Là sinh viên năm thứ 3 ngành kỹ thuật môi trường, đại học Bách Khoa Hà Nội,tìm hiểu hệ thống sản xuất của 2 xí nghiệp Supe phốt phát và xí nghiệp axit tại công ty cổ phần Supe phốt phát
Trang 1Trong những năm trở lại đây, nước ta tích cực đẩy mạnh quá trình công nghiệphóa, hiện đại hóa chất đất nước với mục tiêu tới năm 2020 cơ bản trở thành nướccông nghiệp phát triển Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nướckhông thể không kể tới ngành công nghiệp sản xuất phân bón và hóa chất, đất nước ta
là một quốc gia có tỷ trọng các ngành nông nghiệp vẫn ở mức cao, nông nghiệp vẫnđóng góp một phần quan trọng nền kinh tế quốc dân nến ngành công nghiệp sản xuấtphân bón và hóa chất đặc biệt là hóa chất phục vụ nông nghiệp lại càng quan trọng
Như thực tế cho thấy, nhu cầu phân bón ở Việt Nam là vô cùng lớn, là mặthàng vô cùng thiết yếu để phát triển kinh tế đất nước Mỗi năm cung cấp ra thị trườnghơn 1 triệu tấn phân bón, chiếm một tỷ lệ lớn trong thị trường phân bón nước ta.Không những thế, trong khóa khứ cũng như ở hiện tại, công ty cổ phần Supe phốtphát và hóa chất Lâm Thao còn sản xuất nhiều mặt hàng, hóa chất khác phục vụ chocác ngành công nghiệp Với cơ sở vật chất, thiết bị và công nghệ tiên tiến, công tySupe phốt phát và hóa chất Lâm Thao là một doanh nghiệp lớn và hình thành từ rấtsớm của ngành hóa chất và phân bón Việt Nam
Là sinh viên năm thứ 3 ngành kỹ thuật môi trường, đại học Bách Khoa Hà Nội,tìm hiểu hệ thống sản xuất của 2 xí nghiệp Supe phốt phát và xí nghiệp axit tại công
ty cổ phần Supe phốt phát và hóa chất Lâm Thao là một cơ hội tốt và hiếm có củachúng em tiếp cận với thực tế và trang bị thêm kiến thức về các hệ thống sản xuất và
hệ thống xứ lý chất thải, nước thải và khí thải tại nhà xưởng của công ty
Báo cáo thực tập tại công ty cổ phần Supe phốt phát và hóa chất Lâm Thaogồm những phần chính sau:
- Tổng quan về công ty cổ phần Supe phốt phát và hóa chất Lâm Thao
- Các dây chuyền sản xuất: dây chuyền sản xuất axit số 2 và dây chuyền sảnxuất supe phốt phát số 1
- Đánh giá và kiến nghị giải pháp môi trường với từng dây chuyền sản xuất.Chúng em xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường,Công ty Cổ phần Supe phốt phát và hóa chất Lâm Thao, thầy Nguyễn Văn Nghiêm
và các cán bộ công nhân viên của công ty cổ phần Supe phốt phát và hóa chất LâmThao đã giúp chúng em hoàn thành kỳ thực tập này!
1Sinh viên Phan Thanh Hải – KTMT1 K55
Trang 2Chương 1 Tổng quan về Công ty
I Lịch sử hình thành và phát triển
Công ty cổ phần Supe photphat và hóa chất Lâm Thao là một đơn vị trực thuộcTổng 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 tiênđánh dấu ngày khởi công xây dựng Nhà máy chính thức đi vào sản xuất trên diệntích 73ha thuộc địa bàn Thị xã Lâm Thao – Tỉnh Phú Thọ, là một trong số các nhàmáy hiện đại với quy mô lớn ra đời sớm nhất của tỉnh Phú Thọ Ban đầu, nhà máyhoạt động với 2 dây chuyền chính là: dây chuyền Axit 1, sản xuất axit sunfuric vớinăng 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
Để đáp ứng nhu cầu phân bón ngày càng tăng cho nông nghiệp, nhà máy đã 4lần đầu tư khôi phục và mở rộng, công suất Supe lân được nâng lên 50 vạn tấn/năm.Với phương châm kết hợp đầu tư chiều sâu, cải tạo, đổi mới thiết bị công nghệ và mởrộng sản xuất theo hướng hiện đại hóa, Công ty đã phát huy các tiềm năng nội lực,tập trung nâng cao năng lực sản xuất và chất lượng sản phẩm, đưa công suất axitsunfuric lên 27 vạn tấn, Supe lân lên 80 vạn tấn/năm Đặc biệt, gắn sản xuất với thịtrường, Công ty đã phát triển mạnh mẽ phân hỗn hợp NPK Trong 4 năm liên tục từ
2001 – 2004, Công ty đã đầu tư thêm dây chuyển sản xuất phân NPK với công nghệtiên tiến đưa công suất lên 70 vạn tấn/năm, nâng năng lực sản xuất phân bón chungcủa công ty lên gấp 15 lần công suất ban đầu, chất lượng sản phẩm ngày càng đượcnâng cao
Với mục tiêu hàng đầu là giữ vững và phát triển các sản phẩm truyền thống phục
vụ nông nghiệp, mở rộng và phát triển các ngành nghề sản xuất kinh doanh khác mà Công ty đang có ưu thế, tạo sự phát triển ổn định lâu dài và vững chắc, tối đa hóa lợi nhuận, đảm bảo quyền lợi hợp pháp cho cổ đông, làm tròn nghĩa vụ đối với Nhà nước, Công ty cổ phần Supe phốt phát và Hóa chất Lâm Thao đã và đang triển khai sản xuất và kinh doanh trong một số lĩnh vực sau đây:
1 Sản xuất và kinh doanh phân bón, hóa chất, điện, nước, xi măng, xăng dầu
mỡ.
Trang 32 Thiết kế xây dựng các công trình; thiết kế, chế tạo, lắp đặt các thiết bị, dây chuyền sản xuất hóa chất.
3 Kinh doanh khách sạn, nhà hàng.
4 Kinh doanh các ngành nghề khác theo quy định của pháp luật cho phép.
Trải qua 51 năm xây dựng và phát triển, Công ty liên tục hoàn thành xuất sắcnhiệm vụ được giao Từ những kết quả đó, Công ty đã vinh dự nhận được nhiều phầnthưởng cao quý của Đảng và Nhà nước Công ty đã được Đảng, Nhà nước 3 lầnphong tặng danh hiệu đơn vị anh hùng, Huân chương Hồ Chí Minh và nhiều phầnthưởng cao quý khác Công ty đã đồng thời được cấp chứng chỉ hệ thống quản lý chấtlượng theo tiêu chuẩn ISO 9001 – 2000 cho 3 sản phẩm chính là NPK, Supe lân, axitsunfuric thương phẩm Phần thưởng cao quý nhất mà Công ty có được là, từ ngày
bước vào sản xuất đến nay, phân bón Lâm Thao với thương hiệu “ba nhành cọ” luôn
được bà con nông dân cả nước tin tưởng, mến mộ và sử dụng ngày càng nhiều
- 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;
- Oxy kỹ thuật
Trang 4III Đơn vị trực thuộc và các dự án
1 Đơn vị trực thuộc
- Xí nghiệp axit
- Xí nghiệp Supe phốt phát
- Xí nghiệp NPK Lâm Thao
- Xí nghiệp NPK Hải Dương
- Xí nghiệp Lân nung chảy
- 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, hệthống 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;
Trang 5- 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
Trang 6Chương 2 Dây chuyền sản xuất Axit số 2.
I Tổng quan
Là một trong 3 dây chuyền sản xuất axit, dây chuyền số 2 đã được đầu tư hệthống điều khiển bằng máy vi tính từ năm 2006 cùng với dây chuyền số 1 và số 3.Dây chuyền số 2, đóng góp vào sản phẩm axit sunfuric của Công ty với công suất 12vạn tấn/năm
II Công nghệ sản xuất
1 Sơ đồ công nghệ
Các công đoạn sau Công đoạn hấp thụ Công đoạn tiếp xúc
Nấu chảy Lưu huỳnh
Đốt lưu huỳnh
Nồi hơi nhiệt thừa Lưu huỳnh rắn
Trang 72 Nguyên liệu sản xuất
2.1 Nguyên liệu chính
Dây chuyền cũ sử dụng quặng pyrit tuyển nổi có cỡ hạt 8mm làm nguyên liệuchính sản xuất axit sunfuric Sau khi cải tạo, việc sử dụng quặng này đã được thay thếbẳng sử dụng lưu huỳnh nguyên tố Lưu huỳnh nguyên tố được khai thác từ mỏ hoặctrong hóa dầu, nhập khẩu từ các nước Singapore, Arap, Balan… Việc thay thế nàydựa 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 cácthiết 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 lýgây ô nhiễm môi trường
Như vậy việc thay thế quặng pyrit bằng lưu huỳnh nguyên tố không nhữngmang lại giá trị kinh tế mà còn có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trường
2.2 Chất xúc tác
Chất xúc tác được sử dụng để tăng nhanh tốc độ phản ứng oxi hóa trong tháptiếp xúc Có 3 loại chất xúc tác tốt nhất được ứng dụng trong sản xuất axit là Pt kimloại, oxit sắt, oxit vadani Trong dây chuyền sản xuất, sử dụng chất xúc tác oxitvadani 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 lớptiếp xúc 2, 3, 4
Đặc tính của chất xúc tác
- Khối tiếp xúc vadani chứa trung bình 7% V2O5, chất hoạt hóa là các oxit kimloại kiềm thường dùng là K2O, chất mang thường dùng là alumino silicat;
