Thông tin chuyên ngành Xi măng Việt Nam

>> Sản xuất pozzolan nhân tạo làm nguyên liệu thay thế cho clinker (P1)

Đốt cháy

Để tạo điều kiện phù hợp cho đốt cháy than cốc, tối đa hóa việc sử dụng khí dã được gia nhiệt trước (từ máy làm nguội) và để tách bụi ra khỏi quá trình đốt, Dynamis đã phát triển buồng đốt sơ bộ để có thể đốt than cốc ngay bên trong buồng đốt này và kết thúc đốt bên trong chụp đầu lò (hình 3).

 
Hình 3: Buồng đốt sơ bộ

Buồng đốt sơ bộ sử dụng 100% than cốc (lên tới 2.000 kg/h) và hoạt động ở điều kiện dưới hệ số tỷ lượng. Vì vậy, buồng đốt sơ bộ này hoạt động giống như bộ khí hóa, chuyển đổi các hạt than cốc rắn thành khí thải có hàm lượng CO cao.

Nhiệt độ đầu ra dự kiến khoảng 1.300 độ C (thông qua sử dụng CFD) và hàm lượng CO xấp xỉ 13%.

Hàm lượng CO cao ở cửa ra của buồng đốt có thể khiến người ta nhận định sai rằng ở đầu ra của lò, có một hàm lượng lớn cacbon monoxide được thải vào không khí. Tuy nhiên, sự kết hợp nhiệt độ khí cao ở cửa ra buồng đốt và gió nóng thứ cấp cho phép đốt cháy hoàn toàn khí còn dư ở chụp đầu lò, và hàm lượng CO ở đầu ra của lò thấp hơn 100ppm (10% O₂).

Ưu điểm khác của việc sử dụng cho công nghệ này là để hoạt hóa đất sét Pozzolan với hàm lượng oxit sắt cao (Fe₂O₃), một hợp chất có thể mang lại tác động tích cực cho việc sản xuất xi măng. Loại đất sét này cần được xử lý trong môi trường khử hóa học, đảm bảo điều kiện để hình thành FeO và ít sai lệch màu sắc ở sản phẩm cuối cùng.

Hệ thống khử bụi và xả khí thải

Ở đầu ra của lò, cặp cyclone hiệu suất cao thu hầu hết bụi từ khí thái. Lọc bụi túi tách thêm bụi xuống dưới 50mg/Nm3 (theo quy định của khu vực). Phải đặc biệt quan tâm đến việc lựa chọn vật liệu xây dựng, giả thiết đưa ra là nhiệt độ khí thải có thểm giảm xuống dưới nhiệt độ ngưng kết axit ở một số bộ phận của hệ thống, dẫn đến ăn mòn và làm hư vật liệu sớm.

Trường hợp sử dụng than cốc có hàm lượng sulfur thấp, hệ thống được thiết kế không có thiết bị lọc khí thải. Nếu nhiên liệu có hàm lượng sulfur cao, phải lắp đặt một hệ thống làm sạch khí đồng bộ hơn, bởi vì quy trình này không hấp thu SO2 như dây chuyền clinker.

 
Bảng 3: Kích cỡ thiết bị khử bụi và xả khí thải

So sánh hệ thống Dynamis và lò nung kiểu hành tinh tiêu chuẩn

Bảng 4 thể hiện việc so sánh giữa hai hệ thống

Bảng 4: So sánh hệ thốn Dynamis và lò nung kiểu hành tinh tiêu chuẩn

Khi phân tích các số liệu này, điều quan trọng cần phải chú ý là cả hai lò cùng sản xuất ra lượng sét hóa như nhau; nhiệt độ đầu vào của lò kiểu hành tinh thường cao hơn khoảng 18%.

So sánh với năng lượng đầu ra, có thể biết được lý do tại sao dây chuyền Dynamis hiệu quả hơn: độ khí thải và lưu lượng dòng chảy thấp hơn niều so với dây chuyền máy làm nguội kiểu hành tinh dù nhiệt độ xả ra của sản phẩm cao hơn.

Vì năng lượng đầu vào sẵn có (lưu lượng nhiên liệu), dây chuyền Dynamis sử dụng 58% năng lượng để loại bỏ nước bề mặt và nước kết dính hóa học. Đối với kiểu hành tinh, chỉ sử dụng khoảng 48% năng lượng cho mục đích này.

Hình 4 minh họa sự khác nhau giữa hai hệ thống. Dây chuyền Dynamis có thể ngắn hơn (tỉ lệ L/D thấp hơn), và nhiệt độ khí thải thấp hơn đáng kể.

  
Hình 4: So sánh hệ thống Dynamis và lò kiểu hành tinh tiêu chuẩn

Dynamis đang tìm kiếm phương pháp mới để tăng hiệu suất nhiệt và Dynaminis tin tưởng rằng vẫn còn nhiều biện pháp để cải tiến. Nhưng mục tiêu then chốt phải đạt được là một số ý tưởng hình thành trước đây cho các lò quay đã được sửa đổi mang lại những kết quả tích cực.

Fives FCB, Pháp và Dynamis đang trong quá trình ký kết hợp đồng độc quyền để cùng tham gia các dự án Pozzolan nhân tạo.