Tình Hình Sản Xuất Và Tiêu Thụ Vôi ở Việt Nam Và Trên Thế Giới - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.docx) (107 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Hóa học - Dầu khí

Tình hình sản xuất và tiêu thụ vôi ở việt nam và trên thế giới

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.65 MB, 107 trang )

Đồ án tốt nghiệpHUSTLỜI NÓI ĐẦUVôi là một loại vật liệu rất quan trọng từ thời cổ đại, được sử dụng trong ngànhcông nghiệp xây dựng. Ngoài ra, vôi cũng được sử dụng rộng rãi trong tinh chế kimloại, đặc biệt là thép chế tạo, trong nông nghiệp, trong ngành công nghiệp thực phẩm,và trong sản xuất xi măng… Hiện nay, sản xuất vôi là một ngành công nghiệp lớn, đòihỏi đầu tư lớn trong các thiết bị vốn để hoạt động cạnh tranh.Trong giai đoạn phát triển kinh tế tiếp theo của Việt Nam, vôi công nghiệp là mộtsản phẩm thiết yếu, quan trọng, hỗ trợ cho các ngành công nghiệp khác phát triển. Cácnhà máy, chủ đầu tư có ưu thế về nguyên liệu, công nghệ, thiết bị... cần có những bướcchuẩn bị, để sẵn sàng đầu tư, gia nhập thị trường.Với mong muốn áp dụng những kiến thức đã học vào thực tế sản xuất, với sự nỗlực của bản thân cùng với sự tận tình giúp đỡ của thầy giáo, TS. Tạ Hồng Đức, mà saumột thời gian tìm hiểu các tài liệu, em đã hoàn thành việc nghiên cứu, mô phỏng quátrình nung vôi trong lò đứng. Tuy đã hết sức cố gắng, nhưng do thời gian và hiểu biếtcòn nhiều hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những thiết sót, vì vậy em mong nhậnđược những góp ý, nhận xét, đánh giá của các thầy cô.Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Tạ Hồng Đức, cùngcác thầy cô bộ môn Máy và thiết bị trong công nghiêp hóa chất đã tạo điều kiện giúpem hoàn thành đồ án này.Page 1Đồ án tốt nghiệpHUSTMục lụcPage 2Đồ án tốt nghiệpHUSTDanh phápaAĐộ dẫn nhiệtDiện tích[m2/s][m2]BHệ số hình dạng[-]cpNhiệt dung riêng[kJ/kg/K]DKích thước hạt[m]DPHệ số khuếch tán lỗ mao quản[m2/s]FHệ số hình dạng[-]huHệ số tỏa nhiệt[kJ/kg]DhCO2Entanpi phản ứng liên quan đến CO2[kJ/kg]DH REntanpi phản ứng[kJ/kmol]KHệ số phản ứng[m/s]K CO2Mật độ CO2 trong đá vôi[kg/m3]LChiều dài[m]MThông lượng khối lượng[kg/m2/s]MLưu lượng khối lượng[kg/s]M%Lưu lượng mol[kg/mol]ODiện tích bề mặt riêng[m2/m3]PÁp suất, áp suất riêng phần[Pa]QThông lượng nhiệt[W/m2]QDòng nhiệt[W]RBán kính[m]RHằng số khí lý tưởng, R=8.314[J/mol.K]TThời gian[s]TNhiệt độVThể tích[ ] hoặc [K][m3]WVận tốc[m/s]XĐộ chuyển hóa[-]yCO2Phần khối lượng CO2 trong đá vôi[kg/kg]°CPage 3Đồ án tốt nghiệpZHUSTTọa độ trục[m]Page 4Đồ án tốt nghiệpHUSTKý hiệuαβγδεκλµρσνψλfHệ số truyền nhiệtHệ số chuyển khối[W/m2/K][m/s]Tỷ lệ khí – vôi[m3/kg]Độ dày[m]Độ phát xạ[-]Hệ số chuyển tiếp[-]Độ dẫn nhiệt[W/m/K]Độ nhớt động lực[Pa.s]Khối lượng riêng[kg/m3]Hằng số Stefan – Boltzman, 5,67.10-8[W/m2/K4]Độ nhớt động học[m2/s]Độ xốp[-]Hệ số dư không khí[-]Page 5Đồ án tốt nghiệpHUSTCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1. Tổng quan về nguyên liệu, nhiên liệu và sản phẩm1.1.1. Đá vôi CaCO3a. Thành phần chủ yếu của đá vôi là canxi cacbonat, ngoài ra còn có các tạp chất nhưMgCO3, SiO2, Al2O3, Fe2O3…Canxi cacbonat hay cacbonat canxi là một hợp chất hóa học với công thức hóahọc là CaCO3. Đây là một chất thường được sử dụng trong y tế như một chât bổ sungcanxi cho người bị loãng xương, cung cấp canxi cho cơ thể hay một chất khử chua.Canxi Cacbonat là một thành phần cấu thành hoạt hóa trong vôi nông nghiệp. Chất nàythường được tìm thấy ở dạng đá ở khắp nơi trên thế giới, là thành phần chính trongmai/ vỏ của các loài sò, ốc hoặc vỏ của ốc. Nó là nguyên nhân chính gây ra hiện tượngnước cứng.Hình 1-1. Một số mẫu đá vôiCanxi Cacbonat có chung tính chất đặc trưng của các chất cacbonat. Đặc biệt là:Page 6Đồ án tốt nghiệpHUSTTác dụng với axit mạnh, giải phóng dioxit cacbon:CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O.Khi bị nung nóng, giải phóng dioxit cacbon ( trên 825 oC trong trường hợp củaCaCO3), để tạo oxit canxi:CaCO3→CaO+CO2↑Canxi Cacbonat sẽ phản ứng với nước có hòa tan dioxit canxi để tạo thànhbicacbonat canxi tan trong nước:CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2Đây là phản ứng quan trọng trong sự ăn mòn núi đá vôi và tạo thành các hangđộng, gây ra nước cứng.Hòa tan trong nước: Canxi Cacbonat hòa tan rất kém trong nước. Cân bằng củadung dịch của nó được đưa ra theo phương trình sau:CaCO3↔Ca2++CO32- Ksp = 3,7x10-9 tới 8,7x10-9 ở 25 oCTrong đó cân bằng đối với [Ca2+][CO32–] được đưa ra trong khoảng Ksp = 3,7x10-9tới 8,7x10-9 ở 25 oC tùy theo nguồn dữ liệu. Nó có nghĩa là sản phẩm nồng độ mol củacác ion canxi (số mol Ca2+ hòa tan trên một lít dung dịch) với nồng độ mol củaCO32– hòa tan không thể vượt quá giá trị Ksp.Nước trong các tầng ngậm nước ngầm dưới mặt đất có thể tiếp xúc với các mứcCO2 cao hơn của không khí. Do nguồn nước này thấm qua các lớp đá chứa CaCO 3 nênCaCO3 bị hòa tan theo xu hướng thứ hai. Cũng nguồn nước này sau đó chảy ra ngoàiđể tiếp xúc với không khí thì nó phải cân bằng với các mức CO 2 trong không khí bằngcách giải phóng lượng CO2 dư thừa.CaCO3 trở nên ít hòa tan hơn và kết quả là nó lắng đọng xuống như các lớp vảyđá vôi. Quá trình tương tự là nguyên nhân hình thành nên các vú đá và nhũ đá trongcác hang động đá vôi.Canxi cacbonat được tìm thấy trong tự nhiên trong các khoáng chất và đá sau:•Aragonit•Canxit•Đá phấn•Đá vôiPage 7Đồ án tốt nghiệp•Cẩm thạch hay đá hoa•TravertinHUSTVỏ trứng có tới 95% là Canxi Cacbonat.b. Phân loại: Gồm 2 loại chính là loại dùng cho công nghiệp hóa chất và loại dùng chocông nghiệp sản xuất xi măng.c. Công dụngChất này được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp xây dựng như đá xây dựng,cẩm thạch hoặc là thành phần cầu thành của xi măng hoặc từ nó sản xuất ra vôi. Trongđá vôi thường có cả cacbonat magiê.Canxi Cacbonat được sử dụng rộng rãi trong vai trò của chất kéo duỗi trong cácloại sơn, cụ thể là trong sơn nhũ tương xỉn trong đó thông thường khoảng 30% khốilượng sơn là đá phấn hay đá hoa.Canxi Cacbonat cũng được sử dụng rộng rãi làm chất độn trong chất dẻo. Mộtvài ví dụ điển hình bao gồm khoảng 15 - 20% đá phấn trong ống dẫn nước bằng PVCkhông hóa dẻo (uPVC), 5 đến 15% đá phấn hay đá hoa tráng stearat trong khung cửasổ bằng uPVC. Canxi Cacbonat mịn là thành phần chủ chốt trong lớp màng vi xốp sửdụng trong tã giấy cho trẻ em và một số màng xây dựng do các lỗ hổng kết nhân xungquanh các hạt Canxi Cacbonat trong quá trình sản xuất màng bằng cách kéo giãnlưỡng trục.Canxi Cacbonat cũng được sử dụng rộng rãi trong một loạt các công việc và cácchất kết dính tự chế, chất bịt kín và các chất độn trang trí. Các keo dán ngói bằng gốmthường chứa khoảng 70-80% đá vôi. Các chất độn chống nứt trang trí chứa hàm lượngtương tự của đá hoa hay đolomit. Nó cũng được trộn lẫn với mát tít để lắp các cửasổ kính biến màu, cũng như chất cản màu để ngăn không cho thủy tinh bị dính vào cácngăn trong lò khi nung các đồ tráng men hay vẽ bằng thuốc màu ở nhiệt độ cao.Canxi Cacbonat được biết đến là "chất làm trắng" trong việc tráng men đồ gốmsứ nơi nó được sử dụng làm thành phần chung cho nhiều loại men dưới dạng bột trắng.Khi lớp men có chứa chất này được nung trong lò, chất vôi trắng là vật liệu trợ chảytrong men.Page 8Đồ án tốt nghiệpHUSTNó cũng thường được gọi là đá phấn vì nó là thành phần chính của phấn viếtbảng. Phấn viết ngày nay có thể hoặc làm từ Canxi Cacbonat hoặc là thạch cao, sulfatcanxi ngậm nước CaSO4·2H2O.Ở Bắc Mỹ, Canxi Cacbonat đã bắt đầu thay thế cao lanh trong việc sản xuất giấybóng. Châu Âu đã thực hiện việc sản xuất giấy kiềm hay sản xuất giấy không axittrong nhiều thập kỷ. Cacbonat có sẵn dưới các dạng: Canxi Cacbonat ngầm hay CanxiCacbonat kết tủa. Loại kết tủa này rất mịn và có kích cỡ hạt khống chế được, có kíchthước ở mức đường kính khoảng 2 micron, hữu dụng trong việc làm lớp tráng ngoàicủa giấy.Là một phụ gia thực phẩm, nó được sử dụng trong một số sản phẩm sữa đậunành như một nguồn bổ sung khẩu phần canxi.Năm 1989, một nhà nghiên cứu đã cho CaCO 3 vào suối Whetstone ởMassachusetts. Ông ta hy vọng rằng Canxi Cacbonat sẽ phản ứng với axit trong dòngsuối này do mưa gây ra nhằmg cứu loài cá hồi trước đó đã ngưng đẻ trứng. Dù cho thínghiệm của ông thành công, nhưng nó cũng là tăng lượng ion nhôm trong khu vực củacon suối không được xử lý bằng đá vôi. Điều này cho thấy rằng CaCO 3 có thể thêmvào để trung hòa tác dụng của mưa axit ở trong các hệ sinh thái sông. Ngày nay, CanxiCacbonat được sử dụng để trung hòa tình trạng chua ở trong đất và nước (như ở ruộngphèn).d. Một số loại đá vôi:Đá vôi có thể gặp ở đáy biển thềm lục địa nông có cấu tạo khối thuần khiết gọi làđá vôi thềm (platform) ví dụ đá vôi Pecmi - Trias hệ tầng Đồng Giao phân bố ở NinhBình, Hạ Long, Thanh Hoá, tiêu biểu là đá vôi dạng khối "hoang mạc" ở Phong NhaKẻ Bàng và Bắc Sơn. Nhưng cũng có thể gặp đá vôi phân lớp mỏng, phân dải chứasilit dạng lớp mỏng, dạng ổ, dạng thấu kính và turbidit đặc trưng cho biển sâu, mángnước sâu kiểu bồn hút chìm hay bồn rift dạng tuyến như đá vôi ở đảo Cát Bà. Sự đadạng và phức tạp này của đá vôi là do bị khống chế nhiều yếu tố nội và ngoại sinh dẫnđến tính chất hoá lý môi trường nước biển thay đổi, đặc biệt là sự can thiệp một haynhiều hợp phần phi carbonat vào môi trường kết tủa carbonat như vụn cơ học, silit núilửa, tảo biển sâu, sét biển nông, biển sâu và vật liệu núi lửa ngầm.Đá vôi chiếm khoảng 10% diện tích bề mặt Trái Đất nhưng ở Việt Nam cònnhiều hơn, tới gần 20% diện tích lãnh thổ phần đất liền, tức là khoảng 60.000 km2 .Đặc biệt, đá vôi tập trung hầu hết ở miền Bắc, có nơi chiếm tới 50% diện tích toàn tỉnhnhư Hoà Bình (53,4%), Cao Bằng (49,47%), Tuyên Quang (49,92%), Hà Giang(38,01%). Nhiều thị xã, thị trấn nằm trọn vẹn trên đá vôi như Mai Châu (Hòa Bình),Page 9Đồ án tốt nghiệpHUSTMộc Châu, Yên Châu, Sơn La (Sơn La), Tủa Chùa, Tam Đường (Lai Châu), ĐồngVăn, Mèo Vạc (Hà Giang)…Hình 1-2. Sơ đồ phân bố đá vôi ở Việt Nam (Nguồn: Viện nghiên cứu địa chất vàkhoáng sản, 2005)Đá vôi ở Bắc Sơn và Đồng Giao phân bố rộng và có tiềm năng lớn hơn cả. TạiHải Dương, đá vôi được phân bố chủ yếu trong phạm vi giữa sông Bạch Đằng và sôngKinh Thày. Những núi có quy mô lớn như núi Han, núi áng Dâu, núi Nham Dương đãđược thăm dò tỉ mỉ.Page 10Đồ án tốt nghiệpHUSTTại Hải Phòng, đá vôi tập trung chủ yếu ở Trại sơn và Tràng kênh thuộc huyệnThuỷ Nguyên. Ngoài ra còn có những mỏ đá vôi phân bố rải rác ở Dương Xuân - PhápCổ, Phi Liệt, Thiếm Khê, Mai Động và Nam Quan.Đá vôi đôlômit tập trung ở dãy núi Han, núi dãy Hoàng Thạch - Hải Dương vớitrữ lượng lên tới 150 triệu tấn. Trữ lượng địa chất đá vôi của khu vực Hải Phòng là782.240 nghìn tấn.Hình 1-3. Các núi đá vôi ở Hạ Long-Hình 1-4. Núi đá vôi Kiên LươngMột số mỏ đá vôi:Đá vôi hóa chất Thanh Nghị:Đá vôi hóa chất Thanh Nghị ở huyện Thanh Liêm, Hà Nam là khu mỏ nằm sátbờ phải sông Đáy, cách quốc lộ 1A gần 1.5 km. Đá vôi lộ ra từ độ cao 7.5 – 180 m tạora những vách núi dốc, kéo dài theo phương kinh tuyến. Đá vôi ở đây thuộc hệ ĐồngGiao, chia thành 3 tầng đá vôi công nghiệp:Đá vôi hóa chất (đá vôi sạch):CaCO390 – 98%CaCO3.MgCO30 – 3%CaOMgO0.41 – 0.80%SiO20.05 – 0.16%Đá vôi xi măng:CaCO390 – 95%CaCO3.MgCO33 – 5%CaOMgO1.16 – 1.43%SiO20.09 – 0.20%Đá vôi xây dựng: Có tỉ lệ nhỏ hơn, cấu trúc hạt mịn, nhỏ, phân lớpPage 11Đồ án tốt nghiệpHUSTHình 1-5. Khai thác đá vôi ở Việt Nam-Mỏ đá vôi hóa chất Kiện Khê:Mỏ đá vôi hóa chất Kiện Khê ở huyện Thanh Liêm là mỏ đá vôi lộ trong vùngđồng bằng, diện tích thăm dò dài khoảng 500m, rộng 100m. Đây là mỏ đá vôi côngnghiệp, màu xám, xanh hoặc xám trắng, có hàm lượng CaCO3 lớn hơn 95%. Trữ lượngtiềm năng khoảng 2.22 triệu tấn-Mỏ đá vôi hóa chất Thanh Sơn:Mỏ đá vôi hóa chất Thanh Sơn ở huyện Kim Bẳng là khu mỏ nằm gần rìa tâycông ty xi măng Bút Sơn, với tổng diện tích khảong 3 km 2. Trữ lượng tiềm năng củamỏ là khoảng 163.08 triệu tấn đá vôi cho công nghiệp hóa chất, 414.43 triệu tấn chocông nghiệp xi măng và khoảng 12.46 triệu tấn cho công nghiệp xây dựng.e. Các yêu cầu về đá vôi:- Yêu cầu về chất lượng:-Yêu cầu nguồn nguyên liệu đá vôi sử dụng cho công nghiệp hóa chất phải sạch, ítpha lẫn tạp chất cơ học, có hàm lượng CaO cao.Yêu cầu về lích thước, hình dáng:Căn cứ vào kiểu lò và nhiên liệu đốt để quyết định kích thước và hình dạng đáthích hợp, như vậy mới đảm bảo lò hoạt động tốt và sản phẩm chín đều. Hình dạngviên đá phải có bề mặt tiếp xúc lớn để CO 2 thoát ra nhanh và nhanh chín. Kích thướcviên đá phải đồng đều để tránh hiện tượng vôi chín không đều.Trên thực tế, để thuận tiện cho quá trình vận hành và thu sản phẩm, người tathường dùng kích thước hạt nguyên liệu khá lớn (60 – 200 mm).Theo TCVN:Bảng 1-1. Một số chỉ tiêu về vôi.Page 12Đồ án tốt nghiệpHUSTTên chỉ tiêu1.a.b.c.Vôi cục và vôi bột nghiềnLoại I Loại II Loại IIITốc độ tôi vôi, phútTôi nhanh, không lớn hơnTôi trung bình, không lớn hơnTôi chậm, lớn hơn2. Hàm lượng MgO (%), không lớn hơn3. Tổng hàm lượng CaO và MgO hoạt tính4.5.6.a.b.(%), không nhỏ hơnĐộ nhuyền của vôi tôi, l/kg, không nhỏ hơnHàm lượng hạt không tôi được của vôi cục(%), không lớn hơnĐộ mịn của vôi bột (%), không lớn hơnTrên sàng 0.063Trên sàng 0.0081020201020201020205885805702.452.071.6102102102101.1.2. Canxi oxit (CaO, vôi sống)Khi cho vôi vào nước, nó trở thành vôi tôi Ca(OH)2 được sử dụng trong các loạivữa để tăng độ liên kết và độ cứng. Phản ứng này diễn ra rất mãnh liệt và tỏa nhiềunhiệt. Nó cũng được sử dụng trong cong nghiệp xử lý nước, nước thải, giảm độ chua,trong công nghiệp sản xuất đồ gốm, xi măng, sơn, công nghiệp thực phẩm…Tại Việt Nam, sản xuất vôi công nghiệp đang được các nhà đầu tư quan tâm vàthường được gắn với các nhà máy xi măng do ưu thế về nguồn nguyên liệu đá vôi.Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung, ngành công nghiệp vôicũng đã phát triển từ thô sơ đến hiện đại, từ giản đơn đến phức tạp, chất lượng vôingày càng được nâng cao.1.1.3. Nhiên liệu và lựa chọn nhiên liệuNhiên liệu là nguồn nhiệt chủ yếu dùng trong các lò nung và sấy vôi. Khi cháy,nhieu liệu sẽ tỏa nguồn nhiệt lớn cung cấp cho quá trình. Trong phần này chỉ xét đếnnhững nhiên liệu hữu cơ thông dụng nhấta. Phân loại-Nhiên liệu rắn bao gồm: Củi, than bùn, than đá, antraxit, đá dầu (bitum)-Nhiên liệu lỏng bao gồm: Dầu mỏ, xăng, dầu hỏa, dầu mazut, DO…Page 13Đồ án tốt nghiệp-HUSTNhiên liệu khí bao gồm: Khí thiên nhiên, khí đồng hành, khí đá phiến, khí hóa lỏng,khí nhà máy lọc dầu, khí lò cao…b. Yêu cầu chung-Khi cháy phải tỏa một lượng nhiệt lớn tính theo đơn vị thể tích hay khối lượng-Khi cháy không tạo ra khí độc ảnh hưởng đến con người, hay các vật liệu nung, vậtliệu xây lò.-Nhiên liệu phải dễ khai thác, dễ vận chuyển và rẻ tiền.-Phải có khả năng bảo quản lâu dài.-Đảm bảo các yêu cầu kinh tế và kỹ thuậtc. Lựa chọn nhiên liệuNhiên liệu dùng trong lò công nghiệp được lựa chọn trên cơ sở tính toán kinh tếvà kỹ thật. Khi lựa chọn nhiên liệu, đầu tiên phải xuất phát từ khả năng sử dụng nhiênliệu địa phương để công việc nhà máy được thực hiện đều đặn và liên tục. Song phảidựa trên yêu cầu môi trường, công nghệ, điều kiện kinh tế.Về giá thành tính theo 1 tấn nhiên liệu của một số khí, quy ước khi coi khí thiênnhiên là một đơn vị (giá dầu thô 10-12 USD/thùng), ta có thể so sánh như sau:Khí thiên nhiên1.0Mazut1.5Propan, butan1.7Khí lò cốc1.4Khì lò cao0.9Khí than từ than đá2.3Khí than từ than bùn4.5Số liệu này của Nga chỉ mang tính tham khảo.Từ số liệu trên ta thấy rằng nhiên liệu có giá trị và ưu việt nhất là khí thiên nhiên(bao gồm cả khí đồng hành). Sau đó là LPG hay gas lỏng rất sạch và tiện dụng. NếuPage 14Đồ án tốt nghiệpHUSTnhà máy gần khu luyện thép và tại đấy có khả năng cung cấp thì tốt nhất nên dùng khílò cốc và khí lò cao.Những lò hiện đại làm việc liên tục được tự động hóa cho nên quá trình cháy củanhiên liệu cũng được điều khiển tự động. Vì vậy ở những lò này tốt nhất dùng nhiênliệu khí. Việc sử dụng nhiên liệu lỏng như dầu mazut hay DO có phực tạ hơn donhững đặc điểm của vòi đốt cũng như quá trình đốt. Đặc biệt đối với với dầu mazut dochứa lưu huỳnh, và xỉ nên dễ bị cốc hóa, tắc lỗ vòi phun gây độc hại và phải xử lýnhiều vấn đề kỹ thuật.Sản xuất và tiêu thụ vôi trên thế giới1.2.Trên thế giới, các lò nung vôi thường được sử dụng với công suất 50-500tấn/ngày, chỉ có khoảng 10% số lò có công suất thấp hơn 50 hoặc cao hơn 500tấn/ngày. Số lượng các lò vôi ở các nước được thống kê ở trên chưa bao gồm các lòvôi tự cung tự cấp cho các nhà máy công nghiệp khác.Trong giai đoạn từ năm 2009 đến năm 2012 sản lượng vôi thế giới vẫn tiếp tụctăng trưởng, tuy nhiên tốc độ không cao như những giai đoạn trước, theo số liệu điềutra của Mỹ, năm 2010 sản lượng vôi trên thế giới đạt 311 triệu tấn tăng 11% so vớinăm 2009; năm 2011 đạt 331 triệu tấn tăng so với 2010 là 6,4%; năm 2012 đạt 340triệu tấn tăng 2,7%.Qua các số liệu trên cho thấy tính hình sản xuất và tiêu thụ vôi trên thế giới tronggia đoạn 2007 đến 2013 vẫn có sự tăng trưởng, tuy nhiên mưc tăng không ổn đỉnh,bình quân mức tăng trưởng trong 2 năm là 4,1%/năm.Bảng 1-2. Giá bán vôi bình quân giao tại nhà máy (Mỹ) giai đoạn 2006 – 2011(USD/tấn)Chủng loại200620072008200920102011Vôi sống78.184.689.9102102.7112Vôi Hydrated98.3102.4107.2126.4125131(Nguốn số liệu: US Geological Survey Mineral commonidity summaries của các năm)Bảng 1-3. Giá trị xuất nhập khẩu của Mỹ giai đoạn 2008 - 2012Page 15Đồ án tốt nghiệpNội dungHUSTĐVT20082009201020112012Xuất khẩuKhối lượngGiá trịNghìn tấn174108215231212Nghìn USD27.10018.50036.20040.100360.700Nhập khẩuKhối lượngGiá trịNghìn tấn307422445512468Nghìn USD39.40053.20061.50069.90068.300Hình 1-6. Biểu đồ sản lượng các nước sản xuất vôi năm 2011Page 16Đồ án tốt nghiệpHUSTBảng 1-4. Chi tiết sản lượng vôi của các nước và khu vực năm 2007- 2013(Đơn vị: 1.000 tấn)STTNước2007 2008 2009 2010 2011 20122013IChâu Mỹ36.01 35.9 35.87 30.05 33.7 35.135.461Mỹ212Brazil6.977.47.457.77.78.33Canada2.412.22.071.61.91.91.964Mexico5.76.56.55.55.86.46.4IIChâu Âu35.5 35.12 34.9 35.75 42.37 43.41Pháp3.5443.53.53.93.92Đức77.12766.8576.673Ý4.866666.26.24Ba Lan221.91.951.81.825Rumani222226Nga788.210.57Tây Ban Nha22.22.11.88Thổ Nhĩ Kỳ3.84.34.54.59Ucraina4.224.24.210Anh11BỉIIIChâu Á1Trung Quốc2Ấn Độ3Iran2.52.64Nhật Bản8.99.155Triều Tiên6Việt NamIV8.23.620.2 19.9 15.5 18.3 19.18.23.68.23.618.845.672221.51.51.51.52.42.22.22222.4173.4 185.8 196.4 216.4 221.4 234.8 254.916017018519020022013141515.52.72.72.72.82.89.58.47.298.23.63.93.95.21.71.62.11.5Khác23.6 26.09 28.79 16.88 13.19 18.116.9VTổng cộng268.5 282.9 295.9 299.0 310.6 331.4 352.93VITốc độtăngsốtrưởng5.4%4.6%1.1%3.9% 6.7%6.5%(Nguốnliệu: US GeologicalSurveyMineralcommoniditysummariescủa các năm)2.121802.2Page 17Đồ án tốt nghiệpHUSTQua các số liệu trên cho thấy tính hình sản xuất và tiêu thụ vôi trên thế giới tronggia đoạn 2007 đến 2013 vẫn có sự tăng trưởng, tuy nhiên mưc tăng không ổn đỉnh,bình quân mức tăng trưởng trong 2 năm là 4,1%/năm.Thực trạng sản xuất, xuất khẩu vôi tại Việt Nam1.3.Ngành sản xuất vôi tại Việt Nam hiện nay còn rất sơ khai đa phần được sản xuấttheo công nghệ nung thủ công. Các sơ sở sản xuất mang tính chuyên nghiệp, côngnghiệp rất khiêm tốn. Cả nước chỉ có khoảng 6 đến 7 cơ sở, với công suất thiết kế củamỗi lò khoảng 150 tấn đến 200 tấn/ngày. Còn lại đa số là các lò thủ công công suất từ5 đến 7 tấn/mẻ hoặc từ 15 đến 20 tấn/ngày.Về tiêu thụ, với nền kinh tế của Việt Nam hiện nay chủ yếu vẫn là lấy nôngnghiệp và gia công các hàng công nghiệp nhẹ, công nghiệp nặng hoặc công nghiệp cơbản đang rất khiêm tốn và hiện tại đang trong giai đoạn đẩy nhanh công nghiệp hóa,hiện đại hóa với những ngành công nghiệp có công nghệ cao, do vậy việc tiêu thụ vôiở Việt Nam cũng rất khiêm tốn và không có thị trường, sản lượng vôi tiêu thụ chủ yếulà dựa vào xuất khẩu.Theo số liệu điều tra từ các Sở Xây dựng, Niên giám thống kê các tỉnh năm2010-2012 và quy hoạch phát triển VLXD tại địa phương thì sản lượng vôi ở ViệtNam nămPage 18Đồ án tốt nghiệpHUSTBảng 1-5. Sản lượng vôi ở Việt Nam từ 2010 – 2012 (Nguồn số liệu: Viện chínhsách chiến lược và Tổng cục Hải quan)Chỉ tiêuTiêu thụ trong nướcXuất khẩuTổng lượng vôi tiêu thụ2010201120121.628.6061.689.1931.150.000300.000450.0002.000.0001.928.6062.139.1933.150.000Trong lượng vôi xuất khẩu, các nước có nhu cầu nhập khẩu nhiều bao gồm HànQuốc, Đài Loan, Ấn Độ, Thái Lan, Myamar. Qua các số liệu trên cho thấy tốc độ sảnxuất và tiêu thụ vôi bình quân của cả nước trong giai đoạn 2009 đến 2012 khoảng28%/năm. Với số liệu sản xuất và tiêu thụ vôi như nêu trên sẽ xác định được tỷ trọngtiêu thụ vôi giữa các khu vực của Việt Nam, cụ thể như sau:Bảng 1-6. Tỷ trọng tiêu thụ vôi ở Việt Nam năm 2009 – 2012.STT Vùng kinh tế2009-2012%1Đồng bằng sông Hồng5.449.85462.692Trung du và miền núi phía Bắc1.035.14211.913Bắc trung bộ và duyên hải miền Trung1.413.91716.264Đông Nam Bộ140.8800.165Đồng bằng sông Cửu Long780.1588.986Tổng8.693.151100Như vậy, việc sản xuất và tiêu thụ vôi ở Việt Nam chủ yếu được tập trung tại khuvực Đồng bằng Sông Hồng, Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung. Đây là các khuvực tập trung nhiều mỏ đá vôi của Việt Nam.Page 19Đồ án tốt nghiệpHUSTQuy hoạch phát triển sản xuất vôi công nghiệp ở Việt Nam1.4.Bộ Xây dựng cũng cho biết, hiện nay, Bộ Xây dựng đang tiến hành lập quyhoạch phát triển sản xuất vôi công nghiệp ở Việt Nam đến năm 2020 và định hướngđến năm 2030 chính là một trong những chính sách nhằm thực hiện Chỉ thị số 02/CTTTg của Thủ tướng Chính phủ về việc tăng cường công tác quản lý Nhà nước đối vớicác hoạt động thăm dò, khai thác, chế biến, sử dụng và xuất khẩu khoáng sản, tiến tớixóa bỏ các cơ sở sản xuất vôi tự phát, thủ công thiếu quy hoạch, gây ô nhiễm môitrường.Theo quy hoạch phát triển ngành vôi dự kiến đến năm 2020 xóa bỏ 100% lò vôithủ công gián đoạn và cho đến năm 2025 xóa bỏ hoàn toàn lò thủ công liên hoàn.Để thực hiện được Quy hoạch, Bộ Xây dựng đề nghị UBND các tỉnh, thành phốtrực thuộc Trung ương tạm dừng cấp phép đầu tư mới các cơ sở sản xuất vôi khi chưacó ý kiến thống nhất của Bộ Xây dựng.Đồng thời, thu hồi Giấy chứng nhận đầu tư khai thác, chế biến vôi đã cấp khichưa thẩm định về mỏ nguyên liệu phù hợp với Quy hoạch thăm dò, khai thác, chếbiến và sử dụng khoáng sản làm vật liệu xây dựng, trong đó có khoáng sản làm vôi (tạiQuyết định số 45/QĐ-TTg ngày 09/01/2012 của Thủ tướng Chính phủ); hoặc chưathẩm định nội dung về trình độ, quy mô công nghệ, đánh giá tác động môi trường, sựphù hợp với quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch xây dựng.Công nghệ1.5.Do đặc tính của sản phẩm vôi được rất nhiều ngành công nghiệp sử dụng làmnguyên liệu đầu vào cho sản xuất sản phẩm như đã nêu trên do vậy ở hầu hết các nướctrên thế giới đều có các dây chuyền sản xuất sản phẩm vôi để phục vụ cho các ngànhsản xuất khác. Tuy theo sự phát triển công nghiệp của từng quốc gia mà đầu tư các dâychuyền sản xuất vôi theo dạng sản xuất thủ công hay dạng sản xuất công nghiệp hiệnđại với hai dạng của lò nung là lò đứng và lò quay. Công nghệ sản xuất bằng lò đứngđược sử dụng phổ biến hơn và chiếm đa số trong ngành sản xuất vôi hiện nay. Tạichâu Âu, năm 2006 số lò vôi chỉ chiếm 7,7% tổng số lò nung vôi.Theo thống kê năm 2006, ở châu Âu có 46 lò quay nung vôi trong đó có 26 lòquay dài, 20 lò quay có tháp sấy sơ bộ, 551 lò đứng trong đó có 158 lò đứng PFR, 74lò vành khuyên, 116 lò đứng cấp liệu hỗn hợp và 203 lò loại khác, song số lượng sửdụng không phổ biến như: Lò đứng đa buồng, lò đứng đốt buồng trung tâm, lò đứngbuồng đốt ngoài, lò ghi chuyển động, lò đốt nhiệt luân phiên.1.5.1. Quá trình nung vôiPage 20Đồ án tốt nghiệpHUSTViệc nung đá vôi thành vôi sống đã được con người phát hiện và ứng dụng từlâu, nhiên liệu đầu tiên là gỗ, củi và sau này người ta sử dụng than đá, than cốc hay khíthiên nhiên.Thực chất quá trình nung vôi là dùng nhiệt độ cao để phân hủy Canxi Carbonatcủa đá vôi thành CaO theo phản ứng:1CaCO3 ‡ˆ ˆ†ˆ2 ˆ CaO +CO2Sau khi nung, hình dạng và kích thước vôi không đổi (giống như hình dạng lúcnhập liệu).Muốn phản ứng diễn ra theo chiều thuận thì phải giảm áp suất khí CO 2 bằng cáchtạo điều kiện cho khí CO2 bay ra khỏi lò nung nhanh và tăng thêm nhiệt độ nung sovới lý thuyết.Trong thí nghiệm, CaCO3 phân hủy ở nhiệt độ 900phân hủy, nhưng rất yếu, đến khi nhiệt độ đạt 850°C°C. Thực ra ở 600°Cnó đãnó mới phân hủy mạnh. Để đávôi phân hủy hoàn toàn chúng ta cần giữ nhiệt độ từ 600 – 900nhất định.Trong thực tế, đá vôi nung ở 1000 – 1200°C°Ctrong một thời gianvì thường phải nung một lượngnguyên liệu lớn với thành phần hóa học không đều, không ổn định, chứa nhiều tạp chấtkhác nhau và tốc độ nung lại lớn. Ngoài ra theo phản ứng phân hủy đá vôi ở trên về lýthuyết CaO có trọng lượng bằng trọng lượng của CaCO 3 giảm đi 44% do mất đi CO 2,nhưng vì thể tích chỉ giảm 10 – 15% nên vôi có độ xốp lớn và nhẹ.Xét một viên đá vôi khi nung trong lò, trước tiên có một lớp vôi xuất hiện và baobọc bên ngoài. Vì lớp vôi này xốp hơn đá vôi nên hệ số dẫn nhiệt giảm, làm nhiệttruyền vào trong khó nên phải tăng thêm nhiệt độ nung, giúp viên đá vôi tăng khả năngphân hủy.Trong quá trình nung nếu ta khống chế nhiệt đọ không chính xác thì sản phẩm cóthể là vôi sống, vôi chín hay vôi quá lửa.Page 21Đồ án tốt nghiệpHUST1.5.2. Lò vôi đứngViệc lựa chọn lò vôi là một điều tối quan trọng cho một nhà sản xuất vôi. Nóphải phù hợp cho việc đốt cháy nguồn đá vôi đầu vào và cung cấp chất lượng vôi sốngtheo yêu cầu. Nó phải có vốn và chi phí đủ thấp để sản xuất vôi sống với một giá cảcạnh tranh. Công suất của nó cũng phải phù hợp với yêu cầu thị trường. Một lượng lớncông nghệ và thiết kế lò đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ và trên thế giới. Kháiniệm của lò nung trục đã được hiện đại hóa trong một số thiết kế; các đặc điểm chínhcủa một số lò thường được tóm tắt trong bảng 1-7, [16-19]Bảng 1-7. Thông số cơ bản của một vài loại lò vôi phổ biếnLò đứngthườngCấp liệuhỗn hợpHình khuyênPFRCông suất, tấn/ngày150 – 300100 – 200200 – 600200 – 800Đường kính trong, m2.0 – 3.02.5 – 5.03.0 – 4.52.5 – 3.53–76 – 3020 – 236 – 10Chiều cao lớp rắn, m10 – 1515 – 2015 – 2515 – 20Lượng ra, t/d/m240 – 4510 – 2515 – 3020 – 30Vận tốc hạt rắn, m/h1.8 – 2.00.5 – 1.00.6 – 0.70.6 – 1.4Dòng khí, m3STP/m2/h0.6 – 0.70.1 – 0.120.6 – 0.80.8 – 1.1Kích thước phần min,mm30203020Kích thước phần max,mm150200250160200 – 25010 – 30200 – 400300 – 400Diện tích cắt ngang, m2Sự giảm áp, mbarNguyên liệuPage 22Đồ án tốt nghiệpNănglượngcung cấpHUSTMJ/kgLime3.8 – 4.8kcal/kgLime 910 – 11503.9 – 4.53.8 – 4.13.3 – 4.0930 – 1080910 – 980790 – 950Nhiệt độ lớn nhất của 1400 – 1500hạt rắn, C1100 – 1300 1100 – 1200 1100 – 1200Nhiệt độ lớn nhất của 1500 – 1600dòng khí, C1300 – 1400 1200 – 1300 1200 – 1300VôiLoạiKn phảnứngThấpThấp/trung Trung bình/bìnhcaoCaoMột vài thiết kế phù hợp hơn với loại năng suất thấp (dưới 100 tấn/ngày), trongkhi số khác có thể được sử dụng cho những loại năng suất lớn hơn (lên đến 800tấn/ngày). Kích cỡ thông thường có thể chấp nhận của đá đầu vàotrong dải từ nhỏ nhấtlà 20 mm đến 200 mm và thậm chí đến 250 mm.1.5.3.Lò vôi đứng thông thườngHình ảnh 1-7 và 1-8 minh họa cho những những sơ đồ của lò đứng thôngthường. Những loại lò nung này cũng được đặt tên như lò RCE. Về nguyên tắc, lòđứng thông thường là 1 trục thẳng đứng nơi mà đá vôi được nạp vào ở phía trên cùngcủa trục và vôi sống được thải ra từ phía dưới. Chất rắn di chuyển từ từ xuống dướithông qua lò nung bằng trọng lực. Nhiệt để nung đá vôi được tạo ra bởi quá trình đốtcháy nhiên liệu nơi nhiên liệu được đưa vào cùng với không khí ở giữa lò. Chính vìthế, chất rắn phía trên được làm nóng sẵn bởi khí thải nóng trong dòng chảy ngược vàchất rắn phía trên được làm mát bởi không khí mát tiếp xúc với phần dưới lò. Theocách này, nguyên liệu đi vào lò nung ở phía trên được làm nóng sẵn đầu tiên, rồi nungvà cuối cùng được làm mát trong thời gian trao đổi của nó thông qua lò. Khí ở lại trêncùng của lò bao gồm khí đốt và co2 được tách ra từ đá vôi.Lò nung theo lý thuyết được chia làm 3 vùng:- Vùng sấy sơ bộ : phần phía trên của lò nơi đá vôi được nung bởi khí thải nóngđến nhiệt độ nung trung bình của nó khoảng 810-840 (0 C).- Vùng nung : phần giữa của lò trong đó đá vôi được tách ra thành vôi và CO2,nhiên liệu bị đốt cháy trong không khí nóng sẵn.- Vùng làm mát: Phần phía dưới của lò nơi vôi đi xuống từ vùng đốt cháy đượclàm mát bởi không khí trước khi thải.Page 23Đồ án tốt nghiệpHUSTThông thường vùng sấy chiếm 25% thể tích lò, phần nung chiếm 50% thể tích lòvà còn lại là vùng làm nguội.Sự phân chia trên chỉ mang tính ước lượng. Trong quá trình nung vôi khoảngcách của các phần đó đài ngắn phụ thuộc vào các thao tác nhập liệu, thông lò, khốilượng mỗi lần tháo…Hình 1-7. Nguyên lý hoạt độngHình 1-8. Lò đứng thông thườngPage 24Đồ án tốt nghiệp1.5.4.HUSTLò vôi đứng PFRLò vôi PFR là loại lò vôi hiện đại với 2 hoặc 3 lò xác định bởi sự xen kẽ hoạtđộng lò đốt và không đốt. Hình 1-9 và 1-10 chỉ ra đặc điểm đặc trưng của một lò PFR,gồm 2 lò đứng nối liền nhau của mặt cắt ngang hình chữ nhật hoặc tròn. Mỗi lò chịuhai chế độ làm việc khác nhau, đốt và không đốt. Trong khi một lò hoạt động trongchế độ đốt bởi dầu và khí cháy thì lò kia hoạt động ở chế độ không đốt.Ở chế độ đốt, một lò được mô tả bởi dòng song song của khí cháy và đá, trongkhi ở lò kia có dòng ngược chiều không khí và đá. Khí đốt được đưa vào ở đỉnh củavùng gia nhiệt, trên lớp đá. Hệ thống lò hoàn chỉnh được tăng áp. Khí được làm nóngtrước bằng đá rồi mới trộn với nhiên liệu. Khí-off trao đổi nhiệt với đá trong chế độkhông đốt và đá lấy nhiệt của khí trong chế độ đốt.Các phương pháp hoạt động trên kết hợp 2 yếu tố chính:--Đá ở vùng sấy sơ bộ trong mỗi lò đóng vai trò như một bộ trao đổi nhiệt tái sinh. Nhiệtdư thừa trong khí được truyền cho đá trong chế độ không cháy. Sau đó nó đượcchuyển từ đá để đốt nóng không khí ở chế độ đốt. Bởi vì truyền nhiệt thay thế này, lòPFR có nhiệt lượng riêng tiêu thụ thấp nhất so với các loại lò nung.Trong dòng song song của lò PFR, nhiên liệu được cấp vào ở phía trên của vùng đốtvà khí đốt đi song song với vật liệu. Kết quả là, sức nóng phát ra từ quá trình đốt cháynhiên liệu chủ yếu được hấp thụ bởi rắn cho sự nung đá vôi để nhiệt độ trong vùngcháy đạt trung bình 900 - 1200 ° C . Bởi vì dòng nhiệt chảy song song, PFR lò rấtthích hợp cho việc sản xuất các soft-burnt, độ phản ứng cao.Tùy thuộc vào các nhà sản xuất lò, khái niệm khác nhau của việc tối ưu hóa cácquá trình trong lò đã được phát triển để thiết kế các lò PFR. Ví dụ, các dạng mặt cắtngang có thể là tròn, chữ nhật, thiết kế đặc biệt với hình chữ D… Một số thiết kế kháccủa lò có thể được nhìn thấy từ hình 1-11.Page 25

Tài liệu liên quan

Thưc trạng về tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm kẹo truyền thống
- 32
- 2
- 3
Nghiên cứu đề xuất mô hình và xây dựng bộ tiêu chí đánh giá khả năng hướng tới không phát thải cho doanh nghiệp ngành sản xuất bia trong điều kiện Việt Nam
- 16
- 977
- 7
Thực trạng sản xuất và biện pháp đẩy mạnh xuất khẩu gạo ra thị trường thế giơi1
- 31
- 360
- 0
QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH và PHÁT TRIỂN CỦA NGÂN HÀNG THẾ GIỚI_WB
- 36
- 3
- 44
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 6214: 1996 CAC/RCP 33 - 1995 QUY PHẠM THỰC HẠNH VỆ SINH KHAI THÁC, SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NƯỚC KHOÁNG THIÊN NHIÊN
- 11
- 860
- 3
Sản xuất khung xe máy bằng phương pháp hàn và tình hình phát triển công nghệ hàn co2
- 75
- 1
- 5
ĐặC ĐIểM NGOạI HìNH Và TíNH NĂNG SảN XUấT CủA LợN BảN NUÔI TạI ĐIệN BIÊN
- 8
- 1
- 3
Các ph-ơng pháp phân tích chính sách đối với sản xuất, nhập khẩu và tiêu thụ phân bón trong điều kiện hội nhập kinh tế
- 8
- 470
- 2
ĐáNH GIá Sự TIếP THU Và ứNG DụNG Kỹ THUậT IPM CủA NÔNG DÂN SảN XUấT LúA TạI HUYệN QUỳNH PHụ TỉNH THáI BìNH
- 10
- 514
- 0
Dịch hại và tình hình gây hại của chùng đối với sản xuất nông nghiệp
- 5
- 766
- 2