Báo cáo thực tập NPK

Báo cáo thực tập tại công ty supe photphat và hóa chất Lâm Thao bố cục đầy đủ, nội dung chi tiết. Là tài liệu bổ ích cho các bạn làm báo cáo thực tập hay tham khảo cho các bài tiểu luận trên trường lớp. Tìm hiểu sâu hơn về dây chuyền sản xuất, công nghệ của nhà máy,...

LỜI MỞ ĐẦU

Em đã được quan sát các dây chuyền sản xuất tại Công ty Cổ phần Supephotphat và hóa chất Lâm Thao trong đợt đi thực tập vừa rồi Một công ty lớn vớitruyền thống phát triển 52 năm với nhiều dây chuyền, thiết bị đang hoạt động đãgiúp em có thêm hiểu biết như : hiểu được cấu tạo và nguyên lý làm việc, nhữngvấn đề về môi trường của các hệ thống sản xuất

Bản báo cáo thực tập gồm có các nội dung chính sau:

- Sơ đồ công nghệ, dây chuyền hoạt động của các quá trình trong nhàmáy

- 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 đã tạo điều kiện và giúp chúng emhoàn thành kỳ thực tập này!

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN SUPE PHOPHAT VÀ

HÓA CHẤT LÂM THAO

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

Công ty Supe Phốt Phát và Hóa Chất Lâm Thao (trước kia là nhà máy SupePhốt Phát Lâm Thao), là một doanh nghiệp nhà nước thuộc Tổng công ty Hóa ChấtViệt Nam được khởi công xây dựng ngày 8/6/1959 trên diện tích 73ha thuộc địabàn Thị xã Lâm Thao – Tỉnh Phú Thọ Ban đầu nhà máy hoạt động với 2 dâychuyền chính là: Dây chuyền Axit 1 – sản xuất axit sunfuric với năng suất 4 vạntấn/ 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 175.000tấn 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 côngsuất, đầu tư xây dựng mới 4 dây chuyền sản xuất phân hỗn hợp NPK với côngnghệ hiện đại, cải tạo, đổi mới thiết bị, công nghệ, nâng cao công suất các dâychuyền sản xuất Axít sunphuric, supe lân để nâng cao sản lượng, đảm bảo các điềukiện môi trường theo chỉ đạo của Thủ tướng Chính Phủ. Đến nay với lượng phânbón cung ứng hàng năm trên 1,3 triệu tấn, Công ty Cổ phần Supe Phốt phát và Hóachất Lâm Thao là doanh nghiệp phân bón có sản lượng tiêu thụ lớn hàng đầu trong

cả nước

Qua 52 năm xây dựng và phát triển, công ty đã vinh dự nhận được nhiều phầnthưởng 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 caoquý khác

- 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 côngty

- 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 chobên 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

PHẦN 1: PHÂN XƯỞNG AXIT

GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG AXIT

Phân xưởng axít được khởi công xây dựng vào ngày 20 tháng 4 năm 1980 trongđợt mở rộng nhà máy lần thứ 2 với sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên xô Đượcchạy thử vào ngày 24/4/1984 đến ngày 30/5/1984 chính thức khánh thành và đi vàosản xuất với công xuất thiết kế là 120 vạn tấn/ năm

Tháng 3/2003 dây chuyền axít cải tạo lần thứ nhất chuyển đổi từ sơ đồ côngnghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng pyrít đốt trong lò tầng sôi bằng phương pháptiếp 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 cải tạo lần thứ 2 chuyển đổi từ sơ đồ côngnghệ sản xuất axít sunfuric từ lưu huỳnh đốt trong lò nằm ngang bằng phươngpháp tiếp xúc sang sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng lưu huỳnh đốttrong 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 khánhthành, chuyển đổi công nghệ thành công và gắn biển công trình

- 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 điđược các thiết bị cồng kềnh như lò tầng sôi, lọc điện khô, tháp rửa, lọcđiện ướt…

- Sử dụng quặng pyrit sẽ dẫn đến tạo thành chất thải rắn là xỉ pyrit rất khó

xử lý gây ô nhiễm môi trường

- Khi đốt lưu huỳnh nguyên tố ta thu được hỗn hợp SO2 có nồng độ cao,điều này rất có lợi trong công nghệ sản xuất axít sunphuríc bằng phươngpháp 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 giáthành sản phẩm

b Chất xúc tác

Chất xúc tác được sử dụng để tăng nhanh tốc độ phản ứng oxi hóa trong tháptiếp xúc Trong dây chuyền sản xuất, sử dụng chất xúc tác oxit vadani do ưu điểm:oxit vadani kém hoạt động hơn Pt nhưng rẻ hơn;

Sử dụng chất xúc tác có ký hiệu T-210 trong lớp xúc tác 1 và CS-110 trong lớptiếpxúc 2, 3,

Đặc tính của chất xúc tác

- Khối tiếp xúc vadani chứa trung bình 7% V2O5, chất hoạt hóa là các oxit kimloại kiềm thường dùng là K2O, chất mang thường dùng là alumino silicat;

- Khối tiếp xúc vadani làm việc trong khoảng nhiệt độ 400 – 600oC Khi t >

600oC, xúc tác giảm hoạt độ do hiện tượng kết khối các cấu tử để tạo thànhnhững hợp chất không hoạt động Khi t < 400oC, hoạt động của xúc tác giảmđột ngột do sự chuyển hóa trị từ V5+ thành V4+

c Nhiên liệu

Nhiên liệu được sử dụng trong hoạt động của dây chuyền là dầu DO, dầu FO

2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SẢN XUẤT AXIT

S + O2 = SO2 + 296 kJPhản ứng toả nhiệt Quá trình cháy là quá trình đồng thể Đốt lưu huỳnhtrong không khí có thể thu được khí chứa 21 % SO2 Trong thực tế sản xuất thườnglấy dư không khí và thu được khí chứa gần 12 % SO2

Cấp nhiệt ban đầu là dầu DO, nung nhiệt độ cháy khoảng > 550 độ C mớiđược phun S, nếu nhiệt độ không đủ lớn sẽ xảy ra hiện tượng hiệu suất không đủxảy ra phản ứng thăng hoa S.

2.2.Oxi hoá SO2 thành SO3

Phản ứng chuyển hoá khí SO2 thành SO3:

SO2 + ½ O2 SO3 + 296,7 kJTương ứng với quy tắc Le – Shatelia, cân bằng sẽ dịch chuyển về phía thuSO3 khi giảm nhiệt độ và tăng áp suất Tuy nhiên, ở những giai đoạn đầu oxy hoá,thậm chí ngay cả khi có mặt những chất xúc tác mạnh cần phải tăng nhiệt độ caohơn 450 0C để tăng vận tốc phản ứng Vì vậy, hỗn hợp khí sau lò có nhiệt độ 1000

0C đưa sang nồi hơi nhiệt thừa, giảm nhiệt độ còn 420 – 440 0C Để tăng quá trìnhhấp thụ , ta dùng phoi sắt được cho vào trong tháp và tưới chất lỏng, nếu bị ăn mònlại bổ sung tiếp vào, phoi sắt sử dụng xong thải ra ngoài môi trường Các cặn hoálỏng, gồm các cặn không tan trong S, Pb, ván bê tông… được tháo loại bỏ S, cặnnào sử dụng được tiếp thì tiếp tục hoá lỏng, còn lại thải ra môi trường

Để giảm năng lượng hoạt hoá của phản ứng, người ta sử dụng xúc tác oxitvanađi Bộ phận xúc tác gồm 4 lớp, lớp 1 trên cùng, lớp 3,4 ở giữa, lớp 2 ở cuốicùng, sau 3 lớp hấp thụ SO3, còn lại SO2 quay lại oxi hoá lần 2 tiếp tục sản xuấttiếp xúc kép, do lần 1 oxi hoá 1 lượng nhất định mang đi hấp thụ, tách bỏ SO3 rakhỏi dòng khí, dòng khí lại tiếp tục quay trở về oxi hoá để oxi hoá lần 2 để đạt hiệusuất chuyển hoá toàn máy là 99,70% Sau mỗi lớp có thiết bị trao đổi nhiệt, tácnhân nóng đi bên trong chứa khí SO3, tác nhân đi bên ngoài chứa không khí

Hấp phụ phân tử SO2 để tạo thành phức [SO2.O.Xt]

- Chuyển nhóm điện tử để tạo thành phức [SO3.Xt]

- Giải hấp phụ SO3 (quá trình nhả)

- Khuếch tán SO3 từ các mao quản của khối tiếp xúc và từ bề mặt của cáchạt

2.3.Hấp thụ SO3 bằng nước nhận H2SO4

SO3 tạo thành trong thiết bị tiếp xúc được hấp thụ bằng nước trong tháp đệmtưới axit sunfuric 98%.

SO3 + H2O = H2SO4 + 9200 kJH2O là nước tự do trong axit H2SO4 Dùng H2SO4 98 % để giảm đến mức tối

đa lượng SO3 hoặc H2SO4 thoát ra ngoài Dùng axit này độ hấp thụ SO3 lớn nhất do

áp suất riêng phần của hơi trên lỏng thấp và sẽ càng lớn nếu nhiệt độ tiến hành hấpthụ càng thấp Tháp hấp thụ là tháp đệm bên trên có hoá khí khử mùi để tách giọtchất lỏng trước khi thải ra môi trường SO3 qua 3 lớp chuyển hoá, với hiệu suất là96%, hấp thụ ở lớp 1 tách S03 ra khỏi SO2, dùng nước trong axit để hấp thụ, vìbản chất của phản ứng là toả nhiệt mãnh liệt nên chỉ cẩn bổ sung lượng nước cẩnthiết để hạ nhiệt độ, tận dụng luôn nguồn nước ở axit, hỗn hợp SO2 lẫn S03 sẽ vàođáy tháp rồi đi ra đỉnh tháp Ở lớp 4 xảy ra oxi hoá lần 2 hiệu suất đạt 99,7%, hấpthụ nốt SO2 còn lại, rồi thải ra môi trường, khí thải đi ra ở đỉnh tháp Các hệ thốnglàm lạnh axit dùng công nghệ của Đức, axit đi từ dưới lên, nước qua các khe hẹpđan xen kẽ nhau, diện tích khoảng 46 m2, cái to nhất có thể lên đến 50m2 Sảnxuất axit này phục vụ cho quá trình sản xuất supe lân là chủ yếu, sản xuất 2 loạiaxit kĩ thuật ( ở dây chuyền 3 này) và axit tinh khiết ( ở dây chuyền khác), sảnlượng sản xuất axit là 4 vạn tấn/năm

3 Sơ đồ công nghệ - Sơ đồ 1

chất thải rắn

khí thải, nước thải, bụi

khí thải, nước thải, bụi

Mù axit, Bụi

Bể chứa S

Sơ đồ dây chuyền sản xuất axit

3.1 Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh

Lưu huỳnh rắn từ kho chứa được vận chuyển lên bunke chứa, qua bằng tải đưađến thùng hoá lỏng lưu huỳnh Thùng hoá lỏng lưu huỳnh là một thiết bị có thể tích

V = 113 m3, được tăng khả năng khuấy trộn bằng cách lắp thêm cánh khuấy Nhờhơi nước có P = 6 kG/cm2 có nhiệt độ cao cấp vào gia nhiệt, S chuyển trạng thái từrắn sang lỏng, và được đưa vào thùng lắng S lỏng S lỏng được đưa về thùng chứatrung gian (140 – 145 0C) rồi được bơm đến các công đoạn sau Thùng hoá lỏng vàthùng lắng được định kỳ xả cặn Hơi S, H2O, H2S … được tháo ra, đưa vào thiết bịhấp thụ, sử dụng nước có bổ sung kiềm (vôi, xôđa …) để hấp thụ các chất khí Khí

đã hấp thụ (chỉ còn lại các khí trơ và các giọt mù) được đưa sang xyclon tách giọtrồi phóng không

3.2.Công đoạn lò đốt lưu huỳnh

Lưu huỳnh từ thùng chứa 113 được bơm cấp vào vòi phun lưu huỳnh lắp ở

lò 201

Đường ống dẫn lưu huỳnh từ thùng chứa đến vòi phun được gia nhiệt bằnghơi nước trong áo hơi, vòi phun lưu huỳnh được làm mát bằng hơi Lưu huỳnhlòng phun vào lò cháy cùng với không khí cấp vào lò

Lưu lượng lưu huỳnh vào lò được điều khiển tự động qua hệ thống điềukhiển Lưu lượng không khí được điều chỉnh qua hệ thống các van trên đườngkhông khí chính và đường không khí bổ sung

Khí ra lò có nhiệt độ 1000 – 1500 m0C, nồng độ SO2 11 % thể tích đi vàonồi hơi nhiệt thừa 202 Nồi hơi nhiệt thừa được cấp nước có nhiệt độ 105 0C bằngbơm cấp Khí sau khi đi qua nồi hơi được giảm nhiệt độ từ 1000 – 1050 0C xuốngcòn 430 – 420 0C đi vào lọc gió nóng 203 Thiết bị lọc gió nóng có vai trò giữ lạitro, bụi của dòng khí trước khi vào tiếp xúc

Thiết bị chính: Lò đốt lưu huỳnh

• Nhiệm vụ

Điều chế SO2 từ S lỏng (phản ứng chỏy với oxy trong khụng khớ).

• Cấu tạo

Lò đốt lu huỳnh có cấu tạo hình trụ nằm ngang , lớp vỏ bên ngoài

đợc chế tạo bằng thép CT3 dày 10 mm, bên trong đợc 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 gạch AD3( 230x113x65/45)

Đầu đốt lò cũng đợc xây bằng các lớp gạch nh trên Giữa phần đầu lò và thân lò là phần hình côn đợc xây lót bằng gạch

định hình để thu côn bằng 2 lớp gạch AD5 và AD3

- Lò đốt đợc đặt trên 5 giá di động kiểu con lăn

- Bên ngoài lò đợc bọc bằng lớp vỏ nhôm

- Thể tích lò : 81,2475 m3

* Đặc tính kỹ thuật :

- Năng suất đốt của lò : 5100 kg lu huỳnh /giờ ( 62,96 kg lu huỳnh/m3 lò)

- áp suất lu huỳnh vào lò : 9 ữ 12 KG/cm2

- Dựng để chứa dầu khi gia nhiệt và khởi động lũ

- Kớch thước: Φ 1812x6, H 2870 Chiều cao chứa: 2400

• Bơm cấp dầu DO

- Năng suất Q = 0,5 m3/h

e- Nhiệt độ khí ra sau nồi hơi : 420ữ430 oC

f- áp suất hơi trong nồi hơi 25 at

g- Nhiệt độ hơi nớc : 225 oC

h- Nhiệt độ hơi trạm giảm áp : 160 oC

i- áp suất hơi sau giảm áp : 6 KG/cm2

j- Lu lợng lu huỳnh vòi phun : 2,7 m3/h

k- áp suất lu huỳnh : 12 Kg/cm2

l- Lu lợng không khí vào lò : 30.000 ữ35.000 Nm3/h

m- Nồng độ SO2 sau lò 11% thể tích

3.3.Cụng đoạn nồi hơi nhiệt thừa

Nước mềm từ bộ phận lọc nước hoỏ học được cấp lờn bỡnh khử khớ 209 quathiết bị gia nhiệt Tại bỡnh khử khớ, nước được nõng nhiệt độ lờn 100 – 105 0C vàtỏch oxy, sau đú được bơm cấp nước cấp vào nồi hơi 202 Nước trong nồi hơi trao

đổi nhiệt với khớ lũ, hơi nước bóo hoà cú ỏp suất 25 at sinh ra được đưa qua thiết bịquỏ nhiệt để tạo hơi quỏ nhiệt cấp cho phỏt điện.

Hỗn hợp khớ SO2 nồng độ ≤ 11 % cú nhiệt độ 950 – 1050 0C vào nồi hơi, saukhi trao đổi nhiệt với nồi hơi nhiệt thừa, nhiệt độ hạ xuống cũn 420 – 430 0C đi quathiết bị lọc giú núng để vào thỏp tiếp xỳc

Thiết bị chớnh: Nồi hơi nhiệt thừa 202

• Nhiệm vụNồi hơi nhiệt thừa thực chất là một thiết bị tận dụng nhiệt Nước trong nồihơi trao đổi nhiệt với khớ lũ, hơi nước bóo hoà cú ỏp suất 25 at sinh ra được đưaqua thiết bị quỏ nhiệt để tạo hơi quỏ nhiệt cấp cho phỏt điện

• Cấu tạoTổng bề mặt tiếp nhiệt : 587,6 m2Thể tích chứa nớc 16 m3

Thể tích chứa hơi : 3,7 m3Kích thớc bao : L 10940 , Φ4300Thân lò : Φ2300x25 , L 7000Chiều cao phần ghi cán ống : H19x73 =1387Cụm sinh hơi : Gồm 421 ống Φ63,5x4 vật liệu thép 20G , L6750+50

Hộp đón lửa : L2160 , Φ3556Cửa khí đi tắt : Φ1930/1740x10/800Cửa khí vào ( trong lớp xây lót ) : Φ2400Hộp khí ra : L2050 , Φ2800

Cửa khí ra : Φ1600/1420x10Cửa vệ sinh : Φ900x6

Đờng xả hơi chính : Dy 125

Đờng xả khí Dy50

Đờng cấp nớc Dy65 , cách mặt trong nồi hơi 730 , l=2700

Đờng xả van an toàn Dy80

Đờng xả liên tục Dy32

Đờng xả đáy Dy50

- Hiệu suất lò hơi : 88 %

- Lu lợng khí nóng vào nồi hơi : 33.000 ± 5% Nm3/h

- Thành phần khí : 10,5% SO2

- Nhiệt độ khí vào : 1050 oC

- Nhiệt độ khí ra nồi hơi : 420 oC

* Đặc tớnh kĩ thuật của cỏc thiết bị khỏc

Chế độ nớc cấp cho nồi hơi :

- ¸p suÊt ®Èy : max 30 at

3.4.Công đoạn tiếp xúc

- Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng có nồng độ 10 –10,5 % SO2, lưu lượng Q = 35.000 m3/h, nhiệt độ 420 0C đi vào tháp tiếp xúclớp 1 Sau lớp 1, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá x1 = 60 %, nhiệt độ 600 0Cđược hạ nhiệt độ xuống còn 454 0C nhờ hệ thống thiết bị quá nhiệt hơi nước

309 Ở đây, khí SO3 nóng đi bên ngoài ống trao đổi nhiệt, hơi nước bão hoà đibên trong Hơi nước sau thiết bị 309 đạt nhiệt độ 400 – 420 0C đi vào tua bincủa xưởng phát điện

- Sau thiết bị 309, hỗn hợp SO3 đạt nhiệt độ đi vào lớp xúc tác 2 Trong lớp 2tiếp tục xảy ra phản ứng chuyển hoá.Sau lớp 2, mức chuyển hoá x2 = 86 %,nhiệt độ 524 0C đi vào trao đổi nhiệt ngoài 305 để hạ nhiệt độ xuống còn 455 0C

để vào lớp 3 Tác nhân làm nguội là hỗn hợp khí SO2 từ thiết bị lọc mù của hấpthụ trung gian, qua trao đổi nhiệt 3010 tới

- Qua lớp 3, hỗn hợp khí tiếp tục phản ứng với hiệu suất chung đạt 94 %.Hỗn hợp khí sau lớp 3 có nhiệt độ 484 0C được đưa đi hạ nhiệt độ còn < 181 0C

để vào tháp hấp thụ thứ nhất nhờ 2 tháp trao đổi nhiệt 3010, 3011 Tác nhânnguội là hỗn hợp khí SO2 từ tháp lọc mù đền Khí SO3 có nhiệt độ < 180 0C đivào tháp hấp thụ thứ nhất 254

- Hỗn hợp khí ra khỏi tháp hấp thụ 254 được đưa vào tháp lọc mù để giữ lại

mù axit Sau khi lần lượt đi qua 3 trao đổi nhiệt 3011, 3010 và 305, khí SO2được nâng nhiệt độ 4250C được đưa vào lớp xúc tác 4 Tại đây phản ứng tiếptục xảy ra triệt để Sau lớp 4, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá chung là x ≥ 99,7

%, nhiệt độ 432 0C được hạ nhiệt độ xuống < 181 0C để đưa sang hệ thống hấpthụ bằng trao đổi nhiệt 303 và 304 Tác nhân nguội là không khí ẩm ngoài trời

Một số thiết bị chính

a. Tháp tiếp xúc lớp 1

• Nhiệm vụChuyển hoá khí SO2 thành khí SO3 tại lớp xúc tác thứ nhất Tháp tiếp xúclớp 1 được đặt tách riêng với tháp tiếp xúc lớp 2, 3 và 4 chỉ do yêu cầu về mặt bằng

và bố trí thiết bị

• Cấu tạo

- 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 1 lớp gạch sa mốt chịu nhiệtdày 230 mm Đáy tháp lát thêm lớp gạch chịu axit 180x115x18 Giữa tâmtháp là một đoạn trụ bằng gang chịu nhiệt có Φ 800 dùng làm trụ đỡ chocác kết cấu của tháp Xung quanh tháp, bên ngoài vỏ thép là lớp bảo ôncách nhiệt bằng bông thuỷ tinh dày 250 mm, bên ngoài là lưới thép 1 ly

và nhôm lá dày 0,8 mm

- Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8 mm, Φ 2100.Dưới nón phân phối là lớp ghi bằng thép Trong tháp có kết cấu từ dướilên là: dầm đỡ ghi I240 bằng thép C20, kết cấu ghi đỡ, lưới thép, lớp đáthạch anh cỡ 20x25, dày 50 mm, lớp xúc tác T - 210 dày 570 mm, thểtích 25 m3, lớp đá thạch anh dày 50 mm

b. Tháp tiếp xúc 306

• Nhiệm vụDùng để chuyển hoá khí SO2 thành khí SO3 tại lớp xúc tác thứ 2, 3 và 4

• Cấu tạo

- 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 1 lớp gạch sa mốt chịu nhiệtdày 230 mm Đáy tháp lát thêm lớp gạch chịu axit 180x115x18 Giữa tâmtháp là 8 đoạn trụ bằng gang chịu nhiệt có Φ 800 lắp ghép với nhau dùnglàm 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 250 mm, bên ngoài làlưới thép 1 ly và nhôm lá dày 0,8 mm

- Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8 mm, Φ 2100.Dưới nón phân phối là lớp ghi bằng thép để rải lớp đá thạch anh dày 50

mm, cỡ đá 20x25 mm Trong tháp gồm có 3 lớp xúc tác, mỗi lớp có kếtcấu theo thứ tự từ dưới lên là: dầm đỡ ghi I240 bằng thép C20, kết cấughi đỡ, lưới thép, sau đó là lớp đá thạch anh, lớp xúc tác và lớp đá thạchanh

Trên các lớp xúc tác 3, 4 có hệ thống phân phối khí, trên lớp 2 có hệ thống trộnkhí Dưới các lớp xúc tác 2, 3, 4 đều có hệ thống gom khí ra Giữa lớp 3 và lớp 4được ngăn cách bằng tấm thép sàn Do đó tháp được chia thành 3 đoạn ngăn cáchriêng nhau

Không khí sau tháp sấy đạt tiêu chuẩn: độ ẩm ≤ 0,015 %, hàm lượng tia bắn

≤ 0,005 mg/m3 Không khí sau tháp sấy có nhiệt độ 40 – 45 0C ra khỏi tháp sấy điqua tháp tách tia bắn 253 để giữ lại các giọt axit kéo theo trước khi về máy nén

b. Bộ phận hấp thụ

Hỗn hợp khí SO2, SO3 ra khỏi lớp 3 tháp tiếp xúc có mức chuyển hoá 94 %,sau khi được làm nguội xuống nhiệt độ 180 0C đi vào tháp hấp thụ trung gian 254.Chu trình tưới của tháp mônô trung gian như sau: axit mônô có nồng độ 98,3 ± 0,4

% H2SO4 cú nhiệt độ 70 ± 5 0C từ thựng chứa được cỏc bơm chỡm bơm lờn dàn làmlạnh và được làm lạnh xuống 50 ± 5 0C, sau đú đổ vào thựng cao vị rồi được tướivào thỏp hấp thụ trung gian qua hệ thống phõn phối axit bằng đĩa với lưu lượng

360 m3/h Lượng axit chảy từ thỏp hấp thụ trung gian về thựng chứa lại tiếp tụcđược bơm tuần hoàn lờn thỏp kết thục 1 chu trỡnh

Khớ ra khỏi thỏp hấp thụ trung gian cú nhiệt độ 80 0C đi vào thỏp khử mự đểtỏch hết lượng axit và mự axit rồi đi qua cỏc trao đổi nhiệt 3010 và 305 để nõngnhiệt độ lờn 425 0C trước khi vào lớp 4 thỏp tiếp xỳc để chuyển hoỏ tiếp lượng SO2cũn lại

Hỗn hợp khớ SO2, SO3 ra khỏi lớp 4 thỏp tiếp xỳc cú mức chuyển hoỏ ≥ 99,7

%, được làm nguội xuống nhiệt độ 180 0C đi vào đỏy thỏp hấp thụ cuối 255 Chutrỡnh tưới của thỏp hấp thụ cuối như sau: axit mụnụ cú nồng độ 98,3 ± 0,4 % H2SO4

cú nhiệt độ 60 – 65 0C từ thựng chứa được cỏc bơm chỡm bơm lờn cỏc thiết bị làmlạnh tấm và được làm lạnh xuống 50 – 55 0C, sau đú đổ vào thựng cao vị rồi đượctưới vào thỏp hấp thụ cuối qua hệ thống phõn phối axit bằng đĩa với lưu lượng 360

m3/h Lượng axit chảy từ thỏp hấp thụ cuối về thựng chứa lại tiếp tục được bơmtuần hoàn lờn thỏp kết thỳc 1 chu trỡnh

Sau thỏp hấp thụ cuối 255 hỗn hợp khớ đi vào thỏp tỏch giọt 256 trước khithải ra ngoài trời qua ống thải khớ

1 251 Tháp sấy 1 Vỏ bằng thép dày 8mm, xây lót bằng

gạch chịu axít, bên trong xếp đệm chịu axít, phân phối bằng 4 máng, 5000mm, H15600mm, ống khí ra Ф

1200mm; ống axít bằng thép

Фkhông gỉ đẩy/hồi 200/530 mmФ

4 266 Dàn làm lạnh axít

sấy bằng gang 1 Bề mặt: F =864 m

2

5 253 Tháp tia bắn sấy 1 Vỏ bằng thép xây lót bằng gạch

chịu axít, bên trong xếp đệm chịu axít, 5500mm, H10000mm, ống Фvào/ ra 1200mmФ

7 264 Bơm chìm tháp

hấp thụ trung gian 3 XTT 160/49-EI-6-T

Q=160 m3/h, H=38 mH2ON1 = 100 kW, N2,3 =75 kW n=1460 vòng/phút

Фkhông gỉ hồi 150 mm; số lФ ợng nến

12 cái treo trên vỉ nến bằng thép trắng Nến loại ES 210, vật liệu bằngthép 316L SS và sợi thuỷ tinh đặc biệt TFE; đờng kính trong ngoài

600/650mm, dài 3000 mm

9 268 Dàn làm lạnh axít 1 Bằng gang, F =1152 m2

tháp hấp thụ trung gian

11 255 Tháp hấp thụ cuối 1 Vỏ bằng thép dày 8mm, xây lót bằng

gạch chịu axít, bên trong xếp đệm chịu axít, phân phối bằng 4 máng thépkhông gỉ 5000mm, H14762mm; Фống khí vào/ ra 1400mm; ống axít Фbằng thép không gỉ đẩy/hồi Ф200/530 mm; đờng nớc cấp thép CT38 20 mmФ

3 Vật liệu tấm: Alloy-276

Vật liệu gioăng: viton

Bề mặt: 33.81 m2ống axít vào/ra: DN200 mmống nớc vào/ra: DN200 mmL=1070mm;B =760mm;H=1738mm

14 Thiết bị lọc nớc đục cấp

nớc làm lạnh cho làm lạnh tấm

3 H=915 mm; Φ 520mm

Lới lọc Φ 319: mật độ 86 lỗ/cm2ống nớc vào/ra: 200mm

- Nồng độ axít tới : ≥ 95% H2SO4

- Nhiệt độ axít tới/chảy: 45ữ50/40ữ45 o C

- áp suất khí vào : -40 mmH2O ; áp suất khí ra : -135 mmH2O

- Hiệu suất hấp thụ : 99,9 %

Bề mặt riêng(m 2 /m 3 )

Thể tích (m 3 )

Diện tích (m 2 )

50x50 Đổ rối 1.4 110 27,475 3022

b- Tháp hấp thụ trung gian vị trí 254

Nhiệm vụ : Hấp thụ SO3 sau lớp III máy tiếp xúc

- Lu lợng hỗn hợp khí SO2, SO3 vào tháp: 34840 m3/h

- Nhiệt độ khí vào : ≤180 o C

- Nhiệt độ khí ra : ≤ 80 o C

- Lu lợng axít tới : 360 m3/h

- Nồng độ axít tới : 98,3% 0,4±

- Nhiệt độ axít tới /chảy : 45ữ55/65ữ75 o C

- áp suất khí vào : 1180 mmH2O ; áp suất khí ra : 1060 mmH2O

- Hiệu suất hấp thụ : 99,9 %

- Xếp đệm: ( Tơng tự nh tháp sấy )

c- Tháp khử mù axít cho tháp hấp thụ trung gian 278

- Lu lợng khí vào/ra tháp 31330 m3/h

- Nhiệt độ khí vào 80oC

- Tổn thất áp suất khí đi qua tháp 300 mmH2O

- áp suất làm việc 1060mm H2O

Nhiệm vụ : Hấp thụ khí SO3 sau lớp IV máy tiếp xúc

- Nhiệt độ axít tới /chảy : 45ữ50/60ữ65 o C

- áp suất khí vào : 130ữ165 mmH2O ; áp suất khí ra : 70ữ90 mmH2O

- Hiệu suất hấp thụ : 99,9 %

- Xếp đệm: ( Tơng tự nh tháp sấy)

e- Thiết bị làm lạnh tấm 267-1,2,3.

- Mục đích: Để làm lạnh axít 98.3 ±0.4% H2SO4

+ Công suất: 160 m3/h/1 thiết bị làm lạnh tấm

+ Nhiệt độ axít vào: 65 oC

+ Nhiệt độ axít ra: 55 oC

- Møc díi cña thïng chøa 1,5 m

Công đoạn lọc nước hoá học

Nước từ sông đưa vào lọc huyền phù và sắt bằng cách cho qua các thiét bịlọc cơ học có chứa than antraxit nghiền và qua thiết bị lọc cation có chứa cationsunfua carbon (CK-1)

Nước được bơm qua tất cả hệ thống bằng bơm Nước sau máy lọc cation sắtđược liên tiếp đi qua thiết bị lọc cation nấc 1, nấc 2 (chứa CK-1) và anion (có chứaanion AN-31)

Trong các thiết bị lọc cation hydro, các ion Ca2+, Mg2+ được giữ lại Cácanion sinh ra sau máy lọc cation được giữ lại trong các máy lọc anion Nước sauquá trình lọc có chứa CO2 hoà tan được đưa qua thiết bị thổi CO2 rồi được bơmđưa về thùng chứa thông nhau

Kho mazut

Mazut vận chuyển bằng ôtô xitec hoặc tàu hoả được bơm tuần hoàn vàothùng chứa Dầu từ thùng chứa được hút theo đường hút qua thiết bị lọc thô vàobơm tuần hoàn, qua thiết bị hâm nóng (sử dụng hơi nước 5 – 6 at để gia nhiệt), quathiết bị lọc tinh ròi về thùng chứa hoặc qua bơm trục vít để cấp cho nơi tiêu thụ

Đối với dầu FO, dầu được bơm từ xitec về trực tiếp thùng chứa không quathiết bị trao đổi nhiệt.

mà không qua bất kì các công đoạn xử lý nào Đây là một mối đe doạ lâu dài vìtrong chất thải rắn này có chứa một hàm lượng khá lớn các kim loại nặng gây ônhiễm lâu dài đến nguồn đất hay nước xung quanh khu vực công ty

Trực trạng

Khu vực lưu giữ chất thải nguy hại (xỉ pirít) không có mái che, xung quanh cótường xây che chắn nhưng nước vẫn rỉ ra ngoài, đáy bãi chứa để xỉ pirít không cóbiện pháp chống thẩm thấu phát tán chất thải vào đất và nguồn nước ngầm Tại bãi(xỉ pirít) phát sinh nước rỉ rác (nước rỉ rác từ bãi xỉ pirít có các thông số các chấtgây ô nhiễm cao) một phần thẩm thấu vào đất và nguồn nước ngầm, một phầnnước rỉ rác tự chảy (lưu lượng ít) ra môi trường, nguồn tiếp nhận là cánh đồng canhtác của xã Thạch Sơn, huyện Lâm Thao

Đề xuất phương án xử lý

Đối với chất thải nguy hại xỉ pirit cân có mái che đậy,xây tường chống thấm đểtránh thẩm thấu phát tán chất thải vào đất và nguồn nước ngầm Theo ý kiến riêngcủa em công ty nên di rời bãi xỉ pirit hiện tại đến một kho tạm sau đó đào đất tạibãi thải pirit lên trải xuống dưới một lớp nilon bền, chống thấm sau đó trải một lớpđất sét dầy trên cùng là lớp cát mỏng và lớp đất đã đào lên làm như vậy tuy phảiđầu tư tiền bạc nhưng đơn giản và chống được nước thấm vào đất gây ô nhiễm đất

Công ty đã lắp đặt khu xử lý nước thải cục bộ đảm bảo chất lượng nước sau xử

lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường Nước tưới ở dàn lạnh được thu gom

và xử lý tuần hoàn

4.3.Khí thải

Đặc điểm

Khí thải trong dây chuyền sản xuất axit sunfuric bao gồm các thành phần:

- Khí SO2, H2S, SO2, NOx, …

- Mù axit sunfuric

- Bụi: hơi lưu huỳnh, tạp chất…

Trong quá trình nấu chảy lưu huỳnh SO2 được hấp thụ bởi bể thuỷ phong và sau

đó được đem đi trung hoà và chôn lấp ở bãi thải của công ty

Trong quá trình đốt lưu huỳnh, tiếp xúc chuyển hoá thành SO3 và quá trình hấpthụ tạo axit sunfuric, lượng SO2 thải ra ngoài phụ thuộc phần lớn vào hiệu suấtchuyển hoá của các phản ứng S thành SO2, từ SO2 thành SO3, ngoài ra còn mộtlượng không nhỏ thất thoát từ các thiết bị cũng như cả quá trình hay bởi chất xúctác được sử dụng để chuyển hoá Hầu hết lượng khí thất thoát này đều xả trực tiếp

ra môi trường hoặc được đưa qua các ống khói xử lý (chủ yếu xử lý bụi và các tạpchất khác)

Thực trạng

Theo số liệu thực tế cho thấy nồng độ SO2, SO3 còn quá cao so với tiêu chuẩncủa thế giới nhưng hầu như nhà máy vẫn chưa có biện pháp xử lý nào

Đề xuất phương án xử lý

- Sử dụng nguyên liệu lưu huỳnh nguyên chất,các chất xúc tác hợp lý

- Định kì kiểm tra các thiết bị xử lý bụi khí thải như xyclon, màng ướt, lọckhí, khử mù,… đảm bảo không có sự rò rỉ hay các thiết bị trao đổi nhiệt đảm bảo

hệ số trao đổi nhiệt được duy trì không rò rỉ thất thoát nhiệt

- Bụi S được thu hồi quay lại hoàn nguyên…

PHẦN 2 :

DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT SUPE PHỐT PHÁT

Đặc tính của sản phẩm Supe Photphat đơn

1.1 Thành phần hoá học

- Là sản phẩm của quá trình phân hủy quặng apatit bằng axit sunfuric

- Là loại phân lân phổ biến nhất, có thành phần chủ yếu gồm các muối củaaxit octo photphoric, axit sunfuric, một lượng axit octo photphoric tự do

và apatit chưa bị phân huỷ Công thức hoá học của các thành phần nhưsau:

+ Apatit chưa phân huỷ Ca5F(PO4)3

Ngoài ra còn có các muối của Mg, một số chất khoáng trong nguyên liệukhông bị phân huỷ, gen SiO2.nH2O

1.2 Tính chất lý hoá cơ bản của supe phốt phát

1.2.1 Tính chất hoá học

Supe photphat là một loại bột tơi, xốp, có màu xám sẫm hoặc xám nhạt,trọng lượng riêng đổ đống của supe photphat từ 1,4÷1,5 tấn/m3 Hàm lượng cáchợp chất photphat trong supe được tính ra phần trăm anhydrit photphoric tức P2O5

- Phần P2O5 trong supe photphat ở dạng hoà tan trong nước mà tanmonocanxi photphat và axit photphoric tự do.

- Phần P2O5 trong supe photphat ở dạng không hoà tan trong nước mà tantrong xitrat amôn gồm có: photphat sắt, photphat nhôm, đicanxi photphat.Chất lượng của supe photphat được đánh giá theo hàm lượng P2O5 hữu hiệu

là tổng các dạng P2O5 hoà tan trong nước và P2O5 hoà tan trong xitrat

P2O5 chung trong supe photphat bằng tổng P2O5 hữu hiệu và P2O5 không hoàtan trong nước hoặc xitrat

Tỷ lệ phần trăm của P2O5 hữu hiệu đối với P2O5 chung trong supe photphatbiểu thị mức độ phân huỷ apatit bởi axit sunfuric và gọi là hệ số phân huỷ K

1.3 Ứng dụng của supe phốt phát đơn

Supe photphat đơn được ứng dụng chính để làm phân bón có chứa photpho

ở thể dinh dưỡng làm tăng lượng bột ở các loại cây có củ, có hạt, tăng cường lượngđường ở các loại cây có quả, làm cây cứng cáp, chống được sâu bệnh Cho câytrồng nông nghiệp hay công nghiệp phát triển khoẻ mạnh, cho năng suất cao, chấtlượng cao

Ngoài ra, supe photphat đơn còn dùng để sản xuất các loại phân bón hỗn hợp

PK hoặc NPK, dùng sản xuất chất khoáng bổ sung thức ăn cho gia súc

Quặng có màu nâu sẫm hoặc màu nâu vàng, không hòa tan trong nước nhưnghòa tan trong các axit vô cơ Tỷ trọng từ 1,5 – 2,2 tấn/m3, nóng chảy từ 1550 –

1570oC Công thức hóa học của các thành phần chính trong quặng apatit như sau:

Quặng được đưa vào sản xuất tại Công ty có hai loại:

- Quặng nguyên khai: quặng này chưa làm giàu không đồng nhất về kíchthước và phẩm chất thường chứa 81 – 90% Flo apatit và phâm bố khôngđều Các tạp chất nhiều và không ổn định, độ ẩm cao thấp thất thường

Kết quả phân tích hàm lượng các chất trong quặng apatit ở Lào Cai như sau:

32 -

33

43 - 46

2 – 2,5 8 – 12 2 – 3

2 – 2,7

2 – 2,5

12 -

Quặng này có ưu điểm là xốp nên khi sấy hơi nước dễ thoát ra, độ cứng nhỏ nên

dễ nghiền, bột apatit nghiền mịn, khôi thì có tính trôi lớn Quặng này sau khi sấy

và nghiền thành bột mịn thì cần đạt yêu cầu sau: Hàm lượng P2O5 trung bình từ 32– 33% Độ ẩm 1,5 – 3 % H2O Độ mịn đảm bảo lượng còn lại trên sàn 0,16mmkhông lớn hơn 5%

- Quặng tuyển ẩm: quặng này có ưu điểm là dễ tách nước để giảm độ ẩm, đặcbiệt là khi được đảo trộn tốt Khi độ ẩm giảm thì tơi không dính bết Tiêuchuẩn chất lượng của loại quặng này như sau: Hàm lượng P2O5 trung bình

32 – 33%.Độ ẩm 15 – 18% H2O.Kích thước 0,074mm

2.2.Axit sunfuric

Axit sunfuric có công thức hóa học H2SO4, trọng lượng phân tử là 98 Trong

kỹ thuật, hỗn hợp theo tỷ lệ bất kỳ của SO3 với H2O đều gọi là axit sunfuric Thôngthường, dung dịch axit sunfuric đưa sang điều chế Supe photphat đạt:: Nồng độ 75– 77%, trung bình là 76%.Nhiệt độ 40 – 45oC

Trong quá trình sản xuất supe đơn ,phản ứng giữa Apatít và Axít Sunfuríc xảy

ra theo phương trình tổng quát:

2Ca5F(PO4)3 + 7H2SO4 + 3H2O = 3 Ca(H2PO4)2.H2O + 7CaSO4 + 2HF

Nhưng thực chất nó tiến hành theo 2 quá trình:

Quá trình 1:

Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 5/2H2O = 3 H3PO4 + 5CaSO4.1/2H2O + HF

Quá trình 2: