TỔNG QUAN QUY TRÌNH sản XUẤT XI MĂNG

 Lò quay làm việc theo nguyên tắc ngược dòng.hỗn hợp nguyên liệu được đưa vào đầu cao, khí nóng được phun lên từ đầu thấp.khi lò quay 1-2 vòng/phút, phối liệu chuyển dần xuống v

I - TỔNG QUAN QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG

I - Tổng quan quy trình sản suất xi măng:

Hiện nay sản phẩm xi măng trên thị trường có nhiều loại, tuy nhiên thông dụng trên thị trường Việt Nam gồm hai loại sản phẩm chính:

 Xi măng Portland chỉ gồm thành phần chính là clinker

và phụ gia thạch cao Ví dụ: PC 30, PC 40, PC 50

 Xi măng Portland hỗn hợp vẫn với thành phần chính là

clinker và thạch cao, ngoài ra còn một số thành phần

phụ gia khác như đá pudôlan, xỉ lò Ở thị trường các loại

xi măng này có tên gọi như PCB 30, PCB 40

I - Tổng quan quy trình sản suất xi măng:

Quá trình sản xuất xi măng gồm 5 giai đoạn sau:

 Giai đoạn 1: Khai thác mỏ và cung cấp nguyên liệu.

 Giai đoạn 2: Chuẩn bị phối liệu.

 Giai đoạn 3: Nung Clinker.

 Giai đoạn 4: Nghiền xi măng.

 Giai đoạn 5: Đóng gói xi măng.

I - Tổng quan quy trình sản suất xi măng:

I - Tổng quan quy trình sản suất xi măng:

II – CÁC LOẠI LÒ NUNG CLINKER

II – Các loại lò nung clinker:

1- Lò đứng:

Nung clinker bằng lò đứng gồm các giai đoạn:

 Chuẩn bị nguyên nhiên liệu Nguyên nhiên liệu (đá vôi; đất sét, quặng sắt, than cám, ) được xử lý sơ bộ ( phân loại, phơi khô, trộn đều, )

đạt yêu cầu kỹ thuật được máy xúc, ô tô

chuyển đến băng tải cao su silo đơn liệu  băng tải đổ vào máy nghiền Phối liệu sau

nghiền  đổ vào silo phối liệu.

II – Các loại lò nung clinker:

 Nung clinker Phối liệu xả từ silo được vít tải chuyển đến gầu tải và đổ vào két chứa Vít tải cấp định lượng vào máy nhào 2 trục để trộn ẩm và chuyển xuống máy vê

viên Viên vê được băng tải cao su chuyển đến máy

dải liệu cấp vào lò đứng Viên vê phối liệu được chuyển từ trên xuống đáy lò Khi qua zone nung, chúng được

nung chín bằng than cháy đã có sẵn trong phối liệu

thành clinker Clinker được ghi quay ở đáy lò tháo xuống băng tải xích, được máy kẹp hàm đập nhỏ, gầu tải đổ

vào silo chứa chuẩn bị cho công đoạn nghiền xi măng

II – Các loại lò nung clinker:

 Lò đứng có ưu điểm là vồn đầu tư thấp, diện tích mặt bằng nhỏ, cầu tạo đơn giản,

dễ vận hành và sửa chữa, thích hợp với quy mô nhỏ

 Nhưng nó cũng có nhiều nhược điểm:

năng suất thấp, chất lượng clinker thấp, tổn hao nhiều năng lượng, gây ô nhiễm môi trường,

II – Các loại lò nung clinker:

2 Lò quay:

 Lò quay là ống trụ bằng thép đặt nghiêng 3-4 độ trong

lót bằng vật liệu chịu lửa.chiều dài lò 95-185-230m,

đường kính 5-7m

 Lò quay làm việc theo nguyên tắc ngược dòng.hỗn

hợp nguyên liệu được đưa vào đầu cao, khí nóng

được phun lên từ đầu thấp.khi lò quay (1-2 vòng/phút), phối liệu chuyển dần xuống và tiếp xúc với các vùng

có nhiệt độ khác nhau, tạo ra những quá trình hóa lý phù hợp để cuối cùng hình thành clinker

II – Các loại lò nung clinker:

 So với lò đứng, lò quay có một số khuyết điểm sau: quá trình trao đổi nhiệt ở đây không hoàn chỉnh, hiệu suất thấp, chi phí nhiệt riêng cho một đơn vị sản phẩm cao, vốn đầu tư cho thiết bị

lớn.

 Về ưu điểm: hoạt động liên tục có hệ số sử dụng thiết bị theo thời gian cao(0,98-0,99), chất lượng sản phẩm đồng đều, công suất của một lò lớn.

II – Các loại lò nung clinker:

a - Lò quay nung clinker theo phương pháp

khô:

 Phối liệu đưa vào lò ở dạng bột khô hoặc có

độ ẩm rất thấp.Vì vậy mà chi phí nhiệt cho

khâu nung clinker giảm tới 40%.

 Đóng vai trò quyết định trong việc tiết kiệm

năng lượng nhiệt cho lò nung clinker XMP

phương pháp khô là hệ thống tháp trao đổi

II – Các loại lò nung clinker:

II – Các loại lò nung clinker:

b - So sánh lò cải tiến phương pháp ướt

và phương pháp khô.

Hệ thống trao đổi nhiệt :

 Hệ thống tháp trao đổi nhiệt kiểu treo gồm

hệ thống xyclon nhiều tầng (hoặc bậc)

mắc nối tiếp Mỗi tầng có một hoặc nhiều xyclon, phía trong các xyclon thường

II – Các loại lò nung clinker:

II – Các loại lò nung clinker:

 Bột phối liệu đã nghiền mịn đi vào các xyclon ở trạng

thái lơ lửng có khả năng trao đổi nhiệt rất mạnh với khí nóng do hầu như toàn bộ bề mặt hạt tham gia trao đổi nhiệt

 Hạt phối liệu rắn theo dòng khí nóng đi vào xyclon theo hướng tiếp tuyến, chuyển động xoáy vòng theo hướng từ trên xuống dưới, đi từ xyclon này vào xyclon khác có nhiệt độ cao hơn Thời gian lưu bột phối liệu trong toàn

bộ hệ thống xyclon khoảng 20 – 25s với nhiệt độ tăng từ

50 – 800oC

II – Các loại lò nung clinker:

II – Các loại lò nung clinker:

 Khí thải từ lò nung với nhiệt độ 900 –

10000C được hồi lưu, dẫn vào các xyclon chuyển động ngược chiều dòng bụi phối liệu, truyền nhiệt cho phối liệu và giảm dần nhiệt độ Khi ra khỏi xyclon, khí thải ra

ngoài

II – Các loại lò nung clinker:

 Xyclon bậc I:

Phối liệu (nhiệt độ khoảng 50 0 C_ 60 0 C) chuyển tới đổ vào ống giữa xyclon bậc I và xyclon bậc II Khí nóng từ xyclon bậc II (khoảng 500 o C) thổi từ dưới lên cuốn bột phối liệu vào theo phương tiếp tuyến với các xyclon bậc I Bột phối liệu nhiệt từ khí nóng tăng nhiệt độ rất nhanh, các phản ứng hoá lý xảy ra tương ứng với nhiệt độ của bột phối liệu làm khối lượng riêng hạt bột phối liệu thay đổi Đồng thời, hạt bột phối liệu chuyển động xoáy trong xyclon, liên tục va chạm với thành xyclon, va chạm với nhau mất dần động năng, rơi xuống đáy xyclon, theo ống dẫn rơi xuống xyclon tầng dưới (xyclon bậc II), lúc này nhiệt độ phối liệu khoảng 250 0 C, nhiệt độ giảm dần, theo ống dẫn khí thoát ra ngoài (nhiệt độ khí thải ra khỏi xyclon khoảng 300 0 C)

II – Các loại lò nung clinker:

 Xyclon bậc II :

Bột phối liệu từ xyclon bậc I (2500C) rơi xuống ống nối giữa xyclon bậc II và xyclon bậc III Gặp dòng khí nóng từ

xyclon bậc III (khoảng 6500C) thổi từ dưới lên, phối liệu

bị cuốn theo vào xyclon bậc II theo phương tiếp tuyến Tương tự như trên, hạt phối liệu có nhiệt độ tăng từ

2500C lên tới 5000C và rơi xuống ống dẫn khí thải giữa xyclon bậc III và xyclon bậc IV Khí nóng giảm nhiệt độ

tự 650oC xuống còn 5000C đi vào xyclon bậc I

Quá trình hoá lý chủ yếu trong xyclon bậc II là mất nước hoá học của đất sét, cháy các tạp chất hữu cơ lẫn trong

II – Các loại lò nung clinker:

Quá trình chính trong xyclon bậc III là đất sét mất nước hoá học, phân hủy hầu hết MgCO và tăng cường sự

II – Các loại lò nung clinker:

 Xyclon bậc IV :

Bột phối liệu từ xyclon bậc III rơi vào ống nối giữa xyclon bậc IV và khí thải từ lò quay Nhiệt độ khí đầu vào của xyclon bậc IV khoảng 11000C (là nhiệt độ khí thải từ lò quay, hoặc nhiệt độ khí làm nguội clinker từ thiết bị làm nguội (còn gọi là gió ba); và ra khoảng 8000C đi vào

xyclon bậc III Nhiệt độ bột phối liệu tương ứng đầu vào

6500C và đầu ra khoảng 8000C đi vào lò quay nung

clinker

Quá trình chủ yếu trong các xyclon này là tận dụng nhiệt khí thải từ lò nung đốt nóng bột phối liệu Mặc dù nhiệt

II – Các loại lò nung clinker:

Buồng đốt calciner là hạt nhân của hệ thống trao đổi nhiệt trước, việc phát huy công dụng của nó sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng sản xuất của lò quay và nhiệt độ đầu ra của tháp trao đổi nhiệt.

Trong buồng đốt calciner, chủ yếu hoàn thành mọt loạt quá trình là: đốt nhiên liệu phân huỷ chất cacbonat, làm chuyển động hai pha rắn và lỏng, trộn đều (phân tán) trao đổi nhiệt, chuyển chất,… đồng thời kèm theo thay đổi về nồng độ vật liệu, kích thước hạt cũng như thay đổi về lưu lượng, thành phần và

trường nhiệt độ của khí

60% nhiên liệu dùng trong hệ thống nung đốt clinker xi măng

II – Các loại lò nung clinker:

Thông qua làm tối ưu hoá kết cấu của buồng đốt calciner, kéo dài thời gian cháy các nhiên liệu có đặc tính khác nhau trong buồng đốt calciner, nâng cao tỷ lệ đốt triệt để của nhiên liệu, tránh trường hợp nhiên liệu chưa cháy hết, tiếp tục cháy trong

hệ thống trao đổi nhiệt trước, làm tăng nhiệt độ khí thải ra sử dụng biện pháp thích hợp, có thể giảm được lượng NOx tại đầu ra của buồng đốt calciner một cách hiệu quả, từ đó giảm thiểu lượng khí thải NOx của toàn bộ dây chuyền.

Nhiên liệu trong buồng đốt calciner cháy triệt để và vật liệu cũng được phân huỷ triệt để, có thể có bảo đảm một cách có hiệu quả nhiệt độ đầu ra của hệ thống trao đổi nhiệt trước thấp

hơn 290 o C và bảo đảm các yêu cầu nung đốt đối với vật liệu

II – Các loại lò nung clinker:

Vì khí cháy của lò đã qua calciner, kích thước calciner cần phải lớn

hơn để duy trì thời gian lưu Theo dõi zone biến đổi, khu vực phía trong calciner liên tục bị co lại Sự thay đổi nhanh tổng lực trong khu vực giao nhau tạo nên những vòng xoáy mạnh đảm bảo hiêu quả trộn nhiên liệu, nguyên liệu thô và khí Phía trên calciner thường đặt một ống dẫn đảm bảo thời gian duy trì dòng khí tốt nhất, trộn và

hoàn thành quá trình cháy nhiên liệu

Trong ILC-E (calciner lắp trong sử dụng khí thải), khí thải từ lò đi vào calciner hướng theo trục của calciner xuyên qua phần hình nón bên dưới và khí ra từ calciner ra ngoài qua phần bên cạnh phía trên

Trong ILC (calciner lắp trong), khí lò vào calciner theo hướng trục qua hình nón phần phía dưới và thoát qua cửa thoát nối với ống

dẫn đặt ở bên ngoài giữa cửa thoát Việc trộn nhiên liệu, nguyên liệu thô và khí được tăng cường nhờ ống dẫn khí hồi lưu đặt tiếp

II – Các loại lò nung clinker: