GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN SUPE PHOPHAT VÀ HÓA CHẤT LÂM THAO 1 1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN 1 2. LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG VÀ SẢN PHẨM 2 3. Đơn vị trực thuộc và các dự án 2 PHẦN 1: PHÂN XƯỞNG AXIT SỐ 2 4 1. GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG AXIT SỐ 2 4 2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 4 1.1. Sơ đồ công nghệ 4 1.2. Nguyên liệu sản xuất 5 3. Cơ sở lý thuyết 6 4. Dây chuyền sản xuất 9 4.1. Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh 9 4.2. Lò đốt lưu huỳnh – lò hơi 11 4.3. Công đoạn tiếp xúc 18 4.4. Công đoạn hấp thụ 24 5. CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG 25 5.1. Chất thải rắn 25 5.2. Nước thải 26 5.3. Khí thải 27 5.4. Một số vấn đề khác 27 PHẦN 2: PHÂN XƯỞNG SUPE PHOTPHAT SỐ 1 28 1. GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG SUPE PHOTPHAT SỐ 1 28 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT SẢN XUẤT SUPE PHOTPHAT 28 2.1. Đặc tính của sản phẩm Supe Photphat đơn 28 2.2. Nguyên liệu – Nhiên liệu 29 2.3. Cơ sở lý thuyết 32 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 38 3.1. Sơ đồ công nghệ dây truyền sản xuất 38 3.2. Dây chuyền sản xuất 38 3.3. Các thiết bị chính 44 3.4. Sự cố thường gặp và cách khắc phục 49 3.5. Sản phẩm phụ của quá trình sản xuất supe photphat: 50 4. CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG 52 PHẦN 3: DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NPK 53 1. NGUYÊN LIỆU 53 2. NHIÊN LIỆU 54 3. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 55 3.1. Sơ đồ công nghệ 55 3.2. Các công đoạn chính 56 3.3. Một số thiết bị 60 4. CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG VÀ GIẢI PHÁP 61 4.1. Vấn đề môi trường phát sinh: 61 4.2. Giải pháp xử lý: 61 PHẦN 4:DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 62 1. NGUYÊN LÝ SẢN XUẤT PHÂN LÂN NUNG CHẢY 62 2. THÀNH PHẦN CỦA PHÂN NUNG CHẢY 62 3. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 63 3.1 Sơ đồ công nghệ 64 3.2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ 65 4. CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG 66 4.1. Khí thải 66 4.2. Chất thải rắn 66 PHẦN 5: PHÂN XƯỞNG NƯỚC 68 1. GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG NƯỚC 68 2. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CẤP NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 69 2.1. Sơ đồ chung 69 2.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ 69
LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN
Công ty cổ phần Supe photphat và hóa chất Lâm Thao là một đơn vị trực thuộc Tổng Công ty hóa chất Việt Nam – Bộ Công thương.
Công ty (tiền thân là Nhà máy Supe photphat Lâm Thao) được Liên Xô cũ giúp đỡ xây dựng Tháng 6/1959, Phó Thủ tướng Lê Thanh Nghị đã bổ nhát cuốc đầu tiên đánh dấu ngày khởi công xây dựng Nhà máy chính thức đi vào sản xuất trên diện tích 73ha thuộc địa bàn Thị xã Lâm Thao – Tỉnh Phú Thọ, là một trong số các nhà máy hiện đại với quy mô lớn ra đời sớm nhất của tỉnh Phú Thọ Ban đầu, nhà máy hoạt động với 2 dây chuyền chính là: dây chuyền Axit 1, sản xuất axit sunfuric với năng suất 4 vạn tấn/năm và dây chuyền Supe 1, sản xuất Supe lân 1 vạn tấn/năm Ngày 24/6/2962, nhà máy đã sản xuất thành công mẻ sản phẩm đầu tiên.
Qua 3 lần cải tạo, mở rộng: Đợt 1 (1973-1974) nâng công suất lên 175.000 tấn 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 công suất, đầu tư xây dựng mới 4 dây chuyền 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 để nâng cao sản lượng, đảm bảo các điều kiện môi trường theo chỉ đạo của Thủ tướng Chính Phủ Trải qua trên 50 năm xây dựng và phát triển, với năng lực sản xuất tăng 18 lần so với công suất ban đầu Cho đến nay, năng lực sản xuất của Nhà máy đã đạt được những thành tựu đáng kể:
NPK các loại: 700.000 tấn/năm Supe lân đơn: 850.000 tấn/năm Axit sunfuric H2SO4: 280.000 tấn/năm
Lân nung chảy: 300.000 tấn/năm
Qua 56 năm xây dựng và phát triển, công ty đã vinh dự nhận được nhiều phần thưởng cao quý của Đảng và Nhà nước như: 3 lần phong tặng danh hiệu Đơn vị Anh hùng: Anh hùng Lao động (1985), Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân (1999), Anh hùng Lao động thời kỳ đổi mới (2000), trao tặng Huân chương Hồ Chí Minh (2005), Huân chương Độc Lập, Huân chương Lao động, Huy chương Vàng "Bạn Nhà nông", Huy chương "Vì sự nghiệp phát triển nông nghiệp Việt Nam" cùng nhiều danh hiệu và phần thưởng cao quý khác
LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG VÀ SẢN PHẨM
Công ty tập trung sản xuất, kinh doanh các sản phẩm phân bón chứa lân, phân hỗn hợp NPK và các hóa chất công nghiệp.
- Axit sunfuric kỹ thuật, tinh khiết, tinh khiết phân tích và axit dùng cho acquy;
- Phân bón đặc thù cho các loại cây (cây ăn quả, cây cảnh, cây hoa…);
- Natrisunfit và bisunfit kỹ thuật;
- Natri silic florua kỹ thuật, tinh khiết;
- Phèn nhôm sunfat kỹ thuật và phèn kép amoni sunfat kỹ thuật;
Đơn vị trực thuộc và các dự án
- Xí nghiệp Supe phốt phát.
- Xí nghiệp NPK Lâm Thao.
- Xí nghiệp NPK Hải Dương.
- Xí nghiệp Lân nung chảy.
3.2 Các dự án a Các dự án đã đầu tư
- Đầu tư chiều sâu đổi mới công nghệ và thiết bị dây chuyền axit số 1;
- Đầu tư xây dựng dây chuyền NPK công suất 15 vạn tấn/năm số 1;
- Đầu tư tự động hóa khu điều chế Supe lân tại dây chuyền Supe số 1 và số 2;
- Đầu tư bộ phận dỡ quặng apatit tuyển tại xí nghiệp Supe phốt phát;
- Đầu tư cải tạo nâng cấp hệ thống mạng, máy vi tính, nhà điều hành số 2, hệ thống cung cấp nước sạch;
- Đầu tư dây chuyền axit số 3, công suất 4 vạn tấn/năm. b Các dự án đang đầu tư
- Đầu tư tự động hóa dây chuyền axit số 1;
- Cải tạo công nghệ dây chuyền axit số 2 sang đốt lưu huỳnh lỏng, công suất 12 vạn tấn/năm;
- Đầu tư xây dựng dây chuyền NPK 15 vạn tấn/năm số 2;
- Đầu tư xây dựng nhà luyện thể dục – thể thao và tổng đài điện tử. c Các dự án dự kiến sẽ đầu tư
- Xây dựng xưởng NPK 15 vạn tấn/năm tại chi nhánh Hải Dương;
- Xây dựng xưởng NPK 15 vạn tấn/năm số 3 tại Công ty Lâm Thao – Phú Thọ.
PHÂN XƯỞNG AXIT SỐ 2
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 trong đợt mở rộng nhà máy lần thứ 2 với sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên xô Được chạy thử vào ngày 24/4/1984 đến ngày 30/5/1984 chính thức khánh thành và đi vào sản xuất với 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 công nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng pyrít đốt trong lò tầng sôi bằng phương pháp tiếp 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 số 2 cải tạo lần thứ 2 chuyển đổi từ sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ lưu huỳnh đốt trong lò nằm ngang bằng phương pháp tiếp xúc sang sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng lưu huỳnh đốt trong 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 khánh thành, chuyển đổi công nghệ thành công và gắn biển công trình.
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
Lò đốt lưu huỳnh S -> SO2
Công đoạn tiếp xúc SO2 -> SO3
Công đoạn Hấp thụ SO3 -> H2SO4 chất thải rắn khí thải, nước thải, bụi khí thải, nước thải, bụi
Mù axit, Bụi Bể chứa S DẦU DO
1.2 Nguyên liệu sản xuất 1.2.1 Nguyên liệu chính
Dây chuyền cũ sử dụng quặng pyrit tuyển nổi có cỡ hạt 8mm làm nguyên liệu chính sản xuất axit sunfuric Sau khi cải tạo, việc sử dụng quặng này đã được thay thế bẳng sử dụng lưu huỳnh nguyên tố Lưu huỳnh nguyên tố được khai thác từ mỏ hoặc trong hóa dầu, nhập khẩu từ các nước Singapore, Arap, Balan… Việc thay thế này dựa vào các ưu điểm như:
- 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 các thiết 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 lý gây 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, điều này rất có lợi trong công nghệ sản xuất axít sunphuríc bằng phương pháp 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 giá thành sản phẩm.
Chất xúc tác được sử dụng để tăng nhanh tốc độ phản ứng oxi hóa trong tháp tiếp xúc.
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 do các 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 lớp tiếp xúc 2, 3. Đặc tính của chất xúc tác
- Khối tiếp xúc vadani chứa trung bình 7% V2O5, chất hoạt hóa là các oxit kim loại kiềm thường dùng là K2O, chất mang thường dùng là alumino silicat;
- Khối tiếp xúc vadani làm việc trong khoảng nhiệt độ 400 – 600 o C Khi t >
600 o C, xúc tác giảm hoạt độ do hiện tượng kết khối các cấu tử để tạo thành những hợp chất không hoạt động Khi t < 400 o C, hoạt động của xúc tác giảm đột ngột do sự chuyển hóa trị từ V 5+ thành V 4+
Nhiên liệu được sử dụng trong hoạt động của dây chuyền là dầu DO, dầu FO.
Cơ sở lý thuyết
Không khí ẩm ngoài trởi được hút vào tháp sấy khí (sử dụng axit để sấy) rồi vào tháp tách tia bắn axit, tạo thành không khí khô và được nâng nhiệt độ lên 180 – 200 o C rồi cung cấp vào lò đốt lưu huỳnh Lưu huỳnh lỏng qua bộ phận hóa lỏng lưu huỳnh có nhiệt độ 140 – 145 o C, được bơm vào lò đốt Trong lò xảy ra phản ứng cháy lưu huỳnh với oxy trong không khí:
S + O2 →SO2 + Q1 (phản ứng toả nhiệt)
Phản ứng tỏa nhiệt, quá trình cháy là quá trình đồng thể Đốt lưu huỳnh trong không khí có thể thu được khí chứa 21% SO2, trong thực tế sản xuất thường lấy dư không khí và thu được khí chứa gần 12% SO2.
Hỗn hợp khí sau lò có nhiệt độ 1000+ 25 0 C đưa sang nồi hơi nhiệt thừa, để giảm nhiệt độ còn 420440 0 C Hơi nước bão hoà 25 at ra khỏi nồi hơi được góp chung với hơi bão hoà 25 at của dây chuyền rồi đưa vào thiết bị quá nhiệt Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng có nồng độ 1010,5% SO2, lưu lượng Q= 35.000 + 1.000m 3 /h, nhiệt độ 420 0 C đi vào tháp tiếp xúc I (lớp xúc tác 1) Dưới vai trò tác dụng của chất xúc tác T-210, tại đây đã xảy ra phản ứng chuyển 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`%, nhiệt độ 600 0 C được hạ nhiệt độ xuống còn 454 0 C nhờ hệ thống thiết bị quá nhiệt hơi nước Ở đây, khí SO3 nóng được đi vào thiết bị bên ngoài ống trao đổi nhiệt, hơi nước bão hoà 25 at góp chung của nồi hơi đi vào trong ống trao đổi nhiệt Sau thiết bị quá nhiệt hơi nước, hỗn hợp khí SO3 đạt nhiệt độ
454 0 C đi vào lớp xúc tác 2 , hơi nước đạt nhiệt độ 400420 0 C đi vào tua bin của xưởng phát điện Có thể sử dụng pha không khí nguội khoảng 50 0 C bằng van điều khiển 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 524 0 C đi vào trao đổi nhiệt ngoài 305 để hạ nhiệt độ xuống còn 455 0 C để vào lớp III Tác nhân làm nguội là hỗn hợp khí SO2 từ thiết bị lọc mù của hấp thụ trung gian, qua tháp trao đổi nhiệt Nhiệt độ khí vào lớp 3 được điều khiển bởi van tự động
Qua lớp III hỗn hợp khí tiếp tục được phản ứng chuyển hoá SO2 thành SO3, với hiệu suất chung đạt 94% Hỗn hợp khí sau lớp III có nhiệt độ từ 484 0 C được đưa đi hạ nhiệt độ còn
25at van mở và ngược lại. c Các thiết bị khác
- Ống khói khởi động : dùng trong quá trình gia nhiệt khởi động lò.
Vật liệu thép CT3.Đường kính 800, chiều cao 15000.
- Thùng chứa dầu DO : 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 0,5m 3 /h; áp suất 25kG/cm 2 - Bơm lưu huỳnh lỏng: năng suất 4,5m 3 /h, áp suất 12at Động cơ 18,5kW, tốc độ vòng quay 2900 vòng/phút.
- Thùng chứa lưu huỳnh lỏng : dùng để chứa S lỏng cấp cho lò Đường kính 6000, cao 3000.
4.3 Công đoạn tiếp xúc4.3.1 Quá trình diễn ra
Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng có nồng độ 10 – 10,5%
CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG
Chất thải rắn của dây chuyền hầu hết đến từ các cặn lắng từ các thùng như thùng chứa lưu huỳnh lỏng, thùng chứa dầu DO hay các thiết bị trao đổi nhiệt.Thông thường các chất thải rắn này không nhiều, thường được thải trực tiếp mà không qua bất kì các công đoạn xử lý nào Đây là một mối đe doạ lâu dài vì trong chất thải rắn này có chứa một hàm lượng khá lớn các kim loại nặng gây ô nhiễm lâu dài đến nguồn đất hay nước xung quanh khu vực công ty.
Khu vực lưu giữ chất thải nguy hại (xỉ pirít) không có mái che, xung quanh có tường xây che chắn nhưng nước vẫn rỉ ra ngoài, đáy bãi chứa để xỉ pirít không có biện 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 chất gây ô nhiễm cao) một phần thẩm thấu vào đất và nguồn nước ngầm, một phần nước rỉ rác tự chảy (lưu lượng ít) ra môi trường, nguồn tiếp nhận là cánh đồng canh tác của xã Thạch Sơn, huyện Lâm Thao.
5.1.3 Đề xuất phương án xử lý Đối với chất thải nguy hại xỉ pirit cân có mái che đậy,xây tường chống thấm để tránh thẩm thấu phát tán chất thải vào đất và nguồn nước ngầm Theo ý kiến riêng của em công ty nên di rời bãi xỉ pirit hiện tại đến một kho tạm sau đó đào đất tại bãi thải pirit lên trải xuống dưới một lớp nilon bền, chống thấm sau đó trải một lớp đất sét dầy trên cùng là lớp cát mỏng và lớp đất đã đào lên làm như vậy tuy phải đầu tư tiền bạc nhưng đơn giản và chống được nước thấm vào đất gây ô nhiễm đất và nguồn nước ngầm.
Xỉ than có thể tái chế thành gạch ba vanh đem vào sử dụng trong xây dựng các công trình phụ của nhà máy.
Các nguồn phát nước thải trong dây truyền sản xuất axit sunfuric hầu như không đáng kể, chủ yếu là nguồn sinh ra từ quá trình trao đổi nhiệt làm mát axit hay nước dùng để rửa thiết bị, máy móc…hoặc từ những sự cố rò gỉ axit từ các thùng chứa.
Nước thải này thường dược dẫn theo hệ thống ống nước của công ty chảy tuần hoàn và được xử lý cục bộ.
Với nước thải có nồng độ pH thấp được trung hoà bằng sữa vôi và được tuần hoàn khoảng 60-70%, phần còn lại hầu hết được thải trực tiếp ra sông Hồng.
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.
Khí thải trong dây chuyền sản xuất axit sunfuric bao gồm các thành phần:
- 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 hấp thụ tạo axit sunfuric, lượng SO2 thải ra ngoài phụ thuộc phần lớn vào hiệu suất chuyển hoá của các phản ứng S thành SO2, từ SO2 thành SO3, ngoài ra còn một lượng không nhỏ thất thoát từ các thiết bị cũng như cả quá trình hay bởi chất xúc tác 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 tạp chất khác)
Theo số liệu thực tế cho thấy nồng độ SO2, SO3 còn quá cao so với tiêu chuẩn của thế giới nhưng hầu như nhà máy vẫn chưa có biện pháp xử lý nào.
5.3.3 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, lọc khí, 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….
5.4 Một số vấn đề khác Ô nhiễm tiếng ồn : tại các khu vực máy nén khí, bơm nước, bơm axit, quạt hút gió Ô nhiễm nhiệt tại các khu vực lò đốt, tháp tiếp xúc.
PHÂN XƯỞNG SUPE PHOTPHAT SỐ 1
GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG SUPE PHOTPHAT SỐ 1
Nhiệm vụ chính của xí nghiệp là sản xuất là lượng supephotphat đạt tiêu chuẩn với hàm lượng P2O5 hữu hiệu không nhỏ hơn 16.5%, hàm lượng P2O5 tự do không lớn hơn4%, độ ẩm nhỏ hơn 13% Ngoài ra xí nghiệp còn cung cấp một lượng lớn trừ sâu công nghiệp Na2SiF6 hàm lượng lớn hơn 96%.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT SẢN XUẤT SUPE PHOTPHAT
2.1 Đặc tính của sản phẩm Supe Photphat đơn 2.1.1 Thành phần hóa học
Là sản phẩm của quá trình phân hủy quặng apatit bằng axit sunfuric.Đây là loại lân phổ biến nhất, có thành phần chủ yếu gồm các muối của axit octo phophoric, axit sunfuric, một lượng axit octo photphoric tự do và apatit chưa bị phân hủy Công thức hóa học của các thành phần như sau:
Mono canxi photphat: Ca(H2PO4)2; Canxi sunfat khan: CaSO4;
Axit photphoric tự do: H3PO4; Photphat sắt: FePO4.2H2O;
Dicanxi photphat: Ca2( HPO4)2; Apatit chưa phân hủy: Ca5F(PO4)3. Ngoài ra còn một số các muối của Mg, một số chất khoáng trong nguyên liệu không bị phân hủy, siligen SiO2.nH2O.
Hiện nay Supe photphat đơn sản xuất tại Công ty Supe photphat và hóa chất Lâm Thao dạng bột rời có trung hòa bằng chính quặng apatit.
Supephotphat là một loại bột tơi, xốp, có mày xám sẫm hoặc xám nhạt, trọng lượng riêng của supephotphat từ 1.4-1.5 tấn/ năm Hàm lượng các hơi chât photphat của supe được tính theo phần trăm của P2O5:
- Phần P2O5 tan trong nướcgồm: mônôcanxiphotphat và Axít photphoric tự do
- Phần P2O5 không hoà tan trong nước mà tan trong xitrat amon gồm: photphat nhôm, đicanxiphotphat
Chất lượng của supephotphat được đánh giá theo hàm lượng của P2O5 hữu hiệu gồm tan trong nước và tan trong xitrat.P2O5 chung trong supe phốt phát bằng tổng P2O5 hữu hiệu và P2O5 không tan trong nước hoặc xitrát.Tỉ lệ phần trăm của P2O5 hữu hiệu đối với P2O5 chung trong supe phốt phát biểu thị mức độ phân hủy Apatít bởi Axít sunfuríc và gọi là hệ số phân hủy K
Supephotphat đơn ở dạng bột rời không trung hoà có tính hút ẩm mạnh và dễ bị dính kết, vón cục, đóng rắn.
Supephotphat đã được trung hoà, đảo trộn, ủ đúng quy trình thì gần như không bị dính kết vón cục, đóng rắn.
Khi dùng lực cơ học tác dụng lên supephotphat đơn thì pha lỏng tiết ra ngoài làm cho các hạt nhỏ dính kết lại với nhau.
Supephotphat đơn được sử 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 lượng đường ở các loại cây có quả, làm cho cây cứng cáp, chống được sâu bệnh Cho cây trồng nồng nghiệp hay công nghiệp phát triển khoẻ mạnh, cho năng suất, chất lượng cao.
Ngoài ra supephotphat đơn còn dùng để sản xuất các loại phân bón hỗn hợp PK hoặc NPK dùng sản xuất chất khoáng bổ xung thức ăn cho gia súc
Nguyên liệu sản xuất Supe photphat đơn có quặng chứa photpho và axit sunfuric.
Quặng chứa photphot bao gồm các loại: apatit, photphoric và photphat thiên nhiên Ở nước ta, để sản xuất Supe đơn quặng được dùng chủ yếu là apatit Nguyên liệu chính dùng để sản xuất Supe photphat đơn tại Công ty Supe photphat và hóa chất Lâm Thao là quặng apatit và axit sunfuric, nguyên liệu để trung hòa Supe photphat cũng là bột apatit.
Ngoài ra trong quá trình sản xuất Supe photphat đơn còn sản xuất sản phẩm phụ là Na2SiF6 Nguyên liệu trung hòa nước thải trong quá trình sản xuất Supe photphat đơn là vôi sống CaO.
Người ta gọi apatit là khoáng có thành phần được biểu thị bởi công thức chung Ca10R2(PO4)6 hoặc rút gọn Ca5R(PO4)3 Trong đó, R là F, Cl, OH hoặc CO2 Phổ biến nhất là Flo apatit; rất hiếm Clo apatit, đôi khi một bộ phận Canxi được thay thế bởi các kim loại như Ba, Sr, Mg, Mn, Fe.
Quặng có màu nâu sẫm hoặc màu nâu vàng, không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong các axit vô cơ Tỷ trọng từ 1,5 – 2,2 tấn/m 3 , nóng chảy từ 1550 – 1570 o C Công thức hóa học của các thành phần chính trong quặng apatit như sau:
- Nefelin (Na,K)AlSiO4.nSiO2; - Sphen Ca.Ti.SiO5;
- Dolomit (Ca,Mg)CO3; - Titan manhetit mFe2O4.nFeTiO3.TiO2. Hàm lượng các chất có chứa photpho trong quặng được quy ra % anhydrit photphoric gọi là P2O5chung trong apatit Tùy theo hàm lượng P2O5 người ta chia quặng apatit làm 4 loại:
- Quặng loại I: là loại quặng giàu, chứa phần lớn là Flo apatit Ca5F(PO4)3 có hàm lượng P2O5 từ 33 – 38% Quặng này được sử dụng ở Công ty từ năm 1962 đến nay.
- Quặng loại II: có hàm lượng P2O5 từ 24 – 26% Trong quặng loại I, cấp cho Công ty có chứa một lượng quặng này dưới dạng các cục to.
- Quặng loại III: là loại quặng được bóc ra trong quá trình khai thác quặng loại I.
Hàm lượng P2O5 của quặng này từ 15 – 18%, quặng được đưa sang nhà máy tuyển quặng để nâng hàm lượng P2O5 lên 32 – 33%.
- Quặng loại IV: có hàm lượng P2O5 từ 8 – 12% Quặng này tồn tại trong các mỏ photphoric lắng đọng trong các hang núi đá vôi nắm rải rác khắp đất nước, trữ lượng nhỏ.
Quặng được đưa vào sản xuất tại Công ty có hai loại:
- Quặng nguyên khai: quặng này chưa làm giàu không đồng nhất về kích thước và phẩm chất thường chứa 81 – 90% Flo apatit và phâm bố không đều 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:
P 2 O 5 CaO F H 2 O Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO SiO 2 CO 2
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 0,16mm không lớn hơn 5%.
- Quặng tuyển ẩm: quặng này có ưu điểm là dễ tách nước để giảm độ ẩm, đặc biệt là khi được đảo trộn tốt Khi độ ẩm giảm thì tơi không dính bết Tiêu chuẩn chất lượng của loại quặng này như sau: Hàm lượng P2O5 trung bình 32 – 33%.Độ ẩm 15 – 18% H2O.Kích thước 0,074mm. b Axit sunfuric
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.1 Sơ đồ công nghệ dây truyền sản xuất
Các công đoạn sản xuất Supe Photphat đơn tại công ty Supe Photphat và hóa chất Lâm Thao được minh họa trên sơ đồ sau
Quặng Apatít từ Lào Cai được vận chuyển bằng những toa xe lửa về công ty được dỡ xuống và vận chuyển vào kho Apatít sau khi đã được nhân viên phòng KCS lấy mẫu quặng trên toa để phân tích độ ẩm và hàm lượng P2O5 chung trong quặng.
- Quặng nguyên khai Apatít loại I có độ ẩm 10÷16% hàm lượng P2O5 từ 32÷33% được vận chuyển trên toa N.
- Quặng Apatít loại 3 có độ ẩm 15÷18% hàm lượng P2O5 từ 15-18% được vận chuyển trên toa N.
- Quặng tuyển có độ ẩm từ 15-18% được vận chuyển bằng toa H.
Các toa quặng được đầu máy kéo vào khu dỡ của XN,quặng Apatít nguyên khai và tuyển trên toa được 2 cầu trục 10 tấn múc và đổ thành từng đống trong kho chứa theo quy hoạch kho một phần quặng Apatít tuyển đã ráo nước tại kho Apatít được cầu trục múc lên bunke trung hòa và được băng tải cao su vận chuyển sang kho supe để trung hòa.
Lượng quặng Apatít còn sót lại trên tao N và trên toa H do bàn ủi không ủi hết và cầu trục không múc hết được công nhân dỡ quạng dùng xẻng vệ sinh sạch.
Lượng quặng cục còn lại có kích thước ≥ 100×100 mm trên mặt sàn các bunke cung cấp xích được tập kết lại và được nghiền nhỏ bằng máy nghiền đá sau đó dưa trở về sản xuất.
3.2.2 Công đoạn sấy nghiền a Công đoạn sấy nghiền sơ bộ
Mục đích: là làm giảm độ ẩm của nguyên liệu đầu vào của dây chuyền sản xuất hay cụ thể là quặng nguyên khai và quặng tuyển.
Quặng Apatít nguyên khai loại 1 và loại 3 từ trong kho được cầu trục trộn với nhau theo tỉ lệ 59% loại 1 với 7% loại 3,múc lên các bunke cuả hệ thống máy cung cấp xích,từ các bunke chứa quặng được định lượng theo năng suất quặng cần sấy rồi được hệ thống băng tải xích vận chuyển đổ xuống hệ thống băng tải cao su.
Từ hệ thống băng tải cao su vận chuyển quặng,quặng Apatít theo ống dẫn quặng đổ vào thùng sấy.Quặng được sấy đến độ ẩm 1.5÷3 %.
Từ bunke than tại các lò đốt,than được xả xuống sàn thành đống và được làm ẩm sau đó được tung vào lò sấy bằng xẻng,nhiệt trị của than khoảng 6500-6900 Kcal/kg Trong lò đốt, khí được cung cấp đảm bảo đủ không khí sao cho than cháy triệt để kể cả chất và lượng, thường thì lớp than có chiều dày 20-25cm và xỉ không quá 12cm Xỉ than trong lò đốt phải được thải liên tục tránh đọng lớp gây tổn nhiệt Khí nóng ở lò đốt có nhiệt độ từ350-380˚C, nhờ quạt hút ở cuối hệ thống vận chuyển sang thùng sấy để sấy quặng sau khi được lắng bụi than và xỉ Lò làm việc dưới áp suất âm 5-10mmH2O nhờ quạt hút Khí nóng sau khi ra khỏi thùng sấy có nhiệt độ từ 100-110˚C. Để vật liệu sau sấy có nhiệt độ vừa phải ta sấy theo phương pháp sấy xuôi chiều, vật liệu ẩm và khí nóng cùng vào đầu thùng sấy, vật liệu khô và khí nguội ra ở cuối thùng sấy Phía trong thùng sấy ở phần đầu khoảng 1m được hàn các cánh thép xoắn vỏ đỗ có tác dụng tiếp nhận quặng và dẫn quặng vào trong thùng sấy và phân hối quặng cho đều tăng bề mặt tiếp xúc giữa khí nóng Tốc độ và thời gian sấy được tính toán dựa trên thực nghiệm về năng suất và độ ẩm sấy.
Sau sấy nguyên khai : sau khi sấy tới độ ẩm 1.5-3 % quặng ra khỏi thùng sấy được đổ vào máy nghiền búa.Tại đây nhờ các lá búa quặng được đập nhỏ sơ bộ từ kích thước nhỏ hơn 100×100 mm xuống còn 15-30 mm quặng Apatít có kích thước đạt tiêu chuẩn qua ghi sàng xuống băng tải cao su và được vận chuyển vào máy nghiền bi,còn quặng to còn lại tiếp tục được các lá búa đập tiếp.nhiệt độ quặng ra khỏi máy búa thường là 80÷90 o C.
Khí có bụi quặng Apatít và bụi than có nhiệt độ 100÷110 o C từ thùng sấy và lò đốt sang được dẫn vào hệ thống xyclon nhóm 4,bên trong xyclon khí sẽ theo đường xoáy , bụi va đạp vào thành xyclon mất động năng sẽ rơi xuống đáy.
Dưới các xyclon nhóm 4 có bunke chứa Apatít lắng và bột này được các van gạt bột đáy bunke gạt xuống vít xoắn φ 400 và vít xoắn nhỏ rồi được các vít vận chuyển đổ vào băng tải quặng sau sấy.
Khí và bụi còn lại theo đường ống giũa xiclon ra ngoài vào thiết bị khử bụi màng nước.Tại đây chúng được sục qua bunke chứa nước phần lớn bụi bị thấm ướt lắng tại đây ,khí bụi kéo theo bụi thấm ướt và những giọt nước đi vào thiết bị tách giọt hình trụ theo phương tiếp tuyến.Nước và các hạt bụi bị thấm ướt được lắng lại ở thành thiết bị chảy xuống đáy theo đường ống ra ao lắng tuần hoàn khí đã được làm sạch bụi đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh môi trường theo ống khói thải ra ngoài trời.
Sau khi được sấy trong thùng sấy lò quay, quặng tiếp tục được đưa vào băng tải chuyển đến máy nghiền bi để tiếp tục công đoạn nghiền mịn tiếp theo. b Công đoạn nghiền mịn
Mục đích : Đưa kích thước hạt quặng sau khi sấy đủ tiêu chuẩn để đưa đi phản ứng tạo supephotphat đơn tại công đoạn hoá thành.
Vận hành: quặng Apatít sau máy nghiền búa được vận chuyển vào máy nghiền bi để nghiền mịn.
Quặng sau máy búa được các băng tải cao su vận chuyển đổ trực tiếp vào máy nghiền( nghiền bi số II),hay đổ vào bunke sau đó được máy cung cấp các đĩa gạt định lượng cấp cho máy nghiền( nghiền bi số I).
Sau khi qua máy nghiền bi quặng được nghiền nhỏ nhờ lực va đập giữa bi thép có đường kính φ
70 và vỏ đệm ở thành máy nghiền và được đưa lên sang phân ly tĩnh đặt phía trên máy nghiền nhờ quạt cao áp nghiền ở phía cuối hệ thống thiết bị phân ly hoạt động theo nguyên lý khí lẫn bụi vào máy theo phương thẳng đứng va đập vào phần côn bên trong thiết bị,các hạt to mất động năng rơi xuống sẽ quay trở về máy nghiền,không khí lẫn bột mịn sẽ đi tiếp theo đường tiếp tuyến vào phái trên (bên trong ) thiết bị lọc bụi tĩnh ,bột nhỏ có kích thước ≤ 16 mm sẽ tiếp tục đi sang xiclon đơn lắng bụi còn hạt to sẽ rơi xuống đáy côn và và quay trở lại máy nghiền đẻ tiếp tục nghiền nhỏ.
Khí lẫn bột sau khi đi qua xiclon đơn φ
= 1600mm sẽ lắng phần lớn bột mịn tại đó tiếp tục đi qua nhóm xiclon 6 để lắng tiếp bột mịn còn lại
Bột Apatít lắng tại xiclon đơn và nhóm 6 chứa tại các bunke rồi được các van gạt xuống
Khí ra khỏi xiclon nhóm 6 qua quạt hút.Khí ra khỏi quạt hút chia làm 2 đường 1/3 lượng khí được đưa trở lại máy nghiền bi con 2/3 lượng khí còn lại được dưa qua thiết bị sủi bọt làm sạch khí trước khi phóng không.Bột Apatít lắng tại sủi bọt được dãn ra ao tuần hoàn để thu hồi Apatít và tuần hoàn nước sủi bọt.
3.2.2 Công đoạn điều chế Supe Photphat
Quặng apatit nguyên khai được sấy nghiền có độ ẩm 1 – 2% và cỡ hạt 95% qua sàng 0,16mm trộn với quặng tuyển không sấy có độ ẩm 15 – 22% và kích thước cỡ hạt 0,074mm thành hỗn hợp có độ ẩm 10 – 21%, được vận chuyển vào bunke trung gian bộ phận điều chế.
CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG
4.1 Chất thải rắn 4.1.1 Đặc điểm
Chất thải sinh hoạt phát sinh khối lượng khoảng 5 tấn/ngày công ty thu gom và xử lý chôn lấp khu vực trong khuôn viên công ty; chất thải công nghiệp chủ yếu là xỉ than từ quá trình sấy quặng, cặn keo silic từ quá trình hấp thụ khí flo và cặn lắng từ các xyclon, SiO2, CaF ,cặn lưu huỳnh được thu gom đưa đi xử lý tại Công ty chất thải Phú Thọ.
Cặn lắng từ xyclon được đem tuần hoàn lại quá trình sản xuất như đã nêu ở các công đoạn trên
Cặn keo silic bám vào thiết bị được vệ sinh định kì và thải ra ngoài môi trường.
Các chất thải rắn khó xử lý đa số được được thu gom đưa đi xử lý tại Công ty chất thải Phú Thọ.
Khí thải trong dây chuyền sản xuất supe tươi bao gồm:
- Bụi apatit, khói lò đốt
Trong quá trình dỡ và vận chuyển quặng khí thải chủ yếu là bụi apatit được thải trực tiếp ra môi trường làm việc gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của công nhân làm việc
Trong quá trình xử lý quặng bao gồm các loại khí như CO2, CO, SO2, bụi apatit, khói lò đốt và các tạp chất được thải ra từ quá trình sấy, than cháy Khí thải ở quá trình này được xử lý qua xyclon và thiết bị lọc màng ướt Khí sau xử lý đạt lượng bụi là 300-400 mg/m 3 < 600 mg/m 3 đạt TCVN, hàm lượng CO2, SO2 nhỏ nên được thải ra môi trường
Trong quá trình điều chế supe, khí thải chủ yếu là khí flo ở các dạng như HF, SiF4 được tạo ra từ 2 giai đoạn phản ứng được xử lý bằng phương pháp hấp thụ khí flo đã trình bày ở trên.
Khí thải tại dây chuyền sản xuất supe phốt phát, thải qua ống khói được lắp đặt hệ thống lọc bụi có lưu lượng là 40.000m 3 /giờ
4.2.3 Đề xuất phương pháp xử lý
- Nâng cao các ông khói ,tính toán và phân tích xem khu vực ấy có xảy ra hiện tượng nghịch đảo nhiệt hay không để thiết kế được chiều cao ống khói.
- Lắp đặt các thiết bị lọc bụi trên các ống khói
- Sử dụng các phương pháp để lọc bụi như lọc bụi tay áo,phòng lắng ,xiclon…
Chủ yếu xuất hiện ở công đoạn nghiền quặng do sau khi khí qua xyclon nhóm 6 được đem đi rửa bằng khử bụi sủi bọt, CaCl2 từ quá trình trung hòa trong công đoạn hấp thụ F.
Nước sau khử bụi sẽ được dẫn về ao lắng vằ được tuần hoàn để khử bụi sủi bọt.
DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NPK
NGUYÊN LIỆU
- Loại sản phẩm 16 % P2O5 hữu hiệu - Độ ẩm: ≤ 10 %.
- Hình thức: Tơi xốp, đã được đánh tung.
* Sunphat Amon (SA) CTHH: (NH 4 ) 2 SO4
- Hình thức: Dạng tinh thể rắn, khô rời, màu vàng nhạt hoặc xám, rất dễ bị hút ẩm và đóng rắn Trường hộp bị đóng cục, chảy nước thì phải phân tích lại hàm lượng và xử lý đập, nghiền, sàng.
* Kali clorua KCl CTHH: KCl
- Hình thức: Ở dạng tinh thể đỏ hoặc trắng
* Urê (cacbamit) CTHH: CO(NH2)2
- Hình thức: Ở dạng viên trứng nhện, màu trắng đục Urê ở môi trường bình thường dễ hút ẩm và bị thuỷ phân Trường hợp bị đóng cục, chảy nước thì phải phân tích lại hàm lượng và xử lý đập, nghiền, sàng
* Di Amon Photphat (DAP) CTHH: (NH4)2HPO4
- Hình thức: Ở dạng hạt màu nâu sẫm hay xám đá DAP tổn thất Amoniac ở 70 0C và chuyển thành Mono Amon Photphat
* Mono Amon Photphat (MAP) CTHH: NH4H2PO4
- Hình thức: Ở dạng bộ mịn màu trắng MAP là một hợp chất khá bền vững ở 100 – 110 0C, không bị phân huỷ và thất thoát amoniac.
NHIÊN LIỆU
Sử dụng nhiên liệu là dầu FO.
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.2 Các công đoạn chính 3.2.1 Các thiết bị chính
- Bunke chứa nguyên liệu SA, máy nghiền SA 8, băng tải chuyển SA 11, băng tải chuyển SA 12.
- Bunke chứa phụ gia 9, băng tải chuyển phụ gia, chuyển KCl 7, 46.
Không đạt Đạt Lưu kho
- Băng cấp liệu định lượng 14.
- Băng tải cấp liệu tổng hợp 15, 16. a Bunke chứa phụ gia 9:
- Miệng hình vuông 2150 x 2150 mm, đáy hình vuông 500 x 500 mm.
- Miệng đặt sàng 125 x 125 mm. b Băng tải cấp phụ gia 7
- Chiều rộng: B 500 Chiều dài L 75.214 Độ nghiêng 20 0
- Vật liệu: cao su Số lớp sợi: i = 3 Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm.
- Năng suất: 5 T/h Vận tốc băng tải: 0,3 m/s.
- Động cơ: Công suất N = 1,5 kW Số vòng quay: n = 1450 v/ph. c Băng tải cấp phụ gia và KCl 46
- Chiều rộng: B 500 Chiều dài L 8616 Độ nghiêng 20 0
- Vật liệu: cao su Số lớp sợi: i = 3 Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm.
- Năng suất: 5 T/h Vận tốc băng tải: 0,638 m/s.
- Động cơ: Công suất N = 3 kW Số vòng quay: n = 1450 v/ph.
- Hộp giảm tốc PM 400 – I Tỷ số truyền: i = 40,17. d Máy nghiền SA 8
- Động cơ điện: N = 15 kW, n = 1450 v/ph. e Băng tải SA 11
- Chiều rộng: B 500 Chiều dài L 69115 Độ nghiêng 7 0 22’.
- Vật liệu: cao su Số lớp sợi: i = 4 Chiều dày băng tải: 7,75 mm Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm.
- Năng suất: 6 T/h Vận tốc băng tải: 0,638 m/s.
- Động cơ: Công suất N = 7,5 kW Số vòng quay: n = 1450 v/ph.
- Hộp giảm tốc PM 500 – I Tỷ số truyền: i = 40,17. f Băng tải SA 12
- Chiều rộng: B 500 Chiều dài L 6900 Độ nghiêng 2 0
- Vật liệu: cao su Số lớp sợi: i = 4 Chiều dày băng tải: 7,75 mm Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm.
- Năng suất: 6 T/h Vận tốc băng tải: 0,53 m/s.
- Động cơ: Công suất N = 3 kW Số vòng quay: n = 1450 v/ph.
- Hộp giảm tốc PM 400 – I Tỷ số truyền: i = 48,57. g Bunke chứa liệu 13
- Có 6 bunke chứa. h Băng tải cấp liệu tổng hợp 15
- Chiều rộng: B 650 Chiều dài L 16300 Độ nghiêng 19 0
- Vật liệu: cao su Số lớp sợi: i = 5 Chiều dày băng t ải: 11 mm Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm.
- Năng suất: 50 T/h Vận tốc băng tải: 0,53 m/s.
- Động cơ: Công suất N = 4 kW Số vòng quay: n = 1450 v/ph.
- Hộp giảm tốc PM 500 – I Tỷ số truyền: i = 48,57.
3.2.2 Các đối tượng điều khiển - 6 băng cân định lượng 14 A, B, C, D … (thường sử dụng 4 băng cân, 2 dự phòng), chiều rộng băng cân: B 500, chiều dài L 1600.
- 1 loadcell treo, động cơ 1,5 kW, n = 1450 v/ph.
- Các bộ điều tốc và Encoder.
Phụ gia: phù sa, bột tan, secpentin … được đổ vào bunke chứa, nhờ băng tải và băng tải 46 chuyển vào bunke chứa 13A.
Nguyên liệu SA đã tập kết ở kho, nhờ xe nâng cẩu lên sàn thao tác tháo SA bunke chứa, sau đó chuyển vào máy nghiền SA 8 Sau khi được sàng, nghiền mịn, SA rơi xuống băng tải chở SA 11, nhờ băng tải này chuyển vào băng tải 12, sau đó đổ vào bunke chứa 13C
Nguyên liệu KCl đã tập kết ở kho được chuyển lên bunke chứa 13D nhờ băng tải chuyển bao 46 Các nguyên liệu: supe photphat đơn, DAP, KCl, Urê, SA, phù sa đã tập kết thành từng đống riêng biệt tại mặt bằng khu vực nạp liệu Trước khi nạp vào các bunke nạp liệu, các nguyên liệu được thử nghiệm xác định hàm lượng các chất dinh dưỡng (khi cần thiết) Sau đó các nguyên liệu được nạp vào các bunke nạp liệu 13A … 13D … theo đúng vị trí Đơn phối liệu cho các loại sản phẩm NPK được cài đặt sẵn trong hệ thống máy tính và được điều chỉnh tự động Hệ thống cấp liệu cũng có thể được điều chỉnh bằng tay qua hệ thống nút bấm
Ra khỏi bunke chứa, các nguyên liệu được định lượng bằng các băng cân 14A
… D … được kiểm soát bởi hệ thống điều khiển cấp liệu tự động hoặc qua bàn phím.
Nếu có xuất hiện hiện tượng tạo vòm ở bunke chưúa liệu thì lập tức cho máy chạy rung phá vòm Nguyên liệu được đổ xuống băng tải cấp liệu tổng hợp 15, rồi sau đó đưa sang băng tải 16, sau đó rót thẳng vào thùng trộn 17 để trộn đều các nguyên liệu với nhau trước khi sang máy vê viên đĩa.
Các hạt NPK sau khi vê viên có độ ẩm 8 – 10 % được băng tải 21 và 22 vận chuyển vào máy sấy thùng quay 23 Máy sấy làm việc theo nguyên lý xuôi chiều Tác nhân sấy là nguồn khí nóng 200 – 400 o C từ buồng pha khí của lò đốt dầu FO 38 được quạt hút 40 hút vận chuyển đi cùng chiều với dòng NPK trong thùng sấy Nhờ thùng quay được đặt nghiêng và bên trong thùng có lắp cánh đảo nên sản phẩm NPK được đảo đều và sấy khô được chuyển dịch dần về phía cuối thùng sấy Ra khỏi thùng sấy, sản phẩm NPK đạt độ ẩm 2 – 4 % được gầu tải 24 vận chuyển lên sàng rung hai lớp 25 để phân loại NPK
Dòng khí nóng sau khi trao đổi nhiệt với dòng sản phẩm giảm xuống 110 0C và mang theo nhiều bụi đi qua quạt hút 40 hút vào bộ xycon chùm 8 số 39 Trong xyclon, bụi được lắng xuống đấy và tháo ra ngoài rơi xuống băng tải hồi lưu 35 và được đưa đi tạo hạt lại.
Dòng khí tiếp tục được quạt 40 đẩy lên thiết bị xử lý kiểu sủi bọt 41, lượng bụi được giữ lại tiếp tục ở đáy và được tháo ra rãnh Khí sạch được phóng không.
3.2.5 Công đoạn đóng bao, vận hành băng tải di động
Sản phẩm NPK sau máy làm nguội 26 đi xuống băng tải thành phẩm 27 rồi vào xilô thành phẩm 28 Sau đó sản phẩm được đóng và định lượng bằng máy đóng bao tự động 29A, B; khi đủ khối lượng sẽ rôi xuống băng tải đóng bao 30A, B để vận chuyển qua máy khâu bao tự động 31A, B đặt phía trên băng tải đóng bao để khâu kín miệng bao lại Sản phẩm đã đóng bao tiếp tục được băng tải di độg vận chuyển vào kho chứa và xếp lưu Sản phẩm NPK khi xuất hàng được vận chuyển lên phương tiện vận tải (ôtô) bằng băng tải di động 36.
Nguyên liệu supe trước khi đưa vào sản xuất được lấy mẫu phân tích chất lượng.
Supe lân từ kho chứa được cầu trục múc vào bunke chứa 1, rồi đi xuống băng tải 2, nhờ băng tải 2 chuyển lên sàng rung 1 lớp số 3 Qua sàng rung phân loại, phần cục to trên sàng chuyển xuống kho và đưa đi đánh tung lại cho tơi ra, phần nhỏ dưới sàng được dùng để sản xuất NPK được băng tải 5 vận chuyển đổ vào băng tải 6 và nhờ băng tải 6 đổ vào bunke chứa supe lân 13B.
3.2.7 Công đoạn trộn, vê viên, tạo hạt
Nguyên liệu supe photphat đơn, KCl, SA, phụ gia từ băng tải cấp liệu 16 đi vào thùng trộn 17 Ra khỏi thùng, hỗn hợp được trộn đều, đảm bảo tính đồng nhất Sau đó hỗn hợp nguyên liệu được chuyển xuống băng tải cấp liệu 18 vận chuyển phân phối đều cho 2 đĩa vê viên 19A, B Tại máy vê viên, nhờ tác dụng của lực ly tâm do đĩa quay và cửa trọng lực của hạt nguyên liệu và một số phản ứng hoá học giữa các loại nguyên liệu mà các hạt dần hình thành Khi phối liệu quá khô thì bổ sung ẩm bằng cách mở van vòi phun nước vào phối liệu Toàn bộ lượng bụi sinh ra tại đĩa vê viên được quạt làm nguội 43 hút về xử lý cùng với hệ thống xử lý bụi của phần làm lạnh Hạt NPK đạt kích cỡ quy định được đưa xuống băng tải bán thành phầm 21 và 22 vận chuyển sang công đoạn sấy sản phẩm
3.2.8 Công đoạn lò đốt dầu FO
Dầu FO từ kho chứa tại XN Axit 2 có nhiệt độ 30 0C được bơm đưa về thùng chứa50 (12 m3), sau đó được bơm dầu 54A (hoặc B) hút qua thiết bị lọc dầu thô và tinh nhằm loại bỏ cặn trước khi đưa vào bình ổn áp 36 để ồn định áp suất vào vòi phun dầu Dầu phân tán qua vòi phun vào đầu lò đốt dưới dạng sương mù Trong lò đốt mù, dầu FO cháy cùng với không khí do quạt thổi 37 cung cấp Hỗn hợp khí nóng được tạo thành có nhiệt độ 900 0C sang buồng trộn pha trộn với không khí do quạt hút 40 hút qua thành lò và nắp pha khí tạo thành hỗn hợp khí có nhiệt độ 200 – 450 o C Hỗn hợp khí này qua quạt hút 40 hút vào thùng sấy 23 để sấy NPK
Sản phẩm NPK sau sấy từ gầu tải 24 rót lên sàng Sàng được động cơ truyền chuyển động qua cơ cấu rung lệch tâm.
Các hạt NPK có kích thước < 2,5 mm dưới sàng xuống băng tải tái sinh 38.
Các hạt NPK có kích thước trong khoảng 2 – 5 mm ở giữa 2 lớp sàng thì đưa vào máy làm nguội 29.
Phần cục to NPK trên sàng 5,5x5,5 mm được đưa vào máy nghiền 34 và được nghiền nhỏ rơi xuống băng tải 35.
Hạt NPK nhỏ dưới sàng 2,5x2,5 mm được đưa trực tiếp xuống băng tải 35 và tiếp tục đưa về băng tải tổng hợp 16 rồi đưa vào thùng trộn 17 để trộn lại cùng nguyên liệu ban đầu rồi đi vê viên lại.
Sản phẩm NPK sau máy sàng phân loại 25 có nhiệt độ 80 0 C, kích thước 2,5 – 5 mm, độ ẩm < 5 % vào máy làm nguội kiểu thùng quay 26 Nhờ độ nghiêng, sản phẩm dịch chuyển tư đầu vào đến đầu ra thùng làm nguội Không khí ngoài trời được quạt hút 43 hút vào thùng làm nguội 26 đi ngược chiều với sản phẩm trong thùng Sản phẩm được làm nguội từ 80 0 C xuống còn 30 0 C ra khỏi thùng làm nguội, sau đó xuống băng tải 27 sang công đoạn đóng bao.
3.3 Một số thiết bị 3.3.1 Máy vê viên đĩa 19A, B
- Tốc độ đĩa quay: 11 v/ph- Năng suất: 12,5 T/h (đối với 1 đĩa)- Động cơ điện: N = 40 kW, n = 1450 v/ph
- Bán kính lượn giữa thành và đáy đĩa: R 300
3.3.2 Máy làm nguội thùng quay 26
- Cấu tạo: kiểu thùng quay nằm nghiêng 30 Bên trong có gắn các cánh đảo dọc theo thân thùng
- Thùng làm nguội được đỡ bằng 2 vành lăn tựa trên 4 con lăn đỡ Thùng làm nguội quay được nhờ hệ thống động cơ truyền chuyển động qua giảm tốc và bánh răng con vào bánh răng lớn ắn ở thân thùng
- Nhiệt độ sản phẩm vào: 70 – 80 0C
- Nhiệt độ sản phẩm ra: 30 – 35 0C Nhiệt độ không khí vào: 30 o C.
- Nhiệt độ không khí ra: 50 0C - Tốc độ quay: 4,6 v/ph
- Giảm tốc GT2-850-XV Tỷ số truyền: i = 35,69 v/ph.
- Áp suất dầu FO trước vòi phun: 1 – 1,5 at
3.3.4 Xyclon chùm 8 số 42 : Năng suất: 40.000 – 50.000 m3/h
CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG VÀ GIẢI PHÁP
4.1 Vấn đ môi trề môi trường phát sinh: ường phát sinh:ng phát sinh:
- Chất thải khí: Khí của quá tình đốt dầu
- Chất thải rắn: Bụi từ các xyclon, bụi bay lên trong quá trình vận chuyển các nguyên liệu, sản phẩm dạng bột trên các băng tải.
- Ngoài ra còn có ô nhiễm tiếng ồn do sự yận chuyển trên các băng tải, ô nhiễm nhiệt tại bộ phận đốt lò.
- Sản phẩm và nguyên liệu được vận chuyển bằng đường sắt và đường bộ (ôtô).
Quá trình bảo quản nguyên liệu, sản phẩm trên các toa xe của đường sắt không đảm bảo, đặc biệt khi ười mưa có thể làm ướt các bao sản phẩm, dẫn đến phải xử lý lại cần thiết kế thêm bộ phận che chắn trên các toa xe.
- Khi không khí ẩm, các khí thải không bay lên cao được, mùi phân bón bay ra xung quanh rất nhiều, ảnh hưởng đến sức khoẻ của người lao động và của cả các hộ dân xung quanh, cần thiết kế thêm hệ thống xử lý khí thải (lắp đặt thêm hệ thống ống khói, khử mùi bằng than hoạt tính ).
CHUYỀN SẢN XUẤT
NGUYÊN LÝ SẢN XUẤT PHÂN LÂN NUNG CHẢY
Cơ sở của phương pháp là dùng nhiệt nung nóng biến lân từ dạng vô định hình (cây không hấp thu được khó tiêu, khó tan ) thành dạng vô định hình mà cây có thể hấp thụ được.
Căn cứ vào nguyên lý trên : Đem phôi trộn quặng apatit với các chất phụ gia theo một tỉ lệ nhất định sau đó nung trong lò cao ở nhiệt độ từ 1400- 1500 o C làm cho hỗn hợp quặng và phụ gia hóa lỏng Liệu lỏng được lấy ra và làm lạnh đột ngột bằng nước có áp lực cao (lưu lượng nước gấp 15-20 lần sản phẩm) nhằm phá vỡ tinh thể quặng chuyển P2O5 trong quặng thành dạng dễ tan trong axit yếu ( có thể tan 90% trong axit citric 2% chứa trong dịch mà cây tiết ra) thu được bán thành phẩm lân
THÀNH PHẦN CỦA PHÂN NUNG CHẢY
Phân lân nung chảy là một hỗn hợp photphat silicat (Ca và Mg)
Thành phần của phân lân nung chảy gồm chủ yếu là:
5(Ca,Mg)O.P2O5.SiO2 ; 4(Ca,Mg)O.P2O5
Tóm lại trong thành phần phân nung chảy gồm chủ yếu là nguyên tố P, Ca, Mg và một số nguyên tố vi lượng như Fe, Co, Mn, Cu Mo…Thực tế trong quá trình sản xuất phân lân sẽ được phôi trộn để tạo ra nhiều loại phân mà khi hòa tan có độ PH từ 6-8 phù hợp với các loại đất khác nhau.
Với công nghê sản xuất lò cao công ty sử dụng là:
- Quặng apatit loại II với P2O5 18-25%
- Chất trợ dung là quặng secpentin , nhiên liệu là than Antraxit
Nguyên liệu được đưa vào bãi nhập khi về và phân theo từng lô riêng biệt , lấy mẫu phân tích thành phần làm cư sở để tính phối liệu vào lò quặng, đá từ bãi đưuọc xúc chuyển bằng ô to, máy xúc từ bãi vào phễu Nhờ băng tải sắt chuyển vào đập hàm, nguyên liệu được thu hẹp xuống cỡ hạt theo quy định có kích thước 10-90mmsau đó quặng đá được chuyển qua băng tải đến sàng quay, loại bỏ đá mịn có kích thước nhỏ đem thu hồi đóng bánh.
Than được công nhân sàng thủ công đến cơ hạt quy định và được chuyên chở bằng xe cải tiến đến sàn lò cao Ở bãi phối liệu than, quặng, đá đưuọc cân định lượng theo phối liệu của phòng kỹ thuật sau đó được đưa lên nạp vào lò cao Trong lò phối liệu được nung chuyển nhờ nhiệt độ của phản ứng cháy giữa than trongphối liệu và ôxy không khí nóng do quạt cao áp cung cấp chuyển qua lò đốt 18 nung nóng đến gần 300c Nhờ phản ứng cháy nguyên liệu đựơc nung ở nhiệt độ cao từ 1400c đến 1500c đến chảy lỏng, chuyển Băng tải xích
Bán thành phẩm Lò cao Cân định lượng
Bunke chứa Than, Sa thạch
Máy kẹp hàm Băng tải cao su
Băng tải có xe trút trút
Sàng khô, ướt Băng tải cao su
Băng tải có xe trút
Khí lò hoá nguyên liệu thành dạng thuỷ tinh và theo cửa lò ra ngoài Khí lò sau khi tham gia phản ứng cháy đi lên đỉnh lò theo ống dẫn qua tháp lắng bụi khô 15, rồi qua tháp hấp thụ khí độc HF, SO2 … sau đó được làm khô bằng tháp tách giọt 17 rồi qua lò đốt khí CO cấp nhiệt sưởi ấm không khí đi vào lò cao Khí sau qua ống khói phóng không khí.
Nguyên liệu lỏng ra khỏi lò được làm lạnh đột ngột bằng áp lực cao để giữ nguyên liệu ở dạng thuỷ tinh dễ tan, rồi chảy xuống bể lắng 21 được máy vớt cầu trục 22 vớt lên bãi ráo để ráo nước đến làm ấm còn7% Bán thành phẩm phân lân ở bãi ráo được cầu trục 24 múc lên phễu đổ xuống băng tải đưa vào máy sấy 27 được cấp gió nóng từ lò đốt 2 quạt đẩy gió nóng cùng chiều với bán thành phẩm sấy khô đến độ ẩm dưới 1% rồi qua hệ thống xyclon nước tách bụi qua quạt hút phóng không Bán thành phẩm khô được đưa đi gia công theo yêu cầu sản phẩm Bán thành phẩm phải được chuyển qua máy nghiền: lân
3.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nguyên liệu được đưa vào bãi nhập khi về và phân theo từng lô riêng biệt , lấy mẫu phân tích thành phần làm cơ sở để tính phối liệu vào lò quặng, đá từ bãi đưuọc xúc chuyển bằng ô to, máy xúc từ bãi vào phễu Nhờ băng tải sắt chuyển vào đập hàm, nguyên liệu được thu hẹp xuống cỡ hạt theo quy định có kích thước 10-90mmsau đó quặng đá được chuyển qua băng tải đến sàng quay, loại bỏ đá mịn có kích thước nhỏ đem thu hồi đóng bánh.
Than được công nhân sàng thủ công đến cơ hạt quy định và được chuyên chở bằng xe cải tiến đến sàn lò cao Ở bãi phối liệu than, quặng, đá đưuọc cân định lượng theo phối liệu của phòng kỹ thuật sau đó được đưa lên nạp vào lò cao Trong lò phối liệu được nung chuyển nhờ nhiệt độ của phản ứng cháy giữa than trongphối liệu và ôxy không khí nóng do quạt cao áp cung cấp chuyển qua lò đốt nung nóng đến gần 300 o C Nhờ phản ứng cháy
Quạt cao áp nguyên liệu đựơc nung ở nhiệt độ cao từ 1400 o C đến 1500 o C đến chảy lỏng, chuyển hoá nguyên liệu thành dạng thuỷ tinh và theo cửa lò ra ngoài Khí lò sau khi tham gia phản ứng cháy đi lên đỉnh lò theo ống dẫn qua tháp lắng bụi khô, rồi qua tháp hấp thụ khí độc HF, SO2 … sau đó được làm khô bằng tháp tách giọt rồi qua lò đốt khí CO cấp nhiệt sưởi ấm không khí đi vào lò cao Khí sau qua ống khói phóng không khí.
Nguyên liệu lỏng ra khỏi lò được làm lạnh đột ngột bằng áp lực cao để giữ nguyên liệu ở dạng thuỷ tinh dễ tan, rồi chảy xuống bể lắng được máy vớt cầu trục vớt lên bãi ráo để ráo nước đến làm ấm còn7% Bán thành phẩm phân lân ở bãi ráo được cầu trục múc lên phễu đổ xuống băng tải đưa vào máy sấy được cấp gió nóng từ lò đốt quạt đẩy gió nóng cùng chiều với bán thành phẩm sấy khô đến độ ẩm dưới 1% rồi qua hệ thống xyclon nước tách bụi qua quạt hút phóng không Bán thành phẩm khô được đưa đi gia công theo yêu cầu sản phẩm Bán thành phẩm phải được chuyển qua máy nghiền: lân nghiền thường có độ mịm từ 50% đến 51% hoặc nghiền mịm chất lượng đạt độ mịm là 68% đến 80% tất cả các sản phẩm sau khi nghiền theo băng tải lên phễu xuống đóng bao, cân định lượng rồi chuyển đến kho chứa
CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG
- Khí CO, CO2 sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu
- Khí H2S, HF sinh ra trong quá trinh đốt nguyên liệu trong lò cao
Các khí này rất độc hại đến môi trường và sức khỏe con người. Để xử lý khí thải, hỗn hợp khí được đưa qua tháp phân li bụi, ở đây bụi được tách rakhí được tiếp tục hấp thụ.Các khí CO2,H2S,HF được hấp thụ nhờ có dung dịch sữa vôi được lắng xuống tại bể chứa hấp thụ, khí thải đượctiêp tục đi vào tháp tách nước đ ể tách nước trước khi vào lò đốt CO.Tại lò đốt diễn ra quá trình cháy: 2CO+O 2 =CO 2
Sau đó khí thải theo ống khói và thải ra môi trường
4.2 Ch tấ th iải r nắn
Chất thải rắn trong sản xuất phân lân chủ yếu là quặng mịn dưới cõ, trung bình cứ 1 tấn phân bón tỉ lệ loại bỏ sẽ vào khoảng 0,25-0,35 tấn quặng mịn
Quặng mịn sinh ra trong quá trình đập nguyên liệu, sàng nguyên liệu trước khi đưa vào lò cao để nung lên Lượng quặng được đem đi đến công ty xử lý
Chất thải rắn là lượng bụi phát sinh trong quá trình nghiền nguyên liệu, bụi phát sinh tron g dây chuyền sản xuất, và trong quá trình đóng bao bì sản phẩm. Để xử lý lượng bụi trong quá trinh nghiền nguyên liệu,sau khi sàng khô, người ta tiến hàng sàng ướt để khử bụi tận gốc. Để xử lý bụi phát sinh trong quá trinh sấy bán thành phẩm, tiến hành tạo ẩm hợp lý cho n guyên liệu (để lượng ẩm
