Báo cáo thực tập tìm hiểu về hệ thống nước khử khoáng của nhà máy đạm phú mỹ

Với đề tài thực tập tốt nghiệp “Tìm hiểu về hệ thống nước khử khoáng của nhà máy Đạm Phú Mỹ“ em đã có cơ hội nghiên cứu tìm hiểu dây chuyền sản xuất của nhà máy với công nghệ tự động hóa

Trang i

- - Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều

sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô trong Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường Và đặc biệt là cô Vũ Thị Hồng Phượng, cảm ơn cô trong thời gian qua đã luôn tận tình quan tâm giúp đỡ em trong thời gian qua, giải đáp những thắc mắc trong quá trình thực tập, nhờ đó em mới có thể hoàn thành đựợc bài báo cáo này

Em cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc, các cô chú, anh chị bên Nhà máy Đạm Phú Mỹ đã tạo điều kiện để em được tiếp xúc với thực tế, trao dồi kinh nghiệm sống, kinh nghiệm làm việc cho bản thân mà ngồi trên ghế nhà trường chúng

em chưa được biết, và thu thập thông tin để hoàn thành bài báo cáo này

Bước đầu đi vào thực tế, kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ

Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn

Kính chúc mọi người luôn vui vẻ, hạnh phúc, dồi dào sức khỏe và thành công trong công việc

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang ii

- -

Phú Mỹ, ngày….tháng….năm… Xác nhận của đơn vị (Kí và ghi rõ họ tên) PHÓ PHÕNG Đoàn Thanh Mai

Trang iii

ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

- - 1.Thái độ và tác phong khi tham gia kiến tập:

2.Kiến thức chuyên môn:

3.Nhận thức thực tế:

4.Đánh giá khác:

5.Đánh giá kết quả thực tập:

Giáo viên hướng dẫn (Kí và ghi rõ họ tên)

Trang iv

LỜI CẢM ƠN i

NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP ii

ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH Error! Bookmark not defined DANH MỤC BẢNG BIỂU Error! Bookmark not defined LỜI MỞ ĐẦU ………1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ …2

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của công ty 2

1.2 Cơ cấu tổ chức 3

1.3 Các phân xưởng nhà máy 4

1.3.1 Phân xưởng Ammoniac 4

1.3.2 Phân xưởng Urê 5

1.3.3 Phân xưởng Phụ trợ 5

1.4 Nguyên liệu và sản phẩm 5

1.4.1 Nguyên liệu 5

1.4.2 Sản phẩm 6

1.5 An toàn lao động 6

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG PHỤ TRỢ 7

2.1 Giới thiệu 7

2.2 Một số cụm công nghệ chính của xưởng 7

CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG SẢN XUẤT NƯỚC KHỬ KHOÁNG TẠI XƯỞNG PHỤ TRỢ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ……… ……… 13

3.1 Mục đích 13

3.2 Cơ sở hóa lý 13

3.2.1 Nhựa trao đổi ion 13

3.2.2 Các phản ứng đặc trưng 13

3.3 Nước nguyên liệu và các hóa chất sử dụng 15

3.3.1 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước 15

Trang v

3.3.3 Hóa chất sử dụng 19

3.4 Các thiết bị chính………21

3.4.1 Thiết bị trao đổi ion dương 30PK1001/V1 22

3.4.2 Thiết bị khử khí 30PK1001/V2 24

3.4.3 Thiết bị trao đổi ion âm 30PK1001/V3 26

3.4.4 Thiết bị trao đổi tầng hỗn hợp 30PK1001/V4 28

3.5 Thuyết minh sơ đồ công nghệ……….30

3.6 Chế độ công nghệ……… ……32

3.7 Tiêu hao hóa chất và yêu cầu sản phẩm nước……….35

3.8 Những sự cố và cách khắc phục……….……….37

KẾT LUẬN 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

Trang vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Một góc nhà máy Đạm Phú Mỹ về đêm 2

Hình 1.2: Sơ đồ tổ chức nhà máy Đạm Phú Mỹ 3

Hình 1.3: Sơ đồ chức năng khối vận hành bảo dưỡng 3

Hình 1.4: Sơ đồ mặt bằng nhà máy Đạm Phú Mỹ 4

Hình 1.5: Sơ đồ công nghệ của nhà máy 5

Hình 2.1: Hệ thống bơm nước cứu hỏa 8

Hình 2.2: Hệ thống sản xuất nước khử khoáng 9

Hình 2.3: Hệ thống tồn chứa Amonia 10

Hình 2.4: Hệ thống đuốc đốt 11

Hình 2.5: Hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu 12

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Đặc trưng của nước nạp thô (nước thô từ mạng nước đô thị) 18

Bảng 3.2: Đăc tính của nước ngưng công nghệ đã xử lý trở về từ PX Amonia 18

Bảng 3.3: Đặc tính của nước công nghệ đã xử lý từ phân xưởng Urea 19

Bảng 3.4: Đặc tính của nước ngưng tuabin 19

Bảng 3.5: Đặc tính của nước ngưng mạng hơi trở về từ xưởng Urea 19

Bảng 3.6: Thông số kĩ thuật thiết bị trao đổi ion dương 30PK1001/V1 (A/B/C) 22

Bảng 3.7: Thông số kĩ thuật thiết bị khử khí 30PK1001/V2 24

Bảng 3.8: Thông số kĩ thuật thiết bị trao đổi ion âm 30PK1001/V3 26

Bảng 3.9: Thông số kĩ thuật thiết bị trao đổi ion tầng hỗn hợp 30PK1001/V4 28

Bảng 3.10: Các thông số khi tái sinh thiết bị trao đổi ion dương 32

Bảng 3.11: Các thông số khi tái sinh thiết bị trao đổi ion âm 33

Bảng 3.12: Các thông số khi tái sinh thiết bị trao đổi ion tầng hỗn hợp 34

Bảng 3.13: Hoá chất dùng để tái sinh 35

Bảng 3.14: Hoá chất dùng để trung hoà nước thải tái sinh khi chỉ tái sinh đơn thiết bị trao đổi ion dương và thiết bị trao đổi ion âm 35

Bảng 3.15: Hoá chất dùng để trung hoà nước thải tái sinh khi tái sinh đôi thiết bị trao đổi ion dương và thiết bị trao đổi ion âm 35

Trang vii

Bảng 3.17: Hoá chất dùng để tái sinh 36

Bảng 3.18: Tiêu hao hoá chất Na 2 CO 3 để khử Clo 36

Bảng 3.19: Đặc tính của nước khử khoáng 37

Bảng 3.20: Chất lượng nước ra khỏi bình trao đổi nhựa ion âm không đạt 37

Bảng 3.21: Lưu lượng làm việc giảm 38

Bảng 3.22: Thời gian rửa thiết bị quá dài 38

Bảng 3.23: Giảm hiệu quả giữa các lần tái sinh 39

Bảng 3.24: Bị ra hạt nhựa khi tái sinh bình tao đổi ion dương 39

Bảng 3.25: Chất lượng nước khử khoáng không đạt yêu cầu 39

Bảng 3.26: Giảm hiệu quả giữa các lần tái sinh 40

Bảng 3.27: Giảm lưu lượng làm việc 41

Bảng 3.28: Thời gian rửa thiết bị quá dài 41

Bảng 3.29: Sự cố độ pH của nước khử khoáng quá cao hay quá thấp 41

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 1 SVTH: Lê Thế Sơn

LỜI MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết, Việt Nam là một trong những nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới Sản lượng nông nghiệp hằng năm đều tăng, đời sống nhân dân được nâng cao Để đạt được những thành công đó, bên cạnh sự cần cù chăm chỉ của người nông dân thì một yếu tố khác rất quan trọng đó là áp dụng khoa học kĩ thuật vào trong sản xuất, bón phân hợp lý Lượng phân bón sử dụng không ngừng tăng lên Để đắp ứng nhu cầu đó, nhà máy Đạm Phú Mỹ được xây dựng và đưa vào vận hành với công suất 2200 tấn ure/ ngày Hạn chế được tình trạng nhập khẩu và đóng góp vào nền kinh tế quốc dân

Nhà máy Đạm Phú Mỹ với dây chuyền sản xuất khép kín và hiện đại, ngoài việc cung ứng phân bón cho thị trường, nhà máy còn sản xuất ra điện và hòa vào lưới điện quốc gia

Với đề tài thực tập tốt nghiệp “Tìm hiểu về hệ thống nước khử khoáng của nhà máy Đạm Phú Mỹ“ em đã có cơ hội nghiên cứu tìm hiểu dây chuyền sản xuất của nhà máy với công nghệ tự động hóa hiện đại và khép kín, độ tin cậy cao

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 2 SVTH: Lê Thế Sơn

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của nhà máy

Nhà máy Đạm Phú Mỹ trực thuộc thành tổng công ty Phân Bón và Hóa Chất Dầu Khí - công ty cổ phần được đặt tại KCN Phú Mỹ I, huyện Tân Thành, tỉnh

Bà rịa - Vũng Tàu

Nhà máy có tổng vốn đầu tư 370 triệu USD và có diện tích 63 ha, sử dụng công nghệ của Haldor Topsoe Đan mạch để sản xuất Amonia (công suất 1.350 tấn/ngày) và công nghệ của hãng Snampogrety (Italia) để sản xuất Urê (công suất 2.200tấn/ngày)

Đây là các công nghệ hàng đầu thế giới về sản xuất phân đạm với dây chuyền khép kín, nguyên liệu chính đầu vào là khí thiên nhiên, không khí, đầu ra

là Amoniac và Urê Chu trình công nghệ khép kín cùng với việc tự tạo điện năng

và hơi nước giúp Nhà máy hoàn toàn chủ động tróng sản xuất kể cả khi lưới điện Quốc gia có sự cố hoặc không đủ điện cung cấp

Hình 1: Một góc nhà máy Đạm Phú Mỹ về đêm

GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 3 SVTH: Lê Thế Sơn

01/01/2004: Công ty Phân Đạm và Hóa Chất Dầu Khí là đơn vị thành viên

của Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam chính thức đi vào hoạt động

21/09/2004: Tổ hợp nhà thầu Technip - Samsung bàn giao nhà máy Đạm

Phú Mỹ cho Công ty Phân Đạm và Hóa Chất Dầu Khí

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 4 SVTH: Lê Thế Sơn

1.3 Các phân xưởng của nhà máy

Hình 1.4: Sơ đồ mặt bằng nhà máy Đạm Phú Mỹ

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 5 SVTH: Lê Thế Sơn

Bao gồm 3 phân xưởng công nghệ: Phân xưởng Ammoniac, phân xưởng Urê

/h (khoảng 450 triệu m3/năm) Thành phần khí nguyên liệu ngoài Methane (CH4) là chủ yếu(~ 84% mol) ngoài ra còn có Etane (C2H6), Propane (C3H8) và Butane (C4H10)

Sau khi xử lý khí nguyên liệu sẽ bao gồm : Khí Nitơ, khí Hydro và khí CO2

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 6 SVTH: Lê Thế Sơn

hủy chậm thành Cacbamat Amon sau đó phân hủy thành NH 3 và CO 2 , đây là cơ sở để sử dụng Urê làm phân bón Trong công nghiệp Urê được tổng hợp từ NH 3 lỏng và CO 2 khí

ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao.

Sản phẩm phụ - Ammoniac

Ammoniac chủ yếu để sản xuất Urê Lượng còn dư được đưa về bồn chứa.Ammoniac là chất khí có công thức phân tử NH3, hóa lỏng ở điều kiện áp suất thường và nhiệt độ thấp (-320C) hoặc ở điều kiện nhiệt độ thường và áp suất cao (khoảng 15 bar), có mùi khai đặc trưng

Ngoài 2 sản phẩm trên, nhà máy còn hòa vào mạng lưới điện quốc gia khoảng 2,1MW

1.5 An toàn lao động

Những năm qua, cùng với việc chú trọng đầu tư phát triển sản xuất - kinh doanh, thì nhà máy Đạm Phú Mỹ luôn quan tâm đến công tác an toàn, VSLĐ-PCCN, cải thiện môi trường làm việc, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động của

đơn vị

Công tác vệ sinh, an toàn lao động là một trong những tiêu chí rất quan trọng trong hoạt động của nhà máy Với tiêu chí đó, nhà máy Đạm Phú Mỹ luôn có kế hoạch cụ thể đánh giá những điều kiện an toàn, vệ sinh lao động và chăm sóc sức khỏe cho cán bộ công nhân viên cũng như có các giải pháp kịp thời giải quyết các vấn đề gặp phải Chính vì thế, nhà máy đã đề ra một số các quy định sau: khi được tuyển dụng vào làm việc tại nhà máy, công nhân phải được huấn luyện 3 bước định kỳ về an toàn vệ sinh lao động và phòng chống cháy nổ; Đảm bảo cung cấp

và điều tiết điện cho hoạt động của toàn bộ hệ thống của nhà máy (từ khu vực nguyên liệu, khu vực phản ứng, khu vực điều hành và khu vực thành phẩm) Bởi

vì chỉ một sự cố nhỏ từ trạm điện này, rất có thể nhà máy phải ngừng hoạt động hoặc gây ra những hậu quả khó lường và dẫn đến tai nạn lao động Do vậy, để

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 7 SVTH: Lê Thế Sơn

đảm bảo an toàn, vệ sinh lao động, trước hết phải đảm bảo an toàn lưới điện và để thiết bị máy móc vận hành đúng quy trình Trong đầu năm 2013, nhà máy đã phối hợp với Sở Lao động - Thương binh và Xã hội tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu tổ chức huấn luyện an toàn định kỳ cho người lao động của nhà máy, trang bị kiến thức về

vệ sinh an toàn lao động, đồng thời có các chế tài xử lý để người lao động thực hiện nghiêm các quy trình an toàn lao động Tại nhà máy Đạm Phú Mỹ, kỷ luật lao động, đặc biệt là các quy định sản xuất an toàn được gắn liền với chế độ thưởng hàng tháng Đây là một trong những biện pháp hiệu quả để công nhân của

nhà máy thực hiện nghiêm các quy định này

Để tăng cường công tác ATVSLĐ trong toàn nhà máy, giảm thiểu tai nạn lao động và bệnh nghề nghiệp, thời gian tới, nhà máy Đạm Phú Mỹ sẽ tiếp tục đẩy mạnh tuyên truyền những quy định của pháp luật về ATVSLĐ, chính sách, chế độ bảo hộ lao động, các kiến thức ATVSLĐ Tăng cường tập huấn cho đội ngũ cán bộ làm công tác ATVSLĐ; hướng dẫn, đôn đốc các phân xưởng triển khai kế hoạch

và tự kiểm tra công tác ATVSLĐ, xây dựng, trang bị đầy đủ nội quy lao động, quy trình vận hành máy móc, thiết bị, biện pháp làm việc an toàn, trang cấp thiết bị ATVSLĐ, bảo hộ cá nhân cho người lao động; đồng thời, tổ chức kiểm tra, giám sát và có biện pháp xử lý nghiêm khắc đối với người vi phạm Nhà máy Đạm Phú

Mỹ phấn đấu không để cho tai nạn lao động nặng xảy ra, không có sự cố thiết bị,

sự cố công trình do vi phạm nội quy, quy trình… xây dựng nhà máy Đạm Phú Mỹ sản xuất an toàn và bền vững

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 8 SVTH: Lê Thế Sơn

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG PHỤ TRỢ

NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

2.1 Giới thiệu

Xưởng Phụ trợ là một trong 3 xưởng công nghệ chính của nhà máy đạm phú

mỹ Tại đây sản xuất điện, hơi nước trung áp, khí nén, khí điều khiển, nitơ, nước khử khoáng, nước làm mát; cung cấp khí nguyên nhiên liệu (khí thiên nhiên), nhằm đảm bảo cho hoạt động của 2 xưởng công nghệ ammonia và ure Ngoài ra, xưởng phụ trợ còn có hệ thống xử lý nước thải (nước thải sinh hoạt, nước thải nhiềm dầu, nước thải nhiễm ammonia) và hệ thống đuốc để đốt các khí dư trong quá trình sản xuất

Xưởng Phụ trợ gồm nhiều hệ thống(cụm) sản xuất, có công nghệ hiện đại Mỗi hệ thống sản xuất lại có đặc trưng riêng về công nghệ, về thiết bị

2.2 Một số cụm công nghệ chính của xưởng

Hệ thống nước thô, nước sinh họat & nước cứu hỏa

Hình 2.1: Hệ thống bơm nước cứu hỏa

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 9 SVTH: Lê Thế Sơn

Hệ thống nước thô bao gồm các thiết bị cần thiết cho việc tiếp nhận, tồn trữ và phân phối nước thô cho các đối tượng sử dụng là hệ thống nước khử khoáng, nước sạch dùng cho sinh hoạt Ngoài ra, hệ thống nước cứu hoả cũng được lấy từ bồn nước thô

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 10 SVTH: Lê Thế Sơn

Hệ thống làm lạnh nước tuần hoàn

Trong nhà máy Đạm Phú Mỹ có rất nhiều thiết bị công suất lớn, hoạt động ở nhiệt độ cao, với tần suất liên tục như máy nén khí CO2, máy nén ammonia, bơm nước sông,…nên việc làm mát cho thiết bị, tránh hiện tượng quá nhiệt, đảm bảo cho thiết bị vận hành ổn định, an toàn đóng một vai trò rất quan trọng Hệ thống nước làm mát xưởng Phụ trợ cho phép cung cấp nước làm mát tới các đối tượng

sử dụng ở nhiệt độ và chất lượng nước theo yêu cầu

Hệ thống sản xuất khí nén - khí điều khiển – Nitơ

Hệ thống tồn chứa Ammonia và Hệ thống đốt đuốc

Hệ thống tồn chứa ammonia bao gồm bồn chứa, cụm làm lạnh hơi amonia và bơm chuyển amonia lỏng

Hình 2.3: Hệ thống tồn chứa Amonia.

Đuốc đốt dùng để chuyển các khí dễ cháy nổ, độc hại hay có khả năng ăn mòn thành các khí ít nguy hiểm hơn bằng cách đốt cháy chúng Một hệ thống đuốc đốt bao gồm đường ống để thu hồi các dòng khí/hơi, các thiết bị để tách dòng lỏng cuốn theo, thiết bị chống khí xâm thực và hệ thống đầu đốt để kích cháy khí đốt

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 11 SVTH: Lê Thế Sơn

Hệ thống xử lý nứơc thải

Nhà máy có 3 nguồn nước thải chính là: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp (thành phần chính là nước thải nhiễm dầu do rửa máy móc thiết bị trong quá trình sản xuất) Riêng đối với nước thải nhiễm NH3 là nguồn thải đương nhiên của nhà máy sản xuất phân Đạm, nhà máy đã xây dựng hệ thống xử lý và

sử dụng tuần hoàn nên không thải trực tiếp ra môi trường bên ngoài Một số yếu

tố gây ô nhiễm chính trong nước thải sinh hoạt chủ yếu là chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, dầu mỡ (thực phẩm) và vi sinh; đối với nước thải nhiễm dầu thì khả năng gây ô nhiễm chính là chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và dầu mỡ

Hình 2.4: Hệ thống đuốc đốt.

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 12 SVTH: Lê Thế Sơn

Hệ thống cung cấp khí nguyên-nhiên liệu

Hệ thống nước cấp lò hơi và hóa chất lò hơi

Hệ thống nước cấp lò hơi có nhiệm vụ cung cấp nước cấp đạt chỉ tiêu chất lượng cho sản xuất hơi của 2 xưởng ammonia (lò hơi siêu cao áp) và xưởng phụ trợ (lò hơi phụ trợ, lò hơi nhiệt thừa), với công suất khoảng 350 - 400m3/h

Chất lượng nước và chất lượng hơi có ảnh hưởng rất lớn, trước hết là đến sức bền, tuổi thọ của các bề mặt truyền nhiệt - bao hơi(gây hiện tượng ăn mòn, đóng cáu cặn); sau đó là ảnh hưởng đến công suất, hiệu suất của lò hơi; ảnh hưởng đến quá trình công nghệ của hộ sử dụng hơi Chính vì vậy, việc đánh giá, theo dõi chế

độ xử lý nước cấp lò hơi là rất quan trọng và cần thiết

Hệ thống lò hơi phụ trợ

Hệ thống lò hơi nhiệt thừa

Mạng phân phối hơi (cao, trung và thấp áp) của nhà máy ĐPM

Hình 2.5: Hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu.

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 13 SVTH: Lê Thế Sơn

CHƯƠNG 3

HỆ THỐNG NƯỚC KHỬ KHOÁNG TẠI XƯỞNG PHỤ TRỢ

NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ 3.1 Mục đích

Hệ thống nước khử khoáng bao gồm tất cả những thiết bị để xử lý nước thô và nước ngưng của nhà máy Đạm để sản xuất nước khử khoáng dùng cho các mục đích khác nhau trong nhà máy (làm nước sạch làm mát, nước cấp lò hơi)

3.2 Cơ sở hóa lý

3.2.1 Nhựa trao đổi Ion

Loại nhựa trao đổi ion đang được sử dụng rộng rãi bao gồm mạng lưới hữu cơ được tạo thành bởi sự polime hoá styrene.Styrene là một chất lỏng ở nhiệt độ bình thường, nhưng nó sẽ chuyển thành một dạng trong suốt, cứng rắn như thuỷ tinh nhờ quá trình polyme hoá Khi khoảng 2,000 phân tử styrene được polyme hoá kết hợp lại, chất rắn thu được là đặc biệt bền vững và tuyệt đối không tan

3.2.2 Các phản ứng đặc trưng

Phản ứng diễn ra trong quá trình khử khoáng được liệt kê dưới đây:

Sản xuất nước khử khoáng (hoạt động)

Bình cation

R-(-SO3H)2 + Ca(HCO3)2  R(-SO3)2Ca + 2H2CO3

R-(-SO3H)2 + MgSO4  R(-SO3)2Mg + H2SO4

-SO3H + NaCl  R-SO3Na + HCl

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 14 SVTH: Lê Thế Sơn

Quá trình polyme hoá các phân tử giống nhau của sẽ tạo ra một phân tử polyme có phân tử lượng lớn, bền chắc không tan trong nước Sulfonic acid amines là chất ưa nước và có thể hoà tan trong nước hết sức dễ dàng Tuy nhiên, khi đã được polime hoá, các phân tử tập hợp lại tạo thành một hợp chất không tan trong nước Các nhựa trao đổi ion thuộc dạng này của nhựa tổng hợp.Khi chúng chứa các nhóm gốc acid chúng được gọi là nhựa trao đổi ion dương, còn thuật ngữ nhựa trao đổi ion âm được dùng để chỉ các nhựa trao đổi có chứa nhóm gốc bazơ

Sự sulfo hoá của styrene bằng cách kết nối các đơn phân styrene thành các cấu trúc ba chiều sẽ tạo ra nhựa trao đổi ion dương có chứa các nhóm acid sulphonic như được minh hoạ dưới đây

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 15 SVTH: Lê Thế Sơn

Nhựa trao đổi ion dương phân ly, R-SO3H  R-SO3- + H+ và phản ứng tương

tự như trường hợp với NaCl dưới đây

R-SO3H + NaCl  R-SO3Na + HCl

Các nhựa trao đổi ion acid được gọi là nhựa trao đổi cation bởi chúng thực hiện một phản ứng trao đổi các cation Phản ứng có sơ đồ như dưới đây,

H+ Na+ phản ứng trao đổi ion của

Các nhựa trao đổi âm phân ly, ví dụ, R ≡ NOH  R ≡ N + OH‾ và phản ứng như trường hợp với HCl dưới đây

R ≡ NOH + HCl → R ≡ NCl + H2O

Nhựa trao đổi ion có chứa nhóm bazơ được định danh là nhựa trao đổi anion bởi vì chúng làm nền cho phản ứng trao đổi aion OH-→ Cl-, đó là phản ứng trao đổi ion của phản ứng

Như đã thấy ở trên nhựa trao đổi ion phản ứng giống như các nhóm acid và bazơ thông thường.Khác biệt lớn nhất nằm ở chỗ các sản phẩm của phản ứng trao đổi ion có thể được lấy ra một cách dễ dàng và liên tục bởi vì các loại nhựa bản thân nó luôn luôn tồn tại ở dạng rắn và không hoà tan được.Đặc trưng khác biệt này của các nhựa trao đổi ion không thể tìm thấy được ở bất kỳ một quá trình trao đổi nào của các acid bazơ thông thường

3.3 Nước nguyên liệu và các hóa chất sử dụng

3.3.1 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước

Độ pH

Độ pH là một chỉ tiêu quan trọng, nó biểu thị tính chất axit hoặc tính kiềm của nước.Nước nguyên chất có tính trung hoà, trong nước đó chỉ có khoảng một phần mười triệu phân tử nước phân ly thành ion H+ và OH- Trong nước nguyên chất ở

220C, nồng độ các ion H+ và OH- như sau:

[H+] = [OH-] = 10-7 g/l

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 16 SVTH: Lê Thế Sơn

Độ pH định nghĩa (tính bằng) âm logarit cơ số 10 của nồng độ ion H+ như sau:

Tuỳ theo độ pH mà các axit lẫn trong nước có các cấp phân ly khác nhau Thí

dụ với axit silicxic H2SiO3 Khi pH < 7 hầu như không phân ly thành ion, khi 7 <

pH < 11, chỉ phân ly ở cấp thứ nhất theo phương trình phản ứng

Ví dụ, trong nước có pH = 8,3 ÷ 8,4, có chứa nhiều ion HCO3- thì khó đóng cáu cặn trong thiết bị do khi đó sẽ tạo ra Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 dễ hoà tan

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 17 SVTH: Lê Thế Sơn

Ngược lại khi pH > 12 thì lại tạo thành CaCO3, MgCO3 khó hoà tan bám trên bề mặt thiết bị

Độ cứng của nước

Độ cứng của nước biểu thị nồng độ các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước và cũng là khả năng bám cáu cặn trên bề mặt thiết bị truyền nhiệt, thường đo bằng độ cứng Đức hoặc cứng miligam đương lượng

Độ cứng Đức : 10H = 10 mg CaO/lit

Độ cứng miligam đương lượng: 1 mgd/lit = 20,04 mg Ca2+/lit

hoặc 1mgd/lit = 12,16mg Mg2+/lit

Dựa theo độ cứng có thể chia nước thành các loại như sau:

Độ kiềm

Độ kiềm biểu thị tổng hàm lượng HCO3-, CO32-, OH- và gốc muối của các axit yếu khác Tuỳ theo thành phần, có thể chia ra thành độ kiềm bicacbonat (có gốc HCO3-), cacbonat (có gốc CO32-), hydrat (có gốc OH- ), photphat (có gốc PO43-), silicat (có gốc SiO32-)… Độ kiềm có ảnh hưởng xấu đến chất lượng của hơi và tuổi thọ các thiết bị, bề mặt truyền nhiệt

GVHD: Vũ Thị Hồng Phượng Trang 18 SVTH: Lê Thế Sơn

3.3.2 Các tính chất của nguyên liệu (Đặc trưng của nước nạp)

Bảng 3.1: Đặc trưng của nước nạp thô (nước thô từ mạng nước đô thị)