Thông tin chuyên ngành Xi măng Việt Nam

Công nghệ sản xuất

Cách nhiệt bền vững cho lò nung xi măng (P1)

26/08/2016 3:45:41 PM

Với việc các nhà sản xuất xi măng đang không ngừng tìm cách giảm bớt tiêu hao năng lượng nhằm cố gắng khống chế chi phí và giảm bớt tác động môi trường của quá trình sản xuất, việc sử dụng công nghệ cách nhiệt bền vững đã trở thành một yêu cầu quan trọng đối với việc cách nhiệt trong lò và thiết bị sấy sơ bộ. Do điều kiện môi trường vận hành khắc nghiệt, các lớp cách nhiệt này không chỉ giữ nhiệt trong lò mà cũng phải chịu được cơ chế mài mòn.
 

>> Cách nhiệt bền vững cho lò nung xi măng (P2)

Việc giảm bớt tiêu hao năng lượng và thất thoát nhiệt trong các nhà máy xi măng đã trở thành một vấn đề quan trọng do các yếu tố về kinh tế, luật pháp và bền vững. Việc giảm bớt lượng phát thải carbon của một nhà máy và việc áp dụng các hệ thống quản lý năng lượng, cùng với việc giảm bớt phát thải khí hiệu ứng nhà kính là những tiêu chuẩn trong tiến trình phát triển này.

Cách nhiệt giảm bớt thất thoát nhiệt của vật liệu chịu lửa với độ dẫn nhiệt thấp trong khi, đồng thời, cho phép quá trình sản xuất xi măng tiếp tục diễn ra suôn sẻ mà không gây ảnh hưởng tới các đặc tính hoặc chất lượng của xi măng đang được sản xuất.

Mặc dù sản xuất xi măng đòi hỏi năng lượng theo lý thuyết là từ 1650 – 1800kJ/kg clinker, các giá trị thực tế lại cao hơn. Các giá trị này nằm trong khoảng từ 3000kJ/kg clinker so với mức trung bình ~3500kJ/kg clinker đến 8000kJ/kg clinker đối với các nhà máy có hiệu suất nhiệt thấp. Việc giảm bớt đầu vào năng lượng được dựa trên cơ sở tối ưu hóa công nghệ nhà máy và tăng khả năng cách nhiệt của vật liệu chịu lửa. Việc cách nhiệt có thể đạt được ở trong lò và các cụm thiết bị tĩnh, chủ yếu là thiết bị sấy sơ bộ. Bên cạnh các đặc tính cách nhiệt quan trọng, các vật liệu phải hỗ trợ quá trình sản xuất xi măng không bị gián đoạn.

1. Nhu cầu về cách nhiệt

Vì không khí là chất cách nhiệt tốt nhất (ngoài chân không), các sản phẩm chịu lửa cách nhiệt có đặc điểm là độ xốp rỗng cao. Tuy nhiên, độ xốp rỗng tăng lên có nghĩa là cường độ, tính chất chịu lửa và khả năng chịu mài mòn của các lớp lót chịu lửa giảm đi.

Việc lựa chọn đúng các vật liệu có thể giải quyết được các thách thức này đến một vài chừng mực nhất định. Các vật liệu thường được sử dụng nhất cho cách nhiệt chịu lửa gồm đất sét calcium silicate (giới hạn ứng dụng nhiệt: 1100oC), giãn nở (1200oC) và đất sét chịu lửa (1300oC). Ngoài ra, vermiculite, mà có giới hạn ứng dụng 950oC, đang thu hút được sự chú ý nhiều hơn do độ ổn định nhiệt và sức bền hóa học của nó. Đây là một yếu tố đặc biệt quan trọng căn cứ vào việc sử dụng ngày càng nhiều các nhiên liệu thay thế.

Các yêu cầu điển hình đối với vật liệu cách nhiệt là:

- Độ dẫn nhiệt thấp

- Khả năng chịu nhiệt

- Độ bền hóa học

- Độ bền cơ học

- Độ ổn định thể tích.

2. Các cơ chế mài mòn trong các thiết bị sấy sơ bộ

2.1. Các phản ứng mài mòn ở nhiệt độ thấp và cao

Ở các tầng cyclone phía trên có nhiệt độ khí từ 180 - 500oC, mài mòn vỏ thép là một quy trình ẩm (tạo gỉ sét), vì nhiệt độ của nó thấp hơn điểm sương của nước khoảng 60oC. (xem Hình 1)

Với sự có mặt của các clorua, phản ứng điện phân làm giảm cường độ của các neo thép của lớp lót liên khối và của vỏ thép và do vậy làm giảm độ ổn định của kết cấu. Nếu như điểm sương của axit sunfuric (~70 - 140oC) đạt được, thì ăn mòn ẩm sẽ tăng lên. Cho dù cơ chế phản ứng là khác nhau, kết quả tương tự nhau nhưng đạt được sớm hơn nhiều, vì vậy cần phải tránh điểm sương.

Ở các tầng cyclone phía dưới, ăn mòn do khí nóng có thể xảy ra, đặc biệt là với sự có mặt của axit hydrochloric. Phản ứng với các hợp chất sunfat hóa, mà với sự có mặt của khí oxy và các clorua sẽ gây mài mòn vỏ thép kim loại, có thể xảy ra. (xem Hình 2)
 

 
Do đó, ở tất cả các tầng tháp sấy sơ bộ không phải chỉ các thông số sản xuất xi măng được giám sát mà cả các thông số công nghệ đối với các hỗn hợp thứ cấp, nhiệt độ và môi trường để ngăn ngừa việc hình thành các chất có hại.
 

Ngoài ra, ăn mòn do khí nóng của các neo có chứa crôm phải được ngăn ngừa vì có thể dẫn đến sự hình thành các crôm hóa trị sáu. Điều này phải tránh được để đảm bảo độ ổn định kết cấu và vì các lý do môi trường. (xem Hình 3)

2.2. Tính dễ vỡ của pha sicma trong các neo thép kim loại

Pha sicma là pha sắt crom liên kim loại mà xảy ra trong khoảng nhiệt độ từ 700 - 900oC trong hợp kim thép bền nhiệt có hàm lượng crom > 17%. Liên tục phơi nhiễm trước các nhiệt độ này, thép bị giòn do sự hình thành pha sicma. (xem Hình 3) Độ bền bị giảm đi đối với các cơ chế bị mài mòn giống như việc mất hết crom), cộng với việc mất các đặc tính chịu lửa và độ bền oxit hóa do đó có thể xảy ra. Các neo cho thấy pha sicma là rất giòn và dễ dàng bị gẫy dưới các tải trọng cơ học. Việc suy giảm các trường bê tông có neo có thể xảy ra.
 
Quỳnh Trang  (Theo TTKHKT Xi măng số 1 năm 2016)

 

Các tin khác:

Công nghệ xử lý chất thải rắn làm nhiên liệu thay thế trong sản xuất xi măng ()

Giải pháp tích hợp định lượng và vận chuyển xi măng bằng khí đẩy (P2) ()

Giải pháp tích hợp định lượng và vận chuyển xi măng bằng khí đẩy (P1) ()

Quy trình công nghệ các loại trạm trộn bê tông ()

So sánh chất lượng xi măng khi nghiền bằng máy nghiền đứng và máy nghiền bi (P2) ()

So sánh chất lượng xi măng khi nghiền bằng máy nghiền đứng và máy nghiền bi (P1) ()

Hiện trạng công nghệ sản xuất các nhà máy xi măng của VICEM (P2) ()

Hiện trạng công nghệ sản xuất các nhà máy xi măng của VICEM (P1) ()

Công nghệ lò tầng sôi nung luyện clinker xi măng portland (P2) ()

Công nghệ lò tầng sôi nung luyện clinker xi măng portland (P1) ()

TIN MỚI

ĐỌC NHIỀU NHẤT

banner vicem 2023
banner mapei2
bannergiavlxd
faq

Bảng giá :

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Insee

1.000đ/tấn

1.800

Starcemt

1.000đ/tấn

1.760

Chifon

1.000đ/tấn

1.530

Hoàng Thạch

1.000đ/tấn

1.490

Bút Sơn

1.000đ/tấn

1.450

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Insee đa dụng

1.000đ/tấn

1.830

Kiên Giang

1.000đ/tấn

1.670

Vicem Hà Tiên

1.000đ/tấn

1.650

Tây Đô

1.000đ/tấn

1.553

Hà Tiên - Kiên Giang

1.000đ/tấn

1.440

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Xem bảng giá chi tiết hơn

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

18.940

Việt Ý

đồng/kg

18.890

Việt Đức

đồng/kg

18.880

Kyoei

đồng/kg

18.880

Việt Nhật

đồng/kg

18.820

Thái Nguyên

đồng/kg

19.390

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

19.040

Việt Ý

đồng/kg

18.990

Việt Đức

đồng/kg

19.180

Kyoei

đồng/kg

19.080

Việt Nhật

đồng/kg

18.920

Thái Nguyên

đồng/kg

19.540

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

18.890

Việt Ý

đồng/kg

18.840

Việt Đức

đồng/kg

18.830

Kyoei

đồng/kg

18.830

Việt Nhật

đồng/kg

18.770

Thái Nguyên

đồng/kg

19.340

Xem bảng giá chi tiết hơn

Vicem hướng tới công nghệ mới ngành Xi măng

Xem các video khác

Thăm dò ý kiến

Theo bạn, yếu tố nào thúc đẩy tiêu thụ VLXD hiện nay?