Tài liệu Báo cáo thực tập kỹ thuật tại công ty cổ phần supe phot phat và hóa chất lầm thao

Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG LỜI MỞ ĐẦU 01 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY SUPE PHOTPHAT VÀ HÓA CHẤT LAM THAO 02 PHẦN 1: PHÂN XƯỞNG AXIT 2 04 I. Giới thiệu về phân xưởng Axit 04 II. Công nghệ công nghệ 04 III. Dây truyền sản xuất 08 IV. Các vấn đề môi trường 28 PHẦN 2: PHÂN XƯỞNG SUPE 2 31 I. Giới thiệu về phân xưởng Supe 31 II. Cơ sở lý thuyết sản xuất Supe Photphat 31 III. Quy trình công nghệ 40 IV. Các vấn đề môi trường 52 0 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 LỜI MỞ ĐẦU Tại Việt Nam, các ngành công nghiệp đang phát triển và chiếm tỷ trọng lớn đóng góp vào kinh tế đất nước. Những nhà máy, xí nghiệp sản xuất là động lực cho định hướng công nghiệp hóa – hiện đại hóa trong tầm nhìn đến năm 2020. Ngành sản xuất thiết bị, hóa chất đã và đang phát triển mạnh mẽ, có sức ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế của cả nước. Tuy nhiên, vấn đề môi trường của ngành đang được quan tâm mạnh mẽ từ phía Nhà nước và người dân. Với vị trí là một sinh viên môi trường, việc tiếp cận các nhà máy sản xuất, các hệ thống, công nghệ sản xuất để tìm hiểu nguyên lý hoạt động, khả năng ô nhiễm là một điều rất cần thiết. Được đi thực tập kỹ thuật tại Công ty Cổ phần Supe photphat và hóa chất Lâm Thao, một cơ sở rộng rãi, truyền thống phát triển lâu dài trên 50 năm, nhiều dây chuyền, thiết bị đang hoạt động đã giúp em rất nhiều trong việc học tập và nghiên cứu của mình. Việc quan sát và các dây chuyển đã giúp cho sinh viên có thể rút ra được nguyên lý, cấu tạo hệ thống và những vấn đề môi trường. Cũng từ đây, chúng em có thể đánh giá được mức độ ảnh hưởng đến khu dân cư, nguồn nước, nguồn đất xung quanh và đặc biệt là công nhân Lao động. Dưới đây là bản báo cáo thực tập bao gồm các phần chính sau: - Sơ đồ công nghệ, dây chuyền hoạt động của các quá trình trong nhà máy. - Thuyết minh công nghệ, các thiết bị chính có trong dây truyền. - Các vấn đề môi trường và phương án giải quyết. Em xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Công ty Cổ phần Supe photphat và hóa chất Lâm Thao, thầy Nguyễn Văn Nghiêm đã tạo điều kiện và giúp chúng em hoàn thành kỳ thực tập này! Hà Nội, ngày 20 tháng 6 năm 2013. 1 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN SUPE PHOPHAT VÀ HÓA CHẤT LÂM THAO I. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN Công ty Supe Phốt Phát và Hóa Chất Lâm Thao (trước kia là nhà máy Supe Phốt Phát Lâm Thao), là một doanh nghiệp nhà nước thuộc Tổng công ty Hóa Chất Việt Nam được khởi công xây dựng ngày 8/6/1959 trên diện tích 73ha thuộc địa bàn Thị xã Lâm Thao – Tỉnh Phú Thọ. Ban đầu nhà máy hoạt động với 2 dây chuyền chính là: Dây chuyền Axit 1 – sản xuất axit sunfuric với năng suất 4 vạn tấn/ năm và Dây chuyền Supe 1 - sản xuất Supe lân với năng suất 1 vạn tấn/ năm. Ngày 24/6/1962 nhà máy chính thức đi vào sản xuất. Qua 3 lần cải tạo, mở rộng: Đợt 1 (1973-1974) nâng công suất lên 175.000 tấn lân/năm, đợt 2 (1980-1984) nâng công suất lên 300.000 tấn lân /năm, đợt 3 (1988-1992) sản lượng đạt 500.000 tấn lân/năm. Đặc biệt trong 12 năm gần dây 1997 – 2008 với nhu cầu phân bón ngày càng tăng đề phục vụ nông nghiệp, công ty đã liên tục đầu tư chiều sâu, cải tạo, đổi mới thiết bị, công nghệ, nâng cao công suất, đầu tư xây dựng mới 4 dây chuyền sản xuất phân hỗn hợp NPK với công nghệ hiện đại, cải tạo, đổi mới thiết bị, công nghệ, nâng cao công suất các dây chuyền sản xuất Axít sunphuric, supe lân để nâng cao sản lượng, đảm bảo các điều kiện môi trường theo chỉ đạo của Thủ tướng Chính Phủ. Đến nay sản lượng phân bón do công ty sản xuất chiếm gần 80% tổng sản lượng phân lân cả nước, gấp 14 lần công suất ban đầu. Qua 47 năm tồn tại, phát triển, công ty đã sản xuất và cung cấp cho ruộng đồng Việt Nam trên 14,5 triệu tấn phân supe lân và trên 3,4 triệu tấn phân hỗn hợp NPK các loại, cùng hàng chục sản phẩm hữu ích quan trọng khác phục vụ đắc lực nhu cầu sản xuất, tiêu dùng trên mọi miền tổ quốc. Qua 51 năm xây dựng và phát triển, công ty đã vinh dự nhận được nhiều phần thưởng cao quý của Đảng và Nhà nước như: Huân chương Hồ Chí Minh 2006. 3 lần phong tặng danh hiệu đơn vị Anh Hùng Lao Động và nhiều giải thưởng cao quý khác. 2 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 II. LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG VÀ SẢN PHẨM 1. Lĩnh vực hoạt động Công ty là cơ sở sản xuất, kinh doanh phân bón hàng đầu Việt Nam. Nhiệm vụ chủ yếu là sản xuất phân lân Supe Lân Lâm Thao, phân hỗn hợp NPK Lâm Thao và các hóa chất công nghiệp 2. Sản phẩm chủ yếu - Axit sunfuric kyc thuật, tinh khiết, tinh khiết phân tích và axit dùng cho ắc-quy - Phân bón Supe lân - Phân bón hỗn hợp NPK các loại: 5-10-3; 10-20-6; 16-16-8... - Natrisunfit và bisunfit kỹ thuật - Natri silic florua kỹ thuật, tinh khiết - Phèn nhôm sunfat kỹ thuật và phén kép amoni sunfat kỹ thuật - Oxy kỹ thuật 3. Các đơn vị trực thuộc - Xí nghiệp Axit 1, Axit 2, Axit 3: Sản xuất axit sunfuric phục vụ sản xuất Supe photphat và bán axit thành phẩm ra thị trường - Xí nghiệp Supe 1, supe 2 và Supe 3: sản xuất Supe lân - Xí nghiệp NPK : sản xuất phân hỗn hợp NPK. - Xí nghiệp đóng bao: đóng bao, bốc xếp sản phẩm - Xí nghiệp điện : đảm bảo điện năng cho sản xuất và sinh hoạt toàn công ty. - Xí nghiệp nước : cung cấp nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt toàn công ty. - Xí nghiệp Cơ khí : gia công phụ tùng, chi tiết sản xuất, phục vụ sửa chữa - Xí nghiệp vận tải : có nhiệm vụ vận tải hàng hóa phục vụ cho quá trình cung ứng và tiêu thụ, vận chuyển nội bộ và làm dịch vụ vận chuyển cho bên ngoài. - Xí nghiệp mộc – nề: gia công, sửa chữa đồ gỗ, tham gia phục vụ cho quá trình xây dựng sửa chữa trong toàn công ty. 3 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 PHẦN 1: PHÂN XƯỞNG AXIT SỐ 2 I. GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG AXIT SỐ 2 Phân xưởng axít số 2 được khởi công xây dựng vào ngày 20 tháng 4 năm 1980 trong đợt mở rộng nhà máy lần thứ 2 với sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên xô. Được chạy thử vào ngày 24/4/1984 đến ngày 30/5/1984 chính thức khánh thành và đi vào sản xuất với công xuất thiết kế là 120 vạn tấn/ năm. Tháng 3/2003 dây chuyền axít số 2 cải tạo lần thứ nhất chuyển đổi từ sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng pyrít đốt trong lò tầng sôi bằng phương pháp tiếp xúc sang sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng lưu huỳnh đốt trong lò năm ngang bằng phương pháp tiếp xúc. Tháng 12/2006, dây chuyền axít số 2 cải tạo lần thứ 2 chuyển đổi từ sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ lưu huỳnh đốt trong lò nằm ngang bằng phương pháp tiếp xúc sang sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng lưu huỳnh đốt trong lò nằm ngang bằng phương pháp tiếp xúc kép hấp thụ hai lần. Sau gần 1 tháng thi công lắp đặt dầy chuyền được chạy thử đến 24 tháng 6 năm 2007 khánh thành, chuyển đổi công nghệ thành công và gắn biển công trình. II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 1. Nguyên liệu sản xuất 1.1. Nguyên liệu chính Dây chuyền cũ sử dụng quặng pyrit tuyển nổi có cỡ hạt 8mm làm nguyên liệu chính sản xuất axit sunfuric.Sau khi cải tạo, thay thế lưu huỳnh nguyên tố. Lưu huỳnh nguyên tố được khai thác từ mỏ hoặc trong hóa dầu, nhập khẩu từ các nước Singapore, Arap, Balan… Việc thay thế quặng pyrit bằng lưu huỳnh nguyên tố không những mang lại giá trị kinh tế mà còn có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trường. Dựa vào các ưu điểm như: - Trữ lượng quặng pyrit có hạn nên cần tìm nguồn nguyên liệu thay thế; - Sử dụng S nguyên tố sẽ bớt đi công đoạn tinh chế khí, dẫn đến bớt đi được các thiết bị cồng kềnh như lò tầng sôi, lọc điện khô, tháp rửa, lọc điện ướt… 4 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 - Sử dụng quặng pyrit sẽ dẫn đến tạo thành chất thải rắn là xỉ pyrit rất khó xử lý gây ô nhiễm môi trường. Lưu huỳnh nguyên tố là nguyên liệu tốt nhất cho sản xuất axít sunphuríc vì: - Khi đốt lưu huỳnh nguyên tố ta thu được hỗn hợp SO 2 có nồng độ cao, điều này rất có lợi trong công nghệ sản xuất axít sunphuríc bằng phương pháp tiếp xúc. - Lưu huỳnh nguyên tố không có tạp chất asen và đặc biệt nó không có xỉ do vậy dây chuyền sản xuất đi từ nguyên liệu này rất ngắn, đơn giản, không có thiết bị tinh chế khí SO2. - Lưu huỳnh nguyên tố là nguyên liệu khá rẻ tiền do vậy có thể hạ được giá thành sản phẩm. 1.2. Chất xúc tác Chất xúc tác được sử dụng để tăng nhanh tốc độ phản ứng oxi hóa trong tháp tiếp xúc. Có 3 loại chất xúc tác tốt nhất được ứng dụng trong sản xuất axit là Pt kim loại, oxit sắt, oxit vadani. Trong dây chuyền sản xuất, sử dụng chất xúc tác oxit vadani do các ưu điểm: - Oxit vadani kém hoạt động hơn Pt nhưng rẻ hơn; - Độ nhiễm độc asen kém hơn Pt vài ngàn lần; Sử dụng chất xúc tác có ký hiệu T-210 trong lớp xúc tác 1 và CS-110 trong lớp tiếpxúc 2, 3, Đặc tính của chất xúc tác - Khối tiếp xúc vadani chứa trung bình 7% V 2O5, chất hoạt hóa là các oxit kim loại kiềm thường dùng là K2O, chất mang thường dùng là alumino silicat; - Khối tiếp xúc vadani làm việc trong khoảng nhiệt độ 400 – 600 oC. Khi t > 600oC, xúc tác giảm hoạt độ do hiện tượng kết khối các cấu tử để tạo thành những hợp chất không hoạt động. Khi t < 400oC, hoạt động của xúc tác giảm đột ngột do sự chuyển hóa trị từ V 5+ thành V4+. 1.3. Nhiên liệu `Nhiên liệu được sử dụng trong hoạt động của dây chuyền là dầu DO, dầu FO. 2. Sơ đồ công nghệ - Sơ đồ 1 5 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 DẦU DO NHIÊN LIỆU chất thải rắn S LỎNG Bể chứa S Lò đốt lưu huỳnh S -----> SO2 Công đoạn tiếp xúc khí thải, nước thải, bụi khí thải, nước thải, bụi SO2 -----> SO3 Công đoạn Hấp thụ Mù axit, Bụi SO3 -----> H2SO4 Thuyết minh dây chuyền công nghệ axit 2 : 2.1. Điều chế lưu huỳnh dioxit – SO2 Không khí ẩm ngoài trời được hút vào tháp sấy khí, vị trí 251 và tháp tia bắn 253, khí đạt hàm ẩm <0,015%V và tia bắn <0,005mg/m 3được hút về máy thổi khí 301. Theo đường đẩy máy thổi khí, không khí khô được tách giọt axit nhờ thiết bị 302, sau đó được nâng nhiệt độ lên 1802000C nhờ trao đổi nhiệt ngoài 303 rồi cung cấp vào lò đốt lưu huỳnh vị trí 201. Lưu huỳnh lỏng được bộ phận hoá lỏng lưu huỳnh của Xí nghiệp A xít1 cấp vào thùng chứa trung gian 113, có nhiệt độ 1401450C được bơm vào lò đốt, qua van điều khiển lưu lượng cho phù hợp. Trong lò xảy ra phản ứng cháy lưu huỳnh với Oxy trong không khí theo phản ứng sau: S + O2 = SO2 +Q1 (phản ứng toả nhiệt) 2.2. Giai đoạn Oxy hóa 6 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 Hỗn hợp khí sau lò có nhiệt độ 1000+ 250C đưa sang nồi hơi nhiệt thừa, vị trí 202 để giảm nhiệt độ còn 4204400C. Hơi nước bão hoà 25 at ra khỏi nồi hơi AX2 được góp chung với hơi bão hoà 25 at của dây chuyền AX3 rồi đưa vào thiết bị quá nhiệt 309. Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng 203 có nồng độ 1010,5% SO2, lưu lượng Q= 35.000 + 1.000m3/h, nhiệt độ 4200C đi vào tháp tiếp xúc 306/1 (lớp xúc tác 1). Dưới vai trò tác dụng của chất xúc tác T-210, tại đây đã xảy ra phản ứng chuyển hoá khí SO 2 thành SO3. Phản ứng chuyển hoá như sau: SO2 + 1/2 O2 = SO3 + Q2 (phản ứng toả nhiệt) Sau lớp I, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá X1=60%, nhiệt độ 600 0C được hạ nhiệt độ xuống còn 4540C nhờ hệ thống thiết bị quá nhiệt hơi nước, vị trí 309. Ở đây, khí SO 3 nóng được đi vào thiết bị bên ngoài ống trao đổi nhiệt, hơi nước bão hoà 25 at góp chung của nồi hơi AX2 và nồi hơi AX3 đi vào trong ống trao đổi nhiệt. Sau thiết bị quá nhiệt hơi nước 309, hỗn hợp khí SO3 đạt nhiệt độ 4540C đi vào lớp xúc tác 2 (vào đỉnh tháp 306/2), hơi nước đạt nhiệt độ 4004200C đi vào tua bin của xưởng phát điện. Có thể sử dụng pha không khí nguội khoảng 500C bằng van điều khiển số 3CV05 và 3 van bằng tay để điều chỉnh nhiệt độ khí vào lớp 2 trong trường hợp thật cần thiết: khi sự cố bộ phận quá nhiệt, hoặc giảm tải hơi nước bão hoà… Trong lớp II tiếp tục xảy ra phản ứng chuyển hoá khí SO 2 thành SO3. Sau lớp II, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá X2= 86%, nhiệt độ 524 0C đi vào trao đổi nhiệt ngoài 305 để hạ nhiệt độ xuống còn 4550Cđể vào lớp III. Tác nhân làm nguội là hỗn hợp khí SO 2 từ thiết bị lọc mù 278 của hấp thụ trung gian, qua tháp TĐN 3010 tới. Nhiệt độ khí vào lớp 3 được điều khiển tự động bởi van TV-306/2-3a. Qua lớp III hỗn hợp khí tiếp tục được phản ứng chuyển hoá SO 2 thành SO3, với hiệu suất chung đạt 94%. Hỗn hợp khí sau lớp III có nhiệt độ từ 4840C được đưa đi hạ nhiệt độ còn <1800C để vào tháp hấp thụ thứ nhất vị trí 254, nhờ 2 tháp trao đổi nhiệt. Tháp trao đổi nhiệt thứ nhất 3010, tác nhân nguội là hỗn hợp khí SO 2 từ tháp lọc mù 278 đến, tháp trao đổi nhiệt thứ hai là gia nhiệt nước mềm 3011. Nước mềm sau gia nhiệt được có nhiệt độ khoảng 80 0C 7 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 được cấp cho các khử khí nồi hơi. Khí SO 3 có nhiệt độ <1800C đi vào tháp hấp thụ thứ nhất, vị trí 254. Tại tháp hấp thụ xảy ra phản ứng hấp thụ khí SO 3 thành sản phẩm H2SO4, theo phương trình phản ứng tổng quát như sau: SO3 + H2O = H2SO4 + Q3 2.3. Giai đoạn Hấp thụ Hỗn hợp khí SO2 ra khỏi tháp hấp thụ 254 được đưa vào tháp lọc mù 278 để giữ lại mù axit (là chất có hại cho xúc tác và thiết bị). Sau khi lần lượt đi qua 2 trao đổi nhiệt vị trí 3010 và 305, khí SO2 được nâng đạt nhiệt độ 4250C được đưa vào lớp xúc tác 4. Tại đây, dưới tác dụng của xúc tác CS-110, phản ứng chuyển hoá khí SO 2 thành SO3 tiếp tục xảy ra triệt để. Sau lớp 4, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá chung toàn máy là X> 99,7%, nhiệt độ 4320C được hạ nhiệt độ xuống <1800C để đưa sang bộ phận hấp thụ cuối bằng hệ thống hai thiết bị trao đổi nhiệt: tháp TĐN giữa khí SO3 và không khí khô về lò, vị trí 303, tháp làm nguội khí SO 3 bằng không khí ẩm ngoài trời, vị trí 304. Ở đây, tác nhân làm nguội không khí ngoài trời được đưa vào tháp 304 nhờ có hệ thống 2 quạt thổi vị trí 307; 308. Khí ra khỏi tháp hấp thụ cuối vị trí 255 đi qua tháp tách tia bắn axit và được thải ra ngoài trời qua ống khí thải. III. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Các công đoạn diễn ra trong dây chuyền sản xuất : - Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh - Công đoạn lò đốt lưu huỳnh - Công đoạn tiếp xúc - Công đoạn sấy hấp thụ - Công đoạn xử lý nước mềm. - Các công đoạn phụ khác 1. Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh 8 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 1.1. Sơ đồ chung – Sơ đồ 2 Kho lưu huỳnh Hơi lưu huỳnh Sấy lưu huỳnh rơi vãi Thiết bị hóa lỏng Thiết bị khuấy trộn Thùng lắng Khí H2S, Hơi nước Hơi lưu huỳnh Khí H2S, Hơi nước Cặn lưu huỳnh Thùng chứa Thùng trung gian 1.2. Thuyết minh công nghệ Lưu huỳnh từ kho chứa được cầu trục múc lên bunke chứa lưu huỳnh số 102, sau đó được vận chuyển bằng băng tải 103, băng tải 104 để đưa vào thiết bị hoá lỏng 106, 106B. Trong thiết bị hoá lỏng có bố trí các cụm trao đổi nhiệt bằng hơi nước bão hoà áp suất 6at, nhiệt độ 1580C để gia nhiệt hoá lỏng lưu huỳnh. Để tăng cường hoá lỏng, trong thiết bị hoá lỏng có bố trí thiết bị khuấy trộn. Lưu huỳnh sau khi được hoá lỏng chảy tràn sang thùng lắng 108, 108B, 109, 109B để lắng cặn. Cặn trong lưu huỳnh lỏng được lắng xuống đáy và định kỳ tháo xả ra ngoài. Thùng lắng là thiết bị hai vỏ, hơi đi giữa 2 vỏ có tác dụng duy trì nhiệt độ của lưu huỳnh lỏng ở nhiệt độ 140oC -145oC. Lưu huỳnh lỏng sau khi được lắng cặn tiếp tục chảy tràn sang thùng chứa 111, tại thùng chứa có bố trí bơm 110A, B kiểu nhúng chìm để bơm lưu huỳnh lên các thùng trung gian đầu lò đốt của các dây chuyền axít số 1, 2, 3. Để duy trì nhiệt độ lưu huỳnh, tại các thùng chứa lưu huỳnh trung gian đầu lò cũng bố trí áo hơi để gia nhiệt. 9 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 Trong lưu huỳnh luôn luôn tồn tại một lượng axít nhỏ, trong quá trình hoá lỏng lượng axít này dần tích tụ sẽ gây ăn mòn thiết bị. Để trung hoà lượng axít này cần thiết phải định lượng sôđa bột theo lưu huỳnh rắn tại băng tải số 103 để trung hoà hết lượng axít này. Lượng số đa điều chỉnh theo giá trị pH được kiểm tra bằng quỳ tím thấm nước tại các thùng hoá lỏng lưu huỳnh 106, 106B; hoặc theo phân tích hàm lượng axít có trong lô lưu huỳnh đưa vào sản xuất. Quá trình hoá lỏng lưu huỳnh luôn luôn có hơi nước bay ra với khí H2S và hơi lưu huỳnh. Để khử hơi này tại bộ phận hoá lỏng có bố trí hệ thống quạt hút và thiết bị dập hơi lưu huỳnh bằng nước, thiết bị hấp thụ H2S bằng dung dịch kiềm để xử lý khí thải trước khi thải ra ngoài trời. 1.3. Các thiết bị chính a. Thùng hóa lỏng lưu huỳnh Cấu tạo :Đường kính d= 3m. Chiều cao h= 4,5m Diện tích bề mặt S = 56m nhiệt độ làm việc 140-145˚C Lưu lượng đầu vào 3tấn/ h Bên trong thùng hoá lỏng có chứa 6 ống xoắn ruột gà trao đổi nhiệt. Trong thùng hoá lỏng còn có cánh khuấy đặt ở trung tâm thùng hoá lỏng để tăng khả năng truyền nhiệt. b. Thùng lắng lưu huỳnh lỏng Cấu tạo: Thùng Có cấu tạo là một trụ vuông đáy vát. Thể tích thiết kế là 22.5m 3 trên thực tế V= 18,3 m3, Φ600 x H4000. Bên ngoài được bảo ôn băng thuỷ tinh, amiang và bên trong có áo hơi (hơi nước bão hoà). Trong thùng lắng gồm ba ngăn và có các cụm trao đổi nhiệt. 2. Công đoạn lò đốt lưu huỳnh – lò hơi II.1. Sơ đồ chung – Sơ đồ 3 ống khói khởi động 10 hỗn hợp SO2 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 Nhiên liệu ( dầu DO, không khí khô..) xả vào hấp thụ Thiết bị lọc khí nóng Thùng chứa DO Bơm hỗn hợp khí SO2 sau nồi hơi nhiệt thừa đến S lỏng Lò đốt lưu huỳnh Thùng chứa lưu huỳnh lỏng xả vào bể thu Lưu huỳnh hỗn hợp khí SO2 II.2. Thuyết minh dây chuyền Lưu huỳnh có nhiệt độ 140o C -145oC từ bộ phận hoá lỏng được bơm cấp về các thùng chứa trung gian đầu lò đốt của 3 dây chuyền axít số 1, 2, 3. Tại các thùng chứa trung gian đầu lò l ưu huỳnh được các bơm lưu huỳnh cấp qua vòi phun vào lò đốt. Không khí ẩm sau khi qua tháp sấy khí để sấy khô đạt tiêu chuẩn về độ ẩm, tia bắn tiếp tục qua các trao đổi nhiệt để gia nhiệt trước khi vào lò đốt. Trong lò đốt lưu huỳnh cháy cùng với O2 trong không khí theo phản ứng: S + O2 = SO2 + Q Hỗn hợp khí có nhiệt độ từ 1000±25oC, nồng độ SO2 từ 9-10.5% thể tích đi qua nồi hơi để hạ nhiệt độ xuống còn 400 o C –430oC sau đó đi qua thiết bị lọc gió nóng để sang công đoạn tiếp xúc. Tại bộ phận nồi hơi, nước được xử lý tại bộ phận lọc nước hoá học được đưa vào thiết bị khử khí để khử O2 sau đó qua bơm cấp đưa vào nồi hơi. Hơi tạo ra trong nồi hơi có áp suất 25 at, nhiệt độ 225 oC được đưa qua thiết bị giảm áp để hạ xuống còn 6 at, 158 0C rồi cấp hoà vào mạng chung. 11 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 Riêng hơi nước của dây chuyền axít số 2, hơi tạo ra trong nồi hơi có áp suất 25 at, nhiệt độ 225 oC. Khi dây chuyền phát điện hoạt động hơi 25 at, nhiệt độ 225 oC được gia nhiệt bằng khí sau lớp 1 tháp tiếp xúc tại thiết bị quá nhiệt số 309 nâng lên thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ 350 - 4000C rồi cấp cho dây chuyền phát điện. Khi dây chuyền phát điện không hoạt động hơi có áp suất 25 at, nhiệt độ 225oC được đưa qua thiết bị giảm áp để hạ xuống còn 6 at, 1580C rồi cấp hoà vào mạng chung hoặc qua bộ phận giảm âm rồi xả ra ngoài trời qua ống xả hơi. II.3. Các thông số kỹ thuật - Nhiệt độ dầu DO: 25-30˚C - Áp suất dầu:15-25 kg/cm2 - Nhiệt độ tường gạch lò đốt: 900-950˚C - Nhiệt độ buồng đốt: 1000-1050˚C - Nhiệt độ khí ra sau nồi hơi: 420-430˚C - Áp suất hơi trong nồi hơi 25at - Nhiệt độ hơi nước 225˚C - Nhiệt độ hơi sau giảm áp: 160˚C - Áp suất hơi sau giảm áp: 6kg/cm2 - Lưu lượng lưu huỳnh vòi phun: 2.98 m3/h - Áp suất lưu huỳnh: 12kg/cm2 - Lưu lượng không khí vào lò :30000-35000Nm3/h - Nồng độ SO2 sau lò 11% thể tích II.4. Các thiết bị chính a. Lò đốt lưu huỳnh (201) Cấu tạo: Lò đốt lưu huỳnh có cấu tạo hình trụ nằm ngang, lớp vỏ bên ngoài được chế tạo bằng thép CT3 dày 10mm, bên trong được xây lót bằng 2 lớp gạch chịu lửa. Ngoài cùng là lớp gạch định hình AD5 (230x113x65/55) và gạch FB (230x103x65) Lớp tiếp theo là lớp gạch định hình AD5 và AD3(230x113x65/45) 12 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 Đầu đốt lò cũng được xây bằng những lớp gạch như trên. Giữa phần đầu lò và thân lò là phần hình côn được xây lót bằng gạch định hình để thu côn bằng 2 lớp gạch AD5 và AD3. Lò đốt được đặt trên 5 giá di động kiểu con lăn. Bên ngoài lò được bọc bằng lớp vỏ nhôm. Chiều dài thân lò 14230 Chiều dài thân trụ buồng trước 6800 Chiều dài thân trụ buồng giữa 2000 Chiều dài thân trụ buồng sau 1780 Chiều dài phần côn 883 Đường kính vỏ lò 3956x10 Đường kính trong xây lót 3000 Thể tích lò 812475m3 Đặc tính kĩ thuật: Nhiệt độ không khí vào lò đốt 150 ˚C Nhiệt độ tường lò 900˚C Nhiệt độ buồng đốt 1000-1050˚C Nồng độ SO2 sau lò 11% thể tích Hoạt động của lò: Lưu huỳnh lỏng được phun vào dưới dạng sương để quá trình đốt được diễn ra triệt để. Lưu lượng lưu huỳnh lỏng được tăng dần dần với tỉ lệ của lưu huỳnh lỏng / không khí khô nhất định. Không khí khô được đưa vào ở cửa lò cung cấp oxi để đốt dầu DO tạo phản ứng sinh SO2. Các vách ngăn được thiết kế để tăng hiệu suất chuyển hoá lưu huỳnh bằng cách tạo ra các dòng chảy xoáy. Ngoài ra hơi nước được bổ sung nhằm tránh hiện tượng cặn lưu huỳnh lắng trong lò. Phản ứng tạo SO2 là phản ứng toả nhiệt do đó lượng nhiệt của hỗn hợp khí sau phản ứng sẽ được đưa vào nồi hơi nhiệt thừa ngay sau buồng đốt. b. Nồi hơi nhiệt thừa 13 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 Cấu tạo: Nồi hơi nhiệt thừa là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm gián tiếp. Khí SO 2 đi bên trong ống, nước mềm đã được khử khí đi bên ngoài ống. hơi nước lấy nhiệt và được sử dụng vào các mục đích khác nhau của nhà máy - Tổng bề mặt tiếp nhiệt: 587.6m2 - Thể tích chứa nước 16 m3 - Thể tích chứa hơi : 3.7m3 - Kích thước bao: L10940, θ4300 - Thân lò : Φ 2300x25, L 7000 - Hộp đón lửa: L 2160, Φ 3556 - Cửa khí đi tắt: Φ1930/1740x10/800 - Hộp khí ra: L 2050, Φ 2800 - Cửa khí ra: Φ 1600/1420x10 - Cửa vệ sinh: Φ 900x6… Đặc tính của thiết bị - Chế độ nồi hơi - Năng suất sinh hơi: 14000-17000kg/h - Áp suất nồi hơi khi làm việc 24-25at - Áp suất ra nồi hơi: 10-20 at - Nhiệt độ nước cấp :100-150˚C - Hiệu suất lò hơi 88% - Lưu lượng khí nóng vào nồi hơi :33000±5% Nm3/h - Thành phần SO2 ≥11% - Nhiệt độ khí vào” 950-1050˚C - Nhiệt độ khí ra nồi hơi: 350-420˚C Chế độ nước cấp cho nồi hơi: - Màu sắc: Không màu - Độ cứng toàn phần : <0.5mgdl/kg 14 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 - Hàm lượng O2: <0.1mg/kg - Hàm lượng CO2 : <20mg/kg - Hàm lượng sắt: 0.05mg/kg - Độ pH ở 20˚C: 8.5-10.5 Tiêu chuẩn nước lò - Độ kiềm <6mgdl/kg . pH: 8.5-10.5 - Hàm lượng P2O5<10mg/kg Hoạt động của toàn bộ bộ phần nồi hơi nhiệt thừa: Nước mềm từ bộ phận lọc nước hoá học được cấp lên bình khử vị trí 206 qua thiết bị gia nhiệt. Tại bình khử khí nước được nâng nhiệt lên tới 100-105 ˚C và tách oxi sau đó được bơm cấp nước vị trí 205 cấp vào nồi hơi. Nước trong nồi hơi trao đổi nhiệt với khí lò, hơi nước bão hoà có áp suất 25at sinh ra được đưa qua thiết bị quá nhiệt 309 để tạo hơi quá nhiệt cấp cho phát điện. Hỗn hợp khí SO2 nồng độ ≤11% có nhiệt độ từ 950-1050˚C vào nồi hơi, sau khi trao đổi nhiệt với nồi hơi nhiệt độ hạ xuống còn 420-430˚C đi qua thiết bị lọc gió nóng để vào tiếp xúc. Để điều chỉnh nhiệt độ khí sau nồi hơi dùng van điều chỉnh khí đi tắt nồi hơi, khi nhiệt độ vào lọc gió nóng >420˚C thì đóng van đi tắt và ngược lại. Để cấp nước vào nồi hơi có cụm van tự động cấp nước làm việc theo tín hiệu nhận được từ thiết bị đo mức nước. Để giữ ổn định áp suất nồi hơi dùng van tự động điều chỉnh áp suất nồi hơi theo tín hiệu áp suất nồi hơi. Khi áp suất >25at van mở và ngược lại. c. Các thiết bị khác - Ống khói khởi động 204: dùng trong quá trình gia nhiệt khởi động lò. Vật liệu thép CT3.Đường kính 800, chiều cao 15000. - Thùng chứa dầu DO 206: dùng để chứa dầu khi gia nhiệt và khởi động lò. Kích thước: 1812*600, chiều cao 2870, chiều cao chứa dầu 2400. - Bơm cấp dầu DO: năng suất 0,5m3/h; áp suất 25kG/cm2. - Bơm lưu huỳnh lỏng: năng suất 4,5m 3/h, áp suất 12at. Động cơ 18,5kW, tốc độ vòng quay 2900 vòng/phút. 15 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 - Thùng chứa lưu huỳnh lỏng 113: dùng để chứa S lỏng cấp cho lò. Đường kính 6000, cao 3000. 3. Công đoạn tiếp xúc 3.1. Sơ đồ công nghệ - Sơ đồ 4 3.2. Thuyết minh dây truyền Hỗn hợp khí SO2 từ thiết bị lọc gió nóng có nhiệt độ 400430oC và nồng độ SO2 từ 910,5% đi vào lớp I máy tiếp xúc. Nhờ có xúc tác V2O5 khí SO2 phản ứng với O2 tạo thành SO3 theo phản ứng: SO2 + 1/2 SO2 SO3 + Q Đây là phản ứng thuận nghịch, toả nhiệt, giảm thể tích. Quá trình sảy ra theo chiều thuận khi có xúc tác. Cơ chế của sự ôxy hoá SO2 trên xúc tác VANADI được giải thích bằng sự tạo thành, phân huỷ hợp chất trung gian ở dạng sunfátvanadi theo phản ứng V2O5 + SO2 = V2O4 + SO3 V2O4 + 2 SO2 + O2 = 2 VOSO4 2 VOSO4 = V2O5 + SO3 + SO2 -----------------------------------------2 SO2 + O2 = 2 SO3 Như vậy trong quá trình phản ứng thì VANADI là chất vận chuyển ôxy. Mức tiếp xúc được xác định bằng tỷ số áp suất riêng phần của SO 3 với tổng số áp suất riêng phần của SO3 và SO2 X = P SO3/(P SO3 + P SO2) hay X  Kp 100  0,5aXp Kp  P (b  0,5aXp ) Trong đó Xp: Mức tiếp xúc cân bằng Kp: Hằng số cân bằng của phản ứng oxy hoá SO2 thành SO3 a: Nồng độ ban đầu của SO2 trong hỗn hợp khí b: Nồng độ ban đầu của ôxy 16 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 Hằng số cân bằng phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức lg Kp  4905,5  4,6455 T Mức tiếp xúc cân bằng phụ thuộc vào tỷ số giữa SO 2 và O2, O2 càng lớn và SO2 càng nhỏ thì mức tiếp xúc cân bằng càng cao. Sau lớp I, hỗn hợp khí SO2 đạt mức chuyển hoá X1 =6070%, nhiệt độ 595±50C được qua trao đổi nhiệt sau lớp I hạ nhiệt độ xuống 4504850C nhờ thiết bị trao đổi nhiệt ngoài sau lớp I rồi tiếp tục đi vào lớp xúc tác thứ II để tiếp tục phản ứng chuyển hoá SO2 thành SO3. Sau lớp II hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá 8590% nhiệt độ 5205450C đi vào trao đổi nhiệt ngoài để hạ nhiệt độ khí xuống 4304500C rồi đi vào lớp xúc tác số 3 để tiếp tục phản ứng. Ra khỏi lớp III khí SO2 được chuyển hoá từ 94,596,5%, nhiệt độ từ 450475oC đi qua các trao đổi nhiệt để nâng nhiệt cho khí SO2 sau hấp thụ trung gian hoặc trao đổi nhiệt với không khí ẩm để hạ nhiệt độ xuống <165oC rồi đi vào hấp thụ trung gian để hấp thụ lượng SO 3 đã tạo thành của 3 lớp chuyển hoá sau đó qua các tháp tách mù (là chất có hại cho xúc tác và thiết bị) rồi được nâng nhiệt nhờ các trao đổi nhiệt từ 500C đến 4054150C trước khi vào lớp IV. Ra khỏi lớp IV khí SO2 được chuyển hoá từ 99,699,85%, nhiệt độ từ 420435oC đi qua các trao đổi nhiệt làm nguội SO3 bằng không khí ẩm, không khí khô, hay nước mềm để hạ nhiệt độ xuống <165oC trước khi vào hấp thụ cuối. 3.3. Các thông số kỹ thuật - Nồng độ hỗn hợp khí SO2 vào lớp xúc tác 1: 11% - Nhiệt độ hỗn hợp khí vào/ra lớp xúc tác 1: 420˚C/600˚C - Nhiệt độ hỗn hợp khí vào/ra lớp xúc tác 2: 454˚C/524˚C - Nhiệt độ hỗn hợp khí vào/ra lớp xúc tác 3: 455˚C/484˚C - Nhiệt độ hỗn hợp khí vào/ra lớp xúc tác 4: 425˚C/432˚C - Hiệu suất chuyển hoá lớp xúc tác 1: 60% - Hiệu suất chuyển hoá lớp xúc tác 2: 82% - Hiệu suất chuyển hoá lớp xúc tác 3: 94% - Hiệu suất chuyển hoá lớp xúc tác 4: 99.7% 17 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 - Lưu lượng hỗn hợp khí vào tiếp xúc: 35000 ± 1000m3/h 3.4. Các thiết bị chính a. Tháp tiếp xúc mức 1 (306/1) Chuyển hóa SO2 thành SO3 tại lớp xúc tác thứ nhất. Tháp tiếp xúc lớp 1 được tách riêng với tháp tiếp xúc lớp 2, 3, 4 do yêu cầu mặt bằng và bố trí thiết bị. Tháp có hình dạng trụ, vỏ được chế tạo bằng thép C20 dày 10mm. Bên trong lót một lớp mỏng amiang dày 10mm và xây lót bằng một lớp gạch samot chịu nhiệt dày 230mm. Đáy tháp lát thêm lớp gạch chịu axit. Giữa tâm tháp là một đoạn trụ bằng gang chịu nhiệt có đường kím 800 dùng làm trụ đỡ cho các kết cấu tháp. Xung quanh tháp, bên ngoài vỏ thép là lớp bảo ôn cách nhiệt bằng bông thủy tinh dày 250mm, bên ngoài là lưới théo 1 ly nhôm lá dày 0,8mm. Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8mm, đường kính 2100. Dưới nón phân phối là lớp ghi bằng thép, trong tháp có kết cấu từ dưới lên là dầm đỡ ghi I240 bằng thép C20, kết cấu ghi đỡ, lưới thép, lớp đá thạch anh, dày 50mm. Lớp xúc tác T-210 dày 570mm, thể tích 25m3, lớp đá thạch anh dày 50mm Các thông số cơ bản - Năng suất 360 tấn axit/ngày đêm. Lưu lượng khí qua tháp < 46000Nm 3/h. Áp suất làm việc 1400 – 1700mmH2O. - Chiều cao tổng cộng 5397, đường kính ngoài vỏ thép 8020, đường kính trong tháp 7520. - Ống dẫn khí SO2 trên đỉnh tháp có đường kính 1400, ống dẫn khí SO 3 ra ở dưới có kích thước 1200*2100. - Có 5 cửa chui đường kính 800, 2 cửa trên nắp tháp, 1 cửa phía dưới chân và 2 cửa ngang xúc tác. c. Tháp tiếp xúc 306/2 Máy tiếp xúc 306/2 dùng để chuyển hoá khí SO2 thành khí SO3 tại lớp xúc tác thứ 2, thứ 3, thứ 4. Tháp hình trụ, vỏ được chế tạo bằng thép C20 dày 10 mm, bên trong lót 1 lớp amiăng dày 10 mm và xây lót bằng 01 lớp gạch sa mốt chịu nhiệt dày 230 mm. Đáy tháp còn lát thêm lớp gạch chịu axít, kích thước gạch 180x115x18mm. Giữa tâm tháp có 08 đoạn trụ bằng gang chịu nhiệt có 800mm lắp ghép với nhau, dùng làm trụ đỡ cho các kết cấu của tháp. Xung quanh tháp, bên ngoài vỏ thép là lớp bảo ôn cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh dày 250mm, bên 18 Báo cáo thực tập kỹ thuật tại Công ty cổ phần Supe phot phat và hóa chất Lầm Thao Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Giáng Hương – 20103568- KTMT 1 K55 ngoài là luới thép 1 ly và nhôm lá dày 0,8mm. Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8mm, 2100mmm góc đỉnh nón 1500, trên nón có 12 lỗ 200mm cách đều nhau và cách tâm là 650mm. Dưới nón phân phối khí là lớp ghi bằng thép để rải lớp đá thạch anh dày 50mm, cỡ đá 20x25mm. Trong tháp gồm có 3 lớp xúc tác, mỗi lớp có kết cấu theo thứ tự từ dưới lên là: dầm đỡ ghi I 240 thép C20, kết cấu ghi đỡ, lưới thép, sau đó là lớp đá thạch anh cỡ 20x25mm, dày 50mm, lớp xúc tác, lớp đá thạch anh dày 50mm. Trên các lớp xúc tác 3, 4 có hệ thống phân phối khí, trên lớp 2 có hệ thống trộn khí. Dưới các lớp xúc tác 2, 3, 4 đều có hệ thống gom khí ra. Giữa lớp 3 và lớp 4 được ngăn cách bằng tấm thép sàn. Do đó tháp được chia thành 3 đoạn ngăn cách riêng nhau. Các thông số cơ bản: - Năng suất : 360 tấn axít /ngày đêm - Lưu lượng khí qua tháp: <46.600 Nm3/h. - Áp suất làm viêc: 1.4001.700mmH2O. - Chiều cao tổng cộng: 19.900 mm. - Đường kính ngoài vỏ thép : 8.020 mm. - Đường kính trong tháp : 7.520 mm. - Ống dẫn khí vào lớp 2 (trên đỉnh tháp): Dn=1400mm - Ống dẫn khí SO3 ra lớp 2: hình chữ nhật, kích thước 1.200x 2.100mm. - Ống dẫn không khí bổ xung vào lớp 2: 3 ống Dn=400mm. - Ống dẫn khí vào lớp 3: hình chữ nhật, kích thước 1.200x 2.100mm. - Ống dẫn khí SO3 ra lớp 3: hình chữ nhật, kích thước 1.200x 2.100mm. - Ống dẫn khí vào lớp 4: hình chữ nhật, kích thước 1.200x 2.100mm. - Ống dẫn khí SO3 ra lớp 4: hình chữ nhật, kích thước 1.200x 1.800mm - Có 15 cửa chui 800mm được bố trí trên thân tháp ở các vị trí phù hợp. Chất xúc tác : Lớp xúc tác 2 Chiều cao (mm) 570 Thể tích ( lít ) 25.000 19 Loại xúc tác T-210