THIẾT kế ĐỊNH HÌNH dây CHUYỀN CÔNG NGHỆ NHÀ máy sản XUẤT CLINKER XI MĂNG PORTLAND bền nước BIỂN PCSR40, CÔNG SUẤT 1 5 TRIỆU tấn năm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG --- LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỊNH HÌNH DÂY CHUYỀN C

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

-

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỊNH HÌNH DÂY CHUYỀN CÔNG

NGHỆ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CLINKER

XI MĂNG PORTLAND BỀN NƯỚC BIỂN PCSR40,

CÔNG SUẤT 1.5 TRIỆU TẤN / NĂM

TP Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2022

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐỊNH HÌNH DÂY CHUYỀN CÔNG

NGHỆ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CLINKER

XI MĂNG PORTLAND BỀN NƯỚC BIỂN PCSR40, CÔNG

SUẤT 1.5 TRIỆU TẤN / NĂM

TP Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2022

Trang 3

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập − Tự Do − Hạnh Phúc

-

KHOA: KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN: VẬT LIỆU XÂY DỰNG

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Họ và tên: NGUYỄN THÀNH LUÂN MSSV: 1812998

VŨ QUỐC THỐNG 1713363

Nghành: Công Nghệ Kỹ Thuật Vật Liệu Xây Dựng

1 Đầu đề luận văn:

THIẾT KẾ ĐỊNH HÌNH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG BỀN NƯỚC BIỂN PCsr40, CÔNG SUẤT 1.5 TRIỆU TẤN/ NĂM

2 Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

- Tổng quan tài liệu về nhu cầu sử dụng xi măng bền nước biển

- Biện luận lựa chọn địa điểm xây dựng, nguồn nguyên liệu, phương pháp sản xuất

- Tính toán phối liệu

- Thiết lập và thuyết minh dây chuyền sản xuất

- Kiểm tra và lựa chọn thiết bị chính cho phân xưởng sấy nghiền, phân xưởng nung

và làm lạnh

- Kiến trúc kho chứa nguyên liệu và sản phẩm

- Các phương pháp đánh giá chất lượng nguyên liệu và sản phẩm

- Vệ sinh công nghiệp và an toàn lao đông

- Bản vẽ A1 (12−14) bản

3 Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 22/01/2022

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 23/05/2022

5 Họ và tên giáo viên hướng dẫn: Phần hướng dẫn

Ths HUỲNH THỊ HẠNH 100%

Nội dung và yêu cầu luận văn đã được thông báo qua Bộ Môn

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN

Người duyệt (chấm sơ bộ): Điểm tổng kết:

Đơn vị: Nơi lưu trữ luận văn

Trang 4

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS HUỲNH THỊ HẠNH

LỜI CẢM ƠN

Luận văn tốt nghiệp được coi như là môn học cuối cùng trong chương trình đào tạo sinh viên Trong thời gian làm và hoàn thành luận văn này đã giúp chúng em hệ thống lại kiến thức đã học qua trong bốn năm đại học, đồng thời đó là chúng em có thể học thêm nhiều kiến thức mới Từ đây, chúng em sẽ có được nền tảng kiến thức vững chắc trước khi ra trường

Để hoàn thành được luận văn này, chúng em đã may mắn nhận được nhiều sự giúp đỡ Đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình đã nuôi dưỡng, quan tâm và luôn động viên ủng hộ

Chúng em xin cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, quý thầy cô trong Bộ môn Vật Liệu Xây Dựng – Khoa Kĩ Thuật Xây Dựng đã tạo cho chúng em nhiều điều kiện tốt nhất để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến toàn thể quý thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa nói chung và Bộ môn Vật Liệu Xây Dựng nói riêng đã nhiệt tình mang lại cho chúng em nền tảng kiến thức vững chắc, khả năng tư duy và những bài học quý giá trong suốt bốn năm qua, làm hàng trang cho chúng em trước khi bước vào đời

Đặc biệt, để làm được luận văn tốt nghiệp một cách đầy đủ và chi tiết, chúng em

đã nhận được sự giúp đỡ của cô ThS Huỳnh Thị Hạnh Trong suốt quá trình làm chúng

em đã học được cách tìm hiểu vấn đề, trình bày nội dung một cách tỉ mỉ, phương pháp tìm tài liệu qua những lần thảo luận cùng cô, cũng như tìm hiểu tổng hợp được thêm nhiều kiến thức chuyên ngành Chúng em cũng đã tiến bộ rất nhiều về kĩ năng mềm cũng như kĩ năng giao tiếp ngoài xã hội, có những góc nhìn thực tế về xi măng bền nước biển qua sự giúp đỡ nhiệt tình của cô Một lần nữa, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến cô

Cuối cùng, chúng em xin gửi lời chúc sức khỏe đến gia đình quý thầy cô Kính chúc thầy cô luôn mạnh khỏe để tiếp tục dìu dắt các thế hệ sinh viên chúng em ngày một trưởng thành

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 05 năm 2022

Sinh viên thực hiện:

Vũ Quốc Thống Nguyễn Thành Luân

Trang 5

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN 3

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT xi

CHƯƠNG I TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 12

1.1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 12

1.1.1 Mục đích đề tài 12

1.1.2 Giới thiệu về xi măng bền nước biển 12

1.1.3 Ăn mòn đá xi măng do khí hậu 17

1.1.5 Ăn mòn đá xi măng do bị nhiễm phèn 18

1.1.6 Ăn mòn hòa tan xi măng do nước biển, xâm thực 19

1.1.7 Cơ chế đá xi măng bị ăn mòn trong môi trường xâm thực 21

1.1.8 Ăn mòn do axit 24

1.1.9 Giải thích cơ chế chống lại xâm thực của xi măng bền sunfate 25

1.1.10 Những công trình điển hình 25

1.1.11 Những tiêu chuẩn liên quan xi măng bền nước biển (Sulfate resistant portland cement) 27

KẾT LUẬN 30

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG, NGUỒN NGUYÊN LIỆU, PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT 31

