Đề tài Công nghệ sản xuất xi măng lò quay khô và các vấn để môi trường

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG LÒ QUAY KHÔ VÀ CÁC VẤN

ĐỂ MÔI TRƯỜNG

MỤC LỤC:

- PHẦN 1:SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH VÀ CÁC CÔNG NGHỆ SẢN

XUẤT XIMĂNG

- PHẦN2.QUY TRÌNH SẢN XUẤT XIMĂNG PORLAND

A.CÁC NGUYÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUẤT XIMĂNG

B.NHIÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUÂT XIMĂNG PC

C. QUÁ TRÌNH SẢN XUÂT XIMĂNG PC.

D.NHỮNG ƯU,NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ

- PHẦN3: VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC PHƯƠNG HƯỚNG XỬ LÝ.

Thành viên trong nhóm:

1.Nguyễn Thành Long

2.Nguyễn Quang Sáng

3.Trần Văn Việt

4.Nguyễn Văn Hiến

PHẦN 1:SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH VÀ CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

XIMĂNG.

1. Tình hình sản xuất.

a. Trong nước.

Hiện nay trong nước có rất nhiều nhà máy xi măng như: Hải Phòng, Hoàng

Thạch, Hoàng Mai, Tam Điệp, Hà Tiên 1, Hà Tiên 2,...tất cả đều thuộc Tổng

Công ty Xi Măng Việt Nam.

Ngành công nghiệp xi măng Việt Nam hiện nay đã có khoảng 14 nhà

máy xi măng lò quay với tổng công suất thiết kế là 21,5 triệu tấn/năm, 55 cơ

sở xi măng lò đứng, lò quay chuyển đổi tổng công suất thiết kế 6 triệu

tấn/năm, khoảng 18 triệu tấn xi măng được sản xuất từ nguồn clinker trong

nước (ứng với 14,41 triệu tấn clinker).

Hầu hết các nhà máy sản xuất xi măng sử dụng phương pháp kỹ thuật

khô, ngoại trừ những nhà máy có lò trộn xi măng đứng với thiết bị và kỹ

thuật lạc hậu, thì những nhà máy còn lại có năng suất trộn xi măng từ 1,4

triệu đến 2,3 triệu tấn mỗi năm với thiết bị và trình độ kỹ thuật tương đương

với nhữn nhà máy khác ở Đông Nam Á.

Việt Nam đang có khoảng 31 dự án xi măng lò quay với tổng công suất

thiết kế là 39 triệu tấn được phân bổ ở nhiều vùng trên cả nước. (Đa số tập

trung ở miền Bắc, miền Trung và chỉ có 4/31nằm ở miền Nam).

Tình hình sản xuất của Tổng Công ty Xi Măng Việt Nam tuần thứ 43 năm

2007:

1. Sản xuất clinhker

Toàn Tổng Công ty:

Trong đó:

So với kế hoạch năm

83,31 %

-Công ty XM Hải Phòng:

-Công ty CP XM Bỉm Sơn:

-Công ty XM Hoàng Thạch:

-Công ty CP XM Bút Sơn:

-Công ty XM Hà Tiên 2:

-Công ty XM Hoàng Mai:

-Công ty XM Tam Điệp:

87,26 %

83,55 %

88,45 %

81,39 %

75,94 %

77,74 %

85,99 %

b. Quốc Tế.

Hiện nay trên thế giới đang sử dụng các công nghệ sản xuất xi măng rất hiện

đai, có khả năng tự động hóa rất cao. Có các chủng loại xi măng phổ biến

sau: Porland thông dụng (PC), Porland hỗn hợp (PBC), Porland - puzolan,

Porland - xỉ lò cao, Porland bền sunphat, Porland mac cao, Porland đóng rắn

nhanh, Porland giãn nở, Porland dành cho xeo tấm lợp uốn sóng amiăng - xi

măng, Porland cho bêtông mặt đường bộ và sân bay, xi măng alumin, xi

măng chống phóng xạ, xi măng chịu axit, xi măng chịu lửa, v.v...

2. Sơ lược các công nghệ sản xuất xi măng.

Xi măng là chất kết dính thủy lực rất quan trọng hiện nay, được sử dụng

rộng rãi trong các nganh xây dựng. Thành phần của xi măng cơ bản gồm có:

Cao: 59-67%; SiO₂: 16-26%; Al₂O₃: 4-9%; Fe₂O₃: 2-6%; MgO: 0,3-3%

Tùy vào từng chủng loại xi măng và nhu cầu sử dụng mà ta thay đổi

thành phần khoáng của clanke hoặc phụ gia. Hiện nay có khoảng 20 loại xi

măng khác nhau đang được sản xuất và được chia thành 2 loại 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

Muốn có xi măng Porland bền sunphat ta cần giữ trong thành phần

khoáng của clanke hàm lượng C3A ≤ 5 %, C3S ≤ 58 % đối với xi măng bền

sunphat thường và C3A ≤3 %, C3S ≤ 50 % đối với xi măng bền sunphat loại

cao. Ta cần thiết kế và tính toán tốt bài phối liệu sống, hơn thế nữa, cần phải

chọn lựa loại nguyên liệu để hàm lượng Al₂O₃trong sét hoặc trong hỗn hợp

sét không vượt quá 14 - 16 % thì mới phối liệu được thành phần hóa của liệu

sống và clanke. Riêng việc hạn chế hàm lượng kiềm trong xi măng bền

sunphat các loại trên cũng đòi hỏi có sự chọn lựa nguyên liệu sét và loại than

mà tro của no ít kiềm (K₂O + Na₂O).

Nói chung thì từ trước tới nay có các CNSX xi măng chủ yếu là: CNSX xi

măng lò đứng, lò quay khô, lò quay ướt. Nhưng các phương pháp lò đứng đã

lạc hậu mà chủ yếu là dùng lò quay khô. Các công nghệ được trình bày ở

bảng dưới:

Chỉ tiêu CN

CN lò đứng

CN lò quay ướt

CN lò quay khô

1. Nguyên lí -Làm việc gián đoạn

-Làm việc liên tục

làm việc

-Phối liệu được cấp vào

theo từng mẻ, đi từ trên

xuống

-Phối liệu được nạp -Tương tự lò quay

từ đầu cao của lò,

đảo trộn đều theo

vòng quay của lò

ướt

-Quá trình tạo khoáng diễn -quá trình tạo

- Tương tự lò quay

ra theo chiều cao của lò và khoáng được diễn ra ướt

trong từng viên phối liệu

theo chiều dài lò

-Công suất lớn( có

thể đạt 3000-5800

tấn clinke/ ngày

- Tương tự lò quay

ướt

2. Phối liệu

-Đá vôi, đất sét, phụ gia ,

xỉ pirit

-Tương tự công

nghệ lò đứng

-Tương tự công

nghệ lò đứng

-Thêm phụ gia khoáng hóa -Phối liệu dạng bùn, -Phối liệu đưa vào

photphorit-ở dạng viên, độ độ ẩm 40%, phối

ẩm 14%, trộn lẫn vào nhau liệu không trộn lẫn

than

dạng bột mịn, độ ẩm

1-2%, và không trộn

lẫn với nhau

3. Nhiên liệu -Chỉ dung nhiên liệu

rắn(than)

- Có thể dùng than

hoặc dầu, khí

-Tương tự lò quay

ướt

-Tiêu tốn nhiều nhiên liệu

-Tiêu tốn nhiên liệu -Tiêu tốn nhiên liệu

trên 1 đơn vị sản phẩm lớn trên 1 đơn vị sản

phẩm là lớn nhất

trên 1 đơn vị sản

phẩm là nhỏ nhất

4.Quá trình

nung

-Sử dụng lò đứng

-Phải trải qua giai đoạn sấy -Tương tự lò đứng

giảm độ ẩm từ 40% xuống

2%

-Sử dụng lò quay

-Lò quay khô có hệ

thống trao đổi nhiệt,

tháp xyclon

5.Nhiệt độ và -Nhiệt độ lò rất khó đạt tới -Nhiệt độ nung

-Tương tự lò quay

ướt

chất lượng

1450ºC

-Chất lượng không tốt và

ổn định

-Chất lượng sản

phẩm tốt và ổn định ổn định

-Chất lượng tốt và

6. Mức độ

gây ô nhiễm nhiễm lớn

-Đặc biêt công nghệ này

-Lượng khí thải gây ô

-Lượng khí thải gây -Lượng khí thải gây

ô nhiễm là lớn nhất ô nhiễm la nhỏ nhất

do sử dụng rất nhiều

thải ra 1 lượng HF- chất

khí rất độc hại, cần công

nghệ xử lí hiện đại và chi

phí cao

nhiên liệu

VD: Nhà máy xi măng Bỉm Sơn hiện nay đang sử dụng cả 2 phương

pháp sản xuất: phương pháp san xuất bằng lò quay khô và lò quay ướt….

PHẦN2.QUY TRÌNH SẢN XUẤT XIMĂNG PORLAND.

A.CÁC NGUYÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUẤT XIMĂNG.

1.ĐÁ VÔI.

Đá vôi là loại đá canxit, tức là loại đá cacbonat canxi (CaCO3). Đá này

thường lẩn các tạp khoáng dolomit-muối kếp cacbonat canxi và magnezi

(MgO.CaO.(CO₂)2), đá sét, đá silic, và rất ít các quạng sắt,phôtphrit.kiềm và

các muối clorua. Yêu cầu kỹ thuật cho sản xuât ximăng PC là đá vôi có lẩn ít

tạp chất,tức là thành phần hoá trung binh(%) phai thoả mản các chỉ số trong

bang sau đây.

Tai TCVN 6072-1996 đã quy định hàm lượng CaCO₃>85% Và

MgCO₃5% tức là tương đương 47,6%CaO và <2,4%MgO là để tránh



lảng phí nguyên liệu trong đánh giá trữ lượng đá vôi. Độ cưng của đá vôi có

thành phần trung bình thoả mản bang 1 phải nhỏ hơn bậc thang 5 Morth để

có thể đập,nghiền được.Song song với thành phần hoá và độ cứng nêu trên

còn có yêu cầu lựa chọn các loại đá vôi kết tinh thô, xốp để độ hoạt tính

phân huỷ cacbonat của nó đạt được 100% trong khoảng nhiệt độ 820-950C

nhằm thực hiên tốt các phản ứng tạo khoáng trong quá trình nung luyện

clinker.

2.ĐÁ/ĐẤT SÉT.

Đất hoặc đât sét dùng cho sản xuất PC cung phải thoả mản yêu cầu kỹ

thuật riêng của nó về chất lương và về trử lượng, cụ thể như sau:

a)Về thành phần: trung bình được đánh giá trong bảng dưới:

Thành

Phần MKN

SiO₂Al₂O₃CaO

MgO TiO₂R₂O

SO₃

Cl‾

Fe₂O₃

∑

Loại

Chọn trữ

lượng mỏ 4-8

55-

72

12-22 ≤ 1,5 ≤ 1

≤1

≤ 2,5 ≤ 0.3 ≤ 0,3 4-8

100

Trung

bình của 6±1

66±1 16±1

1±0,5 ≤ 1

< 1

≤ 2

≤ 0,3 ≤ 0,1 7±1

mỏ

b)Trị số modun silic:Modun silic được biểu thị bằng công thức:

SiO2%

Ms 

(Al2O3 Fe2O3)%

Trong tính toán trữ lượng của mỏ đất sét, lấy trị số Ms=2,4-3,6 nhưng khi

đánh giá chất lượng của toàn mỏ sét người ta chọn trung bình Ms=3+0,3.

Như quy định trong bang 2 , phải hạn chế MgO,TiO,R₂O và ion CL- là để

đảm bảo chất lượng của ximăng vừa đảm bảo ổn định công nghệ sản xuất và

độ bền chống ăn mòn thiềt bị .

c)Độ cứng của đá sét: Độ cứng của đá sét cũng là một chỉ tiêu chất lương

quan trong của loại nguyên liệu này đối với công nghệ sản xuất ximăng.Độ

cứng của đá sét càng nhỏ thì chất lượng của sét càng tốt.Để không phải sử

dụng máy đập sét người ta quy định độ cứng của đá sét <3 thang Morth.

d)Độ ẩm củng là một chỉ tiêu chất lượng của sét nguyên liệu cho sản xuất

ximăng. Với khả năng cấp nhiệt của máy nghiền nguyên liệu sống hiên nay

người ta cho phép độ ẩm tối đa của đát sét la 20%. Tuy nhiên chất lượng sét

tót là sét có độ ẩm 12-16%.

3.CÁC PHỤ GIA ĐIỀU CHỈNH.

Tuy thuộc vào mục tiêu điều chinh ma người ta sử dụng các loại phụ gia

khác nhau. Ví dụ nếu điều chỉnh modun silic người ta sử dụng sét cao silic

hoặc cát mịn thạch anh. Nếu điều chỉnh modun alumin thì sử dụng sét cao

nhôm hoặc sử dụng quặng sắt.

Thạch cao là loại phụ gia điều chỉnh thời gian đông kết của ximăng.

Hiện nay nguồn nguyên liệu này vẩn chưa tìm thấy ở Việt Nam, nên các

công ty ximăng phải nhập từ Lào, Thái Lan và Trung Quốc.

Quạng sắt tự nhiên có nhiều dạng khoáng: Loại quặng getit(Fe₂O₃.H₂O)

hoặc loại quặng limonit (Fe₂O₃.n H₂O).Loại có hàm lượng Fe₂O₃ít nhất (25-

45%) ở dạng sỏi đỏ lẩn sét và thạch anh la quặng latenit.

Qưặng nhân tạo có xỉ pinit Lâm Thao. Loại xỉ này ở dạng bột mịn màu

nâu đen, hàm lượn Fe₂O₃= 58-68%, nhưng có khả năng cung cấp không

nhiều, độ ẩm gập mưa nhiều khi vượt quá 10% nên khó pha chế chính xác.

Để khắc phục độ ẩm cao, cần có trử lượng lớn , nhưng nguồn cung cấp nhiều

lúc không ổn định.

B.NHIÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUÂT XIMĂNG PC.

Tuỳ thuộc vào điều kiện cung cấp, các công ty trên thế giới hiện nay đang

sử dụng nhiều loại nguyên liệu khác nhau: dầu nặng (FO,MFO,DO,mazut),

khí đốt tự nhiên, các loại than hoặc hổn hợp của chúng như than nâu, than

mơ, than antraxit…và các chất tahỉ công nghiệp như săm lốp bã thải cao su

vụn…

Ơ Viêt Nam trước năm 1995 sử dụng hổn hợp than nâu Trung Quốc

hoặc than mỡ Autralia vời than antraxit Quảng Ninh tại nhà máy ximăng Hải

Phòng, hỗn hợp than cám 3 Quảng Ninh với than Na Dương Lào Cai tại nhà

may ximăng Bim Sơn , dầu FO tại nhà máy ximăng Hà Tiên..

Tư sau nam 1995 các nhà mý ximăng ở Việt Nam đều sử dụng chủ yếu

là than cám 4a Quảng Ninh. Có một số nhà máy ximăng lò đứng thuộc tỉnh

Thái Nguyên và các tỉnh lân cận sử dụng than cám 4 mỏ Khanh Hoà. Còn

dầu FO chỉ sử dụng trong các lò quay trước khi nhiệt độ bắt cháy của than

min antraxit.

C. QUÁ TRÌNH SẢN XUÂT XIMĂNG PC.

Qúa trình sản xuất ximăng PC được bắt đầu từ công đoạn khai thach, vân

chuyển , đập nhỏ và đồng nhất sơ bộ các nguyên liệu cho đến nghiền và xuất

sản phẩm cuối cùng cho khach hàng. Sau đây là sơ đồ tom tắt quá trình sản

xuất:

1.CÔNG ĐOẠN KHAI THÁC VẬN TẢI, ĐẬP NHỎ VÀ ĐỒNG NHẤT

SƠ BỘ CÁC NGUYÊN LIỆU.

Trước khi khai thác mỏ nguyên liệu cần được thăm dò tỉ mỉ, ìt nhất phải

có 20% tổng trử lượng đá vôi cả mỏ. Yêu cầu kĩ thuật đối với công đoạn này

là làm thế nào để đá vôi , đất sét quặng sắt…từ các mỏ nguyên trạng thái về

đến kho nhà máy có độ chênh lệch về thành phần hoá học it nhất so với vốn

có tại mỏ, có kích thước cỡ cục cấp được cấp được cho nhà máy nghiền bột

sống phôi liệu với giá thành thấp nhất của sản phẩm công đoạn và với khối

lượng dự trử cần thiết để đảm bảo cho sản xuất liên tục ở các công đoạn sau.

Đối với đá vôi , chỉ phân tích tit carbonat hoặc chinh xác hơn la CaO.Đối

với đất sét thì có thể phân tích SiO₂hoặc Al₂O₃tuỳ theo yêu cầu cụ thể . Đối

với quăng sắt thì phân tích Fe₂O₃. Đối với than thì có thể thử nhiệt năng

hoặc hàm lượng tro,..

Đất hoặc đất sét từ mỏ khảo sát tham dò tỉ mỉ củng được khai thác theo

phương pháp lựa chọn. Nếu là đất sét ruộng đồi nhưng độ cứng không cao

và sét mềm, tơi mịn không lẩn sỏi sạn thì sử dụng thiết bị xúc – cào chắn

theo chiều ngang. Nếu sét đồi có độ cứng lớn hơn thang 3 Morth thì đươc

khai thác bằng gàu xúc ngoạm cở lớn có nhiều vỉa khác nhau, đập nhỏ ngay

ở mỏ đến cở cục <50mm rồi được băng tải đưa về.

Quạng sắt dạng bã thải công nghiệp sản xuất sùnủic thì ở dạng bột nên

không phải qua máy đập nhưng phải qua máy tách kim loại trước khi rút

cấp cho máy nghiền nguyên liệu. Trường hợp là quặng kim sắt thi củng phải

cho qua máy đập và đánh đống để đồng nhât sơ bộ.

Các phụ gia điều chỉnh modun silic(Ms) hoặc modun alumin(Ma) củng

phải thực hiện như quặng sắt tự nhiên. Trường hợp các loại phụ gia điều

chỉnh kể cả quặng sắt nếu kích thước lớn củng đều phải đưa vào máy đánh

trống đồng bộ sơ nhất.

2.CÔNG ĐOẠN NGHIỀN VÀ ĐỒNG NHẤT BỘT SỐNG.

Yêu cầu của công đoạn này là đảm bảo thành phần hoá học và ổn định

độ mịn của bột sống phối liệu cấp cho lò nung clinker. Để đảm bảo yêu cầu

đó, đầu tiên các kỹ sư chế tạo sử dụng các phần mềm tính phôi liệu sẵn trong

máy vi tính và căn cứ vào thành phần khoáng để tính ra thành phần hoá và

trị số các chỉ tiêu kỹ thuật chế tạo clinker.

Đá vôi, đá sét và phụ gia điều chỉnh được cấp vào máy nghiền qua hệ

thống cân DOSIMAT và cân băng điện tử. Máy nghiền nguyên liệu sử dụng

hệ thống nghiền bi sấy nghiền liên hợp có phân ly trung gian. Các bộ điều

khiển tự động khống chế tỷ lệ % của đá vôi, đá sét, bô xít và quặng sắt cấp

vào nghiền được điều khiển bằng máy tính điện tử thông qua các số liệu

phân tích của hệ thống QCX, đảm bảo khống chế các hệ số chế tạo theo yêu

cầu. Bột liệu sau máy nghiền được vận chuyển đến các xilô đồng nhất, bằng

hệ thống gầu nâng, máng khí động.

3.CÔNG ĐOẠN NUNG LUYỆN LÒ CLINKER XIMĂNG PC.

a) Cấp liệu cho lò nung: yêu cầu công nghệ của công đoạn này la rut bột

liệu sống tư đáy silo đồng nhất cấp đều đặn và ổn định năng suất theo kế

hoạch vận hành lò nung thông qua cân bằng định lượng kèm theo van điều

tốc rút liệu, băng tải cao su , hệ thống gàu nâng kèm theo các mang khí động

tải bột cấp cho lò quay phương pháp khô, hệ thống máng khí đọng hồi lưu

bột quay lại lo silo đồng nhất trong trường hợp lò có sự cố kỹ thuật phải

giảm năng suất hoặc lò đứng.

b)Nghiền và cấp than mịn, dầu nặng cho lò nung: nhiệm vụ của phần

này là giử vửng chất lượng khối lượng than mịn hoặc dầu hoặc than –dầu

cấp cho cả hai đầu lò nung.

Yêu cầu chất lượng của than mịn cấp cho lò nung là ổn định độ mịn để

than cháy hết và dể bắt cháy , ổn định độ ẩm (<0.5%) để đề phòng nổ than

trong lò silo chứa than mịn và vận tải trên đường ống từ máy nghiền tới silô

và từ silô tới vòi đót của lò , ổn định nhiêt năng để vận hành lò đốt và ổn

định chất lương clinker.

Nhiệt độ bốc cháy của than phụ thuộc vào chính hàm lượng chất bốc

của nó. Hàm lượng chất bốc càng nhiều thì nhiệt độ bắt cháy càng thấp

,ngọn lửa càng dài ,quá trình đốt càng dễ dàng. Hàm lượng chất bốc của than

antraxit Quảng Ninh là 6% nên nhiệt độ bốc cháy của nó la khoảng 550-

600C. vì vậy nhiên liệu trong đốt lò là dầu nặng FO hoặc DO. Riêng dầu

nặng FO hay DO tuy nhiệt độ cháy <1000C nhưng vẩn phải hâm nóng đến

90-95C mới có thể chuyển tới vòi đốt được, vì độ nhớt của dầu ở nhiệt độ

này thường khá lớn không bơm được.Để hâm nóng dầu người ta cho hơi

nước đi qua ống ngoài bọc ống tải bên trong. Nhưng công nghệ này đòi hỏi

phải trang bị nồi hơi cồng kềnh,chiếm thể tích. Ngày nay người ta sử dụng

hâm dầu bằng điện tạo ra nhiệt mắc trong ống sứ bọc ngoài ống dầu nên vừa

gọn nhẹ lại rút gọn diện tích nhà máy và công trình vận hành.

c) Công đoạn lò nung:

Các quá trình hóa lý xảy ra khi nung:

+Ở 200ºC, tách nước liên kết, sự tách nước này kết thúc ở 950ºC:

CaCO₃→ CaO + CO₂↑

MgCO₃→MgO + CO₂↑

CaSO₄→2CaO + 2SO₂↑ + CO₂↑

+Phân hủy nguyên liệu:

2Na₂SO₄+ C→ 2Na₂O + SO₂+ CO₂↑

2K₂SO₄+ C→2K₂O + SO₂+ CO₂↑

2CaSO₄+ C→2CaO + SO₂+ CO₂↑

CS₂+ 3O₂→ CO₂+ SO₂↑

S + O₂→ SO₂↑

Hệ thống lò khô 5 tầng siclôn trao đổi nhiệt có buồng phân huỷ carbonat

với hiệu suất phân huỷ CO₂không nhỏ hơn 90% và với nhệ thống tự động

hoá điều khiển vận hành hai chiều có máy tinh chủ và đầu nảo xử lý thông

minh của nó là hệ thống lò có trình độ công nghệ tiên tiến và phổ biến nhất

hiện nay.

Hệ thốnglò khô hiện đại nhất hiện nay phải có trang bị đầy đủ các thiết

bị tự động hoá điều khiển vận hành lò và cụ thể là:

+Hệ thống phát tia hồng ngoại quét khắp bề mặt lò để đo nhiệt độ ngoài

của lò nhằm phát hiện những vị trí hao mòn gạch chịu lửa.

+Hệ thống phân tích và báo cáo về trung tâm diều khiển khí lò bao gồm

tỷ lệ CO,O₂,NO_X,Cl,SO₃.

+Hệ thống đo và báo cáo cá thông số về nhiệt độ và áp suất tại các vị trí

cần thiết.

+Hệ thống đo đạc và báo cáo các thông số: năng suất bột liệu cấp cho

lò, năng suất cấp than, dầu cho tưng vòi đốt, năng suất clinker ra lò lưu

lượng khí lạnh thứ cấp cho vòi phun đầu nong cua lò luuw lượng và nhiệt độ

khí trải cấp cho máy nghiền liệu, nghiền than vf qua tháp làm lạnh trước

máy lọc bụi tĩnh điện.

+Hệ thống máy đo các thông số vòng quay các motơvận hành lò và các

bộ thông số về điện áp , dòng điện, điện thế …

+Hệ thống các vô tuyến truyền hình ngọn lửa đầu nóng của lò và các bộ

phận điều khiển của quay lò..

+Hệ thống máy tính báo cáo, lưu trử các thông số vận hành lò và các

thông số hiện trạng của lò.

4.CÔNG ĐOẠN LÀM NGUỘI CLINKER.

Mục tiêu của công đoạn nay là làm tăng hoat tính của các khoáng clinker,

thu hồi nhiệt thải để cấp khí nóng cho vòi đốt calcinẻ và may nghiền than,

củng như tải clinker đến máy đập nhỏ rồi đưa lên đổ vào 1 silô hoặc các silô

chứa. Nguyên tắc làm việc của máy làm nguội clinker kiểu ghi thép là

clinker từ phểu rot clinker xuống trải rộng khắp trên diện tích ghivới chiều

dày 250-350mm. Ghi thép chịu nhiệt được lắp thành hàng ngang buồng máy

hình lò tunel, cứ một hang ghi tĩnh xen một hàng ghi động. Chức năng của

hàng ghi động là tải clinker đi dọc theo lò tunel về phia trước. Con chức

năng của hang ghi tĩnh là cho không khí lạnh từ các quạt áp lực chui qua các

khe hở cưa ghi quạt mát và lấy nhiệt lớp clinker rồi thoát ra theo đường thu

hồi khí nóng đến cấp cho vòi phun của buồng phân huỷ carbonat.

Các ghi được lắp nghiêng dốc xuống phía trước để tải clinker đến máy

đập búa. Trước đây phổ biến là máy làm lạnh ba cấp ghi thép. Hiện nay

người ta đả cải tiến cơ cấu ghi tốt hơn về hiệu suất làm nguộ clinker, củng

như tốt hơn về mặt bền nhiệt và độ bền ăn mòn cơ học nên máy làm nguộ

clinker chỉ cần hai cấp với độ dốc lý ghi.Để đánh giá hiệu suất làm nguộ của

model máy lam nguọi clinker thường được căn cứ vào các chỉ tiêu sau đây:

+Nhiệt độ của linker ra khỏi máy làm nguội: Hiện nay đạt được 65C

trên nhiệt độ môi trường .

+Hiệu suât thu hồi nhiệt của máy làm nguội có thể tính gần đúng như

sau:

q1.Nh.1000

Hst= _{q2.v1 q3.v2}.100%

Trong đó Hst- là hiệu suất thu hồi nhiệt.

Q1- nhiệt lượng chi tốn cho nung luyện 1 kg clinker PC .

Nh – năng suất làm nguộ clinker của máy.

1000- hệ số chuyển đổi từ tấn sang kg.

100- hệ số chuyển sang %.

Q2,q3-nhiệt lương của 1 m3 không khí nóng thu hồi qua của 2

và 3.

V1 , v2- lưu lương khí nóng thu hồi qua cửa 1 và cửa 2.

+Lưu lượng không khí lạnh cấp cho máy làm nguội clinker bằng các

quat gió của máy. Chỉ số lưu lượng khí lạnh thường là 1,8-2,2m3/kg clinker.

Chỉ số càng gần 1,8 thì hiệu suất làm nguội càng tốt.

5.CÔNG ĐOẠN NGHIỀN, ĐỒNG NHẤT VÀ ĐÓNG BAO, XIMĂNG

PC.

Đây là công đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất ximăng. Yêu cầu của

công đoạn này la chọn lựa tỷ lệ các cỡ hạt một cách hợp lý nhất của ximăng

bột nhằm đạt được cường độ lớn nhất trên cơ sở chất lượng đã có của clinker

với thành phần khoáng và các chỉ tiêu chế tạo của nó đã dày công thực hiện

trong các công đoạn khác trước đó, còn công việc bao gói và xuất xửơng thì

chủ yếu nặng hơn về mặt bán hàng.

Clanh-ke từ các xilô, Thạch cao và Phụ gia từ kho chứa tổng hợp được

vận chuyển lên két máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng, từ két

máy nghiền clanh-ke, Thạch cao, Phụ gia cấp vào máy nghiền được định

lượng bằng hệ thống cân DOSIMAS. Máy nghiền xi măng đều làm việc theo

chu trình kín. Xi măng ra khỏi máy nghiền được vận chuyển tới xilô chứa xi

măng bột bằng hệ thống băng tải, máng khí động.

Ở công đoạn này từ đáy các xilô chứa, qua hệ thống cửa tháo liệu xi

măng được vận chuyển tới các két chứa của máy đóng bao, hoặc các bộ phận

xuất xi măng rời đường bộ. Các bao xi măng sau khi được đóng xong qua hệ

thống băng tải sẽ được vận chuyển đến các máng xuất đường bộ, đường sắt

và đường thuỷ.

D.NHỮNG ƯU,NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ.

1.NHỮNG ƯU ĐIÊM.

Chất lượng ximăng sản xuất ra đảm bảo được đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ

thuật. Sản phẩm được sử dụng rộng rãi trong đời sống như dùng để đổ

bêtông khối lớn cho các đê, đập thuỷ lợi, thuỷ điện, trong các công trình

ngầm có nhiều mạch nước ngầm và có ion sunphat lơn hơn 200mg/lit…

Với việc sử dụng các công nghệ hiện đại trong việc sản xuất đả giảm

thiểu được bớt phần nào sự tác động xấu đến môi trường và tạn dụng tối đa

các nguyên liệu giảm hao phí trong sản xuất. Công nghệ sản xuât ximăng PC

đả sản xuất ra một lượng lớn sản phẩm đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng

trong công cuộc xây dựng ở các quốc gia.

2.NHỮNG NHƯỢC ĐIÊM.

Tuy có ưng dụng rộng rải trong đời sống nhưng xiăng PC vẩn có một số

mặt hạn chế trong việc sử dụng như không thê sử dụng ximăng PC trong các

công trình tiếp xúc với nước biển, các công trình tiếp xúc với hoá chất , thực

phẩm , có độ kiềm cao, không sử dụng cho các loại bêtông chịu nhệt, bê

tông tiếp xúc với các loại phong xạ.

Việc phải vận chuyển nguyên liệu từ các mỏ về không những gây tốn

kém về kinh phí mà còn gây ra viêc ô nhiểm môi trường từ các xe chơ vật

liệu. Trong sản xuât việc sử dụng nhiều đá vôi đả làm thải ra môi trường một

lượng lơn lương khì thải CO₂một trong những nguyên nhân gây ra hiệu ứng

làm trai đất nóng lên.

Trong điều kiện hiện nay với lương ẩm trong không khí là tương đối cao

nên viêc bảo quản ximăng được lâu là rất khó khăn, ví dụ như trong điều

kiện khí hậu nước ta, ximăng PC 30 sau 2 tháng bảo quản thì cường độ nén

đã giảm trung bình 14%, sau 3 tháng giảm 23% và sau 4 tháng giảm 26%.

Để đảm bảo an toàn, ximăng xuất xưởng phải có hệ số dư mác không nhỏ

hơn 20% và chỉ lưu kho không quá 2 tháng. Như vậy đặt ra thách thức

không nhỏ là ximăng sản xuất ra cần tiêu thụ ngay.

PHẦN3: VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC PHƯƠNG HƯỚNG XỬ

LÝ.

Nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của dân số thế giới,các nghành

công nghiêp cần phải cải tiến phương thức sản xuất để sử dụng tốt nguồn

nguyên liệu đồng thời tái chế nguyên liệu , năng lượng và chất thải. Nghành

công nghiệp ximăng củng không ngoại lệ. Sản xuất ximăng cần một lượng

lớn nguyên liệu và nhiên liệu, đồng thời thải ra một lượng lớn khí cacbon

dioxyt gây hiệu ứng nhà kính và làm tổn thất một lượng lớn tài nguyên thiên

nhiên.

1.CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM :

Trong quá trình sản xuất xi măng, có nhiều công đoạn gây ra ô nhiễm, tác

động lớn tới môi trường trong nhà máy, tới tự nhiên và con người xung

quanh nhà máy.

Các công đoạn gây ô nhiễm được trinh bày trong bảng sau:

THỨ

TỰ

1

HOẠT ĐỘNG

NGUYÊN NHÂN

CHẤT Ô NHIỄM

SẢN XUẤT

Ô NHIỄM

Công đoạn tiếp nhận,

đập và chứa đá vôi

Đổ đá vôi cục từ ô tô tự đổ

vào phễu tiếp nhận của trạm

đập. chuyển đổi giữa các

băng tải vận chuyển đá vôi,

rải liệu đá vôi trong kho đá

vôi.

Bụi, tiếng ồn,

rung, nhiệt, khí

CO.

2

Công đoạn tiếp nhận,

đập và chứa đất sét.

Đổ đất sét cục từ ô tô tự đổ

vào phễu tiếp nhận của trạm

đập, các vị trí chuyển đổi

giữa các băng tải vận chuyển

đất sét đã đập, rải đất sét đã

đập trong kho sét.

Bụi, tiếng ồn,

rung, nhiệt, khí

CO.

3

4

Công đoạn tiếp nhận và Đổ phụ gia từ ô tô tự đổ vào

Bụi, tiếng ồn,

chứa quặng sắt phụ gia

(quặng sắt), than cám.

phễu tiếp nhận hoặc vào kho, rung, nhiệt, khí

các vị trí chuyển đổi giữa các CO.

băng tải vận chuyển, rải liệu

phụ gia và than cám trong

kho tổng hợp.

Công đoạn tiếp nhận,

đập phụ gia (thạch cao,

bazan).

Đổ phụ gia từ ô tô tự đổ vào

Bụi, tiếng ồn,

phễu tiếp nhận hoặc vào kho, rung, nhiệt, khí

quá trình đập và vận chuyển

phụ gia.

CO.

5

7

Công đoạn cân đong

nguyên liệu.

Đổ liệu vào các si lô chứa và Bụi, tiếng ồn, khí

rút liệu từ các si lô chứa để

định lượng cho nghiền liệu.

Tập hợp phối liệu đã được

nghiền nhỏ và vận chuyển

chúng đến si lô đồng nhất.

CO.

6

Công đoạn nghiền liệu.

Bụi, tiếng ồn, khí

CO.

Công đoạn đồng nhất

Đổ phối liệu vào si lô để thực Bụi.

hiện đồng nhất và rút phối

liệu từ si lô đồng nhất để nạp

vào hệ thống lò nung.

phối liệu.

8

Công đoạn nung và làm Khí thải của lò nung và khí

Bụi, tiếng ồn,

nguội clanke.

thải của hệ thống làm nguội

nhiệt.

clanke

9

Công đoạn nghiền than. Đổ than khô vào các bun ke

Bụi, tiếng ồn,

chứa của nhà nghiền và trong nhiệt, khí.

quá trình tập hợp than mịn đã

được nghiền nhỏ và vận

chuyển chúng đến nhà lò

nung.

10

11

Công đoạn chứa clanke. Đổ clanke vào si lô chứa và

rút clanke từ si lô clanke cung

cấp cho nghiền xi mănng

Bụi, tiếng ồn.

hoặc cấp xi măng theo tuyến

thủy.

Công đoạn nghiền xi

Đổ clanke, thạch cao và phụ

Bụi, tiếng

măng.

gia vào các si lô chứa, nghiền ồn,nhiệt, khí.

xi măng và trong quá trình

vận chuyển xi măng đến si lô

chứa.

12

Công đoạn chứa, đóng

bao và xuất xi măng.

Rút xi măng bột từ si lô xi

măng, các điểm đổ trung

chuyển giữa các thiết bị vận

chuyển xi măng bột, tại khu

vực máy đóng bao xi măng

và tại vị trí xuất xi măng bao

cũng như xuất xi măng rời.

Bụi, tiếng ồn, chất

thải rắn, khí.

1.1. Nguồn ô nhiễm tiêng ồn và rung động:

Tiếng ồn chủ yếu phát sinh ở các phân xưởng đập, nghiền nguyên liệu.

Tiếng ồn chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến công nhân làm việc. Ngoài ra còn từ

các xe vận chuyển nguyên liệu và thành phẩm. Tác động đối với môi

trường xung quanh và dân cư không nhiều do khu sản xuất thường được

xây dựng xa khu dân cư đông người.

1.2. Nguồn gây ô nhiễm môi trường nước:

Nước thải từ các quá trình làm nguội thiết bị có một lượng nhất định cặn

lơ lửng. Theo nguyên tắc, loại nước thải này được làm nguội, lắng sơ bộ sau

đó đưa vào chu trình cấp nước tuần hoàn.

Nước thải rửa thiết bị, vệ sinh... có hàm lượng dầu, cặn lơ lửng, COD

lớn, lượng nước thải này nhỏ song các chất độc hại ở đây có thể ảnh hưởng

đáng kể đến hệ sinh thái các khu vực nước nhỏ.

Nước thải rửa sân, tưới sân khử bụi... chứa nhiều tạp chất rắn và các loại

chất bẩn khác. Đặc trưng của nước thải trong quá trình này là hàm lượng cặn

lơ lửng lớn (500 - 1500 mg/l), độ kiềm cao (pH thường > 8), tổng độ khoáng

hóa lớn (500 - 1000 mg/l). Ngoài ra, trong nước thải còn chứa một lượng

dầu mỡ rơi vãi, ro rỉ...

Nước thải sinh hoạt của nhà máy có hàm lượng cặn lơ lửng, BOD, nitơ

amôn...cao. Trong nước thải còn có thể có các loại vi khuẩn gây bệnh đặc

trưng bằng chỉ số Coliform và Feacal coliform lớn.

Nước mưa chảy tràn qua khu vực nhà máy.

1.3: Nguồn chất thải rắn:

Trong quá trình hoạt động của nhà máy, chất thải rắn công nghiệp chủ

yếu là bao bì, giấy phế thải, nguyên vật liệu, clanhke rơi vải trong quá trình

vận chuyển. Tuy nhiên các chất thải rắn hữu cơ có thể tái sử dụng, các chất

thải vô cơ bền vững ít độc hại

1.4: Nguồn gây ô nhiễm không khí:

Đây là nguồn gây ô nhiễm nặng trong các nhà máy xi măng:

Các phương tiện nguyên vật liệu và thành phẩm ra vào bằng xà lan, ô tô

xe tải, các động cơ, cần cẩu,...vận chuyển tại nhà máy xi măng phát sinh một

lượng khí thải gây ô nhiễm như bụi, khí độc( SO₂, CO, NO_X, hydrocacbon,

Pb,...)

Nguồn phát sinh khí thải lớn nhất là trong quá trình sản xuất: công nghệ

sản xuất xi măng gồm các nguyên liệu chủ yếu là đá vôi (CaCO₃) đất sét,

phụ gia quặng sắt và nhiên liệu chủ yếu là than đá, dầu DO (hoặc FO) để

nhóm lò và dùng cho buồng đốt phụ. Bản chất của công nghệ sản xuất xi

măng là phân huỷ đá vôi (CaCO₃) và các chất chứa trong nguyên, nhiên liệu

ở nhiệt độ cao. Quá trình nung luyện clinker và sản xuất 1 tấn xi măng

pooclăng, cần thải ra môi trường một lượng khí lớn CO₂.Ngoài lượng khí

CO₂trong quá trình nung luyện clinker các nguyên tố C,N, S, O, H, F có

trong nguyên, nhiên liệu và phụ gia sẽ tác dụng với O₂tạo thành các khí CO,

CO₂, SO₂, NO_x, , HF thoát ra ngoài gây ô nhiễm môi trường,một lương bụi

thải ra từ các công đoạn nghiền ,đập đá…

Khí CO và CO₂sinh ra chủ yếu do 2 nguồn sau đây:

+ Bản chất của công nghệ sản xuất xi măng là phân huỷ đá vôi (CaCO₃) và

các chất chứa trong nguyên, nhiên liệu ở nhiệt độ cao. Để phân huỷ 1 tấn đá

vôi sạch, thì giải phóng 440kg khí CO₂. Với các định mức tiêu hao nguyên,

nhiên liệu bình quân hiện nay ở các nhà máy sản xuất xi măng theo phương

pháp khô, để sản xuất 1 tấn xi ămng pooc- lăng (TCVN 2682: 1992), thải ra

môi trường một lượng khí CO₂là 730kg (chưa tính đến lượng CO₂do các

phương tiện vận tải nguyên, nhiên liệu và xi măng thải ra). Như vậy, tại thời

điểm năm 2015, khi nhu cầu xi măng vào khoảng 76 triệu tấn/năm, giả dụ

sản phẩm đều là xi măng pooc-lăng, và ngành công nghiệp xi măng sẽ thải

ra môi trường một lượng CO₂là 55,5 triệu tấn. Đây là một con số đáng để

chúng ta suy nghĩ và tìm các biện pháp giảm thiểu.

+Những Công nghệ phát thải nhiều CO₂: Căn cứ các nguồn phát thải CO₂

trên, có thể thấy những công nghệ sản xuất xi măng phát thải nhiều khí CO₂

là:

Công nghệ tiêu tốn nhiều nhiên liệu (tỷ lệ tiêu hao nhiên liệu trong một

đơn vị sản phẩm cao) gồm: công nghệ sản xuất xi măng lò quay theo phương

pháp ướt, công nghệ xi măng lò đứng,Công nghệ tiêu tốn nhiều nguyên liệu

là đá vôi,Công nghệ không sản xuất được clinker chất lượng cao.

Trong quá trinh tiêu thụ nhiên liệu:Hằng năm các nhà máy sản xuất xi

măng tiêu thụ rất nhiều xăng dầu,dầu mỡ bôi trơn,mỡ cộng nghiệp. Lượng

nhiên liệu này chủ yếu cho các hoạt động giao thông vận tải và bảo dưỡng

các thiết bị của nhà máy. Nguồn ô nhiễm gây ra do đốt nhiên liệu trong hoạt

động giao thông vận tải là nguồn phát tán, nên trong khuôn viên nhà máy

không đáng kể.

Bên cạnh đó là lượng lớn khí bụi thoát ra trong quá trình sản xuất. Nó có

ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe của con người. Tùy vào kích thước của hạt

bụi mà gây ra những hậu quả khác nhau:

- Bụi nhỏ hơn 0,1μ lơ lửng trong không khí, không ở lại phế nang.

-Bụi từ 0,1μ - 5μ ở lại phổi, chiếm tới 80 - 90%

-Bụi từ 5μ - 10μ vào phổi nhưng lại được đào thải ra.

-Bụi lớn hơn 10μ thường đọng lại ở mũi

Hệ thống hô hấp của chúng ta có thể cản và loại trừ được 90% bụi có kích

thước khoảng trên 5μ. Các hạt bụi nhỏ dưới 5μ có thể theo không khí thở

vào đến tận phế nang, ở đây cũng được các lớp niêm dịch và đại thực bào ăn

và loại ra được khoảng 90% hạt bụi ở phổi. Số bụi còn lại đọng ở đường hô

hấp trên có thể gây ra nhiều bệnh. Bụi trong sản xuất xi măng thường gây xơ

hóa phổi.

2. Các phương án giải quyết:

2.1.Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn và rung động.

Sử dụng đệm chống ồn được lặp tại chân của các thiết bị và quạt gió.

Kiểm tra sự cân bằng của máy khi lắp đặt. Kiểm tra độ mòn chi tiết và bôi

trơn thường kỳ.

Khống chế độ rung.

Đúc móng máy đủ khối lượng (bê tông mác cao), tăng chiều sâu móng,

đào rãnh đổ cát khô để tránh rung thei mặt nền.

- Lắp đặt đệm cao su và lò xo chống rung đối với một số thiết bị có nguy cơ

gây ồn lớn.

2.2. Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước.

Giảm ô nhiễm nước mưa chảy tràn trong khu vực:

Trong nước mưa chảy tràn có chứa các chất ô nhiễm nhưng với nồng độ

không cao vì thế có thể tách nước mưa trước khi chảy ra nguồn tiếp nhận

bằng cách cho đi vào hệ thống thoát nước chung của nhà máycos song chắn

rác để tách các tạp chất và các cặn rác có kích thước lớn. Có các hệ thống bể

tự hoại, bãi trồng cây ngập nước phía dưới để xử lý nước thải.

Xử lý nước thải sản xuất:

Xây dựng hệ thống thoát nước:Nước mưa chảy theo các máng xây, đậy

tấm đan, độ dốc trung bình khoảng 0,3%. Do vậy các tuyến ống được bố trí

ngắn, sau các trận mưa cần mở tấm đan dể kiểm tra, nạo vét lại cống và

máng,và xây dựng các hố thu cát trước khi xa nước mưa ra môi trường.

Nước làm nguội thiết bị được thu hồi làm mát, lắng, lọc sơ bộ để sử dụng

lại trong vòng cấp nước tuần hoàn.

Xử lý nước thải nhiễm dầu: