Báo cáo thực tập tại Nhà máy supe photphat Long Thành

Như trên đã nói, dây chuyền sản xuất của Nhà máy chọn lưu huỳnh rắnlàm nguyên liệu và phải đảm bảo các tạp chất có trong lưu huỳnh không vượtquá:  Hàm lượng Asen không quá 0,0005%..  P

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY

SUPE PHỐT PHÁT LONG THÀNH

1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA NHÀ MÁY

SUPE PHỐT PHÁT LONG THÀNH

1.1.1 Lịch sử hình thành

Tên đầy đủ: NHÀ MÁY SUPE PHỐT PHÁT LONG THÀNH

Tên giao dịch: LONG THÀNH SUPE PHỐT PHÁT PLANT

Địa chỉ: KHU CÔNG NGHIỆP GÒ DẦU – XÃ PHƯỚC THÁI –HUYỆN LONG THÀNH – TỈNH ĐỒNG NAI

Việt Nam là một nước nông nghiệp, trong đó khu vực phía nam chiếmhơn 50% tổng diện tích đất nông nghiệp của cả nước Nhà máy Supe phốtphát Long Thành ra đời trong chiến lược hình thành một nhà máy sản xuấtphân bón tầm cỡ tại khu vực phía Nam, với sự cống hiến của đội ngũ cán bộkhoa học, các vị lãnh đạo Đảng và Nhà Nước từ bộ ngành đến cơ sở, từ TrungƯơng đến địa phương

Nhà máy Supe phốt phát Long Thành được khởi công xây dựng vào4/1988, sau 4 năm xây dựng, nhà máy đi vào sản xuất thử và tổ chức lễ kháchthành ngày 10 tháng 12 năm 1992

Nhà máy Supe phốt phát Long Thành được xây dựng tại khu côngnghiệp Gò Dầu – xã Phước Thái – huyện Long Thành – tỉnh Đồng Nai, trên

của Bộ Công nghiệp nặng nay là Bộ Công Thương

Nhà máy Supe phốt phát Long Thành là một trong những đơn vị trựcthuộc Công ty Phân Bón Miền Nam Tổng cục hoá chất thành lập Công tyPhân Bón Miền Nam ngày 19/04/1976 theo quyết định 426/HC – QĐ Nhà

hoá chất khác

1.1.2 Quá trình phát triển

xây dựng theo thiết kế của Pháp, được nhà nước ta tiếp nhận từ chế độ cũ

Công suất thiết kế ban đầu gồm 2 dây chuyền sản xuất chính:

Đầu năm 2004 nhà máy chính thức đưa thêm dây chuyền sản xuất phânNPK vào hoạt động

Tháng 08/2005 hoàn thành xây dựng và đưa vào sản xuất dây chuyềnsản xuất Axit Sunfuric số 2

Sau gần 18 năm đi qua, tuy thành tích còn khiêm tốn nhưng quá trìnhsản xuất, kinh doanh đã chứng tỏ nhà máy từng bước đi lên một cách vữngchắc Từ sản lượng 52.000 tấn/năm phân bón sản xuất và tiêu thụ năm 1993nay đã là 200.000 tấn/năm Sản lượng Axit Sunfuric và các hoá chất kháccũng tăng gấp 3 lần so với năm đầu vào sản xuất Các mặt 3ang của nhà máyluôn ổn định về chất lượng và đa dạng về chủng loại, được thị trường tínnhiệm và đánh giá cao về chất lượng Đội ngũ cán bộ điều hành sản xuất vàcông nhân kỹ thuật của nhà máy đã trưởng thành và vận hành nhà máy antoàn

Nhà máy là đơn vị duy nhất tại miền Nam sản xuất và cung cấp loạiphân bón Supe lân, Axit Sunfuric cho khu vực Đồng Bằng sông Cửu Long,miền Đông Nam Bộ và Tp.Hồ Chí Minh… Ngoài ra, nhà máy còn sản xuất

khách hàng cho từng khu vực đất trồng, cây trồng

Hiện nay nhà máy đã xây dựng và mở rộng thêm dây chuyền sản xuấtSupe phốt phát từ 10.000 tấn/năm lên 200.000 tấn/năm, dây chuyền sản xuấtNPK 50.000 tấn/năm, dây chuyền sản xuất Axit Sunfuric theo phương pháptiếp xúc kép với công suất 40.000 tấn/năm bằng công nghệ và TB hiện đại

1.1.3 Định hướng phát triển trong tương lai

Để sẵn sàng hoà nhập với nền kinh tế trong nước và khu vực, phù hợpvới xu thế phát triển kinh tế của đất nước và thế giới, định hướng chiến lược

 Tập trung đi vào chiều sâu, nghiên cứu cải tiến, đổi mới công nghệ

TB trong các dây chuyền sản xuất hiện có để nâng cao sản xuất và chất lượngsản phẩm nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường

 Tăng cường đào tạo, bồi dưỡng cán bộ công nhân viên có trình độ

kỹ thuật, nghiệp vụ chuyên môn giỏi và tay nghề cao để đáp ứng yêu cầu hiệnđại hoá dây chuyền sản xuất

 Tập trung nghiên cứu, lập luận chứng minh khả thi đề nghị cấp trênxét duyệt cho phép đầu tư xây dựng một dây chuyền sản xuất phân bón SA

 Thiết lập và duy trì hệ thống chất lượng theo tiêu chuẩn quốc tế ISO

Nhà máy có 4 phân xưởng bao gồm:

- 1 phân xưởng Supe

- 2 phân xưởng Axit

- 1 phân xưởng phụ trợ là phân xưởng Cơ điện

Ngoài ra, Nhà máy còn có các phòng ban phục vụ cho công tác quản lý

và tiêu thụ sản phẩm như: Phòng Kinh tế, Phòng Kế toán, Phòng Kỹ thuật,Phòng Tổng hợp, Ban KCS

1.2.2 Các hoạt động của nhà máy

Cùng với việc đẩy mạnh sản xuất kinh doanh Nhà máy cũng quan tâmđến việc đẩy mạnh các hoạt động của Đảng, Công đoàn, Phụ nữ, Đoàn thanhniên,…

Ngoài việc chăm lo đời sống của Cán bộ công nhân viên luôn là mụctiêu quan trọng mà tập thể lãnh đạo và các đoàn thể tập trung bàn bạc nhằmtạo công ăn việc làm nâng cao đời sống cả về vật chất và tinh thần của gần

266 Cán bộ công nhân viên Hàng năm Nhà máy đều tổ chức cho Cán bộcông nhân viên đi tham quan, nghỉ mát, phát động phong trào văn hoá vănnghệ, thể dục thể thao thường xuyên

Nhà máy còn chú trọng thực hiện các chính sách xã hội ở địa phương,hưởng ứng phong trào đền ơn đáp nghĩa, nhà tình thương, tham gia phongtrào xóa đói giảm nghèo, đóng góp hàng trăm triệu cho đồng bào ở địaphương bị thiên tai lũ lụt, thăm và tặng quà cho đồng bào nghèo ở Tỉnh ĐồngNai, Long An, Tiền Giang, Vĩnh Long,…

Trong sản xuất Nhà máy đặc biệt chú trọng tới công tác an toàn laođộng và vệ sinh môi trường

1.2.3 Thành tích ghi nhận qua các năm

Nhà máy Supe phốt phát Long Thành là Nhà máy cung cấp chủ yếusuper lân và axit cho các tỉnh phía Nam trong những năm qua nên được cácđồng chí lãnh đạo Đảng và Nhà nước quan tâm động viên.Vì thế cùng với sựphát triển của nông nghiệp phía Nam Nhà máy cũng đã đạt được những thànhtựu không nhỏ như:

- Năm 1998 Công ty Phân bón Miền Nam tặng cờ đơn vị thi đua tiên tiến

- Năm 2000 Công ty Phân bón Miền Nam tặng cờ đơn vị thi đua xuấtsắc hoàn thành kế hoạch sản xuất kinh doanh

- Năm 2001 UBND TP.Hồ Chí Minh tặng bằng khen và cờ đơn vị hoàn thànhxuất sắc nhiệm vụ

- Năm 2002 Nhà nước phong tặng huân chương lao động hạng ba.

Ngoài ra Nhà máy cũng nhận được các giải thưởng, giấy chứng nhận kháckhác như:

- Giấy chứng nhận Huy chương vàng phân bón supe phốt phát đơn tại CầnThơ năm 1993

- Giấy chứng nhận Huy chương vàng sản phẩm PA do ban tổ chức hội chợnông nghiệp quốc tế 95

- Giấy chứng nhận giải thưởng Bông lúa vàng năm 1997 do Bộ Nông nghiệp

và Phát triển Nông thôn tổ chức hội chợ nông nghiệp quốc tế tại Cần Thơ

- Giấy chứng nhận sản phẩm được bạn nghe đài bình chọn Topten phân bón

và thuốc bảo vệ thực vật năm 2000 do Đài tiếng nói nhân dân TP.Hồ ChíMinh tổ chức

- Giấy khen cho đơn vị tài trờ chính cho hội thi Nhà nông đua tài tỉnh NinhThuận lần thứ V năm 2004

- Giấy chứng nhận đạt danh hiệu hàng Việt Nam chất lượng cao năm 2006 dongười tiêu dùng bình chọn qua cuộc điều tra của báo Sài Gòn Tiếp thị

- Giấy chứng nhận thương hiệu “Vàng Chất Lượng” của doanh nghiệp phục

vụ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn năm 2006 do Ban chỉ đạo Chươngtrình xúc tiến Thương mại – Xây dựng và Phát triển Thương hiệu Vàng chấtlượng

1.3 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY

Đầu tiên Nhà máy được xây dựng tại Đồng Tâm – Tiền Giang Đây lànơi có giao thông thuận lợi, diện tích rộng Tuy nhiên do cường độ đất đai ở

Sau đó Nhà máy được dời về Thủ Đức – Tp.Hồ Chí Minh với tên gọiSolube trước khi được chính thức xây dựng với cái tên Supe phốt phát LongThành tại Đồng Nai

Nhà máy Supe phốt phát Long Thành được xây dựng tại Khu côngnghiệp Gò Dầu – Xã Phước Thái – Huyện Long Thành – Tỉnh Đồng Nai Nơiđây có độ bền móng rất tốt đảm bảo cho các công trình có khối lượng lớn.Phía Đông Nhà máy cách quốc lộ 51 khoảng 1200m thuận tiện cho việc vậnchuyển hàng hoá bằng đường bộ Phía Tây giáp với sông Thị Vải rất thuậntiện cho việc vận chuyển nguyên liệu từ cảng Hải Phòng theo đường biển tới

bờ biển Vũng Tàu, rồi ngược theo sông Thị Vải tới Nhà máy và vận chuyểnsản phẩm đến Đồng bằng sông Cửu Long

1.4 SƠ ĐỒ NHÂN SỰ

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ AXIT SUNFURIC CỦA XƯỞNG SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC SỐ 2

2.1 ỨNG DỤNG CỦA AXIT SUNFURIC

Axit sunfuric là một hóa chất cơ bản được dùng rất nhiều trong cácngành công nghiệp, nhất là trong sản xuất phân khoáng, các loại muối, cácaxit khác và các sản phẩm hữu cơ (chế tạo sơn, bột màu, chất tạo khói, chấtnổ,…) Ngoài ra nó còn được dùng trong ngành lọc dầu, luyện kim, gia côngkim loại, chế tạo sợi nhân tạo, làm chất hút ẩm,…

Sản phẩm của xưởng axit sunfuric số 2 chủ yếu phục vụ sản xuất supelân của nhà máy và một phần thương phẩm cung cấp cho các nhu cầu kháccủa thị trường

15000 tấn/năm

Bao gói:

- Hơi nước được dùng nội bộ một phần nhỏ để nấu lưu huỳnh vàduy trì nhiệt độ lưu huỳnh ở dạng lỏng Phần còn lại được bán cho nhà máykhác trong khu vực.

2.3 TÍNH CHẤT CỦA AXIT SUNFURIC, SO 2 , SO 3

2.3.1 Khái niệm chung về axit sunfuric

Axit sunfuric là hợp chất của anhydrit sunfuric với nước Công thức

2.3.2 Tính chất lý học của axit sunfuric

Axit sunfuric khan là một chất lỏng không màu, sánh (trọng lượng

thường (760 mmHg) thì axit sunfuric bắt đầu sôi và bị phân hủy cho tới khi

tạo thành một số hợp chất có các tính chất khác nhau

2.3.2.1 Tỷ trọng của axit sunfuric

2.3.2.2 Áp suất hơi trên bề mặt dung dịch axit sunfuric

Ở cách xa điểm sôi, trên mặt các dung dịch axit sunfuric chỉ có hơinước

Ở cùng một nhiệt độ, khi tăng nồng độ axit, áp suất hơi trên bề mặtdung dịch giảm

Ở nhiệt độ thấp, dung dịch axit đậm đặc, áp suất hơi nước rất nhỏ Dựatrên cơ sở đó người ta dùng axit sunfuric đặc để sấy khô KK hoặc các khíkhác

2.3.2.3 Nhiệt độ sôi của axit sunfuric

thì chỉ có hơi nước bốc lên pha khí

Trên mặt dung dịch axit, khi nồng độ càng tăng song song với sự bốc

hơi ít hơn trong pha lỏng căn cứ vào đó, người ta cô đặc axit chỉ đạt được đến

Càng tăng nồng độ axit nhiệt độ sôi càng tăng lên cho đến khi đạt được nồng

nồng độ thì nhiệt độ sôi lại giảm xuống

2.3.2.4 Độ nhớt

- Sự vận chuyển chất lỏng trong các đường ống

- Hệ số truyền nhiệt của axit

Độ nhớt càng cao, sức cản thủy lực trong đường ống càng lớn và hệ sốtruyền nhiệt càng giảm

Khi tăng nhiệt độ, độ nhớt dung dịch axit giảm

2.3.2.5 Nhiệt pha loãng và nhiệt trộn

Khi pha nước vào axit, nhiệt tỏa ra rất mạnh gọi là nhiệt pha loãng.Khi trộn 2 loại axit có nồng độ khác nhau cũng tỏa ra nhiệt gọi là nhiệttrộn

2.3.2.6 Độ dẫn điện

dần

2.3.3.Tính chất của khí SO 2

chất khí không màu và có mùi đặc biệt (gây xốc)

hòa tan lại tăng lên khi tiếp tục tăng nồng độ

giảm

2.3.4 Tính chất của khí SO 3

2.4 QUY CÁCH NGUYÊN LIỆU VÀ NHIÊN LIỆU

Điều này rất quan trọng trong quy trình sản xuất Axit Sunfuric theo phươngpháp tiếp xúc

- Lưu huỳnh chứa rất ít tạp chất (đặc biệt là các hợp chất của Asen) vàkhi cháy không tạo xỉ nên đơn giản được dây chuyền sản xuất đi rất nhiều(bớt được các TB đặc biệt để làm sạch khí)

- Khi sản xuất với quy mô lớn và xa nguồn nguyên liệu thì lưu huỳnh lại

là nguyên liệu rẻ tiền

 Tính chất của lưu huỳnh:Tính Tính chất của lưu huỳnh:chất Tính chất của lưu huỳnh:của Tính chất của lưu huỳnh:lưu Tính chất của lưu huỳnh:huỳnh:

Lưu huỳnh có trọng lượng phân tử là 32,06 Ở nhiệt độ thường, lưuhuỳnh ở dạng rắn Lưu huỳnh dạng rắn có 2 dạng thù hình

Bảng Tính chất của lưu huỳnh:2.1 Tính chất của lưu huỳnh

Lưu huỳnh dẫn nhiệt và dẫn điện kém, không hoà tan trong nước Khi

Nếu cứ tăng nhiệt độ lên, độ nhớt lại tăng cao Ở 160oC, lưu huỳnh có màu

Nhưng nếu cứ tiếp tục tăng nhiệt độ thì độ nhớt của lưu huỳnh lại giảm

lưu huỳnh sẽ sôi lên

huỳnh bắt đầu phân hủy thành nguyên tử S

sẽ làm tăng độ nhớt của lưu huỳnh lỏng Về sau, cứ tăng cao nhiệt độ lên, độnhớt của lưu huỳnh lại giảm

nhỏ Cần chú ý trong quá trình bốc dỡ lưu huỳnh bột từ tàu biển lên, tránh vachạm kim loại dễ làm cho lưu huỳnh bốc cháy

Như trên đã nói, dây chuyền sản xuất của Nhà máy chọn lưu huỳnh rắnlàm nguyên liệu và phải đảm bảo các tạp chất có trong lưu huỳnh không vượtquá:

 Hàm lượng Asen không quá 0,0005%

 Hàm lượng Bitum không quá 0,2% Nếu hàm lượng Bitum cao quá

tổn thất lưu huỳnh và gây ô nhiễm môi trường

2.4.2 Các nguồn nguyên liệu chứa lưu huỳnh khác

Nguyên liệu sản xuất Axit Sunfuric rất phong phú và đa dạng Ngoàinguồn nguyên liệu là lưu huỳnh nguyên tố ta có thể dùng một số nguồn khác:

2.4.2.1.Quặng pyrit sắt

 Pyrit Tính chất của lưu huỳnh:thường:

pyrite thường gặp là một khoáng vật màu vàng xám, khối lượng đổ đốngkhoảng 2200 – 2400kg/m3, trong quặng có lẫn nhiều tạp chất như: hợp chấtcủa Cu, Zn, Ag, Se, Si, các muối Cacbonat, Sunfat Canxi, Vì vậy hàm lượnglưu huỳnh trong quặng khoảng 30 – 52%

Ở miền Bắc nước ta mới chỉ phát hiện một số mỏ pyrit, nhưng nóichung hàm lượng lưu huỳnh thấp (khoảng 20 – 30% S), trữ lượng không lớnlắm

 Pyrit Tính chất của lưu huỳnh:tuyển Tính chất của lưu huỳnh:nổi:

Là loại quặng thu được trong quá trình làm giàu quặng theo phươngpháp tuyển nổi Cứ tuyển 100 tấn quặng thu được 80 – 85 tấn pyrit tuyển nổi.Nhưng loại này có kích thước rất nhỏ (khoảng 0,1mm) và độ ẩm khá lớn (12– 15%) gây khó khăn cho quá trình vận chuyển và đốt Vì vậy trước khi sửdụng phải sấy để giảm hàm ẩm xuống

 Pyrit Tính chất của lưu huỳnh:lẫn Tính chất của lưu huỳnh:than:

Pyrit lẫn than tuy có hàm lượng S lớn (33 – 42%) nhưng không thể đốtngay để sản xuất axit sunfuric vì hàm lượng cacbon trong đó rất lớn, khi cháy:Nhiệt lượng tỏa ra rất lớn, làm nhiệt độ khí tăng cao, có thể làm cho lò đốtmau chóng bị phá hủy

khăn cho các giai đoạn tiếp theo của quá trình sản xuất

Vì vậy phải nghiền và rửa quặng lẫn than để giảm hàm lượng cacbontrong quặng xuống 3 – 6%

2.4.2.2.Các chất thải có chứa lưu huỳnh

 Khí Tính chất của lưu huỳnh:lò Tính chất của lưu huỳnh:luyện Tính chất của lưu huỳnh:kim Tính chất của lưu huỳnh:màu:

Khí lò trong quá trình đốt cháy các quặng kim loại màu như: quặng

sản xuất Axit Sunfuric Ngoài ra việc thu hồi SO2 trong khí lò còn tăng cườngbảo vệ sức khoẻ cho công nhân và người dân xung quanh nhà máy.

 Khí Tính chất của lưu huỳnh:Hydro Tính chất của lưu huỳnh:Sunfua:

Khi cốc hóa than, khoảng 50% tổng lượng lưu huỳnh có trong than sẽ

hoặc đem sản xuất lưu huỳnh nguyên tố

bảo điều kiện vệ sinh công nghiệp

 Khói Tính chất của lưu huỳnh:lò:

Khi đốt than trong lò của các nồi hơi, lưu huỳnh và các hợp chất của nó

xuất Axit Sunfuric Tuy nhiên muốn sử dụng nó phải giải quyết vấn đề thu hồi

 Axit Tính chất của lưu huỳnh:Sunfuric Tính chất của lưu huỳnh:thải:

Sau khi dùng Axit Sunfuric làm tác nhân hút nước, tinh chế dầu mỏ,

– 50%) Trong công nghệ gia công kim loại và chế tạo máy, sau khi rửa kim

Có 3 hướng sử dụng chất thải này:

+ Tách các tạp chất rồi cô đặc để thu hồi Axit Sunfuric

+ Sử dụng trực tiếp vào những mục đích không cần Axit sunfuric sạch

2.4.3 KK

KK phải được lọc sạch ở bộ lọc P-1002 và được đưa đi sấy khô ở tháp

khí Nếu vượt quá độ ẩm này sẽ sinh ra nhiều mù Axit ở tháp hấp thụ (F-1002

và F-1003)

2.4.4 KK nén

van điều chỉnh tự động của bộ phận máy đo kiểm tra

KK nén lấy từ máy nén đặt bên xưởng Supe phốt phát đưa sang Saukhi tách dầu và sấy khô sẽ chứa trong thùng chứa KK nén, cấp dầu cho bộphận máy đo kiểm tra

2.4.5 Nước mềm cung cấp cho nồi hơi, làm lạnh axit, pha loãng axit

Nước mềm được chế biến tại xưởng sản xuất và được bơm lên thùngchứa G-1008

Lượng nước mềm cần dùng cho nồi hơi: 7,5 tấn/h

Nước làm lạnh Axit là nước tuần hoàn tưới cho các dàn làm lạnh Axit

Nước mềm dùng để pha vào Axit Monohydrat ở thùng tuần hoàn vàpha loãng Axit xuống 76%, lượng nước mềm cần dùng 600kg/h đến1000kg/h

Ngoài ra còn có một lượng nhỏ nước bổ sung do bay hơi

2.4.6 Hơi nước

Hơi nước bão hoà dùng để nấu chảy lưu huỳnh ở thùng nấu chảy

G-1002, gia nhiệt tại các thùng lắng, thùng chứa (G-1003, G-1004) và đưa vàobao hơi các đường ống dẫn lưu huỳnh lỏng

2.5.1.Quá trình hóa lỏng lưu huỳnh

Bể hoá lỏng lưu huỳnh để hở, gồm 3 ngăn:

hoà đi trong ống, gia nhiệt cho lưu huỳnh rắn bên ngoài

tự nhiên, các hạt bụi thô được lắng dưới tác dụng của trọng lực

ngăn này Quá trình này xem tương đương một quá trình lọc nhằm táchthêm một phần bụi mịn từ quá trình hoá lỏng quặng

Lưu huỳnh rắn sau khi hóa lỏng sẽ được bơm ly tâm bơm qua bét phun

đi vào lò đốt Trên đường ống dẫn lưu huỳnh lỏng từ ngăn 3 đến lò đốt vẫn sửdụng hệ thống ống lồng ống để duy trì nhiệt độ của lưu huỳnh tránh lưuhuỳnh bị giảm nhiệt độ gây tắt ống

2.5.2.Quá trình oxy hóa lưu huỳnh thành SO 2

Ta phải duy trì nhiệt độ lưu huỳnh nóng chảy ở 140oC vì ở nhiệt độ này

ống bét phun ta phải gia nhiệt cho lưu huỳnh bằng hơi nước Để tránh tạo mùAxit ở các công đoạn sau ta phải sấy khô KK trước khi đưa vào lò đốt Lượnghơi nước trong KKK không quá 0,01% thể tích

Có thể xảy ra hiện tượng lưu huỳnh thăng hoa do lưu huỳnh chưa cháyhết, khi làm nguội khí chứa lưu huỳnh thì lưu huỳnh sẽ đóng rắn lại gây tắt

TB hay ống dẫn Nguyên nhân dẫn đến tình trạng này là do thiếu KK haynhiệt độ cháy quá thấp và thường xảy ra khi khởi động hay dừng xưởng Đểtránh tình trạng đó người ta thường tiến hành đốt dầu DO trước khi phun lưuhuỳnh vào đốt, nhằm sấy hệ thống tạo độ đồng đều trong hệ thống đồng thờitránh sự nóng cục bộ khi đốt lưu huỳnh (do lưu huỳnh cháy toả nhiệt rấtmạnh) Nếu khi đốt lưu huỳnh có màu vàng sáng thì lưu huỳnh cháy hoàntoàn còn có màu da cam tối hay nâu là lưu huỳnh chưa cháy hết

2.5.3 Quá trình oxy hóa SO 2 thành SO 3

Đây là phản ứng tỏa nhiệt (thay đổi theo nhiệt độ) và giảm thể tích do

đến mức chuyển hóa cân bằng tăng

*Cơ Tính chất của lưu huỳnh:chế Tính chất của lưu huỳnh:quá Tính chất của lưu huỳnh:trình Tính chất của lưu huỳnh:oxy Tính chất của lưu huỳnh:hóa Tính chất của lưu huỳnh:SO 2

Trong điều kiện sản xuất, tốc độ oxy hóa có ý nghĩa rất lớn vì nó quyết

tích xúc tác và do đó quyết định lượng xúc tác cần dùng, kích thước thápchuyển hóa, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác,…

Trong đó:

nhiệt độ

E: năng lượng hoạt hóa của phản ứng, J/mol

E/RT: biểu thị phần phân tử có năng lượng ≥ E, tức là phần va chạm có

Khi tăng nhiệt độ và giảm năng lượng hoạt hóa thì hằng số tốc độ tăng

hoạt hóa rất lớn (khoảng 120kJ/mol) Vì vậy tốc độ phản ứng vô cùng chậm

có thể xem như phản ứng không xảy ra ngay cả ở nhiệt độ cao Sở dĩ khi

phải tiêu tốn năng lượng để phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử

Khi có mặt chất xúc tác rắn (quá trình oxy hóa dị thể), năng lượng hoạthóa giảm và do đó tốc độ phản ứng oxy hóa tăng lên rất nhiều Có rất nhiều

2.5.3.1 Chất xúc tác cho quá trình oxy hóa SO 2

2.5.3.1.1 Tính chất của lưu huỳnh:Giới Tính chất của lưu huỳnh:thiệu Tính chất của lưu huỳnh:vài Tính chất của lưu huỳnh:loại Tính chất của lưu huỳnh:xúc Tính chất của lưu huỳnh:tác Tính chất của lưu huỳnh:cho Tính chất của lưu huỳnh:phản Tính chất của lưu huỳnh:ứng Tính chất của lưu huỳnh:oxy Tính chất của lưu huỳnh:hóa Tính chất của lưu huỳnh:SO 2

Xúc tác kim loại:

Các kim loại khác nhau trong nhóm platin cũng có khả năng xúc tác

Ngoài ra, hợp kim của vàng, bạc với Pt, molipden,…cũng có hoạt tính cao.

Pt là xúc tác hay được sử dụng vì:

Để tăng hoạt tính của xúc tác và giảm giá thành, cho Pt rải đều trên cácchất mang khác nhau như amiang, silicagel,…

Xúc tác oxit kim loại:

 Oxit Tính chất của lưu huỳnh:sắt: rẻ tiền, dễ kiếm, có nhiệt độ hoạt tính khá cao, ít nhạy độc đối

trên xúc tác này không vượt quá 0,5 Vì vậy chỉ dùng chất xúc tác sắtoxit khi không yêu cầu mức chuyển hóa cao

 Crom Tính chất của lưu huỳnh:oxit: có hoạt tính ban đầu tương đối cao, nhưng sau một thời gian

làm việc bị chuyển thành dạng crom sunfat nên hoạt tính giảm

 Oxit Tính chất của lưu huỳnh:vanadi: dạng nguyên chất có hoạt tính không cao đối với phản ứng

dạng tự do hay liên kết) và các hợp chất của kim loại kiềm thì xúc tác

tác và quyết định cấu trúc bên trong của xúc tác nên quyết định hoạttính xúc tác

2.5.3.1.2 Tính chất của lưu huỳnh:Xúc Tính chất của lưu huỳnh:tác Tính chất của lưu huỳnh:vanadi Tính chất của lưu huỳnh:oxit

Gồm 3 phần chính:

tăng hoạt tính xúc tác lên hàng trăm lần Tỉ lệ kim loại kiềm và vanadidao động trong phạm vi khá rộng, từ 1:1 đến 6:1 Khi tăng tỉ lệ này,

nhiệt độ hoạt tính của xúc tác sẽ giảm và độ bền nhiệt sẽ tăng Ngoàinhóm kim loại kiềm, các nguyên tố nhóm Lantan cũng là chất kíchđộng tốt cho xúc tác vanadi.

mang

Ngoài ra người ta còn tìm cách đưa hầu hết các nguyên tố trong bảng

hệ thống tuần hoàn vào xúc tác vanadi nhằm tăng hoạt tính, tăng độ bền cơ vànhiệt,… của chất xúc tác

nhưng giá thành lại rẻ hơn rất nhiều (từ 2 – 4 lần)

2.5.3.1.3 Tính chất của lưu huỳnh:Sơ Tính chất của lưu huỳnh:lược Tính chất của lưu huỳnh:lý Tính chất của lưu huỳnh:thuyết Tính chất của lưu huỳnh:về Tính chất của lưu huỳnh:xúc Tính chất của lưu huỳnh:tác Tính chất của lưu huỳnh:cho Tính chất của lưu huỳnh:phản Tính chất của lưu huỳnh:ứng Tính chất của lưu huỳnh:oxy Tính chất của lưu huỳnh:hóa Tính chất của lưu huỳnh:SO 2

*Cơ Tính chất của lưu huỳnh:chế Tính chất của lưu huỳnh:của Tính chất của lưu huỳnh:phản Tính chất của lưu huỳnh:ứng Tính chất của lưu huỳnh:oxy Tính chất của lưu huỳnh:hóa Tính chất của lưu huỳnh:SO 2 Tính chất của lưu huỳnh:trên Tính chất của lưu huỳnh:xúc Tính chất của lưu huỳnh:tác

Phản ứng giữa các chất khí trên bề mặt chất xúc tác rắn thường gồmmấy bước sau:

sau đó tiếp tục khuếch tán vào bề mặt bên trong (các mao quản) củaxúc tác

xúc tác, sau đó nhả khỏi xúc tác đi vào pha khí

*Xúc Tính chất của lưu huỳnh:tác Tính chất của lưu huỳnh:vanadi Tính chất của lưu huỳnh:có Tính chất của lưu huỳnh:phụ Tính chất của lưu huỳnh:gia Tính chất của lưu huỳnh:(chất Tính chất của lưu huỳnh:kích Tính chất của lưu huỳnh:động) Tính chất của lưu huỳnh:kim Tính chất của lưu huỳnh:loại Tính chất của lưu huỳnh:kiềm Tính chất của lưu huỳnh:trên Tính chất của lưu huỳnh:chất mang Tính chất của lưu huỳnh:silic Tính chất của lưu huỳnh:đioxit

Bằng nghiên cứu quang phổ hồng ngoại, người ta xác định được trong

tác O2, SO2 bị hấp phụ trên bề mặt xúc tác và hòa tan vào chất nóng chảy đó,

pha của chất xúc tác và ổn định chất hoạt tính trên bề mặt xúc tác

Giai đoạn đầu của quá trình chuyển hóa: khi nhiệt độ thấp và nồng độ

Như vậy, khi thay đổi thành phần khí có thể làm thay đổi hoạt tính củaxúc tác (do chuyển cấu tử hoạt tính trong xúc tác sang dạng khác) Nên ở giai

đạt mức chuyển hóa cao

Dưới tác dụng của một số tạp chất có trong HH khí, hoạt tính của chấtxúc tác bị giảm nhanh, người ta nói xúc tác đã bị ngộ độc Nguyên nhân của

sự ngộ độc xúc tác có thể do chất độc bao phủ bề mặt hoạt động của xúc táchoặc do chất độc tạo thành với xúc tác một hợp chất không hoạt động hay hợpchất bay hơi…làm thay đổi thành phần xúc tác

Chất độc nguy hiểm nhất đối với xúc tác vanadi là asen Ở nhiệt độ

khí xuống các lớp xúc tác phía dưới, tạo thành vỏ bao bọc hạt xúc tác

Các hợp chất của flo (SiF4, HF…) cũng gây tác hại đáng kể cho xúc

trình:

làm giảm bề mặt xúc tác

2.5.3.2 Điều kiện oxy hóa SO 2 trên xúc tác vanadi oxit

Trong điều kiện sản xuất, áp suất làm việc và nồng độ ban đầu của HHkhí đã được quy định trước và xem như không đổi Như vậy, khi tăng nhiệt

độ, tốc độ phản ứng từ khi tăng đến lúc bằng không phải qua giá trị cực đại.Kết luận này có ý nghĩa quan trọng khi chọn chế độ nhiệt độ làm việc của

2.5.3.2.1.Nhiệt Tính chất của lưu huỳnh:độ Tính chất của lưu huỳnh:thích Tính chất của lưu huỳnh:hợp

Nhiệt độ thích hợp - ứng với mỗi mức chuyển hóa xác định là nhiệt độ

mà tại đó tốc độ phản ứng đạt giá trị cực đại Nhưng nhiệt độ thích hợp lại

(lớp), sau mỗi đoạn có làm nguội HH khí (gián tiếp hoặc trực tiếp)

nên mức chuyển hóa càng lớn thì nhiệt độ sau lớp xúc tác càng cao, đến mộtlúc nào đó hệ sẽ đạt trạng thái cân bằng và tốc độ phản ứng bằng không Vìvậy, trước khi phản ứng đạt mức chuyển hóa cân bằng, người ta tiến hành làmnguội HH khí để quá trình tiếp theo làm việc ở nhiệt độ gần với nhiệt độ thíchhợp hơn

Khi làm nguội HH khí trong TB làm nguội trung gian, nhiệt độ HH khígiảm nhưng mức chuyển hóa không đổi – tương ứng với đoạn nằm ngang trên

đồ thị “T – x”

Sau đó HH khí lại được đưa vào lớp xúc tác thứ hai Qua lớp xúc tácnày, mức chuyển hóa và nhiệt độ HH khí tăng, lại được đưa sang làm nguội…quá trình cứ tiếp diễn cho đến khi đạt mức chuyển hóa cần thiết

2.5.3.2.2 Tính chất của lưu huỳnh:Mức Tính chất của lưu huỳnh:chuyển Tính chất của lưu huỳnh:hóa

chuyển hóa hoặc mức tiếp xúc) sẽ:

Nhưng để đạt được mức chuyển hóa cao phải kết thúc quá trình oxy

độ phản ứng giảm rất nhanh, do đó tốc độ phản ứng rất nhỏ Mức chuyển hóacàng cao thì thời gian tiếp xúc cần thiết càng lớn, tức lượng xúc tác cần dùng(cho 1 tấn axit sản phẩm) càng nhiều

Theo tính toán, khi tăng mức chuyển hóa, đầu tiên giá thành axitsunfuric giảm và đạt giá trị cực tiểu tại x = 0,98 và sau đó lại tăng Như vậy,

về mặt giá thành sản phẩm thì mức chuyển hóa cuối cùng bằng 0,98 là thíchhợp nhất, nhưng về mặt vệ sinh công nghiệp thì không đảm bảo do trong khí

Có thể giải quyết mâu thuẫn này bằng 2 cách: hoặc dùng dung dịch hấp

thu được sản phẩm phụ là muối sunfit), hoặc dùng phương pháp tiếp xúc kép

để đạt mức chuyển hóa cao khoảng 0,995

2.5.3.2.3 Tính chất của lưu huỳnh:Nồng Tính chất của lưu huỳnh:độ Tính chất của lưu huỳnh:thích Tính chất của lưu huỳnh:hợp

năng suất các TB (tháp sấy, quạt khí, tháp chuyển hóa, hấp thụ, truyềnnhiệt…), tiêu hao điện năng, chất xúc tác, chế độ nhiệt…

Ở đây chỉ xét ảnh hưởng của nồng độ SO2 đến một số chỉ tiêu của thápchuyển hóa.

Trong quá trình làm việc, trở lực của các lớp xúc tác tăng dần, nhất là ởlớp đầu Vì vậy, định kỳ (2 – 3 năm một lần) phải thay xúc tác

Việc thay xúc tác không chỉ do tăng trở lực mà chủ yếu do giảm hoạttính xúc tác trong quá trình sử dụng Khi thay xúc tác, thường để xúc tác cũ(đã sàng bỏ các hạt rạn vỡ) vào các lớp giữa, còn lớp đầu và lớp cuối phảichất xúc tác mới để giữ nhiệt độ hoạt tính lớp đầu thấp và mức chuyển hóalớp cuối cao

Khi năng suất và đường kính tháp chuyển hóa không đổi, nếu tăng

thể tích hỗ hợp khí sẽ tăng, do đó tốc độ khí đi trong tháp tăng Điều này cũngdẫn đến việc tăng trở lực của lớp xúc tác

cũng làm tăng năng suất của các TB chính khác trong nhà máy và giảm điệnnăng tiêu thụ để vận chuyển khí…

2.5.3.3.Một số chỉ tiêu quan trọng đánh giá hoạt tính của xúc tác

Bảng 2.2 Nồng độ thích hợp của các nguồn nguyên liệu có chứa lưu huỳnh

2.5.3.3.1 Tính chất của lưu huỳnh:Nhiệt Tính chất của lưu huỳnh:độ Tính chất của lưu huỳnh:đượm Tính chất của lưu huỳnh:cháy

Là nhiệt độ mà hoạt tính của chất xúc tác được phát huy, chất xúc tácđược nóng lên rất mạnh Nếu nhiệt độ đượm cháy thấp tạo ra khả năng đểtháp tiếp xúc làm việc được với khí có nồng độ cao

2.5.3.3.2 Tính chất của lưu huỳnh:Nhiệt Tính chất của lưu huỳnh:độ Tính chất của lưu huỳnh:tắt

Là nhiệt độ tối thiểu của khí vào lớp xúc tác để duy trì được chế độ làmviệc

Khi thay thế, trước khi lấy xúc tác ra, phải thổi khí bằng KKK nóng

xúc ra để lấy xúc tác Và khi thay xúc tác thường lấy xúc tác cũ thay vào lớpgiữa, còn lớp đầu và lớp cuối thì thay mới để giữ nhiệt độ hoạt tính lớp đầuthấp và mức chuyển hóa lớp cuối cao

2.5.3.3.3.Các Tính chất của lưu huỳnh:yếu Tính chất của lưu huỳnh:tố Tính chất của lưu huỳnh:ảnh Tính chất của lưu huỳnh:hưởng Tính chất của lưu huỳnh:khác

loại nguyên liệu khác nhau

thay đổi 5%)

Trong quá trình sản xuất, quá trình chuyển chất từ dòng khí đến bề mặtngoài xúc tác (quá trình khuếch tán ngoài) thường không ảnh hưởng đến tốc

độ oxy hóa Giai đoạn chậm nhất là quá trình khuếch tán các chất tham giaphản ứng từ bề mặt ngoài của hạt xúc tác đến bề mặt trong của nó (các maoquản) Vì vậy, bề mặt bên trong của các hạt xúc tác không được sử dụng hoàntoàn, nhất là các lớp đầu

Hạt xúc tác càng nhỏ thì mức sử dụng bề mặt bên trong của nó càng lớn– lượng xúc tác càng ít, nhưng trở lực lớp tiếp xúc càng tăng cho nên tiêu haonăng lượng vận chuyển càng tăng do đó cần chọn đường kính thích hợp cho

giữa vùng động học và khuếch tán

Nhưng nói chung đường kính thích hợp của lớp xúc tác ở lớp sauthường nhỏ hơn lớp đầu

2.5.4 Quá trình hấp thụ SO 3

khác nhau Nếu HH khí trước khi vào tháp tiếp xúc đã được sấy khô thì quá

thụ thường phổ biến hơn

với nước trong đó:

nhau

Thường người ta có xu hướng sản xuất toàn bộ sản phẩm ở dạng oleum

để dễ bảo quản, vận chuyển và sử dụng thuận lợi hơn Muốn vậy, cho HH khí

thứ hai tưới monohydrat (tháp monohydrat) Đến đây mới kết thúc quá trình

được ở tháp monohydrate (còn gọi tắt là mono) Lượng oleum dư lấy ra làmsản phẩm đưa về kho

Khi sản xuất axit sunfuric theo phương pháp xúc tác ướt, trong khí rakhỏi tháp tiếp xúc có chứa một lượng hơi nước lớn hơn lượng nước cần thiết

có công thức:

Q = K.F.ΔPPTrong đó:

W: tốc độ giả của khí đi trong tháp, m/s

Quá trình hấp thụ SO3 xảy ra tốt nhất là ở nhiệt độ thấp và khi nồng độ

đạt giá trị cực đại Có thể giải thích điều này như sau:

Đối với axit nồng độ nhỏ hơn 98,3% tỉ lệ hơi nước và axit trong hơi

Nồng độ axit tưới càng nhỏ thì áp suất riêng phần của hơi nước trên đó

sẽ xảy ra hiện tượng tạo mù (mù trong tháp)

Vì tốc độ hấp thụ mù rất nhỏ nên đa số các hạt mù axit chưa bị hấp thụ

Nhiệt độ càng cao thì lượng hơi nước bay hơi từ dung dịch axit càngnhiều Vì vậy, tốc độ tạo mù càng lớn và tốc độ cũng như hiệu suất hấp thụcàng giảm

ngoài ống khí thải)

suất và tốc độ càng nhỏ Khi nhiệt độ axit tăng, độ hấp thụ axit giảm mạnhđến một nhiệt độ xác định nào đó sẽ đạt trạng thái bão hòa Do khi nhiệt độtăng thì áp suất hơi nước trên mặt axit tăng, nhiệt độ tới hạn, lượng hơi nước

Vậy khi nồng độ axit nhỏ hơn 98,3% thì tổn thất SO3 chủ yếu do tạo

2.5.5 Quá trình tạo mù và lọc mù

2.5.5.1 Hơi quá bão hòa

Trong không gian kín, ở mỗi một nhiệt độ, trên bề mặt của chất lỏng sẽ

có một áp suất hơi cân bằng nhất định gọi là áp suất hơi bão hòa Nếu thay đổi

dù một lượng rất nhỏ áp suất hơi trên bề mặt sẽ dẫn đến việc ngưng tụ hơi lên

bề mặt hoặc bay hơi chất lỏng từ bề mặt đó Áp suất hơi bão hòa không chỉphụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào dạng bề mặt của chất lỏng đó

2.5.5.2 Tạo thành giọt chất lỏng trong thể tích khí

Quá trình ngưng tụ có thể xảy ra do:

pha khí (ngưng tụ trên thành TB hoặc trên màng chất lỏng)

khí hoặc tự tạo nên trong đó Khi đó hình thành các giọt chất lỏng nhỏ

lơ lửng trong KK gọi là mù (ngưng tụ trên bề mặt các trung tâm ngưng

tụ có trong HH khí)

Điều kiện cần thiết để ngưng tụ hơi trong thể tích và tạo mù là phải cóhơi quá bão hòa

2.5.5.3 Cơ chế của quá trình tạo mù

Quá trình làm nguội khí và tạo hơi quá bão hòa có thể xảy ra do: dãn nởđoạn nhiệt, bổ sung khí nguội (trơ) vào HH khí, cho HH khí tiếp xúc với bềmặt nguội hơn,…

Quá trình tăng áp suất hơi trong pha khí và tạo hơi quá bão hòa có thểdo: có phản ứng hóa học giữa các chất khí khi HH hai dòng khí, có tác độngkích thích do phản ứng giữa các chất trong pha khí (khi chiếu sáng, phóng xạ,

…)

Về cơ chế của quá trình tạo mù có thể xét hai trường hợp:

*Ngưng Tính chất của lưu huỳnh:tụ Tính chất của lưu huỳnh:đồng Tính chất của lưu huỳnh:thể:

Quá trình tạo mù do ngưng tụ hơi trên các mầm ngưng tụ tự tạo nên gọi

là ngưng tụ đồng thể Quá trình ngưng tụ đồng thể gồm ba giai đoạn: tạo hơiquá bão hòa, tạo mầm, ngưng tụ hơi trên bề mặt mầm rồi lớn dần thành hạtmù

Trong HH khí không có ion và nhân ngưng tụ, nếu độ quá bão hòa củahơi lớn hơn độ quá bão hòa tới hạn thì đầu tiên xuất hiện các mầm ngưng tụ

Độ quá bão hòa càng lớn thì tốc độ tạo mầm càng lớn Do ngưng tụ hơi vàonên các mầm ngưng tụ lớn dần khi kích thước và nồng độ các hạt đủ lớn ta sẽthấy mù Khi tạo mù áp suất hơi giảm (do ngưng tụ) và áp suất hơi bão hòatăng (do tỏa nhiệt làm nhiệt độ tăng) Vì vậy độ quá bão hòa của hơi giảm

Đường kính của hạt mù phụ thuộc vào áp suất hơi trong pha khí Ở điềukiện như nhau, khi tăng áp suất hơi trong pha khí, đường kính hạt mù sẽ tăng

vì khi ngưng tụ đồng thể, áp suất hơi trong pha khí lớn hơn áp suất hơi bãohòa vài ba lần

*Ngưng Tính chất của lưu huỳnh:tụ Tính chất của lưu huỳnh:dị Tính chất của lưu huỳnh:thể:

Quá trình tạo mù do ngưng tụ hơi trên các nhân ngưng tụ (các tạp chất)hoặc các ion khí gọi là ngưng tụ dị thể Quá trình ngưng tụ dị thể có thể chialàm hai giai đoạn: tạo hơi quá bão hòa và ngưng tụ hơi trên nhân ngưng tụhay trên các ion khí rồi lớn dần thành hạt mù

Nếu nhân ngưng tụ là những giọt chất lỏng rất nhỏ:

giọt chất lỏng thì hơi sẽ ngưng tụ trên bề mặt các giọt lỏng đó và đườngkính của giọt sẽ tăng

hơi từ bề mặt các giọt và đường kính giọt giảm

như nhau

 Nếu các giọt có tích điện thì áp suất hơi bão hòa trên các giọt đó và độquá bão hòa của hơi tương ứng với áp suất đó sẽ nhỏ hơn so với cácgiọt không tích điện có cùng kích thước.

Nếu nhân ngưng tụ là các ion khí và các hạt rắn: cơ chế tạo mù tương

tự, nhưng độ quá bão hòa của hơi có khác vì áp suất hơi bão hòa khi đó cònphụ thuộc vào bản chất và hình dạng các hạt

Tóm lại, cơ chế của quá trình tạo mù khi ngưng tụ dị thể cũng tương tựkhi ngưng tụ đồng thể nhưng việc tạo giọt chất lỏng bắt đầu ở độ quá bão hòanhỏ hơn, tức là chỉ cần độ quá bão hòa lớn hơn áp suất cân bằng của hơi trêncác nhân ngưng tụ lơ lửng trong khí

*Tách Tính chất của lưu huỳnh:các Tính chất của lưu huỳnh:tạp Tính chất của lưu huỳnh:chất Tính chất của lưu huỳnh:ở Tính chất của lưu huỳnh:dạng Tính chất của lưu huỳnh:mù

Phân loại mù: có 3 loại mù

Mù phân tán cao sinh ra trong tháp rửa thứ nhất, TB trao đổi nhiệt, tháp

Đặc điểm: khó lọc

Phương Tính chất của lưu huỳnh:pháp Tính chất của lưu huỳnh:lọc Tính chất của lưu huỳnh:mù: lọc cơ học (bằng bông thủy tinh) và lọc điện.

Dây chuyền sản xuất axit sunfuric số 2 không lọc mù khí lò trước khi đivào tháp tiếp xúc mà lọc khí lò chưa chuyển hóa hết trước khi đi vào tháp hấpthụ Khí được cho đi qua chất hấp thụ xốp, ở đây sử dụng nến khử mù, lọc mùtheo nguyên tắc hấp thụ các tạp chất vào các sợi bông thủy tinh trước khidòng khí đi vào tháp hấp thụ

2.5.6.Quá trình sấy khí

HH khí từ tháp tăng ẩm ra thực tế là bão hòa hơi nước Nhiệt độ càngcao thì hàm lượng hơi nước trong khí càng lớn

Ở điều kiện làm việc bình thường thì hơi nước không ảnh hưởng gì đến

truyền nhiệt (công đoạn tiếp xúc) hoặc ở TB làm nguội SO3 và tạo mù axit ởcông đoạn hấp thụ,…vậy phải sấy khô HH khí trước khi đưa sang công đoạntiếp theo

Hiện nay để sấy khô HH khí, người ta thường dùng dung dịch axitsunfuric đậm đặc để hấp thụ hơi nước Hàm lượng hơi nước trong HH khí khi

Thực tế nhà máy cũng tiến hành sấy khô KK trước khi đưa vào lò đốt

và quá trình sấy khí này ở hai dây chuyền là khác nhau Ở dây chuyền 1 người

đưa vào lò đốt

Theo lí thuyết, khi tăng nồng độ axit tưới, hằng số hấp thụ tăng, mặtkhác áp suất hơi nước bão hòa trên axit giảm do đó động lực hấp thụ tăng.Như vậy, nồng độ axit càng lớn thì bề mặt đệm trong tháp sấy càng nhỏ.Nhưng theo tính toán, khi nồng độ axit sunfuric đã lớn hơn 93%, nếu tăngnồng độ axit thì bề mặt đệm giảm rất ít, trong khi đó lượng axit bổ sung từtháp hấp thụ monohydrat sang tháp sấy sẽ tăng rất nhiều dẫn đến tăng tổn thất

Thực tế, dây chuyền 1, nhà máy không bổ sung axit tưới trực tiếp từtháp hấp thụ monohydrat mà dùng 2 bể chứa axit có nồng độ riêng biệt: mộtchứa axit thành phẩm 98,3%, một chứa axit sấy khoảng 94 – 95% và có mộtđường ống để trích một phần axit thành phẩm để bổ sung cho bể chứa axit sấy

để tăng nồng độ axit có nồng độ nhỏ hơn 92% chảy về tháp sấy Nên khi đónếu tăng nồng độ axit tưới thì sẽ tiêu tốn điện năng cho bơm

CHƯƠNG 3 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC SỐ 2

3.1 THUYẾT MINH QUY TRÌNH

Lưu huỳnh rắn từ kho chứa được băng tải có năng suất 5 – 6 tấn/giờ,tốc độ băng tải 0,47 m/s chuyển đến lò nấu chảy Tại đây người ta sử dụng tác

chảy lưu huỳnh rắn thành lưu huỳnh lỏng, nhiệt độ lưu huỳnh lỏng sau đó

Lưu huỳnh sạch được bơm ly tâm J – 1001A/B bơm vào lò đốt D –

vai trò là tác nhân oxy hóa đồng thời tạo áp suất dương để hệ thống làm việc

Khác với dây chuyền 1, tác nhân sấy KK ở đây là axit sunfuric 98,3%được tưới vào giữa tháp qua đĩa phân phối lỏng thấm ướt đều bề mặt đệm.Axit sunfuric 98,3% có áp suất hơi nước cân bằng trên bề mặt rất thấp nênhấp thụ gần như hoàn toàn ẩm trong KK

Axit sau khi hấp thụ ẩm có nồng độ tưới 98,3% được nhập chung với

KK sau sấy khô được đưa qua TB trao đổi nhiệt E – 1001 làm nóng lên

dòng 2 cùng với lưu huỳnh được bécphun phun vào lò đốt Tác dụng của dòng

2 là tạo áp lực để tán sương lưu huỳnh lỏng

Các hạt lưu huỳnh lỏng rất mịn ở nhiệt độ cao sẽ nhanh chóng hóa hơi

hóa hơi càng nhanh quá trình đốt càng triệt để Phản ứng xảy ra trong lò đốtnhư sau:

HH khí ra khỏi lò đốt có nhiệt độ khoảng 1050oC với nồng độ khí SO2

từ 10 – 11% thể tích, để tận dụng nhiệt người ta sử dụng một phần HH khílàm tác nhân gia nhiệt trong nồi hơi D – 1002 Ở đây dòng khí trao đổi nhiệt

nồi hơi được sử dụng để điều chỉnh nhiệt độ của dòng khí ra khỏi nồi hơi lên

HH khí trên đường đi có thể cuốn theo bụi cơ học và còn một ít lưuhuỳnh thăng hoa, những chất bẩn này có thể gây đầu độc xúc tác, do đó trướckhi đưa vào tháp tiếp xúc dòng khí được đưa qua TB lọc khí nóng P – 1001 đểlọc bụi rồi mới đưa vào tháp tiếp xúc H – 1001 thực hiện quá trình oxy hóa

phản ứng oxy hóa tỏa nhiệt nên sau khi qua mỗi lớp xúc tác, nhiệt độ khí lạităng lên

Để đảm bảo phản ứng xảy ra ở nhiệt độ gần với nhiệt độ tối ưu đồng

mỗi lớp xúc tác được đưa qua các TB trao đổi nhiệt để hạ nhiệt độ Cụ thểtừng lớp như sau:

Bảng Tính chất của lưu huỳnh:3.1 Tính chất của lưu huỳnh:Nhiệt Tính chất của lưu huỳnh:độ Tính chất của lưu huỳnh:khí Tính chất của lưu huỳnh:vào Tính chất của lưu huỳnh:và Tính chất của lưu huỳnh:ra Tính chất của lưu huỳnh:ở Tính chất của lưu huỳnh:các Tính chất của lưu huỳnh:lớp Tính chất của lưu huỳnh:xúc Tính chất của lưu huỳnh:tác Tính chất của lưu huỳnh:và Tính chất của lưu huỳnh:ở Tính chất của lưu huỳnh:TB trao đổi nhiệt

Bảng Tính chất của lưu huỳnh:3.2 Tính chất của lưu huỳnh:Mức Tính chất của lưu huỳnh:tiếp Tính chất của lưu huỳnh:xúc Tính chất của lưu huỳnh:đạt Tính chất của lưu huỳnh:được Tính chất của lưu huỳnh:qua Tính chất của lưu huỳnh:các Tính chất của lưu huỳnh:lớp Tính chất của lưu huỳnh:xúc Tính chất của lưu huỳnh:tác.

thụ F – 1002 để hấp thụ lần 1 Tác nhân hấp thụ là axit sunfuric 98,3% với lưu

bơm J – 1002B bơm qua TB làm lạnh bằng nước E – 1006A rồi vào tháp.Hiệu suất hấp thụ là 99,9% Dung dịch axit sau hấp thụ được đưa về thùngchứa axit tuần hoàn G – 1005

HH khí chưa hấp thụ được đưa về TB làm lạnh E – 1005 làm nguội

bơm J – 1002C Trước khi vào tháp hấp thụ, axit được làm lạnh bằng nướcqua TB trao đổi nhiệt E – 1006B Hiệu suất hấp thụ đạt được là 99,9% Lượngaxit tạo thành được đưa về thùng chứa axit tuần hoàn G – 1005, còn phần khíkhông hấp thụ đi qua nến lọc mù để lọc mù axit Hiệu quả lọc mù của nến là

3.2 SƠ ĐỒ KHỐI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Hấp thụ khí SO3(lần 1)

Oxy hóa SO2 thành

SO 3 (qua lớp 4)

Hấp thụ khí SO3(lần 2)

Axit thành phẩm 98,3%

Không khí

Không khí

H2SO4 98,3%

Xúc tác vanadium oxit Monsanto

H2SO4 98,3%

Không khí

Xúc tác vanadium oxit Monsanto

Q = 11000 – 12000 Nm3/h Sấy không khí

Hơi nước 6kg/cm2Nhiệt độ = 140 0 C