Thiết kế phân xưởng chuẩn bị phối liệu sản xuất xi măng lò quay (thuyết minh+bản vẽ)

Thiết kế phân xưởng chuẩn bị phối liệu sản xuất xi măng lò quay: Nguyên liệu, nhiên liệu trong sản xuất Công nghệ sản xuất Tính toán phối liệu Tính toán cân bằng vật chất Tính toán lựa chọn thiết bị

PhÇn II: TÝnh to¸n phèi liÖu

I Nguyªn vËt liÖu vµ nhiªn liÖu ® îc lùa chän cho s¶n xuÊt:

Thµnh phÇn ho¸ cña quÆng s¾t:

II Lập bảng thành phần phối liệu:

Nguyên liệu dùng cho sản xuất clanhke gồm có 3 cấu tử:

- Đá vôi

- Đất sét

- Quặng sắt

Bảng 1 thành phần hoá học của nguyên liệu

CaO SiO2 Fe2O3 Al2O3 MgO SO3 MKN Tổng

- Nếu tổng hàm lợng các ôxít nhỏ hơn 100% và chênh lệch lớn (> 2%), hay tổnghàm lơng các ôxít lớn hơn 100% ta phải qui về 100% bằng cách nhân trị số hàm l ợngtừng ôxít với hệ số chuyển đổi Ri :

100 i

Sau khi qui về 100% ta có bảng sau:

Bảng 2 thành phần nguyên liệu qui về 100%:

CaO SiO2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 MgO SO3 Chất

Bảng 3 Thành phần phối liệu sau khi nung:

CaO SiO 2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 MgO SO 3 Chất khác Tổng

Đất sét 2.143 65.386 9.613 21.814 1.044 0 0 100

Tro than 1.35 63.6 4.6 29.6 0 0.85 0 100

III.

Xác định l ợng tro đọng lại trong clanhke :

Theo trên ta chọn nhiên liệu là than cám trung bình (tham cám Quảng Ninh) Than có cỡ hạt là 0,1  15mm

Chất bốc: 7%

Độ tro : 13%

Thành phần hoá của tro than:

SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 Tổng

* Tính hàm lợng tro đọng lại trong clanhke :

áp dụng công thức:

100 100

B A P q

Thay các giá trị vừa tính đợc ở trên vào công thức tính hàm lợng tro ở trên,

ta đợc hàm lợng tro trong clanhke là:

% 975 0 00975 0 100

100

55 13 1364 0

65 13 7 15 100

* Hệ số bão hoà vôi ( KH = 0,85  0,95 ):

0.93

13 1,33 65

13 0,89 65

33 1

89 0

2 3

2 3

C

S C S

C KH

* Mô đun Silícát n (n = 1,73,5):

2.015

15 2,05 7

1,44

13 1,33 65

05 2 44

1

33 1

4 3

2 3

C

S C S

C n

* Mô đun Aluminát p (p =11,5):

1,177 0,64

15

7 1,15

0,64 15

, 1

4 3

A C p

Ta thấy các hệ số KH, n, p đều nằm trong giá trị cho phép để sản xuất xi măng

V

Tính cấp phối cho phối liệu :

Đây là bài toán tính hàm lợng các thành phần (hay tính tỉ lệ) các khoáng để phốihợp với nhau đợc phối liệu dùng cho sản xuất clanhke xi măng Do trong clanhke ximăng sau khi nung có lẫn tro nên ta phải tính hàm lợng các khoáng tạo thành phối liệutheo bảng thành phần hoá của nguyên liệu qui về 100% sau khi nung (bảng 3)

Gọi: - Phần trọng lợng của đá vôi là x , %

- Phần trọng lợng của đất sét là y , %

- Phần trọng lợng của quặng sắt là z , %

- Phần trọng lợng của tro than là q , %

Ta ký hiệu các cấu tử, thành phần hoá của các ô xít trong mỗi cấu tử tơng ứng nh sau:

Ô xít Cấu tử 1Đá vôi Cấu tử 2Đất sét sắt CấuQuặng

tử 3

Tro thanCấu tử 4 Clanhke

q z y x

qC zC yC xC C

qF zF yF xF F

qA zA yA xA A

qS zS yS xS S

2 2 2 2

1 1 1 1

d z c y b x a

d z c y b x a

d z c y b x a

Trong đó các hệ số trong các phơng trình đợc xác định nh sau:

5.18 - 603 150 061 2 358 , 0

51 255 348

69 48 207 611

94

z y x

z y

x

z y

x

Giải hệ phơng trình ta đợc:

0517 30

7599 68

z y x

Vậy ta có bảng thành phần hoá của các cấu tử trong phối liệu ( quy về đã nung):

Bảng 4 Thành phần hoá của phối liệu sau nung quy về 100:

CaO SiO2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 MgO SO3 Chất

* Tính kiểm tra lại giá trị KH và n theo thành phần khóang của Clanke:

Hệ số bão hòa vôi KH:

0.93

42 12 1,33 61.98

42 12 0,89 98

61

325 1

89 0

2 3

2 3

C

S C S

C KH

Ta thấy hệ số KH tính toán và hệ số KH đã chọn là hoàn toàn phù hợp

Mô đun Silícát n :

2.011

42 9 2,05 7

13 1,44

42 12 1,33 61.98

05 2 44

1

33 1

4 3

2 3

C

S C S

C n

Ta thấy hệ số n tính toán và hệ số n đã chọn là hoàn toàn phù hợp

61 68 100 100

99 29 100 100

21 0 100 100

Lợng mất khi nung của quặng sắt(MKN) là: 0 kg

87 100

19 1 100 100

Lấy tròn là: X+Y+Z+Q =163.88 <phần khối lợng>

Qui thành phần khối lợng của các khoáng về 100 phần khối lợng phối liệu ta đợc:

88 163

22 121 100 100

X

< kg >

88 163

3 33 100 100

Y

< kg >

88 163

21 0 100 100

Z

<kg >

88 163

15 9 100 100

Q

< kg >

Từ thành phần khoáng của phối liệu ta lập đợc bảng sau:

Bảng 5 Thành phần hoá của phối liệu

CaO SiO 2 Fe 2 O 3 Al 2 O3 MgO SO 3 Chất

837 0 09 , 2 909 , 37 785 , 1

09 , 2 785

, 1

42 9 35 , 1 7 13 12 , 1

35 , 1 C3A 12

Tính cân bằng vật chất là việc tính toán để đa ra đợc tỉ sốgiữa lợng nguyên vật liệu đa vào và lợng sản phẩm thu đợc trong quá trình sản xuất Qua số liệu cân bằng vật chất ta biết đợclợng nguyên liệu hay sản phẩmcần thiết ở mỗi công đoạn Trên cơ

sở đó lựa chọn thiết bị máy móc cho toàn bộ dây chuyền sản xuất, hoạch toán giá thành và làm cho dây chuyền công nghệ đợc cân đối, đồng bộ

I

định chế độ làm việc của nhà máy:

Đặc điểm của nhà máy sản xuất xi măng theo phơng pháp khô, lò quay là quá trình sản xuất đợc thực hiện thờng xuyên, liên tục, đặc biệt là phân xởng nung Clanke.Tuy nhiên các thiết bị cũng không thể hoạt động tốt đợc mãi, do vậy: tùy thuộc mỗi phân xởng, mỗi công đoạn ta định ra chế độ làm việc , thời gian nghỉ sửa chữa, bảo d-ỡng cho hợp lý

Với dây chuyền sản xuất xi măng, nhất thiết phải có hệ thông dự trữ nguyên liệu ở khâu trung gian cũng nh ở đầu các khâu mà phổ biến là hệ thống các xi lô, bunke, kho bãi Nh vậy giúp cho các phân xởng có thể làm việc độc lập với nhau trong

một khoảng thời gian nhất định Tuy vậy, để tận dụng khả năng làm việc của máy mócthiết bị thì các máy móc nên chọn đúng công suất và chế độ làm việc hợp lý, nên chọn

1.Lập chế độ làm việc cho phân xởng nghiền và đóng bao:

Số ngày sửa chữa bảo dỡng máy móc : 50 ngày

Số ngày nghỉ lễ ,tết : 5 ngày

Số ngày nghỉ chủ nhật : 0 ngày

Tổng số ngày làm việc trong năm là : 310 ngày

Mỗi ngày làm việc: 3 ca, mỗi ca : 8 giờ

2.Lập chế độ làm việc cho phân x ởng nung:

Số ngày sửa chữa bảo dỡng máy móc : 50 ngày

Số ngày nghỉ lễ ,tết : 5 ngày

Số ngày nghỉ chủ nhật : 0 ngày

Tổng số ngày làm việc trong năm là : 310 ngày

Mỗi ngày làm việc: 3 ca, mỗi ca : 8 giờ

3.Lập chế độ làm việc cho phân x ởng chuẩn bị phối liệu:

Số ngày sửa chữa bảo dỡng máy móc : 50 ngày

Số ngày nghỉ lễ ,tết : 5 ngày

Số ngày nghỉ chủ nhật : 0 ngày

Tổng số ngày làm việc trong năm là : 300 ngày

Mỗi ngày làm việc: 3 ca, mỗi ca : 8 giờ

Riêng ở công đoạn đập và vận chuyển về kho thì làm việc 2 ca

Sốngàytrongnăm

Số ngàynghỉ sửachữatrongnăm

Số ngàynghỉ lẽ

và tếttrongnăm

Số ngàynghỉ chủnhậttrongnăm

Số ngàylàmviệctrongnăm

Số calàmviệctrongnăm

Số giờlàmviệctrongnămPhân

Tính cân bằng vật chất cho phân x ởng nghiền và đóng bao:

Sơ đồ dây chuyền công nghệ: (dây chuyền chỉ sản xuất xi măng PC )

Silô ủ Clanke Kho Thạch Cao

Cấp liệu tang 1 Máy xúc

Băng tải cao su 1 Phễu chứa liệu

Gầu nâng 1 Cấp liệu tấm

Bunke chứa1 Băng tải cao su 2

Máy nghiền CKP Bun ke chứa 3

Gầu nâng 3Bun ke chứa 4Cân định l ợng 3Máy đóng bao

Kho chứaTheo yêu cầu thiết kế, công suất của nhà máy là: Q=1.4 triêu tấn xi măng Pooc lăng một năm.

Gọi Ki là lợng hao hụt ở khâu thứ I, thì lợng vật liệu đa vào ttrớc khâu thứ I là

Qi đợc tính theo công thức sau:

i

i i

K

Q Q





 100

100

) 1 (

1 – Khối lợng xi măng poóc lăng cần sản xuất là: 1,4 triệu tấn /năm,

hay : 188.2 (T/h)

Khối lợng xi măng trớc kho chứa là :

Với độ hao hụt tai kho chứa là: 0.1%

2 Khối lợng xi măng trớc máy đóng bao là:

Với lợng hao hụt ở máy đóng bao là: 0.1%

10.Khèi lîng clanke vµ th¹ch cao tríc m¸y nghiÒn bi lµ:

Víi lîng hao hôt t¹i m¸y nghiÒn bi lµ: 0.5%

11.Khèi lîng clanke vµ th¹ch cao tríc b¨ng t¶I 3 lµ:

Víi lîng hao hôt t¹i b¨ng t¶I 3 lµ: 0.05%

100

100

2, Khèi lîng th¹ch cao tríc buke 3 lµ:

Víi lîng hao hôt t¹i bun ke lµ:0.05%

100

100

1

3, Khèi lîng th¹ch cao tríc b¨ng tai cao su 2 lµ:

Víi lîng hau hôt t¹i b¨ng t¶I cao su :0.05%

100

100 2

100

100

1 182.97 (t/h)

2, Khèi lîng Clanke tríc bun ke chøa 2lµ:

Víi hÖ sè hao hôt tai bu ke 2 lµ: 0.05%

100

1

3, Khối lợng Clanh ke trớc gầu nâng 2 là:

Với hệ số hao hụt tại gầu nâng 2 là: 0.08%

100

100

2

4, Khối lợng Clanke trớc máy nghiền bi là:

Với hệ số hao hụt tại máy nghiền là: 0.1%

100

100

3

5, Khối lợng Clanke trớc bunke 1 là:

Với hệ số hao hụt tại bun ke 1 là: 0.08%

100

100

4

6, Khối lợng Clan ke trớc gầu nâng 1 và băng tải 1là:

Với hệ số hao hụt tại gầu nâng 1 và băng tải 1là: 0.1%

100

100

5

7, Khối lợng Clan ke tại silô ủ là:

Với hệ số hao hụt của cấp liệu tang là: 0.05%

100

100

6

2, Tính cân bằng vật chất cho phân x ởng nung clanke:

Sơ đồ dây chuyền công nghệ của phân xởng:

Tháp trao đổi nhiệt Vòi phun 2 Máy nghiền sấy trục đứng

Khí lò Lò nung Định lợng Bun ke than

1, Khối lợng Clanke tại si lô ủ là:

Với hệ số hao hụt tại si lô ủ là: 0.08%

100

100

7

2, Khối lợng Clanke trớc băng tải xích là:

Với hệ số hao hụt tại băng tải là : 0.1%

100

100

8

3,Khối lợng Clanke trớc máy đập hàm là:

Với hệ số hao hụt tại máy đập hàm là: 0.2%

100

100

9

4, Khối lợng Clanke trớc thiết bị làm lạnh kiểu ghi là:

Với hệ số hao hụt tại thiết bilàm lạnh là: 0.5%

100

100

10

5, Khối lợng phối liệu trớc lò nung và thiết bị trao đổi nhiệt là:

Với hệ số hao hụt khi qua lò nung và tháp trao đổi nhiệt là: 1%

( ) 100 (

100 100 100 100 )

1

12

f x

W x

MKN x

K

x x x CL

q PL

với: q: hàm lợng tro than lẫn vào : q= 1.19%

W: độ ẩm của phối liệu trớc khi vào tháp trao đổi nhịêt: W=0.5%

f : lợng phế phẩm khi nung : f =2%

PL11 = 282.3 (t/h)

6, Khối lợng phối liệu trớc gầu nâng là:

Với hệ số hao hụt tại gầu nâng là: 0.08%

100

100

11

7, Khối lợng phối liệu trớc bun ke chứa phối liệu là:

Với hệ số hao hụt tại bunke chứa là: 0.08%

100

100

12

8, Khối lợng phối liệu trớc bơm khí nén là:

Với lợng hao hụt tại bơm khí nén là: 0.05%

100

100

13

* Tính cân bằng cho tuyến gia công than:

Lợng tro than trong Clanke trong mỗi giờ là:

Với lợng Clanke sau nung là: 185.45 (t/h)

Và: độ tro của than là: 1.19%

TT= (1.19*185.45)/100 = 2.21 (t/h)Tuy nhiênmức hấp thụ tro than của clanke trong phơng pháp khô là: 55% còn 45% bị thảI ra ngoài Vởy tổng lợng tro than thực tế có trong quá trình nung clanke là:

TTtt = TT +45*TT/55 = 4.02 (t/h)Với : TTtt là lợng tro than thực tế.

Theo đầu bài ta có: than ta dùng là loại than có độ tro chiếm 13% khối lợng Nên lợngthan cần để sản xuất Clanke trong một giờ là:

Th = (TTtt*100*100)/13*(100-0.5) = 31.1 (t/h)Với độ ẩm của than sau nghiền sấy là: W = 0.5 %

1, Lợng than trớc bunke than là:

Với độ hao hụt tại bunke là: 0.08%

100

100

1 31.26 (t/h)

2, Lợng than trớc máy nghiền trục đứng là:

Với độ hao hụt tại máy nghiền trục đứng là: 1%,

và độ ẩm của than trớc nghiền là: 5%

100 (

100 100

1

Th

3, Khối lợng than trớc băng tảI cao su là:

Với độ hao hụt tại băng tảI là: 0.05%

100

100

2

4, Khối lợng than trớc cấp liệu tấm là:

Với độ hao hụt tại cấp liệu tấm là: 0.05%

100

100

3

3 Tính cân bằng cho phân xởng chuẩn bị phối liệu

Khối lợng bột phối liệu tại si lô đồng nhất là: PL14 = 282.9 (t/h)

1, Khối lợng bột phối liệu trớc xilô đồng nhất là:

Với độ hao hụt tại xilô đồng nhất là : 0.1%

100

100

14

2, Khối lợng bột phối liệu trớc gầu nâng 4 là:

Vói độ hao hụt tai gầu nâng 4 là: 0.1%

100

100

15

3, Khối lợng bột phối liệu trớc vít tảI là:

với độ hao hụt tại vít tảI là: 0.05%

100

100

16

4, Khối lợng bột phối liệu trớc máng khí động và thiết bị lọc bụi là:

Với độ hao hụt tại máng khí động là: 0.05%

Máy đập búa Băng tải 3 Máy đập búa

Máy dảI liệu 1 Gầu nâng 3Kho đồng nhất đá Kho đồng nhất đất sét Bunke chứa 3

Vít tảiGầu nâng 4

Si lô phối liệu

5, Khối lợng bột phối liệu trớc máy nghiền sấy trục lăn là:

Với độ hao hụt tại máy nghiền là: 1%

độ ẩm phối liệu trớc khi nghiền – sấy là: W1=2%

độ ẩm phối liệu sau khi nghiền - sấy là:W2 =0.5%

100 100

18 19

K

PL

6, Khối lợng bột phối liệu trớc băng tải cao su 6 là:

Với độ hao hụt tại băng tải 6 là: 0.05%

100

100

1

2, Khối lợng đá vôI trớc bunke chá 1 là:

với độ hao hụt tại baunke chứa 2 là: 0.08%

100

2

3, Khối lợng đá vôI trớc gầu nâng 1 là:

với độ hao hụt tại gầu nâng 1 là: 0.08%

100

100

3

4, Khối lợng đá vôI trớc băng tảI 2 là:

Với độ hao hụt tại băng tảI 2 là: 0.05%

100

100

4

5, Khối lợng đá vôI trớc máy rỡ đá là:

Với độ hao hụt tại mấy rỡ đá là: 0.05%

100

100

5

6, Khối lợng đá vôI trớc kho đồng nhất đá là:

Với độ hao hụt tại kho đá là: 0,5%

100

100

6

7, Khối lợng đá vôI trớc máy dảI đá là:

Với độ hao hụt tại máy dảI đá là : 0.1%

100

100

7

8, Khối lợng đá vôI trớc băng tải cao su 1 là:

với độ hao hụt tại băng tảI 1 là : 0.05%

100

100

8

9, Khối lợng đá vôI trớc máy đập búa 1 là:

Với độ hao hụt tảI máy đập búa là: 2%

100

100

9

10, Khối lợng đá vôI trớc máy nghiền má là:

Với độ hao hụt tại máy nghiền là: 2%

100

100

8

11, Khối lợng đá vôI cần khai thác là:

Với độ hao hụt là: 5%

100

100

9

*, Tính cân bằng cho tuyến gia công đất sét:

Khối lợng phối liệu trớc băng tảI cao su 6 là: PL20 = 291.2 (t/h)

Đất sét chiếm : 29.99% trong thành phần phối liệu

Khối lợng đất sét sau cân định lợng 2 là:

DS = 29.99*291.2/100 = 87.33 (t/h)

1, Khối lợng đất sét trớc cân băng định lợng 2 là:

Với độ hao hụt tại cân băng định lơng là : 0.05%

100

2, Khối lợng đất sét trớc bun ke chứa 2 là:

Với độ hao hụt tại bunke chứa 3 là; 0.08%

100

100

1

3, Khối lợng đất sét trớc gầu nâng 2 là:

Với độ hao hụt tại gầu nâng 2 là: 0.08%

100

100

2

4, Khối lợng đất sét trớc băng tải cao su 4 là:

Với độ hao hụt tai băng tải cao su 4 là; 0.05%

100

100

3

5, Khối lợng đất sét trớc mấy rỡ đất là:

Với độ hao hụt tại máy rỡ đất là; 0.05%

100

100

4

6, Khối lợng đất sét trớc kho đồng nhất đất sét là:

Với độ hao hụt tại kho đồng nhất là: 0.5 %

100

100

5

7, Khối lợng đất sét trớc máy dảI đất là:

Với độ hao hụt tai máy dảI đất là : 0.1%

100

100

6

8, Khối lợng trớc băng tải cao su 3 là:

Với độ hao hụt tại băng tảI 3 là: 0.05%

100

100

7

9, Khối lợng đát sét trớc máy đập búa 2 là:

Với độ hao hụt tại máy đập búa 2 là: 2%

100

100

8

10, Khối lợng đất sét cần khai thác tại mỏ là:

Với độ hao hụt là :5%

100

2, Khối lợng quặng sắt trớc bunke chứa 3 là:

Với độ hao hụt tại bunke chứa 1 là: 0.08%

100

100

1

3, Khối lợng quặng sắt trớc gầu nâng 3 là:

Với độ hao hụt tại gầu nâng 3 là: 0.08%

100

100

2

4, Khối lợng quặng sắt trớc băng tảI cao su 5 là:

Với độ hao hụt tại băng taỉ cao su 5 là: 0.05%

100

100

3

5, Khối lợng quặng sắt trớc máy đập búa 3 là:

Với độ hao hụt tại máy đập búa 3 là: 2%

100

100

4

6, Khối lơng quặng sắt trớc cấp liệu thùng là:

Với độ hao hụt tại cấp liệu thùng là: 0.08%

Băng tảI 6 291.2Máy ngiền sấy trục đứng 291Máng khí động và lọc bụi 283.8

Silô đồng nhất phối liệu 283.2Phân xởng nung

Clanke Bơm khí nénBun ke chứa 282.9282.75

1 Chọn thiết bị cho công đoạn đập đá vôi:

Đá vôi có kích thớc sấp sỉ 1000 mm đợc vận chuyển từ mỏ về trạm đập đá bằng

ô tô đá vôi đợc đổ vào phễu chứa của máy đập đá

Đờng kính lớn nhất của đá vào là: Dmax = 1000 mm

Đờng kính lớn nhất của đá ra là: dmax = 25 mm

Theo số liệu trên ta thấy tỉ số nghiền của công đoạn này là: I = 40 là rất lớn, nên

để đảm bảo cho dây chuyền hoạt động có hiệu quả cao ta chọn quá trình nghiền đá theo hai công đoạn: Công đoạn một dùng máy nghiền má, công đoạn hai dùng máy nghiền búa

a, chọn máy nghiền má

Với năng suất yêu cầu của công đoạn này là:

Trong đó: D10 là lợng đá cần đa vào máy nghiền má để đảm bảo năng

suất của dây chuyền: D10 = 210.1 (t/h)K: là hệ số chất tảI của máy: K = 0.87-0.91, chon K=0.89Ktg: hệ số sử dụng thời gian: Ktg =0.9-.095, chọn Ktg=0.92

c, Chọn băng tảI cao su cho công đoạn đập này:

Năng suất yêu cầu của băng tảI là: 256,6 (t/h)

Tính chiều rộng của băng theo công thức:

Ta tính đợc B=65 (cm) phù hợp với điều kiện: B > 2h

Để thông dụng và bảo đảm an toàn lâu dài có thể chọn chiều rộng băng tải

B= 70 cm

B0Bα