BÁO cáo THỰC tập của HƯƠNG

Đặc biệt trong 12 năm gần dây 1997 – 2008 với nhucầu phân bón ngày càng tăng đề phục vụ nông nghiệp, công ty đã liên tục đầu tư chiềusâu, cải tạo, đổi mới thiết bị, công nghệ, nâng cao c

LỜI MỞ ĐẦU

Tại Việt Nam, các ngành công nghiệp đang phát triển và chiếm tỷ trọng lớn đónggóp vào kinh tế đất nước Những nhà máy, xí nghiệp sản xuất là động lực cho địnhhướng công nghiệp hóa – hiện đại hóa trong tầm nhìn đến năm 2020

Ngành sản xuất thiết bị, hóa chất đã và đang phát triển mạnh mẽ, có sức ảnh hưởngđến sự phát triển kinh tế của cả nước Tuy nhiên, vấn đề môi trường của ngành đangđược quan tâm mạnh mẽ từ phía Nhà nước và người dân

Với vị trí là một sinh viên môi trường, việc tiếp cận các nhà máy sản xuất, các hệthống, công nghệ sản xuất để tìm hiểu nguyên lý hoạt động, khả năng ô nhiễm là mộtđiều rất cần thiết

Được đi thực tập kỹ thuật tại Công ty Cổ phần Supe photphat và hóa chất LâmThao, một cơ sở rộng rãi, truyền thống phát triển lâu dài trên 50 năm, nhiều dây chuyền,thiết bị đang hoạt động đã giúp em rất nhiều trong việc học tập và nghiên cứu của mình.Việc quan sát và các dây chuyển đã giúp cho sinh viên có thể rút ra được nguyên

lý, cấu tạo hệ thống và những vấn đề môi trường Cũng từ đây, chúng em có thể đánhgiá được mức độ ảnh hưởng đến khu dân cư, nguồn nước, nguồn đất xung quanh và đặcbiệt là công nhân Lao động

Dưới đây là bản báo cáo thực tập bao gồm các phần chính sau:

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

- Thuyết minh công nghệ, các thiết bị chính có trong dây truyền

- Các vấn đề môi trường và phương án giải quyết

Em xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Công ty Cổphần Supe photphat và hóa chất Lâm Thao, thầy Nguyễn Văn Nghiêm đã tạo điều kiện

và giúp chúng em hoàn thành kỳ thực tập này!

Hà Nội, ngày 20 tháng 6 năm 2013.

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN SUPE PHOPHAT VÀ HÓA CHẤT LÂM

THAO

I LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

Công ty Supe Phốt Phát và Hóa Chất Lâm Thao (trước kia là nhà máy Supe PhốtPhát Lâm Thao), là một doanh nghiệp nhà nước thuộc Tổng công ty Hóa Chất Việt Namđược khởi công xây dựng ngày 8/6/1959 trên diện tích 73ha thuộc địa bàn Thị xã LâmThao – Tỉnh Phú Thọ Ban đầu nhà máy hoạt động với 2 dây chuyền chính là: Dâychuyền Axit 1 – sản xuất axit sunfuric với năng suất 4 vạn tấn/ năm và Dây chuyềnSupe 1 - sản xuất Supe lân với năng suất 1 vạn tấn/ năm Ngày 24/6/1962 nhà máychính thức đi vào sản xuất

Qua 3 lần cải tạo, mở rộng: Đợt 1 (1973-1974) nâng công suất lên 175.000 tấnlân/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 nhucầu phân bón ngày càng tăng đề phục vụ nông nghiệp, công ty đã liên tục đầu tư chiềusâu, cải tạo, đổi mới thiết bị, công nghệ, nâng cao công suất, đầu tư xây dựng mới 4 dâychuyền sản xuất phân hỗn hợp NPK với công nghệ hiện đại, cải tạo, đổi mới thiết bị,công nghệ, nâng cao công suất các dây chuyền sản xuất Axít sunphuric, supe lân đểnâng cao sản lượng, đảm bảo các điều kiện môi trường theo chỉ đạo của Thủ tướngChính Phủ Đến nay sản lượng phân bón do công ty sản xuất chiếm gần 80% tổng sảnlượng phân lân cả nước, gấp 14 lần công suất ban đầu Qua 47 năm tồn tại, phát triển,công ty đã sản xuất và cung cấp cho ruộng đồng Việt Nam trên 14,5 triệu tấn phân supelân và trên 3,4 triệu tấn phân hỗn hợp NPK các loại, cùng hàng chục sản phẩm hữu íchquan trọng khác phục vụ đắc lực nhu cầu sản xuất, tiêu dùng trên mọi miền tổ quốc

Qua 51 năm xây dựng và phát triển, công ty đã vinh dự nhận được nhiều phầnthưởng cao quý của Đảng và Nhà nước như: Huân chương Hồ Chí Minh 2006 3 lầnphong tặng danh hiệu đơn vị Anh Hùng Lao Động và nhiều giải thưởng cao quý khác

II LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG VÀ SẢN PHẨM

1 Lĩnh vực hoạt động

Công ty là cơ sở sản xuất, kinh doanh phân bón hàng đầu Việt Nam Nhiệm vụ chủyếu là sản xuất phân lân Supe Lân Lâm Thao, phân hỗn hợp NPK Lâm Thao và các hóachất công nghiệp

- Natrisunfit và bisunfit kỹ thuật

- Natri silic florua kỹ thuật, tinh khiết

- Phèn nhôm sunfat kỹ thuật và phén kép amoni sunfat kỹ thuật

- Oxy kỹ thuật

3 Các đơn vị trực thuộc

- Xí nghiệp Axit 1, Axit 2, Axit 3: Sản xuất axit sunfuric phục vụ sản xuất Supe photphat và bán axit thành phẩm ra thị trường

- Xí nghiệp Supe 1, supe 2 và Supe 3: sản xuất Supe lân

- Xí nghiệp NPK : sản xuất phân hỗn hợp NPK

- Xí nghiệp đóng bao: đóng bao, bốc xếp sản phẩm

- Xí nghiệp điện : đảm bảo điện năng cho sản xuất và sinh hoạt toàn công ty.

- Xí nghiệp nước : cung cấp nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt toàn công ty

- Xí nghiệp Cơ khí : gia công phụ tùng, chi tiết sản xuất, phục vụ sửa chữa

- Xí nghiệp vận tải : có nhiệm vụ vận tải hàng hóa phục vụ cho quá trình cung ứng và tiêu thụ, vận chuyển nội bộ và làm dịch vụ vận chuyển cho bên ngoài

- Xí nghiệp mộc – nề: gia công, sửa chữa đồ gỗ, tham gia phục vụ cho quá trình xây dựng sửa chữa trong toàn công ty

PHẦN 1: PHÂN XƯỞNG AXIT SỐ 2

I GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG AXIT SỐ 2

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

Tháng 3/2003 dây chuyền axít số 2 cải tạo lần thứ nhất chuyển đổi từ sơ đồ côngnghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng pyrít đốt trong lò tầng sôi bằng phương pháp tiếpxúc sang sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng lưu huỳnh đốt trong lò nămngang bằng phương pháp tiếp xúc

Tháng 12/2006, dây chuyền axít số 2 cải tạo lần thứ 2 chuyển đổi từ sơ đồ côngnghệ sản xuất axít sunfuric từ lưu huỳnh đốt trong lò nằm ngang bằng phương pháp tiếpxúc sang sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng lưu huỳnh đốt trong lò nằmngang bằng phương pháp tiếp xúc kép hấp thụ hai lần Sau gần 1 tháng thi công lắp đặtdầy chuyền được chạy thử đến 24 tháng 6 năm 2007 khánh thành, chuyển đổi côngnghệ thành công và gắn biển công trình

II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

1 Nguyên liệu sản xuất

- Trữ lượng quặng pyrit có hạn nên cần tìm nguồn nguyên liệu thay thế;

- Sử dụng S nguyên tố sẽ bớt đi công đoạn tinh chế khí, dẫn đến bớt đi được cácthiết bị cồng kềnh như lò tầng sôi, lọc điện khô, tháp rửa, lọc điện ướt…

- Sử dụng quặng pyrit sẽ dẫn đến tạo thành chất thải rắn là xỉ pyrit rất khó xử lýgây ô nhiễm môi trường

Lưu huỳnh nguyên tố là nguyên liệu tốt nhất cho sản xuất axít sunphuríc vì:

- Khi đốt lưu huỳnh nguyên tố ta thu được hỗn hợp SO2 có nồng độ cao, điềunày rất có lợi trong công nghệ sản xuất axít sunphuríc bằng phương pháp tiếpxúc

- Lưu huỳnh nguyên tố không có tạp chất asen và đặc biệt nó không có xỉ dovậy dây chuyền sản xuất đi từ nguyên liệu này rất ngắn, đơn giản, không cóthiết bị tinh chế khí SO2

- Lưu huỳnh nguyên tố là nguyên liệu khá rẻ tiền do vậy có thể hạ được giáthành sản phẩm

1.2.Chất xúc tác

Chất xúc tác được sử dụng để tăng nhanh tốc độ phản ứng oxi hóa trong tháp tiếpxúc Có 3 loại chất xúc tác tốt nhất được ứng dụng trong sản xuất axit là Pt kim loại,oxit sắt, oxit vadani Trong dây chuyền sản xuất, sử dụng chất xúc tác oxit vadani docác ưu điểm:

- Oxit vadani kém hoạt động hơn Pt nhưng rẻ hơn;

- Độ nhiễm độc asen kém hơn Pt vài ngàn lần;

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

1.3.Nhiên liệu

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

2 Sơ đồ công nghệ - Sơ đồ 1

Thuyết minh dây chuyền công nghệ axit 2 :

2.1 Điều chế lưu huỳnh dioxit – SO2

Không khí ẩm ngoài trời được hút vào tháp sấy khí, vị trí 251 và tháp tia bắn 253,khí đạt hàm ẩm <0,015%V và tia bắn <0,005mg/m3được hút về máy thổi khí 301 Theođường đẩy máy thổi khí, không khí khô được tách giọt axit nhờ thiết bị 302, sau đóđược nâng nhiệt độ lên 1802000C nhờ trao đổi nhiệt ngoài 303 rồi cung cấp vào lò đốtlưu huỳnh vị trí 201 Lưu huỳnh lỏng được bộ phận hoá lỏng lưu huỳnh của Xí nghiệp

A xít1 cấp vào thùng chứa trung gian 113, có nhiệt độ 1401450C được bơm vào lò đốt,qua van điều khiển lưu lượng cho phù hợp Trong lò xảy ra phản ứng cháy lưu huỳnhvới Oxy trong không khí theo phản ứng sau:

khí thải, nước thải, bụi

khí thải, nước thải, bụi

Mù axit, Bụi

Bể chứa S DẦU DO

S LỎNG

S + O2 = SO2 +Q1 (phản ứng toả nhiệt)

2.2 Giai đoạn Oxy hóa

Hỗn hợp khí sau lò có nhiệt độ 1000+ 250C đưa sang nồi hơi nhiệt thừa, vị trí 202

để giảm nhiệt độ còn 4204400C Hơi nước bão hoà 25 at ra khỏi nồi hơi AX2 được gópchung với hơi bão hoà 25 at của dây chuyền AX3 rồi đưa vào thiết bị quá nhiệt 309.Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng 203 có nồng độ 1010,5%

SO2, lưu lượng Q= 35.000 + 1.000m3/h, nhiệt độ 4200C đi vào tháp tiếp xúc 306/1 (lớpxúc tác 1) Dưới vai trò tác dụng của chất xúc tác T-210, tại đây đã xảy ra phản ứngchuyển hoá khí SO2 thành SO3 Phản ứng chuyển hoá như sau:

SO2 + 1/2 O2 = SO3 + Q2 (phản ứng toả nhiệt)Sau lớp I, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá X1=60%, nhiệt độ 6000C được hạnhiệt độ xuống còn 4540C nhờ hệ thống thiết bị quá nhiệt hơi nước, vị trí 309 Ở đây,khí SO3 nóng được đi vào thiết bị bên ngoài ống trao đổi nhiệt, hơi nước bão hoà 25 atgóp chung của nồi hơi AX2 và nồi hơi AX3 đi vào trong ống trao đổi nhiệt Sau thiết bịquá nhiệt hơi nước 309, hỗn hợp khí SO3 đạt nhiệt độ 4540C đi vào lớp xúc tác 2 (vàođỉnh tháp 306/2), hơi nước đạt nhiệt độ 4004200C đi vào tua bin của xưởng phát điện

Có thể sử dụng pha không khí nguội khoảng 500C bằng van điều khiển số 3CV05 và 3

van bằng tay để điều chỉnh nhiệt độ khí vào lớp 2 trong trường hợp thật cần thiết: khi sự

cố bộ phận quá nhiệt, hoặc giảm tải hơi nước bão hoà…

Trong lớp II tiếp tục xảy ra phản ứng chuyển hoá khí SO2 thành SO3 Sau lớp II,hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá X2= 86%, nhiệt độ 5240C đi vào trao đổi nhiệt ngoài

305 để hạ nhiệt độ xuống còn 4550Cđể vào lớp III Tác nhân làm nguội là hỗn hợp khí

SO2 từ thiết bị lọc mù 278 của hấp thụ trung gian, qua tháp TĐN 3010 tới Nhiệt độ khívào lớp 3 được điều khiển tự động bởi van TV-306/2-3a

Qua lớp III hỗn hợp khí tiếp tục được phản ứng chuyển hoá SO2 thành SO3, vớihiệu suất chung đạt 94% Hỗn hợp khí sau lớp III có nhiệt độ từ 4840C được đưa đi hạnhiệt độ còn <1800C để vào tháp hấp thụ thứ nhất vị trí 254, nhờ 2 tháp trao đổi nhiệt.Tháp trao đổi nhiệt thứ nhất 3010, tác nhân nguội là hỗn hợp khí SO2 từ tháp lọc mù

278 đến, tháp trao đổi nhiệt thứ hai là gia nhiệt nước mềm 3011 Nước mềm sau gianhiệt được có nhiệt độ khoảng 800C được cấp cho các khử khí nồi hơi Khí SO3 có nhiệt

về lò, vị trí 303, tháp làm nguội khí SO3 bằng không khí ẩm ngoài trời, vị trí 304 Ở đây,tác nhân làm nguội không khí ngoài trời được đưa vào tháp 304 nhờ có hệ thống 2 quạtthổi vị trí 307; 308 Khí ra khỏi tháp hấp thụ cuối vị trí 255 đi qua tháp tách tia bắn axit

và được thải ra ngoài trời qua ống khí thải

III DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Các công đoạn diễn ra trong dây chuyền sản xuất :

- Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh

- Công đoạn lò đốt lưu huỳnh

- Công đoạn tiếp xúc

- Công đoạn sấy hấp thụ

- Công đoạn xử lý nước mềm

- Các công đoạn phụ khác

1 Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh

1.1 Sơ đồ chung – Sơ đồ 2

1.2 Thuyết minh công nghệ

Lưu huỳnh từ kho chứa được cầu trục múc lên bunke chứa lưu huỳnh số 102, sau đóđược vận chuyển bằng băng tải 103, băng tải 104 để đưa vào thiết bị hoá lỏng 106,106B Trong thiết bị hoá lỏng có bố trí các cụm trao đổi nhiệt bằng hơi nước bão hoà áp

Sấy Thiết bị hóa lỏng

Hơi lưu huỳnh

suất 6at, nhiệt độ 1580C để gia nhiệt hoá lỏng lưu huỳnh Để tăng cường hoá lỏng,trong thiết bị hoá lỏng có bố trí thiết bị khuấy trộn

Lưu huỳnh sau khi được hoá lỏng chảy tràn sang thùng lắng 108, 108B, 109, 109B

để lắng cặn Cặn trong lưu huỳnh lỏng được lắng xuống đáy và định kỳ tháo xả rangoài Thùng lắng là thiết bị hai vỏ, hơi đi giữa 2 vỏ có tác dụng duy trì nhiệt độ của l-

ưu huỳnh lỏng ở nhiệt độ 140oC -145oC

Lưu huỳnh lỏng sau khi được lắng cặn tiếp tục chảy tràn sang thùng chứa 111, tạithùng chứa có bố trí bơm 110A, B kiểu nhúng chìm để bơm lưu huỳnh lên các thùngtrung gian đầu lò đốt của các dây chuyền axít số 1, 2, 3 Để duy trì nhiệt độ lưu huỳnh,tại các thùng chứa lưu huỳnh trung gian đầu lò cũng bố trí áo hơi để gia nhiệt

Trong lưu huỳnh luôn luôn tồn tại một lượng axít nhỏ, trong quá trình hoá lỏng ượng axít này dần tích tụ sẽ gây ăn mòn thiết bị Để trung hoà lượng axít này cần thiếtphải định lượng sôđa bột theo lưu huỳnh rắn tại băng tải số 103 để trung hoà hết lượngaxít này Lượng số đa điều chỉnh theo giá trị pH được kiểm tra bằng quỳ tím thấm nướctại các thùng hoá lỏng lưu huỳnh 106, 106B; hoặc theo phân tích hàm lượng axít cótrong lô lưu huỳnh đưa vào sản xuất

l-Quá trình hoá lỏng lưu huỳnh luôn luôn có hơi nước bay ra với khí H2S và hơi

l-ưu huỳnh Để khử hơi này tại bộ phận hoá lỏng có bố trí hệ thống quạt hút và thiết bịdập hơi lưu huỳnh bằng nước, thiết bị hấp thụ H2S bằng dung dịch kiềm để xử lý khíthải trước khi thải ra ngoài trời

