Nghiên cứu thiết kế công nghệ sản xuất na2sif6 và mô hình hóa thiết bị sấy khí động trong dây chuyền sản xuất

Để khắc phục tình trạng chất lượng sản phẩm thấp, đồng thời giúp giải quyết vấn đề về ứng dụng trong công nghiệp thuốc trừ sâu, công nghiệp sản xuất xi-măng, sản xuất gốm sứ…cùng với tín

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học

TS NGUYỄN ĐẶNG BÌNH THÀNH

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 4

LỜI CAM ĐOAN 5

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 9

MỞ ĐẦU 10

TÓM TẮT NHIỆM VỤ 11

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ Na2SiF6 12

1.1 Thị trường sản phẩm Na2SiF6 tại Việt Nam 12

1.1.1 Giới thiệu về sản phẩm Na2SiF6 12

1.1.2 Sơ lược về thị trường Na2SiF6 trên thế giới 12

1.1.3 Thị trường Na2SiF6 ở Việt Nam 12

1.2 Thị trường nguyên liệu [5] 14

1.2.1 Thị trường muối Natri Sunfat (Na2SO4) 14

1.2.2 Kết luận về thị trường nguyên liệu tại Việt Nam 23

1.3 Phân tích lựa chọn phương pháp công nghệ 23

1.3.1 Sơ đồ công nghệ tổng quát 23

1.3.2 Tổng hợp phân tích lựa chọn nguyên liệu 25

1.3.3 Kết luận về lựa chọn công nghệ 30

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG ÁN CẢI TIẾN, HIỆN ĐẠI HÓA, TỐI ƯU HÓA DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 31

2.1 Phương pháp tiến hành nghiên cứu 31

2.1.1 Các phương pháp nghiên cứu 31

2.1.2 Mô tả cụ thể các phương pháp được áp dụng để nghiên cứu: 31

2.2 Tài liệu thu thập 32

2.3 Thuyết minh công nghệ sản xuất Na2SiF6 32

2.4 Tính toán công nghệ 33

2.4.1 Thông số đầu vào 33

2.4.2 Tính toán công nghệ 33

2.5 Những tồn tại của Xưởng Na2SiF6 tại Việt Nam 41

2.5.1 Tự động hóa 41

2.5.2 Thông gió hút bụi 42

2.5.3 Đánh giá tiêu hao nguyên liệu cho quá trình sản xuất 42

2.6 Kết quả giải quyết những tồn tại của Xưởng Na2SiF6 tại Việt Nam 42

2.6.1 Tự động hóa 42

2.6.2 Thông gió hút bụi 50

2.6.3 Đánh giá tiêu hao nguyên liệu cho quá trình sản xuất 50

CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG THIẾT BỊ SẤY Na2SiF6 52

3.1 Cơ sở lý thuyết quá trình sấy 52

3.1.1 Khái niệm về quá trình sấy 52

3.1.2 Cơ sở lý thuyết quá trình sấy 52

3.2 Các đặc điểm của quá trình sấy khí động 61

3.2.1 Nguyên lý làm việc 61

3.2.2 Đặc điểm của sấy khí động 61

3.2.3 Ưu điểm: 63

3.2.4 Nhược điểm: 63

3.3 Mô hình hóa 64

3.3.1 Thuật toán của mô hình 64

3.3.2 Tổng quan cho mô hình đầu vào 65

3.3.3 Cơ sở xây dựng mô hình 65

3.3.4 Kết quả mô hình 74

3.3.5 Khảo sát mô hình với các điều kiện đầu vào khác nhau 77

3.4 Tính toán thiết bị sấy khí động 78

3.4.1 Tính chiều dày ống sấy 78

3.4.2 Tính toán chiều dài của ống sấy 81

3.4.3 Kết quả tính toán thiết bị sấy ống 82

3.5 Tính toán thiết bị Xyclon cấp 1 83

3.5.1 Tính toán công nghệ 83

3.5.2 Chọn kết cấu 84

3.5.3 Kết quả tính toán thiết bị Cyclone cấp 1 84

3.6 Tính toán thiết bị Xyclon cấp 2 85

3.6.1 Tính toán công nghệ 86

3.6.2 Chọn kết cấu 86

3.6.3 Kết quả tính toán thiết bị Cyclone cấp 2 86

3.7 Tính toán thiết bị lọc bụi tay áo 87

3.7.1 Tính toán diện tích bề mặt lọc 88

3.7.2 Tính toán số túi lọc 88

3.7.3 Trở lực thiết bị lọc 88

3.7.4 Kết quả tính toán thiết bị lọc bụi tay áo 89

KẾT LUẬN 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

PHỤ LỤC 1 92

PHỤ LỤC 2 101

LỜI CẢM ƠN

Luận văn này được thực hiện và hoàn thành tại Viện Kỹ thuật Hóa học, trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trong thời gian thực hiện luận văn, tác giả đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy cô giáo, sự quan tâm của gia đình và bạn hữu

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Nguyễn Đặng Bình

Thành, người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả

hoàn thành luận văn này

Tác giả cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn tới các Thầy cô trong bộ môn Bộ môn Máy và Thiết bị công nghiệp Hóa chất, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn của mình

Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Học viên

Lê Ngọc Hòa

LỜI CAM ĐOAN

và mô hình hóa thiết bị sấy khí động trong dây chuyền sản xuất” là do tôi thực

hiện Các số liệu kết quả trong đề tài trung thực và chưa từng được công bố Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Tác giả luận văn

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

tế

Ký hiệu Định nghĩa Đơn vị

truyền chất

-

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các công ty nhập khẩu chính tại Việt Nam năm 2012 19

Bảng 1.2 Các nhà xuất khẩu chính sang thị trường Việt Nam năm 2012 21

Bảng 1.4 Phân tích việc sử dụng từng loại nguyên liệu: 26

Bảng 1.5 Bảng so sánh chi phí sản xuất với các loại nguyên liệu khác nhau 29

Bảng 3.1 Các hằng số đặc trưng hình học đối với các hình dạng khác nhau 72

Bảng 3.2: Bảng mô tả kết quả thiết bị sấy ống 82

Bảng 3.3: Thông số đầu vào 83

Bảng 3.4: Bảng mô tả kết quả thiết bị Cyclone cấp 1 84

Bảng 3.5: Bảng thông số đầu vào 85

Bảng 3.6: Bảng mô tả kết quả thiết bị Cyclone cấp 2 86

Bảng 3.7: Bảng thông số đầu vào 87

Bảng 3.8: Bảng mô tả kết quả thiết bị lọc bụi tay áo 89

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Tình hình tiêu thụ Natri Sunfat trên thế giới năm 2011 15

Hình 1.2 Tình hình nhập khẩu Natri Sunfat tại Việt Nam 18

Hình 1.3 Thị phần cung cấp Natri Sunfat vào Việt Nam năm 2012 19

Hình 1.4 Giá nhập khẩu Natri Sunfat vào Việt Nam qua các năm 22

Hình 1.5 Giá nhập khẩu natri sunphat trên 90% tại Việt Nam 22

Hình 1.6 Sơ đồ công nghệ chung sản xuất Na2SiF6 24

Hình 2.1 Bản vẽ PID số 4X1205-21-PID-7002 công đoạn phản ứng trước khi tối ưu 44

Hình 2.2 Bản vẽ PID số 4X1205-21-PID-7002 công đoạn phản ứng sau khi tối ưu 45 Hình 2.3 Bản vẽ PID số 4X1205-21-PID-7003 công đoạn sấy và đóng bao trước khi tối ưu 48

Hình 2.4 Bản vẽ PID số 4X1205-21-PID-7003 công đoạn sấy và đóng bao sau khi tối ưu 49

Hình 3.1 Biểu đồ i-X của không khí ẩm 54

Hình 3.2 Sơ đồ thiết bị sấy 1 cấp và biểu diễn của quá trình sấy trên đồ thị i-X 55

Hình 3.3 Sơ đồ thiết bị sấy nhiều cấp và biểu diễn của quá trình sấy trên đồ thị i-X 55

Hình 3.4 Sơ đồ thiết bị sấy tuần hoàn và biểu diễn quá trình sấy trên đồ thị i-X 56

Hình 3.5 Đường cong sấy W=f(T) 59

Hình 3.6 Đường cong vận tốc sấy 59

Hình 3.7 Sơ đồ sấy bằng phương pháp khí động 61

Hình 3.8 Sơ đồ thuật toán mô phỏng quá trình sấy khí động 64

Hình 3.9 Mô hình máy sấy khí động 65

Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi vận tốc sấy theo chiều dài ống sấy 74

Hình 3.11 Đồ thị biểu diện sự thay đổi độ ẩm theo chiều dài ống sấy 75

Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo chiều dài ống sấy 76

Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi chiều dài ống sấy với đường kính hạt vật liệu sấy 77

Hình 3.14 Sơ đồ khối hệ thông sấy khí động 78

MỞ ĐẦU

Trong quá trình sản xuất DAP luôn sinh ra lượng Flo khá lớn, chủ yếu tồn tại

chất lượng của acid Photphoric, từ đó làm giảm chất lượng của sản phẩm DAP Để khắc phục tình trạng chất lượng sản phẩm thấp, đồng thời giúp giải quyết vấn đề về

ứng dụng trong công nghiệp thuốc trừ sâu, công nghiệp sản xuất xi-măng, sản xuất gốm sứ…cùng với tín hiệu khởi động của ngành công nghiệp luyện nhôm nước nhà

tới

hết các Nhà máy phân bón trong nước và trên thế giới đều sử dụng các loại nguyên

ty như: Công ty Cổ phần Supe Phốt phát và Hóa chất Lâm Thao, Công ty Cổ phần Phân bón Miền Nam đều sử dụng nguyên liệu là muối NaCl Duy nhất xưởng sản

CP Thiết kế Công nghiệp Hóa chất thiết kế và thi công) là dây chuyền đầu tiên tại

Kết quả vận hành chạy thử cho thấy thiết kế về cơ bản là tốt, dây chuyền vận hành ổn định Tuy nhiên từ thiết kế đến thi công còn thấy một số hạng mục thiết kế phải điều chỉnh trực tiếp tại công trình, một số tính toán thiết bị khi thiết kế sử dụng

hệ số thực nghiệm (theo kinh nghiệm thiết kế các thiết bị tương tự), nên có thể một

số công đoạn sẽ áp dụng hệ số dư công suất lớn hơn so với yêu cầu dẫn đến tăng chi phí đầu tư

máy sản xuất phân bón DAP số 2 VINACHEM, nhóm nghiên cứu sẽ thu thập, sử dụng số liệu trong quá trình vận hành chạy thử để: hiệu chỉnh, chuẩn hóa lại dây chuyền công nghệ; tính toán quy mô thiết bị và xây dựng bộ hồ sơ thiết kế quy chuẩn làm cơ sở cho các thiết kế tương tự sau này

TÓM TẮT NHIỆM VỤ

Nội dung nghiên cứu:

- Tối ưu sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất Na2SiF6 từ nguyên liệu

Na2SO4, thuyết minh dây chuyền và bảng cân bằng chất cho dòng công nghệ

- Xây dựng bộ hồ sơ lắp đặt thiết bị, đường ống phối thao cho xưởng sản xuất Na2SiF6

- Mô hình hóa thiết bị sấy khí động

- Dựng mô hình 3D.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ Na2SiF6

1.1 Thị trường sản phẩm Na 2 SiF 6 tại Việt Nam

1.1.1 Giới thiệu về sản phẩm Na 2 SiF 6

Sodium Fluorosilicate, có tên gọi khác là Sodium Silicofluoride (công thức:

1.1.2 Sơ lược về thị trường Na 2 SiF 6 trên thế giới

xuất nhôm, thủy tinh và gốm sứ, sản xuất criolit, ngoài ra còn sử dụng trong tuyển khoáng, flo hóa nước

Nga là 55.000 Tấn/năm nhưng nhu cầu sử dụng không vượt quá 7.000 – 8.000 Tấn

năm và còn phải nhập khẩu để dùng cho sản xuất nhôm Ở Đông Âu, 90% lượng

USD/Tấn

1.1.3 Thị trường Na 2 SiF 6 ở Việt Nam

a Tình hình sản xuất [5]

Nhà máy sản xuất phân bón chứa lân, tiêu biểu là ở Công ty Cổ phần Supe Phốt phát và Hóa chất Lâm Thao Hiện nay Công ty này đang có 2 xưởng sản xuất

Na2SiF6 với công suất thiết kế mỗi xưởng là 625 Kg/h Công suất thiết kế tổng cộng

toàn vào hàm lượng Flo trong quặng Apatit nên trên thực tế hiện nay năng suất

sản xuất và các thiết bị đã cũ kỹ, lạc hậu nên hiện nay Công ty này hầu như chỉ sản

- Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất xi măng

- Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất gốm sứ

- Ứng dụng trong sản xuất thuốc diệt mối

Trong lĩnh vực sản xuất thuốc trừ mối, theo danh mục thuốc bảo vệ thực vật được phép sử dụng ở Việt Nam (được ban hành kèm theo Thông tư số 36 /2011/TT-BNNPTNT ngày 20 tháng 05 năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) thì Sodium Fluorosilicate được sử dụng trong các loại:

Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

Cả hai loại thuốc trên đều được đăng ký bởi Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

ra được xuất khẩu sang thị trường Trung Quốc

Quốc Hiện nay, Công ty TNHH Vương Tài là đơn vị độc quyền trong việc tiêu thụ

tình trạng độc quyền, đi kèm với chất lượng sản phẩm không cao (hầu như chỉ sản

xuất Na2SiF6 95%) nên hiện nay giá bán Na2SiF6 của Công ty này khá thấp, chỉ vào khoảng trên 2 triệu đồng/Tấn năm 2012

nghiệp xi măng Việt Nam giai đoạn 2016-2025 và định hướng đến năm 2030 thì đến năm 2020 tổng sản lượng xi măng cả nước sẽ đạt 75 – 76 triệu Tấn Công nghiệp gốm sứ cũng khá phát triển Ngành công nghiệp luyện nhôm cũng đang có

xuất thuốc trừ sâu, xi măng và gốm sứ Trong tương lai, chúng ta cần ứng dụng

thiết

1.2 Thị trường nguyên liệu [5]

1.2.1 Thị trường muối Natri Sunfat (Na 2 SO 4 )

1.2.1.1 Thị trường Natri Sunfat trên thế giới

Thị trường các chất tẩy rửa dạng bột đang chi phối nhu cầu Natri Sunfat trên thế giới Những nơi có mức tăng trưởng nhu cầu cao nhất là các nước đang phát triển, nhất là ở châu Mỹ La Tinh và châu Á Các chất tẩy rửa hiện chiếm trung bình

ngành dệt, sản xuất các loại hóa chất như natri bicacbonat, Chì Sunfat, Bari Sunfat

và Natri Nhôm Sunfat

Hình 1.1 Tình hình tiêu thụ Natri Sunfat trên thế giới năm 2011

Trung Quốc

thị trường tăng trưởng nhanh nhất đối với sản phẩm này Ngành sản

Industry với tổng công suất khoảng 1,5 triệu tẩn/năm Ngoài ra, còn có nhiều nhà sản xuất khác, ví dụ như Sichuan Chuanmei với công suất 450.000 tấn năm

Manuchar NV của Bỉ Công ty này hiện nhập khẩu khoảng 400.000 tấn/năm từ Trung Quốc, trong đó hơn 50% là của Tập đoàn Nafine Những nước nhập khẩu

Côlômbia, Ecuađo, Pêru và Achentina Sau những nước này là những nước châu Á như Thái Lan, Việt Nam, Inđônêxia Gần đây Hàn Quốc cũng tăng cường

Bắc Mỹ

Nhìn chung, thị trường này không tăng trưởng nhiều, với tốc độ tăng trưởng chỉ đạt 1%/ năm Nhưng cách đây 5 – 6 năm, thị trường này đã suy giảm với tốc độ 2%/năm

chi phí vận chuyển cao nên các tiểu bang đông dân phía Đông Mỹ được cung cấp

Nhà sản xuất Na2SO4 tự nhiên lớn nhất của Mỹ là Công ty SVM với sản lượng 230.000- 250.000 tấn/ năm, sản xuất từ nước muối của hồ Searles Lake, California Một nửa sản lượng của Công ty này được xuất khẩu, nửa còn lại tiêu thụ trong thị

sản xuất các loại khoáng khác, chủ yếu là borat và sô đa Công ty Cooper Natural

suất khoảng.160.000 tấn/ năm Thị trường nội địa của Mỹ chiếm 50% doanh số

Tinh, nhất là Mêhicô, nơi mà ngành sản xuất vải, chất tẩy rửa và thủy tinh của Mỹ đang chuyển một phần các cơ sở sản xuất của họ sang đó để tận dụng nhân công giá

rẻ

Minerals and Millar Western Saskatchewan với công suất 150.000 tấn, sản lượng năm 2003 đạt 110.000 tấn

tổng công suất khoảng 386.000 tấn/năm Nhà sản xuất lớn nhất trong số này là Công ty Elementis Chromium, có công suất 100.000 tấn /năm Nhà máy này áp

ổn định

Châu Mỹ La Tinh

trưởng nhanh nhất trên thế giới, phản ánh sự phát triển kinh tế và sự phổ biến ngày càng tăng của các loại chất tẩy rửa dạng bột Mêhicô là động lực chính của thị trường này, với nhu cầu tăng 3%/năm và mức tiêu thụ là 550 – 600 nghìn tấn

năm, trong đó 130.000 tấn được nhập từ Tây Ban Nha, 110 tấn nhập từ Mỹ, Mêhicô, Chilê, và 110.000 tấn nhập từ Trung Quốc

Châu Âu

/ năm sang châu Mỹ La

Tinh, còn lại tiêu thụ ở châu Âu và một số khu vực khác như Bắc Phi Bản thân thị

của TQ

muối Glauber ở vùng Burgos với sản lượng 200.000 tấn/ năm, Công ty Sulquisa sản xuất từ mỏ muối Glauber ở vùng Madrit, còn Công ty FMC Foret sản xuất từ tenarđit

châu Âu là Công ty Alkim (Thổ Nhĩ Kỳ) với sản lượng khoảng 300.000 tấn/năm 1.2.1.2 Thị trường Natri Sunfat tại Việt Nam

Tình hình sản xuất

Hiện nay, ở Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất Natri Sunfat, để đáp ứng nhu cầu natri sunphat cho cả nước, chúng ta phải nhập khẩu hoàn toàn, chủ yếu là từ thị trường Trung Quốc

Tình hình tiêu thụ

Natri sunphat được ứng dụng chủ yếu trong các lĩnh vực sau:

- Ngành sản xuất các chất tẩy rửa:

Natri Sunfat được sử dụng nhiều trong lĩnh vực sản xuất các loại bột giặt, chất tẩy rửa, và có thể chiếm tới 60% thành phần trong các loại bột này Ứng dụng của Natri Sunfat trong thị trường chất tẩy rửa có sự tăng trưởng ổn định Đây thị trường tiêu thụ chính của Natri Sunfat ở nước ta, chiếm khoảng 70% thị trường tiêu thụ Có thể kể đến một vài công ty nhập khẩu Natri Sunfat lớn trong lĩnh vực sản xuất chất tẩy rửa như: Công ty TNHH Manuchar Việt Nam, Công ty Cổ phần Xà phòng Hà Nội, Công ty Cổ phần Hóa chất công nghiệp Tân Long, Công ty TNHH Văn Minh, Công ty Cổ phần Bột giặt NET

- Ngành dệt may:

Công ty TNHH Dệt nhuộm Nam Phương là đơn vị chính nhập khẩu Natri Sunfat trong ngành dệt may

- Ngành sản xuất thủy tinh

Đơn vị: Tấn

Hình 1.2 Tình hình nhập khẩu Natri Sunfat tại Việt Nam

Qua nghiên cứu Tình hình nhập khẩu từ một số thị trường cho thấy Trung Quốc là nguồn cung ứng Natri Sunfat lớn nhất vào Việt Nam, chiếm thị phần khoảng 99% Phần còn lại là từ các nước: Đài Loan, Nhật Bản, Ấn Độ và một số quốc gia khác

0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000

Hình 1.3 Thị phần cung cấp Natri Sunfat vào Việt Nam năm 2012

Trong số các đơn vị nhập khẩu Natri Sunfat, Công ty TNHH Manuchar Việt Nam là công ty nhập khẩu lớn nhất cả nước trong những năm gần đây Lượng nhập hàng năm của Công ty này vào khoảng 125 – 126 ngàn tấn, phục vụ cho việc sản xuất chất tẩy rửa (sản xuất xà phòng, bột giặt)

Bảng 1.1 Các công ty nhập khẩu chính tại Việt Nam năm 2012

Đơn vị: Tấn

Cty TNHH Manuchar Việt

233B Đường Nguyễn Trãi - Quận

Công ty cổ phần hóa chất

Tân Long

1/N7A Nguyễn Thị Thập, Trung Hòa, Nhân Chính, Q Thanh Xuân, Hà Nội

Đường số 8, Khu công nghiệp

Dương, Hải Phòng

8.392,118

Công ty cổ phần sản xuất

thương mại Phương Đông

40 Kim Biên, Phường 13, Quận 5,

Trung Quốc 99%

Trung Quốc Khác

Doanh Nghiệp Địa chỉ Lượng

Công ty cổ phần bột giặt

LIX

Khu phố 4, Phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh

Xuất-Thương Mại Nguyễn Phát

69/69 Nguyễn Cửu Đàm, Phường Tân Sơn Nhì, Quận Tân Phú, Thành Phố Hồ Chí Minh

2.388

Công ty TNHH Thương mại

và Dịch vụ Xuất Nhập khẩu

Gia Huy

423 Tân Chánh Hiệp 21, Khu phố

4, Phường Tân Chánh Hiệp, Quận

Huyện Long Thành, Đồng Nai

Asia Private Limited và PMC Industry Limited Chỉ tính riêng 3 Công ty này đã chiếm hơn 73% tổng lượng nhập khẩu Natri Sunfat vào nước ta

Bảng 1.2 Các nhà xuất khẩu chính sang thị trường Việt Nam năm 2012

Đơn vị: Tấn

Manuchar HongKong Limited Suite 2005, The

Centrium, 60 Wyndham STR, Central,

HongKong

PMC Industry Limited 22F Tien Chu Comm

BLDG 173-174 Gloucested Road, Wanchai,

Hong Kong

Hoasenyeu Investment and Trading Company

8.572

Jiangsu Bohan Industry Trade CO., LTD No.37

Moxiang Road, Xuanwu Distric, Nanjing,

CHINA

Kun Ming Yu Yang Trade CO.,LTD Room B5,

548, Baiyun Road, Kunming, Yuanna Province,

P.R CHINA

Giá nhập khẩu Natri Sunfat tại Việt Nam

99% vào Việt Nam vào khoảng 2,4 triệu đồng/tấn Mức giá có xu hướng tăng

trưởng ổn định qua các năm từ 2008 đến 2012, chủ yếu ảnh hưởng bởi các nước xuất khẩu và sự mất giá của Việt Nam Đồng so với đồng Đô La Mỹ

Đơn vị: Triệu đồng

Hình 1.4 Giá nhập khẩu Natri Sunfat vào Việt Nam qua các năm

Theo phương án sản phẩm và các yếu tố đầu vào của Luận văn thì nguyên liệu

việc nhập khẩu muối Natri Sunfat hàm lượng thấp chủ yếu phục vụ trong công nghiệp sản xuất Ắcqui chì Dưới đây là giá nhập khẩu Natri Sunfat 90% trong 5 năm trở lại đây:

1.2.2 Kết luận về thị trường nguyên liệu tại Việt Nam

Qua phân tích về tình hình nguyên liệu ở trên cho thấy sử dụng NaCl là nguồn

-rất khó, đòi hỏi đầu tư dây chuyền xử lý phức tạp và tốn kém

Xưởng Acid sunfuric đưa sang tiến hành phản ứng phân giải quặng Apatit Việc tận

DAP

Vì lợi ích lâu dài và đảm bảo yếu tố môi trường đang ngày càng được quan tâm hơn trong các Nhà máy công nghiệp hiện đại, trên cơ sở phân tích trên ta lựa

1.3 Phân tích lựa chọn phương pháp công nghệ

1.3.1 Sơ đồ công nghệ tổng quát

hết các Nhà máy phân bón trong nước và trên thế giới đều sử dụng các loại nguyên

nghệ tổng quát và phổ biến như sau:

Hình 1.6 Sơ đồ công nghệ chung sản xuất Na2SiF6

Dựa vào cơ sở nguyên lý công nghệ tổng quát theo sơ đồ nêu trên, sự khác nhau giữa các dây chuyền sản xuất chỉ phụ thuộc vào việc lựa chọn loại muối Na nào làm nguyên liệu Lựa chọn nguyên liệu muối Na khác nhau, các dây chuyền sản xuất sẽ có những sai khác về tiêu hao nguyên liệu, động lực, chủng loại, kích thước các thiết bị, lượng chất thải phát sinh trong dây chuyền và phương pháp xử lý nước thải Việc lựa chọn nguyên liệu muối Na nào để sử dụng tùy thuộc vào các điều kiện kinh tế kỹ thuật của Luận văn và chính sách bảo vệ môi trường của quốc gia có địa điểm xây dựng Nhà máy

Vì vậy, đối với đề tài này việc lựa chọn phương pháp công nghệ sẽ không phải

là vấn đề trọng tâm mà sự phân tích tập trung vào việc lựa chọn sử dụng nguyên liệu muối Na nào là phù hợp cho dây chuyền sản xuất của đề tài nêu ra

1.3.2 Tổng hợp phân tích lựa chọn nguyên liệu

nước là 3 loại sau:

Bảng 1.3 Phân tích việc sử dụng từng loại nguyên liệu:

thùng phản ứng mịn hơn, dung dịch huyền phù có độ nhớt cao hơn khó lắng, khó rửa, đưa vào ly tâm sẽ khó vắt hơn, dẫn đến tiêu tốn năng lượng, chi phí thiết bị, xây dựng tăng

Dễ xảy ra hiện tượng quá bão hòa cục bộ đưa môi trường PH lên 3 -

suất thu hồi giảm và sản phẩm khó lọc, rửa

Bảng 1.3 Phân tích việc sử dụng từng loại nguyên liệu:

Nước thải chứa thành phần chủ yếu

là HCl với nồng độ khoảng 3.8%, tương đương hàm lượng clo trong nước thải vào khoảng 46.331 mg/l gấp 100 lần hàm lượng cho phép (nếu thải vào nguồn nước dùng cho việc cấp nước sinh hoạt), gấp 50 lần hàm lượng cho phép (nếu xả vào nguồn nước không dùng cho việc cấp nước sinh hoạt) Việc xử lý Clo trong nước thải khá phức tạp, chi phí đầu tư dây chuyền xử lý cao (~1.6

Nước thải trong trường hợp sử

cần thiết phải xử lý và có thể trở lại

Phốtphoric (Xưởng PA) để cùng

Axít Sunfuric (Xưởng SA) phân giải quặng Apatit trong thiết bị phản ứng

thì lượng nước thải ra môi trường cần xử lý là không đáng kể vì tính kiềm của Sô đa đã trung hòa hết

lượng nước thải đi xử lý là nước trung tính chỉ còn chứa một lượng

do lắng chưa hoàn toàn trong khâu lắng rửa và lượng cặn rắn này rất

dễ xử lý

Bảng 1.3 Phân tích việc sử dụng từng loại nguyên liệu:

triệu USD) và chi phí vận hành lớn

Bảng 1.4 Bảng so sánh chi phí sản xuất với các loại nguyên liệu khác nhau

Đơn vị tính: VND/tấn

4

Tiết kiệm chi phí do tận

dụng nước thải chứa

Tổng cộng +3.809.000 +1.126.000 +2.093.000

Ghi chú:

- Giá trị mang dấu (+) là chi phí phải chi cho sản xuất

- Giá trị mang dấu (-) là chi phí tiết kiệm được so với sản xuất hiện tại

điểm xây dựng cho phép nước thải chứa Clo không cần phải xử lý theo tiêu chuẩn về

môi trường (Xả vào nguồn nước mặn hoặc nước lợ)

Tuy nhiên, trong trường hợp tại địa điểm xây dựng có yêu cầu bắt buộc phải xử

phải đầu tư dây chuyền trong Luận văn cho bộ phận này sẽ rất lớn Theo tính toán của các chuyên gia nước ngoài cho một Luận văn tương đương thì chi phí đầu tư bộ phận

xử lý này là 1,5 triệu USD (khoảng 31,5 tỷ VND) Từ chi phí cố định đó sẽ phát sinh các chi phí khác trong giá thành như khấu hao (10%), lãi vay (12%), bảo dưỡng sửa chữa (1%), vv cộng với các chi phí biến đổi trong sản xuất của bộ phận xử lý nước thải này (nguyên liệu, động lực, nhân công) thì sự chênh lệch làm cho hiệu quả xấu hơn khi sử dụng NaCl sẽ lên tới 1,97 triệu USD/năm (khoảng 41,3 tỷ VND/năm) Nếu

tự thiết kế với thiết bị chủ yếu chế tạo trong nước thì chi phí đầu tư cố định cũng phải

18 tỷ VND và chi phí hàng năm sẽ là 20 tỷ VND/năm

1.3.3 Kết luận về lựa chọn công nghệ

cao chất lượng acid photphoric, từ đó nâng cao hàm lượng dinh dưỡng cho sản phẩm DAP và chắc chắn đem lại hiệu quả kinh tế lớn cho Nhà máy

văn cũng được phân tích lựa chọn kỹ về sử dụng loại nguyên liệu, muối Na nào giảm được tối đa các chi phí sản xuất

Trên cơ sở phân tích trên, Luận văn đề xuất lựa chọn dây chuyền sản xuất

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG ÁN CẢI TIẾN, HIỆN ĐẠI HÓA, TỐI

ƯU HÓA DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

2.1 Phương pháp tiến hành nghiên cứu

2.1.1 Các phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp thu thập số liệu từ tài liệu tham khảo

 Phương pháp thu thập số liệu từ thực nghiệm (thí nghiệm, khảo sát thực tế)

Phương pháp thu thập số liệu phi thực nghiệm (tham khảo ý kiến chuyên gia) Phương pháp phân tích, phân loại và hệ thống hóa lý thuyết

Phương pháp mô phỏng

 Phương pháp tối ưu hóa

Phương pháp so sánh

2.1.2 Mô tả cụ thể các phương pháp được áp dụng để nghiên cứu:

- Phương pháp thu thập số liệu từ tài liệu tham khảo: Dựa trên nguồn thông tin thu thập được từ những tài liệu tham khảo có sẵn (tiêu chuẩn, sách, báo cáo, tính toán thiết kế đã có…) để xây dựng cơ sở dữ liệu cho đề tài

- Phương pháp thu thập số liệu từ thực nghiệm: thu thập các số liệu, dữ liệu

DAP số 2 VINACHEM làm cơ sở tính toán chuẩn hóa lại thiết kế

- Phương pháp tối ưu hóa: trên cơ sở số liệu thực nghiệm, vận hành chạy thử tính toán tối ưu dây chuyền công nghệ, thiết bị, lắp đặt

2.2 Tài liệu thu thập

Sau khi thực hiện theo phương pháp nghiên cứu đã thu thập đủ toàn bộ tài liệu

2.3 Thuyết minh công nghệ sản xuất Na 2 SiF 6

ứng, tại đây xẩy ra phản ứng hóa học như sau:

Huyền phù sau khi sinh ra trong thùng phản ứng được lắng trong thời gian 30 phút thì tiến hành tách lớp chất lỏng phía trên ra, do trong huyền phù có lẫn acid

sau và đảm bảo chất lượng sản phẩm

Sau khi tách lớp chất lỏng phía trên ra tiến hành cấp nước sạch trở vào thùng

2 lần cho 1 mẻ sản phẩm

32% vào thùng phản ứng nhầm mục đích trung hòa hết toàn bộ acid trong sản phẩm sau phản ứng

qua thiết bị lọc ly tâm để tách nước trong sản phẩm xuống < 15%

Sản phẩm sau ly tâm được vận chuyển tới thiết bị sấy để đưa hàm lượng ẩm trong sản phẩm < 2% sản phẩm sau sấy được thu hồi lại nhờ hệ thống xyclon và thiết bị lọc bụi tay áo

Cuối cùng sản phẩm được đóng bao và vận chuyển tới kho xuất hàng

2.4 Tính toán công nghệ

2.4.1 Thông số đầu vào

Tổn thất sản phẩm trong quá trình sản xuất là ∆Q = 1%

Thời gian làm việc của xưởng sản xuất là 300 ngày tương đương 6750 giờ làm việc

2.4.2 Tính toán công nghệ

Năng suất của xưởng cần thiết để đạt năng suất sản phẩm đầu ra theo yêu cầu là:

2.4.2.1 Tính toán tiêu hao nguyên liệu đầu vào

Ta có phương trình phản ứng như sau:

Theo khảo sát nguyên liệu đầu vào thực tế các nhà máy sản xuất phân bón sinh

1031.6

• Khối lượng muối Na2SO4 cần dùng là:

9091 ∗ 142188

1017.3

1054.16

2.4.2.2 Tính toán thành phần trong dung dịch sau phản ứng

Theo định luật bảo toàn khối lượng thì ta có tổng lượng chất sau phản ứng là

mspu = mH2SiF6 + mNa2SO4 = 5833.4 + 3243.57 = 9076.97 kg/h

𝑚𝑁𝑎2𝑆𝑂4 𝑑𝑢 = 𝑚𝑁𝑎2𝑆𝑂4𝑡𝑢− 𝑚𝑁𝑎2𝑆𝑂4 = 1054.16 − 1017.3 = 36.86 𝑘𝑔/ℎ Khối lượng nước sau phản ứng là:

Vậy thể tích nước cái sau phản ứng:

Lượng muối Na2SO4 tách ra theo nước cái là:

Nồng độ các chất trong dung dịch tương ứng:

Nồng độ các chất trong dung dịch tương ứng:

2.4.2.4 Tính toán quá trình trung hòa acid

Theo phương trình phản ứng ta có khối lượng Na2CO3 cần dùng để trung hòa hết acid

7.14

2.4.2.5 Tính toán quá trình sấy

• Thông số đầu vào

Độ ẩm sản phẩm vào sấy là X = 15%

Vậy thành phần sản phẩm vào sấy gồm:

Tác nhân sấy là khí lò đốt dầu FO trực tiếp