Thiết kế được thiết bị nhiệt trong sản xuất clanhker xi măng pooclăng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (435.29 KB, 25 trang )
Thacỷát
Minh
đồ đồ
án án
Thiết
ải nhièt
7~hu.(ỷát
nành
Thiết
ải nhiêt
Phần I:
GIỚI THIỆU CHƯNG VỀ CLANHKER XI MẢNG VÀ
THIẾT BỊ GIA CÔNG
I- GIỚI THĨẺU CHUNG VỂ CLANHKER Xĩ MẢNG:
Xi măng poolăng là chất kết dính vô cơ dạng bột được nghiền mịn từ
clanhkerHiện
xi măng,
thạchlĩnh
caovực
và có
vớivật
mộtliệu
số xây
phụ dựng
gia khác.
có khả
nay trong
sảnthể
xuất
đã vàNó
đang
đượcnăng
ứng
đông
kết,rắn
chắc
và
phát
triển
cường
độ
trong
môi
trường
không
khí
và
môi
dụng và sử dụng rất nhiều thành tựu,tiến bộ của khoa học kỹ thuật.Các thiết bị
trường
nước
được
gọihoàn
là chất
kếtvàdính
nước nhỏ
hay vào
chấtviệc
kết
máy móc
ngày
càng
thiện
hiệurắn
quảtrong
hơn môi
góp trường
phần không
dính
thuỷ
hoá.
nâng cao năng suất cũng như chất lượng sản phẩm vật liệu xây dựng.
Xi
măng
được
dụng
Phần
lớnpooclăng
các loại vật
liệuphát
xâyminh
dựng và
đềuđưa
phảivào
trảisửqua
mộttrong
khâu trong
quan xây
dựng
từ
đầu
thế
kỷ
19.
Theo
đà
phát
triển
của
khoa
học
kỹ
thuật
chất
dính
trọng đó là quá trình gia công nhiệt. Trong sản xuất xi măng mà cụ thể làkết
giai
nói
chung
và
xi
măng
nói
riêng,xi
măng
và
các
sản
phẩm
dùng
xi
măng
ngày
đoạn sản xuất clanhker xi măng thì quá trình gia công nhiệt lại càng đóng vai trò
càng
được hoànphíthiện
tính tới
chất70-^80%
cơ lý. Ngày
naythành
các sản
quan trọng,chi
cho về
quáthành
trình phần
này cóhoá
thểvà
chiếm
tổng giá
phẩm
xi
măng
được
sản
xuất
trên
dây
truyền
công
nghệ
có
mức
độ
cơ
giới
hoá
sản phẩm xi măng.
và tự động hoá cao do đó chất lượng ổn định và không ngừng được cải
thiện,chính vì thế các sản phẩm xi măng pooclăng đã và đang được sử dụng
rộng
rãi với khối lượng lớn trong xây dựng.
Quá trình sản xuất xi măng pooclăng gồm hai giai đoạn chính là sản
xuất
clanhker xi măng pooclăng và nghiền clanhker xi măng pooclăng với thạch
cao
và có thể cùng với các phụ gia khác,trong đó sản xuất xi măng bán thành
phẩm
clanhker xi măng pooclăng là quá trình phức tạp nhất,chiếm 70-ỉ-80% giá
thành
xi măng,nó phụ thuộc vào thành phần chất lượng nguyên liệu,tỉ lệ giữa các
-1-2-
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
Sơ ĐỒ SẢN XUẤT XI MĂNG PHUƠNG PHÁP HỚT
+ Phương pháp khô sản xuất clanhker xi măng là phương pháp nghiền
trộn nguyên liệu ở dạng khô,yêu cầu hỗn hợp nguyên liệu sau nghiền có độ ẩm
w<2%. Các công đoạn chính trong quá trình gia công cũng tương tự như
phương
pháp ướt nhưng vì quá trình hỗn hợp nguyên liệu được thực hiện ở trạng thái
khô
-3 -
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
Sơ ĐO SẢN XUẤT XI MẢNG PHƯƠNG PHẨP KHÒ:
+ Phương pháp liên hợp sản xuất xi măng là phương pháp trang gian nó
có
thể dựa trên cơ sở phương pháp ướt hay phương pháp khô: Khi sử dụng phương
pháp ướt thì hỗn họp nguyên liệu được gia công ở trạng thái ướt tạo bùn phối
liệu,hỗn họp bùn này sau đó được sấy hoặc khử nước trong các thiết bị lọc chân
không,máy ép lọc,.. Đến khi độ ẩm đạt w= 12-^14% từ đó đem vê viên và cho
vào lò nung. Phương pháp liên hợp có ưu điểm là tốn ít nhiệt nung,kích thước lò
nhỏ hơn phương pháp ướt tuy nhiên,không phải nguyên liệu nào cũng dùng
được
phương pháp này (chỉ có nguyên liệu có khả năng tạo hạt); các bộ phận
(xích,canxinatơ) hay bị hỏng trong quá trình vận hành.
-4-
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
II- GIỚI THIÊU CẮC THIẾT Bĩ GIA CỐNG NHIẺT TRONG SẢN
XUẤT CLANHKER XI MẢNG POOCLẢNG.
1. Tháp trao đổi nhiệt:
Trong lò quay quá trình trao đổi nhiệt giữa khí nóng và vật nung xảy ra
chủ yếu do bức xạ nhiệt, ngoài ra còn có sự truyền nhiệt,nhưng hiệu suất trao
đổi nhiệt trong lò là rất kém vì thế để tăng hiệu suất trao đổi nhiệt người ta dùng
các biện pháp khác nhau: trong lò quay phương pháp ướt người ta dùng các thiết
bị nằm trong lò như xích treo vào vòm trên của lò nhằm tăng bề mặt tiếp xúc
của
XICLÔN TRAO ĐỔI NHIỆT
10
-5 -
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
đầu được lót vật liệu chịu lửa. Bột liệu được bơm khí nén bơm vào bunke (12) ,từ
bunke(12) nhờ tiếp liệu (15) đưa đến gầu nâng (17) tới thiết bị cân đo
(18,19,20). Định lượng xong,bột được đưa qua kênh dẫn (8). Dưới tác dụng của
luồng khí nóng (400°c) đi từ dưới lên với tốc độ lớn sẽ cuốn vật liệu xoáy chôn
ốc đưa qua xiclôn (7). Khí làm lạnh đến nhiệt độ 300-ỉ-35 00c dưa qua kênh dẫn
khí (10),qua hệ thống lọc bụi (11) và nhờ quạt gió (21) đẩy sang ống khói. Bột
phối liệu bị rơi lắng xuống ở xiclôn (7) được nung đến nhiệt độ 250-^350°c
chảy
vào ống dẫn khí (6) và được dòng khí cuốn theo dưa vào xiclôn (9),sau đó lại
chảy xuống ống (3) và cùng với khí nóng sang xiclôn (5). Theo đường tương tự
bột phối liệu qua xiclôn (4) rồi chảy vào lò (1). Vậy không khí đi trong xiclôn bị
giảm dần nhiệt độ và tăng dần nồng độ bụi còn hỗn hợp bột phối liệu được tăng
nhiệt độ lên khoảng 700-ỉ-800°C làm bột đá vôi trong hỗn họp bột phối liệu bị
phân huỷ một phần thành oxít CaO (khoảng 40%).
2. Lò quay nung clanhker xi măng :
Lò quay là thiết bị có dạng như một thùng rỗng,được hàn từ các ống
thép,phía trong lót vật liệu chụi lửa. Thân lò được đặt nằm nghiêng 3-Ỉ-40 so với
mặt nằm ngang,lò có thể quay xung quanh trục dọc với tốc độ 0,5H-1 ,5 v/ph
nhờ
hệ thống động cơ có nối bằng bánh răng truyền động qua các đai lò. Tuỳ thuộc
vào điều kiện nhiệt độ của khí nóng trong từng vùng lò,tính bazơ cao hay thấp
của vật liệu nung mà người ta sử dụng gạch chịu lửa (gạch chịu lửa samốt, gạch
cao alumin, gạch manhêgi,...) ở các vùng khác nhau. Trong vùng thiêu kết là
vùng có nhiệt độ cao nhất nên chủ yếu sử dụng gạch chịu lửa crôm
manhêgi,vùng làm lạnh và vùng phân huỷ thường sử dụng gạch chịu lửa samốt
A để tăng tính bền kiên kết giữa các viên vật liệu chịu lửa vì ta không dùng vữa
chịu lửa mà xây khô sau đó chèn các miếng kim loại mỏng phẳng nhẵn vào khe
hở.
-6-
Thacỷát
đồđồ
ánán
Thiết
hỉ ải
nhỉèt
ThacỷátMinh
Minh
Thiết
nhièt -MKN100-34,65
8 100
Phần ĩĩ:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KÍCH THUỚC CÁC THIÊT BỊ :
-
Lượng không
khí,để
hoà
lạnh
Vùng toả
nhiệt
vàlàm
thiêu
kết:clanhker:
Là vùngF"=2,8
có nhiệt(m3/kgCLK).
độ 1150 -1450°c xảy
ra quá trình phản ứng hoá học tạo thành các khoáng : Aluminatcanxi - C4AF,
và các
I. C3A
Tính, Alumoíeritcanxi
quỹ thời gian làm
vỉẽc của
thiếtsilicat
bi: canxi (C3S, C9S).
-
Lượng thu hồi từ thiết bị lọc bụi hoàn lại quá trình có nhiệt độ: Tb=40°c.
-
Vùng
làmkếlạnh
: ứngnung
với nhiệt
độ 14501000°c,vùng
Công suất
thiết
lò quay
clanhker
xi măng
pooclăng:này có tác
- Lượng không khí lọt vào do khe ho không kín ở đầu lò =5%lượng không khí
cần thiết đê đốt cháy nhiên liệu.
4000tấnCLK/ngày đêm.
-
Nhiệt độ của không khí môi trường: Tkk=25°c.
- Thời gian làm việc của thiết bị:
- Nhiên liệu lỏng là:dầu ma zút mác 40 có thành phần hoá như sau:
Ta có: cc+ Hc+ sc+ Nc+Oc=100% =>ta không phải quy đổi về 100%.
1. Đổi sang thành phần làm việc của nhiên liệu:
, u. ^
A*. , _100-(4/v +tr/v)_100-(3,0 + 0,2) _nnAQ
+ Hệ số quy đổi: k=------—-------- =------—— =0,968.
Thiết bị có độ làm lạnh lớn,vận
tốc dịch chuyển clanhker lớn. Ra khỏi máy
100 100
làm- lạnh
clanhker
ở
nhiệt
độ
80-^120°c.Clanhker
từ cháy
lòWng,=
quay
(2)
chuyển đến
Nhiệt
củabột
nhiên
(tính ở phần
nhiên
liệu).
Độ ẩmtrịcủa
phốiliệu:
liệu:Qll
w ,=1-2%
nên tatính
chọn
l%.
+clv=k.c=0,968.87,4=84,61.
buồng máy làm lạnh gồm các ghi nghiên cố định,không khí lạnh được thổi dưới
đáy ghi
nhờ quạt áp lực cao,quạt thổi áp lực cao tạo ra sự phân bố đều clanhker
+Hlv=k.Hc=0,968.11,2=10,84.
+slv=k.sc=0,968.0,5=0,48.
trên lưới
máy lạnh.Clanhker được chuyển tiếp đến lưới nằm ngang,lưới này được
tạo từ các ghi cố định (13) và ghi di động (12),ghi di động thực hiện chuyển
+N|V+
=k.(
Oc)đến
=0,968.0,9=0,87
động qua lại. Clanhker
được 0lv
băng
tải Nc+
(9) dưa
kho ủ. Số clanhker rơi ra ngoài
-ghi
Lượng
khi
nung
nguyên
liệu
khô:
MKN"gl=34,65%
đâydịch
coi chuyển
MKN làtrong
do
máy
lạnh
được
băng
tải
(10)
chuyển
đi.
Trong
quá (ở
trình
ra Niv=o'v=MZ
- Mức độ phân huỷ đá Suy
vôi CaC03
trong các =0,435.
xiclôn:
y=15%.
C02
thiết bị làm lạnh clanhker nóng trao đổi nhiệt với không khí lạnh trên mặt
Kiểm tra thấy: clv+ Hlv+ s,v+ N'v+Olv+ Alv + wlv =100%
-7 -9-
1
v
nn
RO2
v
c
ỵco2^yso2
I
= 10106,58 (kcal./kg).
+ Qỉ =Q!; -6(9.H,V+W1v)
v“ =v" +v" =1 867
—
100 R°2
Kả -I-n *n AK
ch +0,375 *slv „
^-^ = 1,58(m3.ch/kg).
Chọn nhiệt độ môi trường Tmtr=25°c ; độ ẩm =90%
-> d= 18 (g/kgKKK).
- 10-
ngl
Lrcặ, —
2 ĩco2 1,977
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
—
= ’ ’ =
r»=_2*_=_?ỄÍ^_=i952 (°c).
* c 12,48*0,39
6. Lượng không khí dư trong khói lò:
AV=(a-1) V" =(1,2-1). 10,4=2,08.
=Ko-+0,0016.d.AV
■
= 1,54+0,0016.18.2,08 = 1,6 (m3.ch/kg).
k
r" =0,21.AV=0,21.2,08=0,44 (mìch/kg).
1,964 * 1,58 * +1,25 * 9,86 + 0,804 * 1,6 +1,43 * 0,44
100 100 13,48
9. Hàm ẩm khói lò:
.1000
________0,804*r„“
________
* +1,25 * V*
hay chuyển 1,964KO2
sang thể tích:
+1,43 * v£
___________0,804*1,6
_
~~ 1,964 * 1,5 8 *+1,25 * 9,86
+1,43 * 0,44
10. áp suất riêng phần của các khí:
I _ C2*100_ 1,58*100 _n ^
ngl
ngl
- Khí G"gl
C02: 0PRO
53 = ^ =11,72%.
G co ~
= 0,08 (kg./kgCLK).
- 11 -
0,53 (kg./kgCLK).
v HiO
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
V" =
^ = 0,04 (m’./kgCLK).
■ Veo, 1.977
Lượng hơi nước tạo thành từ nguyên liệu:
_ 1,53* 1,0
G‘=
ngl _ G/ụO
ỵngl 0,0155
/H20
o,805
= 0,0155
(kg./kgCLK).
2. Lượng bụi đi qua thiết bị lọc bụi:
= 0,019 (m3./kgCLK).
•
Lượng bụi theo khí thải ra khỏi lò quay:
s-tiv SlIV
„|V _ L/ìáng +
'JC02
0,7
=2,551 (kg./kgCLK).
^ = ^-^,=2,551-0,256 = 2,295 (kg./kgCLK).
-
Lượng bụi lắng đọng trong xiclôn :
- 12-
1 n,
0.9
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
G« = ^U=ĨẾ11=3 59 (kg./kgCLK).
Vu 0,7
f1 1 ('
nsl
„1 _ ^lắng ^
ưH20
Ưy-------------------------------
=2,914 (kg./kgCLK).
Gl=GÍ - G!Áng - G& =2,914-2,607-0,0153 = 0,292 (kg./kgCLK).
