Báo cáo thực tập kỹ thuật – nhà máy đạm ninh bình

Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình LỜI NĨI ĐẦU Đối với sinh viên ngành kỹ thuật nói chung ngành kỹ thuật hóa học nói riêng, việc thực tập vấn đề thiết thực quan trọng để kiểm định lại lý thuyết, đồng thời làm quen với hệ thống thiết bị hóa chất quy mô công nghiệp Nội dung báo cáo thực tập Nhà máy Đạm Ninh Bình tập trung chủ yếu vào lưu trình cơng nghệ - thiết bị xưởng khí hóa, với vấn đề an tồn lao động, bảo vệ mơi trường… Mặc dù nhóm cố gắng đọc tài liệu, hỏi đáp anh kỹ sư thời gian điều kiện thực tập hạn chế nên Báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót định Rất mong góp ý Thầy Cơ Kết cấu báo cáo: Ngồi lời mở đầu, mục lục, nội dung báo cáo thực tập gồm phần chính: PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY PHẦN II: XƯỞNG KHÍ HĨA Hà Nội ngày…tháng…năm 2015 Nhóm sinh viên xưởng khí hóa Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU MỤC LỤC .2 PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY .3 Giới thiệu chung nhà máy Đạm Ninh Bình Tổng thể nhà máy .5 Khái quát xưởng Hệ thống phụ trợ 12 a Nhiệt điện 12 b Hệ thống nước 13 c Hệ thống xử lý nước thải 13 Vấn đề an toàn chung 14 II – XƯỞNG KHÍ HĨA 17 Giới thiệu chung 17 Công nghệ lưu đồ cơng nghệ xưởng khí hóa 18 2.1 Quá trình nghiền sấy than (CMD) 20 2.2 Hệ thống cấp nén than 22 2.3 Lò khí hóa Shell (SGCP) .24 2.4 Hệ thống thu hồi tro bay .26 2.5 Hệ thống thải xỉ 28 2.6 Hệ thống rửa ướt khí tổng hợp .28 2.7 Hệ thống tách bùn chua 29 Các thiết bị 30 3.1 Lò khí hóa than Shell .30 3.2 Máy nghiền sấy than A1101 32 3.3 Bộ lọc HPHT S1501 .33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY Giới thiệu chung nhà máy Đạm Ninh Bình Cơng ty trách nhiệm hữu hạn thành viên Đạm Ninh Bình Tên giao dịch quốc tế NINH BINH NITROGENOUS FERTILIZER LTD.COMPANY Tên viết tắt ĐNB Logo Chủ đầu tư Tập đồn hóa chất Việt Nam Ngày thành lập: 18/11/2011 Chủ tịch Hội đồng Thành viên: Ông Chu Văn Tuấn Thành viên Hội đồng Thành viên: - Ông Đỗ Quốc Hội - Ông Nguyễn Văn Thiệu - Ông Bùi Thế Chuyên - Ông Vũ Nhất Tâm Tổng Giám đốc:- Ơng Đỗ Quốc Hội Phó Tổng Giám đốc: - Ông Nguyễn Văn Thiệu - Ông Vũ Văn Nhẫn Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình Địa chỉ: D7-KCN xã Khánh Phú - Huyện n Khánh - Tỉnh Ninh Bình Vị trí địa lý nằm phía Nam sơng đáy, cách quốc lộ 10 khoảng 1km, cách ga Ninh Bình 4km Email: damninhbinh@nfep.com.vn Cơng nghệ Hà Lan, Đức, Đan Mạch Pháp Italia Nhà thầu Trung Quốc Tổng vốn đầu tư 667 triệu usd Lĩnh vực hoạt động Cơng ty: - Sản xuất phẩn bón hợp chất Nitơ (Đạm Urê) - Sản xuất, mua bán phân bón hỗn hợp NPK; - Sản xuất, mua bán hóa chất bản; - Quản lý, vận hành lưới điện phân phối phạm vi Cơng ty TNHH MTV Đạm Ninh Bình quản lý có cấp điện từ 35KV trở xuống; - Sản xuất, mua bán CO2 lỏng - rắn thực phẩm, NH3 lỏng, sản phẩm Khí cơng nghiệp; - Xuất nhập khẩu, kinh doanh sản phẩm hóa chất phân bón; - Tư vấn đào tạo vận hành nhà máy đạm, hóa chất, điện; Các sản phẩm chủ yếu lực sản xuất: - 560.000 Urê/năm - 320.000 amoniac/năm - Công suất: sản xuất 36MW/năm điện Quá trình phát triển 11/2006 Ký thỏa thuận hợp đồng nguyên tắc EPC xây dựng nhà máy Đạm Ninh Bình Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình 12/2007 Thành lập ban QLDA nhà máy Đạm Ninh Bình 10/5/2008 Khởi cơng xây dựng nhà máy Đạm Ninh Bình KCN Khánh Phú – Ninh Bình 3/2011 Chạy thử Nhà máy Đạm Ninh Bình 11/2011 Nhà máy Đạm Ninh Bình thức vào hoạt động 3/2012 Nhà máy đạm Ninh Bình sản xuất ure 7/2012 Sản phẩm Đạm Ure Ninh Bình có mặt thị trường 15/10/2012 Bàn giao cho Nhà máy Đạm Ninh Bình vận hành thương mại Tổng thể nhà máy Quy trình sản xuất Đạm Ure vai trò xưởng Thuyết minh sơ lược lưu trình sản xuất đạm Ure Nguyên liệu từ than cám 4a nhập từ cảng sông Đáy đưa vào xưởng than, khơng khí Xưởng phân ly khơng khí có nhiệm vụ phân tách khí hóa lỏng, cung cấp khí N2, O2 cho xưởng khí hóa xưởng tổng hợp amoniac Than cám 4a vận chuyển khí trơ (nito) vào xưởng khí hóa để tiến hành phản ứng oxi hóa cacbon Sản phẩm tạo hỗn hợp khí gồm thành phần CO, CO2, Hidro Sau khỏi lò khí hóa than, hỗn hợp khí đưa vào cơng đoạn chuyển hóa CO, để chuyển hóa CO thành CO2 CO +1/2O2 = CO2 Sau hỗn hợp khí đưa qua hệ thống rửa rectisol để tách CO H2S, dung mơi sử dụng metanol Khí nguyên liệu cấp vào điều kiện nhiệt độ 40 OC, áp suất 3,2 Mpag, metanol khử khí acid CO2 , H2S COS khí tổng hợp từ cơng đoạn chuyển hóa CO Khí đă xử lý cấp vào trạm hấp phụ sử dụng sàng phân tử hấp phụ hết Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình khí vi lượng methanol CO2 lại khí sau cơng đoạn rửa Rectisol Tiếp khí tổng hợp đưa vào phận Rửa Nitơ lỏng CO, Ar ,CH4 tách để khí tổng hợp giàu H2 tinh khiết Khí sau qua rửa reston tinh chế lần cuối hệ thống rửa Nito, nhằm mục đích loại cách triệt để CO CO2, khí gây hại cho trình tổng hợp Amoniac, đồng thời loại bỏ tạp chất khác CH4 Ar Sau công đoạn rửa Nito N2 H2 dẫn vào thiết bị tổng hợp amoniac N2 +3H2 = 2NH3 Đây phản ứng thuận nghịch, tháp tổng hợp NH3 làm việc áp suất thấp khoảng 14 Mpag, nhiệt độ 360 – 400 OC, xúc tác sử dụng xúc tác khử sơ KM1R xúc tác nguyên dạng KM1, đạt hiệu suất chuyển hóa NH3 18,9% tương ứng khoảng 28% nitơ hydro Phần không chuyển hố lại tái tuần hồn đến tháp tổng hợp sau q trình tách amơniắc thành phẩm dạng lỏng NH3 từ xưởng tổng hợp đưa sang qua hệ thống bơm tăng áp đến áp suất làm việc đưa vào tháp tổng hợp dòng CO2 từ phận rửa Rectisol qua máy nén CO2 phản ứng diễn tháp tổng hợp: NH3 + CO2 = NH2COONH4 NH2COONH4 = NH2CONH2 + H2O Phản ứng tạo dung dịch cacbamat phản ứng tỏa nhiệt xảy nhanh, phản ứng thứ phản ứng chuyển hóa cacbamat tạo ure nước diễn chậm Sau dung dịch ure thu hồi tinh chế qua giai đoạn: phân giải trung áp, thấp áp cô đặc chân không đoạn Qua công đoạn cô đặc chân không đoạn 2, dung dịch Ure đạt nồng độ 99,7% bơm lên đỉnh tháp tạo hạt tạo thành Ure Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình Khái qt xưởng  Phân ly khơng khí: Airliquide – Cộng hòa Pháp Xưởng phân ly khơng khí có nhiệm vụ sản xuất Oxy Ni tơ Cơng suất xưởng tính theo sản phẩm Oxy 35,000Nm3/h Đây công nghệ phân tách dựa hóa lỏng nhiệt độ khác khí hỗn hợp khơng khí Lượng lạnh tạo để hóa lỏng khơng khí lấy từ việc giãn nở sinh công tiết lưu Oxy dùng làm tác nhân cho q trình khí hóa than Shell, Ni tơ dùng làm nguyên liệu tổng hợp Amoniac, tác nhân trao đổi lạnh trình tinh chế rửa Ni tơ lỏng nhu cầu khác nhà máy  Khí hóa than: Shell – Vương quốc Hà Lan Đây cơng nghệ khí hóa lần áp dụng Việt Nam Cơng nghệ khí hóa than Shell (SCGP) mơ tả qua phản ứng tổng thể: CH + 1/2O2 CO + 1/2H2, CH công thức đơn giản than Các ý tưởng lựa chọn cho cơng nghệ khí hóa than Shell là:  Lò khí hóa tường màng xỉ  Khí hóa cao áp  Khí hóa dòng  Khí hóa dòng Oxy  Nhiều đầu đốt đối xứng  Cấp than bột khơ Phản ứng khí hóa lò tường màng xỉ giới hạn khoảng 1,5000C, hiệu suất chuyển hóa Carbon cao (>99%), thời gian lưu trú ngắn 90% tới đỉnh lò làm nguội dòng khí dập nguội, hỗn hợp dòng khí tổng hợp sau tách tro bay dòng khí tổng hợp sau giai đoạn rửa ướt Nhờ đó, khí tổng hợp sau khỏi lò làm nguội từ 1400 ÷ 17000C xuống 9000C vào ống chuyển Đồng thời giai đoạn này, hạt xỉ lỏng dòng khí theo giảm nhiệt độ, kết thành hạt xỉ lỏng lớn hơn, động rơi xuống bám lên lớp đinh dâu tường màng, chảy lỏng xuống bể xỉ đưa vào hệ thống thải xỉ - Khí tổng hợp sau hạ xuống nhiệt độ 9000C qua ống chuyển Trong ống chuyển có thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm E1302, E-1303A,B,C,D,E Khí tổng hợp kem tro bay không gian ống, nước làm mát ống truyền nhiệt Nước lấy từ thiết bị làm nguội SGC Sau qua ống chuyển, nhiệt độ khí tổng 25 Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình hợp giảm xuống 3400C, p = 3,96 MPa, tới hệ thống thu hồi tro bay 2.4 Hệ thống thu hồi tro bay: 2.4.1 Mục đích: - Nhiệm vụ hệ thống thu hồi tro bay tách khí sau tổng hợp tro bay Tro bay tháo xuống bể chứa tro, khí tổng hợp sang hệ thống rửa ướt 2.4.2 Lưu trình cơng nghệ: - Khí thơ từ làm mát khí tổng hợp có nhiệt độ 400C, áp suất 3,96 MPa đưa tới lọc sứ nhiệt độ cao, áp suất cao S-1501 để tách tro bay theo Khí thơ từ vào trong, tro giữ lại bề mặt ống sứ Khí tổng hợp có hàm lượng tro bay < 20mg/cm3 từ phần đỉnh lọc chia thành hai đường: đường đưa tới hệ thống rửa ướt đường tuần hoàn lại để làm mát khí sau khỏi lò khí hóa trình bày phần - Tro bay bám bên lọc dòng N2 thổi ngược từ xuống dưới, vào ống lọc để giũ bụi xuống thùng V-1501 Tro bay gom thùng V-1501, phần đáy thiết bị S-1501 Tro chuyển sang thùng tháo tro bay V-1502 Thùng tháo tro bay V-1502 cân áp kết nối với lọc áp suất cao, nhiệt độ cao S-1502 (tương tự S-1501) Kế tiếp, đóng van đáy V-1501 van cân áp V1502 Tiếp theo ta mở van đường tới bó đuốc lọc S-1502 để tro bay khí xả vào lọc S-1502 (do giảm áp), đồng thời bổ sung thêm khí nhiên liệu để đốt khí xả (khí độc gâp cháy nổ CO + H2) - Tro bay tháo từ thùng tháo tro bay V-1502 sang thùng tách làm mát tro V-1504 Khi tháo hết tro, ta ngắt kết nối V-1502 V-1504 cách đóng van hai thùng Tăng áp cho V-1502 N2 nóng cao áp, thùng V-1502 cân áp với thùng V-1501( p = 4,4 MPa, t = 3800C) tái kết nối với lọc áp suất cao, nhiệt độ cao - Thùng tách làm mát tro bay V-1504 (p =1,1 MPa, t = 3800C) kết nối với thùng chứa tro bay trung gian V-1505 Khi van hai thùng V26 Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình 1502 V-1504 đóng, ta đóng van xả khí van cấp khí nhiên liệu bổ sung, mở van N2 nóng thấp áp để tăng áp cho V-1504, sau ta tiến hành tách tro thiết bị lọc S-1503 cách mở van xả khí, cấp khí nhiên liệu để đốt khí xả thải bó đuốc Khi hồn tất q trình tách, ta đóng van cấp N2 nóng thấp áp, mở van đáy V-1504, cho dòng N2 từ đỉnh S-1503 xuống để giũ tro xuống V-1504, đồng thời có nhiệm vụ hỗ trợ trình tháo tro từ V-1504 sang thùng chứa trung gian V-1505 - Và trình tách tro bay tiến hành tương tự thiết bị V-1505, V-1507 Tại thùng silơ chứa tro bay V-1507, khí độc tách khỏi tro Tro sau đưa qua trộn tro bay với nước để kết dính tro khơng bị bay thải ngồi Sau đưa bể chứa tro 2.5 Hệ thống thải xỉ: 2.5.1 Mục đích: - Mục đích hệ thống thải xỉ gom xỉ từ lò khí hóa Shell, làm lạnh nước tuần hoàn tiến hành tách bỏ xỉ đưa bể chứa xỉ 2.5.2 Lưu trình cơng nghệ: - Xỉ sinh lò khí tháo chảy lỏng theo tường màng, rơi qua côn thải xỉ xuống bể xỉ V-1401 Tại đây, xỉ lỏng có nhiệt độ cao gặp nước lạnh vỡ thành hạt nhỏ Xỉ rắn qua máy nghiền xỉ X-1401, giảm kích cỡ tảng xỉ lớn hình thành điều kiện lò khí hóa biến động xỉ sau nghiền rơi xuống thùng gom xỉ V-1402 đến thùng tháo xỉ V-1403 - Những hạt xỉ nhỏ nước dạng huyền phù V-1402 qua xyclon lỏng S-1403A/B để tách hạt xỉ lại đem xử lý bùn chua, nước tuần hoàn làm kết tinh xỉ V-1401 - V-1402 tích xỉ V-1403 giảm áp, tháo cạn xuống thùng tách nước xỉ T-1401 sau V-1403 xối rửa, cấp đầy tái tăng áp Trong thùng tách nước xỉ T-1401, xỉ rắn tách nhờ hệ thống xích tải X1402 Nước xỉ mịn chuyển qua hệ thống xử lý bùn chua 2.6 Hệ thống rửa ướt khí tổng hợp: 2.6.1 Mục đích: - Hệ thống rửa ướt tiếp nhận khí tổng hợp khỏi hệ thống thải tro bay thực nhiệm vụ: rửa bụi, khí axit HCl, HF đồng thời hạ nhiệt độ 27 Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình khí tổng hợp để đưa sang cơng đoạn tinh chế, quay trở lại máy nén kích lạnh sử dụng làm khí ngun liệu 2.6.2 Lưu trình cơng nghệ: - Khí tổng hợp sau khỏi lọc tro bay S-1501 có nhiệt độ khoảng 335oC mang theo lượng nhỏ bụi, khí axit HCl, HF,… Nếu đưa khí sang cơng đoạn tinh chế khí gây làm hỏng thiết bị, xúc tác Vì cần rửa khí axit, bụi làm mát khí tổng hợp trước đưa đến cơng đoạn sau - Khí tổng hợp từ U-1500 đưa vào thiết bị Venturi J-1602 Tại khí tổng hợp trộn lẫn với dòng nước tuần hồn có bổ sung lượng xút trước vào tháp rửa Sau hỗn hợp khí – nước vào vòi phun nằm đáy tháp rửa loại đệm C-1601, dòng khí qua lớp đệm lên phía đỉnh tháp nước tuần hoàn nước bổ sung phun trực tiếp từ đỉnh tháp xuống lần để làm mát làm khí tổng hợp - Khí tổng hợp khỏi đỉnh tháp có nhiệt độ 155-165 oC đưa sang công đoạn tinh chế, phần đưa trở lại máy nén khí kích lạnh K-1301 sử dụng làm khí làm lạnh tuần hồn cho cơng đoạn khí hóa, lượng lại sử dụng làm khí ngun liệu tạo khí trơ cơng đoạn nghiền sấy than tới bó đuốc - Để đảm bảo việc loại bỏ khí axit khí tổng hợp hiệu giữ pH hệ thống trung tính, giảm thiểu ăn mòn hệ thống, cần bổ xung thêm dung dịch xút (dung dịch NaOH 30%) qua hệ thống phân phối nước tuần hồn Các khí HCl, HF rửa khỏi khí tổng hợp tạo thành dung dịch muối NaCl, NaF Nước rửa liên tục trích thải để tránh tích lũy hóa chất gây ăn mòn, muối chất rắn lơ lửng Trong điều kiện vận hành bình thường, vòng lặp nước tuần hoàn tháp rửa vận hành theo tỷ lệ không đổi, nhằm ổn định nâng cao khả việc tầng đệm tháp rửa Để bù lượng nước trích thải đáy tháp, lượng nước bổ sung liên tục cấp vào nhằm cân dịch diện làm ổn định nhiệt độ làm việc hệ thống 28 Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình - Sau đó, khí tổng hợp đưa sang xưởng tinh chế khí để thực giai đoạn 2.7 Hệ thống tách bùn chua: 2.7.1 Mục đích: - Thu gom nước rửa ướt từ tháp C-1601, nguồn nước vệ sinh, nước khỏi xyclon S-1403A/B để tách khí chua H2S, NH3, CO2 HCN nước khỏi bùn chua đưa vào hệ thống xử lý 2.7.2 Lưu trình cơng nghệ: - Nước trích thải từ tháp rửa ướt C-1601 đưa tới thùng cấp dịch bùn chua V-1704 Các nguồn nước thải, nước vệ sinh thu gom thùng chứa nước thải V-1702 định kỳ bơm tới V-1704 - Nước tuần hoàn bể xỉ trích thải sau qua thiết bị lắng lọc xyclon S-1403A/B đưa tới thùng cấp dịch bùn chua V-1701 - Từ V-1701 V-1704, nước bổ sung lượng axit HCl (dung dịch HCl 15%), bơm qua tháp chưng luyện loại đệm để tách nhả bùn chua C1701 Tại đây, nước phun đệm tách nhả theo chiều từ xuống dưới, đồng thời dòng nước thấp áp cấp đáy tháp, lên theo khí axit hòa tan H2S, NH3, CO2 HCN nước - Khí khỏi tháp tách nhả C-1701 làm lạnh quạt gió, đưa tới thùng phân ly khí - lỏng V-1703 Nước phân ly từ V-1703 đưa tuần hoàn trở lại C-1701, khí chua đưa sang cơng đoạn xử lý phía sau - Dịch bùn chua khỏi đáy tháp tách nhả C-1701 chứa lượng chất rắn cao làm mát qua thiết bị trao đổi nhiệt E-1701A/B, thiết bị trao đổi nhiệt dạng chữ U, chia ngang để tăng hiệu trao đổi nhiệt, dung dịch bùn chua bên ống truyền nhiệt, nước làm mát bên ống Để tách hàm lượng rắn dịch bùn chua, người ta cho dịch bùn chua tới bể lắng lọc S-1701, chất rắn lắng đáy bể bơm qua máy lọc băng tải chân khơng tuần hồn trở lại hệ thống khí hố với than ngun liệu Dòng nước chảy tràn từ bể lắng lọc thu hồi từ máy lọc băng tải chân không tuần hoàn cho sử dụng hệ thống 3.1 Các thiết bị chính: Lò khí hóa than Shell: 29 Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình - Tổng khối lượng: 1021.1 - Đường kính (max): 4.25 m - Chiều cao: 52.5 m - Lò khí hóa có cấu tạo gồm lớp: lớp chịu áp, lớp chịu nhiệt lớp màng tường lò Theo lò cấu tạo hình trụ, đáy cơn, có lớp thép (chia thành ngăn) Từ vào, ngăn ngăn chịu áp, ngăn tạo cách cho dòng N2 cân áp suất qua Ngăn thứ hai ngăn chịu nhiệt, ngăn người ta cho dòng nước lạnh để trao đổi nhiệt với tường lò Còn lớp ngăn lớp tường màng, có gắn đinh dâu Các đinh dâu có nhiệm vụ giữ cho xỉ bám đó, làm lớp chịu nhiệt cho tường lò Trên lò, người ta bố trí bốn đầu đốt đặt đối xứng A-1301 A,B,C,D Ngồi có đầu đốt khởi động A-1302 đầu đốt đánh lửa A-1303 Hai đầu đốt sử dụng khởi động lò 3.2 Máy nghiền sấy than A1101: 30 Báo cáo thực tập kỹ thuật – Nhà máy đạm Ninh Bình - Năng suất: 37 t/h - Công suất: 560 kW/10kV - Đường kính: 2.25 m Cấu tạo máy nghiền gồm bàn nghiền có chuyển động quay tròn, lăn tạo áp lực nghiền, lăn điều chỉnh lên xuống để nghiền than đạt kích cỡ cần thiết Khí tro nóng thổi từ bàn nghiền lên có tác dụng sấy khơ than với áp suất âm với hàm lượng O2