پروژه حاضر با عنوان سنتز فیشر-تروپش با استفاده از کاتالیست های کبالت در راکتور دوغابی و با انجام مطالعات وسیع کتابخانه ای درباره اهمیت این فرایند روشهای مختلفت تولید منابع اولیه روشهای آنلیز و ... آغاز گردید. در ادامه طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی سیستم آزمایش راکتوری مورد توجه ویژه قرار گرفت. سیستم کاتاتسک مورد نظر در شرایط فشار بالا ( تا 60 بار) تحت آزمایشات متعدد هیدروتست قرار گرفت. ساخت انواع کاتالست های کبالت تقویت شده با روتنیم در طراحی اولیه بطور دقیق بررسی و به انجام رسید. در دامه کاتالیستهای مختلف ساخته شده به کمک آنالیزهای فیزیکی –شیمیایی مورد آزمایش قرار گرفته و شرایط مطلوب کاتالیست برای انجام آزمایشات راکتوری مورد بررسی قرار گرفت. در این مرحله پس از بررسی کاتالیست های متعدد کاتالیست co-ru/y-al2o3 انتخاب و تحت آزمایش قرار گرفت و بهترین کاتالیست از نقطه نظر کارآیی انتخاب گردید. بهترین کاتالیست انتخاب شده دارای 1% تقویت کننده روتنیم با 20% کبالت بود. این کاتالیست نسبت به کاتالیست های دیگر که دراای همان درصد کبالت ولی با درصد های دیگر تقویت کننده بودند داراای بالاترین میزان تبدیل برای co و گزینش پذیری اجزای محصول بوده است. تحقیقات فوق ا نظر تقویت کاتالیت کبالت با درصدهای مختلف روتینم و همچنین آزمایش آن در راکتور دوغابی همزن دار جدید می باشد. پس از این مرحله بررسی فرایندی در سیستم کاتاتست برای رسیدن به بالاترین کارایی از نقطه نظر فرایندی بر روی کاتالیست انتخاب شده انجام گرفت . برای انجام این هدف و رسیدن به دقیق ترین شرایط، از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده گردید. استافده از روش طراحی آزمایش تاگوچی در فرایند سنتز فیشر-تروپش به ندرت مورد استفاده و به صورت رسمی به ثبت رسیده است. با انتخاب مهمترین پارامترها با اساس تجربیات، مقالات و پتنت های متعددی که عبارت از p,t,ghsv,rpm بودند آزمایشات مناسب برای بدست آوردن بهترین انجام گرفت پس از انجام آزمایشتات طراحی شده مشخص گردید که پارامتر دبی گاز ورودی بر ساعت ghsv بیشترین تاثیر و p کمترین اثر را بر روی کارایی کاتالیست داشته است. این امر نشان می دهد که انتقال جرم بیشترین تاثیر را در راکتور های همزن دار نسبت به پارامتر های دیگر دارد. در انتهای آزمایشات این مرحله بهترین شرایط فرایندی انتخاب و آزمایش جدید بر اساس نتایج بدست آمده از روش تاگوچی را مورد تایید قرار داد. نتایج بدست آمده بالاترین راندمان را برای کتالیست مورد نظر و شرایط انتخاب شده نشان داده است. با بررسی محصولات بدست آمده در آزمایش نهایی مشخص گردید میزان ترکیبات دیزل c13-17 نسبت به بقیه محصولات مانند واکس ( c18+) بسیار بیشتر است. با این حال آزمایشات وجود محصولات مختلف زیر را در آنالیز نهایی ثابت کردند: متان ( 2,85% اتان وlpg %5، بنزین ( 7، 29%)، دیزل (44,8%) و ترکیبات واکس ( 5, 17%) روش بکار رفته برای بررسی تاثیر شرایط فرایندی در فرایند فیشر-تروپش با استفاده از روش طراحی آزمایش-تاگوچی برای اولین بار انجام گرفت که این امر از امتیازات خاص در این پروژه می باشد. بررسی های سینتیکی کاتالیست انتخاب شده با استفاده از معادلات سینتیکی معتبر و مقایسه با نتایج بدست آمده توسط دیگران نشان دادکه نتایج بدست آمده دارای دقت خوب و مطلوب می باشد. در این بخش سرعت تئوریکی بدست آمده با استفاده از معادلات سینتیکی با سرعت پیش پینی شده دارای همخوانی بسیار خوبی می باشد. همچنین فرایند دی اکتیو شدن کاتالیست ها در طول فرایند مورد توجه قرار گرفت که عوامل مختلفی را در این امر از جمله کر بنیزه شدن کاتالیست و اکسید شدن مجدد فلز کبالت می توان تاثیر گذار دانست. پس از خاتمه آزمایشات و بررسی ها پیشنهاداتی جهت ادامه کار ارائه شد.