- Lượng nguyên liệu (bụi) đi vào từ bunke:
cỉnhl ~
H
100
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
-
100-a g
lmtr
lh
100-34,65‘100-0,088
-
(0,22 + 4,19.0,01) = 16,045 (KCal/Kg CLK)
Nhiệt lý học của không khí:
Ta có công thức tính là:
q'Ịk = Vỵ .ckk.tkk
0,088
0,95 .0,22.25 = 0,105 (KCal/Kg CLK)
100 - 0,088 T 00 -0,95
2. Nhiệt lượng ra:
100
-MKNn
.0,01.2500 9,158 (KCal/Kg CLK) .
gl
100-34,65'100-0,088' ’ '4,18
IV. Tính cân bảng nhiét cho toàn thiết bi:
Trong đó :
1. Nhiệt lượng vào:
- -1413 -
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
Ký hiệu A,F,C,SNhiệt
là hàmvào
lượng
= Nhiệt
A1903,
ra Fe203, CaO, Si02 trong clanhke
ximăng ta có:
Bảng cân bằng nhiệt cho toàn thiêt bị là:
A=A .-----——- = A0.k = 3,72.1,53 =5,692 % (k =1,53)
° 100- MKNng 0
VKK
F=Fơ.k= 1,53.2,59 = 3.963%
c = C0.k = 43,61.1,53 = 66,723%
s =SQ .k = 14,5.1,53 = 22,185%
3. Lượng không khí cần thiết để đốt cháy nhiên liệu và lượng khí cháy tạo
thành:
- Không khí đốt cháy nhiên liệu :
VKK=C .Gnhl= 12,48.0,098= 1,223 (m3/Kg CLK).
Thành
Trong
đó:phần các khoáng trong clanhke được tính như sau:
+ không khí 1 (gió 1) =25%, suy ra: V'KK
=VKK.0,25=0,306
(m3/Kg
CLK).
+ Lượng không khí lọt vào đầu lò không kín( không khí hở
lò)=5%
%C3Asuy
= 2,65A-1,69F = 2,65.5,692-1,69.3,963 = 8,386
ra:
=0,264.Gnhl=0,264.0,098=0,061 (m3/Kg CLK).
- 15-
y H20
KH2Ũ
yH20
yH20 ' H,ơ yH20~ỵU20
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
=0,176-0,019=0,157(m3/KgCLK).
(m3/Kg CLK).
=1,223-0,306-0,061=0,856
-
Lượng không khí dư đưa ra khỏi máy làm lạnh:
V. Tính cân bảng
vát chất cho lò quay:
yto =2,8-11,856.Gnhl=2,8-11,856.0,098=1,638
(m3/Kg CLK).
1. Lượng vật chất thu vào:
-
Lượng không khí lọt vào phía sau lò qua thiết bị trao đổi nhiệt:
1°. Khối lượng nguyên liệu khô lý thuyết để sản xuất lkg clanhker:
v;T = 5,2.Gnhl=0,51 (m3/Kg CLK).
+ Không khí 2 (gió 2): VịK =VKK- V'KK - V™
ngl 100 -MKN 100-34,65
- 1716-
kjMKN
VJ
GA=T-±- = -
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
-1-=0,0176 (kg/kgCLK).
2. Lượng sản phẩm ra kể cả mất mát:
G"gl Qngl MKNngl.j3
100
1 - /7
1 - 0,95
GĩL = 1,531 •
=0,56 (kg/kgCLK).
4°. Lượng khí thải:
G;ĨỈ = Gnhì.V% . ỵ £ = G M . V » . ỵ »
2°. Lượng nguyên liệu khô thực tế kể cả mất mát do không thu được bụi:
,
K 100
Bảng cân bằng vật chất của lò tính bằng (kg/kgCLK) :
"^100-a
100* 1(T6 * 13,48
1,53
Gng‘ = GK 100 =1,53. 100
=1,5301 (kg/kgCLK).
