BÁO CÁO THỰC TẬP TẠI CÔNG TY TNHH MTV PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC

BÁO CÁO THỰC TẬP TẠI CÔNG TY TNHH MTV PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

-oOo -BÁO CÁO THỰC TẬP

TẠI CÔNG TY TNHH MTV PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC

Họ và tên : Nguyễn Đức LongLớp : Kỹ thuật môi trường

Hà Nội, 6/2011

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới:

 Viện khoa học và Công nghệ môi trường

 Công ty TNHH MTV Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc

đã cho phép và tạo điều kiện giúp đỡ tôi được thực tập tại Công ty TNHH MTVPhân đạm và Hóa chất Hà Bắc từ 14/6/2011 đến 22/6 /2011

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS Vũ Ngọc Thủy và ThS.Đoàn Thị Thái Yên (Viện khoa học và Công nghệ môi trường) và các anh/chị kỹthuật viên các xưởng Tạo khí, NH3, Urea (Công ty TNHH MTV Phân đạm và Hóachất Hà Bắc) đã trực tiếp hướng dẫn tôi thực tập

Hà Nội, 6/ 2011Sinh viên:

Nguyễn Đức Long

2 1 Sơ đồ công nghệ sản xuất urea Hà Bắc……… 6

2 2 Các xưởng chính trong dây chuyền sản xuất urea Hà Bắc……… 8

Lời mở đầu

Nội dung Báo cáo thực tập tại Công ty TNHH MTV Phân đạm và Hóa chất

Hà Bắc này tập trung vào thuyết minh lưu trình công nghệ sản xuất urea Hà Bắc cùng với vấn đề môi trường kèm theo.

Báo cáo thực tập được viết dựa trên kiến thức thực tế khi thực tập và thamkhảo các tài liệu sau:

 Thông tin từ trang web: http://www.damhabac.com.vn/

 Nguyễn Văn Linh (Phòng Kỹ thuật công nghệ - Công ty TNHH MTV

Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc) Giáo trình Lớp cán bộ, công nhân vận hành Dự

án đạm Phú Mỹ tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu 11/2002

 Quy trình kỹ thuật của các xưởng Tạo Khí, NH3 và Urea

Mặc dù đã cố gắng tìm hiểu nhưng do thời gian thực tập hạn chế cho nênBáo cáo thực tập không tránh khỏi thiếu sót nhất định, rất mong được sự góp ý củacác Thầy cô

Hà Nội, 6/2011Sinh viên:

Nguyễn Đức Long

Chương 1 Giới thiệu về Công ty TNHH MTV

Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc

1 1 Thông tin chung

 Tên giao dịch quốc tế: Habac Nitrogenous Fertilizer and ChemicalCompany Limited

 Tên viết tắt: HANICHEMCO

 Chủ quản: Tập đoàn Hóa chất Việt Nam (VINACHEM)

 Địa chỉ: Phường Thọ Xương/ Thành phố Bắc Giang

 Giấy chứng nhận kinh doanh số: 110340

 Số tài khoản: 10201 0000 4444 35 tại Ngân hàng Công thương Bắc Giang

 Mã số thuế: 2400120344

 Ngành nghề kinh doanh:

 Sản xuất, kinh doanh phân đạm;

 Sản xuất, kinh doanh hóa chất cơ bản;

 Sản xuất kinh doanh điện và quản lý lưới điện trong phạm vi Công ty;

 Sản xuất, kinh doanh NH3 lỏng, CO2 lỏng và rắn, các sản phẩm khícông nghiệp;

 Sản xuất kinh doanh hàng cơ khí;

 Xây lắp các công trình, lập dự án đầu tư xây dựng các công trình, thiết

kế thiết bị công nghệ công trình hóa chất;

 Đầu tư và kinh doanh tài chính;

 Xuất nhập khẩu, kinh doanh các sản phẩm hóa chất và phân bón;

Ông Phan Văn Tiền

Ông Đồng Văn QuyếtCác Phó tổng giám đốc: Ông Đỗ Doãn Hùng

Ông Phan Văn Tiền Ông Đỗ Minh Sơn2/ Sơ đồ tổ chức (Hình 1):

Hình 1 Mô hình quản lý trực tuyến, chức năng của HANICHEMCO

 Phòng Kỹ thuật an toàn-Môi trường;

 Phòng Điện-Đo lường-Tự động hóa;

 Phòng Cơ khí;

 Phòng Kiểm tra chất lượng sản phẩm;

 Phòng Đầu tư xây dựng

 Xưởng Vận hành và sửa chữa điện;

 Xưởng Đo lường-Tự động hóa;

 Xưởng Sữa chữa và lắp đặt thiết bị hóa chất;

 Phân xưởng Than phế liệu;

 Xưởng CO2

Các đơn vị đời sống – xã hội:

 Nhà văn hóa;

 Phân xưởng phục vụ đời sống

4/ Số lượng cán bộ, công nhân viên: khoảng 2000 người

1 2 Quá trình phát triển

Ngày 18/2/1959 Chính phủ Việt Nam và Chính phủ Trung Quốc đã ký kếthiệp định về việc Chính phủ Trung Quốc giúp xây dựng Nhà máy Phân đạm HàBắc cho Việt Nam theo hình thức viện trợ không hoàn lại Theo đó nguồn nguyênliệu đi từ than Hòn Gai và sản phẩm là NH4NO3 và HNO3

Quý I năm 1960 Nhà máy Phân đạm Hà Bắc được khởi công xây dựng trênmặt bằng khoảng 40 ha tại phường Thọ Xương, thành phố Bắc Giang, tỉnh BắcGiang (hiện nay), toàn bộ thiết bị được thiết kế và chế tạo từ Trung Quốc

Dự định ngày 2/9/1965 Nhà máy Phân đạm Hà Bắc được khánh thành và đivào sản xuất nhưng do chiến tranh phá hoại của Đế quốc Mỹ mà Chính phủ quyếtđịnh đình chỉ dự định này

Đầu năm 1973 Nhà máy Phân đạm Hà Bắc bắt đầu được khôi phục và mởrộng sản xuất nhưng chuyển đổi sản phẩm sang urea

Tháng 6/1975 việc xây dựng và lắp đặt về cơ bản hoàn thành chuẩn bị chạythử máy

Ngày 28/11/1975 sản xuất thành công NH3 lỏng

Ngày 22/12/1975 sản xuất thành công urea

Ngày 30/10/1977 Nhà máy Phân đạm Hà Bắc được chính thức khánh thành.Giai đoạn 1976-1983 là thời kỳ sản xuất gặp nhiều khó khăn, chẳng hạn sảnlượng năm 1981 chỉ đạt 9000 tấn urea bằng 9% công suất thiết kế

Ngày 10/10/1988 đổi tên thành Xí nghiệp Liên hợp Phân đạm và Hoá chất

Hà Bắc với phương thức hạch toán kinh doanh theo cơ chế sản xuất hàng hóa

Ngày 13/02/1993 để phù hợp với tình hình kinh tế đất nước Xí nghiệp Liênhợp Phân đạm và Hoá chất Hà Bắc đổi tên thành Công ty Phân đạm và Hóa chất

Hà Bắc

Thực tế giai đoạn 1995 – 1997 Công ty Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc sảnxuất 80 000 tấn NH3/ năm và 130 000 tấn urea/năm

Giai đoạn 2000 – 2002 các chuyên gia Trung Quốc thực hiện Dự án cải tạo

kỹ thuật Công ty Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc nâng công suất lên 90 000 tấn

Các dự án trọng điểm đang triển khai:

 Dự án đầu tư xây dựng công trình cải tạo - mở rộng nâng công suấtlên 500 000 tấn urea/năm;

 Dự án đầu tư dây truyền sản xuất hydrogen peroxide (H2O2) công suất

10 000 tấn/năm;

 Dự án sửa chữa khôi phục đường sắt ga Bắc Giang - kho urea;

 Dự án xây dựng khu tái định cư thuộc Dự án cải tạo - mở rộng nângcông suất lên 500 000 tấn urea/năm;

 Dự án cải tạo, mở rộng tuyến đường Phạm Liêu đoạn đường từ cổng 1đến cổng 2 (cũ);

 Dự án đầu tư xây dựng Hệ thống thông tin quản trị doanh nghiệp tổngthể (ERP)

Nhiệm vụ quan trọng/ Chiến lược phát triển của Công ty TNHH MTV Phânđạm và hóa chất Hà Bắc trong giai đoạn tiếp theo được xác định là góp phần đảmbảo cung ứng lượng urea cần thiết cho sản xuất nông nghiệp trong nước, hạn chếnhập khẩu như hiện nay và tiến tới xuất khẩu ra thị trường thế giới

Chương 2 Công nghệ sản xuất urea của Công ty TNHH MTV

Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc

Urea Hà Bắc:

Công dụng: - Trong nông nghiệp: phân bón cung cấp N cho cây trồng.

- Trong công nghiệp: sản xuất chất dẻo, keo dán, nhựa tổnghợp, vecni và một số dược phẩm,…

Hình thức: Đóng bao trắng hoặc bao vàng, khối lượng tịnh 50 kg

Sản lượng: Khoảng 170 000 tấn/năm

Phân phối: Thị phần chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc

2 1 Sơ đồ công nghệ sản xuất urea Hà Bắc

Dây chuyền sản xuất urea Hà Bắc gồm 3 xưởng chính: xưởng Tạo khí,xưởng Amoniac và xưởng Urea được thể hiện như Hình 2

Hình 2 Dây chuyền sản xuất urea Hà Bắc

Xưởng Amoniac:

- Tinh chế khí: tách tạp chất trong khí than ẩm (H2S, CO,…)

- Sản xuất nguyên liệu tổng hợp urea:

NH3 lỏng, CO2 khí

Hình 3 Sơ đồ khối lưu trình công nghệ sản xuất urea Hà Bắc

Sơ đồ khối lưu trình công nghệ sản xuất urea Hà Bắc như Hình 3.

Urea Hà Bắc được sản xuất từ nguyên liệu gồm than antraxit cục, hơi nước

và không khí

Quá trình khí hóa than gián đoạn theo phương pháp tầng ngọn lửa cố định.Sản phẩm của quá trình khí hóa gồm CO2 , CO, H2, N2, H2S, CH4, Ar,…được gọi làkhí than ẩm Khí than ẩm được tách bụi, làm nguội và chứa trong két khí Khí than

ẩm được đưa ra khỏi két khí, qua lọc bụi tĩnh điện tách nốt lượng bụi còn lại rồiqua quạt tăng áp Khí than ẩm được quạt tăng áp đưa vào tháp khử H2S thấp áp,sau đó đi vào các đoạn 1, 2 và 3 của máy nén 6 cấp Ra khỏi đoạn 3 của máy nén 6cấp khí than ẩm tiếp tục đi vào tháp biến đổi CO thành CO2 và khi ra khỏi đâyđược gọi là khí biến đổi Khí biến đổi đi vào tháp khử H2S trung áp rồi đi sang tháphấp thụ CO2 và sau hệ thống này được gọi là khí tinh chế Khí tinh chế đi vào cácđoạn 4 và 5 của máy nén 6 cấp Ra khỏi đoạn 5 của máy nén 6 cấp khí tinh luyệnđược đưa vào tháp khử vi lượng bằng dung dịch đồng kiềm và trở thành khínguyên liệu tổng hợp NH3

Khí nguyên liệu qua đoạn 6 của máy nén 6 cấp, qua thiết bị phân ly dầu và

đi vào tháp tổng hợp NH3 Khí đi ra khỏi tháp tổng hợp NH3 có nồng độ NH3 caođược làm lạnh , phân ly tách NH3 lỏng đưa vào kho chứa CO2 thu được từ côngđoạn hấp thụ CO2 được nén cao áp và đưa sang tổng hợp urea

Nguyên liệu tổng hợp urea gồm NH3lỏng và CO2 khí NH3 lỏng đưa vào đáytháp tổng hợp urea nhờ bơm tăng áp CO2 cũng đưa vào đáy tháp tổng hợp nhờmáy nén khí Với điều kiện nhiệt độ và áp suất thích hợp phản ứng tổng hợp ureaxảy ra rất nhanh theo 2 giai đoạn: tạo cacbamat và cacbamat tách nước thành urea

Ở đây quá trình tổng hợp urea mang tính tuần hoàn toàn bộ, tức là tất cả NH3 và

CO2 dư được đưa trở lại đầu hệ thống

Dịch urea ra khỏi đỉnh tháp tổng hợp urea qua các công đoạn phân giải và côđặc để tách NH3 chưa phản ứng, đồng thời nâng cao nồng độ urea, sau đó đi vàotháp tạo hạt

Hạt urea đạt tiêu chuẩn kích thước, làm nguội, đóng bao và chuyển vào khothành phẩm

2 2 Các xưởng chính trong dây chuyền sản xuất urea Hà Bắc

Hình 4 Sơ đồ khối lưu trình công nghệ xưởng Tạo khí

hơi nước và không khí Than cục đang dùng là loại antraxit nhập

về từ các vùng mỏ ở Quảng Ninh Than cục từ kho than được băng tải nghiêngđưa lên 10 bunke dung tích 50 tấn và đưa gián đoạn vào lò khí hóa Hiện tại xưởng

có 10 lò tạo khí (tương ứng với 10 bunke) trong đó 8 lò tạo khí có bộ phận thu hồikhí thổi gió và 2 lò tạo khí còn lại không có bộ phận thu hồi khí thổi gió để dựphòng Than cục được chia làm 3 loại theo cấp hạt gồm 12 – 25mm, 20 – 40mm và

> 40mm sẽ được cấp cho từng lò tạo khí khác nhau Trung bình mỗi ngày chạymáy tiêu tốn hết 400 – 450 tấn than cục

Hơi nước 0,49 Mpa nhiệt độ 250oC được cấp từ xưởng Nhiệt điện tới, khôngkhí được cấp từ quạt không khí tới Hỗn hợp phản ứng trong lò khí hóa ở khoảng

1100oC tạo thành khí than ẩm có thành phần gồm CO, CO2, H2S, H2, N2, CH4 vàbụi

Khí than ẩm được đi qua lò đốt để trữ nhiệt nhằm gia nhiệt cho hỗn hợp hơinước và không khí ở giai đoạn thổi xuống, đồng thời cũng lắng bụi

Khí than ẩm sau đó đi qua nồi hơi nhiệt thừa để tận dụng nhiệt sản xuất hơinước từ nước tuần hoàn 100oC, làm nguội và tách bụi

Tiếp tục, khí than ẩm qua van ba ngả đi vào thủy phong túi rửa để làm lạnh

và rửa sơ bộ khí than trước khi đi qua 2 tháp rửa Sau khi qua 2 tháp rửa thì khí

than ẩm đi vào két khí Két khí còn có tác dụng trộn và cân bằng áp suất khí than

 Cương vị Lọc bụi tĩnh điện;

 Cương vị Nước tuần hoàn;

 Cương vị Thu hồi khí thổi gió

A Cương vị Lò tạo khí

Nhiệm vụ:

Cương vị Lò tạo khí đóng vai trò chủ chốt trong xưởng Tạo khí, có nhiệm vụchế tạo khí than ẩm bằng phương pháp khí hóa than bằng lò tạo khí tầng lửa cốđịnh làm việc gián đoạn

Nguyên lý quá trình khí hóa than ẩm:

Nguyên lý quá trình khí hóa than ẩm ở đây gồm 2 giai đoạn chính: thổi gió

để tăng nhiệt và chế tạo khí than ẩm Ban đầu dùng không khí thổi vào đáy lò tạokhí để tăng nhiệt Khi nhiệt độ trong lò tạo khí tăng đến mức độ nhất định thìngừng thổi gió bắt đầu đưa hỗn hợp khí và hơi nước vào để chế tạo khí than ẩm.Như vậy mỗi tuần hoan làm việc từ gia đoạn thổi gió lần trước đến giai đoạn thổigió lần sau

a) Thổi gió để tăng nhiệt

Không khí đưa vào lò tạo khí ở nhiệt độ than > 700oC sẽ xảy ra các phảnứng sau:

C+2 H2 = C H4 + QThành phần % khí than ẩm như sau:

Thực tế để đảm bảo an toàn và nâng cao chất lượng khí than ẩm mỗi tuầnhoàn làm việc bao gồm 5 giai đoạn:

 Giai đoạn thổi gió:

Không khí đưa vào đáy lò để đốt cháy than cục, nhiệt sinh ra để cấp chophản ứng giữa C và hơi H2O

 Giai đoạn thổi lên lần 1:

Sau giai đoạn thổi gió nhiệt độ tầng than cục rất cao, đưa hỗn hợp không khí

và hơi nước vào đáy lò để sinh khí than ẩm Mục đích của việc đưa không khí vào

lò để đảm bảo tỷ lệ (H2 + CO)/ N2 = 3,1 – 3,2, đồng thời cấp thêm nhiệt cho phảnứng giữa C và hơi H2O

 Giai đoạn thổi xuống:

Trong giai đoạn thổi lên lần 1, do phản ứng giữa C và hơi H2O thu nhiệt khálớn làm cho nhiệt độ tầng lửa phía dưới giảm, và khí than ẩm không ngừng gianhiệt làm cho nhiệt độ tâng lửa phía trên tăng Hiện tượng dịch chuyển tầng lửagây vỡ vụn than cục và gia tăng tổn thất nhiệt theo khí than ẩm Để khắc phục hiệntượng này cần có giai đoạn thổi xuống, dùng dòng hơi nước đi từ đỉnh xuống đáy

lò tạo khí

 Giai đoạn thổi lên lần 2:

Cần thiết phải dùng không khí và hơi nước thổi vào đáy lò tạo khí để đuổihết khí than ẩm ở đó, tránh nổ do phản ứng giữa CO và O2 không khí

 Giai đoạn thổi sạch:

Giai đoạn thổi sạch để tận dụng hết khí than ẩm còn lưu lại ở đỉnh lò tạo khí

 Vận chuyển và cung cấp nguyên liệu:

Than cục theo các cấp hạt khác nhau được băng tải vận chuyển lên cácbunke

 Giai đoạn thổi gió:

Không khí được quạt gió đưa vào đường ống chung với áp suất 2800 – 3200mmH2O, đưa qua tầng than nóng đỏ ở đáy lò tạo khí sẽ xảy ra phản ứng đốt cháy

C Nhiệt sinh ra được tầng gạch chịu lửa tích trữ lại Khí thổi gió ra khỏi lò tạo khí,

đi vào lò hơi nhiệt thừa theo hướng từ trên xuống, rồi tới cương vị Thu hồi khí thổigió

 Giai đoạn thổi lên lần 1:

Hơi nước quá nhiệt 5at, 280 – 350oC từ xưởng Nhiệt điện qua lưu lượng kếcấp sang khu lò tạo khí qua bộ giảm áp và phân đoạn cấp cho từng lò tạo khí Khíthan ẩm chế tạo được đi qua lò đốt, qua lò hơi nhiệt thừa về van 3 ngả, đến túi rửa

 Giai đoạn thổi xuống:

Hơi nước được đưa vào lò tạo khí từ trên xuống Khí than ẩm sinh ra đượcqua tầng xỉ, mũ gió, van 3 ngả vào thủy phong túi rửa rồi ra đường ống khí than ẩmchung

 Giai đoạn thổi lên lần 2:

Dùng hỗn hợp không khí và hơi nước thổi lên theo lưu trình như giai đoạnthổi lên lần 1 nhưng thời gian ngắn hơn

 Giai đoạn thổi sạch:

Giai đoạn thổi sạch theo lưu trình như giai đoạn thổi gió nhưng van ống khóiđóng để khí than ẩm đi vào đường ống khí than ẩm chung

Chú ý:

Điều chỉnh tỷ lệ H2 : N2 trong khí than ẩm chủ yếu nhờ tăng giảm lượngkhông khí (N2)

Các thiết bị chính trong cương vị:

Hệ thống lò phát sinh khí than Φ3m: 8 lò; Φ2,745m: 2 lò Mỗi hệ thống lòbao gồm các thiết bị sau:

 Lò phát sinh khí than: 01

 Lò đốt: 01

 Nồi hơi nhiệt thừa: 01

 Thủy phong túi rửa: 01

 Thủy phong lò đốt: 01

Hệ thống lò 3÷10 sử dụng hệ thống khống chế bằng máy vi tính sử dụng dầucao áp để khống chế quá trình đóng mở van cửa lò Hệ thống lò 1,2 sử dụng hệthống khống chế bằng máy tự động và đóng mở van bằng nước cao áp

1) Lò khí hóa UGI

Có 2 loại lò có đường kính khác nhau là Φ2745mm và Φ3000mm

Lò bao gồm có 4 phần chính như sau:

 Nồi hơi vỏ kép: H = 2961mm; FTN = 13m2; lượng nước chứa 12m3 Cótác dụng chống hiện tượng nhiệt độ tầng nhiên liệu quá cao làm cho xỉchảy ra bám dính vào thành lò gây hiện tượng treo nhiên liệu, đồngthời sản xuất ra hơi nước thấp áp 0,5÷0,8at

 Mũ gió: làm bằng gang, cao 1400mm Có tác dụng phân phối khí đềucho tầng than Loại cũ có hình bảo tháp có đường kính vành lớn nhất1200mm, mũ gió tầng trên cùng khoan 20 lỗ Φ20, diện tích thông gió0,9m2 Loại mới có hình dẻ quạt có đường kính 2650mm, diện tíchthông gió 1,5m2.

 Ghi lò: có 2 loại Loại cũ có cơ cấu truyền động bằng giảm tốc hànhtinh, điều chỉnh tốc độ bằng bộ khống chế ZLK; loại mới cóc ơ cấutruyền động bằng giảm tốc kiểu biến tần Tốc độ chuyển động trungbình của ghi lò từ 0,3÷0,8v/h

 Mâm tro: đỡ toàn bọ trọng lượng tầng tro xỉ và tầng nguyên liệu Loại

cũ trên mâm tro cố định 4 đỡ gạt tro hình lưỡi liềm gọi là gờ đẩy tro;loại mới có 2 cày tro có tác dụng đẩy tro xuống phễu tro

2) Lò đốt

Chiều cao H = 10880mm; đường kính Φ3354mm

Tác dụng:

 Thu hồi nhiệt khí thổi gió và thổi lên.

 Đốt triệt để CO và H 2 trong khí thổi gió.

Cấu tạo:

Chóp trên và chóp dưới và phần trụ hình tròn

Vỏ lò làm bằng thép cuốn dày 8mm, phần hình trụ được xếp gạch chịu nhiệt,phần chóp và hình trụ dưới được xây lót bằng gạch chịu lửa

3) Nồi hơi nhiệt thừa

Tác dung: thu hồi nhiệt lượng của khí thổi gió và khí than ẩm thổi lên để sảnxuất hơi nước; làm nguội khí thổi gió trước khi phóng không; làm nguội khí than

ẩm thổi lên trước khi đưa vào thủy phong túi rửa; tách một phần bụi trong khí thổigió và khí than ẩm thổi lên

Cấu tạo: có hình trụ tròn, 2 mặt trên và dưới có gắn 2 mặt sàng để lồng ốngchùm

 Đường ống khí cắm sâu ngập trong nước 150mm.

 Đường kính túi rửa: 3000mm

 Tầng dưới chứa nước có đường kính Φ:27928 x 14; H: 11312

 Tầng trên chứa khí có đường kính: Φ:27016 x 6; H:9590

 Áp suất nước cao áp: 7 ÷ 9 kg/cm2

 Áp suất gió đường ống chung: 2800 ÷ 3200 mmH2O

 Lưu lượng không khí thổi gió: 12000 ÷ 18000 Nm3/h

 Lưu lượng khôn gkhis thêm N2: ≤ 2560 Nm3/h

 Lưu lượng hơi nước thổi lên: 4,5 ≤ 8,0 tấn/h

 Lưu lượng hơi nước thổi xuống: 5,0 ≤ 9,0 tấn/h

 Thành phần khí than yêu cầu:

 Thành phần CO2 trong KTA thổi lên: 7,0 ÷ 8,0%

 Thành phần CO2 trong KTA thổi xuống: 4,5 ÷ 5,5%

 Áp lực gió đường ống chung: 2800 ÷ 3200 mmH2O

 Lưu lượng không khí thổi gió: 18000 ÷ 25000Hm3/h

 Lưu lượng không khí thêm N2: ≤ 3200 Hm3/h

 Lưulượng hơi nước thổi lên: 4,5 ÷ 8,0 tấn/h

 Lưu lượng hơi nước thổi xuống: 5,0 ÷ 9,0 tấn/h

 Thành phần khí than yêu cầu:

 Thành phần CO2 trong KTA thổi lên: 6,0 ÷ 8,0%

 Thành phần CO2 trong KTA thổi xuống: 4,0 ÷ 6,0%

B Cương vị Lọc bụi tĩnh điện

Cương vị Lọc bụi tĩnh điện có nhiệm vụ tách bụi trong khí than ẩm từ kétkhí trước khi đi vào quạt khí than ẩm đưa sang xưởng Amoniac

Khí than ẩm từ két khí được dẫn vào phía dưới của thiết bị lọc bụi tĩnh điện.Khí than ẩm đi từ dưới lên vào trong các điện cực lắng kiểu ống Dưới tác dụngcủa điện trường mạnh giữa điện cực quầng và điện cực lắng sinh ra bởi dòng điệnmột chiều điện thế cao (-35 – -75 kV) các hạt bụi bị ion hóa tích điện âm và tách rakhỏi pha khí bám vào bề mặt điện cực lắng Bụi bám vào điện cực lắng được bơmnước rửa liên tục

C Cương vị Nước tuần hoàn tạo khí

Cương vị Nước tuần hoàn tạo khí có nhiệm vụ lấy bụi, làm lạnh nước tuầnhoàn và bơm nước tuần hoàn đã làm lạnh để giảm nhiệt độ và khử hàm lượng bụithô trong khí than ẩm.

Nước lạnh nhiệt độ 35 – 40oC được 3 bơm nước lạnh bơm lên các tháp rửa,

10 thủy phong túi rửa và làm mát xỉ Nước ra có nhiệt độ cao theo đường ống qua

6 bể lắng, riêng nước làm mát xỉ ra 3 bể lắng than trước Ở đây nước bốc hơi làmlạnh một phần và bụi lắng xuống Bùn định kỳ nạo vét Nước từ 6 bể lắng có nhiệt

độ 40 – 50oC tiếp tục đưa qua bể trung gian và được 3 bơm nước nóng bơm lên 2tháp làm lạnh Tháp làm lạnh có các vòi phun nước rơi xuống giàn làm mát bằngđệm tre hoặc gỗ, phía trên còn lắp 2 quạt trục lưu để hút không khí tăng cường làmmát nước, phía dưới là bể chứa nước lạnh Vì một phần nước tổn thất do bốc hơinên có đường ống nước bổ sung vào bể chứa nước lạnh

D Cương vị Thu hồi khí thổi gió

Cương vị Thu hồi khí thổi gió có nhiệm vụ thu hồi hiển nhiệt và ẩn nhiệt củakhí thổi gió từ lò tạo khí, khí thùng chứa từ tổng hợp NH3 và khí thải để sản xuấthơi nước bão hòa 1,37 MPa cung cấp cho các hộ tiêu thụ

Khí thổi gió của các lò tạo khí được dẫn ra từ cửa lò hơi nhiệt thừa vàođường ống khí thổi gió chung, qua cyclone khử bụi, sau đó chia làm 2 đường đivào đỉnh lò đót theo 2 hướng tiếp tuyến khác nhau Tiếp theo, được trộn lẫn vớikhông khí nóng từ bộ dự nhiệt không khí nhiệt độ cao Hỗn hợp khí được bốc cháynhờ vòi đốt Khói lò có nhiệt độ cao qua phần dưới lò đốt đến bộ dự nhiệt khôngkhí nhiệt độ cao, lò hơi nhiệt thừa, bộ gia nhiệt nước mềm, bộ dự nhiệt không khínhiệt độ thấp, quạt khói và cuối cùng phóng không qua ống khói Năng lực sảnxuất 12 – 16 tấn hơi bão hòa 1,37 MPa/h

2 2 2 Xưởng NH 3

2 2 2 1 Nhiệm vụ

 Công đoạn tinh chế khí:

Công đoạn tinh chế khí rất quan trọng trước khi tổng hợp NH3 để sản xuấturea Hà Bắc Trong khí than ẩm có nhiều tạp chất hóa học và cơ học như CO, CO2,

CH4, Ar, H2S, COS, lưu huỳnh hữa cơ, tro bụi và dầu mỡ Trừ CH4 và Ar được thảisau khi tổng hợp NH3 còn các thành phần khác đều phải loại bỏ tại công đoạn tinhchế khí Yêu cầu cơ bản là (CO + CO2) < 20 ppm, H2S < 1 ppm, hỗn hợp N2, H2

tương đối thuần khiết

Công đoạn tinh chế khí gồm các khâu:

 Khử H2S trong khí than ẩm;

 Biến đổi CO;

 Khử H2S trong khí biến đổi;

 Khử CO2

Khâu khử H2S trong khí than ẩm có hệ thống thiết bị thu hồi lưu huỳnh nhưmột sản phẩm phụ.

Khâu khử CO2 thu được CO2 thuần khiết ≥ 98%, ≤ 40oC làm nguyên liệutổng hợp urea và sản xuất CO2 lỏng, rắn

 Công đoạn tổng hợp NH3:

Tổng hợp NH3 từ khí nguyên liệu N2 và H2 theo tỷ lệ H2:N2 = 3:1

2 2 2 2 Lưu trình công nghệ

Sơ đồ khối lưu trình công nghệ xưởng NH3 như Hình 5

Công đoạn tinh chế khí:

Khí than ẩm sau thiết bị lọc bụi tính điện được quạt khí than ẩm đưa vàotháp khử H2S thấp áp Theo thiết kế ban đầu, khâu khử H2S thấp áp sử dụng dungdịch ADA (Antraquinon Disunfuric Acid) nhưng hiện nay đã chuyển sang sử dụngdịch keo tananh có tính oxy hóa khử mạnh hơn

Sau tháp khử H2S thấp áp hàm lượng H2S trong khí than ẩm còn < 150mg/Nm3 được đưa vào đoạn 1 của máy nén 6 cấp

Dịch tananh sau hấp thụ được tái sinh và đưa trở lại , bọt lưu huỳnh được thuhồi thành sản phẩm phụ lưu huỳnh rắn

Khí than ẩm sau khử H2S thấp áp vào đoạn I, II và III của máy nén 6 cấp đểnén nâng áp suất lên 2,1 Mpa, nhiệt độ ≤ 40oC rồi vào khâu biến đổi Đầu tiên qua

bộ phân ly dầu-nước, tiếp theo qua 2 bộ lọc bằng than cốc để khử hết dầu, bụi vàcác tạp chất khác, rồi đi qua thiết bị trao đổi nhiệt khí biến đổi, hỗn hợp với hơinước quá nhiệt đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, ra khỏi bộ trao đổi nhiệt khíthan được hỗn hợp với khí than lạnh thành hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 – 210oC, tỷ

lệ hơi nước/ khí khoảng 0,3 đi vào lò biến đổi số 1 lần lượt qua tầng chất bảo vệ,tầng chống độc – chống oxy hóa và tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh Mộtphần CO bị chuyển hóa, nhiệt độ hỗn hợp khí đạt 350 – 380oC đi ra khỏi đáy lòbiến đổi số 1, đi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than, rồi đi vào bộ làm lạnh nhanh số

1 làm lạnh bằng nước ngưng Hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 – 210oC đi vào đoạn

Hình 5 Sơ đồ khối lưu trình công nghệ xưởng NH 3

biến đổi số 2 tiếp tục tiến hành biến đổi CO, nhiệt độ đạt 300 – 320oC rồi đi qua bộlàm lạnh nhanh số 2 làm lạnh bằng nước ngưng, hỗn hợp khí có nhiệt độ 180 –

210oC tiếp tục đi vào đoạn dưới lò biến đổi số 2, phần CO còn lại tiếp tục bị biếnđổi Khí biến đổi có nhiệt độ ≤ 250oC và CO ≤ 1,5% đi vào thiết bị trao đổi nhiệtkhí biến đổi, qua thiết bị đun sôi của hệ thống tái sinh tăng áp dung dịch khử CO2

để tận thu nhiệt, sau đó đưa tới khâu khử H2S trong khí biến đổi

Khí biến đổi tới đi vào phía dưới tháp hấp thụ H2S trung áp, qua các tầngđệm H2S được hấp thụ bởi dung dịch tananh dội từ đỉnh xuống

Khí biến đổi được phân ly bọt ở bộ khử bọt trên đỉnh tháp sau đó đi ra khỏitháp hấp thụ H2S trung áp vào tháp phân ly, ở đây mù dịch tananh cuốn theo tiếptục được tách ra và khí than ẩm tiếp tục được đưa sang khâu khử CO2 bằng dungdịch kiềm nóng

Khí biến đổi sau khử lưu huỳnh qua thiết bị trao đổi nhiệt được gia nhiệt bởikhí biến đổi từ khâu biến đổi đến, nhiệt độ tăng từ 40oC lên 90oC và đi vào phíadưới tháp hấp thụ CO2 và sau đó ra khỏi ở đỉnh thì được gọi là khí tinh chế, quathiết bị làm lạnh bằng nước, thiết bị phân ly rồi đi về các đoạn IV và V của máynén 6 cấp

Khí tinh chế ra khỏi đoạn V của máy nén 6 cấp có áp suất 12,5 MPa đưasang khâu tinh chế vi lượng bằng dung dịch amoniac acetate đồng và dung dịchkiềm Sở dĩ như vậy vì quá trình tổng hợp NH3 đòi hỏi hàm lượng các chất gây ngộđộc xúc tác như CO, CO2, H2S và O2 nhỏ nhất Khâu tinh chế vi lượng nhằm khửtối đa các chất đó khỏi khí tinh chế Ra khỏi khâu này khí tinh chế có hàm lượngrất nhỏ H2S và (CO+CO2) < 20 ppm được gọi là khí tinh luyện

và NH3, giảm nhiệt độ xuống -2oC, các cấu tử lỏng như dầu, nước, NH3 bị ngưng tụ

và phân ly Tiếp theo, đi vào tháp tổng hợp NH3 lần 1 vừa để làm lạnh thành tháptổng hợp NH3 đồng thời cũng để nhận nhiệt của phản ứng tổng hợp NH3, ra khỏitháp tổng hợp NH3 lần 1 sẽ trao đổi nhiệt với khí ra khỏi tháp tổng hợp NH3 lần 2,cùng với sự có mặt của xúc tác sắt tiến hành phản ứng tổng hợp NH3

NH3 hình thành ở trạng thái khí, ra khỏi tháp được làm lạnh gián tiếp bằngnước để ngưng tụ thành NH3 lỏng qua phân ly 1 để tách NH3 ngưng tụ ra khỏi hỗnhợp khí, sau đó hỗn hợp khí này được đưa qua máy nén tuần hoàn turbine nâng ápsuất lên để bù đắp phần áp suất bị mất do phản ứng tổng hợp NH3 là phản ứng

giảm số phân tử khí và lượng NH3 bị ngưng tụ Ra khỏi máy nén tuần hoàn turbinehỗn hợp khí đi vào tổ hợp thiết bị làm lạnh – ngưng tụ – phân ly trộn lẫn với khítinh luyện mới vào, tiếp tục thực hiện quá trình làm lạnh, ngưng tụ và phân ly.Phần khí không ngưng còn lại tiếp tục quay trở lại tháp tổng hợp NH3 thực hiệnchu trình tuần hoàn liên tục NH3 lỏng nồng độ 98,8% được phân tách khỏi hệthống bằng các thiết bị phân ly, được giảm áp xuống 2,4 Mpa, qua thùng chứatrung gian được đưa về kho cầu chứa.

Cơ chế quá trình khử H 2 S trong khí than ẩm bằng dung dịch keo tananh:

 Các hóa chất:

Dung dịch keo tananh (hay còn gọi là keo thuộc da) được chiết xuất từ thựcvật có chứa nhiều tananh như chay, si, sắn, củ nâu,…đem nghiền nhỏ, ngâm nước,lọc Tananh là hợp chất hữu cơ có chứa nhiều gốc OH−

Dung dịch Na2CO3 là dung dịch xúc tác trong quá trình hấp thụ H2S

NaVO3 là chất chống tạo kết tủa V – O – S, đồng thời ức chế chống ăn mòn

 Cơ chế phản ứng:

Sung dịch Na2CO3 hấp thụ H2S tạo thành hợp chất hydrosulfide

Trong pha lỏng hượp chất hydrosulfide kết hợp với vanadate natri NaVO3

tạo thành muối pirovanadate mang tính khử, đông thời lưu huỳnh nguyên tố đượctách ra

2 NaHS+ 4 NaV O3+H2O=Na2V4O9+4 NaOH +2 S

Vanadi ở dạng V4O9−2 mang tính khử kết hợp với tananh ở trạng thái oxy hóatạo thành tananh ở trạng thái khử, còn V4O9−2 chuyển thành VO32−¿¿mang tính oxyhóa.

Na2V4O9 + 2Tananhoxy hóa + 2NaOH = 4NaVO3 + 2 Tananhkhử

Lượng Na2CO3 tiêu hao ở phản ứng ban đầu được bù đắp bằng lượng NaOHtạo ra ở phản ứng thứ 2

NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2OTrong dung dịch, tốc độ NaSH bị tananh oxy hóa diễn ra rất chậm, nhưng bịNaVO3 oxy hóa rất nhanh Vì vậy khi cho thêm NaVO3 vào dung dịch thì tốc độphản ứng diễn ra rất nhanh Na2V4O9 sinh ra ở phản ứng thứ 2 không thể bị oxy củakhông khí oxy hóa trực tiếp, nhưng có thể bị tananh ở dạng oxy hóa oxy hóa ngay,còn tananh ở dạng khử có thể bị oxy của không khí oxy hóa trực tiếp oxy hóa táisinh Cho nên trong quá trình hấp thụ khử S, Na2CO3 đóng vai trò là chất hấp thụcòn tananh đóng vai trò là chất mang O2

Khi trong thể khí có chứa nhiều O2, CO2, HCN … còn có thể xảy ra cácphản ứng không mong muốn sau:

2NaHS + 2O2 = Na2S2O3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3

Na2CO3 + 2HCN = 2NaHCN + H2O + CO2

NaCN + S = NaCNS2NaCNS + O2 = Na2O4 + CO2 SO2 + N2

Các phản ứng trên làm tiêu hao cấu tử có lợi cho quá trình hấp thụ Na2CO3

vì vậy cần cố gắng hạ thấp nồng độ O2 và HCN trong khí than ẩm

Dung dịch tananh sau khi hấp thụ H2S gọi là dung dịch giàu, đi ra từ cửađáy, qua thủy phong đáy tháp (đảm bảo chiều cao bịt kín) đi đến thùng chứa, qua

bơm để tăng áp rồi qua các bộ tuy-e tự hút không khí vào tạo thành hỗn hợp dịch Nhờ có O2 trong không khí mà dung dịch giàu được tái sinh, lưu huỳnh tạothành nổi lên trên theo bọt chảy tràn về thùng chứa trung gian và được nén bằngkhông khí đến cương vị thu hồi Dung dịch sau tái sinh là dung dịch nghèo, qua bộlọc điều tiết được tăng áp và đưa tuần hoàn.

khí-Các chỉ tiêu công nghệ chủ yếu:

Hỗn hợp khí ra khỏi cương vị chuyển hóa CO gọi là khí biến đổi, có hàmlượng CO ≤ 2,0%

Lý thuyết quá trình biến đổi CO bằng hơi nước:

 Phản ứng biến đổi CO bằng hơi nước:

H2O + [K] = H2 + [K]O

CO + [K]O = CO2 + [K]

Ở đây [K] là chất xúc tác và [K]O là chất trung gian

Trong thực tế đang dùng chất xúc tác Co-Mo ký hiệu kỹ thuật là HB-3 vàHB-4 Đây là loại phù hợp cho các nhà máy phân đạm cỡ vừa và nhỏ sử dụngnguyên liệu đi từ than, dầu mỏ, khí thiên hiên hay khí đồng hành

 Hiệu ứng nhiệt của phản ứng được biểu diễn bởi phương trình:

η – Hiệu suất biến đổi CO;

V CO – Hàm lượng % CO trong khí than ẩm;

V CO ' - Hàm lượng % CO trong khí biến đổi

 Hằng số cân bằng có thể tính toán theo nhiệt độ phản ứng:

Thành phần hóa học của chất xúc tác Co-Mo chủ yếu là CoO > 19%

và MoO3 > 7% trên chất mang là γ – Al2O3 và các chất trợ/ ổn địnhđặc biệt khác

 Cường độ nén điểm ≥ 35N/ viên;

 Nhiệt độ làm việc 180 – 240oC

Khí than ẩm ra khỏi đoạn III của máy nén 6 cấp có áp suất 2,05MPa, nhiệt

độ ≤ 40oC được đưa vào công đoạn biến đổi Đầu tiên qua bộ phân ly dầu, sau đóqua bộ lọc bằng than cốc để khử hết dầu, bụi và các tạp chất khác rồi đi vào đườngống của thiết bị trao đổi nhiệt với khí biến đổi từ lò biến đổi số 2 đi ra, sau đó đượchỗn hợp với hơi nước quá nhiệt ở áp suất 2,5 MPa và đi vào bộ trao đổi nhiệt khíthan Khí than ra khỏi bộ trao đổi nhiệt được hỗn hợp với khí than lạnh tạo thànhhỗn hợp khí có nhiệt độ 180 – 210oC, tỷ lệ hơi nước/khí ≈ 0,3 rồi đi vào đỉnh lòbiến đổi số 1 Tại đây, khí than lần lượt qua các tầng chất bảo vệ, tầng chống độc,chống O2 và tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh Một phần khí CO bị chuyển hóa,nhiệt độ khí đạt 350 – 360oC đi ra khỏi đáy lò biến đổi số 1, đi vào thiết bị trao đổinhiệt khí than, nhường một phần nhiệt cho khí than rồi đi vào bộ làm lạnh nhanh 1,qua tầng đệm trên khí được làm lạnh trực tiếp bằng nước ngưng từ bơm, sau đó cóthể bổ sung thêm hơi nước để điều chỉnh tỷ lệ hơi nước/khí rồi đi qua tầng đệmdưới Hỗn hợp khí lúc này có nhiệt độ 180 – 210oC đi vào đoạn trên lò biến đổi số

2 tiếp tục tiến hành phản ứng chuyển hóa CO, nhiệt độ đạt khoảng 300 – 320oC rồi

đi ra và qua bộ làm lạnh nhanh số 2 Ở tầng đêm trên, khí lại được làm lạnh bằngnước phun trực tiếp từ bơm sau đó đi qua tầng đệm phía dưới để phân ly nướcngưng, hỗn hợp khí có nhiệt độ khoảng 180 – 210oC tiếp tục đi vào đoạn dưới của

lò biến đổi số 2 lần lượt đi qua 2 tầng xúc tác biến đổi chịu lưu huỳnh, phần khí

CO còn lại tiếp tục bị chuyển hóa Khí biến đổi có nhiệt độ ≤ 250oC, nồng độ CO ≤1,5% ra khỏi lò biến đổi số 2, đi vào không gian giữa các ống của thiết bị trao đổinhiệt khí biến đổi, nhường mọt phần nhiệt cho khí than ẩm, tiếp tục qua thiết bị gianhiệt cho dung dịch K2CO3 bằng khí biến đổi của hệ thống tái sinh tăng áp dungdịch khử CO2 để thu hồi nhiệt một lần nữa, sau đó là khâu khử H2S trong khí biếnđổi

Hơi nước có áp suất 2,5MPa từ xưởng Nhiệt điện đến lần lượt hỗn hợp vớikhí than ẩm trước khi vào thiết bị trao đổi nhiệt khí than và hỗn hợp khí sau khi rakhỏi tầng đệm phía trên ở bộ làm lạnh nhanh 1 để điều chỉnh tỷ lệ hơi nước/khí

Nước ngưng thu hồi ở hệ thống khử CO2 được đưa vào thùng chứa nướcngưng, qua bơm tăng áp lần lượt được phun vào các bộ làm lạnh nhanh 1 và 2 đểkhống chế nhiệt độ hỗn hợp khí vào 2 đoạn xúc tác của lò biến đổi số 2 Ngoài ranước ngưng còn được phun vào đường hơi nước 0,5 MPa để hạ nhiệt độ từ 240oCxuống còn 180oC dùng cho hệ thống khử CO2 và một phần nước ngưng dư thừacấp trở lại xưởng Nhiệt điện

Các chỉ tiêu công nghệ chính:

Áp suất