BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN ĐĂNG KHOÁT

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT
TRONG LÕ QUAY XI MĂNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƢỞNG
CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ BỨC XẠ NHIỆT CỦA NGỌN LỬA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NHIỆT

HÀ NỘI - 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN ĐĂNG KHOÁT

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT
TRONG LÕ QUAY XI MĂNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƢỞNG
CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ BỨC XẠ NHIỆT CỦA NGỌN LỬA

Chuyên ngành: Kỹ thuật nhiệt
Mã số:

62520115

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NHIỆT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

Đầu tiên, tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến hai Thầy hướng dẫn khoa học,
PGS. TS. Trần Gia Mỹ và GS. TSKH. Đặng Quốc Phú đã dành nhiều thời gian và tâm
huyết hướng dẫn, định hướng nghiên cứu giúp tác giả hoàn thành luận án.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào
tạo Sau đại học, Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt - Lạnh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo trong Viện Khoa học và Công
nghệ Nhiệt - Lạnh đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo cũng như những góp ý rất quý báu trong quá
trình nghiên cứu để hoàn thành luận án.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn các đồng nghiệp trong Bộ môn Kỹ thuật Nhiệt, Ban chủ
nhiệm Khoa Cơ khí, Ban Giám hiệu Trường Đại học Giao thông Vận tải đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi để tác giả tập trung nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo nhà máy xi măng Bút Sơn, Hà Nam đã
tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tác giả được tiếp cận, thu thập số liệu thực tế cũng như
tiến hành đo đạc các thông số cần thiết phục vụ quá trình nghiên cứu đề tài.
Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn vô hạn đến gia đình và người thân đã luôn ở
bên tác giả những lúc khó khăn nhất để khuyến khích, động viên và tạo điều kiện về mọi
mặt giúp tác giả hoàn thành bản luận án này.
Hà Nội, ngày 18 tháng 4 năm 2016
Tác giả luận án

NGUYỄN ĐĂNG KHOÁT


iii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN……………………………………………………………………...



1.2. Lò quay xi măng và các đặc trưng cơ bản………………………………………...

7

1.3. Nhiên liệu và các yêu cầu về nhiên liệu cho lò quay xi măng…………………….

9

1.4. Tổng quan các kết quả nghiên cứu về truyền nhiệt trong lò quay xi măng……….

10

1.4.1. Các kết quả nghiên cứu ở nước ngoài………………………………...………..

10

1.4.1.1. Các quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng…………………………….

10

1.4.1.2. Các mô hình truyền nhiệt bức xạ trong lò quay xi măng……………………...

20

1.4.2. Các kết quả nghiên cứu ở Việt Nam…………………………………………...

29

1.5. Một số vấn đề tồn tại và nội dung nghiên cứu của luận án………………………..



iv
2.1.2. Nghiên cứu thực nghiệm………………………………………………………...

43

2.1.3. Nghiên cứu mô phỏng bằng phương pháp số CFD……………………………..

44

2.2. Kết luận chương 2…………………………………………………………………

46

CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TRONG LÕ
QUAY XI MĂNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƢỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ
BỨC XẠ NHIỆT CỦA NGỌN LỬA………………………………………………...

47

3.1. Các vùng truyền nhiệt trong lò quay xi măng……………………………………..

47

3.2. Xác định vùng có ngọn lửa trong lò quay xi măng………………………………..

48

3.2.1. Sự hình thành ngọn lửa than phun trong lò quay xi măng………………………

60

3.4.1.4. Phương pháp xác định các hệ số trao đổi nhiệt………………………………

62

3.4.1.5. Phương pháp xác định hệ số góc bức xạ………………………………………

69

3.4.2. Mô hình toán học trong vùng không có ngọn lửa……………………………….

71

3.4.2.1. Các giả thiết khi xây dựng mô hình…………………………………………..

72

3.4.2.2. Mô hình toán học……………………………………………………………...

72

3.5. Mô phỏng số CFD quá trình cháy than phun trong lò quay xi măng………...…...

75

3.5.1. Mô hình hình học của bài toán và chia lưới mô hình…………………………...

75


CHƢƠNG 4. THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ VỎ LÕ QUAY
XI MĂNG……………………………………………………………………………..

82

4.1. Thiết bị thực nghiệm và thiết bị đo………………………………………………..

82

4.2. Bố trí thiết bị đo…………………………………………………………………...

85

4.3. Phương pháp tiến hành thực nghiệm………….…………………………………..

86

4.4. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm………………………………………….

87

4.5. Kết quả đo…………………………………………………………………………

88

4.6. Kết luận chương 4…………………………………………………………………

91

CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN………………………


103

5.3.1. Ảnh hưởng của mức điền đầy…………………………………………………...

104

5.3.2. Ảnh hưởng chuyển động quay của lò…………………………………………...

108


vi
5.4. Kết quả nghiên cứu mô phỏng số CFD quá trình cháy than phun trong lò quay xi
măng……………………………………………………………………………………

110

5.5. Kết luận chương 5…………………………………………………………………

112

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………………………………..

114

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN……………..

117


PHỤ LỤC 4. Kết quả tính toán phân bố nhiệt độ của vật nung và lượng nhiệt vật nung
nhận được khi tốc độ quay của lò thay đổi n = 2,7 ‚ 3,1 v/ph và giữ các thông số còn
lại không đổi: G = 166660 kg/h, ta = 350C, tnl = 800C………………………….

162


vii

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
Ký hiệu
Chữ viết
tắt

Tên gọi

Đơn vị đo

a

Hệ số dẫn nhiệt độ

m2/s

A

Hệ số hấp thụ

-


Rw

Hệ số phản xạ của tường lò

-

Rs

Hệ số phản xạ của vật nung

-

Lm

Chiều dài trung bình của tia bức xạ

m

F

Diện tích

m2

V

Thể tích

m3


Ji

Mật độ dòng bức xạ hiệu dụng của bề mặt i

W/m2

Ei

Năng suất bức xạ của bề mặt i

W/m2

Et, i

Mật độ dòng bức xạ tới trên bề mặt i

W/m2

Eo

Năng suất bức xạ của vật đen tuyệt đối

W/m2

Q

Dòng nhiệt

kW



m

cp

Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của sản

kJ/kg.K

phẩm cháy
cps

Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của vật

kJ/kg.K

nung
Lf

Chiều dài ngọn lửa

m

n

Tốc độ quay của lò

v/ph

x


Nhiệt độ tuyệt đối

K

i

Entanpi

kJ/kg

z

Chiều dày của phần tử tính toán

m

ReD

Trị số Reynolds theo phương dọc trục

-

Re

Trị số Reynolds theo góc quay

-

Nu


Hệ số dẫn nhiệt

W/m.K

(Lm)

Hệ số xuyên qua

-



Độ đen

-

o

Hằng số bức xạ của vật đen tuyệt đối

W/m2.K4



Chiều dài trung bình bước sóng của phổ năng

m

lượng

β

Góc nghiêng của lò

độ



Thời gian

s



Chiều dày tường lò

m



Hệ số cháy kiệt

-



Biến thiên hệ số cháy kiệt

-


a

Môi trường không khí

sh

Vỏ lò

f

Ngọn lửa


x
g

Khí lò

w

Tường lò

s

Vật nung

o

Thông số ban đầu


Làm nguội

z

Vị trí z

z + z
Các chữ
viết tắt

Vị trí z + z
Ý nghĩa

SPC

Sản phẩm cháy

KK1

Không khí cấp 1

KK2

Không khí cấp 2

NL

Nhiên liệu

VN


59

Bảng 3.2. Các nhiệt trở và hệ số trao đổi nhiệt của mô hình trong vùng không có ngọn
lửa.....................................................................................................................................

74

Bảng 3.3. Các hằng số hiệu chỉnh trong mô hình dòng chảy rối k - .............................

78

Bảng 4.1. Các thông số cơ bản của lò quay xi măng Bút Sơn.........................................

82

Bảng 4.2. Các thông số làm việc của thiết bị đo TMC8 - HT.......................................... 84
Bảng 4.3. Kết quả đo biến thiên nhiệt độ vỏ lò dọc theo chiều dài.................................. 89
Bảng 4.4. Nhiệt độ của lò tại một số vị trí đặc trưng.......................................................

90

Bảng 5.1. Các thông số tính toán của lò quay xi măng Bút Sơn...................................... 92
Bảng 5.2. Thành phần sử dụng của than cám sau khi sấy, % khối lượng………………

93

Bảng 5.3. Kết quả tính toán cháy than phun trong lò quay xi măng Bút Sơn………….. 94
Bảng 5.4. Thông số đặc trưng của quá trình trao đổi nhiệt trong lò quay xi măng Bút
Sơn……………………………………………………………………………………… 96


37

Hình 2.3. Các quá trình bức xạ và hấp thụ nhiệt trong lò quay xi măng xét cho các
tia nhiệt bức xạ từ khí lò.................................................................................................

38

Hình 2.4. Biến thiên nhiệt độ bề mặt bên trong của tường lò theo góc quay (theo thời
gian)................................................................................................................................

40

Hình 2.5. Mô hình xác định nhiệt lượng vật nung nhận được từ phía mặt thoáng........

41

Hình 2.6. Vùng khí hồi lưu trong lò quay xi măng........................................................

42

Hình 2.7. Sơ đồ cấu trúc mô phỏng quá trình cháy than phun bằng phương pháp 44
CFD.................................................................................................................................
Hình 3.1. Các dòng nhiệt của các vùng trong lò quay xi măng.....................................

47

Hình 3.2. Mô hình truyền nhiệt trong vùng có ngọn lửa................................................ 56
Hình 3.3. Mô hình tương tự nhiệt - điện trong vùng có ngọn lửa.................................. 58
Hình 3.4. Sơ đồ thuật toán giải mô hình toán học bằng phương pháp Newton Raphson..........................................................................................................................

82

Hình 4.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống giám sát nhiệt độ lò………….

83

Hình 4.3. Phương pháp xác định vị trí thiết bị nhận tín hiệu nhiệt độ vỏ lò.................. 85
Hình 4.4. Bố trí thiết bị nhận tín hiệu nhiệt độ vỏ lò.....................................................

85

Hình 4.5. Vị trí lấy số liệu nhiệt độ vỏ lò…………....................................................... 88
Hình 4.6. Các thông số vận hành của lò………………………………......................... 90
Hình 5.1. Vòi phun đa kênh dạng tròn đốt than antraxit................................................ 93
Hình 5.2. Phân bố nhiệt độ của khí, tường lò, vật nung và vỏ lò theo chiều dài...........

97

Hình 5.3. Biến thiên nhiệt độ vỏ lò theo chiều dài giữa lý thuyết và thực nghiệm…… 98
Hình 5.4. Đường cong cháy kiệt....................................................................................

100

Hình 5.5. Lượng nhiệt vật nung nhận được bằng bức xạ và đối lưu từ phía mặt
thoáng.............................................................................................................................. 101
Hình 5.6. Lượng nhiệt vật nung nhận được từ tường lò................................................

102

Hình 5.7. Ảnh hưởng của mức điền đầy đến lượng nhiệt vật nung nhận được.............


Hình 5.17. Phân bố nhiệt độ vỏ lò dọc theo chiều dài lò……………………………

111


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Xi măng là vật liệu cơ bản không thể thiếu trong tất cả các công trình xây dựng dân
dụng và công nghiệp. Nhu cầu tiêu thụ xi măng trên thế giới cũng như ở Việt Nam không
ngừng tăng. Để đáp ứng nhu cầu này, không những cần tăng số lượng các nhà máy mà còn
phải hoàn thiện công nghệ và thiết bị. Trải qua nhiều giai đoạn phát triển, công nghệ sản
xuất xi măng bằng lò đứng đã được thay thế bởi công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay
theo phương pháp ướt rồi đến ngày nay là công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay theo
phương pháp khô có khả năng tự động hóa hoàn toàn, tiêu tốn ít năng lượng, giảm thiểu ô
nhiễm môi trường và cho chất lượng xi măng rất cao.
Trong công nghệ sản xuất xi măng, chất lượng sản phẩm cũng như mức độ tiết kiệm
năng lượng được quyết định chủ yếu bởi các quá trình trao đổi nhiệt hay chế độ gia nhiệt
cho lò. Bởi vậy, nghiên cứu các quá trình trao đổi nhiệt trong lò quay sẽ góp phần làm
giảm tiêu hao nhiên liệu, nâng cao chất lượng sản phẩm và qua đó tác động rất lớn tới việc
giảm giá thành sản phẩm. Do đó, đây là lĩnh vực nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực
tiễn lớn.
Các quá trình truyền nhiệt trong lò quay rất phức tạp và đa dạng, bao gồm cả ba phương
thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ; các quá trình này chồng chéo và ảnh hưởng
lẫn nhau. Không những vậy, chuyển động quay của lò là nguyên nhân chính làm cho các
quá trình truyền nhiệt trong lò quay có những nét đặc trưng riêng so với các lò công nghiệp
đứng yên. Các đặc trưng riêng này thể hiện ở cả quá trình truyền nhiệt bên trong lò lẫn bên
ngoài lò.

hiện quá trình gia nhiệt cho vật nung trong một quá trình công nghệ nào đó. Sự đa dạng
của các quá trình công nghệ nhiệt làm cho chủng loại của các lò công nghiệp rất phong
phú. Trong số đó phải kể đến các loại lò quay, đây là một trong những loại lò công nghiệp
được ứng dụng rất phổ biến hiện nay, trong nhiều lĩnh vực công nghệ khác nhau như công
nghiệp xử lý chất thải, công nghiệp hóa chất, công nghiệp nung luyện vật liệu và đặc biệt
là trong công nghiệp sản xuất xi măng. Ngày nay, hầu hết lượng xi măng đồ sộ mà loài
người tiêu thụ hàng năm được sản xuất bởi các lò quay.
Đối tượng nghiên cứu là lò quay sản xuất xi măng theo phương pháp khô được
chúng tôi lựa chọn để nghiên cứu bởi đây không chỉ là thiết bị có tính phổ biến và tầm
quan trọng trong công nghiệp sản xuất xi măng hiện nay mà còn bởi những quá trình
truyền nhiệt rất đặc trưng xảy ra trong lò.
Chất lượng clinker và khả năng tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất xi măng
được quyết định chủ yếu bởi chế độ nhiệt của lò. Vì vậy, trong luận án này chúng tôi xác
định: Phạm vi nghiên cứu là các quá trình truyền nhiệt trong lò quay.
Cũng cần lưu ý rằng, các kết quả tính toán cho đối tượng cụ thể được đề cập trong luận
án là các lò quay đốt than phun cũng chỉ bởi đây là loại nhiên liệu được sử dụng phổ biến


3
nhất trong các lò quay sản xuất xi măng hiện nay, chứ không có nghĩa là phạm vi nghiên
cứu chỉ giới hạn ở các loại lò sử dụng nhiên liệu này.

4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Luận án được thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực
nghiệm trên cơ sở các số liệu đo đạc thực tế và mô phỏng bằng phương pháp số CFD.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
Về mặt lý thuyết, luận án làm sáng tỏ cơ chế truyền nhiệt trong lò quay khi xét tới ảnh
hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa và góp phần bổ sung vào lý thuyết
truyền nhiệt truyền chất những quá trình truyền nhiệt rất đặc trưng và đa dạng này.

làm nguyên liệu sản xuất xi măng Portland phải đảm bảo yêu cầu về hàm lượng các chất,
cụ thể: CaCO3 > 85% và MgCO3 < 5%; đất sét là thành phần nguyên liệu đứng thứ hai sau
đá vôi, hỗn hợp nguyên liệu đất sét dùng để sản xuất xi măng phải đảm bảo hàm lượng các
ôxít: SiO2 = 55  70%, Al2O3 = 10  24%, K2O + Na2O  3%. Ngoài hai thành phần chính
là đá vôi và đất sét, trong công nghệ sản xuất xi măng còn có các chất phụ gia công nghệ.
Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, ngành công nghiệp sản xuất xi măng
cũng không ngừng phát triển. Từ công nghệ sản xuất xi măng bằng lò đứng đến công nghệ
sản xuất xi măng bằng lò quay theo phương pháp ướt rồi đến công nghệ hiện đại nhất hiện
nay là bằng công nghệ lò quay theo phương pháp khô.


5
Đá vôi Điện Than Đất sét
Chuẩn bị nguyên liệu
Phụ gia
Than

Nghiền phối liệu

Công đoạn chuẩn bị
nguyên - nhiên liệu

Nung tạo ra clinker
Công đoạn nung clinker

Không khí

Làm nguội clinker
Ủ clinker




6
Với công nghệ vượt trội và được tự động hóa hoàn toàn trong sản xuất nên hiện nay,
trên thế giới các nhà máy sản xuất xi măng đều sử dụng công nghệ lò quay theo phương
pháp khô và ở Việt Nam cũng không nằm ngoài xu hướng phát triển đó. Dây chuyền sản
xuất xi măng theo công nghệ này được thể hiện trên hình 1.2.
Khí

Vật nung
Vật nung
Thiết bị vận chuyển nguyên liệu
Tháp TĐN
Khí

Kho chứa nguyên liệu
Vật nung
Khí

Lò quay

Hệ thống làm mát clinker
Hình 1.2. Hệ thống thiết bị sản xuất xi măng
Theo công nghệ này, nguyên liệu từ kho chứa, được thiết bị vận chuyển đưa lên tháp
trao đổi nhiệt. Tại đây, 95% đá vôi phân hủy thành CaO và chuyển xuống lò quay, 5% còn
lại tiếp tục phân hủy hoàn toàn trong phần đầu của lò. Sau đó, phối liệu được nung ở nhiệt
độ cao trong lò quay và diễn ra các phản ứng tạo clinker. Nhiệt độ nung chín clinker xi
măng phụ thuộc vào thành phần phối liệu nhưng thường dao động trong khoảng từ
1380 ÷ 14500C [129].
Clinker xi măng có bốn thành phần chính bao gồm: 2CaO.SiO2 (C2S),

-603 kJ/kg C2S

Vùng chuyển tiếp

C4AF

9000C  13000C

-109 kJ/kg C4AF

Vùng chuyển tiếp

C3 A

9000C  13000C

-37 kJ/kg C3A

Vùng nung

C3 S

13000C  14000C

-448 kJ/kg C3S
Khí đến tháp TĐN
Khí

KK1+NL


công nghiệp hóa chất, công nghiệp nung luyện vật liệu và đặc biệt là trong công nghiệp sản
xuất xi măng.
Quá trình truyền nhiệt trong lò quay rất phức tạp, bao gồm cả ba phương thức truyền
nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ; các quá trình này chồng chéo và ảnh hưởng lẫn nhau.
Dòng khí trong lò là hỗn hợp của sản phẩm cháy, bụi than, khí thoát ra từ vật nung, tro,
muội sẽ truyền nhiệt trực tiếp cho bề mặt vật nung và bề mặt tường lò bằng bức xạ và đối


8
lưu. Sau khi nhận nhiệt từ khí, nhiệt độ của tường lò tăng lên và tường lò lại truyền nhiệt
cho vật nung từ hai phía: phía mặt thoáng bằng bức xạ và phía tiếp xúc bằng dẫn nhiệt, đối
lưu và bức xạ. Nhiệt truyền từ bề mặt bên trong của tường lò ra bề mặt vỏ lò bằng dẫn
nhiệt sẽ tiếp tục truyền vào môi trường không khí xung quanh bằng bức xạ và đối lưu.
Những đặc trưng của lò quay thể hiện cả về đặc trưng hình học lẫn đặc trưng về truyền
nhiệt. Đặc trưng về hình học: là thiết bị có kích thước rất lớn (như đã đề cập ở trên). Đặc
trưng về truyền nhiệt thể hiện ở cả quá trình truyền nhiệt bên trong lò lẫn bên ngoài lò.
Ở bên trong lò, sự khác biệt chủ yếu trong quá trình trao đổi nhiệt bằng bức xạ và dẫn
nhiệt của lò quay so với các lò công nghiệp khác thể hiện ở các chi tiết như hình dáng, tính
chất nhiệt vật lý và vị trí tương đối giữa các vật tham gia trao đổi nhiệt. Đối với quá trình
trao đổi nhiệt bằng đối lưu, do chuyển động quay của lò, bề mặt lớp vật nung luôn biến
động: các hạt vật nung lúc thì nằm bên trên bề mặt thoáng và tham gia trao đổi nhiệt trực
tiếp với dòng khí và bề mặt thoáng tường lò; lúc thì nằm sâu trong lòng lớp vật nung. Bề
mặt vật nung biến động làm cho lớp biên sát bề mặt vật nung luôn luôn bị xáo trộn. Sự xáo
trộn này còn chịu ảnh hưởng của quá trình biến đổi lý, hóa xảy ra trong lớp vật nung như
quá trình bay hơi nước, khí thoát ra từ các phản ứng phân hủy, các hạt bụi từ than và vật
nung vv... Những yếu tố này vừa ảnh hưởng tới sự hình thành ổn định chiều dày lớp biên
trên bề mặt vật nung vừa làm thay đổi tính chất nhiệt vật lý của dòng khí, do đó ảnh hưởng
đến cường độ trao đổi nhiệt đối lưu. Ngoài ra, sự chênh lệch nhiệt độ của khí và của vật
nung giữa các vùng lò khá lớn nên vai trò của trao đổi nhiệt đối lưu cũng thay đổi theo
chiều dài lò.

thụ cho các ngành công nghiệp [110]. Nhiên liệu sử dụng trong công nghiệp sản xuất xi
măng thường gồm cả ba loại: khí, lỏng và rắn.
Nhiên liệu khí dễ cháy, nhiệt trị cao và không tạo tro. Tuy nhiên, chúng rất ít dùng trong
công nghiệp sản xuất xi măng do điều kiện khai thác, vận chuyển và giá thành cao; thường
được sử dụng cho các nhà máy sản xuất xi măng xây dựng ở gần các mỏ khí. Trước đây, ở
Việt Nam chỉ có nhà máy sản xuất xi măng Thái Bình sử dụng khí thiên nhiên ở mỏ khí
Tiền Hải nhưng hiện nay nhà máy này đã chuyển sang sử dụng nhiên liệu rắn.
Nhiên liệu lỏng được sử dụng chủ yếu là dầu FO, có nhiệt trị cao, dễ cháy và khi đốt
không tạo tro. Trong công nghiệp, để đốt cháy nhiên liệu lỏng cần đưa chúng về dạng các
giọt sương có đường kính khoảng 0,05 đến 0,3 mm [24]. Để đốt dầu trong các lò quay xi
măng cần phải nung trước dầu đến nhiệt độ từ 100 đến 1100C. Trong thực tế sản xuất tại
Việt Nam, sử dụng dầu làm tăng giá thành sản phẩm, do đó dầu chủ yếu được sử dụng
trong giai đoạn nhóm lò hoặc đốt kết hợp với than khi cần thiết [1].
Nhiên liệu rắn thường được sử dụng là than đá, tuy không có các ưu điểm như nhiên
liệu khí và nhiên liệu lỏng nhưng lại được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong công
nghiệp sản xuất xi măng do giá than thấp hơn nhiều so với nhiên liệu khí và lỏng.