"g/’l00-ứ
100-0,088
- 18-
KK
508,65-402,01
&
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
VI. Tính càn bằng nhỉẽt cho tháp trao đổ! nhiẽt:
Tương tự xác định nhiệt độ của khí và bụi của các xiclôn còn lại và của lò
Nhiệt độ của khí thải ở đầu ra của xiclôn bậc II được xác định theo phương
trình cân bằng nhiệt của xiclôn bậc I:
1. Nhiệt
chi:thể hiện ở bảng sau:
quay,
kết quả
+ Tổn thất nhiệt để làm bay hơi nước: <7H2O=9,2 (KCal/Kg CLK).
+Nhiệt của khí thải và bụi mang ra ngoài:
qkth+qbụi=242,02+21,32=263,34 (KCal/Kg CLK)
+ Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh: q™ư =4,0 (KCal/Kg CLK).
+ lượng nhiệt do vật liệu (bụi) mang ra: chọn nhiệt độ bụi lắng trong
xiclôn I=nhiệt độ khí thải:
= ơ[g. cbụi.Tkth =2,607.0,25.330=215,08
(KCal/Kg CLK).
Tổng nhiệt chi: ỵq'chi =9,2+263,34+4,0+215,08=491,62 (KCal/Kg CLK).
- 19-
KK
226,05-196,42
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
VII.
nhiẽt
cho và
thiết
làmbao
lanh:
VIII. Tính
Tínhcân
kíchbảng
thước
cơ bản
vátbiliêu
che cho lò quay:
1. Tính kích thước CƯ bản của lò:
Nhiệt độ của không khí 2 (gió 2) đi vào lò từ thiết bị làm lạnh được xác định
từ phương trình cân bằng nhiệt của thiết bị này:
- Nhiệt độ của không khí, nguyên liệu đi vào lò :
1. Nhiệt vào:
Qkh = Qkk + yVkk-Ckk-hk + Q kk + ^ nhi
-
+ Nhiệt lý học của clanhke từ lò rơi xuống thiét bị làm
Nhiệt không khí 1:
lạnh:
q£K=CCLK. T*K =1200.0,246=295,2 (KCal/Kg CLK).
<ỉkk = K-Ckk Ak =0,306.0,31.170 = 16,13 (KCal/Kg CLK) .
+ Nhiệt của không khí vào thiết bị làm lạnh để làm nguội clanhke:
->qkh= 201,77+0,061.0,31.25+16,13+0,9 = 219,27 (KCal/Kg CLK)
'qL = VỈK -CKK-TKK=2,8.0,31.25=21,7 (KCal/Kg CLK).
2. Nhiệt ra:
Tính cho 1 kg nhiên liệu lỏng :
+ Tổn thất nhiệt do clanhke mang ra khỏi thiét bị làm lạnh:
q'kh =7T- =
= 2237 (Kg/Kg nguyên liệu )
^ nhì 0,098
-21 -
nh 931,29 + 219,27
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
- 699,13
=
Nhiệt độ
(KCal/Kg
cháy lý CLK)
thuyết:
- Mức độ sử dụng nhiệt Tình:
^ _ 7»/ + cỉkh ~ Llkht-b _ cỉnhl + cỉh
<ỉnl+(ỉ\h-
+Nhiệt của sản phẩm cháy : Qlv +q'kh =
9503+2237
= 11740 (KCal/Kg nguyên liệu).
Trong đó:
qngl : Nhiệt truyền cho nguyên liệu
+Nhiệt do cháy lý thuyết xác định theo phương pháp chọn sơ bộ :
qnl : Nhiệt cháy của nhiên liệu
-Nếu nhiệt độ của sản phẩm cháy ở 2100°c :
Tổn thất
a =vkh 1 +vkh Jqkh_b
+vkh J:+vkh
ỉ do khí thải và bụi
H
v co2 ’ J co2
H2Otổn
• J thất
11,0tay môi
N, •trường
J N2 ' do
y o2
q'^' :yNhiệt
lò • J o2
q'kh : Nhiệt của không khí và nhiên liệu mang
vào lò
^q = (1,58.0,5828+1,6.0,4743+9,86.0,3562+0,44.0,3770)2100
= 11253 (KCal/Kg CLK).
-Nếu nhiệt độ của sản phẩm cháy ở 2200°c :
Tra bảng cổ: _________________________________________________
^q = (1,58.0,5858+1,6.0,4787+9,86.0,3577+0,44.0,3787).2200
= 118747 (KCal/Kg CLK).
Vậy nhiệt độ lý thuyết là:
2100 _ 11740-11253 1QQ =
2182
oC
11847-11253
-22-
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
-Bề mặt trao đổi nhiệt xác định theo công thức :
ru = 0,39=0,124.
*ílò
Với ơ : Hệ số bức xạ nhiệt của vật đen tuyệt đối ơ =4,9.10'8
T|t: Nhiệt độ lý thuyết ,T|t =2455 °K
Qlò:Công suất nhiệt của lò, Qlò = 155,5.103 (KCal/giờ)
^Fl0=2718m2.
-Năng suất của lò :
Qiò= 1,5.106.o,;VÓ
155.5.103 = 1,5.1 o6. Al'2
-> Dlò = 6,4 m
-23 -
7~kntỷết mỉẬ ẩẫ án 7hiét hinhièt
_2.n(c, - / „ )
ỵl.ln^L
li
i
(2)
2.3,14.(1000-60)
,ln^±M + . Dh> + 0,2 + 2S'D/
D,.
Ẳ.
Ẳr Đlo+ 0,2
• —>
Vùng
II:
ÔLĐA=0,22
m » 250 mm
Là vùng chủ yếu xảy ra các phản ứng vật chất trạng thái rắn tạo
C3S,C2S,C4AF từ C,A, F,s ban đầu và các phản ứng toả nhiệt lớn 100
Kcal/Kg nên gọi là vùng toả nhiệt . Khi nhiệt độ vật liệu trong vùng này
cao thì khả năng phản ứng ở trạng thái rắn tạo thành các khoáng càng
mạnh .
Tốc độ phản ứng ở trạng thái rắn cũng tăng khi độ nghiền mịn của phối
liệu
càng lớn ,độ đồng đều của phối liệu cao. Hoạt tính của các cấu tử nguyên
liệu đạt ở 1300°c và bắt đầu xảy ra hiện tượng nóng chảy các khoáng và
các thành phần nóng chảy .Vậy nhiệt độ lớn nhất của vùng này là 1300°c.
Ta có thể chọn các lớp vật liệu như sau :
-24-
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
khoángC3A, C4AF nóng chảy tạo pha lỏng khi đó C2S và CaO sẽ hoà tan
vào pha lỏng và kết hợp với nhau tạo C3S . Ớ vùng này nhiệt độ lớn nhất
là
1450°c . Nên có thể chọn các lớp vật liệu như sau .
+ Lớp gach chịu lửa : Là gạch samốt có nhiệt độ làm việc cho phép
1350-1500°c, Tra bảng co \m= 1,04+0,0015.t
= 1,04+0,0023.1450=1,2575 (W/m.°C).
+ Lớp thép bảo vệ là 80 mm .
+ Ớ vùng này không có lóp vật liệu cách nhiệt do nhiệt độ trong
vùng
rất lớn không có vật liệu nào thảo mãn , lượng nhiệt mất mát là lớn
do đó cần có thiết bị làm lạnh.
-
Tính chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt:
-25-
0 213 + t
Thacỷát
ThacỷátMinh
MinhđồđồánánThiết
Thiếtảiảinhièt
nhièt
Tính kích thước của các xiclôn theo công thức sau:
D=0,536.Jv2.ỵ —
V
Ap
n
X. Chon thiết bi phu trơ và kết luân:
v=flCL-103 ỵkh _
, [m3/s].
167.103
1. Chọn quạt:
3600 '
- Lưu lượng khí đi qua
V, [m3/s]:
- xiclônTheo tính
toán ở phần tính cháy của nhiên liệu khi sản xuất lkg
CLK thì lượng khí thải ra là:
Yt=/().——— + £
Vkh=13,48.Gnhl=13,48.0,098=1,32 (nT/kgCLK).
suy ra lượng khí thải trong 1 giờ là:
VÍ; =l,32.Bcl = 167.103.1,32 = 220,44.103(m3).
+ y0: Là khối lượng riêng của khí đi qua xiclôn ở nhiệt độ tiêu
Vậy thể tích chọn
quạt là: Vch= 1,1- Vịk; =220,44.1,1= 242,48 (m3/h).
chuẩn(°c)
Từ đó tra bảng ta có thể chọn được loại quạt B-300/400 có:
+ Năng suất: Vq = 246.103 [m3/giờ].
+ Áp
suất : Pq
vì lượng
khí=đi2650
qua các xiclôn chính là khói lò có thành phần
+ Tốcgồm:C02,
độ vòng H20
quay,:R,,
nq không
= 580 Ịv/phút].
giống nhau
khí dư (02) và hàm lượng các khí
thay đổi không nhiều (chỉ ở các xiclôn II,III,IV thì lượng C02 bị giảm
-26-27Kết quả tính toán được ghi trong bảng sau:
Quạt
—^ Khói
Khí
thải
----
—5» Khói
Quạt
2. Kết luận:
Với công suất lò nung là 4000 t/ngày đêm ta chọn đường kính
trong của lò 6,4 m hay 7,0 m (kể cả lớp vật liệu bao che)và chiều dài lò
136 m là hoàn toàn hợp lý.
Hiện nay đã có các loại lò với đường kính D=7 m , chiều dài lò
theo các mô đun là: 100,120,150,170,185,270 m và với số vành khăn
(là các đoạn ống thép nơi có gối tựa được làm từ những lá thép tấm có
chiều dày lớn hơn những đoạn khác của thân lò) được xác định theo
đường kính và chiều dài lò,đối với lò 7x 136 m ta có thể chọn 5 H-7 cái.
-28-
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. PGS,TS Bạch Đình Thiên; GVC,KS Nguyễn Kim Huân - Thiết bị nhiệt
trong sản xuất vật liệu xây dựng - NXB khoa Học Kỹ Thuật-1996.
-29-
Thacỷát Minh đồ án Thiết ải nhièt
MỤC LỤC
LỜI NÓĨ ĐẦU
Trang
1
Phần I :GIÓI THIỆU CHUNG VỀ CLANHKE VÀ THIÊT BỊ GIA
CÔNG.
I- Giới thiệu chung về clanhker xi măng
2
II- Giới thiệu các thiết bị gia công nhiệt trong sản xuất
xi măng pooclăng
5
1. Thiết bị trao đổi nhiệt:
5
2. Lò quay nung clanhker xi măng
6
3. Thiết bị làm nguội clanhker
7
Phần II: TÍNH TOÁN THIÊT KẾ KÍCH THƯỚC CÁC THIẾT BỊ
-30-
Thacỷát Minh đồ án Thiết hỉ nhỉèt
VI. Tính cân bằng nhiệt cho tháp trao đổi nhiệt.
19
VII. Tính cân bằng nhiệt cho thiết bị làm lạnh.
20
VIII. Tính kích thước cơ bản và kết cấu bao che
cho lò quay.
21
1 -Tính kích thước cơ bản của lò.
2- Tính chiều dày các lớp vật liệu bao che.
IX.
nh kích thước của tháp trao đổi nhiệt
-31 -
21
23
Tí
25