1.3 Các thiết bị chính

a Thùng hóa lỏng lưu huỳnh

Cấu tạo :Đường kính d= 3m Chiều cao h= 4,5m

Diện tích bề mặt S = 56m nhiệt độ làm việc 140-145˚C

Lưu lượng đầu vào 3tấn/ h

Bên trong thùng hoá lỏng có chứa 6 ống xoắn ruột gà trao đổi nhiệt Trongthùng hoá lỏng còn có cánh khuấy đặt ở trung tâm thùng hoá lỏng để tăng khả năngtruyền nhiệt.

b Thùng lắng lưu huỳnh lỏng

Cấu tạo: Thùng Có cấu tạo là một trụ vuông đáy vát

Thể tích thiết kế là 22.5m3 trên thực tế V= 18,3 m3, Φ600 x H4000 Bên ngoàiđược bảo ôn băng thuỷ tinh, amiang và bên trong có áo hơi (hơi nước bão hoà) Trongthùng lắng gồm ba ngăn và có các cụm trao đổi nhiệt

2 Công đoạn lò đốt lưu huỳnh – lò hơi

II.1 Sơ đồ chung – Sơ đồ 3

xả vào bể thu Lưu huỳnh

hỗn hợp khí SO2

hỗn hợp khí

SO2sau nồi hơi nhiệt thừa đến

Thiết bị lọc khí nóng

ống khói khởi động hỗn hợp SO 2

II.2 Thuyết minh dây chuyền

Lưu huỳnh có nhiệt độ 140o C -145oC từ bộ phận hoá lỏng được bơm cấp về các thùngchứa trung gian đầu lò đốt của 3 dây chuyền axít số 1, 2, 3 Tại các thùng chứa trung gianđầu lò lưu huỳnh được các bơm lưu huỳnh cấp qua vòi phun vào lò đốt Không khí ẩm saukhi qua tháp sấy khí để sấy khô đạt tiêu chuẩn về độ ẩm, tia bắn tiếp tục qua các trao đổinhiệt để gia nhiệt trước khi vào lò đốt Trong lò đốt lưu huỳnh cháy cùng với O2 trongkhông khí theo phản ứng:

S + O2 = SO2 + Q

Hỗn hợp khí có nhiệt độ từ 1000±25oC, nồng độ SO2 từ 9-10.5% thể tích đi quanồi hơi để hạ nhiệt độ xuống còn 400o C –430oC sau đó đi qua thiết bị lọc gió nóng đểsang công đoạn tiếp xúc

Tại bộ phận nồi hơi, nước được xử lý tại bộ phận lọc nước hoá học được đưa vàothiết bị khử khí để khử O2 sau đó qua bơm cấp đưa vào nồi hơi Hơi tạo ra trong nồi hơi

có áp suất 25 at, nhiệt độ 225 oC được đưa qua thiết bị giảm áp để hạ xuống còn 6 at,

1580C rồi cấp hoà vào mạng chung

Riêng hơi nước của dây chuyền axít số 2, hơi tạo ra trong nồi hơi có áp suất 25 at,nhiệt độ 225 oC Khi dây chuyền phát điện hoạt động hơi 25 at, nhiệt độ 225oC được gianhiệt bằng khí sau lớp 1 tháp tiếp xúc tại thiết bị quá nhiệt số 309 nâng lên thành hơiquá nhiệt có nhiệt độ 350 - 4000C rồi cấp cho dây chuyền phát điện Khi dây chuyềnphát điện không hoạt động hơi có áp suất 25 at, nhiệt độ 225oC được đưa qua thiết bịgiảm áp để hạ xuống còn 6 at, 1580C rồi cấp hoà vào mạng chung hoặc qua bộ phậngiảm âm rồi xả ra ngoài trời qua ống xả hơi

II.3 Các thông số kỹ thuật

- Nhiệt độ dầu DO: 25-30˚C

- Áp suất dầu:15-25 kg/cm2

- Nhiệt độ tường gạch lò đốt: 900-950˚C

- Nhiệt độ buồng đốt: 1000-1050˚C

- Nhiệt độ khí ra sau nồi hơi: 420-430˚C

- Áp suất hơi trong nồi hơi 25at

- Nhiệt độ hơi nước 225˚C

- Nhiệt độ hơi sau giảm áp: 160˚C

- Áp suất hơi sau giảm áp: 6kg/cm2

- Lưu lượng lưu huỳnh vòi phun: 2.98 m3/h

- Áp suất lưu huỳnh: 12kg/cm2

- Lưu lượng không khí vào lò :30000-35000Nm3/h

Lớp tiếp theo là lớp gạch định hình AD5 và AD3(230x113x65/45)

Đầu đốt lò cũng được xây bằng những lớp gạch như trên

Giữa phần đầu lò và thân lò là phần hình côn được xây lót bằng gạch định hình

để thu côn bằng 2 lớp gạch AD5 và AD3

Lò đốt được đặt trên 5 giá di động kiểu con lăn

Bên ngoài lò được bọc bằng lớp vỏ nhôm

Chiều dài thân lò 14230

Chiều dài thân trụ buồng trước 6800

Chiều dài thân trụ buồng giữa 2000

Chiều dài thân trụ buồng sau 1780

Chiều dài phần côn 883

DO tạo phản ứng sinh SO2 Các vách ngăn được thiết kế để tăng hiệu suất chuyển hoálưu huỳnh bằng cách tạo ra các dòng chảy xoáy Ngoài ra hơi nước được bổ sung nhằmtránh hiện tượng cặn lưu huỳnh lắng trong lò Phản ứng tạo SO2 là phản ứng toả nhiệt

do đó lượng nhiệt của hỗn hợp khí sau phản ứng sẽ được đưa vào nồi hơi nhiệt thừangay sau buồng đốt

b Nồi hơi nhiệt thừa

Cấu tạo:

Nồi hơi nhiệt thừa là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm gián tiếp Khí SO2 đibên trong ống, nước mềm đã được khử khí đi bên ngoài ống hơi nước lấy nhiệt và được

sử dụng vào các mục đích khác nhau của nhà máy

Đặc tính của thiết bị - Chế độ nồi hơi

- Năng suất sinh hơi: 14000-17000kg/h

- Áp suất nồi hơi khi làm việc 24-25at

- Áp suất ra nồi hơi: 10-20 at

- Nhiệt độ nước cấp :100-150˚C

- Hiệu suất lò hơi 88%

- Lưu lượng khí nóng vào nồi hơi :33000±5% Nm3/h

- Thành phần SO2 ≥11%

- Nhiệt độ khí vào” 950-1050˚C

- Nhiệt độ khí ra nồi hơi: 350-420˚C

Chế độ nước cấp cho nồi hơi:

- Màu sắc: Không màu

Hoạt động của toàn bộ bộ phần nồi hơi nhiệt thừa:

Nước mềm từ bộ phận lọc nước hoá học được cấp lên bình khử vị trí 206 quathiết bị gia nhiệt Tại bình khử khí nước được nâng nhiệt lên tới 100-105 ˚C và tách oxisau đó được bơm cấp nước vị trí 205 cấp vào nồi hơi Nước trong nồi hơi trao đổi nhiệtvới khí lò, hơi nước bão hoà có áp suất 25at sinh ra được đưa qua thiết bị quá nhiệt 309

để tạo hơi quá nhiệt cấp cho phát điện

Hỗn hợp khí SO2 nồng độ ≤11% có nhiệt độ từ 950-1050˚C vào nồi hơi, sau khitrao đổi nhiệt với nồi hơi nhiệt độ hạ xuống còn 420-430˚C đi qua thiết bị lọc gió nóng

để vào tiếp xúc Để điều chỉnh nhiệt độ khí sau nồi hơi dùng van điều chỉnh khí đi tắtnồi hơi, khi nhiệt độ vào lọc gió nóng >420˚C thì đóng van đi tắt và ngược lại

Để cấp nước vào nồi hơi có cụm van tự động cấp nước làm việc theo tín hiệunhận được từ thiết bị đo mức nước

Để giữ ổn định áp suất nồi hơi dùng van tự động điều chỉnh áp suất nồi hơi theotín hiệu áp suất nồi hơi Khi áp suất >25at van mở và ngược lại

c Các thiết bị khác

- Ống khói khởi động 204: dùng trong quá trình gia nhiệt khởi động lò

Vật liệu thép CT3.Đường kính 800, chiều cao 15000

- Thùng chứa dầu DO 206: dùng để chứa dầu khi gia nhiệt và khởi động lò

Kích thước: 1812*600, chiều cao 2870, chiều cao chứa dầu 2400.

- Bơm cấp dầu DO: năng suất 0,5m3/h; áp suất 25kG/cm2

- Bơm lưu huỳnh lỏng: năng suất 4,5m3/h, áp suất 12at Động cơ 18,5kW, tốc độvòng quay 2900 vòng/phút

- Thùng chứa lưu huỳnh lỏng 113: dùng để chứa S lỏng cấp cho lò Đường kính

6000, cao 3000

3 Công đoạn tiếp xúc

3.1 Sơ đồ công nghệ - Sơ đồ 4

3.2 Thuyết minh dây truyền

Hỗn hợp khí SO2 từ thiết bị lọc gió nóng có nhiệt độ 400430oC và nồng độ SO2 từ

910,5% đi vào lớp I máy tiếp xúc Nhờ có xúc tác V2O5 khí SO2 phản ứng với O2 tạothành SO3 theo phản ứng: SO2 + 1/2 SO2 SO3 + Q

Đây là phản ứng thuận nghịch, toả nhiệt, giảm thể tích Quá trình sảy ra theo chiềuthuận khi có xúc tác

Cơ chế của sự ôxy hoá SO2 trên xúc tác VANADI được giải thích bằng sự tạo thành,phân huỷ hợp chất trung gian ở dạng sunfátvanadi theo phản ứng

Như vậy trong quá trình phản ứng thì VANADI là chất vận chuyển ôxy

Mức tiếp xúc được xác định bằng tỷ số áp suất riêng phần của SO3 với tổng số ápsuất riêng phần của SO3 và SO2 X = P SO3/(P SO3 + P SO2)

Trong đó Xp: Mức tiếp xúc cân bằng

Kp: Hằng số cân bằng của phản ứng oxy hoá SO2 thành SO3

a: Nồng độ ban đầu của SO2 trong hỗn hợp khí

b: Nồng độ ban đầu của ôxy

Hằng số cân bằng phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức lg 4905,5 4 , 6455

T Kp

Mức tiếp xúc cân bằng phụ thuộc vào tỷ số giữa SO2 và O2, O2 càng lớn và SO2 càngnhỏ thì mức tiếp xúc cân bằng càng cao

Sau lớp I, hỗn hợp khí SO2 đạt mức chuyển hoá X1 =6070%, nhiệt độ 595±50C đượcqua trao đổi nhiệt sau lớp I hạ nhiệt độ xuống 4504850C nhờ thiết bị trao đổi nhiệt ngoàisau lớp I rồi tiếp tục đi vào lớp xúc tác thứ II để tiếp tục phản ứng chuyển hoá SO2 thành

SO3

Sau lớp II hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá 8590% nhiệt độ 5205450C đi vào traođổi nhiệt ngoài để hạ nhiệt độ khí xuống 4304500C rồi đi vào lớp xúc tác số 3 để tiếp tụcphản ứng

Ra khỏi lớp III khí SO2 được chuyển hoá từ 94,596,5%, nhiệt độ từ 450475oC đi quacác trao đổi nhiệt để nâng nhiệt cho khí SO2 sau hấp thụ trung gian hoặc trao đổi nhiệt vớikhông khí ẩm để hạ nhiệt độ xuống <165oC rồi đi vào hấp thụ trung gian để hấp thụ lượng

SO3 đã tạo thành của 3 lớp chuyển hoá sau đó qua các tháp tách mù (là chất có hại cho xúc tác và thiết bị) rồi được nâng nhiệt nhờ các trao đổi nhiệt từ 500C đến 4054150C trước khivào lớp IV

Ra khỏi lớp IV khí SO2 được chuyển hoá từ 99,699,85%, nhiệt độ từ 420435oC điqua các trao đổi nhiệt làm nguội SO3 bằng không khí ẩm, không khí khô, hay nước mềm

để hạ nhiệt độ xuống <165oC trước khi vào hấp thụ cuối

- Hiệu suất chuyển hoá lớp xúc tác 1: 60%

- Hiệu suất chuyển hoá lớp xúc tác 2: 82%

- Hiệu suất chuyển hoá lớp xúc tác 3: 94%

- Hiệu suất chuyển hoá lớp xúc tác 4: 99.7%

- Lưu lượng hỗn hợp khí vào tiếp xúc: 35000 ± 1000m3/h

là lưới théo 1 ly nhôm lá dày 0,8mm

Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8mm, đường kính 2100.Dưới nón phân phối là lớp ghi bằng thép, trong tháp có kết cấu từ dưới lên là dầm đỡ

ghi I240 bằng thép C20, kết cấu ghi đỡ, lưới thép, lớp đá thạch anh, dày 50mm Lớpxúc tác T-210 dày 570mm, thể tích 25m3, lớp đá thạch anh dày 50mm

có 08 đoạn trụ bằng gang chịu nhiệt có 800mm lắp ghép với nhau, dùng làm trụ đỡcho các kết cấu của tháp Xung quanh tháp, bên ngoài vỏ thép là lớp bảo ôn cách nhiệtbằng bông thuỷ tinh dày 250mm, bên ngoài là luới thép 1 ly và nhôm lá dày 0,8mm.Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8mm, 2100mmm góc đỉnhnón 1500, trên nón có 12 lỗ 200mm cách đều nhau và cách tâm là 650mm Dưới nónphân phối khí là lớp ghi bằng thép để rải lớp đá thạch anh dày 50mm, cỡ đá 20x25mm.Trong tháp gồm có 3 lớp xúc tác, mỗi lớp có kết cấu theo thứ tự từ dưới lên là: dầm đỡghi I 240 thép C20, kết cấu ghi đỡ, lưới thép, sau đó là lớp đá thạch anh cỡ 20x25mm,dày 50mm, lớp xúc tác, lớp đá thạch anh dày 50mm

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

Các thông số cơ bản:

- Năng suất : 360 tấn axít /ngày đêm

- Lưu lượng khí qua tháp: <46.600 Nm3/h

Dùng để hạ nhiệt độ hỗn hợp khí sau lớp xúc tác 1 đạt nhiệt độ vào lớp xúc tác 2.Đồng thời gia nhiệt hơi nước bão hoà 25 at, 2220C lên 4200C dùng cho tua bin phátđiện.

Cấu tạo:

Gồm có 02 chùm ống trao đổi nhiệt đặt trong 2 hộp khí hình chữ nhật liền nhau,

có ống dẫn khí SO3 nối tiếp 2 hộp với nhau ống trao đổi nhiệt bằng thép 12Cr1MoVchịu nhiệt độ, áp suất và chống ăn mòn hoá học Hộp khí bằng thép C20 Khí SO3 đingoài ống , hơi nước bão hoà đi trong ống

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt : 298 m2, ống 38x4mm, L=70.000mm

- Kích thước bao ngoài: DxRxH= 5980x6170x4037mm

- Ống khí SO3 vào: Dy= 1400mm

- Ống khí SO3 ra: Dy= 1400mm

- Ống hơi nước bão hoà vào: Dy= 250mm, thép 12Cr1MoV

- Ống góp hơi nước quá nhiệt ra: Dy= 250mm

Các chỉ tiêu kỹ thuật:

- Nhiệt độ khí SO3 vào/ra: 600oC/454 oC

- Năng suất khí SO3: 31.747 Nm3/h

- Nhiệt độ hơi nước vào/ra: 222oC/420 oC

- Năng suất hơi nước: 15.300 Nm3/h

- Áp suất làm việc: 25 at

e Trao đổi nhiệt ngoài khí sau lớp 2 (305)

Công dụng:

Dùng hạ nhiệt độ khí SO3 sau lớp xúc tác 2 đưa vào lớp xúc tác 3 Hỗn hợp khí

SO3 nóng đi trong ống, từ trên xuống dưới, khí SO2 đi ngoài ống

Cấu tạo:

Tháp kiểu trao đổi nhiệt ống chùm, có vỏ bằng thép, phần buồng khí trên và dướitrong được xây lót bằng lớp gạch chịu nhiệt dày 115mmm, bên ngoài được bảo ôn bằngbông khoáng dày 100mm (tháp 305 được sử dụng tháp 304a cũ)

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt : 1176 m2

- Chiều cao toàn bộ tháp : 10780mm

- Đường kính tháp : =3000mm

- Tổng số ống trao đổi nhiệt n=1760 ồng, 38x3,5; H=5.600mm

f Trao đổi nhiệt ngoài sau lớp 3/1 (vị trí 3010):

Công dụng:

Dùng trao đổi nhiệt hạ nhiệt độ khí SO3 sau lớp 3 và nâng nhiệt độ hỗn hợp khí

SO2 từ thiết bị lọc mù số 278 về Hỗn hợp khí SO3 đi trong ống, từ trên xuống dưới, khí

SO2 đi ngoài ống

Cấu tạo:

Thân tháp có vỏ bằng thép, được chia làm 3 đoạn:

- Đoạn trên là hộp khí vào, vỏ thép, trong xây lót bởi 1 lớp gạch sa mốt chịunhiệt Kích thước: H = 2.622 mm,  2.812x10mm

- Đoạn giữa là phần trao đổi nhiệt, vỏ bằng thép dày 10mm, bên ngoài bảo ôncách nhiệt Đường kính 2.558 x10mm, H=6000mm Các ống trao đổi nhiệt bằng thépC20, gồm 1045 ống 57x3,5mm, L=6.000mm, F=1.050m2

- Đoạn dưới là hộp khí ra, vỏ thép, H=2.600mm; 2.558mm

- Ống khí SO2 ra: Dy=1400mm, ống thép 1416x8mm, kiểu hộp khí hình côn.

Dùng trao đổi nhiệt hạ nhiệt độ khí SO3 sau TĐN 3010 đưa đi hấp thụ trung gian

và nâng nhiệt độ nước mềm vào các thiết bị khử khí của nồi hơi các dây chuyền A xít.Hỗn hợp khí SO3 đi ngoài ống, từ trên xuống dưới, nước mềm đi trong ống

Cấu tạo:

Tháp có vỏ bằng thép, kiểu trao đổi nhiệt ống chùm:

- Vỏ bằng thép, bên ngoài bảo ôn cách nhiệt dày 100mm bằng bông thuỷ tinh,vữa amiăng, lá nhôm

Chiều cao tổng H = 8.300 mm,  1.316x10mm, trong đó phần trao đổi nhiệt cao6.000mm, nắp trên và nắp dưới hình chỏm cầu

Các ống trao đổi nhiệt bằng thép SUS316L, 38x3mm, L=6.000mm; só ống là

Chế độ kỹ thuật:

- Nhiệt độ khí SO3 vào/ra: 3100C/1800C

- Lưu lượng khí SO3: Q=31.174Nm3/h

- Nhiệt độ nước mềm vào/ra: 300C/800C

- Lưu lượng nước mềm: Q=29,6 Nm3/h

- Áp suất làm việc: 1at

h Trao đổi nhiệt ngoài sau lớp 4/1 (vị trí 303):

Công dụng:

Dùng trao đổi nhiệt hạ nhiệt độ khí SO3 sau lớp xúc tác 4 và nâng nhiệt độ khôngkhí khô khi đưa về lò đốt lưu huỳnh Hỗn hợp khí SO3 nóng đi trong ống, từ dưới lêntrên, không khí khô đi ngoài ống

Cấu tạo:

Tháp kiểu trao đổi nhiệt ống chùm, có vỏ bằng thép CT38 10mm, phần buồngkhí trên và dưới trong được xây lót bằng lớp gạch chịu nhiệt dày 115mmm, bên ngoàiđược bảo ôn bằng bông khoáng dày 100mm

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt : 530 m2

- Chiều cao toàn bộ tháp : 7400mm (Trong đó: Chiều cao phần ống trao đổi nhiệt3000mm)

- Đường kính tháp : 3020x10mm

- Tổng số ống trao đổi nhiệt 38x3,5, H3000mm : 1615 ống

4 Công đoạn sấy hấp thụ

4.1 Sơ đồ công nghệ - Sơ đồ 5

4.2 Thuyết minh dây truyền

Quá trình sấy không khí ẩm: Hơi nước không phải là 1 chất độc đối với chất xúc

tác vanadium Nhưng nếu trong khí có hơi nước thì sẽ tạo mù ở quá trình hấp thụ, làmmất nhiều axít trong khí thải vì mù axít rất khó hấp thụ trong các tháp hấp thụ Ngoài ra

mù còn ngưng tụ trong các tháp trao đổi nhiệt bên ngoài của tháp tiếp xúc nhất là cáctrao đổi nhiệt làm nguội SO3 làm ăn mòn các ống trao đổi nhiệt vì vậy không khí cầnphải được sấy đạt tiêu chuẩn trước khi cấp vào hệ thống

Không khí được hút (dây chuyền sản xuất axít số 1,2 ) hoặc được đẩy vào tháp sấy (dây chuyền sản xuất axít số 3) Tại tháp sấy, axít sunphuríc có nồng độ ≥ 95% được

tưới từ trên xuống tiếp xúc với không khí đi từ dưới lên qua các lớp đệm Nhờ có sựtiếp xúc này hơi nước trong không khí được axít hấp thụ, không khí sau tháp sấy cóhàm ẩm < 0,015 %V được nâng nhiệt lên 1001500C trước khi đưa về lò đốt lưu huỳnh

Quá trình hấp thụ khí SO 3 :Đầu tiên SO3 hoà tan vào trong axít, sau đó phản ứngvới nước trong đó theo phản ứng tổng quát sau:

n.SO3 + H2O = H2SO4 + (n-1).SO3

Tuỳ theo tỷ lệ giữa SO3 và nước mà nồng độ axít thu được sẽ khác nhau:

- Nếu n > 1: sản phẩm là ôlêum

- Nếu n = 1: sản phẩm là mônô hyđrat

- Nếu n < 1: sản phẩm là axít loãng

Nồng độ axít và nhiệt độ axít ảnh hưởng lớn đến tốc độ và hiệu suất hấp thụ Tạinồng độ axít 98,3% H2SO4 và ở nhiệt độ thấp thì cả tốc độ hấp thụ và hiệu suất hấp thụđạt giá trị cực đại Có thể giải thích điều này như sau:

- Axít sunfuric nồng độ 98.3% hấp thụ khí SO3 tốt nhất vì áp suất hơi SO3 trên bềmặt dung dịch axít này rất thấp Nồng độ thấp hay cao hơn 98.3% thì quá trình hấp thụ

SO3 đều không tốt

Hỗn hợp khí SO2, SO3 ra khỏi lớp III máy tiếp xúc có mức chuyển hoá 94,596,5%

sẽ qua các trao đổi nhiệt để làm nguội xuống nhiệt độ <165oC trước khi đi vào đáy tháp

hấp thụ trung gian (riêng tại dây chuyền axít 2 là 190195 0 C) Axít mônôhyđrát có

nồng độ 98,3±0,4% H2SO4 có nhiệt độ 705oC từ thùng chứa được các bơm chìm bơmlên dàn làm lạnh axít kiểu tấm và được làm lạnh xuống 505oC sau đó đổ vào thùng cao

vị rồi được tưới vào tháp hấp thụ trung gian qua hệ thống phân phối axít bằng đĩa.Lượng axít chảy từ tháp hấp thụ trung gian về thùng chứa lại tiếp tục được bơm tuầnhoàn lên tháp kết thúc 1 chu trình Do hấp thụ SO3 nồng độ axít tăng dần lên, để duy trìnồng độ axít mônô ta pha loãng bằng nước công nghệ hoặc bằng axít sấy Do hấp thụ

SO3 và bổ xung H2O nên mức thùng chứa axít cao dần lên, để duy trì mức thùng chứa ta

đưa axít sang bộ phận sấy để nâng nồng độ axít sấy (hoặc đưa về kho như tại dây chuyền axít số 3).

Khí ra khỏi tháp hấp thụ trung gian có nhiệt độ 4560oC đi vào bộ phận khử mù để táchhết lượng axít và mù axít rồi đi qua các trao đổi nhiệt để nâng nhiệt độ lên 405415oC trướckhi vào lớp IV máy tiếp để chuyển hoá tiếp lượng SO2 còn lại

Hỗn hợp khí SO2, SO3 ra khỏi lớp IV máy tiếp xúc có mức chuyển hoá 99,699,85%nhiệt độ 4204350C sẽ qua trao đổi nhiệt làm nguội SO3 bằng không khí khô, không khí

ẩm hoặc nước mềm để làm nguội xuống nhiệt độ <165oC rồi đi vào đáy tháp hấp thụ cuối.Axít mônô có nồng độ 98,3 ±0,4% H2SO4 có nhiệt độ 5575oC từ thùng chứa được cácbơm chìm bơm lên các thiết bị làm lạnh kiểu tấm hay kiểu ống chùm và được làm lạnhxuống 4555oC sau đó đổ vào thùng cao vị rồi được tưới vào tháp hấp thụ cuối qua hệthống phân phối axít bằng đĩa với lưu lượng Lượng axít chảy từ tháp hấp thụ cuối vềthùng chứa lại tiếp tục được bơm tuần hoàn lên tháp kết thúc 1 chu trình Do hấp thụ SO3

nồng độ axít tăng dần lên, để duy trì nồng độ axít mônô ta pha loãng bằng nước công nghệ

Do hấp thụ SO3 và bổ xung H2O nên mức thùng chứa axít cao dần lên, để duy trì mứcthùng chứa ta đưa axít sang bộ phận sấy để nâng nồng độ axít sấy.

Sau tháp hấp thụ cuối hỗn hợp khí đi vào thiết bị khử mù hay tháp tách giọt trướckhi thải ra ngoài trời qua ống thải khí

4.3 Các thiết bị chính

a Tháp sấy

Cấu tạo:Vỏ bằng thép dày 8mm, xây lót bằng gạch chịu axít, bên trong xếp đệm chịu

axít, phân phối bằng 4máng thép không gỉ, Φ5000mm,H15600 mm, ống khí vào/raΦ1200mm; ống axit bằng thép không gỉ đẩy/hồi 200/530

- Lưu lượng không khí ẩm vào tháp: 36600-47000m3/h

- Nhiệt độ không khí vào: 28-30˚C

- Nhiệt độ không khí ra: 40-45˚C

- Lưu lượng axit tưới: 240-270m3/h

- Nồng độ axit tưới:≥ 95% H2SO4

- Nhiệt độ axit tưới/chảy:45-50/40-45˚C

- Tia bắn: ≤0.005mg/m3

b Tháp hấp thụ trung gian 254

Nhiệm vụ:hấp thụ khí SO3 sau lớp tiếp xúc III

Cấu tạo:Vỏ bằng thép dày 8mm, xây lót bằng gạch chịu axít, bên trong xếp đệm chịu

axít, phân phối bằng 4máng thép không gỉ, Φ5000mm, 15600mm, ống khí vào/raΦ1400mm; ống axit bằng thép không gỉ đẩy/hồi 200/530, đường cấp nước thép CT38

- Lưu lượng hỗn hợp khí SO3, SO2 vào tháp: 34840m3/h

- Nhiệt độ khí vào: ≤180˚C

- Nhiệt độ khí ra: 80˚C

- Lưu lượng axit tưới: 360m3/h

Cấu tạo:Vỏ bằng thép dày 8mm, xây lót bằng gạch chịu axít, bên trong xếp đệm

chịu axít, phân phối bằng 4máng thép không gỉ, Φ5000mm,H14762 mm, ống khí vào/raΦ1400mm; ống axit bằng thép không gỉ đẩy/hồi 200/530, đường cấp nước thép CT38

- Lưu lượng hỗn hợp khí SO3 vào tháp: 31330m3/h

5 Công đoạn xử lý nước mềm

Nước công nghiệp ban đầu được đưa vào hệ thống lọc nước đi qua hệ thống các máylọc cơ học trong có chứa than antraxít nghiền sau đó qua thiết bị lọc cation để lọc sắt;qua thiết bị lọc cation cấp I, cấp II để lọc các iôn Ca2+, Mg2+…; rồi tiếp tục đi sang thiết

bị lọc anion để lọc iôn Cl-… sau đó về thùng chứa sản phẩm