nhiên liệu cho quá trình nung clinker

Ch¬ng INhiªn liÖu vµ qu¸ tr×nh ch¸y

Nhiªn liÖu lµ nguån nhiÖt chñ yÕu trong çc lß nung vµ sÊy cña c«ng nghiÖp vËt liÖu Siliçt nãi chung vµ c«ng nghiÖp xi m¨ng nãi riªng. Khi ch¸y, nhiªn liÖu sÏ táa mét lîng nhiÖt lín cung cÊp cho çc s¶n phÈm nung hoÆc sÊy. Trong ch¬ng nµy chóng ta chØ kh¶o s¸t nhiªn liÖu h÷u c¬ th«ng dông nhÊt ®Æc biÖt lµ nhiªn liÖu r¾n díi d¹ng than ®¸ antrraxit. Nh»m më réng h¬n hiÓu biÕt vÒ nhiªn liÖu trong phÇn nµy còng nªu lªn çc lo¹i nhiªn liÖu kh¸c mÆc dï cã hay sö dông Ýt.

I. §Æc ®iÓm chung cña nhiªn liÖu.1. Yªu cÇu vµ ph©n lo¹i nhiªn liÖu.Theo tr¹ng th¸i tæ hîp, nhiªn liÖu ®îc chia lµm 3 lo¹i: r¾n,

láng, khÝ. Nhiªn liÖu r¾n: bao gåm+ Thiªn nhiªn: cñi, than bïn, than ®¸, antracit, ®¸ dÇu (®¸

bitum)…+ Nh©n t¹o: than bôi, than cñi, than b¸nh…Nhiªn liÖu láng: bao gåm + Thiªn nhiªn: dÇu má…+ Nh©n t¹o: x¨ng, dÇu háa, mazut (FO), diezen (DO)…Nhiªn liÖu khÝ: bao gåm.+ Thiªn nhiªn: khÝ thiªn nhiªn, khÝ ®ång hµnh, khÝ nhµ

m¸y läc dÇu, khÝ ho¸ láng (hçn hîp cña khÝ propan vµ butan)…+ Nh©n t¹o: khÝ than, khÝ lß cèc, khÝ lß cao…Yªu cÇu chung ®èi víi çc lo¹i nhiªn liÖu kh¸c nhau:

1

a. Khi ch¸y, nhiªn liÖu cÇn táa ra mét lîng nhiÖt lín tÝnh theo mét ®¬n vÞ thÓ tÝch hay khèi lîng.

b. Khi ch¸y, nhiªn liÖu kh«ng ®îc t¸ch ra khÝ ®éc h¹i ®Õn søc khoÎ cña con ngêi (nh CO, SO2, NOx) còng nh çc khÝ ¶nh h-ëng ®Õn nh÷ng vËt liÖu nung, vËt liÖu x©y lß, chñ yÕu lµ çc phÇn kim lo¹i cña chóng.

c. Nhiªn liÖu cÇn ph¶i dÔ khai th¸c, dÔ vËn chuyÓn vµ rÎ tiÒn.

d. Nhiªn liÖu cÇn ph¶i cã kh¶ n¨ng b¶o qu¶n l©u dµi trong kho mµ kh«ng cã sù thay ®æi tÝnh chÊt cña chóng.

e. Nhiªn liÖu cÇn ph¶i ®¶m b¶o çc yªu cÇu vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt.

2. Thµnh phÇn nhiªn liÖu Nhiªn liÖu cã hai phÇn: phÇn ch¸y ®îc lµ çc chÊt h÷u c¬

phøc t¹p vµ phÇn kh«ng ch¸y ®îc lµ tro xØ vµ h¬i Èm. Thµnh phÇn cña phÇn ch¸y ®îc phô thuéc vµo thµnh phÇn

chÊt nguyªn thñy t¹o ra nhiªn liÖu ®ã, vÝ dô than ®¸, dÇu má cã thµnh phÇn kh¸c nhau do nguån gèc t¹o thµnh chóng kh¸c nhau.

Thµnh phÇn nhiªn liÖu r¾n vµ láng ®îc biÓu thÞ b»ng phÇn tr¨m khèi lîng nguyªn tè vµ ký hiÖu thµnh phÇn nguyªn tè ®ã. §é tro lµ nh÷ng kho¸ng kh«ng ch¸y ®îc cña nhiªn liÖu ký hiÖu lµ A% vµ ®é Èm ký hiÖu lµ W%.

Cã 4 lo¹i thµnh phÇn nhiªn liÖu: thµnh phÇn h÷u c¬, thµnh phÇn ch¸y, thµnh phÇn kh« vµ thµnh phÇn lµm viÖc. Trong b¶ng 1 cho 4 lo¹i thµnh phÇn víi ký hiÖu cña chóng.

2

Thµnh phÇn nhiªn liÖu theo ký hiÖu. B¶ng 1

Tªn thµnh phÇn

Ký hiÖu

Thµnh phÇn nguyªn tè (%)

Tæng céng (%)

Thµnh phÇn h÷u c¬

H Ch , Hh, Oh, Nh 100

Thµnh phÇn ch¸y C Cc , Hc, Oc, Nc, Sc 100Thµnh phÇn kh« K Ck , Hk, Ok, Nk, Sk, Ak 100Thµnh phÇn lµm viÖc

L Cl , Hl, Ol, Nl, Sl, Al Wl 100

Th«ng thêng c¸c sè liÖu vÒ nhiªn liÖu ®Òu cho díi d¹ng kh«, v× ®é Èm cña chóng thay ®æi theo thêi tiÕt. Trong kü thuËt l¹i cÇn ®Õn thµnh phÇn lµm viÖc, cho nªn khi tÝnh to¸n ta ph¶i chuyÓn vÒ thµnh phÇn lµm viÖc. Khi chuyÓn ®æi thµnh phÇn kh«, thµnh phÇn ch¸y sang thµnh phÇn lµm viÖc ta ¸p dông c«ng thøc sau:

Tõ thµnh phÇn kh« (% khèi lîng):

(1-1)

Tõ thµnh phÇn ch¸y (% khèi lîng):

(1-2)

C¸c thµnh phÇn kh¸c còng tÝnh t¬ng tù.Khi ®· biÕt thµnh phÇn lµm viÖc cña than, ch¼ng h¹n

, song kiÓm tra thùc tÕ ®é Èm kh«ng ph¶i lµ mµ lµ do ma giã hoÆc b¶o qu¶n, Do ®ã thµnh phÈn nhiªn liÖu sÏ thay ®æi thµnh … vµ thµnh phÇn míi tÝnh theo:

3

(1-3)

Thµnh phÇn khÝ kh¸c tÝnh t¬ng tù.II. TÝnh chÊt cña nhiªn liÖu .Tõ çc tÝnh chÊt cña nhiªn liÖu kh«ng nh÷ng ta biÕt ®îc

nhiÖt lîng táa ra khi ch¸y mµ cßn t×m ®îc ®iÒu kiÖn tèt nhÊt khi ch¸y còng nh tæ chøc viÖc vËn chuyÓn vµ b¶o qu¶n chóng trong kho. Ngoµi ra còng c¨n cø vµo tÝnh chÊt cña nhiªn liÖu mµ ta lùa chän nhiªn liÖu thÝch hîp víi mçi kiÓu lß nung kh¸c nhau.

1. NhiÖt sinh hay nhiÖt trÞ cña nhiªn liÖu TÝnh chÊt chÝnh cña nhiªn liÖu lµ kh¶ n¨ng t¹o ra nhiÖt l-

îng khi ch¸y, tÝnh chÊt nµy ®îc biÓu thÞ b»ng nhiÖt trÞ. NhiÖt trÞ lµ lîng nhiÖt táa ra khi ch¸y hoµn toµn mét kg nhiªn liÖu r¾n hay láng hoÆc Kj/kg hay kcal/kg.

§¬n vÞ thêng dïng ë níc ta lµ Kcal, do ®ã cã thÓ chuyÓn ®æi nh sau:

Kcal /kg = 4,187 Kj / kg Kcal / h = 1,163 W = 1,163 J/ s = 3,968 Btu/ hLîng nhiÖt táa ra khi ch¸y nhiªn liÖu lµ kÕt qu¶ cña çc

ph¶n øng táa nhiÖt do qu¸ tr×nh oxi hãa çc nguyªn tè riªng biÖt cña nhiªn liÖu. Nhng ®ång thêi còng cã nh÷ng qu¸ tr×nh thu nhiÖt cïng tiÕn hµnh song song nh sÊy kh«, ph©n hñy çc hîp chÊt phøc t¹p thµnh hîp chÊt ®¬n gi¶n h¬n. Cho nªn nhiÖt trÞ chÝnh lµ tæng cña çc hiÖu øng nhiÖt nµy tÝnh theo mét ®¬n vÞ khèi lîng (hay thÓ tÝch cña nhiªn liÖu khÝ). Ngêi ta ph©n biÖt nhiÖt trÞ cao vµ nhiÖt trÞ thÊp Qt

l , nhiÖt trÞ cao

4

kh«ng tÝnh ®Õn nhiÖt tiªu tèn ®Ó bèc h¬i cña níc khi ch¸y hydro. NhiÖt trÞ thÊp cã tÝnh ®Õn lîng nhiÖt nµy.

NhiÖt trÞ cña nhiªn liÖu phô thuéc nhiÒu vµo thµnh phÇn cña nhiªn liÖu vµ dao ®éng trong mét kho¶ng lín. Lîng nhiÖt táa ra nhiÒu nhÊt lµ tõ hydro, sau ®ã lµ carbon; cho nªn nhiªn liÖu nµo giµu thµnh phÇn nµy th× nhiÖt trÞ cµng cao. VÝ dô mazut, x¨ng, dÇu hãa cã nhiÖt trÞ cao vµ ®¹t ®Õn 41000Kj/kg, nhiªn liÖu khÝ nhËn ®îc khi gia c«ng dÇu má, chøa tíi 98% hydrocarbon vµ hydro nªn nhiÖt trÞ gÇn b»ng 36000Kj/m3.

NhiÖt trÞ nhiªn liÖu r¾n t¨ng lªn theo tuæi h×nh thµnh cña chóng. Tuæi cµng lín th× hµm lîng carbon cµng lín vµ hµm lîng oxi cµng nhá. VÝ dô, cñi hay than bïn cã nhiÖt trÞ kho¶ng 18840Kj/kg vµ nhiªn liÖu giµ h¬n, nh than ®¸ cã nhiÖt trÞ kho¶ng 35580Kj/kg. Tro xØ vµ lîng Èm ®Òu h¹ thÊp nhiÖt trÞ cña nhiªn liÖu.

Trong kü thuËt, cÇn ph¶i so s¸nh tiªu tèn nhiÖt riªng cho mét ®¬n vÞ khèi lîng (hay thÓ tÝch) s¶n phÈm khi nung sÊy hay gia c«ng nhiÖt ë c¸c lß kh¸c nhau; cho nªn ngêi ta dïng kh¸i niÖm ®¬n vÞ nhiªn liÖu tiªu chuÈn hay qui íc. §ã lµ nhiªn liÖu "tëng tîng" cã nhiÖt trÞ b»ng 29300Kj/kg (7000Kcal/kg).

§Ó chuyÓn nhiªn liÖu bÊt kú nµo ®ã sang nhiªn liÖu qui íc ta sö dông hÖ sè nhiªn liÖu.

K= Qtl/29300 (1-4)

Trong ®ã: Qtl lµ nhiÖt trÞ nhiªn liÖu r¾n hay láng Kj/kg

hoÆc nhiªn liÖu khÝ Kj/m3. NÕu nhiÖt trÞ kh«ng dïng ®¬n vÞ Kj/kg mµ dïng Kcal/kg th×:

K = Qtl/7000

2. Vai trß l u huúnh trong nhiªn liÖu

5

Lu huúnh trong nhiªn liÖu thêng cã ë ba d¹ng:a. Hîp chÊt h÷u c¬ b. Hîp chÊt sulfua s¾t FeS2 c. Sulphat CaSO4, FeSO4 .Lu huúnh trong hîp chÊt h÷u c¬, sulffua lµ thµnh phÇn

ch¸y ®îc cña nhiªn liÖu S + O2 = SO2 vµ táa ra 9240Kj/kgS.Lu huúnh ë d¹ng sulphat kh«ng ch¸y ®îc, hµm lîng cña nã

trong nhiªn liÖu kh«ng ®¸ng kÓ. Nh vËy chØ cã lu huúnh ë phÇn ch¸y ®îc míi lµ chÊt bèc cña nhiªn liÖu.

Hµm lîng chung cña lu huúnh trong nhiªn liÖu thiªn nhiªn dao ®éng nh sau:

Cñi gç 0 2%Than bïn 0,2 2,0%Than n©u 1,0 1,5%Than ®¸ 0,2 7,0%Antraxit 0,1 5,0% DÇu má 0 3,0%MÆc dï lu huúnh ch¸y ®îc vµ táa nhiÖt, nhng sù cã mÆt

cña lu huúnh sÏ lµm gi¶m chÊt lîng nhiªn liÖu v× s¶n phÈm ch¸y cña nhiªn liÖu SO2 sÏ lµm « nhiÔm m«i trêng vµ ®«i khi cã h¹i trùc tiÕp ®Õn vËt liÖu gia c«ng trong lß.

Nhiªn liÖu cã trªn 57% lu huúnh, gi¸ trÞ sö dông cña nã trong c«ng nghiÖp rÊt kÐm. Than n©u cã chøa lu huúnh dÔ bÞ t¶ vôn trong kh«ng khÝ, v× FeS2 bÞ oxi hãa thµnh Fe(SO4)3 lµm cho than bÞ vì vôn. DÇu má chøa lu huúnh ë d¹ng nguyªn tè S, mercaptan, disulfua, sulfua, nh÷ng chÊt nµy ¨n mßn kim lo¹i.

§Æc biÖt trong lß quay ®èt b»ng nhiªn liÖu chøa mhiÒu lu huúnh sÏ g©y nªn hiÖn tîng ngng ®äng muèi sunphat kiÒm lµm

6

t¾c cyclon, ®êng èng. §iÒu nµy g©y trë ng¹i cho ho¹t ®éng b×nh thêng cña lß v× ph¶i ph¸ çc ®iÓm t¾c ®ã. ChÝnh v× vËy mµ hÖ trao ®æi nhiÖt cña lß quay ph¶i trang bÞ çc song khÝ nÐn ®Ó ph¸ çc t¶ng phèi liÖu bÞ ®ãng côc. ViÖc ph¸ çc ®iÓm t¾c nµy ph¶i tu©n thñ nghiªm kh¾c quy tr×nh ®Ó tr¸nh g©y ra tæn th¬ng ®¸ng tiÕc.

Cuéc ®Êu tranh chèng « nhiÔm m«i trêng vµ luËt m«i tr-êng ®· kh«ng cho phÐp sö dông than hay nhiªn liÖu chøa nhiÒu SO2 trong khãi lß. §©y còng lµ vÊn ®Ò ®¸ng quan t©m khi lùa chän nhiªn liÖu dïng trong lß.

3. Tro xØ Tro xØ lµ t¹p chÊt nh ®Êt ®¸ lÉn vµo nhiªn liÖu vµ lµ cÆn

r¾n kh«ng ch¸y ®îc khi ®èt nhiªn liÖu. Hµm lîng tro phô thuéc vµo lo¹i nhiªn liÖu, vÞ trÝ khai th¸c, ®iÒu kiÖn vËn chuyÓn vµ dao ®éng tõ vµi phÇn ngh×n ë nhiªn liÖu láng, 12% ë cñi gç cho ®Õn 5060% ë ®¸ dÇu (®¸ bitum). Than antraxit dïng trong c«ng nghiÖp xi m¨ng thêng 15 –20% t¬ng øng víi than çm 3.

Chóng ta ph©n biÖt tro liªn kÕt lµ tro ph©n bè ®ång ®Òu trong nhiªn liÖu vµ kh«ng lo¹i trõ ®îc khi lµm giµu.

Tro xØ cã nh÷ng ¶nh hëng cã h¹i sau: a. H¹ thÊp nhiÖt trÞ cña nhiªn liÖu b. Tiªu tèn nhiÖt ®Ó nãng ch¶y tro xØ vµ ph©n huû çc

hîp chÊt cña tro xØ. VÝ dô: CaCO3 CaO + CO2 - q

CaSO4. H2O CaSO4 + 2H2O - q c. Tæn thÊt nhiÖt do tro xØ mang ra khái lß.

7

d. G©y trë ng¹i viÖc cÊp kh«ng khÝ ®Ó ch¸y nhiªn liÖu v× tro xØ lµm t¾c nghÏn buång ®èt. NÕu xØ dÔ ch¶y, chóng dÔ t¹o t¶ng xØ trong buång ®èt, lµm sù ph©n bè kh«ng khÝ trong buång ®èt kh«ng ®Òu.

e. G©y tæn thÊt do ch¸y kh«ng hoµn toµn c¬ häc v× mét sè than trong xØ kh«ng ®îc ch¸y hÕt.

g. CÇn ph¶i lµm vÖ sinh vµ trén ®¶o nhiªn liÖu (chäc lß) .h. XØ cã thÓ ph¸ ho¹i g¹ch lãt lß vµ ghi ®èt. i. NÕu ch¸y than trùc tiÕp trong lß, xØ than sÏ lµm háng hay

lµm bÈn vËt liÖu nung.Theo thµnh phÇn hãa häc cña xØ ta chia ra: XØ axit khi tØ lÖ (SiO2 + Al2O3)/(CaO + MgO) > 1XØ basic khi tØ lÖ (SiO2 + Al2O3)/(CaO + MgO) < 1

B¶ng 2 §é tro vµ ®é Èm cña nhiªn liÖu.Nhiªn liÖu §é tro % §é Èm hót % §é Èm lµm

viÖc %KhÝ thiªn nhiªn

- - 0,5 1,5

DÇu má 0,0 0,1 - 0,0 3,0Cñi gç 0,5 2,0 5,0 10,0 25,0 50,0Than bïn 3,5 25,0 7,0 15,0 25,0 60,0Than n©u 7,0 45,0 4,0 15,0 20,0 50,0Than ®¸ 4,0 34,0 1,0 8,0 2,5 22,0Antraxit 2,0 44,0 0,4 1,0 3,0 10,00

§é chÞu löa cña tro xØ phô thuéc vµo thµnh phÇn hãa häc. XØ kiÒm thêng cã ®é chÞu löa cao h¬n xØ axit. Theo ®é chÞu löa ta cã 4 nhãm xØ: xØ dÔ ch¶y cã ®é chÞu löa gÇn 11600C,

8

trung b×nh 116013500C, khã ch¶y 135015000C, chÞu löa trªn 15000C. §é nãng ch¶y cña tro xØ cÇn ph¶i kÓ ®Õn khi lùa chän thiÕt bÞ ®èt chóng.

Hµm lîng tro xØ trong nhiªn liÖu cho trong b¶ng 2.

4. §é Èm cña nhiªn liÖu (W %) §é Èm cña nhiªn liÖu còng h¹ thÊp nhiÖt trÞ cña chóng v×

nã lµm gi¶m thµnh phÇn ch¸y cña nhiªn liÖu. Ngoµi ra khi ch¸y ph¶i tiªu tèn nhiÖt ®Ó bèc h¬i Èm vµ ®èt nãng h¬i Èm ®Õn nhiÖt ®é khãi lß. V× vËy ch¸y nhiªn liÖu Èm rÊt khã kh¨n vµ ®«i khi ph¶i sÊy nhiªn liÖu tríc khi ®èt.

H¬i Èm trong nhiªn liÖu n»m trong tr¹ng th¸i tù do, nã dÔ lo¹i trõ khi sÊy trong kh«ng khÝ 23 ngµy vµ ë tr¹ng th¸i ®é Èm hót. §é Èm chØ lo¹i trõ ®îc khi sÊy nh©n t¹o ë 1050C. Lîng h¬i Èm tù do phô thuéc vµo lo¹i nhiªn liÖu, ®Þa ph¬ng, thêi gian khai th¸c, kÝch thíc nhiªn liÖu… vµ ®iÒu kiÖn khÝ quyÓn. Trong nhiªn liÖu cßn cã h¬i Èm n»m ë d¹ng liªn kÕt hãa häc víi tro xØ, nhng trong kü thuËt ngêi ta kh«ng tÝnh ®Õn vµ kh«ng ®a vµo thµnh phÇn lµm viÖc cña nhiªn liÖu. §èi víi lß quay nung clinke xi m¨ng than ®Òu ®îc sÊy nghiÒn ®Õn ®é Èm kho¶ng 1% ®Ó ®¶m b¶o dÔ ch¸y khi phun vµo lß.

Trong nhiªn liÖu láng, níc n»m ë d¹ng nhò t¬ng khã t¸ch riªng. §é Èm cña nhiªn liÖu trong b¶ng 2.

5. ChÊt bèc cña nhiªn liÖu (V%) NÕu ®èt nãng nhiªn liÖu r¾n ®Õn 8500C kh«ng cã kh«ng

khÝ th× chÊt bèc sÏ t¸ch ra. VËy chÊt bèc lµ hçn hîp khÝ khi ph©n hñy nhiªn liÖu ë 8500C trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã kh«ng khÝ. Trong thµnh phÇn cña nã cã CO, CO2, H2S, H2, N2, hydro

9

carbon h¬i níc, nhùa than… sau khi chÊt bèc t¸ch hÕt, cßn lµ cÆn cèc.

Lîng chÊt bèc nhiÒu hay Ýt phô thuéc vµo d¹ng vµ thµnh phÇn nhiªn liÖu (xem b¶ng 6). NhiÒu chÊt bèc nhÊt lµ cñi gç (85% thµnh phÇn ch¸y), sau ®ã lµ than bïn (75%), than n©u vµ vµi lo¹i than ®¸. Antraxit chøa Ýt hydro vµ oxy do ®ã lîng chÊt bèc còng Ýt nhÊt.

Hµm lîng chÊt bèc lµ mét ®Æc tÝnh quan träng, nã quyÕt ®Þnh kh¶ n¨ng b¾t löa vµ nh÷ng tÝnh chÊt kh¸c cña nhiªn liÖu. V× vËy c¨n cø vµo hµm lîng chÊt bèc ®Ó lùa chän ph¬ng ph¸p ®èt còng nh cÊu tróc cña thiÕt bÞ ®èt nhiªn liÖu. Lîng chÊt bèc cµng nhiÒu, nhiÖt ®é b¾t ch¸y nhiªn liÖu cµng thÊp, thÓ tÝch ngän löa cµng lín, ngän löa ch¸y cµng dµi khi ®èt trªn ghi cè ®Þnh.

C¨n cø vµo ®é giµ hay tuæi h×nh thµnh cña nhiªn liÖu chóng ta thÊy r»ng nhiªn liÖu cµng non hµm lîng chÊt bèc cµng nhiÒu, viÖc ®èt chóng cµng dÔ dµng h¬n. Do chÊt bèc ch¸y t¹o ngän löa dµi víi thÓ tÝch lín nªn sö dông than nhiÒu chÊt bèc trong lß nung cã nhiÒu thuËn lîi h¬n. Tuy nhiªn, còng cã lß yªu cÇu than ph¶i cã Ýt hoÆc kh«ng cã chÊt bèc vÝ dô lß ®øng nung v«i, clinke xi m¨ng. Trong lß quay nung clinke xi m¨ng theo ph¬ng ph¸p ít cã thÓ dïng than víi hµm lîng chÊt bèc < 23% cßn lß quay theo ph¬ng ph¸p kh« hiÖn nay cã thÓ dïng than víi chÊt bèc < 9%.

PhÇn cßn l¹i cña nhiªn liÖu sau khi ®· lo¹i trõ chÊt bèc gäi lµ cÆn cèc (coke) hay cÆn cacbon ( Residual carbon). Tïy thuéc lo¹i than mµ cèc nµy cã thÓ hoÆc kh«ng kÕt l¹i víi nhau thµnh khèi. Than mµ cã cèc kÕt khèi tèt gäi lµ than luyÖn cèc, cßn cèc

10

kÕt khèi ®ã gäi lµ than cèc. Than cèc ®îc s¶n xuÊt tõ lß luyÖn cèc vµ dïng trong c«ng nghiÖp luyÖn thÐp.

Than cµng cã nhiÒu cèc tøc cµng Ýt chÊt bèc th× cµng khã ch¸y víi ngän löa ng¾n hoÆc kh«ng cã ngän löa. Than antrixit lµ than giµ nhÊt, chøa Ýt chÊt bèc vµ nhiÒu cèc. V× vËy nhiÖt trÞ cña nã cao, nhng khã ch¸y vµ ch¸y víi ngän löa v« cïng ng¾n vµ thêi gian ch¸y sÏ dµi h¬n khi ®èt trªn ghi cè ®Þnh. Ngîc l¹i nÕu ®èt than bôi bay trong lß quay th× thêi gian ch¸y sÏ dµi h¬n vµ ngän löa dµi h¬n.

6. C¸c tÝnh chÊt cña nhiªn liÖu.a. HiÖn tîng tù ch¸y.Nhiªn liÖu r¾n (vÝ dô than chøa nhiÒu Fe2S) cã kh¶ n¨ng

hÊp thô «xi kh«ng khÝ trªn bÒ mÆt cña chóng vµ tiÕn hµnh qu¸ tr×nh oxi hãa. NÕu nhiÖt cña ph¶n øng kh«ng t¶n ®i ®îc, nhÊt lµ ë líp s©u bªn trong ®èng than th× dÔ dÉn tíi t¨ng nhiÖt ®é vµ t¹o ra ®¸m tù ch¸y, lóc ®Çu chØ ch¸y ©m Ø, sau ®ã ch¸y to kÌm theo khÝ ®éc SO2 bay ra.

V× vËy khi lu kho nh÷ng nhiªn liÖu dÔ tù ch¸y cÇn ph¶i chó ý vµ cã nh÷ng biÖn ph¸p phßng háa. Kho nhiªn liÖu thêng cã dù tr÷ kho¶ng 12 th¸ng hoÆc h¬n. Tuú theo lo¹i than vµ thêi gian dù tr÷ mµ quyÕt ®Þnh chiÒu réng vµ chiÒu cao cña ®èng than. Ngoµi ra ph¶i cã nh÷ng biÖn ph¸p phßng háa cÈn thËn.

b. NhiÖt ®é ®«ng ®Æc cña nhiªn liÖu láng lµ nhiÖt ®é khi ®ã nhiªn liÖu láng kh«ng cã tÝnh ch¶y n÷a. §iÒu nµy cã quan hÖ tíi ®é nhít cña nhiªn liÖu. Nhiªn liÖu cã nhiÖt ®é ®«ng ®Æc cao th× ngay c¶ trong ngµy hÌ còng khã ®a nã vµo

11

bÓ mµ cÇn ph¶i h©m nãng ®Ó h¹ ®é nhít hoÆc ph¶i dïng phô gia hãa láng.

c. NhiÖt ®é khÝ hãa h¬i cña nhiªn liÖu láng lµ nhiÖt ®é khi ®ã ¸p suÊt h¬i cña nhiªn liÖu láng t¹o víi kh«ng khÝ thµnh hçn hîp dÔ bïng ch¸y nÕu ®a gÇn ngän löa. Tuy nhiªn chØ cã h¬i cña nhiªn liÖu bÞ ch¸y cßn b¶n th©n chÊt láng kh«ng b¾t ch¸y. §©y lµ mét ®Æc tÝnh quan träng vµ cã ý nghÜa thùc tÕ khi lu kho.

§Ó tr¸nh háa ho¹n trong kho nhiªn liÖu láng cÇn tu©n thñ çc nguyªn t¾c phßng ho¶ mét çch chÆt chÏ.

d. NhiÖt ®é b¾t ch¸y cña nhiªn liÖu láng lµ nhiÖt ®é khi ®ã nhiªn liÖu láng ®îc ®èt nãng trong ®iÒu kiÖn chuÈn bÞ sÏ bÞ ch¸y nÕu ®a ngän löa ®Õn gÇn vµ ch¸y trong thêi gian h¬n 5 gi©y. III. Çc lo¹i nhiªn liÖu .

1 Nhiªn liÖu r¾n. 1.1 Cñi gç. Cñi gç lµ mét trong nh÷ng d¹ng nhiªn liÖu ®Çu tiªn ®îc

loµi ngêi sö dông. §Õn nay viÖc sö dông cñi gç cho thiÕt bÞ nhiÖt bÞ h¹n chÕ v× ®ã lµ nguyªn liÖu gi¸ trÞ ®èi víi c«ng nghiÖp t¬ sîi, giÊy, thùc phÈm, x©y dùng, ®å gç… Thµnh phÇn ch¸y cña cñi gç trung b×nh nh sau: Cc = 51%, Hc = 0,6%, Oc = 42,3%. NhiÖt trÞ cña cñi gç kh¶ng 1130013300 Kj/kg khi ®é Èm 2535%.

¦u ®iÓm cña cñi gç lµ: hµm lîng tro rÊt Ýt (1,5 2%), hµm lîng chÊt bèc rÊt cao, dÔ b¾t ch¸y (gÇn 3000C), kh«ng chøa lu huúnh.

1.2 Than bïn.

12

Than bïn lµ s¶n phÈm ph©n huû thùc vËt trong ®iÒu kiÖn Èm vµ kh«ng cã kh«ng khÝ. Tïy theo møc ®é ph©n hñy ta cã 3 lo¹i than bïn: giµ, trung b×nh vµ non.

Thµnh phÇn h÷u c¬ cña than bïn phô thuéc vµo møc ®é ph©n huû, cµng ph©n huû m¹nh th× than cµng giµu cacbon vµ cµng Ýt oxy.

NhiÖt trÞ than bïn kh« kho¶ng 13.700 Kj/kg, khi ®é Èm 40% nã h¹ xuèng cßn 10.400 Kj/kg.

Than bïn cã thÓ sö dông trong c«ng nghiÖp s¶n xuÊt vËt liÖu x©y dùng nhng kh«ng sö dông trong lß s¶n xuÊt clinke xi m¨ng.

1.3 Than n©u. Theo tuæi th× than n©u giµ h¬n than bïn, cho nªn møc

®é ph©n hñy cña than n©u còng cao h¬n than bïn. KÕt qu¶ hµm lîng cacbon cña than n©u cao h¬n vµ hµm lîng oxy nhá h¬n. NÕu ®em so s¸nh víi than ®¸ th× than n©u l¹i non h¬n nhiÖt trÞ thÊp h¬n nhiÒu. V× vËy than n©u còng kh«ng ®îc sö dông trong s¶n xuÊt clinke xi m¨ng.

NhiÖt trÞ cña chóng dao ®éng nhiÒu Qtl = 7530 - 18.200

Kj/kg tïy theo ®é Èm.Than n©u dïng ®Ó ®èt trong lß vßng, lß quay (d¹ng bôi)

hoÆc khÝ hãa ®Ó dïng trong c«ng nghiÖp vËt liÖu silicat.1.4 Than ®¸.Than ®¸ lµ nhãm than rÊt kh¸c nhau vÒ tÝnh chÊt hîp l¹i.

Sù chuyÓn hãa tõ than n©u tíi than ®¸ kÐo dµi rÊt nhiÒu n¨m, do vËy cã lo¹i than ®¸ cßn non, cã lo¹i giµ, tïy theo møc ®é ph©n hñy mµ h×nh d¹ng bªn ngoµi, thµnh phÇn, tÝnh chÊt cña chóng bÞ thay ®æi.

B¶ng 3 Ph©n lo¹i than ®¸.

13

Lo¹i than ChÊt bèc Vc(%) §Æc ®iÓm cña cècThan dµi löa

> 42 Kh«ng kÕt khèi, t¹o d¹ng bét

Than khÝ 35 44 KÕt khèi, nãng ch¶y, ®«i khi phång.

Than mì 26 35 KÕt khèi, nãng ch¶y, ®Æc hoÆc rÊt ®Æc.

Than lß cèc

18 26 KÕt khèi, ®Æc

Than gÇy < 17 Kh«ng kÕt khèi.Antraxit < 9 Kh«ng kÕt khèi.

Kh¸c víi than n©u, than ®¸ cã cÊu tróc ®Æc h¬n, ®é hót Èm nhá h¬n, mµu ®en h¬n vµ cã ¸nh kim gÇn nh antraxit. Hµm lîng chÊt bèc cña than ®¸ dao ®éng trong mét kho¶ng lín, tõ 9% ë than gÇy tíi 50% ë than dµi löa. Thµnh phÇn nguyªn tè vµ nhiÖt trÞ còng bÞ thay ®æi t¬ng øng. Hµm lîng oxi gi¶m theo tuæi h×nh thµnh cña than, ngîc l¹i hµm lîng cacbon vµ nhiÖt trÞ l¹i t¨ng lªn. Ph©n lo¹i cña than ®¸ cho trong b¶ng 3.

1.5 Than Antraxit Antraxit lµ lo¹i than giµ nhÊt. Theo h×nh d¹ng bªn ngoµi ta

dÔ dµng nhËn ra chóng bëi ¸nh kim, cÊu tróc líp. Chóng cã mËt ®é, cêng ®é c¬ häc lín, do ®ã chóng cã ®é hót Èm vµ ®é Èm nhá. §é tro cña Antraxit kh«ng lín theo thµnh phÇn kh«, kho¶ng 10% ë lo¹i antrxit kÐm h¬n. Hµm lîng chÊt bèc cña chóng thêng < 9% cho nªn khã b¾t ch¸y, ngon löa ng¾n khi ®èt trªn ghi cè ®Þnh vµ dµi khi ®èt ë d¹ng bôi trong lß quay.

1.6 Than ViÖt Nam

14

Than ViÖt Nam khai th¸c chñ yÕu ë vïng Qu¶ng Ninh víi nhiÒu má kh¸c nhau nh than Hßn Gai, CÈm Ph¶, U«ng BÝ, §Ìo Nai, M¹o Khª…

Lîng khai th¸c míi chØ ë møc kho¶ng 16 triÖu tÊn/n¨m. T¹i çc nhµ m¸y tuyÓn, than ®îc ph©n lo¹i theo kÝch thíc 6 lo¹i than côc 680 mm, 6 lo¹i than çm tõ sè 1 ®Õn sè 6. C«ng nghÖ xi m¨ng thêng dïng than çm 3 cho lß nung clinke xim¨ng. Tiªu chuÈn than çm 015mm Hßn Gai - CÈm ph¶ nh trong b¶ng 4.

B¶ng 4. Than Hßn Gai - CÈm Ph¶ TCVN 1790 - 84 Tªn chØ tiªu

W1% AK% Vc% Sck% Ql

t

Kcal/kg

TB GH TB GH TB GH

Than çm 1 7,5 11,5 6 8 6 0,5 7400Than çm 2 7,5 11,5 8 10 6 0,5 7100Than çm 3 7,5 11,5 13 15 6 0,5 6740Than çm 4a 7,5 11,5 18 20 6 0,5 5360Than çm 4b 7,5 11,5 24 26 6 0,5 5070Than çm 5 7,5 11,5 31 33 6 0,5 4950Than çm 6 7,5 11,5 34 40 6 0,5 4630

TB: Trung b×nh, GH - Giíi h¹n, AK: tro xØ theo thµnh phÇn kh«

VC: ChÊt bèc theo thµnh phÇn ch¸y, Sck: Lu huúnh theo

thµnh phÇn kh« ch¸y ®îc. C«ng ty than néi ®Þa khai th¸c than t¹i má Kh¸nh Hßa,

N«ng S¬n, Khe Bè. Trong sè ®ã chØ cã than Khe Bè thuéc lo¹i than cã lîng chÊt bèc V% 17%.

15

Thµnh phÇn nguyªn tè cña than dao ®éng tïy theo má vµ vØa. Trong tiªu chuÈn kh«ng cho thµnh phÇn, vµ phÇn nµy thÓ hiÖn qua nhiÖt trÞ - lµ tiªu chuÈn c¸c nhµ s¶n xuÊt quan t©m.

2 Nhiªn liÖu láng2.1 DÇu máNhiªn liÖu láng thiªn nhiªn lµ dÇu má. §ã lµ chÊt láng s¸nh,

n©u thÉm, gÇn ®en.Trong dÇu má cã chøa kho¶ng trªn 400 hîp chÊt kh¸c nhau vµ do ®ã kh«ng thÓ biÓu thÞ dÇu má b»ng mét c«ng thøc hãa häc nµo. Song ph©n tö lîng cña dÇu má dao ®éng trong kho¶ng M = 850900.

DÇu má chøa 3 hydro cacbon thuéc 3 hä nh sau:Hydrocacbon paraphinic (CnH2n+2) Hydrocacbon naftennic (CnH2n) Hydrocacbon aromatic (hä th¬m) Trong thiªn nhiªn hiÕm cã má dÇu thuÇn chñng mét hä mµ

thêng lµ hçn hîp 3 hä trªn. V× vËy, thùc tÕ cã 2 lo¹i dÇu th« phæ biÕn lµ:

- DÇu hä paraphinic, nÕu trong hçn hîp nã chiÕm u thÕ CnH2n+2

- DÇu hä naftenic, nÕu trong hçn hîp nã chiÕm u thÕ CnH2n ViÖt Nam ta cã tiÒm n¨ng dÇu khÝ kh¸ lín. Tuy cha ®¸nh

gi¸ hÕt ®îc tr÷ lîng song Petro Vietnam íc tÝnh tr÷ lîng tiÒm n¨ng kho¶ng 56 tû tÊn (kÓ c¶ khÝ quy ®æi) vµ hiÖn ®ang khai th¸c xÊp xØ 19 triÖu tÊn dÇu th«/n¨m. §Æc tÝnh dÇu th« ViÖt Nam nh sau:

- Thuéc lo¹i dÇu nhÑ võa ph¶i, tû träng 0,830 0,850 - Thuéc hä dÇu Paraphinic (trong phÇn nhÑ cña dÇu) vÝ dô+ B¹ch hæ: Paraphinic - 75,2% ; Naften - 18,4%+ §¹i Hïng: Paraphinic - 51,5 ; Naften - 28,8%.

16

- Thuéc lo¹i dÇu th« rÊt s¹ch do chøa rÊt Ýt ®éc tè nh lu huúnh, kim lo¹i nÆng vµ hîp chÊt cña Nit¬.

Tõ dÇu th«, qua chng cÊt lÇn lît ta thu ®îc:* X¨ng nhÑ: (C3 C8) nhiÖt ®é s«i < 1100C * X¨ng nÆng: (C7 C10) nhiÖt ®é s«i <1800C * DÇu háa, nhiªn liÖu ph¶n lùc (C11 - C15) nhiÖt ®é s«i

1800C 2500C* DO (C16 C20) hay Diesel Oil nhiÖt ®é s«i 2500 3500C * Mazut hay FO lµ cÆn cßn l¹i, nÕu ®em chng tiÕp FO

trong ch©n kh«ng ta ®îc çc lo¹i dÇu nhít vµ mì b«i tr¬n (C20 C40).

FO vµ dÇu cÆn cßn l¹i ®îc dïng ®Ó ®èt trong çc lß c«ng nghiÖp.

§Ó thu ®îc nhiÒu x¨ng, dÇu háa vµ nh÷ng chÊt gi¸ trÞ kh¸c cho ngµnh hãa dÇu ngêi ta ¸p dông çc biÖn ph¸p craking (bÎ g·y), craking xóc t¸c…

2.2 DÇu FOTrong c«ng nghiÖp vËt liÖu Silicat, nhiªn liÖu láng ®îc sö

dông nhiÒu nhÊt lµ FO (dÇu cÆn) sau ®ã lµ DO vµ cuèi cïng lµ dÇu háa. Riªng FO (Fuel Oil) ®îc gäi lµ dÇu ®èt lß, nã cã thÓ lµ dÇu cÆn hçn hîp víi mazót hay FO ban ®Çu. Trong çc lß quay nung clinke xi m¨ng ngêi ta chØ sö dông FO hay DO trong giai ®o¹n nhãm hay khëi ®éng lß.

Theo tiªu chuÈn cña Liªn X« cò vµ Nga ngµy nay, mazót ®-îc chia thµnh 6 lo¹i,thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt cho trong b¶ng 5. Ký hiÖu vµ m· hiÖu cña çc níc cã thÓ kh¸c nhau. VÝ dô Malaysia chia nhiªn liÖu ®èt lß F0 thµnh 3 lo¹i:

- Low Sulfur Oil hµm lîng lu huúnh tèi ®a 1% .- Hight Sulffur hµm lîng lu huúnh tèi ®a ®Õn 3,5%.- Bunker fuel Oil (BFO d180) hµm lîng lu huúnh ®Õn 4%.

17

B¶ng 5. Thµnh phÇn vµ nhiÖt trÞ cña nhiªn liÖu

láng kj/kg

Tªn nhiªn liÖuThµnh phÇn %

Qtl

Cc Hc Oc+Nc

Sc Al Wl

Mazót lu huúnh M¸c 20 87.

211.7 0.6 0.5 0.1 2.0 40.40

0M¸c 40 87.

411.2 0.9 0.5 0.2 3.0 39.44

0M¸c 60 87.

610.7 1.0 0.7 0.2 3.0 39.02

0M¸c 80 vµ 100 87.

610.5 1.0 0.9 0.3 4.0 38.69

0Mazót chøa nhiÒu lu huúnh M¸c 10 85.

211.6 0.7 2.5 0.1 1.0 40.28

0M¸c 20 85.

011.6 0.5 2.9 0.2 2.0 39.61

0M¸c 40 85.

011.4 0.4 3.2 0.3 3.0 38.85

0Níc ta hay sö dông lo¹i mazót M 40 vµ M 100DÇu cÆn FO hay mazót lµ mét hÖ keo gåm nhùa, dÇu

(hychocacbon) vµ asphanten; trong ®ã asphanten lµ pha ph©n t¸n trong dÇu vµ nhùa. NÕu hÖ keo bÞ ph¸ vì do mét nguyªn nh©n nµo ®ã, asphanten kÕt tña vµ l¾ng xuèng ®¸y bån.

Hµm lîng tro cña FO thêng kh«ng qu¸ 0,2%. NÕu trong ®ã cã chøa Vanadi th× khi ch¸y sÏ t¹o ra vanadat s¾t cã ®iÓm nãng ch¶y 6250C vµ vanadat natri nãng ch¶y ë 6306400C. Hîp chÊt vanadat kh«ng cã lîi cho lß c«ng nghiÖp do nã ¨n mßn vµ ph¸ ho¹i g¹ch chÞu löa x©y lß.

18

Hµm lîng lu huúnh cao sÏ t¹o ra khÝ SO2 g©y khã kh¨n cho qu¸ tr×nh vËn hµnh lß, chãng háng lß, ¶nh hëng ®Õn chÊt lîng s¶n phÈm vµ lµm « nhiÔm m«i trêng sèng.

FO ViÖt Nam thuéc lo¹i tèt v× chøa Ýt lu huúnh < 0,5%, Ýt kim lo¹i nÆng.

3. Nhiªn liÖu khÝ3.1 KhÝ thiªn nhiªn. KhÝ thiªn nhiªn lµ nhiªn liÖu khÝ cã

gi¸ trÞ nhÊt. Çc má khÝ thiªn nhiªn thêng n»m gÇn má dÇu. Thµnh phÇn cña khÝ thiªn nhiªn ®Òu thuéc hä hydro cacbon CnH2n+2… Song chñ yÕu vÉn lµ metan CH4 nã chiÕm kho¶ng 90%. Níc cã tr÷ lîng khÝ thiªn nhiªn cao nh níc Nga, AlgÐri vµ mét sè níc vïng Trung cËn ®«ng.

ë ViÖt Nam tr÷ lîng tiÒm n¨ng khÝ cña ViÖt Nam kho¶ng 500700 tû m3. §êng èng dÉn 370km ngÇm díi biÓn ®Ó ®a khÝ thiªn nhiªn nµy vµo bê ®· cung cÊp 2,7 tû m3 khÝ mçi n¨m cho nhµ m¸y ®iÖn Phó Mü ®Ó s¶n xuÊt kho¶ng 13 tû Kwh vµo 2002. Ngoµi ra cßn cung cÊp khÝ cho nhµ m¸y ph©n ®¹m Phó mü h¬n tû m3 khÝ mçi n¨m.

3.2 KhÝ ®ång hµnh

Trong dÇu má chøa mét lîng kh¸ lín khÝ hydrocacbon tõ C1

®Õn C5. Khi khai th¸c, dÇu ®îc ®a lªn vµ çc khÝ trªn ®îc t¸ch ra. KhÝ ®ã gäi lµ khÝ ®ång hµnh. T¹i çc má dÇu, nÕu kh«ng sö dông khÝ ®ã th× buéc ph¶i ®èt ®Ó gi¶m « nhiÔm. Mçi tÊn dÇu chøa kho¶ng 1820m3 khÝ v× thÕ nhÊt thiÕt ph¶i gom khÝ ®ã l¹i ®Ó phôc vô cho c«ng nghiÖp. ChÊt lîng khÝ ®ång hµnh rÊt cao vµ rÊt gi¸ trÞ vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt. Níc ta ®· cã hÖ thèng èng dÉn khÝ ®ång hµnh tõ má B¹ch Hæ víi c«ng suÊt 1,5 tû m3 khÝ/n¨m. KhÝ ®ång hµnh cã chøa nhiÒu Propan (C3H8) vµ Butan (C4H10), ®©y lµ khÝ quý v× cã thÓ hãa láng ®îc. ë ViÖt Nam khÝ ®ång hµnh ®îc ho¸ láng Propan (C3H8) vµ Butan

19

(C4H10) hay LPG t¹i Dinh Cè khÝ cßn l¹i ®îc sö dông cho nhµ m¸y ph¸t ®iÖn Phó Mü ë Bµ RÞa.

3.3 Gaz láng LPG (Liquified Petroleum Gas) Thµnh phÇn chñ yÕu lµ Propan vµ Butan ë d¹ng láng.

Chóng ®îc s¶n xuÊt b»ng c¸ch nÐn khÝ ®ång hµnh hoÆc khÝ tõ qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu má díi ¸p suÊt 1015 atm. ChÊt lîng gaz láng kh¸c nhau ë tû lÖ Propan/Butan. Elf Gaz Saigon cã tû lÖ 20/80, Petrolimex 30/70, Saigon Petro 50/50.

NhiÖt trÞ cña Propan lín h¬n Butan díi d¹ng láng tÝnh theo kg nhng l¹i thÊp h¬n Butan díi d¹ng khÝ tÝnh theo thÓ tÝch m3

nh b¶ng 6.B¶ng 6 TÝnh chÊt cña Propan vµ Butan

KhÝ MËt ®é (kg/m3)

NhiÖt sinh cao (Kj/kg)

NhiÖt sinh thÊp

(Kj/kg)

NhiÖt sinh thÊp

(Kj/m3)Propan

C3H8

2,020 50.496 46.329 91.256

Butan C4H10 2,480 49.616 45.848 118.651§Æc tÝnh ga láng LPG cho trong b¶ng 7.B¶ng 7 §Æc tÝnh lý hãa cña gaz láng th¬ng phÈm.

ChØ tiªuLo¹i gaz láng

100% Propan

100% Butan

Propan/Butan 50/50 Saigon

PetroMËt ®é kg/l (ë 150C)

0,507 0,580 0,541

¸p suÊt h¬i kg/cm2 13,5 3,2 9,2Hµm lîng %Etan C2H4 1,7 0,0 0,0Propan C3H8 96,2 04 51,5Butan C4H10 1,5 99,4 47,5Pentan C5H12 0,0 0,2 1,0NhiÖt trÞ Kcal/kg 11,070 10,920 10,980

3.4. ¦u thÕ cña nhiªn liÖu khÝ.

20

So víi nhiªn liÖu r¾n, nhiªn liÖu khÝ cã nh÷ng u viÖt sau: kh«ng chøa tro xØ, dÔ ch¸y ngän löa cã nhiÖt ®é cao, cã thÓ ch¸y víi lu lîng rÊt nhá ®Õn rÊt lín, dÔ vËn chuyÓn khÝ theo ®-êng èng v.v.. Tuy nhiªn ë níc ta cha sö dông khÝ thiªn nhiªn vµo lß quay xi m¨ng. Mét sè níc c«ng nghiÖp còng ®ang chuyÓn ®æi lß ®èt b»ng khÝ thiªn nhiªn sang ®èt b»ng than do gi¸ khÝ thiªn nhiªn qu¸ ®¾t.

Lß quay ®Ó s¶n xuÊt clinke ciment, cã thÓ dïng rÊt tèt nhiªn liÖu r¾n d¹ng bôi råi ®Õn nhiªn liÖu khÝ, mazót (FO).IV. TÝnh to¸n qu¸ tr×nh ch¸y nhiªn liÖu

1. Môc ®Ých vµ quy ®Þnh tÝnh to¸nMôc ®Ých tÝnh to¸n qu¸ tr×nh nhiªn liÖu lµ x¸c ®Þnh ®îc

nhiÖt trÞ, lîng kh«ng khÝ cÇn thiÕt ®Ó ch¸y nhiªn liÖu, lîng s¶n phÈm ch¸y, thµnh phÇn cña nã vµ nhiÖt ®é ch¸y. NÕu nhiÖt ®é ch¸y cña nhiªn liÖu kh«ng ®¹t ®îc nhiÖt ®é nung cña lß, th× ta ph¶i x¸c ®Þnh nhiÖt ®é cÇn thiÕt nung nãng s¬ bé kh«ng khÝ (hoÆc c¶ nhiªn liÖu khÝ). Trªn c¬ së ®ã mµ quyÕt ®Þnh hay lùa chän thiÕt bÞ ®èt nãng kh«ng khÝ hoÆc khÝ ®ã.

Lîng kh«ng khÝ cÇn thiÕt ®Ó ch¸y nhiªn liÖu vµ lîng khÝ th¶i (s¶n phÈm ch¸y hay khãi lß) ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së c©n b»ng vËt chÊt cña qu¸ tr×nh ch¸y.

NhiÖt ®é ch¸y nhiªn liÖu x¸c ®Þnh trªn c¬ së c©n b»ng nhiÖt, bao gåm nhiÖt cña nhiªn liÖu, kh«ng khÝ mang vµo vµ nhiÖt cña c¸c s¶n phÈm ch¸y t¹o thµnh.

Qu¸ tr×nh ch¸y ®îc tÝnh to¸n kh«ng phô thuéc vµo lîng nhiªn liÖu dïng, v× lîng kh«ng khÝ cÇn thiÕt vµ thÓ tÝch s¶n phÈm ch¸y t¹o ra khi ch¸y nhiªn liÖu ®îc x¸c ®Þnh theo mét ®¬n vÞ khèi lîng hoÆc thÓ tÝch cña nhiªn liÖu vµ biÓu thÞ

21

b»ng m3/kg (mÐt khèi tiªu chuÈn trªn kilogam nhiªn liÖu) hoÆc m3/m3 (mÐt khèi tiªu chuÈn trªn mÐt khèi tiªu chuÈn nhiªn liÖu). Tãm l¹i ®¬n vÞ thÓ tÝch tõ ®©y trë ®i ®Òu hiÓu lµ mÐt khèi m3 ë ®iÒu kiÖn chuÈn

NhiÖt ®é ch¸y nhiªn liÖu - NhiÖt ®é lý thuyÕt cùc ®¹i cã thÓ cã, ®îc x¸c ®Þnh theo toµn bé hµm nhiÖt cña s¶n phÈm ch¸y. NhiÖt ®é nµy còng kh«ng phô thuéc vµo lîng nhiªn liÖu ch¸y trong mét ®¬n vÞ thêi gian vµ x¸c ®Þnh víi ®é chÝnh x¸c cao.

Mçi trêng hîp tÝnh to¸n cÇn ph¶i liªn hÖ ®Õn nh÷ng ®iÒu kiÖn thùc tÕ ch¸y nhiªn liÖu vµ nh÷ng ®Æc ®iÓm cña thiÕt bÞ nhiÖt. Trªn c¬ së thùc tÕ ®ã chóng ta lÊy hÖ sè kh«ng khÝ dcho phï hîp ®Ó ch¸y nhiªn liÖu. NhiÖt ®é thùc tÕ hay nhiÖt ®é t¸c dông cña khãi lß phô thuéc vµo rÊt nhiÒu nh©n tè kh¸c nhau nªn rÊt khã tÝnh to¸n.

Khi tÝnh to¸n qu¸ tr×nh ch¸y nhiªn liÖu ta sö dông ®¬n vÞ chuÈn, tøc thÓ tÝch khÝ øng víi 00C vµ ¸p suÊt 1 atm vµ ký hiÖu m3

o. Song ®Ó ®¬n gi¶n çc ký hiÖu thÓ tÝch V, ®¬n vÞ m hay m3 ®Òu ë d¹ng chuÈn khi tÝnh to¸n hoÆc viÕt trong çc c«ng thøc.

NhiÖm vô ®Çu tiªn khi tÝnh to¸n qu¸ tr×nh ch¸y nhiªn liÖu lµ ph¶i x¸c ®Þnh thµnh phÇn lµm viÖc cña nhiªn liÖu, sau ®ã x¸c ®Þnh nhiÖt trÞ cña nã theo çc c«ng thøc cho.Trong thµnh phÇn lµm viÖc sÏ cã lîng h¬i Èm cña nhiªn liÖu r¾n hoÆc lîng h¬i Èm ë tr¹ng th¸i c©n b»ng cña nhiªn liÖu khÝ.

2. X¸c ®Þnh nhiÖt trÞ cña nhiªn liÖu .

22

§èi víi nhiªn liÖu r¾n nhiÖt trÞ ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau:

Q = 81Cl + 246 Hl - 26 (Ol - Sl) - 6Wl Kcal/kg (1- 5)3. L îng kh«ng khÝ cÇn thiÕt ®Ó ch¸y nhiªn liÖu . §Ó tÝnh lîng kh«ng khÝ kh« cÇn thiÕt khi ch¸y nhiªn liÖu ta

dùa vµo c¸c ph¬ng tr×nh c©n b»ng vËt chÊt cña c¸c ph¶n øng ch¸y. Khi tÝnh to¸n ta lÊy thµnh phÇn thÓ tÝch cña kh«ng khÝ lµ N2 - 79% vµ O2 - 21%.

Kh«ng khÝ kh« lý thuyÕt khi = 1 Víi nhiªn liÖu r¾n láng:L0 = 0,0889 C1 + 0,255H - 0,0333 (0l - S1)

m3/kg (1-6) C1, H1, O1, S1 - hµm lîng cña nhiªn liÖu lµm viÖc.Lîng kh«ng khÝ thùc tÕ dïng thêng cao h¬n so víi lý thuyÕt

v× ®Ó ch¸y hoµn toµn nhiªn liÖu bao giê còng ph¶i cung cÊp kh«ng khÝ h¬i d mét Ýt. Do ®ã lîng kh«ng khÝ kh« thùc tÕ ®îc x¸c ®Þnh b»ng:

L = L0 m3/kg (1-7)

- HÖ sè kh«ng khÝ d = I /L0

(1-8) Lîng kh«ng khÝ d so víi lý thuyÕt b»ng:Ld = ( - 1) L0

m3/kg hay Ld = L - L0 m3/kg (1-9)Nhiªn liÖu cã thÓ ch¸y hoµn toµn víi lîng kh«ng khÝ lý

thuyÕt chØ trong trêng hîp nÕu nhiªn liÖu hoµn toµn trén ®Òu trong kh«ng khÝ cÇn thiÕt ®Ó ch¸y vµ lµ hçn hîp ch¸y d¹ng khÝ. NÕu ®ã lµ nhiªn liÖu láng th× ë thiÕt bÞ ®èt ph¶i ®îc khÝ hãa s¬ bé chóng.

23

Th«ng thêng trong thùc tÕ chØ cã kh«ng khÝ Èm víi hµm Èm d = 16 –20 g/kg kh«ng khÝ kh«. V× vËy lîng kh«ng khÝ Èm thùc tÕ dïng sÏ b»ng:

Ll = ( 1 + 0,0016. d) L m3/kg (1- 10)

Lîng h¬i níc mang tõ kh«ng khÝ vµo qu¸ tr×nh ch¸y sÏ b»ng:

H2Okk= Ll - L = 0,0016. d L m3/kg

(1-11)Trong thùc tÕ s¶n xuÊt, rÊt khã ®¹t ®îc ®iÒu kiÖn trªn

cho nªn nhiªn liÖu ®Òu ch¸y víi hÖ sè kh«ng khÝ d nhÊt ®Þnh. HÖ sè kh«ng khÝ d phô thuéc vµo lo¹i nhiªn liÖu, ph¬ng ph¸p ®èt, cÊu tróc thiÕt bÞ ®èt vµ ®iÒu kiÖn thao t¸c. Th«ng thêng nhiªn liÖu khÝ, mazót vµ than bôi ch¸y hoµn toµn víi hÖ sè kh«ng khÝ d = 1,05 1,25. Nhiªn liÖu khÝ dÔ ch¸y do dÔ trén lÉn víi kh«ng khÝ cho nªn thêng ch¸y víi hÖ sè kh«ng khÝ d nhá = 1,0 1,1

Nhiªn liÖu láng, nÕu ®îc khÝ hãa s¬ bé ë vßi ®èt vµ trén tèt víi kh«ng khÝ hÖ sè kh«ng khÝ d cã thÓ gi¶m xuèng = 1,00 1,05

Khi ®èt ë buång ®èt thñ c«ng, ®èi víi antraxÝt = 1,4; than ®¸ = 1,5 1,6; than n©u = 1,6 1,8.

NÕu ch¸y nhiªn liÖu r¾n trong lß ®øng hÖ sè kh«ng khÝ d ë z«n nung = 1,2 1,3 cßn trong lß quay hiÖn ®¹i hÖ sè nµy gi¶m xuèng cßn = 1,15.

4. L îng vµ thµnh phÇn s¶n phÈm ch¸y Khi ch¸y nhiªn liÖu hoµn toµn th× nh÷ng s¶n phÈm thu ®-

îc ®Òu ë d¹ng khÝ nh CO2, H2O, N2, O2 vµ cã thªm SO2 nÕu nhiªn

24

liÖu cã chøa lu huúnh. V× s¶n phÈm ch¸y hay khãi lß ®Òu ë nhiÖt ®é trªn 1000C cho nªn h¬i Èm ®Òu n»m ë tr¹ng th¸i h¬i.

ThÓ tÝch chung cña khãi lß, khi ch¸y nhiªn liÖu víi hÖ sè kh«ng khÝ d , b»ng tæng thÓ tÝch c¸c thµnh phÇn:

V = + V02 (1-12)Víi nhiªn liÖu r¾n vµ láng.

= 0,01855 Cl (1-13)

= 0,007 Sl (1-14) = 0,112 H1 + 0,0124 W1 + 0,0016 d L

(1-15) = 0,79L + 0,008 Nl

(1-16) = 0,21 ( - 1) L0 (1-

17) Tæng hîp :V = 0,01 [1,86 Cl + 0,7 Sl + 11,2 Hl + 1,24 W1 + 0,8

Nl]+ 0,0016. d L0 + L0 ( - 1) 0,21 + 0,79L m3/kg

(1-18) C1 , H1, S1, W1, Nl t¬ng øng thµnh phÇn lµm viÖc % khèi l-

îng :NÕu biÕt lîng khÝ riªng vµ chung V ta dÔ x¸c ®Þnh thµnh

phÇn phÇn tr¨m cña khÝ ®ã hay khãi lß theo c«ng thøc sau:

%CO2 = 100% % H2O = 100% v.v… (1-

19)

25

Lîng khãi lß tæng trong mét ®¬n vÞ thêi gian x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:

Vk=BV m3/h (1-20) B. Lîng nhiªn liÖu tiªu tèn trong 1 giê m3/h hay kg/h.NhiÒu trêng hîp lîng khãi lß t¨ng lªn do kh«ng khÝ lät vµo

lß qua khe hë. Khi ®ã lîng kh«ng khÝ d t¨ng lªn tíi = 1,7 vµ l-îng khãi lß thùc tÕ th¶i qua thiÕt bÞ hót giã (èng khãi, qu¹t hót) lµ:

Vk = B [V0 + (K - 1) L0]. m3/h (1-21) K : HÖ sè d cña toµn bé lß tõ lóc ®èt ®Õn ch©n èng khãi

hay qu¹t hót. V0: ThÓ tÝch khÝ th¶i hay s¶n phÈm ch¸y khi = 1 m3/m3

hay m3/kg ë mét sè lß, lîng khãi cßn ph¶i kÓ ®Õn lîng khÝ do ph©n

huû vËt liÖu nung nh CO2 khi ph©n hñy ®¸ v«i (CaCO3 CaO + CO2) vµ h¬i níc khi lo¹i trõ Èm vµ ph©n hñy caolinit hoÆc kho¸ng kh¸c.

5. NhiÖt ®é ch¸y nhiªn liÖuNgêi ta ph©n biÖt 3 nhiÖt ®é ch¸y nhiªn liÖu.5.1 NhiÖt ®é calo.NhiÖt ®é calo lµ nhiÖt ®é ®¹t ®îc trong ®iÒu kiÖn ch¸y

hoµn toµn vµ tÊt c¶ nhiÖt sinh ra cña nhiªn liÖu, nhiÖt do nhiªn liÖu vµ kh«ng khÝ mang vµo chØ dïng ®Ó ®èt nãng s¶n phÈm ch¸y.

(1-22)

Trong ®ã: Qt

1 : NhiÖt trÞ cña nhiÖt sinh lµm viÖc Kj/kg.

26

Cntn: Tû nhiÖt Kj/m3.®é vµ nhiÖt ®é 0C cña nhiªn liÖu vµo ®Ó ch¸y .

Ckktkk: Tû nhiÖt (Kj/m3 ®é) vµ nhiÖt ®é (0C) cña kh«ng khÝ vµo ®Ó ch¸y.

L : Lîng kh«ng khÝ thùc tÕ vµo ®Ó ch¸y m3/kg. V: ThÓ tÝch s¶n phÈm ch¸y øng víi1 ®¬n vÞ nhiªn liÖu

m3/kg.Ck : tû nhiÖt cña s¶n phÈm ch¸y Kj/m3, ®é NÕu tn = 00C, tkl = 00C vµ = 1, th× nhiÖt ®é calo chØ

phô thuéc vµo thµnh phÇn hãa häc cña nhiªn liÖu. NhiÖt ®é calo cao nhÊt cã thÓ ®¹t ®îc khi = 1.

5.2. NhiÖt ®é lý thuyÕtë nhiÖt ®é cao cã sù ph©n ly CO2 vµ H2O theo ph¶n øng: CO2 CO + 1/2 O2 - (12.500 12.300) Kj/Nm3 (1-

23) H2O H2 + 1/2O2 - (11.500 10.900) Kj/Nm3 (1-24) V× vËy, ë nhiÖt ®é cao viÖc ch¸y CO vµ H2 kh«ng thùc

hiÖn ®Õn cïng, vµ s¶n phÈm ch¸y vÉn chøa CO vµ H2 mÆc dï ë nhiÖt ®é cao vµ cã mÆt oxy tù do. KhÝ CO vµ H2 ®ã sÏ tiÕp tôc ch¸y nèt trong lß ë nhiÖt ®é thÊp h¬n. Ngêi ta ®· x¸c ®Þnh, khi nhiÖt ®é ch¸y b»ng 16000C víi hµm lîng CO2 trong khãi lß lµ 10% th× lîng CO2 bÞ ph©n ly kh«ng qu¸ 1,5% vµ møc ®é ph©n ly cña H2O kho¶ng gÇn 4 lÇn nhá h¬n. V× vËy sù ph©n ly khÝ CO2 vµ H2O chØ kÓ ®Õn nÕu nhiÖt ®é ch¸y trªn 16000C.

Nh vËy, ë nhiÖt ®é ch¸y cao (h¬n 16000C) cÇn ph¶i tiªu tèn mét n¨ng lîng Qt ®Ó thùc hiÖn ph¶n øng ph©n hñy CO2 vµ H2O. Do ®ã nhiÖt ®é ch¸y lý thuyÕt cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau:

27

(1-

25) VËy nhiÖt ®é lý thuyÕt lµ nhiÖt ®é khi ch¸y hoµn toµn

nhiªn liÖu, ®ång thêi toµn bé nhiÖt trÞ, nhiÖt lý häc cña nhiªn liÖu vµ kh«ng khÝ sau khi tiªu tèn mét Ýt ®Ó ph©n ly s¶n phÈm ch¸y chØ dïng ®Ó ®èt nãng s¶n phÈm ch¸y.

ë nhiÖt ®é díi 1500 16000C, nhiÖt ®é lý thuyÕt sÏ kh«ng kh¸c nhiÖt ®é calo, v× ë nhiÖt ®é thÊp sÏ kh«ng cã sù ph©n ly CO2 vµ H2O.

5.3 NhiÖt ®é thùc tÕ cña lßKhi tÝnh to¸n nhiÖt ®é ch¸y nhiªn liÖu, quan träng h¬n c¶

lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®îc nhiÖt ®é ch¸y thùc tÕ trong ®iÒu kiÖn cô thÓ cña lß vµ ph¬ng ph¸p ®èt. Song cã nhiÒu nh©n tè x¸c ®Þnh, nªn chØ tÝnh gÇn ®óng mµ th«i.

Trong thùc tÕ lß c«ng nghiÖp, qu¸ tr×nh ch¸y thùc hiÖn ®ång thêi víi qu¸ tr×nh khuÊy trén kh«ng khÝ víi nhiªn liÖu. C¶ hai qu¸ tr×nh nµy cã ¶nh hëng ®Õn nhiÖt ®é ch¸y cña nhiªn liÖu. V× vËy, cÇn ph¶i kÓ ®Õn ®Æc ®iÓm cña qu¸ tr×nh trén vµ ch¸y hay viÖc ch¸y kh«ng hoµn toµn v× trén kh«ng khÝ víi nhiªn liÖu cha hoµn chØnh. KÕt qu¶ møc ®é táa nhiÖt phô thuéc kh«ng chØ vµo ®é ph©n ly s¶n phÈm ch¸y mµ cßn vµo ®é ch¸y kh«ng hoµn toµn vÒ hãa häc nghÜa lµ cã mét sè thµnh phÇn ch¸y cña nhiªn liÖu ®i theo khÝ th¶i.

Nguyªn nh©n chÝnh g©y nªn tæn thÊt hay hiÖn tîng ch¸y kh«ng hoµn toµn hãa häc lµ v× kÕt cÊu thiÕt bÞ ®èt kh«ng hoµn chØnh, nhiÖt ®é qu¸ thÊp, cÊp nhiÖt qu¸ nhiÒu tõ ngän löa cho vËt liÖu, tèc ®é chuyÓn ®éng cña khÝ qu¸ lín. ViÖc tæ chøc ch¸y nhiªn liÖu ë nhiÖt ®é thÊp (900 10000C), mÆc dï

28

trén kh«ng khÝ tèt, kh«ng khÝ d ®¹t yªu cÇu vÉn cã ®é ch¸y kh«ng hoµn toµn lín h¬n so víi khi ch¸y ë nhiÖt ®é cao. ë nhiÖt ®é cao tuy cã sù ph©n ly s¶n phÈm ch¸y thµnh Hydro vµ CO, nhng ®Õn ®o¹n nhiÖt ®é thÊp 1500 16000C chóng l¹i ch¸y vµ táa nhiÖt.

§é ch¸y kh«ng hoµn toµn c¬ häc còng gi¶m lîng nhiÖt táa ra v× khi ®ã mét phÇn ch¸y cña nhiªn liÖu ®äng l¹i trong xØ vµ ph¶i tiªu tèn mét phÇn nhiÖt ®Ó ®èt nãng chóng. Trong lß quay h¹t xØ chøa than sÏ bay xa hoÆc r¬i vµo z«n nung, ®iÒu ®ã còng lµm nhiÖt ®é ch¸y thùc tÕ sÏ gi¶m.

Ngoµi ra, khi ch¸y ngän löa sÏ cÊp nhiÖt cho vËt liÖu nung, têng lß vµ tæn thÊt nhiÖt ra m«i trêng xung quanh nªn nhiÖt ®é thùc tÕ ch¸y nhiªn liÖu :

(1-26)

C¸c th«ng sè Qf , Qr ,Qtt thùc tÕ rÊt khã tÝnh to¸n v× vËy ngêi ta cã thÓ x¸c ®Þnh gÇn ®óng qua thùc nghiÖm b»ng c«ng thøc sau:

tt = tc . P (1-27)

P : HÖ sè pyromet, hÖ sè nµy phô thuéc vµo d¹ng nhiªn liÖu, kÕt cÊu lß vµ t×m trong b¶ng 8.

B¶ng 8. Gi¸ trÞ gÇn ®óng cña hÖ sè pyromet

KiÓu lß nung Nhiªn liÖu dïng

P

Lß phßng löa ®¶o, gi¸n ®o¹n KhÝr¾n

0.73 - 0,780.66 - 0.70

Lß tunen nung g¹ch chÞu löa KhÝ, mazót 0.70 - 0.80Lß nung gèm sø KhÝ, mazót 0.65 - 0.70

29

Lß ®øng KhÝR¾n

0.67 - 0.730.52 - 0.62

Lß nåi thñy tinh cã buång håi nhiÖt gi¸n ®o¹n

KhÝ 0.60 - 0.70

Lß bÓ víi buång håi nhiÖt gi¸n ®o¹n

KhÝ 0.7 -0.75

Lß bÓ víi buång håi nhiÖt liªn tôc

KhÝ 0.75 -0.85

Lß quay KhÝ, bôi, mazót

0.70 - 0.75

6. NhiÖt ®é cÇn ®èt nãng s¬ bé kh«ng khÝ.Khi lùa chän nhiªn liÖu cho lß, chóng ta ph¶i kiÓm tra

hoÆc tÝnh nhiÖt ®é ch¸y nhiªn liÖu. NÕu nhiÖt ®é nµy phï hîp víi yªu cÇu th× kh«ng cÇn thiÕt ph¶i ®èt nãng kh«ng khÝ. NÕu thÊp h¬n so víi yªu cÇu th× ph¶i t×m c¸ch t¨ng nhiÖt ®é ch¸y cña nã b»ng c¸ch ®èt nãng s¬ bé kh«ng khÝ ®«i khi c¶ nhiªn liÖu khÝ n÷a. Trong thùc tÕ cña lß quay nung clinke xi m¨ng, nhiÖt ®é kh«ng khÝ ®îc nung nãng ®Õn 800 – 10000C nªn viÖc tÝnh to¸n nµy lµ kh«ng cÇn thiÕt. Tuy nhiªn ®Ó hiÓu biÕt thªm ta còng x¸c ®Þnh nhiÖt ®é nµy.

Dùa theo c«ng thøc: tc = tt / P (1-28) Hµm nhiÖt cña s¶n phÈm ch¸y øng víi mét ®¬n vÞ nhiªn

liÖu ë nhiÖt ®é calo. QK = Vk . Ck tk Kj/kg (1 - 29) VK": ThÓ tÝch s¶n phÈm ch¸y m3/kg CK: Tû nhiÖt cña s¶n phÈm ch¸y Kj/m3 ®é NÕu nhiªn liÖu cã nhiÖt ®é tn, th× nhiÖt do kh«ng khÝ

mang vµo ph¶i cã: Q2 = Qk - Qt

1 - Cntn Kj/kg. (1-30)TÝch sè Cntn thùc tÕ kh«ng ®¸ng kÓ nªn cã thÓ bá qua.Do ®ã, nhiÖt ®é cÇn ®èt nãng s¬ bé kh«ng khÝ lµ:

30

0C (1-31)

L: ThÓ tÝch kh«ng khÝ cÇn thiÕt ®Ó ch¸y nhiªn liÖu, m3/kg nhiªn liÖu.

CKK: Tû nhiÖt cña kh«ng khÝ , Kj/m3 ®é Cn

: Tû nhiÖt cña nhiªn liÖu, Kj/m3 ®é NhiÖt ®é tÝnh to¸n ë trªn lµ nhiÖt ®é tèi thiÓu mµ kh«ng

khÝ ph¶i ®¹t ®îc. Song trong thùc tÕ nhiÖt ®é cña kh«ng khÝ ®îc ®èt nãng ®Õn nhiÖt ®é cao h¬n so víi tÝnh to¸n. Còng nhê vËy mµ hÖ sè kh«ng khÝ d cña lß quay hiÖn ®¹i khi ®èt than h¹ xuèng cßn 1,15. V. Qu¸ tr×nh ch¸y than

1. C¸c giai ®o¹n ch¸y . Cã 3 giai ®o¹n chÝnh khi tham gia vµo qu¸ tr×nh ch¸y trong

lß 1/. Giai ®o¹n sÊy.MÆc dï than ®îc nghiÒn mÞn vµ ®· qua lß sÊy hoÆc m¸y

sÊy nghiÒn liªn tôc, nhng trong than vÉn cßn chøa mét lîng h¬i Èm nhá.

Khi phun than vµo lß nung, ®Çu tiªn h¬i Èm t¸ch ra hoµn toµn. Thêi gian lo¹i trõ Èm chØ chiÕm vµi phÇn tr¨m gi©y.

2/. Giai ®o¹n t¸ch chÊt bèc vµ ch¸y chÊt bèc. H¹t than bay tiÕp tôc vµo lß, nhiÖt ®é than t¨ng dÇn. ChÊt

bèc tõ than t¸ch ra. §©y lµ hçn hîp khÝ dÔ ch¸y nh CO, hydrocacbua, v.v… C¸c khÝ nµy b¾t ch¸y ngay. NÕu than cã nhiÒu chÊt bèc, khÝ t¸ch ra nhiÒu, b¾t ch¸y m¹nh, táa nhiÖt nhanh. Nhê ®ã than cã nhiÒu chÊt bèc, nhiÖt ®é b¾t ch¸y cña than sÏ thÊp.

Than Antracit Hßn Gai cã nhiÖt ®é b¾t ch¸y ë 500 - 5500C, cao h¬n than mì (nhiÒu chÊt bèc) 100 - 2000C. Nguyªn

31

nh©n lµ than Hßn Gai chØ chøa 67% chÊt bèc, trong khi than mì chøa trªn 26% chÊt bèc.

3/. Giai ®o¹n ch¸y cÆn than (Residual Carbon). Sau khi t¸ch hÕt h¬i Èm, chÊt bèc, phÇn cßn l¹i ®îc gäi lµ

cÆn than (hay cÆn cacbon hay cÆn cèc). Trong cÆn than cã Cacbon vµ tro xØ. ViÖc ch¸y cÆn than khã vµ chiÕm thêi gian dµi nhÊt vµ thêi gian ch¸y phô thuéc çc yÕu tè sau:

1. NhiÖt ®é ch¸y (The burning temperature)2. §é mÞn cña h¹t than (The fineness of coal)3. Nång ®é oxy % (The O2 partial pressure % O2)4. H×nh d¹ng vµ ®é xèp cña h¹t (The shape and Porosity

of coal particle). 5. Hµm lîng tro xØ (Ash content %) A% .

2. Ngän löa than bôiKhi bôi than phun vµo lß quay, nã ®îc sÊy, nung nãng t¸ch

chÊt bèc, b¾t ch¸y, ch¸y cÆn cèc vµ cuèi cïng t¹o xØ.Qu¸ tr×nh b¾t ch¸y tiÕn hµnh t¹i h×nh c«n mµ ®Çu c«n

xuÊt ph¸t tõ ®Çu ®èt, cuèi c«n nµy lµ z«n nung hay z«n ch¸y cña ngän löa.

Sù lan truyÒn ngän löa phô thuéc vµo ®êng ®i xa ng¾n cña çc ph©n tö nhiªn liÖu tiÕp xóc víi oxy. Do ®ã cÇn ®iÒu chØnh tèt qu¸ tr×nh trén lÉn nhiªn liÖu víi kh«ng khÝ ®Ó viÖc ch¸y than cã ngän löa tèt. Qu¸ tr×nh nµy thùc hiÖn bëi kÕt cÊu cña vßi ®èt hay èng phun than. Mçi kiÓu vßi ®èt cña mçi h·ng cã nh÷ng nÐt ®Æc trng riªng ®Ó t¹o ra ngän löa cã kÝch thíc vµ ®é æn ®Þnh riªng. ChÝnh v× vËy viÖc lùa chän vßi ®èt cho phï hîp kiÓu lß quay sö dông lµ ®iÒu hÕt søc quan träng.3. Nh©n tè ¶nh h ëng ®Õn kho¶ng çch b¾t löa.

§Ó kh¶o s¸t kho¶ng çch b¾t löa chóng ta h·y xem h×nh 1 khi ®èt çc lo¹i than kh¸c nhau víi thµnh phÇn kh¸c nhau. Trong h×nh vÏ vµ b¶ng chóng ta cã 4

32

lo¹i than A,B,C vµ D. Lo¹i A vµ B lµ than cã nhiÒu chÊt bèc cßn lo¹i C vµ D lµ lo¹i antraxit vo¸i hµm lîng chÊt bèc nh nhau nhng hµm lîng tro xØ kh¸c nhau. Qua h×nh nµy chóng ta nhËn thÊy r»ng kho¶ng çch b¾t löa còng nh chiÒu dµi ngän löa kh¸c nhau. Çc yÕu tè ¶nh hëng ®ã nh sau:

1/. Hµm l îng chÊt bèc. V% t¨ng, chÊt bèc tho¸t ra nhiÒu nhiÖt ®é b¾t ch¸y h¹ thÊp, do ®ã than Ýt chÊt bèc sÏ cã kho¶ng b¾t löa dµi h¬n than nhiÒu chÊt bèc, kho¶ng çch tõ ®Çu phun ®Õn ngän löa xa h¬n.

2/. §iÒu kiÖn khÝ ®éng häc. §éng n¨ng kh«ng khÝ s¬ cÊp (®i theo than bôi) cµng cao, møc ®é xo¸y cµng cao, møc ®é th©m nhËp kh«ng khÝ 1 vµo trung t©m ngän löa cµng lín th× qu¸ tr×nh ch¸y tèi u dÔ ®¹t ®îc.

3/. NhiÖt ®é. NhiÖt ®é sÏ t¨ng cêng cÊp nhiÖt ®Ó nung nãng h¹t than. NÕu kh«ng khÝ s¬ cÊp cã nhiÖt ®é cao sÏ lµm kho¶ng çch b¾t löa ng¾n l¹i. §iÒu ®ã cã lîi lµ ngän löa ch¸y tèt nhng cã h¹i lµ ngän löa gÇn ®Çu phun, lµm nãng ®Çu phun, dÔ h háng.

4/. Hµm l îng vËt lÉn (®é Èm, ®é tro, lîng bôi…): Hµm lîng vËt lÉn t¨ng, nhiÖt cung cÊp ®Ó nung nãng than gi¶m vµ kho¶ng çch b¾t ch¸y dµi h¬n.4. Nh©n tè ¶nh h ëng ®Õn thêi gian ch¸y.

Nh trªn ®· nãi ®Õn ¶nh hëng cña çc nh©n tè ®Õn thêi gian ch¸y cÆn cèc hay cÆn Cacbon (Residual Carbon). Thêi gian ch¸y cña than bôi lµ tæng thêi gian cña çc giai ®o¹n.

Tõ h×nh 1vµ b¶ng 9 ta rót ra thêi gian ch¸y quyÕt ®Þnh bëi çc nh©n tè sau:

1. Than cµng nhiÒu chÊt bèc, ch¸y cµng nhanh nªn ngän löa ng¾n.

2. Than cµng nhiÒu chÊt bèc, ngän löa cµng kÐo gÇn ®Çu phun.

34

3. Cïng hµm lîng chÊt bèc, nghÌo (Ýt, thÊp) nh nhau (9,2%) than nµo Ýt tro xØ sÏ ch¸y nhanh h¬n nªn ngän löa ng¾n h¬n (7 m) so víi than ®¸ chøa nhiÒu tro xØ (9,5 m).

4. Than cµng Ýt tro xØ khi cïng hµm lîng chÊt bèc th× ngän löa cµng gÇn ®Çu phun.

5- KÝch thíc h¹t t¨ng, thêi gian ch¸y t¨ng lªn v× thêi gian ch¸y phô thuéc vµo gÇn d2 (d - ®êng kÝnh h¹t bôi than) vµ tham kh¶o h×nh 2.

6- Thêi gian ch¸y cµng ng¾n nÕu nhiÖt ®é buång ch¸y t¨ng

7- Thêi gian ch¸y cµng ng¾n nÕu ®é xèp cÆn cèc lín.

35

8- Thêi gian ch¸y cµng ng¾n nÕu nång ®é oxy th©m nhËp vµo ngän löa t¨ng.

9- Thêi gian ch¸y cµng ng¾n nÕu hµm lîng tro xØ A% thÊp 10- Thêi gian ch¸y cµng ng¾n nÕu ®é Èm cña than cµng

nhá. 11- Thêi gian ch¸y cµng ng¾n nÕu kh«ng khÝ s¬ cÊp Ýt

h¬i níc vµ kh«ng khÝ 2 chøa Ýt bôi. Tõ nh÷ng nguyªn nh©n trªn viÖc thiÕt kÕ èng phun than

cÇn ®¶m b¶o ®é xo¸y, tèc ®é lín ®Ó kh«ng khÝ dÔ th©m nhËp vµo than, ®Æc biÖt than Anracit khã ch¸y.

Kh«ng khÝ 2 tõ thiÕt bÞ lµ nguéi clinke cã nhiÖt ®é cao còng t¹o ®iÒu kiÖn ch¸y than Antrancit tèt h¬n vµ h¹ thÊp hÖ sè kh«ng khÝ d cßn l¹i = 1,15.

Do kh«ng khÝ 2 cã nhiÖt ®é cao tíi 800 – 10000C, chØ b»ng 1,15 nªn nhiÖt ®é ngän löa t¨ng lªn, tao ®iÒu kiÖn ch¸y tèt than Antrancit cã hµm lîng tro xØ cao tíi 20%.

36

§Ó ®¶m b¶o chiÒu dµi z«n nung, cÇn khèng chÕ kÝch thíc h¹t than cho phï hîp tõng lo¹i lß. Lß cã tèc ®é quay chËm, chiÒu dµi z«n nung ng¾n, tèc ®é quay nhanh - chiÒu dµi z«n nung dµi h¬n.

Víi than Hßn Gai thuéc hä Antracit cã chÊt lîng nh sau: Hµm lîng chÊt bèc (Volatile Matter) 67%.Hµm lîng tro xØ (Ash Content) 1618%.NhiÖt trÞ (Calorific Value) ~ 6.200 Kcal/kg.NhiÖt ®é b¾t ch¸y: 500 - 5500C. Thêi gian ch¸y Antracit Hßn Gai phô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ

kÝch thíc h¹t. B¶ng 9. Thêi gian ch¸y than antraxit Hßn Gai

NhiÖt ®é lßThêi gian ch¸y (gi©y) khi kÝch thíc

than0,030mm 0,045mm 0,09mm

8500C 10,5 15,8 31,59000C 4,7 7,0 14,19500C 2,0 3,0 6,09750C 1,4 2,1 4,21.0000C 0,8 1,2 2,4

NhËn xÐt: 1. NhiÖt ®é cµng t¨ng thêi gian ch¸y cµng nhanh

2. H¹t cµng mÞn, thêi gian ch¸y cµng nhanh.

VI. Ph©n lo¹i vµ lùa chän hÖ thèng ®èt than.Trong c«ng nghiÖp xi m¨ng, than ®îc sö dông réng r·i nhÊt

®Ó ®èt trong lß quay nung clinke xi m¨ng. Mét sè níc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn còng ®ang cã chiÒu híng chuyÓn ®æi nhiªn liÖu láng, nhiªn liÖu khÝ sang dïng nhiªn liÖu r¾n. Nguyªn nh©n chñ yÕu lµ dïng than kh«ng nh÷ng h¹ thÊp gi¸ thµnh s¶n

37

phÈm mµ cßn ®¸p øng ®îc c«ng nghÖ míi ®èi víi lß quay ph-¬ng ph¸p kh«.

Tríc khi than ®îc ®èt trong lß th× nã ph¶i ®îc chuÈn bÞ theo kiÓu ®èt ®· lùa chän. ViÖc chuÈn bÞ ë ®©y bao gåm nghiÒn mÞn vµ sÊy kh« vµ hai qu¸ tr×nh nµy ®îc thùc hiÖn ®ång thêi t¹i m¸y nghiÒn than. ë ®©y cÇn lu ý mét sè vÊn ®Ò liªn quan ®Õn tÝnh chÊt cña than.

- Than cã thÓ dÔ dµng ph¶n øng víi oxy cña kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é thêng vµ díi nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh nã cã thÓ tù ch¸y nh ®· nªu trong phÇn tÝnh chÊt cña than.

- Than bôi lèc xo¸y trong kh«ng khÝ cã thÓ t¹o ra hçn hîp næ vµ sÏ næ khi cã nguån n¨ng lîng cã cêng ®é thÝch øng. §iÒu nµy cÇn ®Æc biÖt lu ý khi than ®ã chøa nhiÒu chÊt bèc.

MÆc dï ë níc ta hÇu nh chØ dïng than Antracit víi hµm lîng chÊt bèc thÊp, song còng cÇn lu t©m ®Ò phßng hai hiÖn tîng trªn. 1. Ph©n lo¹i hÖ thèng ®èt.

HÖ thèng ®èt ë ®©y lµ hÖ thèng sÊy nghiÒn than vµ ®a than bôi ®Õn èng phun than hay vßi ®èt than (Firing Burner). HÖ thèng nµy ®îc chia thµnh 4 lo¹i víi 6 gi¶i ph¸p kh¸c nhau nh trong h×nh 3.

Gi¶i ph¸p 1: lµ kiÓu ®¬n gi¶n nhÊt. Than ®îc nghiÒn mÞn trong m¸y nghiÒn, sÊy M vµ thæi vµo lß cïng víi khÝ tho¸t tõ m¸y sÊy nghiÒn do qu¹t hót. Nh vËy m¸y sÊy nghiÒn lµm viÖc díi ¸p suÊt ©m hay ch©n kh«ng.

Gi¶i ph¸p 2: còng t¬ng tù nh kiÓu 1, kh¸c c¬ b¶n lµ qu¹t ®îc ®Æt tríc m¸y sÊy nghiÒn M nªn m¸y nµy lµm viÖc díi ¸p suÊt d¬ng.

KiÓu nµy ®îc ¸p dông nh»m b¶o vÖ qu¹t khái b× bµo mßn bëi c¸c h¹t than bôi.

38

Gi¶i ph¸p 3: h¬i kh¸c hai kiÓu trªn mét chót. Than bôi cïng khÝ ®i vµo cyclon ®Ó bôi than t¸ch ra. KhÝ cßn l¹i ®îc qu¹t hót vµ thæi vµo lß cïng than bôi lÊy ra ë ®¸y cyclon.

39

Ba kiÓu trªn thuéc lo¹i ®èt trùc tiÕp nghÜa lµ than ®îc sÊy nghiÒn song sÏ ®îc phun th¼ng vµo lß nung. MÆt kh¸c, khÝ mang than bôi vµo lß nung chÝnh lµ khÝ hoÆc kh«ng khÝ Èm tõ m¸y sÊy nghiÒn M th¶i ra. KhÝ nµy cã nhiÖt ®é cao h¬n nhiÖt ®é kh«ng khÝ bªn ngoµi nhng l¹i mang theo toµn bé h¬i Èm tõ than t¸ch ra.

Gi¶i ph¸p 4: thuéc lo¹i ®èt b¸n trùc tiÕp. ë ®©y khÝ Èm ®îc hót sau cyclon t¸ch than bôi råi thæi vµo thiÕt bÞ läc ®Ó t¸ch hoµn toµn than bôi tríc khi ®i ra ngoµi. Toµn bé than bôi ®îc qu¹t thø 2 thæi vµo lß nung ®Ó ®èt.

Nh vËy kh«ng khÝ ®i cïng than bôi vµo lß lµ kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é thêng vµ kh«ng mang h¬i Èm cña m¸y sÊy nghiÒn.

Gi¶i ph¸p 5: thuéc lo¹i ®èt b¸n gi¸n tiÕp. §iÓm kh¸c c¬ b¶n ®èi víi 4 gi¶i ph¸p thuéc lo¹i ®èt trùc tiÕp lµ cã sil« than bôi. Tõ sin« nµy than bôi ®îc thiÕt bÞ cÊp than vµo dßng khÝ nãng vµ Èm do qu¹t hót tõ cyclon vµ ®a vµo lß nung. HÖ nµy chØ cã 1 qu¹t võa lµm nhiÖm vô th«ng giã cho m¸y sÊy nghiÒn M võa lµm nhiÖm vô ®a than bôi vµo ®èt trong lß nung.

Gi¶i ph¸p 6: thô«c lo¹i ®èt gi¸n tiÕp. So víi gi¶i ph¸p 5 vÒ c¬ b¶n lµ gièng nhau. Kh¸c c¬ b¶n so víi gi¶i ph¸p 5 lµ ë chç ph¶i dïng 2 qu¹t. Qu¹t thø nhÊt dïng ®Ó th«ng giã trong m¸y sÊy nghiÒn M råi thæi vµo thiÕt bÞ läc råi ra ngoµi. Than bôi ®-îc tÝch vµo sil« vµ nhê thiÕt bÞ cÊp than nã ®îc ®a vµo lß nung cïng kh«ng khÝ t¬i, tøc kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é thêng, giÇu oxy, kh«ng chøa h¬i Èm t¸ch ra tõ than. Kh«ng khÝ nµy ®îc qu¹t thø 2 thæi vµo lß nung mang theo than bôi ®· ®Þnh lîng.2. ¦u nh îc ®iÓm cña c¸c lo¹i hÖ.

HÖ ®èt trùc tiÕp vµ b¸n trùc tiÕp.Qua ph©n tÝch ph¬ng thøc lµm viÖc cña hÖ ®èt chóng ta

cã thÓ rót ra nh÷ng u nhîc ®iÓm cña hÖ nµy. ¦u ®iÓm: 1. HÖ ®¬n gi¶n kh«ng cã nhiÒu thiÕt bÞ.

40

2. Ýt nguy c¬ bÞ næ3. DÔ dËp t¾t löa trong hÖ nghiÒn nÕu bÞ b¾t ch¸y b»ng

c¸ch ngõng n¹p than vµ do ®ã còng kh«ng lan löa vµo kÐt than. Nh îc ®iÓm .1. Ho¹t ®éng g¾n kÕt víi lß nung v× thÕ c¸c ®iÒu kiÖn

ho¹t ®éng kh«ng ph¶i lµ tèi u. 2. M¸y nghiÒn than dõng th× lß ph¶i dõng.3. Mçi lß kÌm theo mét m¸y nghiÒn, nÕu cã vµi lß ph¶i cã

vµi m¸y nghiÒn. Do ®ã gi¸ ®Çu t l¹i t¨ng lªn vµ gi¶m bít u ®iÓm cña hÖ.

4. Kh«ng khÝ s¬ cÊp tíi 30%.5. Chu tr×nh kiÓm tra chËm, thêi gian chÕt dµi.6. Khã lÊy mÉu kiÓm tra ®é mÞn.

HÖ ®èt b¸n gi¸n tiÕp. ¦u ®iÓm.1. Kh«ng cã khÝ th¶i do ®ã kh«ng cÇn thiÕt bÞ läc bôi 2. Nguy c¬ næ Ýt h¬n so víi hÖ gi¸n tiÕp 3. M¸y nghiÒn ngõng ng¾n h¹n nhng lß kh«ng ngõng do cã

sil« chøa than bôi dù tr÷. 4. Mét m¸y nghiÒn phôc vô cho vµi lß ®îc.5. DÔ lÊy mÉu kiÓm tra ®é mÞn cña than. Nh îc ®iÓm. 1. CÇn nhiÒu thiÕt bÞ phøc t¹p nh cyclon, sil« than bôi, cÊp

than bôi, hÖ ®o lêng kiÓm tra. 2. Kh«ng khÝ s¬ cÊp cao tíi 30%.3. Trong thêi gian khëi ®éng vµ dõng m¸y nghiÒn, ho¹t ®éng

cña lß bÞ rèi lo¹n. 4. §Çu t cao h¬n so víi hÖ ®èt trùc tiÕp. 5. Cã nguy c¬ tù ch¸y than bôi trong sil« chøa.

HÖ ®èt gi¸n tiÕp.

41

¦u ®iÓm. 1. KiÓm tra ngän löa ®¬n gi¶n.2. Tû lÖ kh«ng khÝ s¬ cÊp rÊt thÊp3. H¬i Èm tõ m¸y sÊy nghiÒn kh«ng ®a vµo lß.4. M¸y nghiÒn ngõng ng¾n h¹n, lß vÉn ch¹y mµ kh«ng

ngõng do cã sil« chøa than bôi dù tr÷.5. Mét m¸y nghiÒn sÊy than cã thÓ phôc vô cho vµi lß ho¹t

®éng 6. DÔ lÊy mÉu kiÓm tra ®é mÞn cña than bôi. Nh îc ®iÓm. 1. CÇn nhiÒu thiÕt bÞ phøc t¹p kÓ c¶ läc bôi.2. §Çu t cao h¬n so víi hÖ ®èt trùc tiÕp.3. DÔ bi b¾t ch¸y vµ næ trong èng dÉn vµ läc bôi4. Cã nguy c¬ tù ch¸y than bôi t¹i sil« than.Nh×n chung, lß quay sö dông gi¶i ph¸p ®èt gi¸n tiÕp lµ tèt

nhÊt. Tuy nhiªn nã ®ßi hái ph¶i cÈn thËn h¬n ®èi víi ngêi thao t¸c so víi c¸c gi¶i ph¸p kh¸c, do cã nhiÒu nguy c¬ kh«ng an toµn. V× vËy trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh nµo ®ã cã thÓ lùa chän mét trong nh÷ng gi¶i ph¸p kh¸c. 3. Lùa chän hÖ ®èt than.

C¬ së ®Ó lùa chän hÖ cã thÓ xem trong h×nh 4. T¹i ®©y còng ph¶n ¶nh mét vµi tiªu chÝ quyÕt ®Þnh ®Ó dÉn ®Õn lùa chän hÖ ®èt than. Thùc ra kh«ng cã ®Þnh nghÜa chÝnh x¸c vµ tiªu chÝ lùa chän. C¨n cø theo mçi trêng hîp riªng biÖt mµ quyÕt ®Þnh vµ hÖ thèng ®èt cã thÓ thay ®æi trong mét giíi h¹n. Díi ®©y lµ mét sè tiªu chÝ cÇn c¨n cø ®Ó lùa chän hÖ ®èt than cho thÝch hîp.

1. KÝch th íc cña lß. KÝch thíc cña lß thÓ hiÖn n¨ng suÊt cña lß. §¬ng nhiªn lß

nhá nãi chung lµ cã n¨ng suÊt hay s¶n lîng nhá h¬n so víi lß lín tÝnh theo mét ®¬n vÞ thêi gian. Do ®ã mçi sù x¸o ®éng ho¹t ®éng cña lß lín sÏ g©y thiÖt h¹i h¬n nhiÒu so víi lß nhá. V× vËy kÝch thíc lß lµ mét tiªu chÝ ®Ó c¨n cø vµo ®ã mµ lùa chän hÖ ®èt than cho phï hîp. NÕu dïng hÖ ®èt trùc tiÕp, mçi biÕn

42

®éng vÒ chÊt lîng than còng cã ¶nh hëng lín lªn ho¹t ®éng cña lß ngay c¶ lß nhá. VÝ dô lß ®ã cã n¨ng suÊt 70T/h th× cã nghÜa lµ chÊt lîng s¶n phÈm trong kho¶ng 1 giê biÕn ®éng ®ã bÞ ¶nh hëng. Ngîc l¹i víi lß lín, n¨ng suÊt 400500T/h th× æn ®Þnh chÕ ®é lµm viÖc cña lß cã vai trß cùc kú quan träng. Trong tr-êng häc nµy kh«ng thÓ lùa chän hÖ ®èt trùc tiÕp ®îc mµ ph¶i chän hÖ ®èt gi¸n tiÕp.

2. §é Èm cña than.NÕu than ®i vµo m¸y sÊy nghiÒn cã ®é Èm cao th× khÝ

tho¸t ra khái m¸y sÏ chøa nhiÒu h¬i níc. NÕu dïng khÝ nµy ®a vµo lß nung ®Ó ®èt than th× sÏ cã nhiÒu bÊt lîi.

43

- Lîng khãi lß t¨ng lªn. VÝ dô ®é Èm cña than lµ 15% th× l-îng khãi lß t¨ng gÇn 1,5% ®èi víi ph¬ng ph¸p kh« vµ 1,2% ®èi víi ph¬ng ph¸p ít.

- Qu¹t hót khãi lµ ph¶i lµm viÖc nÆng t¶i h¬n. - §é æn ®Þnh cña ngän löa cã thÓ bÞ gi¶m do kh«ng khÝ

s¬ cÊp bÞ pha lo·ng bëi h¬i níc. - Lîng kh«ng khÝ s¬ cÊp (®i cïng than) vµo vßi ®èt cao

h¬n so víi ®iÒu kiÖn b×nh thêng do ®ã qu¸ tr×nh ch¸y kh«ng ®¹t ®iÒu kiÖn tèi u.

ChÝnh v× nh÷ng lý do ®ã mµ viÖc lùa chän gi¶i ph¸p ®èt nhiªn liÖu cÇn c¨n cø vµo ®é Èm cña nhiªn liÖu.

3. §é bµo mßn. NÕu trong than chøa nhiÒu tro xØ díi d¹ng quartz hay pyrit

th× kh¶ n¨ng bµo mßn cña chóng rÊt cao. Do ®ã nÕu dïng qu¹t ®Ó hót than bôi tõ m¸y nghiÒn sÊy M th× qu¹t ®ã sÏ chãng bÞ mßn, h háng. Trong trêng hîp nµy, qu¹t cã thÓ ®Æt tríc m¸y nghiÒn hoÆc ®Æt sau cyclon t¸ch than bôi ®Ó ®a than bôi thæi vµo vßi ®èt than. Nh vËy kh«ng khÝ s¬ cÊp lµ khÝ chøa nhiÒu h¬i níc. Ngµy nay qu¹t ®a kh«ng khÝ s¬ cÊp cã ¸p suÊt

44

cao ®Õn 1000mm H2O, nªn gi¶i ph¸p ®Æt qu¹t tríc m¸y nghiÒn còng kh«ng ®îc ¸p dông. VII. C¸c lo¹i vßi ®èt hay èng phun than. 1. VÞ trÝ ®Æt vßi ®èt.

èng phun than cã thÓ ®Æt song song víi trôc cña lß hoÆc song song víi sµn thao t¸c. Trêng hîp thø hai èng phun than sÏ lÖch víi trôc cña lß còng tøc lµ lÖch víi mÆt líp liÖu trong lß. Do viÖc va ®Ëp cña ngän löa víi líp liÖu do ®ã vÞ trÝ cña vßi ®èt cã thÓ kh«ng t¹o ra ®îc kÕt qu¶ ®èt tèt nhiªn liÖu.

H×nh 5. S¬ ®å vÞ trÝ ®Æt vßi ®ètNãi chung, èng phun than thêng ®Æt ë t©m cña lß. Tuy

nhiªn ®èi víi lß lín, vÞ trÝ ®Æt èng phun than bÞ biÕn ®æi sao cho ngän löa chïm s¸t mÆt líp liÖu vµ song song víi trôc cña lß vµ ng¨n viÖc nghiªng èng phun than vµo mÆt vËt liÖu.

Th«ng thêng ë lß cã ®êng kÝnh lín, ®iÓm ®Æt vßi phun t¹i B, ®ã lµ trung ®iÓm cña ®o¹n OA th¼ng gãc víi mÆt liÖu. §o¹n AC = d lµ chiÒu dµy líp liÖu trong lß, gi¸ trÞ d phô thuéc vµo hÖ sè ®Çy trong lß ( h×nh 5)

HÖ sè ®Çy % ChiÒu dµy d% so víi D trong cña lß.

5 __________________ 9,7510 __________________ 15,6 11 __________________ 16,7 12 __________________ 17,7

45

13 __________________ 18,8 14 __________________ 19,8 15 __________________ 20,8

Nh vËy vÞ trÝ ®Æt èng phun than cßn phô thuéc vµo hÖ sè ®Çy nguyªn liÖu trong lß v× ®o¹n OA dµi hay ng¾n phô thuéc vµo hÖ sè ®Çy. 2. CÊu t¹o vßi ®èt.

Vßi ®èt hiÖn ®¹i thêng lµ lo¹i ®a kªnh. §Ó ch¸y than bôi, vßi ®èt cã 3 kªnh - kªnh kh«ng khÝ ngoµi, kªnh kh«ng khÝ trong, kªnh than bôi ë gi÷a 2 kªnh kh«ng khÝ.

T¹i ®Çu phun, n¬i tho¸t kh«ng khÝ, than bôi cã mÊy kiÓu sau:

1. T¹o thµnh vßng ®ång t©m.2. Kh«ng khÝ kªnh ngoµi tho¸t ra qua çc lç ®Ó t¹o

tèc ®é lín 3. Lç tho¸t than bôi chen lÉn lç tho¸t kh«ng khÝ trªn mét

vßng ®ång t©m.VÒ nguyªn t¾c, dßng kh«ng khÝ cã tèc ®é lín vµ xo¸y ®Ó

kh«ng khÝ dÔ th©m nhËp vµo than nh»m thùc hiÖn qu¸ tr×nh ch¸y tèt còng nh gØam thiÓu NOx h×nh thµnh. ViÖc chÕ t¹o çc vßi ®èt cña çc h·ng rÊt kh¸c nhau, song ®Òu cã nguyªn lý chung gièng nhau. Sù kh¸c nhau chñ yÕu ë çc kiÓu trªn, tèc ®é dßng khÝ, møc ®é xo¸y.

Vßi ®èt nµo còng cã kÌm theo vßi ®èt nhiªn liÖu láng ë trung t©m cña èng phun. Nhiªn liÖu láng ë ®©y cã tÝnh chÊt ®èt kÌm than bôi nÕu than bôi chÊt lîng qu¸ kÐm. NÕu than bôi cã chÊt lîng tèt th× vßi ®èt nhiªn liÖu láng chØ phôc vô cho viÖc khëi ®éng lß. Nhê ®èt nhiªn liÖu láng mµ nhiÖt ®é lß t¨ng lªn ®Õn møc ®é nµo ®ã th× ®èt kÌm than. Lîng than t¨ng dÇn dÇn cho ®Õn lóc ®èt 100% than vµ vßi ®èt nhiªn liÖu láng sÏ ngõng.

46

Çc lo¹i vßi ®èt ®Òu ®îc b¶o vÖ bëi líp beton chÞu löa dµy kho¶ng 100mm. V× nhiÖt ®é cña kh«ng khÝ 2 tõ m¸y lµm nguéi lªn cã thÓ ®¹t tíi 10000C.

Çc vßi ®èt nµy ®Òu cã thÓ tiÕn hay lïi trªn ®êng ray t¹i sµn thao t¸c hoÆc treo. Khi ngõng lß do cÇn thay g¹ch chÞu löa th× kÐo ra ngoµi. Khi ch¹y lß th× dÉn vµo trong lß. Çc vßi ®èt ®Òu cã thÓ chØnh çc gãc theo chiÒu ngang hay theo chiÒu ®øng, nh»m ®¸p øng çc yªu cÇu cña ngêi thao t¸c nh trong mét sè h×nh díi ®©y.

47

H×nh 6. Vßi ®èt cña h·ng Smidth

nhiên liệu cho quá trình nung clinker

Documents