Đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất xi măng theo phương pháp khô lò quay với công suất thiết kế lò nung 6000 tấn cl/ngày và có công suất tính theo xi măng là 1,7 triệu tấn/năm

T (kg/kgCL)) Tổng vật chất vào lò là: GSV = 3,8528 + 7,6321. XT (kg/kgCL). II.2. Lượng vật chất ra khỏi hệ thống lò: II.2.1. Lượng Clinke ra lò: 1,000 (Kg) II.2.2. Lượng CO2 do phối liệu phân huỷ tạo thành : Gco2= 0,5373 (kg/KgCl) ( Tính ở trên) II.2.3. Lượng H2O lý học của phối liệu: Gh2O(lý học)= 0,0162 (kg/kgCl) ( Tính ở trên) II.2.4. Lượng H2O hoá học phân huỷ trong phối liệu là : Gh2o(hoá học)= 0,0056 (kg/kgCl) ( Tính ở trên) II.2.5. Lượng bụi bay ra khỏi C1 Gbụi=0,0802 (kg/kgCl) ( Tính ở trên) II.2.6. Lượng khói lò bay ra khỏi C1 với a=1,7: Gkl= La=1,7 . rkt . XT Với rkt = 1,3355 (kg/m3tc) nên ta có GKL= 16,9285. XT (kg/kgCl). II.2.7. Lượng không khí ẩm mang đi sấy than: Gdư = Gll - La=1,10.rkkk.(1 +).0,92. XT với La=1,10.rkk.(1+).0,92.XT=7,993.1,293.(1+)= 9,6597.XT(kg/kgcl). vậy Gdư = 2,2331 - 9,6597 .XT (kg/kgCL). Vậy tổng lượng vật chất ra khỏi hệ thống lò là : GSR= 3,8724 + 7,2688. XT (kg/kgCl). Vậy ta có cân bằng vật chất nhà máy là: GSV =GSR hay: 3,8528 + 7,6321. XT = 3,8724 + 7,2688. XT III. Tính cân bằng nhiệt trong nhá máy III.1. Tính toán và giả thiết ban đầu Công thức tính tỷ nhiệt của phối liệu, than, clinke, khí (theo tài liệu của FL.Smidth) Ci = Sp.H = A + B.T.10-6 + C.T2.10-9 (kcal/kgCl). với Ci là tỷ nhiệt của khí i. Cấu tử A B C Cấu tử A B C CO2 0,196 118 - 43 Không khí 0,237 23 0 H2O 0,443 39 28 Phối liệu 0,206 101 -37 N2 0,244 22 0 Clinker 0,186 54 0 O2 0,218 30 0 Than 0,262 390 0 III.1.1. Nhiệt độ của phối liệu vào ống nối từ cyclone tầng II tới cyclone tầng I: tv = 600C. III.1.2. Nhiệt độ Clinke ra khỏi máy làm lạnh: 1000C. III.1.3. Nhiệt độ của khí thải làm lạnh: 3000C. III.1.4. Nhiệt độ của than cấp vào hệ thống lò: 600C III.1.5. Nhiệt độ của khí thải khỏi cyclone tầng I: 3000C. III.2. Nhiệt vào hệ thống lò: III.2.1. Nhiệt do than cháy sinh ra : q1=6635,891. XT (kcal/kgCl) III.2.2. Nhiệt lý học do than mang vào : Nhiệt độ của than vào là: t1= 600C Tỷ nhiêt của than tính theo Ct = 0,262+390.60.10-6 = 0,285 (kcal/kgCl) Nhiệt độ của nước trong than = 600C, tỷ nhiệt của H2O là Ch2o=0,443+39.60.10-6+28.602.10-9 = 0,445(kacl/kg) Nhiệt do ẩm của than mang vào Qh20= 0,01.60.0,44 = 0,267.XT Vậy nhiệt do than mang vào là: q2=XT*Ct*t1=60.0,285 +0,267.XT =17,391. XT (kacl/kg) III.2.3. Nhiệt do phối liệu khô mang vào lò Nhiệt độ của phối liệu chọn t2= 60 0C Tỷ nhiêt của phối liêu tính theo Cpl= 0,206+101.60.10-6-37.602.10-9 = 0,212 (kcal/kg) Vậy nhiệt do phối liệu mang vào q2=60.0,212.1,6034 =20,389 (kcal/kg) III.2.4. Nhiệt do độ ẩm của phối liệu mang vào: Nhiệt độ của nước trong phối liệu chọn = 60 0C, tỷ nhiệt của H2O là Ch2o=0,443+39.60.10-6+28.602.10-9 = 0,445 (kacl/kg) Nhiệt của H2O theo Phối liệu là q4 =60.0,0162.0,445 = 0,433 (kcal/kgCl) III.2.5. Nhiệt do không khí ẩm mang vào : Nhiệt độ không khí chọn tkk= 300C Tỷ nhiệt của không khí khô Ckkk(300 C) =0,237+23.30.10-6 = 0,238 (kcal/kgCl) Tỷ nhiệt của H20 ( ở 300C ) là Ch2o=0,443+39.30.10-6+28.302.10-9=0,444(kacl/kgCL) Tỷ nhiệt do không khí vào là q5=(tổng lượng khí vào).Ckkẩm.tkk trong đó: Tổng lượng khí vào : GSK= 2,233 + 6,626 .XT nhiệt q5 = 16,141 + 47,936.XT (kcal/kg) III.2.6. Tổng nhiệt vào hệ thống lò: Sv=Sqi = 36,963 + 6701,218.XT (kacl/kgCL) III.2. Nhiệt ra khỏi hệ thống lò: A - Tính nhiệt lý thuyết tạo CL: (Theo phương pháp khôđôrốp) * Nhiệt tiêu tốn 1. Lượng nhiệt liệu tiêu tốn cho 1kg CL : B = 0,110 (kg/kgCL) 2. Lượng nguyên liệu khô lý thuyết vào lò : GTc =1,523 (kg/kgCL) 3. Nhiệt cần để nung nóng phối liệu 0 á 4500C : qr1 qr1 = GTc. (450 - 0) CM = 1,523. 450.0,523 = 173,425(kcal/kgCL) Trong đó : CM - Tỷ nhiệt trung bình của phối liệu ở 0 á 4500C CM = 0,253 (Kcal/kg. độ) 4. Nhiệt cần để phân huỷ caonilit ở 4500C: q2r + Lượng nước hyđrat của nguyên liệu Trong đó Al2O3C hàm lượng nhôm trong phối liệu; A2OT3 nguyên tử lượng của nhôm. GCH2O = 0, 0481 - 0, 0425 = 0, 0056 (kg/kgCl) Nhiệt cần để phân huỷ caonilit ở 4500C : qr2 1600 : hiệu ứng nhiệt phân huỷ caonilit 5. Nhiệt cần để nung nóng phối liệu đã mất nước hyđrat ở 450 á 9000C: qr3 tính theo CM - Tỷ nhiệt trung bình của phối liệu khô ở 450 á 9000C 6. Nhiệt phân huỷ cacbonat C aCO3 và MgCO3 của phối liệu ở 9000C : qr4 tính theo Lượng CaCO3 lý thuyết trong phối liệu: CaOC hàm lượng canxi oxít có trong phối liệu Lượng MgCO3 lý thuyết có trong phối liệu MgOC hàm lượng magiê oxít có trong phối liệu. Vậy: qr4 = 1,206. 396 + 0, 013. 195 = 479,980 (kcal/kgCL) 396 Hiệu ứng phân huỷ CaCO3 195 Hiệu ứng phân huỷ MgCO3 7. Nhiệt nung nóng đỏ phối liệu từ 900 á 14000C : qr5 qr5 = (1, 523 - 0, 541). 500. 0, 247 = 121,305 (kacl/kgCl) * CM =0, 247 tỷ nhiệt trung bình của phối liệu trong khoảng 900 á 14000C 8. Nhiệt tiêu hao để tạo pha lỏng ở 14000C : qr6 = 50 (kcal/kgCL) Tổng lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình tạo CL : * Tính tổng lượng nhiệt vào khi nung CL 1. Nhiệt sinh ra do hiệu ứng toả nhiệt khi tạo khoáng Clinke ở 1000á14000C: q1v 2. Nhiệt sinh ra do hiệu ứng tạo mêtacaonilit AS2 ở 9500C : q2v - % Al2O3 trong phối liệu * 72 - hiệu ứng nhiệt tạo AS2 3. Nhiệt thu hồi khi làm lạnh CL ở 14000C á 00C: q3v = (1400-0).1.0,261 = 365,400 (kcal/kgCL) 0, 261 - tỷ nhiệt trung bình của CL trong khoảng 0 á 9000C 4. Nhiệt sinh ra do kết quả làm lạnh của COC2 của phối liệu ở 9000C á 00C: q4v qv4 = . (900 – 0). 0,256 = 0,537. 900. 0, 256 = 125,719 (kg/kgCl) 0, 256 – tỷ nhiệt trung bình của CO2 trong khoảng 0 á 9000C GCC O2 = GMKNC - GCH2O= 0,541 – 0,0056 = 0, 537 (kg/kgCl) 5. Nhiệt thu hồi do làm lạnh hơi nước từ 450 á 00 C và do ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi nước thoát ra: q5v * 0, 47 - Tỉ nhiệt trung bình của hơi nước trong khoảng 0 á 4500C * 595 - ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi nước ở 1000C đ tổng nhiệt vào : qVT = 595,361 (kcal/kgCl) Vậy nhiệt lý thuyết tạo CL : qT = ồqr - ồqv = 1026,931 - 595,361= 431,570 (kcal/kgCL) B-Tính cân bằng nhiệt cho hệ thống lò III.2.1. Nhiệt lý thuyết tạo clinke : qT = 431,570 (kgcal/kgCL) III.2.2. Nhiệt cần để bốc hơi ẩm của vật liệu: q2 q2 = GH20.595 với GH20 là lượng nước lý học trong phối liệu. 595 là ẩn nhiệt hoá hơi của nước. q2 = 9,637 (kcal/kg) III.2.3. Nhiệt tiêu tốn do nước ẩm dưới dạng hơi nước thoát ra khỏi cyclone trên cùng: q3 = GH20(lý).CH2O.tH2O Giả sử nhiệt độ của hơi nước ra khỏi Cyclone 1= nhiệt khí thải=3000C, T(hơi) = 3000C Ch20 là tỷ nhiệt hơi nước ở nhiệt độ 3000C , Ch20 = 0,457 (kcal/kg) q3 = (0,016+0,0056). 0,457. 300 = 2,988 (kcal/kg) III.2.4. Nhiệt do khí CO2 mang ra khỏi cyclone tầng I q4= Gco2.Cco2.tco2 với Gco2= 0,537 kg/kg Cco2 là tỷ nhiệt của khí CO2 tính theo bảng ở nhiệt độ Tco2=300 0C Cco2= 0,196 +118.300.10-6- 43.3002.10-9 = 0,228 (kcal/kg) q4 =36,673 (kcal/kg) III.2.5. Nhiệt do cháy nhiên liệu mang ra với Ck – nhiệt dung của sản phẩm cháy (kcal/m3.0C) tính tỷ nhiệt của các khí ở nhiệt độ TKT = 3000C Cco2= 0,228 kcal/kg = 0,450 kcal/m3.0C Ch20= 0,457 kcal/kg = 0,368 kcal/m3.0C Co2= 0,227 kcal/kg = 0,324 kcal/m3.0C Cn2= 0,251 kcal/kg = 0,314 kcal/m3.0C Cso2= 0,468 kcal/m3.0C %CO2, %H20, %SO2, %N2, %O2 là thành phần % các khí ứng với a =1,7 Nên Ck = 0,332 (kcal/m3.0C) q5 = 1261,226.XT (kcal/kgCl) III.2.6. Nhiệt do bụi mang ra ngoài: q5=Gbụi . Cbụi . Tbụi với Tbụi= 3000C Cbụi= 0,233 (kcal/kg) (tính theo tỷ nhiệt phối liệu.) Gbụi= 0,080 (kg/kgCL) q5= 5,603 (kcal/kgCl) III.2.7. Nhiệt do CL mang ra khỏi máy lạnh q6=1.Ccl.Tcl nhiệt độ của clinke mang ra, chọn Tcl= 1000C với Ccl là tỷ nhiệt của clinke,Ccl= 0,191 (kcal/kg) q6= 1.0,191.100 =19,140 (kcal/kgCl) III.2.8. Nhiệt do khí thải máy lạnh mang đi sấy than: Chọn nhiệt độ khí thải máy lạnh Tdư = 3000C Ckkk là tỷ nhiệt của không khí khô đi làm lạnh o nhiệt độ Tdư, Ckkk =0,244 (kcal/kg.0C) và Ch20 (ở cùng nhiệt độ) = 0,457 (kcal/kg.0C) khối lượng khí Gdư = 2,233 - 9,660.XT (kg/kgCL) nhiệt do khi thải máy lạnh đem ra ngoài là: q7 = (2,198 .0,244 + 0,035.0,457 ).300 + (6,522 .XT.00244 + 0,104.XT .457).300 = 165,641 - 716,502.XT (kcal/kg). III.2.9. Nhiệt tổn thất ra ngoài môi trường Chọn q8= 40 (kcal/kgCL) Tổng nhiệt ra khỏi hệ thống lò: qSR= 711,252 + 544,724.XT (kcal/kgCl) III.3. Lập cân bằng nhiệt cho hệ thống lò qSV=qSR hay 36,963+6701,175. XT = 711,252 + 544,724. XT Giải ra ta được: XT= 0,1095 giá trị ban đầu của XT = 0,110 Sai số = chấp nhận được. Vậy lấy giá trị XT = 0, 110 như giả thiết đầu. III.3.1. Tính cân bằng vật chất Bảng 31 : Cân bằng vật chất của phân xưởng lò Lượng vật chất vào hệ thống lò Kg/KgCl % 1, than 0,110 2,348 2, phối liệu ẩm thực tế 1,603 34,224 3, Lượng nước lý học của phối liệu 0,016 0,346 3, Không khí lọt vào hệ thống cyclone Gl 0,630 13,447 4, Không khí I ( Gió I) vào lò   0,092 1,972 5, Không khí làm nguội clinker  2,233 47,663 Tổng vật chất vào hệ thống lò 4,685 100 Lượng vật chất ra Kg/KgCl % 1, Lượng Clinker ra lò  1,0000 21,404 2, Lượng CO2 do bụi và phối liệu phân hủy  0,537 11,500 3, Lượng nước hoá học do phối liệu phân huỷ  0,0056 0,120 4, Lượng nước do độ ẩm phối liệu mang ra  0,016 0,347 5, Lượng bụi bay ra khỏi C1 0,080 1,716 6, Lượng khói lò bay ra ngoài với a = 1,7  1,862 39,860 7, Lượng không khí từ máy làm lạnh đem đi sấy than  1,170 25,053 Tổng vật chât ra khỏi hệ thống lò 4,672 100 Sai số của cân bằng vật chất nhà máy < 1 % Kết quả tính toán cho ta sai số của cân bằng nhà náy nằm trong khoảng cho phép tức là sai số không quá 1% III.3.2. Cân bằng nhiệt : Bảng 32: Cân bằng nhiệt của hệ thống lò Lượng nhiệt cung Kcal/kgCL % 1. Nhiệt toả ra do cháy nhiên liệu 730,000 94,298 2, Nhiệt do than đem vào lò 1,913 0,247 3, Nhiệt do phối liệu khô đưa vào lò 20,389 2,634 4, Nhiệt do ẩm phối liệu đưa vào lò 0,433 0,056 5, Nhiệt do không khí mang vào lò 21,414 2,766 Tổng nhiệt cung cấp 774,149 100 Lượng nhiệt tiêu tốn 1, Nhiệt tiêu tốn tạo thành 1 Kg clinker 431,570 55,963 2, Nhiệt tiêu tốn chuyển nước dạng lỏng sang hơi 9,637 1,250 3, Nhiệt tiêu tốn do nước ẩm và nước hoá học thoát ra khỏi cyclone 2,988 0,388 4, Nhiệt tiêu tốn do khí CO2 mang ra khỏi C1 36,673 4,755 5, Nhiệt tiêu tốn do sản phẩm cháy nhiên liệu mang ra 138,745 17,991 6, Nhiệt do bụi mang ra ngoài 5,603 0,727 7, Nhiệt do Clinker mang ra ngoài 19,140 2,482 8, Nhiệt tiêu tốn tổn thất ra môi trường xung quanh và các tổn thất khác 40,000 5,187 9, Nhiệt tiêu tốn do khí thải đem đi sấy than 86,820 11,258 Tổng nhiệt tiêu tốn 771,176 100 III.3.3. Xác định hiệu suất nhiệt và hệ số tác dụng kỹ thuật có ích của lò a. Lượng nhiệt hữu ích khi lò làm việc : là tổng lượng nhiệt tạo CL và ẩn nhiệt hoá hơi của ẩm phối liệu : Qhi = qT. QCw = 431,570 + 9,637 = 441,207 (kcal/kgCL) b. Hiệu suất sử dụng nhiệt của lò : c. Hệ số kỹ thuật sử dụng nhiệt hữu ích của lò : h2 = IV. Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt cho từng bộ phận phân xưởng lò nung. Bảng 33 : Bảng tổng hợp các số liệu ban đầu. Danh mục Tầng I Tầng II Tầng III Tầng IV Tầng V Calciner Lò Hiệu suất lắng % 95 90 90 90 90 Mức độ phân huỷ cácbonat 5 10 80 5 Lượng CO2 thoát ra do phối liệu (kg/kgCL) 0,027 0,054 0,430 0,027 Thể tích CO2 thoát ra m3/kgCL 0,014 0,027 0,217 0,014 Mức độ phân huỷ caonilit (%) 40 60 Lượng nước hoá học thoát ra(kg/kgCL) 0,002 0,003 Thể tích nước hoá học thoát ra m3/kgCL) 0,003 0,004 Lượng nước lý học thoát ra kg/kgCL 0,016 Thể tích nước lý học m3/kgCL 0,020 Không khí lọt theo từng cấp (m3/kgCl) 0,122 0,081 0,081 0,081 0,122 - 0,007 ẩm của không khí lọt theo từng tầng, m3 0,002 0,001 0,001 0,001 0,002 - IV.1. Vật chất rắn : R1i V1i V2i R2i Di V2 : Bụi bay từ tầng dưới lên V1 : Bụi lắng từ tầng trên xuống R1 : Bụi bay lên tầng trên R2 : Bụi lắng xuống tầng dưới Trong mỗi Cyclone đều xẩy ra 1 quá trình nào đó (Di) + Cyclone tầng I : Bay hơi nước lý học +Cyclone tầng II, III : phân huỷ caonilit +Cyclone tầng IV, V : phân huỷ cacbonat + calciner : phân huỷ cacbonat + Lò : phân huỷ cacbonat Hiệu suất lắng của Cyclone : Phương trình cân bằng vật chất : Từ phương trình cân bằng vật chất này ta có : Nếu biết R và h đ Sơ đồ cân bằng bụi trong các tầng Cyclone áp dụng các phương trình tìm các đại lượng vào ra của từng tầng Cyclone : IV.1.1. Đối với lò quay: Lượng tro lắng trong lò và trong calciner là 100%: Lượng tro Gtro = 0,0178 Kg/kgcl Lượng tro lắng trong lò: Gtrolò= 0,0071 kg/kgcl Lượng tro lắng trong Calxiner Gcal = 0,0107 kg/kgcl Lượng bụi từ lò quay đi lên C5 ( bằng 15 % lượng vào lò) nên ta có: R1(lò) = Lượng bụi vào lò cho 1kgCl V1(lò)=(1-Gtrolò+R1(lò)+(lò)) = 1 - 0,0178 + 0,1812+ 0,027 = 1,1903 (Kg/KgCl) Nhận xét : Do hệ thống lò có 2 nhánh nhưng giả sử ta chọn 2 nhánh là như nhau, nghĩa là lượng liệu đổ vào 2 nhánh như nhau, và lượng khí đi qua các nhánh la như nhau, do vậy ta có thể coi 2 nhánh là một nhánh lớn. Như vậy, trong phần này tính toán coi như tính 1 nhánh. IV.1.2. Lượng bụi qua cyclone tầng V: lượng bụi lắng trong cyclone (kg/kgCl) ở cyclone tầng V toàn bộ bụi lắng đều đưa vào lò. Có - Lượng bụi bay ra theo khí thải IV.1.3. Tại calciner: Tại calciner không xảy ra quá trình lắng mà chỉ xảy ra quá trình phân huỷ CO2, và tham gia một phần phản ứng tạo khoáng. Giả sử cấp liệu vào Calciner từ C4 đổ vào 2 vị trí: - Đi vào cùng Gió 3 là: 70 % . - Đi vào phần ống đứng nối lò và Calciner là: 30 % Lượng bụi ra khỏi Calciner là : Lượng bụi vào Calciner từ C4 là mà lượng bụi vào do phối liệu đi từ C4 chiếm 70% (đi cùng Gió 3) nên có phương trình: giải phương trình ta được: =1,6202 (kg/kgCl). nên lượng bụi ra : = 0,7150 (kg/kgCl) lượng bụi vào = 1,1341 (kg/kgCl) IV.1.4. Tại Cyclone tầng IV Lượng lắng ra khỏi C4 là Lượng bụi từ C5 bay lên là (kg/kgCl) Lượng bụi lắng từ C3 xuống là Lượng bụi bay lên Cyclone tầng III là IV.1.5. Tại Cyclone tầng III Lượng lắng ra khỏi C3 là Lượng bụi từ C4 bay lên là Lượng bụi lắng từ C3 xuống là Lượng bụi bay lên Cyclone tầng II là IV.1.6. Tại Cyclone tầng II Lượng lắng ra khỏi C2 là Lượng bụi từ C3 bay lên là Lượng bụi lắng từ C1 xuống là Lượng bụi bay lên Cyclone tầng I là IV.1.7. Tại Cyclone tầng I Lượng lắng ra khỏi C1 là Lượng bụi từ C2 bay lên là Lượng bụi đổ từ trên xuống (liệu cấp vào hệ) là Lượng bụi bay lên Cyclone tầng 3 là IV.1.8. Lượng liệu cấp vào hệ thống lò theo độ ẩm làm việc 1% là Gplẩm= 1,6375 (kg/kgCl) Nhận xét : Lượng phối liệu ẩm thực tế cấp vào lò ( tính phần cân bằng vật chất nhà máy) = 1,6196 kg/kgCl sai số = 1,09 % Bảng 34: Tóm tắt vật chất rắn: lò calciner Cyclone V Cyclone IV Cyclone III Cyclone II Cyclone I Liệu cấp vào lò Bụi lắng ( R2) 1,1903 1,6202 1,6918 1,7005 1,7036 1,6375 Bụi bay vào (V12) 1,1903 0,7150 1,3822 1,8300 1,8835 1,8920 1,8103 Bụi bay lên (R1) 0,1812 1,1341 0,1382 0,1830 0,1884 0,1892 0,0905 IV.2. Vật chất khí Mỗi cyclone đều có : Khí ra Vi1 Di Khí vào Vi2 Khí lọt L + Khí từ dưới lên (khí vào) : Vi2 + Khí lọt : L + Khí đi ra (lên tầng trên) : Vi1 + Khí do vật chất phân huỷ (nếu có) :Di Phương trình cân bằng vật chất Vi1 = Vi2 + L + IV.2.1. Đối với cyclone tầng V: A*Khí đi ra từ lò quay Khí CO2 Gồm có *CO2 phân huỷ trong lò ( 5% cácbonát còn lại) *CO2 do than cháy trong lò sinh ra (40% than cháy ở lò) Nên ta có: (m3tc/kgCl) Khí SO2 có 0,0007 (m3tc/kgCL) Khí N2 thừa lại có 0,2782 (m3tc/kgCL) KHí O2 dư với 0,0067 (m3tc/kgCL) Hơi H2O có 0,0147 (m3tc/kgCL) Không khí lọt từ đầu lò (2%)= 0,0065 (m3tc/kgCL) B*Khí từ Calciner ra Khí CO2 Gồm có *CO2 phân huỷ trong calciner ( 80% cácbonát ) *CO2 do than cháy trong calciner sinh ra (60% than cháy ở Calciner) Nên ta có: (m3tc/kgCl) Khí SO2 có 0,0010 (m3tc/kgCL) Khí N2 thừa lại có 0,4172 (m3tc/kgCL) KHí O2 dư với 0,0101 (m3tc/kgCL) Hơi H2O có 0,0219 (m3tc/kgCL) vậy khí vào Cyclone tầng 5 (tính tổng 2 nhánh): (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) Lượng không khí ẩm lọt vào ( theo bảng ) = 0,0019 (m3tc/kgCL) Không khí khô lọt vào 0,0019 (m3tc/kgCL) IV.2.2. Với cyclone tầng IV : Tại C 4 có hai quá trình có liên quan đến vật chất khí đó là: Có thêm khí CO2 do phân huỷ đá vôi và có không khí ẩm lọt vào.Do đó, tương tự như trên ta có: (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) Lượng không khí ẩm lọt vào (theo bảng 33) = 0,0013 (m3tc/kgCL) Không khí khô lọt vào 0,0013 (m3tc/kgCL) IV.2.3. Với cyclone tầng III : Tại C 3 chỉ có quá trình có liên quan đến vật chất khí đó là: phân huỷ caonilít (caonilít bị phân huỷ 60%) sinh ra hơi nước.Vậy ta có: (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) Lượng không khí ẩm lọt vào ( theo bảng trên) = 0,0013 (m3tc/kgCL) Không khí khô lọt vào 0,0013 (m3tc/kgCL) IV.2.4. Với cyclone tầng II : Tại C 2 chỉ có quá trình có liên quan đến vật chất khí đó là: phân huỷ caonilít( caonilít bị phân huỷ 40%) sinh ra hơi nước.Vậy ta có: (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) Lượng không khí ẩm lọt vào ( theo bảng trên) = 0,0013 (m3tc/kgCL) Không khí khô lọt vào 0,0013 (m3tc/kgCL) IV.2.5.Với cyclone tầng I : Tại C 1 chỉ có quá trình có liên quan đến vật chất khí đó là: bay hơi nước của phối liệu. (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) (m3tc/kgCL) Lượng không khí ẩm lọt vào ( theo bảng trên) = 0,0019 (m3tc/kgCL) Không khí khô lọt vào 0,0019 (m3tc/kgCL) Bảng 35: Tóm tắt thành phần các khí ( cho 2 nhánh) Thể tích Lò Calciner C5 (X2) C4 (X2) C3 (X2) C2 (X2) C1 (X4) CO2 0,0764 0,3116 0,4151 0,4287 0,4287 0,4287 0,4287 SO2 0,0007 0,0010 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 N2 0,2782 0,4172 0,6954 0,6954 0,6954 0,6954 0,6954 O2 0,0067 0,0101 0,0168 0,0168 0,0168 0,0168 0,0168 H2O 0,0147 0,0219 0,0385 0,0397 0,0452 0,0492 0,0713 KKK lọt 0,0071 0,0019 0,0013 0,0013 0,0013 0,0019 Tổng 0,3831 0,7617 1,1693 1,1835 1,1890 1,1930 1,2157 IV.3. Tính nhiệt độ của khí ra khỏi các cyclone của hệ thống lò: Các số liệu ban đầu: Từ công thức tính tỷ nhiệt của các khí ( theo tài liệu của hãng F.L.Smidth) ta có: Bảng 36: Tỷ nhiệt của các chất khí. Tỷ nhiệt Kcal/m3.độ kcal/kgCl Nhiệt độ CO2 H2O (hơi) N2 SO2 O2 Không khí khô phối liệu 300 0,4498 0,3676 0,3135 0,468 0,3244 0,3154 0,2330 400 0,4672 0,3723 0,3163 0,4820 0,3287 0,3183 0,2405 500 0,4829 0,3775 0,3190 0,4950 0,3330 0,3213 0,2473 600 0,4969 0,3831 0,3218 0,5050 0,3372 0,3243 0,2533 700 0,5091 0,3892 0,3245 0,5140 0,3415 0,3273 0,2586 800 0,5197 0,3957 0,3273 0,5220 0,3458 0,3302 0,2631 900 0,5286 0,4026 0,3300 0,5290 0,3501 0,3332 0,2669 1000 0,5358 0,4100 0,3328 0,5350 0,3544 0,3362 0,2700 1100 0,5412 0,4179 0,3355 0,5400 0,3587 0,3392 0,2723 1200 0,5450 0,4262 0,3383 0,5440 0,3630 0,3421 0,2739 * Các giá trị thể tích chất khí lấy ở bảng 35, khối lượng bụi bảng 34. Một số giả thiết ban đầu: Nhiệt độ khí thải ( chọn như trên) là 300 OC. Nhiệt độ clinke ra khỏi lò rơi vào máy lạnh là 12000C Chênh lệch giữa nhiệt độ khí thải và phối liệu trong mỗi tầng Cyclone là từ 20-600C, ở đây ta chọn chênh lệch là 30 0C. Chênh lệch nhiệt độ giữa Gió 2 và Gió 3 là 1000C, tức là TGió2=TGió3+1000C. IV.3.1- Tính nhiệt độ khí thải ra khỏi C2: Lập cân bằng nhiệt cho cyclone tầng 1: * Nhiệt ra khỏi C1: Nhiệt để bốc hơi ẩm của phối liệu Q1= 595.0,0016 = 9,6369 (kacl/kgCl) Nhiệt do bụi phối liệu bay ra ( giả sử bụi phối liệu có nhiệt độ 3000C ) Q2 =0,0905 . 0,2330 . 300 = 6,3262 (kacl/kgCl) Nhiệt do ẩm của phối liệu mang ra ( theo phần cân bằng nhiệt ở trên) Q3= 2,9884 kacl/kgcl Khí thải ở nhiệt độ 3000C có tỷ nhiệt tính theo công thức 0,4439 (Kcal/m3.OC) Nhiệt do khí thải Q4 = 0,4439.300 = 133,1585 (kcal/kgCL) Chọn nhiệt của phối liệu xuống là: 270OC Tỷ nhiệt của phối liệu tại nhiệt độ chọn là Cpl = 0,2306 (kcal/kgCL). Nhiệt do phối liệu lắng xuống tầng dưới Q5 =1,7036 . 0,2306 . 270 = 106,0573 (kcal/kgCL) Nhiệt tổn thất Q6= 4,00 (kcal/kgcl) Tổng nhiệt ra SQr= 262,1674 (kcal/kgcl). * Nhiệt vào cyclone 1 Phối liệu đưa vào có nhiệt độ: 600C, tỷ nhiệt của phối liệu ở cùng nhiệt độ Cpl = 0,2119 (Kcal/kgCL) Nhiệt do phối liệu mang vào là: Qcf = 1,6375 .0,2119.60 = 20,8218 (Kcal/kgCL) Nhiệt do bụi và khí thải từ C2 bay lên ở nhiệt độ tx là: I1 Nhiệt do không khí lọt vào ở nhiệt độ là 300C ( nhiệt độ môi trường). với tỷ nhiệt của kkk ở điều kiện thường là: Ckkkmt = 0,2377 (kcal/kgcl) Qlọt= 0,0019.0,2377.30 =0,0134 (kcal/kgcl) Nhiệt do ẩm của kk lọt mang vào Q ẩmkk = 0,0255 (kcal/kgcl) Nhiệt do ẩm của phối liệu mang vào Qẩmpl =0,4329 kacl/kgcl Tổng nhiệt vào SQv = 21,2935 + I1 (kcal/kgcl) * Lập cân bằng nhiệt cho cyclone tầng 1 ta được: SQr= SQv hay : 262,1674 = 21,2935 + I1 Giải ra ta được: I1 = 240,8739 (kcal/kgCl) *Xác định hàm nhiệt của khí và bụi từ C2 bay lên C1 ở các nhiệt độ 4000C và 5000C. Giả thiết rằng nhiệt dung riêng của khí thải và Bụi trong khoảng nhiệt độ đó là hàm tuyến tính Tại 4000C : 0,4908 (kcal/kgcl) Do đó I1400=0,4908.400= 196,3008 (kcal/kgcl) Tại 5000C : 0,5010 (kcal/kgcl) Do đó I1500=0,5010.500= 250,0593 (kcal/kgcl) Nhận xét thấy I1 có giá trị nằm trong khoảng I1400 á I1500.Coi hàm I tuyến tính trong khoảng nhiệt độ 400 á5000C thì ta nội suy tìm được nhiệt độ tương ứng I1 tx( I1) =0C IV.3.2. Xác định nhiệt khí thải ra khỏi C3: Lập cân bằng nhiệt cho Cyclone C2 Nhiệt vào cyclone C2 : Nhiệt do phối liệu từ tầng I lắng vào : 106,0573 (kcal/kgcl) Nhiệt do khí + bụi từ C3 lên I2 Nhiệt do không khí lọt vào ở nhiệt độ là 300C ( nhiệt độ môi trường). với tỷ nhiệt của kkk ở điều kiện thường là: Ckkkmt = 0,2377 (kcal/kgcl) Qlọt= 0,0013.0,2377.30 = 0,0089 (kcal/kgcl) Nhiệt do ẩm của kk lọt mang vào Q ẩmkk = 0,0170 (kcal/kgcl) Tổng nhiệt vào : SQ= 106,0832 + I2 Nhiệt tiêu tốn Nhiệt bay lên tầng trên q1= I1=240,8739 (kcal/kgcl) Nhiệt phân huỷ caolinít q2= 0,4.8,945= 3,5778 (kcal/kgcl). Nhiệt do mất mát q3= 4 (kcal/kgcl) Nhiệt của phối liệu xuống là: (482-30 ) = 452 OC Tỷ nhiệt của phối liệu tại nhiệt độ chọn là Cpl = 0,2441 (kcal/kgCL). Nhiệt do phối liệu lắng xuống tầng dưới q4 =1,7005 . 0,2441 . 452 = 187,7257 (kcal/kgCL) Vậy tổng nhiệt tiêu tốn: Sqi= 436,1779 (kcal/kgCL) Lập cân bằng nhiệt cho cyclone C2 ta có 106,0832 + I2 = 436,1779 ô I2 = 330,0947. Xác định hàm nhiệt của khí và bụi từ C3 bay lên C2 ở các nhiệt độ 6000C và 7000C. Giả thiết rằng nhiệt dung riêng của khí thải và Bụi trong khoảng nhiệt độ đó là hàm tuyến tính. Tại 6000C: 0,5087 (kcal/kgCL) nên I2600= 0,5087 . 600 = 305,1977 (kcal/kgCL) Tại 7000C: 0,5172 (kcal/kgCL) nên I2700= 0,5172 . 700 = 362,0404 (kcal/kgCL) Nhận xét thấy I2 có giá trị nằm trong khoảng I2600 á I2700.Coi hàm I tuyến tính trong khoảng nhiệt độ 600 á7000C thì ta nội suy tìm được nhiệt độ tương ứng I2 tx(I2)=0C. IV.3.3. Tính nhiệt của khói lò ra khỏi C4 Lập cân bằng nhiệt cho C3 Nhiệt vào Nhiệt do phối liệu từ tầng 2 lắng xuống : 187,7251 (kcal/kgcl) Nhiệt do khí + bụi từ C4 bay lên là I3 (ở nhiệt độ tx). Nhiệt do không khí lọt vào ở nhiệt độ là 300C ( nhiệt độ môi trường). với tỷ nhiệt của kkk ở điều kiện thường là: Ckkkmt = 0,2377 (kcal/kgcl) Qlọt= 0,0013.0,2377.30 = 0,0089 (kcal/kgcl) Nhiệt do ẩm của kk lọt mang vào Q ẩmkk = 0,0170 (kcal/kgcl) Tổng nhiệt vào : SQ= 187,7517 + I3 (kcal/kgcl) Nhiệt tiêu tốn Nhiệt bay lên tầng trên q1= I2 = 330,0942 (kcal/kgcl) Nhiệt phân huỷ caolinít q2= 0,6.8,945= 5,3667 (kcal/kgcl). Nhiệt do mất mát q3= 4 (kcal/kgcl) Nhiệt của phối liệu xuống là: (644-30 ) = 614 OC Tỷ nhiệt của phối liệu tại nhiệt độ chọn là Cpl = 0,2541(kcal/kgCL). Nhiệt do phối liệu lắng xuống tầng dưới q4 =1,6918. 0,2541 . 614 = 263,8198 (kcal/kgCL) Vậy tổng nhiệt tiêu tốn: Sqi= 603,2806 (kcal/kgCL) Lập cân bằng nhiệt cho cyclone C3 ta có 187,7517 + I3 = 603,2806 ô I3 = 415,5294 (kcal/kgCL). Xác định hàm nhiệt của khí và bụi từ C4 bay lên C3 ở các nhiệt độ 7000C á 8000C. Giả thiết rằng nhiệt dung riêng của khí thải và Bụi trong khoảng nhiệt độ đó là hàm tuyến tính. Tại 7000C: 0,5137 (kcal/kgCL) nên I3700= 0,5137 . 700 = 359,5916 (kcal/kgCL) Tại 8000C: 0,5213 (kcal/kgCL) nên I3800= 0,5213 . 800 = 417,0646 (kcal/kgCL) Nhận xét thấy I3 có giá trị nằm trong khoảng I3700 á I3800.Coi hàm I tuyến tính trong khoảng nhiệt độ 700 á8000C thì ta nội suy tìm được nhiệt độ tương ứng I3 tx(I3)=0C. IV.3.4.Tính nhiệt của khói lò ra khỏi C5 Lập cân bằng nhiệt cho C4 Nhiệt vào Nhiệt do phối liệu từ tầng 3 lắng xuống : 263,8180 (kcal/kgcl) Nhiệt do khí + bụi từ C5 bay lên là I4 (ở nhiệt độ tx). Nhiệt do không khí lọt vào ở nhiệt độ là 300C ( nhiệt độ môi trường).