در هنگام گرمایش و سرمایش کوره دو تحول زیر بر روی آجرها به وقوع می پیوندد: 1 - شوکهای حرارتی 2 - انبساط و انقباض حرارتی آجرها. متوسط افزایش درجه حرارت در آجرهای زیر شعله در هنگام گرم کردن آهسته (به مدت 40 ساعت ) 350c/h در هنگام گرم کردن سریع (به مدت 6 ساعت ) 2350c/h می باشد که در عمل معمولا بیشتر است . هر چه قطر کوره بزرگتر باشد، در هنگام گرمایش و سرمایش ، باید دقت بیشتری به عمل آورد. برنامه گرمایش و سرمایش در واقع تعیین کننده مقدار افزایش و کاهش درجه حرارت کوره نسبت به زمان و شروع تغذیه کوره می باشد و به عوامل مختلفی از قبیل شرایط نسوزکاری، نوع و مکانیک سیستم کوره و سیستم مکش گازهای خروجی بستگی دارد. پروژه حاضر با ارزیابی شرایطی فوق بهینه زمانهای گرمایش و سرمایش را برای کوره واحد اول سیمان آبیک به دست آورده و در نهایت برنامه حداقل زمانی تزریق سوخت را ارائه می نماید. فصل اول پروژه مطالعات کتابخانه ای در خصوص چگونگی انتقال حرارت در سیستم پخت (کوره و کولر و پیش گرمکن) می باشد. در فصل دوم پروژه روشهای متداول گرم و سرد کردن کوره در کوره های سیمان مورد بررسی قرار گرفته که در آن منحنی گرم کردن توسط کمپانی های سازنده آجر ارائه شده است . و ضمنا روشهای سریع گرم کردن کوره و مقایسه آن با روش آهسته را بررسی می نماید. فصل سوم پروژه اختصاص به تاثیر عوامل مکانیکی و بهره برداری در گرمایش و سرمایش کوره دارد. تجزبه نشان داده است که حتی با گرم کردن آهسته و کافی کوره ها (حداقل 40 ساعت به بالا) احتمال فشردگی بدنه زیر رینگ پایه دوم حتی چند ساعت پس از بارگیری وجود دارد. بنابراین لازم است با ارزیابی وضعیت مکانیکی کوره از نظر لقی زیر رینگ و اوالیته مشکلات حاصل از تنشهای مکانیکی را در هنگام گرمایش کوره کنترل نمود. از جنبه نسوز کاری کوره نیز از آنجائی که آجرهای بازی بیشترین تنشهای حرارتی را متحمل می شوند با مقایسه کیفیت انواع آجرهای بازی از نظر اتصالهای ساختاری، بهترین آنها را انتخاب می نمائیم. در فصل چهارم چگونگی گرم و سرد کردن گذشته کوره واحد اول سیمان آبیک طی سالهای 70 الی 75 بررسی و نقاط ضعف و گلوگاهی مورد تحلیل قرار گرفته است . در فصل پنجم و ششم و هفتم و هشتم با انجام موازنه حرارتی و بررسی تغییرات فنی در خصوص میزان بار، شعله و سوخت در مراحل گرمایش و سرمایش ، برنامه بهینه تزریق سوخت و دستورالعمل اجرایی گرمایش و سرمایش ارائه گردیده است .

مقاومت سیمان و در نتیجه بتن حاصل از آن، شاخص بسیار مهمی در ساخت و ساز سازه های بتنی می باشد. رسیدن به مقاومت بالاتر در طول عمرهای پایی، مطلوب کارفرمایان و پیمانکاران بتن می باشد. همچنین سیمان با مقاومت بالا، باید دارای حداقل استانداردهای کیفی از نظر زمان گیرش ، مقدار آب مورد نیاز و حرارت هیدراتاسیون نیز باشد. در برخی موارد، لازم است مقاومت بتن در برابر آبهای خورنده، خصوصا آب دریا که حاوی املاح معدنی نیز می باشد، افزایش پیدا کند. به این منظور از سیمان تیپ 2 که علاوه بر مقاومت مناسب ، دارای حرارت هیدراتاسیون متوسطی نسبت به سایر تیپهای سیمان است ، استفاده می شود.م در پروژه حاضر خواص مقاومتی سیمان تیپ 2 در برابر اب دریای خرز، خلیج فارس و دریاچه ارومیه بررسی شده است . برای بررسی میزان تاثیر افزودن پولازولان به سیمان، از این ماده به عنوان افزودنی استفاده شده است . پوزولان در 4 درصد مختلف (5، 10، 15 و 20 درصد) به کلینکر پایه تیپ 2 افزوده شده است . کلیه نمونه ها رد چهار بلین مختلف (3000، 3200، 3600 و 4000cm2/g) ساخته شده و آزمایش گردیده اند. نتیجه نهایی به دست آمده حکایت از افزایش مقاومت به ازای افزایش محدود بلین و همچنین به ازای افزایش درصد پوزولان می باشد.

در این پایان نامه ضمن معرفی انواع پیش گرمکن های عمودی و مقایسه عملکرد آنها، آنالیز شیمیایی و در برخی موارد آنالیز مینرالی کوتینگ های نقاط مختلف پیش گرمکن و رایزر پایپ برای تعیین درصد مواد چرخشی (قلیایی ها، سولفور و کلر) آمده است . با معرفی ضریب سولفات (a.s.r) محدوده مطلوب آن برای رفع مشکلات گرفتگی و پدیده چرخشی آمده است . با انجام آنالیز شیمیایی و در برخی موارد آنالیز ینرالی کوتینگ نقاط مختلف پیش گرمکن و رایزر پایپ معلوم گردید، مواقع مصرف گاز، درصد قلیایی ها و در موقع مصرف مازوت ، درصد سولفور در کوتینگ ها بیشتر از درصد سایر مواد چرخشی است . از طرفی تاثیر برگشت غبرالکتروفیلتر و برج خنک کن به مواد ورودی کوره و همچنین آب مصرفی برج خنک کن به لحاظ درصد مواد چرخشی بررسی شد. با انجام موازنه جرم و انرژی در موقع مصرف گاز و مازوت ، اعداد حرارت ویژه، دروفن های دو پل، مقدار سوخت مصرفی و مواد ورودی به پیش گرمکن از هر دو توزین کننده برای تولید ظرفیت اسمی (2000 تن کلینکر در روز) با هوابندی (seal) نمودن سیستم پیش گرمکن، آمده است . همچنین درصد هوای کاذب ورودی به پیش گرمکن در مواقع مصرف گاز یا مازو محاسبه گردیده است . سرانجام با بررسی ضریب a.s.r و محاسبه هوای کاذب پیش گرمکن و مقایسه سوخت مازوت با گاز، بالانس نبودن مجموع قلیایی ها با مجموع سولفور سوخت و خوراک و هوابندی نبودن سیستم پیش گرمکن که افزایش دور فن های دوپل را موجب می شود، به عنوان عوامل اصلی گرفتگی پیشض گرفتگی های آتی پیشنهادهایی ارائه گردیده است .

در این تحقیق سنتز و شناسایی چند فسفرتری آمید n و -nدی متیل فسفرآمید و دی کلرید آورده شده است . n و -n دی متیل فسفرآمید و دی کلرید (me2npocl2) به عنوان واکنشگر آغازین از واکنش فسفریل کلرید و دی متیل آمین هیدروکلرید بدست می آید. فسفرتری آمیدهای n و -n دی متیل آمید و دی کلریدme2npo(nh-ar)2 که گروه آریل آن فنیل، -2متیل فنیل، -3 متیل فنیل و -4 متیل فنیل می باشد، از واکنش آمین های مورد نظر و n و -n دی متیل فسفرآمید و دی کلرید بدست می آیند، که برای اولین بار ساخته شده و در اتانل، اتانل - تتراکلریدکربن، ایزوپروپیل الکل و اتر - نرمال دکان نوبلور شدند. شناسایی این ترکیبها با استفاده از داده های طیفی حاصل از ir و p-nmr و c31 و 1h13 انجام گرفت . این مطالعه نشان می دهد که: در این ترکیبها با جایگزینی کلر، جفت شدن فسفر - هیدروژن 3j(pnch) کاهش و رزونانس 31p به سمت میدان های بالاترها به جا می شود. انتقال جفت شدن فسفر - کربن از طریق دانسیتهء الکترونی انجام می گیرد و با افزایش قدرت نوکلئوفیلی آمین استخلاف شده فرکانس ارتعاشی po کاهش می یابد. همچنین فرکانس ارتعاشی po با جابجایی شیمیایی 31p به سمت میدان های بالاتر افزایش می یابد.

در تحقیق حاضر سعی بر آن است تا به تبیین فیزیکی یکی از جدیدترین روش های امروزی که در تعیین ساختار بلورین مواد به کار می رود، بپردازیم. برای نیل به این هدف ، ابتدا مبانی تئوریک نظریه پراکندگی و تفرق اشعه ایکس در مواد و پارامترهای لازم در شناخت هر چه بیشتر این پدیده را شرح داده و سپس کمیات تعیین کننده ساختار را معرفی کرده و به توصیف چگونگی محاسبات این کمیات خواهیم پرداخت . مهمترین بخش این محاسبات که درصد خطای شکل ساختاری به دست آمده را به حداقل مقدار ممکن می رساند، اجرای روش تصحیح حداقل مربعات (least squares refinment) است که قسمت اعظم این بخش را به خود اختصاص داده است . هندسه دستگاه پراش سنج چهارمحوره اشعه ایکس cad4 که از پیشرفته ترین دستگاه های رایانه ای موجود در جهان برای مطالعه ساختار مواد به شمار می آید نیز در این رساله مورد تحلیل قرار گرفته است از آنجا که تمامی مراحل محاسبات کمیات فیزیکی و هندسی تعیین کننده ساختار ماده توسط نرم افزار دستگاه مذکور(molen) اجرا می گردد لذا بخشی از تحقیق حاضر را به بررسی روند منطقی برنامه های نرم افزاری دستگاه و همچنین داده های نهائی به دست آمده از آن اختصاص داده ایم. در انتها به ساختار نهائی هندسی و تعیین مختصات دقیق و زوایای پیچشی اتمی دو نمونه تک بلوری که در دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه علم و صنعت ایران سنتز شده اند، از طریق پراش سنجی اشعه ایکس cad4 موجود در این دانشگاه، دست یافته ایم.

به علت کاهش منابع فسیلی و به تبع آن بالا رفتن هزینه های انرژی در دهه های اخیر، صاحبان صنایع سیمان به فکر کاهش مصرف انرژی افتادند و مسئله بهینه سازی انرژی، از مباحث عمده محافل علمی و صنعتی گردید. پروژه بهینه سازی مصرف انرژی و افزایش ظرفیت سیستم پخت واحد هفتم در همین راستا است . در این پروژه سعی شده روشهای بهینه سازی انرژی مشخص شود که در این راستا مطالعات و تحقیقات زیادی انجام شد. در ابتدا، مطالعات کتابخانه ای وسیعی جهت شناخت سیستم پخت ، روشهای مختلف افزایش ظرفیت وبهینه سازی انرژی انجام شد در ادامه مطالعات گسترده ای در مورد پیش گرمکنها شفتی به خصوص پیش گرمکن شفتی پری روف (prerov) انجام پذیرفت که اطلاعات مفیدی در این زمینه حاصل شد. پس از آن دستگاههای سیستم پخت بررسی شدند و تغییرات مختلفی که در سیستم پخت از زمان راه اندازی تاکنون وارد آمده مشخص شدند. سپس به مطالعه پیشینه تولید و روند کاری سیستم پخت در سالهای قبل پرداخته شد و پارامترهای مختلف بهره برداری و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفتند. پس از آن، اندازه گیری های مختلفی از جمله اندازه گیری دما، فشار، آنالیز گازها و... انجام گرفت و میزان و حدود پارامترها بررسی و تحلیل شد. در پی این کارها، موازنه های جرم و انرژی متهددی بر روی سیستم پخت انجام پذیرفت و در مورد قسمتهایی که امکان کاهش کیلوکالری در آنها وجود دارد، مطالعه شد. سپس گلوگاهها و در پی آنها پیشنهادات متعددی که با امکانات موجود در کارخانه قابل اجرا هستند ارائه شد. در انتها، ارزیابی اقتصادی پیشنهادات اجرایی فوق آورده شده تا میزان قابل توجه بودن سرمایه گذاری، مشخص گردد.

به کارگیری سرباره مس (مسباره)، به عنوان محصول زائد کارخانه مس سرچشمه مورد تحقیق می باشد. در این راستا و در ابتدا، پودر مسباره مورد آزمایش پراش سنجی اشعه ایکس و طیف سنجی اشعه ایکس جهت مشخص شدن فازهای مینرالی و آنالیز شیمیائی، قرار گرفت . با افزایش درصدهای مختلف مسباره به مواد خام . پخت آن در کوره، کیفیت پخت با تعیین آهک آزاد کلینکر حاصل مورد بررسی قرار گرفت . مرحله بعدی، بررسی واکنش سیمان های حاوی مسباره با آب و خواص ناشی از آن می باشد. مقاومت خمشی و فشاری ملات حاصل از این سیمان ها اندازه گری شد. ضمن اینکه سطح ویژه این سیمان ها با روش نفوذپذیری هوا مورد تحقیق قرار گرفت . به طور کلی تاثیرات منفی در بکارگیری مسباره در خوراک خام و سیمان مشاهده نگردید، از این رو امکان بکارگیری این ضایعه صنعت مس فراهم گردیده است .

هدف اصلی این پروژه رسیدن به گچی است که سریعتر خشک شود. اثر مواد شیمیایی شتاب دهنده بر روی زمان گیرش ، استحکام فشاری، قابلیت نفوذ، سیالیت و تخلخل پلاستر ژیپس بررسی شد و معلوم شد که فاکتور شتاب دهندگی هیچ ارتباطی مستقیمی با استحکام فشاری پلاستر گچ ندارد. افزودنی ها نظیر کلسیم سولفات دی هیدرات با افزایش عده هسته ها و شتاب دهنده هایی نظیر پتاسیم سولفات ، سدیم سولفات ، منیزیم سولفات ، روی سولفات ، آلومینیم سولفات و مس سولفات با افزایش سرعت دسولواتاسیون همی هیدرات و رشد بلورها و رسوب دادن به واکنش هیدراتاسیون همی هیدرات کلسیم سولفات شتاب بیشتری می دهند. همچنین رفتار کریستالی سوزنیهای دی هیدرات را در پلاستر گیرش یافته تغییر می دهند و نتیجه پیوندهای درون کریستالی و قدرت کاهش می یابد. از روی دانسیته گچ گیرش یافته معلوم شد که شتاب دهنده میزان تخلخل را افزایش داده و در حقیقت گچ را پوک می کند. در میان گچهای مورد بررسی گچ ممتاز شرکت سارا نتایج بهتری در اختیار گذاشت و گچ ساختمانی قم دارای ساختار اصلی کلسیم کربنات بود. بهترین شتاب دهنده در میان نمکهای سولفات مورد آزمایش پتاسیم سولفات بود.

پوزولانها موادی هستند که به تنهایی خواص سیمانی نداشته ولی در دمای معمولی در حضور آب با آهک ترکیب شده و ترکیبهای نامحلول با خواص سیمانی تولید می کنند. پوزولانها به 2 دسته طبیعی مصنوعی تقسیم می شوند. سیمان پوزولانی مخلوطی از سیمان و پوزولان آسیاب شده است که خواص ویژه ای از خود نشان می دهد و تولید آن از نظر اقتصادی بسیار به صرفه است . این پروژه به جهت تولید سیمان پوزولانی در کارخانه سیمان هگمتان انجام شده و شامل مراحل زیر است : -1 انتخاب معدن مناسب پوزولان و شناسایی شیمیایی و مینرالی پوزولان انتخاب شده. -2 ساختن نمونه های آزمایشگاهی سیمان پوزولانی آزمایشگاهی سیمان پوزولانی با درصد پوزولان ویژه متفاوت . -3 اندازه گیری مقاومت فشاری و خمشی نمونه های ساخته شده. -4 اندازه گیری فعالیت پوزولانی نمونه پوزولان کارخانه سیمان هگمتان. -5 پیشنهاد بهترین شرایط تولید سیمان پوزولانی در کارخانه سیمان هگمتان.

هدف از انجام این پروژه بررسی امکان پذیری جایگزینی کولر گریتی مشابه کولر واحد اول به جای کولر گوشواره ای واحد دوم می باشد و همچنین بررسی در مورد امکان ساخت و تامین مواد اولیه آن در داخل کشور بوده که در این راستا مراحل تحقیقاتی و محاسباتی که به شرح ذیل به طور مختصر بیان می شود صورت گرفته است . در بخش مطالعه کتابخانه ای در فصل های 1 و 2 در مورد انواع کولر، معیارهای انتخاب کولر و همچنین گریت کولر رایج در صنعت سیمان و در مورد طرح های جدید انواع گریت کولر توضیحات مفصل و جامعی داده شده است . در فصل سوم نسبت به بررسی کارکرد گریت کولر واحد اول اقدام شده و پس از محاسبات انجام شده در مورد موازنه جرم و انرژی به این نتیجه رسیده شده که گریت کولر واحد اول دارای راندمان پائین تر از استاندارد گریت کولرهای مشابه می باشد، که پیشنهادات لازم در فصل فوق انجام شده است . در فصل چهارم به مشخصات فنی گریت کولر واحد اول پرداخته و نسبت به تهیه نقشه های ساخت گریت کولر در ضمائم 1 و 2 و 3 و 4 آمده اقدام گردیده است و همچنین کلیه قطعات و تجهیزات به صورت جداولی تنظیم و ارائه شده است . در فصل پنجم به بررسی استفاده از کولر مشبک (گریت کولر مشابه واحد اول) اقدام کرده بدین طریق که ابتدا بررسی از نظر فضای موجود جهت نصب گریت کولر، ظرفیت و روش اجرا پرداخته و در همین رابطه پیشنهادهای دریافتی از کمپانی های خارجی مطرح و تجزیه و تحلیل شده است . سپس به لحاظ جوابگوئی ماشین آلات ما قبل و ما بعد کولر از نظر ظرفیت برای 5000 تن کلینگر در روز محاسباتی انجام شده و در این راستا نتیجه ذیل حاصلب گشته است : -1 جهت پاسخگویی سیستم تغذیه پیش گرمکن باید یک دستگاه ایرلیفت با ظرفیت 100 تن در ساعت اضافه گردد. -2 باید بخشی از سوخت کوره در پیش گرمکن مصرف گردد. -3 باید طول کوره 3 متر افزایش و طول مشعل 3 متر کاهش پیدا مند. 4- می بایست رینگ و غلطک های ایستگاه دوم به شرح مشخصه فنی قید شده در متن تقویت گردد. -5 بدنه کوره در زیر رینگ دوم و بین تکیه گاه دوم و سوم به طول 16 متر تقویت شود. -6 به طبقات پیش گرمکن جهت افزایش زمان کاندگاری گاز باید یک طبقه افزایش پیدا کند. در فصل ششم به بررسی امکان ساخت گریت کولر در داخل کشور پرداخته و منابع تامین و ساخت قطعات و تجهیزات بیان شده است . در فصل هفتم به بررسی فنی، اقتصادی پروژه پرداخته و این نتیجه به دست آمده که اگر چنانچه کل سیستم پیشنهادی کمپانی های خارجی خرید از خارج گردد بازگشت سرمایه حداقل ده سال طول می کشد. ولی اگر نسبت به ساخت داخلی اقدام نموده و فقط قطعات و تجهیزات مانند الکتروفیلتر، سیستم هیدرولیک و 20 درصد قطعات برقی از خارج خرید گردد حداقل حدود ده برابر قیمت تمام شده ارزانتر تمام می شود. و در فصل هشتم به جمع بندی و ارائه پیشنهادات پرداخته شده است .

کاهش نوسانات ترکیب شیمیایی کلینکر و سیمان بستگی به تنظیم و یکنواختی مواد اولیه داشته و هر چه مواد خام ورودی به کوره همگن تر باشد، محصول تولید شده نیز از نظر کیفیت یکنواخت تر خواهد بود. یکنواخت بودن ترکیب شیمیایی و ضرایب کنترل کیفی مواد اولیه نقش موثری در ثبات شرایط بهره برداری، فرآیند پخت و راه بری کوره دارد به همین علت تنظیم و آماده سازی مواد اولیه از اهمیت ویژه ای در صنعت سیمان برخوردار است . برای بدست آوردن مواد اولیه با ترکیب شیمیایی مناسب ، معمولا از اختلاط اجزاء مختلفی مانند سنگ آهک ، خاک رس ، مارل، سنگ آهن و ... با نسبتهای بهینه استفاده می شود. در مجتمه سیمان آبیک موادسازی با اختلاط سه جزء مارل، سنگ آهک و سنگ آهن انجام می شود، مارل که جزء اصلی تامین کننده ترکیب شیمیایی مواد اولیه می باشد ابتدا در سالن اختلاط به طور مقدماتی یکنواخت شده و سپس جزء آهک و آهن از طریق سیلو و ترازوی تغذیه در ورودی آسیاب مواد به آن اضافه می شود، نسبت های مصرفی اجزاء سازنده بر اساس تنظیم ضریب اشباع آهک (l.s.f) و ضریب سیلیس (s.i.m) در مواد خروجی آسیاب مواد خام تعیین می شود. با توجه به نقش یکنواخت بودن ترکیب شیمیایی مواد اولیه در فرآیند پخت کلینگر، در این پروژه به بررسی وضعیت نوسانات در مواد ورودی و خروجی از سالن اختلاط، آسیاب مواد خام و سیلوری ذخیره (مواد ورودی به کوره) پرداخته شده و سپس با استخراج نقاط ضعف روش تنظیم مواد در مجتمع سیمان آبیک ، پیشنهاداتی جهت بهینه یابی سیستم تنظیم مواد و دستگاههای نمونه برداری ارائه شده و در پایان برنامه ای جهت تنظیم ضریب اشباع آهک و ضریب سیلیس در مواد ورودی به سیلو ارائه گردیده است .

آسیاب ها عمده ترین تجهیزات مصرف کننده انرژی می باشند. در این نوشتار ابتدا ویژگیهای خردایش ، نقش مواد، مصرف انرژی و مکانیسم خردایش مورد تاکید قرار می گیرد. پس از آن آسیابهای گلوله ای و جداکننده ها، به همراه سیستم های خردایش ، تشریح شده و در آنها استفاده از تکنولوژی مدرن آسیابهای دوگانه نشان داده شده است . عوامل و محاسبات مربوط به خردایش در آسیابها و جداکننده ها، عنوان بعدی این مطالعه را تشکیل می دهد. سپس بهینه سازی و افزایش ظرفیت مورد مطالعه قرار گرفته تا بعنوان انتخابهای مناسبی از آنها را مد نظر قرار داد. اسناد فنی و پیشینه تولید، دو عامل مهم در شناخت وضعیت یک کارخانه می باشد که مفصلا مورد بررسی قرار گرفته است . آزمایشات ، محاسبات و اقدامات انجام شده این پروژه برای کارخانه واحد هفتم سیمان تهران، بوده است . در پایان گزارش ، نتایج و پیشنهادات کلی و خاص برای تحقق اهداف اجرایی این پروژه ارائه گردیده است .

اندازه ذرات و توزیع دانه بندی مواد خام نقش تعیین کننده در کیفیت پخت آنها دارد. به این لحاظ در این پروژه به بررسی دانه بندی مواد ورودی و خروجی آسیاب هاب موا خام پرداخته و ضمن مقایسه ابعاد ذرات خروجی از آسیاب مواد خام با خوارک کوره به نقش تاثیر دانه بندی مواد خام بر روی محصولات کوره با توجه به شرایط بهره برداری کوره پرداخته ایم و طی آن ضمن مقایسات مربوط مشخص گردید که ابعاد ذرات مواد خروجی از آسیاب ها بسیار نزدیک به ابعاد ذرات خوراک کوره ها می باشند. همچنین تجزیه شیمیائی و مدول های مربوط به خوراک و محصولات کوره، به همراه مطالعات مینرالوژیکی آنها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. مشحص گردیده که ترکیب خوارک کوره و پارامترهای مربوط به شرایط بهره برداری کوره های 1 و 2 کمی متفاوت از یکدیگر بوده که این امر باعث کیفیت متفاوت محصولات تولیدی مانند افزایش تشکیل فاز c3s در کلینکر واحد (نسبت به واحد 2، درشت دانه تر بودن کلینکر واحد 2 و ... گردیده است . پس از انجام محاسبات ترمودینامیکی مربوط به کوره های واحد 1 و 2 مجتمع، مبادرت به ساخت نمونه های آزمایشگاهی با درصد زبری مختلف از کلیست و سیلیس نموده و پس از کلینکرسازی مشخص گردید که افزایش زبری باعث کاهش کیفیت پخت کلینکر می شود و همچنین اثر زبره سیلیس در مواد اولیه محسوس تر از افزایش زیره کلسیت جهت پخت کلینکر با کیفیت مورد نظر می باشد. سپس نتایج حاصل را با نتایج قبلی مورد مقایسه قرار داده و نهایتا به جمع بندی نتایج و ارائه پیشنهادات پرداخته ایم.

ناپایداری بهره برداری سیستم پخت واحد اول سیمان آبیک از آن جهت که موجبات کاهش تولید و افزایش هزینه ها را در بردارد، تحت بررسی و شناخت قرار گرفته است . مشکل اصلی در این کوره مصرف سوخت بالا (800 تا (900kcal/kgclin و پخت شدید می باشد. با توجه به این موضوع ما سعی کرده ایم که با انجام مطالعات عملی و تئوری بر روی قابلیت پخت مواد خام و فرایند تشکیل کلینکر از طریق آزمایشات اندازه گیری ابعاد مینرال های مختلف خوراک کوره مانند کلسیت و دانه های کوارتز به عامل ایجاد کننده مشکل پی برده و آنرا چاره جویی کنیم. علاوه بر این، نتایج آزمایشات شیمیایی و فیزیکی کلینکر و خوراک کوره در این رابطه مورد استفاده قرار گرفته اند. از طرف دیگر به وسیله کاربرد میکروسکوپ و انجام پراش سنجی اشعه ایکس بر روی نمونه های مختلف خوراک کوره و کلینر، ساختمان مینرالی آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است . از انجام مطالعات فوق معلوم گردید که چون همگن سازی مواد به خوبی انجام نمی شود دانه بندی خوراک کوره و گاهی lsf خوراک شدیدا متغیر می باشد. هم چنین مقدار کانی های کلسیت و کوارتز باقیمانده بر روی الک های 125 میکرون و 45 میکرون مطلوب نمی باشند و خوشه های بلور بلیت و آهک آزاد به صورت تجمعی در بافت کلینکر دیده شده اند. پارامترهای اصلی در ناپایداری بهره برداری کوره سایز بلورهای آلیت و بلیت به خاطر وجود بلورهای کوارتز بزرگتر از اندازه بحرانی در خوراک کوره و مقدار دانه های باقیمانده مانده روی الک 200 میکرون می باشد.

در این پایان نامه، بازیافت غبار کوره سیمان ‏‎(ckd)‎‏ به روش پیزل مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. غبار کوره سیمان به علت وجود مقادیر بالای آلکالی ها ‏‎(na2o+k2o)‎‏ و ترکیبات سولفوره قابل برگشت به سیستم پخت کوره نمی باشد و می توان یک ماده ضایعاتی مضر به لحاظ محیط زیست در صنعت سیمان محسوب گردد. برای این که ‏‎ckd‎‏ قابل برگشت به چرخه تولید سیمان باشد، باید ترکیبات مضر آن کاهش یابد. این بازیافت هم می تواند برای تولید کلینکر از غبار باشد و هم تولید یک محصول واسطه به منظور افزودن به خوراک ورودی به کوره دوار سیمان، که هدف ما در این پروژه تولید محصول واسطه بود. به این منظور کل فرآیند پیشنهادی توسط شرکت پیزل و تمام دستگاههای مورد نیاز مورد بررسی قرار گرفت و طراحی کامل یک بستر سیال سه مرحله ای شامل مراحل پیش گرمکن، پخت و خنک کننده و انتخاب دستگاههای از قبیل اکسترودر، همزن و سیکلون و ... انجام گردید. در ادامه آزمایشاتی بر روی غبار کوره سیمان واحد هفتم سیمان تهران انجام گردید برای این کار، مواد به صورت قرص هایی در اندازه های مختلف درآمده و دماها و زمانهای مختلف در یک کوره تحت حرارت واقع شدند و تعدادی از آنها مورد آنالیز پراش سنجی پرتو ایکس قرار گرفتند که نتایج حاصل در جداول و نمودارهایی ارائه گردیده است. این نتایج نشان می دهد که با افزایش دما و کاهش اندازه دانه ها و افزایش زمان پخت، مقدار الکالی ها و ترکیبات سولفوره به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند، به طوری که دارای شرایط مطلوب برای افزودن به مواد اولیه ورودی به کوره سیمان باشد، بدون آن که مشکلی را ایجاد نمایند.