Faq

Hệ thống precalciner có rất nhiều dạng nên việc phân loại thường khá phức tạp. Các điểm khác nhau giữa các thiết kế bao gồm: dạng dòng khí xoáy hoặc không xoáy, ống riser kéo dài hoặc buồng đốt riêng, cách cấp gió cháy (qua ống riêng hoặc qua lò quay), số tầng và số nhánh. Tuy vậy, vì quá trình cháy là yếu tố quan trọng nhất trong precalciner nên việc phân loại thường dựa trên cách diễn ra quá trình cháy. Theo nguyên tắc này, precalciner được chia thành 3 loại chính như trong Hình 5:

Các loại precalciner.

1. Precalciner kiểu toàn dòng (Total flow precalciner)

Trong loại này, quá trình cháy diễn ra trong hỗn hợp khí thải từ lò quay và gió cấp ba. Nồng độ oxy lúc bắt đầu cháy khoảng 10% đến 14%, và khi kết thúc còn 1 - 3%. Bột liệu từ tháp trao đổi nhiệt được đưa vào đáy precalciner và được dòng khí mang lên cyclone tầng thấp nhất. Trong thời gian này, nhiên liệu cháy và nhiệt được truyền sang bột liệu.

2. Precalciner kiểu gió cấp ba (Tertiary air flow precalciner)

Ở loại này, quá trình cháy diễn ra chủ yếu trong dòng gió cấp ba. Nó bắt đầu trong môi trường 21% oxy, và kết thúc còn khoảng 1 - 3%. Bột liệu được đưa vào precalciner gần vị trí đầu đốt và được vận chuyển xuống cyclone tầng thấp.

3. Precalciner hỗn hợp (Hybrid precalciner)

Đây là dạng kết hợp của hai loại trên. Quá trình cháy bắt đầu trong gió cấp ba với 21% oxy, giống loại tertiary air flow, nhưng hoàn tất trong hỗn hợp khí thải lò và gió cấp ba, tương tự total flow precalciner.

Cem.Info

Đây là hệ thống cấp thêm oxy vào đầu đốt của lò nung hoặc đầu đốt precalciner để tăng hiệu quả cháy của nhiên liệu. Khi sử dụng không khí đốt có hàm lượng oxy cao hơn, quá trình nung clinker có thể tăng hiệu suất năng lượng, tăng công suất lò hoặc cho phép thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch bằng nhiên liệu nhiệt trị thấp hay nhiên liệu thứ cấp. Nhờ đó, phát thải CO₂ trên đơn vị sản phẩm có thể giảm.

Bổ sung oxy giúp giảm lượng nitơ trong khí cháy. Bình thường, khi đốt bằng không khí, nitơ phải được gia nhiệt nên tiêu tốn năng lượng. Khi giảm nitơ, nhiệt độ ngọn lửa tăng, ngọn lửa ngắn và sáng hơn. Tuy nhiên, mức làm giàu oxy bị giới hạn vì có thể gây hại cho vật liệu chịu lửa của lò và làm tăng phát thải NOₓ do hình thành NOₓ nhiệt trong vùng kết khối. Công nghệ này vẫn còn ở giai đoạn ứng dụng sớm nên còn nhiều tiềm năng tối ưu, đặc biệt trong việc giảm NOₓ. Lưu lượng gió hai cấp giảm cũng có thể ảnh hưởng đến thu hồi nhiệt ở ghi làm lạnh clinker, chẳng hạn làm tăng nhiệt độ gió hai cấp.

Một số nhà máy đã áp dụng công nghệ làm giàu oxy để nâng công suất lò. Các thử nghiệm ngắn hạn ghi nhận công suất tăng 25 - 50% khi nâng hàm lượng oxy trong không khí đốt lên 30 - 35% theo thể tích. Công nghệ này chưa được triển khai trực tiếp nhằm mục tiêu giảm CO₂, nhưng việc tiết kiệm nhiên liệu nhờ cải thiện quá trình cháy có thể gián tiếp giảm phát thải. Quyết định sử dụng hệ thống cấp oxy tại chỗ hoặc ngoài nhà máy phụ thuộc vào nhu cầu vận hành cụ thể, tuy nhiên bản thân sản xuất oxy tiêu tốn nhiều điện năng.

Hiện đã có một số nhà máy áp dụng công nghệ làm giàu oxy nhưng chưa phổ biến do chi phí còn cao. Khi nhu cầu thị trường tăng và giá xi măng thuận lợi, đây có thể là phương án khả thi. Bảng 1 trong tài liệu gốc liệt kê một số lò tại Hoa Kỳ sử dụng oxy cho đầu đốt chính hoặc precalciner.

Mức tăng sản lượng điển hình khi sử dụng công nghệ làm giàu oxy

Cem.Info

Về cơ bản, nếu điểm đỏ xuất hiện liên tục và ổn định, nhiệt độ 550ºC là mức buộc phải dừng lò. Tuy nhiên, khi xét đến rủi ro hư hại vỏ lò, thời gian dừng kéo dài và thiệt hại kinh tế lớn, thì việc chỉ nêu một con số là chưa đủ. Trước khi đưa ra quyết định dừng lò vì điểm đỏ, cần xem xét một số yếu tố quan trọng sau:

Điểm đỏ lan rộng theo chu vi của lò.

• Vị trí điểm đỏ so với lốp lò (tire) hoặc hộp giảm tốc (gear): Những điểm đỏ nằm gần lốp lò hoặc vành răng (bull gear) cần được xử lý ngay lập tức. Các điểm nóng này gần như chắc chắn sẽ buộc phải dừng lò, và quy trình dừng lò phải được kích hoạt ngay để tránh làm hư hỏng vỏ lò.

• Mức độ lan rộng theo chu vi của điểm đỏ: Điểm đỏ càng kéo dài theo chu vi lò thì nguy cơ biến dạng hoặc sập vỏ lò càng cao. Nếu điểm đỏ kéo dài liên tục vượt quá 10% chu vi lò (hình 4), lò phải được dừng ngay.

• Tình trạng căn chỉnh lò (alignment): Lò bị mất căn chỉnh sẽ tạo ra ứng suất cục bộ dọc thân lò. Nếu điểm đỏ trùng với vùng có ứng suất tập trung, vỏ lò có thể bị kéo giãn hoặc xoắn đến mức không thể phục hồi.

• Điểm đỏ ở khu vực lộ thiên hay có mái che: Nếu vỏ lò bị lộ thiên và gặp mưa lớn đúng vị trí điểm đỏ, sự làm nguội đột ngột có thể gây nứt vỏ lò. Đồng thời, lớp gạch chịu lửa tại khu vực này cũng có thể bị nghiền nát nghiêm trọng.

• Sự hiện diện của vết nứt vỏ lò quanh khu vực điểm đỏ: Nếu phát hiện vết nứt gần điểm nóng, cần dừng lò ngay lập tức để tránh nguy cơ nứt toác vỏ lò.

Cem.Info

Hot spot (vùng nóng cục bộ) là khu vực giới hạn trên vỏ lò quay có nhiệt độ cao bất thường. Hiện tượng này thường được phát hiện nhanh bằng máy quét nhiệt bề mặt vỏ lò (shell scanner) hoặc nhiệt kế hồng ngoại cầm tay.

Hot spot thường không quan sát được vào ban ngày và rất khó nhận thấy vào ban đêm (Hình 2). Dựa trên phổ bức xạ nhìn thấy của bề mặt nóng, nhiệt độ cực đại của vùng này thường dưới 550°C.

Hot spot với nhiệt độ khoảng 570°C.

Red spot (vùng đỏ trên vỏ lò) khác với hot spot ở chỗ nó có thể nhìn thấy rõ vào ban đêm. Nếu hot spot chỉ đóng vai trò tín hiệu cảnh báo, thì red spot luôn yêu cầu người vận hành phải có hành động xử lý kịp thời, vì nó cho thấy nhiệt độ đã vượt ngưỡng an toàn cho vỏ lò và có thể gây hư hỏng lớp gạch chịu lửa.

Red spot với nhiệt độ khoảng 830°C.

Cem.Info

Nhiệt độ vỏ lò tối đa cho phép không có một giá trị cố định, mà thay đổi tùy theo từng nhà máy, quốc gia và nhà sản xuất lò. Dù vậy, phần lớn vỏ lò quay được chế tạo từ thép carbon hợp kim thấp. Trước khi xác định giới hạn nhiệt độ an toàn, cần xem xét 3 yếu tố quan trọng sau:

1. Tuổi và tình trạng của vỏ lò: Các vỏ lò đã vận hành lâu năm thường chịu ảnh hưởng của hiện tượng rão (creep) và có nguy cơ xuất hiện nứt mỏi cao hơn so với vỏ mới.

2. Khoảng cách giữa các băng đỡ (tyre): Khoảng cách giữa các băng đỡ càng lớn thì khả năng chống biến dạng do nhiệt càng giảm. Vì vậy, lò có nhịp giữa các băng đỡ dài dễ bị võng và biến dạng vĩnh viễn hơn.

3. Cấu trúc của vỏ lò: Vỏ lò thường được chế tạo từ thép tấm cán kết cấu, ví dụ như A.S.T.M. A36, cường độ kéo của loại thép này ở nhiệt độ phòng nằm trong khoảng 50.000 - 80.000 psi. Tuy nhiên, độ bền của vỏ lò giảm đáng kể khi nhiệt độ tăng. Thực tế, trong khoảng từ nhiệt độ phòng đến 200°C, thép có xu hướng tăng nhẹ độ bền, nhưng sau đó nhanh chóng suy giảm khi vượt quá ngưỡng này. Ở 430°C, cường độ chịu kéo giảm từ khoảng 75.000 psi xuống còn 50.000 psi, tương đương giảm 33%. Một số nghiên cứu khác ghi nhận mức giảm tới 50% trong cùng dải nhiệt độ.

Độ bền của vỏ lò quay theo nhiệt độ.

Cem.Info

Xi măng xỉ là gì? 

Xi măng xỉ (tên đầy đủ là xi măng portland (pooclăng) xỉ hạt lò cao, tiếng Anh: Portland Blast Furnace Slag Cement) là loại xi măng được sản xuất bằng cách nghiền mịn hỗn hợp gồm:

- Clinker xi măng pooclăng,

- Xỉ hạt lò cao đã được làm nguội nhanh (thành dạng hạt kính),

- Và một lượng nhỏ thạch cao điều chỉnh thời gian đông kết.

Tỷ lệ xỉ hạt lò cao thường chiếm từ 25 - 70% theo khối lượng hỗn hợp.

Xỉ hạt lò cao là sản phẩm phụ của quá trình luyện gang trong lò cao, có thành phần hóa học chính gồm: oxit canxi (CaO), oxit silic (SiO₂), oxit nhôm (Al₂O₃) và oxit magiê (MgO). Khi được làm nguội nhanh bằng nước, xỉ trở nên có tính thủy hoạt rất tốt (có thể kết hợp với nước và chất kiềm để đông kết như xi măng).

Tác dụng và ưu điểm của xi măng xỉ:

- Khả năng chống xâm thực tốt: Đặc biệt kháng được nước biển, nước nhiễm mặn, nước chứa sunfat (SO₄²⁻), rất phù hợp với môi trường biển, vùng đất ngập mặn hoặc đất yếu.

- Nhiệt hydrat hóa thấp: Quá trình đông cứng phát sinh ít nhiệt, hạn chế nứt nhiệt trong các khối bê tông lớn (như đập thủy điện, móng lớn).

- Tăng cường độ dài hạn: Cường độ xi măng xỉ phát triển chậm hơn so với xi măng pooclăng thông thường lúc đầu nhưng sau 28 ngày hoặc lâu hơn thì có thể đạt hoặc vượt cường độ tương đương.

    - Cải thiện độ bền sunfat và khả năng chống thấm: Bê tông sử dụng xi măng xỉ có cấu trúc vi mô đặc chắc, giảm thấm nước, tăng tuổi thọ công trình.

    - Giảm phát thải CO₂: Quy trình sản xuất xi măng xỉ tiêu thụ ít clinker hơn, giúp giảm lượng khí nhà kính phát thải ra môi trường.

Cem.Info

1. Tên gọi:

- Xi măng PC40 là xi măng Portland (Portland Cement), có tên gọi khác là OPC (Ordinary Portland Cement)

- Xi măng PCB40 là xi măng Portland hỗn hợp (Portland Cement Blended).

2. Thành phần: Sự khác nhau căn bản về thành phần giữa hai loại xi măng nói trên là xi măng PCB40 có một lượng khá cao phụ gia hoạt tính thủy lực như puzzoland, đá vôi, xỉ… ngoài 2 thành phần là clinker và thạch cao. Sự kết hợp này làm tăng một số tính chất của PCB40 như tăng dẻo và tính chịu nước cao hơn.

3. Chất lượng:

- Sự giống nhau: Cường độ kháng nén của "đá xi măng" sau 28 ngày tuổi của 2 loại xi măng này đều như nhau ( ≥ 40 N/mm2 ).

- Sự khác nhau:

  + Cường độ chịu nén sau 3 ngày:
                                      PC40: ≥ 21 (TCVN 2682:1992);
                                      PCB 40 ≥ 18 (TCVN 6260:1997)
  + Thời gian kết thúc đông kết (phút):
                                      PC40: ≥ 21 ≤ 375
                                      PC40: ≥ 18 ≤ 600

4. Công năng: PC40 và PCB40 đều được sử dụng cho tất cả các hạng mục, tất cả công trình xây dựng. Tuy nhiên trong một số công trình có yêu cầu đặc biệt về chất lượng (công trình chịu tải trọng lớn) thì xi măng PC40 có thể được ưu tiên sử dụng.

Hiện nay trên thị trường, các công ty xi măng chủ yếu cung cấp cho thị trường loại PCB40 và chỉ sản xuất PC40 khi có yêu cầu đặt hàng.

5. Giá cả: Giá xi măng phụ thuộc nhiều vào giá clinker, lượng clinker để sản xuất PC lớn hơn lượng clinker sản xuất PCB, do đó giá xi măng PC luôn cao hơn xi măng PCB cùng loại.

ximang.vn

Xi măng Porland thông dụng mà ta thường gọi là xi măng PC (ở nước ngoài gọi là OPC) nghĩa là loại xi măng Porland thông dụng nhất trong xây dựng. Nó còn được làm "xi măng nền" để pha trộn với những bột mịn các khoáng khác nhau thành những tên gọi khác nhau như:

- Xi măng Porland hỗn hợp thông thường;

- Xi măng Porland - puzlan;

- Xi măng Porland - xỉ lò cao...

Thành phần của xi măng PC gồm có 95 - 96% clinker Porland và 4 - 5% thạch cao được nghiền mịn đến độ mịn 6 - 15% trên sàng 0,080 mm hay đến 2.800 - 3.200cm2/g và nhiệt độ ở đầu ra của máy nghiền không được vượt quá 80 - 90 độ C.

ximang.vn