Mô hình xử lý ô nhiễm tại công ty Phân đạm Hà Bắc

Luận Văn: Mô hình xử lý ô nhiễm tại công ty Phân đạm Hà Bắc

phần I: tìm hiểu chung về công tya. lịch Sử hình thành và phát triển của công ty:Nhà máy phân đạm Hà Bắc (tiền thân của công ty phân đạm và hoá chất Hà Bắc hiện nay) được nhà nước phê chuẩn thiết kế xây dựng ngày 20/7/1959.Vào đầu năm 1960, Nhà máy phân đạm Hà Bắc được bắt đầu khởi công xây dựng. Ngày 18/2/1961 đổ mẻ bê tông đầu tiên xây dựng công trình. Trong quá trình xây dựng, công trình luôn được sự quan tâm của nhà nước. Ngày 3/1/1963, Thủ tướng Chính Phủ Phạm Văn Đồng đã về thăm công trình.Nhà máy phân đạm Hà Bắc được nhà nước Trung Quốc giúp đỡ xây dựng bằng viện trợ không hoàn lại. Toàn bộ máy móc thiết bị đều được chế tạo tại Trung Quốc và đưa sang Việt Nam lắp đặt. Theo quy mô thiết kế ban đầu, Nhà máy bao gồm ba khu vực chính:- Xưởng Nhiệt điện: công xuất thiết kế 12.000 kW- Xưởng Hoá : công xuất thiết kế 100.000 tấn Urea/năm-Xưởng Cơ khí : công xuất thiết kế 6000 tấn/nămNgoài ra còn một số phân xưởng phụ trợ khác, xong chủ yếu vẫn là sản xuất phân đạm.Ngày 3/2/1965 khánh thành xưởng nhiệt điện.Ngày 19/5/1965 phân xưởng Tạo khí đốt thử than thành công.Ngày 1/6/1965 xưởng Cơ khí đi vào sản xuất.Theo kế hoạch ngày 2/9/1965 Nhà máy sẽ được khánh thành chuẩn bị đưa vào sản xuất. Do chiến tranh phá hoại của đế quốc Mỹ, ngày 20/8/1965 Chính 1 phủ đã quyết định ngừng sản xuất, chuyển Xưởng Nhiệt điện thành Nhà máy Nhiệt điện kiên cường bám trụ sản xuất điện. Chuyển Xưởng Cơ khí thành Nhà máy Cơ khí sơ tán về Yên Thế tiếp tục sản xuất phục vụ kinh tế và quốc phòng. Thiết bị xưởng Hoá được tháo dỡ và sơ tán sang Trung Quốc. Ngày 1/3/1973 Thủ tướng chính phủ quyết định khởi công phục hồi Nhà máy, trước đây sản xuất Nitrat Amon (NH4NO3) nay chuyển sang sản xuất Urea [(NH2)2CO].Ngày 1/5/1975 Chính phủ quyết định hợp nhất Nhà máy Nhiệt điện, Nhà máy Cơ khí, Xưởng Hoá thành nhà máy phân đạm Hà Bắc trực thuộc Tổng cục Hoá chất.Tháng 6/1975, việc xây dựng và lắp máy cơ bản hoàn thành, đã tiến hành chạy thử máy.Ngày 28/11/1975: sản xuất thành công NH3 lỏng.Ngày 12/12/1975: sản xuất ra bao đạm đầu tiên.Ngày 30/10/1977: Phó Thủ tướng Chính phủ Đỗ Mười cắt băng khánh thành Nhà máy phân đạm Hà Bắc.Trong những năm 1977-1990 sản lượng Urea thấp. Sản lượng năm thấp nhất là 9.890 tấn Urea (năm 1981). Tháng 10/1988, Nhà máy được đổi tên thành Xí nghiệp liên hiệp phân đạm và hoá chất Hà Bắc với phương thức hạch toán kinh doanh XHCN theo cơ chế sản xuất hàng hóa. Từ năm 1991 đến nay, cùng với việc tăng cường quản lý, Xí nghiệp đã nối lại quan hệ với Trung Quốc, thiết bị công nghệ được cải tạo nên sản lượng Urea tăng lên rõ rệt (cao nhất vào năm 1997: 130.000 tấn Urea). Năm 1996, dự án mở rộng Nhà máy phân đạm công suất 278.400 tấn Urea/năm được phê duyệt và dự kiến đến cuối năm 2001 đưa dây chuyền này vào sản xuất.2 Sản lượng Urea các năm: - Năm 1991: 44.891 tấn.- Năm 1992: 82.633 tấn.- Năm 1993: 100.093 tấn.- Năm 1994: 103.223 tấn.- Năm 1995: 111.026 tấn.- Năm 1996: 120.690 tấn.- Năm 1997: 130.281 tấn.- Năm 1998: 64.170 tấn.- Năm 1999: 49.670 tấn.- Năm 2000 76.140 tấnTheo dự kiến năm 2002 sản xuất 150.000 tấn Urea và 90.000 tấn NH3.Ngày 13/2/1993, Xí nghiệp liên hiệp phân đạm và hoá chất Hà Bắc được đổi tên thành Công ty phân đạm và hoá chất Hà Bắc.b. Cơ cấu tổ chức của công ty:Cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty được tổ chức theo mô hình trực tuyến chức năng với cấp quản lý cao nhất là giám đốc. Các phó giám đốc công ty có nhiệm vụ tham mưu, giúp Giám đốc điều hành quản lý việc sản xuất kinh doanh trên các lĩnh vực mà giám đốc phân công, thay thế điều hành các hoạt động của công ty khio vắng Giám đốc. Các đơn vị tham mưu không trực tiếp điều khiển các đơn vị sản xuất mà chỉ làm nhiệm vụ tham mưu cho Giám đốc ra các quyết định điều hành. Các đơn vị cấp dưới chỉ nhận mệnh lệnh từ một kênh duy nhất là Giám đốc.3 Khối đời sốngKhối sản xuất phụ trợXưởng urêXưởng NH3Xưởng tạo khíNhà máy nhiệt điệnPhòng an toànPhòng vi tínhPhòng kỹ thuậtPhòng cơ điệnPhòng quản lý dự ánPhòng vật tưPhòng tài chính Phòng thị trườngPhòng kế hoạchPhòng tổ chức nhân sực. lưu trình công nghệ sản xuất Urea:4Phó giám đốc sản xuất và đời s ng ốs ngốPhó giám đốc kỹ thuậtGiám cđốS t ch cơ đồ ổ ứ Để sản xuất Urea hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau. Tại Công ty phân đạm Hà Bắc phương pháp được sử dụng là đi từ than và nước.Hiện nay để cung cấp than cho lò tạo khí là than cục Hòn Gai (Quảng Ninh). Than được vận chuyển bằng đường sông theo sông Thương từ Quảng Ninh về. Với công suất sản xuất của công ty hiện nay mức than tiêu thụ khoảng 1,57 tấn/tấn NH3.I. Thuyết minh lưu trình:Quá trình khí hoá than ẩm ở khâu tạo khí sử dụng nguyên liệu là than cục, tác nhân khí hoá là không khí và hơi nước. Theo thiết kế, công nghệ dùng than cục cỡ hạt 50 c 100 mm để chế khí. Hiện nay, dùng than cỡ hạt phổ biến 25 100 mm, cá biệt dùng cả than cỡ hạt 12 1 25 mm. Trung bình mỗi ngày chạy máy bình thường tiêu tốn hết 500 m 600 tấn than cục cho tạo khí và 800 tấn than cám cho Nhiệt điện để sản xuất điện và hơi nước. Than cục, hơi nước 5 at, không khí phối hợp phản ứng trong lò tạo khí ở nhiệt độ T ≈ 1100oC tạo thành hỗn hợp khí than ẩm có thành phần gồm các khí CO, C, H2S, H2, N2, CH4. Các phản ứng hoá học chính gồm: 2C + O2 = 2CO + Q1 C + O2 = CO2 + Q2 2CO + O2 = 2CO2 + Q3 C + H2O = CO + H2 + Q4 C + 2H2O = CO2 + 2H2 + Q5Mục đích quá trình khí hoá than nhằm thu được H2 và N2 theo tỷ lệ H2/N2 = 3/1 làm nguyên liệu để tổng hợp NH3 do đó hỗn hợp khí than ẩm được làm sạch bụi (nhờ công đoạn rửa và lọc bụi điện) và làm sạch các khí bất lợi cho quá trình tổng hợp NH3 (công đoạn tinh chế).5 Hỗn hợp khí than sau khi khí hoá được qua tháp rửa để làm lạnh và loại bỏ các tạp chất cơ học rồi đi vào két khí. Sau đó khí than tiếp tục qua hệ thống lọc bụi điện, qua hệ thống quạt tăng áp đi vào giai đoạn khử H2S thấp áp bằng dung dịch tananh (trước đây sử dụng dung dịch ADA - Antraquinon Disunfuric Acid). Dịch tananh nghèo được tái sinh và đưa trở lại, bọt lưu huỳnh thu lại chế thành sản phẩm phụ là lưu huỳnh rắn. Khí than sau khi được khử H2S được đưa vào đoạn 1 của máy nén 6 cấp để nâng áp. Ra đoạn 3 của máy nén hỗn hợp khí có p = 20,5 at vào công đoạn chuyển hoá CO thành CO2 nhờ hơi nước cao áp (p = 35 at). Phản ứng của quá trình:CO + H2O = CO2 + H2Sau chuyển hoá phần lớn CO được chuyển thành CO2, hỗn hợp khí được tiếp tục đưa đến công đoạn khử CO2. Tại đây CO2 được hấp thụ bởi dung dịch MEA - Mono Ethanol Amin (OH- CH2- CH2- NH2) có tính hoạt hoá cao. Sau đó quá trình nhả hấp thụ diễn ra, khí CO2 được thu hồi để dùng cho quá trình tổng hợp Urea, dung dịch MEA được tái sinh và trở lại quá trình hấp thụ. Đến đây hỗn hợp khí còn lại H2, N2 và một phần rất nhỏ CO, CO2, H2S được gọi là khí tinh chế.Quá trình tổng hợp NH3 yêu cầu hàm lượng các chất gây ngộ độc xúc tác (CO, CO2, H2S) là nhỏ nhất. Khí tinh chế được đưa vào công đoạn rửa đồng và rửa kiềm nhằm khử tối đa các chất đó. Công đoạn này sử dụng muối axêtat amoniac và dung dịch kiềm để khử CO, CO2, H2S. Ra khỏi công đoạn này khí tinh chế còn lượng rất nhỏ H2S và CO + CO2 (< 20 ppm) được gọi là khí tinh luyện. Khí tinh luyện với thành phần chủ yếu H2 và N2 với tỷ lệ H2/N2 = 3/1 vào đoạn 4 máy nén để tăng áp cho quá trình tổng hợp NH3. Khí tinh luyện ra khỏi 6 đoạn 6 máy nén có p = 320 at được đưa vào tháp tổng hợp cùng với sự có mặt của xúc tác sắt để tiến hành phản ứng tổng hợp ở T = 480 c 500oCN2 + 3H2 = 2NH3 + QNH3 ra khỏi tháp ở trạng thái khíđược làm nguội gián tiếp bằng nước (≈ 30oC) và ngưng tụ thành NH3 lỏng qua phân ly lần 1. NH3 lỏng còn lại được đưa đến thiết bị ba kết hợp [làm lạnh - bốc hơi (-8 ÷ -10oC) - phân ly] nhằm thu NH3, tách các cấu tử chưa phản ứng đưa trở lại tháp tổng hợp tiếp tục quá trình tổng hợp NH3. Sau quá trình tuần hoàn cô đặc, NH3 từ nồng độ thấp chuyển thành NH3 lỏng có nồng độ 99,8% được bơm vào kho cầu. NH3 lỏng từ kho cầu và CO2 được đưa vào tháp tổng hợp. Phản ứng tổng hợp Urea được tiến hành theo hai giai đoạn xen kẽ rất nhanh. Đầu tiên NH3 và CO2 theo tỷ lệ NH3/CO2 = 4/1 với sự có mặt của hơi nước 16 at phản ứng tạo thành dung dịch Cacbamat amôn (NH4COONH2):4NH3 + 2CO2 + H2O = 2NH4COONH2 + 38.000 Kcal/KmolSau đó, dung dịch Cacbamat tách nước tạo thành Urea: NH4COONH2 = (NH2)2CO + H2O + 6.800 Kcal/KmolRút gọn hai phản ứng trên ta có phản ứng tổng hợp:2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O + QHiệu suất của phản ứng tổng hợp đạt 65 ÷ 68 %. Quá trình tổng hợp Urea mang tính tuần hoàn toàn bộ, toàn bộ NH3 và CO2 dư được đưa trở lại đầu hệ thống. Dịch Cacbamat amôn có nồng độ thấp (30 %) qua các công đoạn phân ly và cô đặc để tách NH3 chưa phản ứng đưa trở lại tháp tổng hợp, đồng thời nồng độ Urea được tăng lên (99,5 %) và được đưa vào tháp tạo hạt. Nhờ lực ly tâm của vòi phun, dòng Urea bị cắt ngang và rơi xuống tạo thành các hạt. Quạt gió (N = 100.000 m3/h) đặt trên đỉnh tháp hút gió làm nguội hạt Urea trong quá trình rơi. Hạt Urea rơi xuống phễu ở đáy tháp 7 qua hệ thống băng tải được tiếp tục làm nguội rồi đóng thành bao (50 kg/bao) và được chuyển vào kho chứa sản phẩm.II. sơ đồ lưu trình công nghệ sản xuất Urea:Sơ đồ sản xuất phần II: xưởng tạo khí8Khí hoá thanTinh chế khí thanMáy nén H2/N2Tổng hợp NH3Hơi nước (16 atm)CO2NH3Nhà máy nhiệt điệnThan cámNước m mềThan cámKhông khíhơi nước (5 atm)Tổng hợp urea A. lưu trình công nghệ của xưởng tạo khí:Nhiệm vụ chính của phân xưởng tạo khí là chế khí làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3 và thu hồi khí CO2 để tổng hợp Urea.Sơ đồ lưu trình công nghệThan cục từ kho than được đưa lên bunke có dung tích 50 tấn/lò rồi từ đó than được đưa vào lò khí hoá UGI theo chu kỳ. Hiện tại xưởng có 10 lò tạo khí. Than được chia ra làm 3 loại: >12; 20 ÷ 40 và >40 mỗi loại dùng cho từng lò khác nhau để có thể áp dụng công nghệ một cách thích hợp cho từng cỡ hạt than. Than cục, hơi nước 5 at, không khí phối hợp phản ứng trong lò khí hoá ở nhiệt độ T ≈ 1100oC tạo thành hỗn hợp khí than ẩm có thành phần gồm các khí CO, C, H2S, H2, N2, CH4. Khí than ẩm ra khỏi lò khí hoá được đi qua lò đốt để trữ nhiệt nhằm gia nhiệt cho hỗn hợp hơi nước và không khí ở giai đoạn chế khí thổi xuống. Khí than ẩm sau đó đi qua nồi hơi nhiệt thừa nhằm thu hồi nhiệt lượng để sản xuất hơi nước, làm nguội khí và tách một phần bụi. Sau đó khí than ẩm đi qua van ba ngả vào thuỷ phong túi rửa để làm lạnh và rửa sơ bộ 9Lò tạo khí Két khíLọc bụi điệnKhử H2S trung ápra đoạn 3(19 - 21 atm)ThanHơi nướcKhông khívào đoạn 1Biến đổi CO2Máy nén 667Khử H2S thấp ápĐoạn 4 / 667Khítinh chếPhân xưởng ureaCO2Hấp thụ CO2 khí than trước khi vào tháp rửa. Sau khi đi qua các tháp rửa khí than được đưa vao két khí. Két khí ngoài tác dụng chứa khí nó còn có tác dụng trộn khí than của các lò với nhau. Sau đó, khí than đưa qua lọc bụi điện để tách những hạt bụi nhỏ còn lại. Khí than ẩm từ lọc bụi điện được đưa qua quạt tăng áp nâng áp từ > 100 mm H2O lên đến 900 ÷ 1800 mm H2O áp lực này cần thiết để thắng trở lực của tháp hấp thụ bằng keo tananh. Sau đó, khí than được đưa vào tháp hấp thụ H2S thấp áp bằng dung dịch tananh. Dịch tananh sau khi hấp thụ được tái sinh. Dịch tananh sau tái sinh được bơm đưa đi háp thụ tuần hoàn còn lưu huỳnh được tách ra dưới dạng bọt qua máng dẫn đi thu hồi được lưu huỳnh rắn. Khí than ẩm sau khi hấp thụ H2S thấp áp được đưa vào đoạn I của máy nén 6 đoạn. Sau khi ra đoạn III của máy nén khí than ẩm có áp suất là 20 at đi qua thiết bị trao đổi nhiệt trung gian rồi vào lò chuyển hoá CO thành CO2. Hỗn hợp khí than sau chuyển hoá CO còn một lượng khí H2S <100 mg/m3 được đưa đi hấp thụ H2S trung áp bằng dung dịch tananh. Khí than sau khi hấp thụ H2S trung áp đi qua thiết bị làm lạnh phân ly rồi vào tháp hấp thụ CO2 bằng dung dịch MEA. Dịch MEA được đem tái sinh và được bơm tuần hoàn lại tháp. Sau khi háp thụ CO2 ta thu được hỗn hợp khí gọi là khí tinh chế có thành phần chủ yếu là H2 và N2 dùng làm nguyên liệu để tổng hợp NH3.B. các cương vị sản xuất chính:I. cương vị tạo khí: Nhiệm vụ: sản xuất khí than ẩm thoả man điều kiện: (CO + H2)/N2 = 3,1 ÷ 3,2.Bất kỳ một phương pháp tổng hợp NH3 nào cũng phải đi từ N2 & H2. Để giải quyết nguồn nguyên liệu nói trên có thể chế khí hỗn hợp hoặc chế riêng N2&H2. Khí hỗn hợp để tổng hợp NH3 có thể được sản xuất từ than, khí thiên nhiên hoặc dầu mỏ. Tại Công ty phân đạm và hoá chất Hà Bắc nguồn nguyên liệu để sản xuất khí hỗn hợp là than cục. Công ty sử dụng phương pháp khí hoá than 10 [...]... định, không khí đi từ dưới lên trên và tiến hành phản ứng khí hoá với tầng nhiên liệu sẽ diễn ra sự phân tầng: - Tầng tro xỉ: (Nhiệt độ từ 60 ÷ 4200C) phân phối chất khí hoá, nhờ nhiệt của tro xỉ để gia nhiệt cho chất khí hoá, ngăn ngừa không để cho ghi lò bị biến dạng hoặc cháy lỏng bởi nhiệt độ cao - Tầng ôxy hoá: (Nhiệt độ từ 420 ÷ 12000C) Cacbon (C) bị O2 trong chất khí hoá ôxy hoá biến thành CO... Một tuần hoàn làm việc kéo dài 3 phút (100% ), thông thường phân phối thời gian một tuần hoàn làm việc như sau: Giai đoạn Thổi gió % Thổi lên lần 1 Thổi xuống Thổi lên lần 2 22 - 26 24 - 28 38 - 42 6-9 Thổi sạch 3-4 2 Lưu trình công nghệ: a Vận chuyển và cung cấp nguyên liệu: Than cục từ kho than được đưa lên bunke có dung tích 50 tấn/lò Hiện tại Công ty có 10 lò tạo khí Than được chia ra làm 3 loại:... nhanh bị bào 20 mòn Với yêu cầu khí có hàm lượng bụi ít nhất công ty dùng phương pháp làm sạch khí bằng lọc điện Với phương pháp này khí thu với độ sạch từ 90 ÷ 99%, năng lượng tiêu hao nhỏ, nhưng nó có nhược điểm là thiết bị phức tạp, khó lắp đặt, khi gặp sự cố khó khắc phục - Nguyên lý quá trình lọc bụi điện: Dưới tác dụng của điện thế các phân tử khí phân chia thành các ion và các điện tử tự do, các... phụ, giảm giá thành sản phẩm chính Urê Có nhiều phương pháp khử H2S, Công ty trước đây sử dụng dung dịch ADA (Antraquinon Disunfuric 24 Acid) để hấp thụ H2S, nhưng hiện nay đã ngiên cứu và ứng dụng thành công một loại dung dịch có chứa chiết xuất keo Tananh (NaVO3 và Na2CO3 ) để hấp thụ H2S Dung dịch này có ưu điểm nổi bật so với dung dịch ADA: - Hiệu xuất khử 98% trở lên - Tháp khử H2S không bị tắc -... tụ thành NH3 lỏng Sau đó hỗn hợp khí được đưa vào thiết bị phân ly lần 1 để phân ly tách NH3 lỏng trong hỗn hợp khí Ra khỏi thiết bị phân ly lần 1 hàm lượng NH3 trong hỗn hợp khí còn khoảng 9 - 11%, hỗn hợp khí tiếp tục được đưa vào thiết bị làm lạnh, ngưng tụ, phân ly, rồi trở về máy nén tuần hoàn, tiếp tục được tuần hoàn trong hệ thống NH3 lỏng được phân ly ra khỏi hỗn hợp khí ở các thiết bị phân. .. và khi cần công nhân thao tác có thể can thiệp vào bằng mệnh lệnh từ các phím bấm Do dùng hệ thống máy vi tính, năng suất có thể tăng thêm được từ 7 ÷ 10% 23 IV Lưu trình công nghệ nước tuần hoàn: Để giảm nhiệt độ khí than ẩm và khử bụi khô trong khí than ẩm, người ta dùng nước tuần hoàn Trong KTA ngoài CO, CO2, H2, CH4, N2, H2S có thể có các hợp chất ion CN-, F-, có tác dụng độc hại tới môi trường,... thế cao thì số ion và 21 điện tử tự do tạo thành rât lớn (khả năng ion hoá ở các điểm khác nhau giữa hai điện cực là như nhau) do đó có sự xuất hiện tia lưả điện giữa hai cực Hiện tượng này giống như là chập mạch và sau đó không tiếp tục ion hoá các phân tử khí nữa Giữa các điện cực có dạng hai hình trụ đồng tâm hay hình trụ và bản phẳng thì tạo thành trường không đồng nhất Gần dây dẫn thì điện thế của... cửa ra bơm: + Dòng điện định mức: 8A ≤ 650C + Nhiệt độ môtơ và gối đỡ trục: - Lọc và nấu lưu huỳnh + Độ chân không của bơm chân không 300 ÷ 600 mmH2O 0,3 ÷ 0,4 kg/cm2 + áp suất không khí thổi khô: + Nhiệt độ thao tác nồi lưu huỳnh: 135 ÷ 1500C + áp suất hơi nước: 4 ÷ 5 kg/cm2 + Diện tích bề mặt trống quay của 1/3 diện tích toàn bộ máy lọc chân không trong ngăn dịch huyền phù: 700C ÷ 850C + Nhiệt độ... độ phản ứng Khi có mặt xúc tác thì phản ứng sẽ tiến hành theo hai bước sau: [K] + H2O(h) = [K]O+ H2 [K] O + CO = CO2 [K]: Chất xúc tác [K]O: Hợp chất trung gian Công ty sử dụng Fe2O3 làm xúc tác cho quá trình chuyển hoá CO 2 Lưu trình công nghệ: Khí than ẩm được loại bỏ H2S đến một mưc độ nhất định được máy nén tăng áp đến 20 at được qua thiết b phân ly dầu, nước và đi vào bên ngoài trao đổi nhiệt... chuyển hoá giảm xuống còn 1350C ÷ 1450C và một phần nước ngưng được phân ly thải bỏ Khí chuyển hoá được tiếp tục làm lạnh, phân ly để được khí chuyển hoá khô có nhiệt độ 400C đi tiếp các công đoạn khác trong dây chuyền tinh chế khí 30 3 Thiết bị chính: + Lò chuyển hoá CO thành CO2: H = 18.730 mm; Φ = 2.600 mm Cấu tạo: Vỏ lò được làm hình trụ tròn bằng thép tấm chịu nhiệt, bên trong ngăn lò bằng 2 đoạn . về công tya. lịch Sử hình thành và phát triển của công ty: Nhà máy phân đạm Hà Bắc (tiền thân của công ty phân đạm và hoá chất Hà Bắc hiện nay) được nhà. hiệp phân đạm và hoá chất Hà Bắc được đổi tên thành Công ty phân đạm và hoá chất Hà Bắc. b. Cơ cấu tổ chức của công ty: Cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty