng đốt, mà ở đó phối liệu có nồng độ thấp. carbon rắn khơng cháy hết sau đó cùng phối liệu chạy qua ống máng và nhập vào luồng khí hút nóng từ lị nung, tại đó nó phản ứng với oxy dư.
Buồng đốt có 2 cửa cho gió 3 vào, cửa thứ nhất sẽ vào cùng dịng than cám, cửa thứ 2 được bố trí theo phương tiếp tuyến với buồng. Phối liệu được phun vào giữa buồng đốt.
Nhiên liệu được bơm vào giữa buồng đốt gặp dịng gió 3 và bốc cháy.
Calciner Prepol AS-CC Buồng đốt Đường kính 5500 Chiều cao thấn 8400 Máng dẫn liệu Đường kính 5000 Chiều dài 39000 Ống dẫn liệu vào cyclone bậc 1 Đường kính 2800 Chiều dài 23500
Bảng 6.3 Thơng số kỹ thuật Calciner
III.3 Lị quay clinker (hình 6.9)
Lị quay sử dụng là lò quay 3 bệ đỡ (3-base kiln) của hãng FL.Smidth 4.55x71m với năng suất 4000 tấn/ngày
Hình 6.9 Lị quay 3 bệ
Lợi ích của việc sử dụng lò quay 3 bệ
- Cơng nghệ cổ điển với hiệu suất có tiếng - Xây dựng vữa chắc và tuổi thọ lâu dài
- Thiết kế đơn giản cho mức độ bảo trì dễ giàn Cấu tạo lị 3 bệ
- Có 3 bệ ga lê
- Lò được quay bởi ma sát giữa ga lê ( con lăn) và băng đa - Dùng băng đa có răng
- Khe giữa băng đa răng và vỏ lị rộng nên ít bị nung nóng biến dạng
- Dùng bệ tự lựa đảm bảo tiếp xúc 100% giữa băng đa và con lăn. Thông số kỹ thuật: [Phụ lục
- Chiều dài: 71m - Đường kính: 4.55m - Số bệ đỡ: 3 bệ - Kiln inlet O2: 4%
- Tốc độ lị : 3.6÷5 vịng/ phút - Năng suất lị: Hơn 4000 tấn/ngày
III.3.1Vỏ lị (hình 6.10)
Vỏ lị là một khối thép hình trụ rỗng được chế tạo bởi những tấm thép hàn lại với nhau. Trục của lị được lắp nghiêng 1 góc 4 độ so với mặt phẳng nằm ngang.
Bên trong vỏ lị tại 2 vị trí đầu lị và cuối lị có gắn một vịng chặn ngang. Phần cuối lị dơ nhiệt độ làm việc lớn nên phần vỏ này ( dài 1m) có cấu tạo vỏ kép, tạo giữa 2 lớp vỏ lò là một khoảng trống để gió làm nguội đi vào làm mát vỏ lị.
Hình 6.10 Vỏ lị quay
Băng đa là thiết bị có nhiệm vụ đõ tải trọng của lị, giữ cho lị có độ nghiêng nhất định. Băng đa được làm bằng thép đúc và cấu trúc đặc. Băng đa tiếp xúc với con lăn bằng bề mặt chu vi của nó.
Băng đa được đặt trên các tấm lót, các tấm này có chiều dài lớn hơn bề rộng của băng đa và được giữ bởi các điểm chặn ( các điểm chặn được hàn vào vỏ lò) việc này nhằm ngăn chặn sự dịch chuyển của các tấm này khi quay và khi lị giãn nở vì nhiệt. Các vấu chặn được hàn trên tấm lót cùng với vịng giữ có tác dụng giữ cho băng đa khơng bị dịch chuyển khi lị bị giãn nở vì nhiệt. Giữa băng đa và tấm lót có khe hở nhiệt, khe hở này được thiết kế sao cho khi nóng băng đa, tấm lót, vỏ lị ơm khít với nhau mà khơng bị bó chặt
Lị sử dụng băng đa có răng. Vành băng đa này kết hợp với việc truyền động trực tiếp qua con lăn nên vành băng đa này đóng ln vai trị chuyển động quay của lò. Việc chế tạo vành băng đa này rõ ràng cần đường kính lớn hơn so với băng đa trơn nên khoảng khơng giữa lị và vàng băng đa răng tăng lên, làm giảm nhiệt độ vàng băng đa răng nên độ tròn băng đa được giữ tốt hơn. Băng đa được đặt trên các tấm lót.
Hình 6.11 Sơ đồ bố trí băng đa răng với vỏ lị
Thơng số băng đa:
- Đường kính ngồi: 5070 mm - Đường kính trong: 4700 mm
- Chiều dày: 570 mm - Chiều rộng: 710 mm - Khối lượng 29.2 tấn
- Vật liệu: Thép đúc có hàm lượng Mn thấp
III.3.3Con lăn (Hình 6.13)
Mỗi con lăn đở bao gồm: con lăn, trục con lăn, ổ đở, gối đở và lớp vỏ bọc bên ngoài. Con lăn được chế tạo bằng thép đúc đặc biệt có độ co ngót thấp. Con lăn quay
băng đa quay lị nung quay.
Hình 6.12 Quá trình truyền động của con lăn
Lò quay được đở bằng 3 bệ đỡ mỗi bệ bố trí hai con lăn. Bề rộng của con lăn phải được thiết kế rộng hơn của băng đa để đảm bảo sự tiếp xúc đầy đủ tránh hiện tượng tiếp xúc yếu gây mài mòn và biến dạng cho băng đa khi lị di chuyển.
Hình 6.13 Con lăn lị
Thơng số kĩ thuật con lăn lị: - Đường kính: 1600mm - Chiều rộng: 950 mm - Khối lượng: 12.3 tấn - Độ chịu tải: 5540 kN - Vật liệu: thép đúc Cr Mn III.3.4Bệ tự lựa (Hình 6.14)
Bệ tự lựa đảm bảo tiếp xúc 100% giữa băng đa và con lăn ga lê. Nhờ đó mà độ mài mòn trên bề mặt băng đa và con lăn đồng đều.
Hình 6.14 Mơ hình làm việc của bệ tự lựa
III.3.5Đệm làm kín khí
Làm kín gió nhằm ngăn chặn sự xâm nhập của khơng khí bên ngồi vào trong lị cả ở hai đầu lị. Trong lị thường có áp suất âm nên nếu đầu lị khơng kín khí thì khơng khí lạnh sẽ lọt vào trong lị làm chế độ nhiệt trong lò bị thay đổi, nhất là làm nhiệt độ hạ thấp gây nên tổn hao nhiệt và không đạt hiệu quả làm việc của lị.
III.3.6Péc đốt (hình 6.15)
Péc đốt là thiết bị chính đốt cháy nhiên liệu để cung cấp nhiệt chính cho lị nung, nó đóng vai trị quan trọng vì là thiết bị chính tạo nhiệt độ cho việc nung nóng dịng phối liệu trong lị ảnh hưởng đến chất lượng clinker. Vị trí lắp péc đốt: phía đi lị quay và ở calciner.
Đối với lò nung thiết bị péc đốt được đặt trên xe lăn để péc đốt có thể di chuyển vào trong lị và điều chỉnh vị trí đặt so với trục lị. Thơng thường péc đốt được đặt ở vị trí tâm lị nung nhằm để ngọn lửa tiếp xúc nhiều hơn với phối liệu làm tăng hiệu quả truyền nhiệt và không để ngọn lửa tiếp xúc với phần gạch chịu lửa ở thân lị phía trên do lị được đặt nghiên.
Chọn péc đốt POLFAME của hãng POLYSIUS