2.1 Lựa chọn địa điểm xây dựng, nguyên vật liệu, phương thức sản xuất 31

Trang 6

2.1.1 Mục đích lựa chọn vị trí nhà máy 31

2.1.2 Vị trí địa lý 31

2.1.3 Cơ sở hạ tầng phát triển, giao thông thuận lợi 32

2.1.4 Cách xa khu dân cư, đô thị 32

2.2 Các yêu cầu về đặt nhà máy 32

2.2.1 Đá vôi 32

2.2.2 Đất sét 33

2.2.3 Cát 33

2.3 Lựa chọn phương thức sản xuất 33

2.3.1 Lựa chọn phương pháp sản xuất 33

2.3.2 Chuẩn bị phối liệu và gia công 34

2.3.3 Vai trò của quá trình nung trong dây chuyền công nghệ 37

2.4 Nghiền phối liệu 38

2.4.1 Nguyên lý cấu tạo máy nghiền bi 40

2.4.2 Nguyên lý hoạt động của máy nghiền đứng 45

2.4.2.1 Cấu tạo máy nghiền đứng 47

CHƯƠNG 3 Tính toán phối liệu 51

3.1 Các hệ số tính toán phối liệu 51

3.1.1 Các hệ số và modul đặc trưng của clinker xi măng bền nước biển 51

3.1.2 Mục đích tính toán 52

3.1.3 Nguyên tắc tính toán 52

3.1.4 Các bước tính toán 53

3.2 Tính toán phối liệu cụ thể 53

3.2.1 Hệ 2 cấu tử có tro than: đất sét, đá vôi, than trước khi nung 53

3.2.2 Hệ 3 cấu tử có tro than: đất sét, đá vôi, Laterite 56

Trang 7

CHƯƠNG 4: Tính toán cân bằng vật chất 64

4.1 Tính toán cân bằng vật chất 64

4.1.1 Mục đích cân bằng vật chất 64

4.1.2 Tính chọn lò nung 64

4.1.3 Chế độ làm việc của nhà máy 64

4.1.4 Cân bằng vật chất khâu nung 65

4.1.5 Cân bằng vật chất khâu sấy nghiền 65

4.1.6 Cân bằng vật chất khâu thai khác nguyên liệu 68

4.2 Tính toán cân bằng vật chất cho lò nung 72

4.2.1 Lượng vật chất vào lò 72

4.2.2 Lượng nguyên liệu vào lò có kể đến lượng bụi đi ra khỏi lò 72

4.2.3 Lượng vật chất ra khỏi lò 74

CHƯƠNG 5: Thiết lập và thuyết minh dây chuyền sản xuất 77

5.1 Thiết lập và thuyết minh dây chuyền khai thác nguyên liệu 77

5.1.1 Khảo sát địa chất, xác định thành phần hóa học, trữ lượng mỏ 78

5.1.2 Khai thác và vận chuyển 79

5.1.3 Gia công nguyên liệu 82

5.2 Thiết lập và thuyết minh dây chuyền nung 86

5.2.1 Dây chuyền công nghệ 86

5.2.2 Thuyết minh dây chuyền 87

CHƯƠNG 6: Kiểm tra và lựa chọn thiết bị trong phân xưởng sấy nghiền, phân xưởng nung và làm lạnh 90

6.1 Tính toán và lựa chọn thiết bị chính cho phân xưởng sấy nghiền 90

6.1.1 Tiếp liệu băng định lượng đá vôi, đất sét và đá Laterite 90

Trang 8

6.1.3 Vít xoắn vận chuyển Error! Bookmark not defined 6.1.4 Máng trượt khí động Error! Bookmark not defined 6.1.5 Gầu nâng Error! Bookmark not defined 6.1.6 Tháp phun sương Error! Bookmark not defined

6.1.7 Lọc bụi tĩnh điện 92

6.1.8 Silo chứa bột phối liệu 93

6.2 Tính toán và lựa chọn thiết bị chính cho phân xưởng nung và làm lạnh 6.2.2 Tìm hiểu lò nung 94

6.2.3 Chọn cyclon trao đổi nhiệt 100

6.2.4 Gạch chịu lửa 104

6.2.5 Thiết bị làm lạnh 104

6.2.6 Chọn Calciner 109

6.2.7 Chọn béc đốt 114

6.2.8 Chọn lọc bụi túi 115

6.2.9 Chọn máng trượt khí động 118

6.2.10 Chọn gầu nâng 120

6.3 Tính toán cho nghiền than 122

6.3.2 Bunker chứa than 122

6.3.3 Máy sấy nghiền than 123

6.3.4 Lọc bụi túi 125

CHƯƠNG 7: Kiến trúc và kho chứa nguyên liệu và sản phẩm 126

7.1 Tính toán kho chung 126

7.1.1 Kiến trúc kho chứa chung đá vôi và đất sét 126

7.1.2 Dung tích tính toán kho chứa 126

7.2 Kho chứa Laterite 127

Trang 9

7.3 Kho chứa than 129

7.4 Tính toán kho chứa sản phẩm clinker 130

CHƯƠNG 8: Các phương pháp đánh giá nguyên vật liệu và sản phẩm 132

8.1 Các phương pháp đánh giá nguyên vật liệu 132

8.1.1 Thiết bị PGNAA CB Omni 132

8.2 Kiểm tra chất lượng phối liệu sau khi nghiền 134

8.3 Khâu nung và ủ clinker 134

CHƯƠNG 9: Vệ sinh và an toàn trong công nghiệp 136

9.1 Vệ sinh trong công nghiệp 136

9.1.1 Giải quyết bụi 136

9.1.2 Giải quyết nước thải 137

9.1.3 Giải quyết khí thải 137

9.1.4 Giải quyết tiếng ồn 138

9.2 An toàn lao động 138

9.2.1 Đối với giám đốc công ty 138

9.2.2 Đối với người lao động 139

TÀI LIỆU THAM KHẢO 141

Trang 10

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bảng thống kê lượng xi măng cung – cầu trên thế giới giai đoạn 2010 –

2019 13

Hình 1.2 Sản lượng xi măng của các nước năm 2019, trong đó Việt Nam đứng thứ 3 thế giới (đơn vị tính theo triệu tấn) 14

Hình 1.3 Bức tường ngăn sóng thần ở Nhật Bản 15

Hình 1.4 Đê chắn sóng biển được mệnhdanh là “Vạn Lý Trường Thành” của Nhật Bản 15

Hình 1.5 Ảnh minh họa kết cấu bị ăn mòn 20

Hình 1.6 Thẩm tiết vôi tại nhà máy Thủy điện Thác Bà và tại nhà máy thủy điện Hòa Bình 23

Hình 1.7 Ảnh hưởng của thay đổi mực nước ở cống C2 - Hải Phòng 24

Hình 1.8 Đập thủy điện Dak Nông 26

Hình 1.9 Dự án thủy điện Đại Bình 27

Hình 1.10 Đập thủy điện Đại Nga 27

Hình 2.1 Vị trí đặt nhà máy tại huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước 32

Hình 2.2 Hệ liên hợp dùng máy sấy nghiền bi 38

Hình 2.3 Hệ liên hợp dùng máy sấy nghiền đứng 39

Hình 2.4 Cấu tạo tấm lót máy nghiền bi 41

Hình 2.5 Tấm lót đầu vào máy nghiền 42

Hình 2.6 Vách ngăn một lớp của máy nghiền bi 43

Hình 2.7 Ổ đỡ máy nghiền bi 44

Hình 2.8 Bi nghiền làm bằng thép pha Cr 45

Hình 2.9 Máy nghiền đứng 46

Hình 2.10 Cấu tạo của máy nghiền đứng 47

Hình 5.1 Công tác tại mỏ đá vôi 80

Hình 5.2 Khai thác đất sét tại mỏ 81

Hình 5.3 Thiết bị dở tải gầu ngoạm 82

Hình 5.4 Máy đập búa va đập phản hồi 83

Hình 5.5 Tiếp liệu băng 84

Trang 11

Hình 5.6 Máy cán sét (máy nghiền 2 trục) 85

Hình 6.1 Máy nghiền đứng HRM4800 91

Hình 6.2 Lọc bụi điện 92

Hình 6.3 Silo chứa bột phối liệu 93

Hình 6.4 cấu tạo lò đứng 95

Hình 6.5 Lò nung quay phương pháp khô 99

Hình 6.6 Cyclon trao đổi nhiệt 103

Hình 6.7 Sơ đồ thiết bị làm lạnh kiểu Ghi 106

Hình 6.8 Cấu tạo thiết bị làm lạnh kiểu Ghi 106

Hình 6.9 Cấu tạo Ghi làm lạnh 107

Hình 6.10 Cấu tạo giàn làm lạnh 108

Hình 6.11 Phân loại calciner 110

Hình 6.12 Tháp trao đổi nhiệt và calciner 111

Hình 6.13 Sơ đồ hoạt vận động của gió 113

Hình 6.14 Béc đốt JETFLEX 114

Hình 6.15 Lọc bụi túi 116

Hình 6.16 Cấu tạo máng trượt khí động 119

Hình 6.17 Hệ thống gầu nâng 120

Hình 6.21 Cấu tạo máy nghiền than 123

Hình 6.22 Cấu tạo máy nghiền than 124

Hình 6.23 Cấu tạo lọc bụi túi 125

Hình 7.1 Nguyên tắc rải đổ trong kho tròn 126

Hình 7.2 Kho dài chứa Laterite 128

Hình 8.1 Thiết bị PGNAA CB Omni 132

Trang 12

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 tỷ lệ diện tích mặt nước gây ăn mòn BTCT các mức khác nhau 18

Bảng 1.2 Thành phần khoáng vật chủ yếu trong clinker xi măng 20

Bảng 3.1 Thành phần hóa của đá vôi, đất sét và than trước khi nung 53

Bảng 3.2 Thành phần hóa của đá vôi, đất sét và than trước khi nung quy về 100% 54

Bảng 3.3 Thành phần hóa của đá vôi, đất sét và than sau khi nung 54

Bảng 3.4 Thành phần của clinker 56

Bảng 3.5 Bảng thành phần hóa học của các nguyên liệu chưa quy về 100% 56

Bảng 4.1 Bảng tổng kết phối liệu sản xuất 65

Bảng 4.2 Tỷ lệ các nguyên liệu 66

Bảng 4.3 Lượng nguyên liệu kể đến sự thay đổi độ ẩm 66

Bảng 4.4 Lượng nguyên liệu cần cho sản xuất trong 1 tháng 67

Bảng 4.5 Lượng nguyên liệu cần cho sản xuất trong 1 ngày 67

Bảng 4.6 Lượng nguyên liệu cần cho sản xuất trong 1 ca 67

Bảng 4.7 Lượng nguyên liệu cần cho sản xuất trong 1 giờ 67

Bảng 4.8 Tổng kết lượng nguyên liệu theo khối lượng 68

Bảng 4.9 Độ ẩm tự nhiên của các nguyên liệu 68

Bảng 4.10 Lượng nguyên liệu cần khai thác trong một năm tính đến hao hụt 68

Bảng 4.11 Lượng nguyên liệu cần khai thác trong một năm tính đến thay đổi độ ẩm 69

Bảng 4.12 Lượng nguyên liệu cần khai thác trong 1 tháng 69

Bảng 4.13 Lượng nguyên liệu cần khai thác trong 1 ngày 70

Bảng 4.14 Lượng nguyên liệu cần khai thác trong 1 ca 70

Bảng 4.15 Lượng nguyên liệu cần khai thác trong 1 giờ 70

Bảng 4.16 Tổng kết lượng cần khai thác nguyên liệu theo khối lượng tự nhiên 70

Bảng 6.1 Thông số kỹ thuật tiếp liệu băng cho phối liệu 90

Bảng 6.2 Thông số kỹ thuật máy nghiền đứng 91

Bảng 6.3 Thông số kỹ thuật lọc bụi điện 92

Bảng 6.4 Số liệu tháp trao đổi nhiệt 5 tầng 102

Trang 13

Bảng 6.5 Thông số kĩ thuật các Calciner 113

Bảng 6.7 Thống kê chất lượng các loại sợi tạo nên lọc bụi túi 118

Bảng 6.8 Thông số kỹ thuật gầu nâng 121

Bảng 7.1 Kích thước kho chứa chung 127

Trang 14

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

XMP: Xi măng Portland

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

ASTM: Hội thử nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ

BTCT: Bê tông cốt thép

BS: Tiêu chuẩn Anh

Trang 15

CHƯƠNG I TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1.1 Mục đích đề tài

Trong những năm gần đây, biến đổi khí hậu gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến Việt Nam, đặc biệt là các khu vực ven biển, các đồng bằng lớn, do hạn hán dẫn đến sự xâm nhập mặn Mặt khác, các công trình ven biển hoặc bị nhiễm mặn bị giảm tuổi thọ, xuống cấp rất nhanh trở thành vấn đề lớn cho các nhà lãnh đạo, các nhà thầu và ngành xây dựng nói chung Vì vậy, chúng em làm đề tài này để

mô tả về dây chuyền công nghệ sản xuất, clinker bền nước biển góp phần đa dạng hóa các chủng loại xi măng, nhằm xây dựng các công trình nhiễm sunfate hiện

nay

1.1.2 Giới thiệu về xi măng bền nước biển

Xi măng bền nước biển là một nguyên vật liệu không thể thiếu trong các công trình xây dựng ven biển, hải đảo, vùng nước bị nhiễm mặn, nước phèn, các công trình ngầm Chúng đóng vai trò kết dính các nguyên vật liệu với nhau, có nhiều

ưu điểm như giảm sự ăn mòn của các ion sunfate, clorua, giúp tăng cường tính chống nước, đảm bảo sự an toàn cho kết cấu thép, giúp công trình giữ được thiết

kế ban đầu, tăng độ bền và tuổi thọ cho công trình Trong điều kiện khắc nghiệt

do môi trường biển Việt Nam nóng ẩm, mưa bão nhiều nên các loại xi măng bền nước biển nhập khẩu từ nước ngoài chưa thật sự phù hợp Trước tình hình cấp bách này buộc các nhà nghiên cứu phải tìm ra giải pháp sản xuất ra loại xi măng phù hợp với điều kiện thực tế bằng việc kết hợp với các loại phụ gia phổ biến như

xỉ lò cao, đá vôi, tro bay,… Điều quan trọng là cách phối trộn các thành phần Tình hình sản xuất xi măng trên thế giới và trong nước

1.1.3.1 Tình hình sản xuất xi măng trên thế giới

thụ và tình trạng dư thừa lớn về công suất sản xuất Năm 2019, sản lượng sản xuất

và tiêu thụ xi măng toàn cầu đạt 4.1 tỷ tấn, trong khi tổng công suất thiết kế của các nhà máy trên thế giới lên tới 5.3 tỷ tấn/năm nên công suất huy động toàn ngành

Trang 16

Diễn biến cung - cầu xi măng Thế giới trong giai đoạn 2010 – 2019

Hình 1.1 Bảng thống kê lượng xi măng cung – cầu trên thế giới giai đoạn 2010 – 2019

suất và sản lượng sản xuất xi măng trên thế giới trong 10 năm gần nhất (2010 – 2019) tăng trưởng lần lượt là 2.1% / năm và 2.4% / năm Sản lượng sản xuất toàn cầu bắt đầu suy giảm từ mức 4.2 tỷ tấn vào năm 2015 xuống còn 4.1 tỷ tấn trong năm 2019 Nguyên nhân chính do các nước chủ động hạn chế các nhà máy mới

và cắt giảm công suất xi măng để kiểm soát tình hình dư thừa của thị trường trong nước, điển hình là các quốc gia ở khu vực châu Á như Trung Quốc, Indonesia,

Việt Nam…[6]

Trang 17

Hình 1.2 Sản lượng xi măng của các nước năm 2019, trong đó Việt Nam đứng thứ 3

thế giới (đơn vị tính theo triệu tấn)

Ở các nước lớn trên thế giới, họ chú trọng trong việc dùng xi măng bền nước biển như là vật liệu chính yếu để chế tạo ra các khối bê tông lớn làm thành những bức tường để ngăn sóng biển, làm đê điều ở các khu vực ven biển

Trang 18

Hình 1.3 Bức tường ngăn sóng thần ở Nhật Bản

Hình 1.4 Đê chắn sóng biển được mệnh danh là “Vạn Lý Trường Thành” của Nhật

Trang 19

1.1.3.2 Tình hình sản xuất xi măng trong nước

Kể từ 5/2021 tình hình tiêu thụ xi măng trong nước bắt đầu bị ảnh hưởng

do dịch Covid-19, nhiều địa phương áp dụng giãn cách xã hội khiến việc vận chuyển hàng hóa khó khăn, các công trình xây dựng bị ngưng trệ Số liệu từ Vụ Vật liệu xây dựng – bộ xây dựng cho thấy, trong 8/2021, mức tiêu thụ sản phẩm

xi măng đạt khoảng 70.77 triệu tấn, tăng 4 % so với cùng kì năm 2020; trong đó, tiêu thụ tại thị trường nội địa đạt khoảng 43.54 triệu tấn, giảm khoảng 5 % so với cùng kì năm 2020 Xét theo địa bản tiêu thụ nội địa năm 2021 thì khu vực miền nam có mức tiêu thụ tăng mạnh nhất cả nước với tốc độ tăng trưởng 12.2% so với năm trước và đang cao hơn mức trung bình cả nước 4.4% Theo VNCA, Việt Nam đang đứng thứ 5 thế giới về năng lực sản xuất, chỉ sau Trung Quốc, Ấn Độ,

Mỹ và Nga Hiện sản lượng sản xuất xi măng của Việt Nam đạt xấp xỉ 100 triệu tấn/ năm

Ngành xi măng phục hồi sau đại dịch Covid – 19 Trong năm 2021, giá xi măng tăng nhẹ chủ yếu đến từ áp lực giá nguyên liệu đầu vào năng lượng (than) tăng mạnh từ đầu năm, tại miền Nam, giá than đã tăng 144% kể từ đầu năm nhưng giá

xi măng tăng chỉ khoảng 3% Sản lượng sản xuất xi măng 9 tháng năm 2021 đạt 73.9 triệu tấn, tăng 2.7% so với cùng kì năm trước, sản lượng tiêu thụ xi măng 9 tháng năm 2021 đạt 77.5 triệu tấn, tăng 3.5% so với cùng kì năm trước Trái ngược với việc tăng giá bán thì sản lượng tiêu thụ xi măng nội địa trong năm

2021 giảm mạnh, đạt 45.6 triệu tấn, giảm 5.1% so với cùng kì năm trước so với cùng kì với nguyên nhân chính từ COVID-19 Lượng xuất khẩu đạt 31.9 triệu tấn, tăng 19% so với cùng kì năm trước và tiếp tục xuất chính sang thị trường Trung Quốc Đây là giải pháp nhằm giảm áp lực dư cung, tuy nhiên mặt hàng xuất khẩu chủ yếu lại là clinker, có giá bán và biên lợi nhuận gộp thấp [7]

Hiện nay, một số đơn vị doanh nghiệp của Việt Nam đã sản xuất thành công xi măng bền nước biển Tuy nhiên, việc phát triển dòng xi măng đặc thù trên thi trường vẫn còn những khó khăn nhất định Các chủ đầu tư, tư vấn thiết kế ít quan tâm đến vật liệu xây dựng cho biển đảo, vùng nước mặn, quy mô các công trình

Trang 20

loại xi măng này khác với các loại thông thường nên giá cả sẽ cao hơn, mặc khác,

xi măng không thể để tồn kho quá lâu từ đây không thể sản xuất đại trà nên các chủ đầu tư thường không chú trọng dùng vật liệu xây dựng chuyên dụng dẫn đến tuổi thọ các công trình chỉ 5 – 10 năm đã xuống cấp trầm trọng Theo đó, nhà nước sẽ ban hành các chính sách, quy chuẩn về việc sử dụng đúng vật liệu xây dựng chuyên dùng cho công trình biển đảo Bởi thực hiện Nghị quyết số 36 – NQ/TW về chiến lược phát triển bền vững kinh tế Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn 2045 và nhu cầu phát triển công trình xây dựng các dự án ven biển, hải đảo

là rất lớn [8]

Theo đề án số 126/QĐ - TTg được ban hành vào ngày 25/1/2019 để phục

vụ xây dựng công trình biển đảo Việc phát triển các vật liệu xây dựng đặc biệt

là xi măng bền sunfat có tính chống xâm thực cao là mục tiêu hàng đầu Ngày

28/12/2018, tại Văn bản số 1895/TTg - CN, Thủ tướng Chính phủ đã đồng ý

bổ sung thêm 2 dây chuyền kết hợp xử lý rác thải, bảo vệ môi trường, tạo ra các sản phẩm xi măng chất lượng cao, xi măng chịu mặn bền sunfat phục vụ công trình ven biển Điển hình, Công ty Cổ phần Xi măng Thành Thắng

Group (Hà Nam) là một trong những doanh nghiệp tiên phong hưởng ứng đề

án 126 Mới đây, ngày 27/12/2021, Thành Thắng Group đã đốt lò, đưa vào

vận hành dây chuyền số 4 Nhà máy xi măng Thành Thắng, công suất 2.3 triệu tấn xi măng/năm, chuyên sản xuất các sản phẩm xi măng chất lượng cao, xi măng chịu mặn bền sunfate phục vụ các công trình ven biển và hải đảo

1.1.3 Ăn mòn đá xi măng do khí hậu

Trang 21

Fe2 + S2- + 2O2 → Fe2+ + S6+ + O2-4 Sunfate sinh ra trong quá trình hình thành đất phèn là nguyên nhân ăn mòn

1.1.4.2 Khu vực phèn ở miền nam

Bảng 1.1 tỷ lệ diện tích mặt nước gây ăn mòn BTCT các mức khác nhau

mòn

Ăn mòn yếu

Ăn mòn trung bình

Ăn mòn mạnh

Trang 22

trong đó diện tích gây ăn mòn mạnh chiếm khoảng 10% diện tích khu vực ĐBSCL

1.1.5 Ăn mòn hòa tan xi măng do nước biển, xâm thực

1.1.5.1 Đặc điểm đường bờ biển Việt Nam

Vùng biển Việt Nam nằm trải dài trên 3200 km từ 8o, 24o vĩ bắc Theo tính chất xâm thực và mức độ tác động lên kết cấu bê tông & BTCT có thể phân môi trường biển Việt Nam thành 4 vùng có ranh giới khá rõ sau đây:

- Vùng hoàn toàn ngập trong nước biển

- Vùng nước lên xuống

- Vùng khí quyển trên và ven biển, gồm các tiểu vùng sát mép nước, ven bờ, gân

bờ

- Vùng đất nước ngầm bờ biển

1.1.6.2 Tác động đến ăn mòn BTCT của khí hậu Việt Nam

Mức độ xâm thực phụ thuộc vào vị trí và điều kiện làm việc cụ thể của từng kết cấu trong công trình So với các nước khác, môi trường biển Việt Nam

có đặc thù khí hậu nóng ẩm, mưa bão nhiều tạo ra sự ăn mòn mạnh hơn đối với kết cấu BTCT Dưới điều kiện khí hậu nhiệt đới, bê tông bị mất nước ngay từ giai đoạn đầu của quá trình đóng rắn Sự mất nước tăng theo cường độ nắng, tốc

độ gió, độ khô hanh của không khí và giá trị mô đun hở của bề mặt bê tông Mất nước là nguyên nhân gây ra co mềm, giá trị co mềm có thể đạt tới 1 – 3mm/m Quá trình mất nước và co mềm đã dẫn đến xuất hiện các vết nứt trong lúc bê tông đóng rắn vào những giờ đầu Trong lòng bê tông sẽ xuất hiện nhiều lỗ rỗng Cấu trúc ban đầu của bê tông thay đổi theo chiều xấu, đi đến chỗ cường độ bê tông suy giảm, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền lâu của bê tông trong quá trình

sử dụng sau này Khí hậu nóng ẩm sẽ làm tăng tốc độ phản ứng của các tác nhân xâm thực trong nước biển và khí quyển biển đối với đá xi măng và cốt thép trong bê tông

Trang 23

Hình 1.5 Ảnh minh họa kết cấu bị ăn mòn Bảng 1.2 Thành phần khoáng vật chủ yếu trong clinker xi măng

Khoáng chính

Tên khoáng Công thức hóa học Ký hiệu

Khoáng phụ

Fero aluminate calci 8 CaO.3Al2O3.Fe2O3

Ferit Calci 2CaO.Fe2O3

C3S (alit): thành phần chủ yếu, quan trọng nhất, quyết định tính chất của xi

măng Tốc độ thủy hóa khá nhanh, nhiệt thủy hóa tương đối lớn, ít co thể tích,

Trang 24

C2S (belit): Thủy hóa chậm, tỏa ít nhiệt Rắn chắc chậm ban đầu, tăng cường

độ về sau Hàm lượng C2S tăng làm xi măng ổn định trong môi trường nước

C3A: có độ hoạt tính lớn nhất, tác dụng với nước nhanh nhất, tốc độ thủy hóa

rất nhanh, nhiệt thủy hóa rất lớn (dễ gây nứt cấu kiện), nhưng phát triển cường

độ không cao

C4AF (celit): Tốc độ thủy hóa tương đối nhanh, nhiệt thủy hóa trung bình, phát

triển cường độ trung bình và tăng về sau

Các thành phần khoáng phụ:

CaO tự do: tạo ra ở nhiệt độ t > 1450C, ở dạng hạt, kết khối, khó hydrat hóa

(quá già lửa) Khống chế < 1%, vì nó sẽ gây mất ổn định thể tích (trưởng nở thể tích) Khi CaO tự do + H2O làm thể tích tăng 2 lần so với vôi thường

MgO tự do: tồn tại ở dạng tinh thể tự do, thủy hóa rất chậm, do quá già lửa,

khó hấp thụ nước Nhưng kéo dài đến hàng năm mới tác dụng được với nước tạo ra Mg(OH)2 làm trương nở thể tích gấp 2.1 lần so với MgO, gây nội ứng suất làm hư hỏng công trình Khống chế MgO < 5%

Na2O, K2O: oxit kiềm tồn tại trong các khoáng chứa kiềm trong clinker xi

măng, sẽ rất có hại vì khi đóng rắn nó tạo thành những hidrosilicat kiềm ngậm nước, gây trương nở thể tích

1.1.6 Cơ chế đá xi măng bị ăn mòn trong môi trường xâm thực

1.1.6.1 Ăn mòn do sunfoaluminate

Ăn mòn sunfoaluminat xuất hiện trong các nước chứa lớn hơn 250mg/l ion SO42- Khi đó Ca(OH)2 phản phản ứng với SO42- tạo thành thạch cao theo phản ứng:

Ca(OH)2 + Na2SO4 + 2H2O → CaSO4.2H2O + 2NaOH

Thạch cao đến lượt mình lại tham gia vào sự tương tác với aluminate canxi

độ bazơ cao theo phản ứng:

3CaO.Al2O3.6H2O + 3(CaSO4.2H2O)+19H2O →3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O

Trang 25

→ Do sự tạo thành ettringit ít hoà tan từ C3AH6, thể tích ban đầu tăng lên khoảng 4.76 lần làm xuất hiện ứng suất bên trong gây ra sự xuất hiện các vết nứt và sự phá huỷ

1.1.6.2 Ăn mòn do magne và magne sunfate

Nếu trong nước hoà tan một muối nào đó của magne (không kể MgSO4)

sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn magne Khi đó, magne tham gia vào quá trình tương tác với Ca(OH)2 tạo thành các muối canxi hoà tan bị nước rửa trôi và Mg(OH)2 hoà tan kém lắng đọng dưới dạng khối xốp vô định hình:

Ca(OH)2 + MgCl2 → CaCl2 + Mg(OH)2 Các dung dịch muối magne sẽ xâm thực nếu trong chúng chứa nhiều hơn 500mg/l ion Mg2+ Nhưng muối MgSO4 tác dụng lên xi măng mạnh nhất gây

ra ăn mòn magne – sunfate Khác với Na2SO4, nó không những phản ứng với Ca(OH)2 và hydroaluminat mà còn phản ứng với cả hydrosilicat phản ứng giữa MgSO4 và các hợp chất hydrat hoá của xi măng có thể miêu tả theo sơ đồ như sau:

Ca(OH)2 + MgSO4 + 2H2O → CaSO4.2H2O + Mg(OH)2

3CaO.Al2O3.6H2O + 3MgSO4 + 6H2O → 3(CaSO4.2H2O) + 2Al(OH)3 + 3Mg(OH)2

3CaO.2SiO2.3H2O + 3MgSO4 + nH2O → 3(CaSO4.2H2O) + 2SiO2.nH2O

+ 3Mg(OH)2

→ Ăn mòn magne – magne sunfate mạnh hơn đáng kể so với ăn mòn đơn thuần sunfate hoặc đơn thuần magne Vì vậy, khi có mặt đồng thời các ion Mg2+ và SO42- thì giới hạn nồng độ cho phép của chúng bị giảm xuống

1.1.6.3 Xâm thực bê tông do hòa tan các sản phẩm thủy hóa của XM

Đối với BT và BTCT các công trình thủy lợi làm việc trong môi trường nước, đặc biệt điều kiện có chênh lệch mực nước, khi khả năng chống thấm của bê tông không đảm bảo, nước thấm qua bê tông sẽ hòa tan vôi trong thành

Trang 26

quá trình tiếp diễn lâu dài sẽ làm cho khối BT dần bị rỗng rỗ, gây ra giảm cường độ

CaO.SiO2.H2O + 2H2O → Ca(OH)2 + Si(OH)2

Hình 1.6 Thẩm tiết vôi tại nhà máy Thủy điện Thác Bà và tại nhà máy thủy điện Hòa

ở Việt Nam sẽ gây ra các tác động vô cùng nguy hiểm vì nắng và bức xạ mặt trời sẽ chiếu trực tiếp vào khu vực bê tông có mực nước thay đổi Chu kỳ trương

nở, co ngót sẽ dẫn đến việc bê tông bị nứt, mất cường độ

Trang 27

Hình 1.7 Ảnh hưởng của thay đổi mực nước ở cống C2 - Hải Phòng

1.1.6.5 Xâm thực do mài mòn cơ học

Đây là một dạng xâm thực bê tông xảy ra khá phổ biến ở các công trình thủy lợi như tràn xả lũ, các loại cống, bê tông gia cố kè sông, kè biển Dưới tác động mài mòn của dòng nước chảy xiết và sóng, đá xi măng trên bề mặt bê tông

sẽ bị dòng nước bào mòn, sau đó các hạt có kích thước lớn hơn (hạt cốt liệu nhỏ, cốt liệu lớn) sẽ bị rửa trôi do không còn liên kết làm cho bê tông dần bị xâm thực

1.1.7 Ăn mòn do axit

Nước thải công nghiệp thường chứa một số acid như HCl, Nước có chứa acid pH < 7 Trong nước chứa acid vô cơ hay acid hữu cơ, sự hòa tan của Ca(OH)2 xảy ra càng nhanh Vì ngoài sự hòa tan lý học của hydroxit calci, còn có phản ứng hóa học, tạo thành hợp chất mới hòa tan rất nhanh:

2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + H2O

CaCl2 hòa tan mạnh Ngoài ra, acid còn có thể phá hủy cả các khoáng bền vững như CSH của đá xi măng Sự ăn mòn xi măng càng mạnh khi độ pH của nước càng nhỏ

Trang 28

1.1.8 Giải thích cơ chế chống lại xâm thực của xi măng bền sunfate

Từ các tác nhân gây ăn mòn được đưa ra thì một công trình có thể bị hư hại từ một hay nhiều nguyên nhân khác nhau và tác nhân chính được chú ý nghiên cứu để giải quyết vấn đề trên là việc xử lý hàm lượng Ca(OH)2 trong

xi măng, đồng thời xi măng bền nước biển có hàm lượng C3A phải được kiểm soát ở mức thấp (< 5%) nhằm giảm hình thành muối sunfate từ đó sẽ làm giảm khả năng xâm nhập sunfate vào bê tông C3S (tricalcium Silicate): khi trộn xi măng với nước, hai giai đoạn đầu xảy ra quá trình tác dụng nhanh của khoáng Alite với nước và đạt độ bền cực đại ngay trong giai đoạn đầu của quá trình hydrat hóa:

C3A + 6H2O → 3C3AH6 (đóng rắn nhanh) C3A + CaSO4.2H2O → 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O

(Ettringite) kéo dài thời đóng rắn

Vậy giải pháp ở đây là dùng xi măng bền nước biển có hàm lượng C3A thấp, giảm muối sunfate

1.1.9 Những công trình điển hình

Xi măng bền nước biển được sử dụng điển hình tại các đập thủy điện Đại Nga, công trình thủy điện Dak Nông hay đập thủy điện Đại Bình

Trang 29

Hình 1.8 Đập thủy điện Dak Nông [9]

Trang 30

Hình 1.9 Dự án thủy điện Đại Bình [10]

Hình 1.10 Đập thủy điện Đại Nga [11]

1.1.10 Những tiêu chuẩn liên quan xi măng bền nước biển (Sulfate resistant portland cement)

TCVN 6067:2018 do Viện Vật liệu Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ

Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố

• Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho XMP bền nước biển

• Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết khi sử dụng tiêu chuẩn này Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có)

TCVN 141, Xi măng poóc lăng - Phương pháp phân tích hóa học;

TCVN 4030, Xi măng - Phương pháp xác định độ mịn;

Trang 31

TCVN 4787 (EN 196-7), Xi măng - Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử; TCVN 6016 (ISO 679), Xi măng - Phương pháp thử - Xác định cường độ;

• Quy định chung

XMP bền nước biển là sản phẩm được nghiền mịn từ clinker XMP bền nước biển với lượng thạch cao cần thiết Có thể sử dụng phụ gia công nghệ nhưng không quá 1% so với khối lượng clinker

Thạch cao sử dụng để sản xuất xi măng poóc lăng bền sulfat theo TCVN 9807 Phụ gia công nghệ theo TCVN 8878

• Phân loại

- Xi măng portland bền sulfate trung bình, ký hiệu: PCMSR

- Xi măng portland bền sulfate cao, ký hiệu: PCHSR

Trang 32

• Yêu cầu kĩ thuật

1 Hàm lượng mất khi nung (MKN), % không

7 Tổng hàm lượng tetra calci fero aluminat và

hai lần tri calci aluminat (C4AF + 2C3A), %

Có thể tham khảo một số tiêu chuẩn của các nước khác:

Tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASTM C150 (Type II)

Tiêu chuẩn Châu Âu BS 197 – 1

Trang 33

KẾT LUẬN

Từ những dữ kiện, các dẫn chứng số liệu đã được nêu ở phía trên, rõ ràng thấy được

sự quan tâm đặc biệt từ chính phủ thông qua các nghị quyết, nhu cầu sử dụng xi măng bền nước biển cho các công trình ven biển, đê đập, các công trình ngầm,… Ngày càng lớn vì sự biến đổi khí hậu, nước biển dâng khiến vấn đề bị ăn mòn BT và BTCT đang là vấn đề nghiêm trọng của ngành xây dựng trong những năm gần đây Với ưu điểm của

xi măng bền nước biển như giảm thiểu các ion sunfate, cacbonate, clorua,… ăn mòn, đảm bảo sự an toàn cho cốt thép, duy trì được tuổi thọ cho công trình, phù hợp với khí hậu, điều kiện tự nhiên ở Việt Nam, xi măng bền nước biển có nhiệt độ hidrat thấp giúp làm giảm các vết nứt xuất hiện Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu xây dựng cùng với sự ủng

hộ từ chính phủ chúng em sẽ thiết kế định hình dây chuyền công nghệ nhà sản xuất clinker xi măng portland bền nước PC SR 40 với công suất 1.5 triệu tấn / năm để giải

quyết nhu cầu cấp thiết hiện thời và phát triển bền vững trong tương lai

Trang 34

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG, NGUỒN

NGUYÊN LIỆU, PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT

2.1 Lựa chọn địa điểm xây dựng, nguyên vật liệu, phương thức sản xuất

- Trong đó các yêu cầu cụ thể gồm:

+ Khu vực đặt nhà máy gần nguồn nguyên liệu: các núi đá vôi, đất sét có trữ lượng lớn và đảm bảo các nguồn nguyên liệu khác Về địa hình khu đất phải là khu đất cao, tránh ngập lụt và phù hợp để bố trí dây chuyền

+ Cách xa khu dân cư, phải tránh ảnh hưởng sức khỏe cho người dân

+ Vị trí có đường xá, cơ sở hạ tầng thuận tiện như cầu cảng, đường thủy, đường

bộ, đường sắt

+ Cần xét đến sự quy hoạch đất đai, kinh tế, mở ra điều kiện phát triển cho nhà máy trong tương lai Việc xây dựng nhà máy cần sự thuận tiện trong việc cung cấp vật tư xây dựng nhằm tiết kiệm chi phí hơn nữa là trong việc tu sửa, vận hành sau này

2.1.2 Vị trí địa lý

Đề tài chọn địa chỉ nhà máy tại: xã Minh Tâm, huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước là vị trí phù hợp với các điều kiện trên để thuận tiện trong việc mở nhà máy xi măng

Trang 35

Hình 2.1 Vị trí đặt nhà máy tại huyện Hớn Quản, tỉnh Bình Phước

2.1.3 Cơ sở hạ tầng phát triển, giao thông thuận lợi

- Đường bộ: vị trí của nhà máy nằm gần tuyến quốc lộ chính: quốc lộ 13 nối TP.HCM, Bình Dương, đi qua các huyện Chơn Thành, Bình Long, Lộc Ninh đến cửa khẩu Hoa Lư và nối với quốc lộ 7 của Campuchia, quốc lộ 14 nối Bình Phước với các tỉnh Tây Nguyên

2.1.4 Cách xa khu dân cư, đô thị

- Khu vực này nằm dọc theo quốc lộ 13 cách xa khu dân cư nhưng vẫn đảm bảo được nguồn nhân lực rẻ và dồi dào

- Huyện Hớn Quản có dân số cụ thể là 100.262 người (số liệu cập nhật 31/12/2016), đây vừa là cơ hội để người dân ở đây có việc làm, vừa là động lực

để các nhà máy xí nghiệp phát triển [12]

2.2 Các yêu cầu về đặt nhà máy

2.2.1 Đá vôi

Trang 36

vôi Minh Tâm có diện tích 200ha có dự báo trữ lượng 200 triệu tấn [13]

- Được biết, theo Giấy phép khai thác 536/QĐ – QLTN ngày 20/6/1995 của Bộ

Công nghiệp nặng,đây cũng là nhà máy xi măng hoàn chỉnh sản xuất clinker đến nghiền và đóng bao xi măng, có mỏ đá vôi ngầm âm 50m, trữ lượng đủ sản xuất trong vòng 50 năm

- Để sản xuất 1 tấn clinker cần trung bình 1.3 tấn đá vôi, với nhà máy có công suất 1.5 triệu tấn / năm, hoạt động trong 50 năm thì cần lượng đá vôi là:

- Theo tiêu chuẩn cát xây dựng 7570:2006

2.3 Lựa chọn phương thức sản xuất

2.3.1 Lựa chọn phương pháp sản xuất

Chu trình sản xuất được chia làm 2 loại:

- Chu trình hở: được sử dụng chủ yêu trong các nhà máy xi măng cũ, ở đây các giai đoạn không được liên tục với nhau mà làm riêng các khâu gia công khác nhau dễ kiểm soát chất lượng qua từng giai đoạn hơn Tuy nhiên hình thức này

đã dần bị quên đi do lượng khí thải nó đưa ra môi trường là quá lớn vì khó xử

lý bụi qua các máy lọc và sử dụng thủ công khá nhiều dẫn đến năng xuất thấp

- Chu trình kín: được sử dụng phổ biến hiện nay nhờ công nghệ hiện đại và máy móc tiên tiến vẫn đảm bảo được chất lượng của sản phẩm nhưng ngoài ra còn liên tục qua các giai đoạn, giải quyết được vấn đề của chu trình hở giảm khói bụi đến tối đa nhờ hệ thống lọc bụi tiên tiến và năng xuất cũng cao hơn rất nhiều do

đa phần là hoạt động của máy móc

Trang 37

2.3.2 Chuẩn bị phối liệu và gia công

- Phương pháp khô: dùng cho phối liệu ở dạng bột (w = 1 – 2%)

Áp dụng trong trường hợp nung bằng lò quay, với hệ nguyên liệu có thành phần hóa học và cấu trúc đồng nhất Đá vôi và đất sét được sấy nghiền đồng thời trong máy nghiền bi hoặc nghiền đứng ở độ ẩm (1 – 2%) Hỗn hợp phối liệu dạng bột khoáng, được đưa vào silo để kiểm tra, điều chỉnh thành phần hóa học

và để dự trữ đảm bảo cho lò nung làm việc liên tục Hỗn hợp phối liệu phải phun

ẩm trước khi cho vào lò để tránh mất mát ra ống khói

- Phương pháp ướt: phương pháp này chỉ áp dụng khi nung bằng lò quay

Nguyên liệu mềm có độ ẩm lớn Hỗn hợp nguyên liệu được nghiền ướt trong máy nghiền bi cùng với lượng nước thích hợp, tạo thành hỗn hợp dạng bùn có

độ ẩm từ 16 – 42% gọi là bùn phối liệu Sau đó đưa vào hệ thống silo kiểm nghiệm để điều chỉnh thành phần phối liệu cho thích hợp đưa vào bể dự trữ có thiết bị khuấy trộn để bùn khỏi lắng đọng trước khi phun vào lò quay Yêu cầu bùn có độ mịn 91 – 93% lọt sàn 4900 lỗ / cm2

- Phương pháp khô lò quay được đánh giá cao về nhiều mặt và được áp dụng rộng rãi hiện nay:

• So sánh công nghệ lò quay và các công nghệ đứng khác:

Trang 38

Chỉ tiêu kỹ thuật: nguyên lý làm việc

Công nghệ lò đứng

Công nghệ lò quay Phương pháp khô Phương pháp ướt

- Làm việc gián đoạn

- Phối liệu được cấp vào theo từng

mẻ, đi từ trên xuống dưới

- Quá trình tạo khoáng diễn ra theo

chiều cao của lò trong từng viên

Phương pháp khô Phương pháp ướt

- Phối liệu đưa vào lò

dưới dạng viên, độ

ẩm 12−16%

- Phối liệu đưa vào lò dưới dạng bột mịn, độ ẩm 12% (lò cyclon trao đổi nhiệt) hoặc dạng viên

độ ẩm 12−14%

(lò có xích canxinato)

- Phối liệu đưa vào lò dưới dạng bùn độ ẩm 35− 40%

- Phối liệu có trộn lẫn

với than

(phối liệu đen)

- Phối liệu không trộn lẫn với than (phối liệu xám)

Trang 39

Chỉ tiêu kỹ thuật: nhiên liệu

Công nghệ lò đứng

Công nghệ lò quay

Phương pháp khô Phương pháp ướt

- Mức độ tiêu tốn nhiên liệu

trên 1 đơn vị sản phẩm ở

mức trung bình

- Mức độ tiêu tốn nhiên liệu trên 1 đơn vị sản phẩm là nhỏ nhất

- Mức độ tiêu tốn nhiên liệu trên 1 đơn vị sản phẩm là lớn nhất

- Chỉ dùng nguyên liệu rắn

(than)

- Có thể dùng than hoặc dầu, khí

Trang 40

Chỉ tiêu kỹ thuật: mức độ gây ô nhiễm

Công nghệ lò đứng

Công nghệ lò quay

Phương pháp khô Phương pháp ướt

- Lượng khí thải gây ô nhiễm

lớn Đặc biệt công nghệ này

→ Từ các so sánh trên chúng em chọn công nghệ lò quay theo phương pháp khô để đảm bảo năng suất và chất lượng ở mọi mặt, thân thiện với môi trường

2.3.3 Vai trò của quá trình nung trong dây chuyền công nghệ

- Quá trình nung là 1 quá trình vô cùng quan trọng trong dây chuyền công nghệ sản xuất clinker xi măng Mục đích của quá trình nung là tạo ra các khoáng clinker, các khoáng clinker có cấu trúc tinh thể khác nhau sẽ quyết định tính chất của xi măng

- Các cấu trúc khoáng chính trong clinker bao gồm: C3S (3CaOSiO2); C2S

Tiêu đề	Thiết Kế Định Hình Dây Chuyền Công Nghệ Nhà Máy Sản Xuất Clinker Xi Măng Portland Bền Nước Biển PCSR40, Công Suất 1.5 Triệu Tấn / Năm
Tác giả	Vũ Quốc Thống, Nguyễn Thành Luân
Người hướng dẫn	ThS. Huỳnh Thị Hạnh
Trường học	Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Vật Liệu Xây Dựng
Thể loại	Luận Văn Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	145
Dung lượng	4,01 MB