Quá trình và thiết bị phân xưởng sản xuất Acetylen Gia Định - P4

Quá trình và thiết bị phân xưởng sản xuất Acetylen Gia Định - P4.

PHẦN IV : THIẾT BỊ – MÁY MÓC

I.1 Giới thiệu chung :

Muốn tạo ra Acetylen, ta cho đất đèn vào nước Quá trình này được thực hiện trong pinsinh khí

Hình 6 : Pin sinh khí

I.2 Cấu tạo : pin sinh khí làm bằng thép C30 bề dày 10mm

- Phần thân pin : hình trụ, đường kính ngoài 900mm, đường kính trong 880mm, chiều cao1000mm, bên thân có cửa sửa chữa đường kính 400mm

- Phần chuyển tiếp giữa thân pin và đáy pin dạng nón : chiều cao 200mm, xung quanh mặtnón có 4 chân trụ cố định pin

- Phần đáy pin : đáy phẳng hình trụ, đường kính ngoài 500mm, đường kính trong 480mm,chiều cao đáy 500mm, bên thành đáy có cửa sửa chữa đường kính 200mm , ống th áo bã liêntục, và van tháo bã khẩn cấp

- Trên nắp pin có cửa nhập liệu dạng hình trụ, van ra của khí dạng hình trụ gắn với đườngống dẫn khí qua van một chiều, và trục khuấy ở chính giữa (độ ng cơ của trục khuấy đượccách ly ngoài khu vực sản xuất nhằm tránh phát sinh tia lửa điện gây nổ).

- Ống tháo bã được gắn bên cạnh đáy hoạt động theo nguyên tắc chênh lệch áp suất đểđưa bã ra ngoài

- Trong pin : trục khuấy gắn với 2 mâm nằm ở thân pin và cánh khuấy ở đáy pin

+ 2 mâm là các đĩa hình tròn có các lỗ tròn phân bố đều, kích thước lỗ của mâm trên là50mm, kích thước lỗ của mâm dưới là 1mm , có nhiệm vụ giữ đất đèn không cho rơi xuốngđáy để phản ứng xảy ra hoàn toàn trong pin

+ Cánh khuấy là các tấm thép hình chữ nhật kích thước khác nhau gắn xung quanh trụckhuấy, có nhiệm vụ tăng khuấy trộn, tránh phát sinh nhiệt cục bộ

+ Ống cấp nước nằm ở van ra của khí, trong van có gắn 2 đĩa nhằm tưới nước ra xungquanh van, giữ các tạp chất rắn lẫn trong dòng khí và làm nguội dòng khí nhanh chóng

I.3 Thông số kỹ thuật :

- Thể tích pin sinh khí : ~ 1000 lít

- Mực nước trong pin : cách miệng pin khoảng 400 mm

- Nhiệt độ làm việc trong pin : 40 – 50oC

- Áp suất làm việc tác dụng lên miệng pin : 1,0 – 1,2 at

I.4 Nguyên lý hoạt động :

- Trước khi nhập liệu phải kiểm tra mực nước trong pin, đóng van dẫn nước vào pin, đóngvan dẫn khí qua Gazomet Mở van xả khí trời, mở nắp nhập liệu, mở van chai Ni tơ để thổivào pin sinh khí với áp suất 2at Sau đó đổ đất đèn lên máng dẫn bằng gỗ lùa từ từ vào pin,ngưng một chút để kiểm tra sự hoạt động của cánh khuấy rồi mới chính thức nhập liệu vào

- Cho pin phát sinh khí chừng 1 phút mới để đẩy hết không khí ra ngoài rồi mới đóng vanxả ra ngoài, mở van nước vào

- Nước được cho vào liên tục qua van ra của khí, đất đèn được cho theo mẻ, mỗi mẻ

khoảng 12 - 15 kg, cách nhau 5 phút, sau khi cho vào, đóng van nhập liệu lại

- Đất đèn phản ứng mãnh liệt với nước, các khối CaC2có kích thước lớn được giữ ở mâmtrên, khi hòa tan, kích thước giảm dần rơi xuống mâ m dưới phản ứng cho đến khi chỉ còn bãvà tạp chất

- Cánh khuấy và các mâm phải quay liên tục trong suốt quá trình hoạt độ ng để tăng khuấytrộn, khuếch tán khí đều trong pin, ngăn cản sự tạo thành lớp huyền phù xung quanh khốiCaC2, phát sinh nhiệt cục bộ và dẫn đến sự cháy cục bộ

- Khí sinh ra qua cửa ra đến van một chiều, tại cửa ra, C2H2được làm nguội bằng nước vàonhờ đĩa tưới, các bụi bẩn lẫn trong khí và 1 số khí tan trong nước như H2S bị giữ lại mộtphần

- Khí sinh ra gây ra một áp suất dư trên mặt dung dịch, nên hỗn hợp huyền phù cùng bãrắn được đẩy ra ngoài qua ống tháo bã nhờ sự chệnh lệch áp suất trong và ngoài

- Phải thường xuyên theo dõi lượng nước trong p in để khống chế nhiệt độ của pin

- Cứ mỗi sau 30 phút, phải đo nhiệt độ của bã thãi vừa ra khỏi pin, sao cho không qua ù

50oC

- Huyền phù Ca(OH)2và tạp chất rơi xuống đáy, theo đường ống ra ngoài bể lắng

I.5 Khắc phục sự cố, bảo quản và sửa chữa :

- Mực nước xuống thấp dưới mức cho phép : kiểm tra lại bơm nước, ngừ ng thêm đất đènvào cho đến khi nước lên đến mức quy định

- Nhiệt độ pin lên trên 60oC, áp suất hơi lớn làm nước trong van an toàn phụt ra khỏi ống :mở tối đa van nước vào pin, bổ sung nước qua cửa nhập liệu, xả hết nước tại 2 van xả củaGazomet, xả bả vôi trực tiếp qua van xả đáy 5 phút/lần, kiểm tra trục khuấy hoạt động ổnđịnh hay không

- Khi vệ sinh pin sinh khí phải cho nước lên đầy pin để đuổi hết C2H2ra ngoài

II VAN MỘT CHIỀU THỦY LỰC :

II.1 Giới thiệu chung :

Khí sinh ra từ pin sinh khí trước khi vào Gazomet, sẽ đi qua van một chiều thủy lực có tácdụng ngăn cản dòng khí từ Gazomet quay trở lại pin sinh khí , tránh hiện tượng cháy ngượcvề pin

II.2 Cấu tạo :

- Van một chiều là thùng hình trụ đường kính ngoài 550mm, chiều cao 800mm

- Toàn bộ các bộ phận của van làm bằng thép C30 bề dày 3mm

- Trên miệng van có ống dẫn khí vào và ống dẫn khí đến Gazomet

+ Ống dẫn khí vào dạng hình phễu úp ngược, miệng phễu có dạng răng cưa chìm trongnước từ 20 – 40mm

Hình 7 : Van một chiều thủy lực

+ Ống dẫn khí đến Gazomet dạng hình trụ được hàn trên miệng van, đường kính

100mm

- Thành van có gắn ống bơm nước vào, trên đường ống có van xả tràn

- Đáy van có van xả đáy dùng để vệ sinh van

II.3 Nguyên lý hoạt động :

Dòng khí vào có áp suất dư khoảng 0,2 at, do che ânh lệch áp suất trong bình và mực nướcngập của phễu chỉ từ 20 – 40mm nên khí thoát ra và tiếp tục đến Gazomet

II.4 Khắc phục sự cố,bảo quản và sửa chữa :

- Phễu ngập nước chỉ tối đa 40mm để van hoạt động tốt, nếu mực nước lên quá cao, mởvan xả đáy để mực nước xuống đúng mức quy định

- Hàng tháng, phải vệ sinh đáy van sạch sẽ

Bản vẽ số 4 : Van một chiều

III VAN AN TOÀN:

III.1 Giới thiệu chung :

Pin sinh khí được bảo vệ nhờ van an toàn thủy lực, chống sựï nổ của pin sinh khí

Hình 8 : Van an toàn thủy lực

III.2 Cấu tạo :

- Có cấu tạo và kích thước tương tự van một chiều nhưng ống vào ngập sâu vào trongnước đến 400mm

- Ống ra cao 5m thông với khí trời

III.3 Nguyên lý hoạt động :

- Khi nhiệt độ pin sinh khí lên cao đột ngột, áp suất tăng vọt, đẩy khí vọt ra ống thoát ,phun ra ngoài

- Mực nước ngập của ống vào theo thiết kế là 400mm, để khi áp suất lên đến 1,4 at, pinvẫn ko bị nổ

IV GAZOMET :

IV.1 Giới thiệu chung :

Gazomet là thiết bị chứa khí dạng phao, để ổn định lượng khí đi vào máy nén

Hình 9 : Gazomet

IV.2 Cấu tạo :

- 2 bồn dạng hình trụ đáy phẳng đường kính 1860mm, chiều cao mỗi bồn 3000mm, đượclàm bằng thép C30 có bề dày 5mm

- 2 bồn úp ngược vào nhau, bồn trên có thể di chuyển lên xuống nhờ 1 trục di dộng dichuyển lên xuống dọc theo 1 trục cố định có chiều cao là 5460mm, dưới đáy bồn có 4 thanhcao 100mm để chặn bồn trên không ch ạm đáy bồn dưới khi có sự cố

- Đường ống dẫn khí vào và khí ra cao 3100mm (tính cả phần ở ngoài), thông với khônggian của bồn trên, đường kính 50mm

- Cuối mỗi ống có van xả nước và không khí trong quá trình sản xuất

- Bồn trên được gắn với hệ thống đối trọng

IV.3 Thông số vận hành :

- Áp suất khí đẩy bồn lên : ~ 1,03 at

- Mực nước của bể dưới : 2700 – 2900 mm

- Nhiệt độ làm việc của Gazomet : 40 – 450C

IV.4 Nguyên lý hoạt động :

- Trong bồn chứa có 1 lượng nước thích hợp để làm kín khoảng cách trong 2 vỏ bồn Khilượng khí vào pin nhiều thì phần vỏ bên trong dưới áp lực của khí sẽ bị đẩy lên cao dần.Nhờ lượng nước có trong bồn làm kín kho ảng cách khe hở trong 2 bồn nên khí không thoát

ra ngoài được

- Khí đi vào bồn chứa đẩy phần vỏ bên trên lên cao , đến mức quy định, bắt đầu mở cácvan phía sau

IV.5 Khắc phục sự cố, bảo quản và sửa chữa :

- Pin sinh khí đã hoạt động nhưng sau 5 phút bồn phía trên vẫn không đi lên : kiểm trađường ống xem các van đã mở, kiểm tra mực nước trong Gazomet (nếu vượt qua chiều caoống, nước trong Gazomet sẽ tràn vào đường ống dẫn khí), mở van xả nướ c và không khíbên đường ống vào

- Sau khi bồn phía trên đã lên đến mức quy định, mở van dẫn khí qua tháp khử ẩm nhưngbồn không hạ xuống : mở van xả nước và không khí bên đường ống ra, giảm lượng đất đènnhập liệu cho đến khi bồn bắt đầu hạ xuống

V THÁP KHỬ ẨM

V.1 Giới thiệu chung :

Acetylen sinh ra từ pin còn lẫn hơi nước và các khí tạp chất, vì vậy hơi nước phải đượcloại bỏ trong tháp khử ẩm nhờ Canxi Clorua khan (CaCl2)

Hình 10 : Tháp khử ẩm

V.2 Cấu tạo :

- Thùng hình trụ đường kính ngoài 800mm, chiều cao 2000mm, làm bằng thép C30 bề dàythan 3mm, đáy 5mm, nắp 6mm

- Chia làm 3 ngăn bằng nhau, mỗi ngăn là một mâm lỗ, đường kính lo ã 15mm

- Đáy có dạng hình nón, có van xả nước và không khí

- Mỗi ngăn có có một cửa nhập và tháo CaCl2theo chu kỳ

V.3 Thông số vận hành :

- Nhiệt độ làm việc phép của khí 42 -45oC

- Áp suất làm việc 1,03 at

- Chiều cao lớp CaCl25-7cm

V.4 Nguyên lý vận hành :

- CaCl2 khan dạng cục kích cỡ 30-50mm, hút ẩm mạnh thành dạng tinh thể hidrat ngậm 6phân tử H2O, khi quá trình hidrat xảy ra hoàn toàn, cac tinh thể bắt đầu tan chảy, và đượcthay thế

- Khí đi vào tháp từ dưới lên, qua 3 mâm, xảy ra quá trình khử ẩm và thoát ra ở mâm trêncùng

- Có 2 tháp khử ẩm : 1 tháp nằm sau Gazomet và 1 tháp nằm trước máy nén

V.5 Bảo quản và sửa chữa :

- Thời gian thay mâm : 1 tháng/lần

- Đáy phải được vệ sinh 3 tháng /lần

VI THÁP LỌC HÓA

V.1 Giới thiệu chung :

Tháp lọc hóa giúp khử PH3và H2S sinh ra trong quá trình sinh khí nhờ catalysol

VI.2 Cấu tạo :

- Thân là một hình tru đường kính 1860mm chiều cao tổng cộng 960mm, trên thân có haiống ứng với đường khí vào và ra, làm bằng thép C30 bề dày 5mm

- Ống dẫn khí thông vào tháp, đường ống trong tháp uốn cong, trên ống có đục lỗ đườngkính 10mm để khí thoát ra đồng nhất

Hình 11 : Tháp lọc hóa

- Phía trên thân đượcï làm kín bằng mặt bích, bên trên có gắn móc để tháo lắp nắp khi cầnthiết

- Đáy có dạng nón, có van tháo nước và không khí

- Trong thân có hai mâm để chứa catalysol Các mâm được đục lỗ đường kính 15mm, vìcatalysol ở dạng bột nên phải có tấm lưới đặt trên mâm để tránh nghẹt đường ống

VI.3 Thông số vận hành :

Chiều cao lớp catalysol trên một đĩa : 40mm

VI.4 Cách vận hành :

- Khí từ tháp khử ẩm 1 đi vào, khí bay lên tiếp xúc với catalysol, quá trình truyền khốixảy ra, PH3và H2S bị hấp phụ, rồi khí đi ra tháp, tiếp tục đến tháp khử ẩm 2

- Catalysol (tên gọi là Diatomite) gồm 45-50% bột SiO2vô định hình (chứa khoảng 15%thạch anh), có khối lượng riêng 400 -600 kg/m3, có màu vàng hoặc vàng sẫm

VI.5 Bảo quản và sửa chữa :

- Thời gian thay lớp catalysol : 6 tháng

- Catalysol sau khi lấy ra đem đi say nhẹ để giải hấp phụ, có thể tái sư û dụng được

- Sau khi cho tháp lọc hóa hoạt động, phải mở van xả nước và không khí cho đến khi nghemùi đặc trưng thì đóng lại

Bản vẽ số 7 : Tháp lọc hóa

VII MÁY NÉN

VII.1 Giới thiệu chung :

Máy nén dùng để tăng áp suất cho dòng khí, tăng quá trình hấp thụ vào Aceton

Hình 12 : Máy nén cao áp 3 cấp

VII.2 Cấu tạo :

- ???????????Máy nén sử dụng trong quy trình là máy nén pittong Norwalk với 3 cấp nén cĩcác bộ phận chính sau: thân máy, tr ục khuỷu, xilanh, pittong, bánh đà, động cơ,các vịng đệmkhí, các van hút và đẩy, hợp đệm kín?????????????????

- Máy nén được đặt trong bồn giải nhiệt để duy trì giải nhiệt cho quá trình, tránh nhiệtđộ dòng khí tăng quá cao, gây nổ

- Động cơ máy nén được đặt trong phòng kín để tránh phát sinh tia lửa điện trong khu vựcsản xuất

- Máy nén được bảo vệ bằng hệ thống r ole thấp áp và cao áp, khi chênh lệch áp suất giữathấp áp và cao áp từng cấp vượt quá mức cho phép, động cơ máy nén tắt tự động

VII.3 Thông số vận hành :

- Công suất động cơ :

- Số vòng quay :

- Hiệu điện thế sử dụng : 380V

- Năng suất :

- Đường kính xylanh :

- Nhiệt độ khí vào và ra ở mỗi cấp đều bằng nhau : ~ 30oC

- Áp suất vào mỗi cấp :

Cấp 1 : 1,03 atCấp 2 : 2,5 atCấp 3 : 8 at

- Áp suất ra mỗi cấp :

Cấp 1 : 2,5 atCấp 2 : 8 atCấp 3 : 25 at

VII.4 Nguyên lý vận hành :

Ở mỗi cấp đều bao gồm 2 giai hút và nén khí, các giai đoạn xảy ra liên tiếp nhau, saukhi qua 3 cấp áp suất khí tăng từ 1,03 at lên khoảng 25 at

VII.4 Quy định an toàn khi vận hành máy né n :

- Khởi động các hệ thống điện, các đầu nối phải bắt chặt,day tiếp đất động cơ phải đượcnối, điện áp nguồn phải đủ 380V

- Kiểm tra các ngắt điện cao áp, hạ áp phải còn hoạt động tốt

- Xem lại mực nước trong thùng giả i nhiệt, dùng tay bơm dầu vào Cylinde máy nén, mở 3van xả của máy nén

- Quay bánh đà máy nén xem có nhẹ không, rồi khởi động cho môtơ chạy, điều chỉnhbiến trở về tối thiểu để có tốc độ tối đa

- Đóng 3 van xả của máy nén lại, mở van xả của 2 chai khử dầu khử ẩm cao áp để xảnước và không khí cho đến khi hết nước thì đóng lại , mở các van để dẫn khí đến dàn nạpvào chai

- Khi sửa chữa máy nén phải ngừng máy và xả hết hơi dư về Gazomet

- Độ chênh lệch áp suất máy nén và trên ram nạp không thấp hơn 5 at

- Luôn theo dõi Gazomet đảm bảo chứa khí C2H2để tránh máy nén hoạt động ở chế độchân không hoặc hút không khí

VII.5 Khắc phục sự cố, bảo quản và sửa chữa :

- Áp suất hạ ở các áp kế, nguyên nhân : van vào bị hở, vòng đệm ở van vào bị hư, khắcphục : dừng máy, kiểm tra lại van vào, thay mới vòng đệm

- Nhiệt độ khí ra khỏi xilanh tăng : thiếu nước làm mát , nguyên nhâ n : kiểm tra mực nướctrong bình giải nhiệt

- Áp suất trung gian tăng đột ngột, nguyên nhân : đóng bẩn trong đườ ng ống của xilanh vàpittong quá nhanh, không được làm sạch kỹ, khắc phục : vệ sinh lại đường ống

- Độ chênh lệch áp suất của dàn nạp và máy nén xuống dưới 5at, khắc phục : mở van nạpvào các bình rỗng, mở van xả khẩn cấp ra ngoài, tắt máy nén, sau đó tắt van vào dàn nạp

- Xả van đáy của gazomet, tháp khử ẩm, tháp lọc hóa 30 phú t/lần

VIII BÌNH KHỬ DẦU

VIII.1 Giới thiệu chung :

Bình khử dầu có nhiệm vụ tách dầu trong hỗn hợp hơi cao áp trước khi nạp vào bình

Hình 13 : Bình khử dầu cao áp

VIII.2 Cấu tạo :

- Là thiết bị dạng trụ , đường kính ngoài 142 mm, chiều cao 1000 mm, làm bằng thép C30bề dày 10mm

- Đầu vào và đầu ra ở trên ống

- Chính giữa bình có ống dẫn khí từ dưới đi lên , xung quanh ống là các sợi kim loại hìnhxoắn ốc dày đặc

- Dưới đáy ống có van hút dầu

Bản vẽ số 8 : Bình khử dầu cao áp

VIII.3 Thông số vận hành :

- Áp suất làm việc trong bình : ~ 25 at

- Nhiệt độ làm việc trong bình : ~ 35oC

VIII.4 Nguyên lý hoạt động :

- Khí cao áp đi vào từ phía trên, qua hệ thống bẫy dầu, dầu được giữ lại và rơi xuống đáy,khí theo đường ống chính giữa đi lên và đi ra

- Có 2 bình khử dầu nối tiếp nhau để tăng hiện quả khử dầu

VIII.5 Bảo quản và sửa chữa :

Trước khi vận hành hệ thống, phải hút hết dầu ra khỏi đáy bình

IX BÌNH KHỬ ẨM

IX.1 Giới thiệu chung :

Bình khử ẩm có tác dụng loại hoàn toàn hơi nước ra khỏi hỗn hợp trước khi vào bình

Hình 14 : Bình khử ẩm cao áp

IX.2 Cấu tạo :

- Là thiết bị dạng trụ , đường kính ngoài 142 mm, chiều cao 1070 mm, làm bằng thép C30bề dày 10mm

Bản vẽ số 9 : Bình khử ẩm cao áp

- Đầu vào ở dưới đáy, đầu ra ở phía trên của bình

- Trong bình có 1 lớp CaCl2được cố định bằng 2 tấm lưới 2 đầu, được gắn với 1 thanh trụcchính giữa bình để đưa lớp CaCl2ra ngoài dễ dàng

- Dưới đáy có van xả nước

IX.3 Thông số vận hành :

- Aùp suất làm việc trong bình : ~ 25 atm

- Nhiệt độ làm việc trong bình : ~ 35oC

IX.4 Nguyên lý hoạt động :

- Khí cao áp đi vào từ phía dưới, qua lớp CaCl2, hơi nước được giữ lại, khí đi lên và đi ra

- Có 2 bình khử ẩm nối tiếp nhau để tăng hiện quả khử ẩm

IX.5 Bảo quản và sửa chữa :

- Trước khi vận hành hệ thống, phải hút nước ra khỏi bình , 30 phút mở van xả 1 lần

- Thay lớp CaCl26 tháng 1 lần

X.1 Giới thiệu chung :

Sau máy nén, khi chuyển từ thiết bị này sang thie át bị khác luôn có van an toàn hay còngọi là van chống nổ ngược để bảo vệ hệ thống khi có cháy nổ

X.2 Cấu tạo :

- Làm bằng thép bền nhiệt, tùy thuộc vị trí nối mà có kích cỡ khác nhau

- Lõi giữa chứa đầy bột TiO2và Fe2O3, hai đầu ống bột được chèn 1 lưới nhôm

- Tại đầu ra của van, có thêm 1 viên bi để chặn đường ống khi có sự cố

X.4 Nguyên lý hoạt động :

- Nếu không có sự cố, van an toàn vẫn là một van dẫn khí bình thường

- Khi xảy ra sự cháy nổ ở 1 đầu van, áp lực lớn đẩy viên bi bịt kín đường ống, nếu viên bi

bị phá vỡ, miếng Al bị nóng chảy bao lấy lõi bột giảm tối đa sự chống nổ ngược về hệthống đường ống phía sau