bài toán phối liệu xi măng 4 cấu tử có lẫn tro

Nguyên liệu sản xuấtNguyên liệu sản xuất clinke là đá vôi có hàm lượng canxi lớn như đá vôi đặc, đá phấn, đá macnơ và đất sét. Trung bình để sản xuất 1 tấn xi măng cần khoảng 1,5 tấn nguyên liệu. Tỷ lệ giữa thành phần đá vôi và đất sét vào khoảng 3 : 1 .Ngoài hai thành phần chính là đá vôi và đất sét người ta có thể cho thêm vào thành phần phối liệu các nguyên liệu phụ để điều chỉnh thành phần hóa học, nhiệt độ kết khối và kết tinh của các khoáng.Ví dụ: Cho trepen để tăng hàm lượng SiO2 , cho quặng sắt để tăng Fe2O3,...Nhiên liệu chủ yếu và hiệu quả nhất trong sản xuất xi măng ở nhiều nước là khí thiên nhiên có nhiệt trị cao. Ở nước ta nhiên liệu được dùng phổ biến nhất là than và dầu.Các giai đoạn của quá trình sản xuấtQuá trình sản xuất xi măng gồm các công đoạn chuẩn bị phối liệu, nung và nghiền. Sơ dồ công nghệ sản xuất xi măng pooc lăng được tóm tắt trên hình 42Chuẩn bị phối liệuGồm có khâu nghiền mịn, nhào trộn hỗn hợp với tỷ lệ yêu cầu để đảm bảo cho các phản ứng hóa học được xảy ra và clinke có chất lượng đồng nhất.Thông thường có hai phương pháp chuẩn bị phối liệu: Khô và ướt.Phương pháp khô: Khâu nghiền và trộn đều thực hiện ở trạng thái khô hoặc đã sấy trước. Đá vôi và đất sét được nghiền và sấy đồng thời cho đến độ ẩm 1 2% trong máy nghiền bi. Sau khi nghiền, bột phối liệu được đưa vào xi lô để kiểm tra hiệu chỉnh lại thành phần và để dự trữ đảm bảo cho lò nung làm việc liên tục.Khi chuẩn bị phối liệu bằng phương pháp khô thì quá trình nung tốn ít nhiệt, mặt bằng sản xuất gọn nhưng thành phần hỗn hợp khó đồng đều ảnh hưởng tới chất lượng xi măng. Phương pháp này thích hợp khi đá vôi và đất sét có độ ẩm thấp (10 15%).Phương pháp ướt: Đất sét được máy khuấy tạo huyền phù sét, đá vôi được đập nhỏ rồi cho vào nghiền chung với đất sét ở trạng thái lỏng (lượng nước chiếm 3545%) trong máy nghiền bi cho đến khi độ mịn đạt yêu cầu. Từ máy nghiền hỗn hợp được bơm vào bể bùn để kiểm tra và điều chỉnh thành phần trước khi cho vào lò nung.

Dạng toán 3: Hệ 4 cấu tử có lẫn tro

Cứ 100 phần clinker (hay phối liệu đã nung ) thì có:

x: phần cấu tử thứ nhất đã nung

y: phần cấu tử thứ hai đã nung.

z: phần cấu tử thứ ba đã nung.

m: phần cấu tử thứ ba đã nung.

t: phân tro nhiên liệu lẫn vào.

Từ đó thiết lập được phương trình :

x + y + z + m +t = 100% (37)

+ Quy đổi thành phần hoá học của nguyên liệu và tro nhiên liệu về 100%.

+Đổi thành phần hoá học của nguyên liệu chưa nung về đã nung ( trừ đi MKN).

+ Ấn định các hệ số cơ bản.

+ Xác định hàm lượng tro lẫn vào clinker theo công thức

.

(%) 100.100

P A n

t 

Trong đó:

- P là lượng nhiên liệu tiêu tốn riêng (kg nhiên liệu /kg clinker)

- A là hàm lượng tro có trong nhiên liệu (%)

- n là lượng tro lẫn vào clinker cement so với tổng hàm lượng tro có trong nhiên liệu, phụ thuộc vào loại lò và phương pháp sản xuất ( n= 100%) hệ 4 cấu tử.

t

q p

Q



Với :

- q là lượng nhiệt tiêu tốn riêng (kcal/kg clinker)

- Qt là nhiệt trị thấp của nhiên liệu (kcal/kg clinker) Thuờng Ta chọn: q = 730(kcal/kg clinker ) với hệ 4 cấu tử

Qt = 81.Cd+246.Hd-26(Od - Sd) - 6.Wd

5

5

5

(38)

(39) (40) (41)

(42)

2, 8 (43)

(44)

tC

C

A

S

F

KH

S S

n

A p

F

























Có các biểu sau:

Thay trị số C, A, F, S, ở (38, 39, 40, 41) vào (42, 43, 44) Có hệ 2 phương trình bậc nhất 4 ẩn số:

a x b y c z +d m e

a x b y c z +d m e (45)

a x b y c z +d m e







Từ phương trình (37, 45) có hệ 4 phương trình bậc nhất 4 ẩn số:

x+y+z +m 100 - t

a x b y c z +d m e

a x b y c z +d m e (46)

a x b y c z +d m e











a1= (2.8*KH*S1+1.65*A1+0.35*F1) - C1

b1= (2.8*KH*S2+1.65*A2+0.35*F2) - C2

c1= (2.8*KH*S3+1.65*A3+0.35*F3) - C3

d1= (2.8*KH*S4+1.65*A4+0.35*F4) - C4

e1= (C5- (2.8*KH*S5+1.65*A5+0.35*F5)) *C5

a2 = n.( A1 + F1 ) - S1

b2 = n.( A2 + F2 ) - S2

c2 = n.( A3 + F3 ) - S3

d2 = n.( A4 + F4 ) - S4

e2 = [S4 - n.(A4+ F4)] t

a3 = (pF1 - A1)

b3 = (pF2 - A2)

c3 = (pF3 - A3)

d3 = (pF4 - A4)

e3 = A5-F5.p

Giải hệ phương trình (46) ta có:

Chuyển x, y, z , m về dạng nguyên liệu chưa nung Kiểm tra các hệ số cơ bản KH, n, p

Tính thành phần khoáng, lượng pha lỏng của clinker

Tít phối liệu: T = 1,785C + 2,09 MgO

x, y, z, m

Ví dụ 3:

BÀI TÍNH PHỐI LIỆU 4 CẤU TỬ CÓ LẪN TRO

Bảng 1: Cho thănh phần khoâng:

Nguyên

Al2O

Quăng

Đa Cao

Tro than 58.62 25.94 5.65 0.47 1.11 6.46 0.00 98.25

BẢNG 2: Bảng thành phần hoá nguyên liệu

C d H d O d N d S d W d A TÄNG

Bảng 3: Thành phần hóa của than:

Ta chọn q = 730 (kcal/kg.clinker)

n= 100%

Ng.liệu SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO MKN TỔNG

Ví dụ 4:

BÀI TÍNH PHỐI LIỆU 4 CẤU TỬ CÓ LẪN TRO

Xi măng Hă Tiín 2

BẢNG 1: Thănh phần hoâ của nguyín nhiín liệu

C3S C2S C3A C4AF

Thành phần khoáng:

Thành phần hóa của than:

Ta chọn: q = 730 (kcal/kg.clinker)

n= 100%