- Khối tiếp xúc vadani là những hạt xốp dạng trụ, màng vàng hoặc xanh nhạt;
- Khối tiếp xúc vadani làm việc trong khoảng nhiệt độ 400 – 600oC Khi t >
600oC, xúc tác giảm hoạt độ do hiện tượng kết khối các cấu tử để tạo thànhnhững hợp chất không hoạt động Khi t < 400oC, hoạt động của xúc tác giảm độtngột do sự chuyển hóa trị từ V5+ thành V4+
Trang 8Không 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 – 200oCrồi cung cấp vào lò đốt lưu huỳnh Lưu huỳnh lỏng qua bộ phận hóa lỏng lưu huỳnh
có nhiệt độ 140 – 145oC, được bơm vào lò đốt Trong lò xảy ra phản ứng cháy lưuhuỳnh với oxy trong không khí:
S + O2 SO2 + 296kJPhản ứng tỏa nhiệt, quá trình cháy là quá trình đồng thể Đốt lưu huỳnh trongkhông khí có thể thu được khí chứa 21% SO2, trong thực tế sản xuất thường lấy dưkhông khí và thu được khí chứa gần 12% SO2
2 Oxi hóa
Phản ứng chuyển hóa khí SO2 thành SO3:
SO2 + ½ O2 SO3 + 296,7kJTương ứng với quy tắc Le-Shatelia, cân bằng sẽ dịch chuyển về phía thu SO3 khigiảm nhiệt độ và tăng áp suất Đối với những hỗn hợp khí thông thường dưới 450oC,hằng số cân bằng đủ lớn để tạo xcb > 97% Khi nhiệt độ trên 450oC thì Kcb và xcb giảm
đi rất nhanh Tuy nhiên, giai đoạn đầu oxy hóa, thậm chí ngay cả khi có mặt nhữngchất xúc tác mạnh cần phải tăng nhiệt độ cao hơn 450oC để tăng vận tốc phản ứng Vìvậy hỗn hợp khí sau khi ra lò có nhiệt độ 1000oC đưa sang nồi hơi nhiệt thừa, giảmnhiệt độ còn 420 – 440oC
Để giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng, người ta sử dụng xúc tác oxitvadani Quá trình oxy hóa xúc tác chia thành các giai đoạn:
- Khuếch tán cấu tử phản ứng từ trung tâm dòng khí đến bề mặt hạt xúc tác, sau
đó khuếch tán trong các mao quản của khối tiếp xúc;
- Hấp thụ oxy bằng chất xúc tác (chuyển điện tử từ chất xúc tác đến các nguyên
tử oxy);
- Hấp phụ phân tử SO2 tạo thành phức SO2.O.Xt;
- Chuyển nhóm điện tử tạo thành phức SO3.Xt;
- Giải hấp phụ SO3 (quá trình nhả);
- Khuếch tán SO3 từ các mao quản của khối tiếp xúc và từ bề mặt của các hạt.Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng đi vào lớp 1 của tháptiếp xúc dạng tầng có trao đổi nhiệt bên ngoài Trong lớp xúc tác sẽ xảy ra phản ứng
và quá trình sấy nóng đoạn nhiệt do nhiệt phản ứng tỏa ra Khi thiết bị có cách nhiệttốt thì trong mỗi lớp xúc tác sẽ xảy ra quá trình đoạn nhiệt, tăng nhiệt độ sẽ tỷ lệthuận với sự tăng mức chuyển hóa Lượng chất xúc tác trong thết bị sẽ tăng dần lêntheo nguyên tắc I < II < III < IV, mức độ chuyển hóa trong các lớp giảm đi từ từ.Giai đoạn đầu quá trình oxy hóa tiến hành trong vùng khuếch tán, các giai đoạncuối tiến hành trong vùng động học
3 Hấp thụ
Trang 9SO3 tạo thành trong thiết bị tiếp xúc được hấp thụ axit sunfuric 93,5% trong thápđệm tưới thu được axit sunfuric 98,3%.
nSO3 + H2SO4 H2SO4.nSO3 + 9200 kJ
H2O là nước tự do trong axit H2SO4 Dùng axit 93,5 % để giảm đến mức tối đalượng SO3 hoặc axit thoát ra ngoài Dùng axit này độ hấp thụ SO3 lớn nhất do áp suấtriêng phần của hơi trên lỏng thấp và sẽ càng lớn nếu nhiệt độ tiến hành hấp thụ càngthấp
IV Dây chuyền sản xuất
1 Các công đoạn chính
1.1 Công đoạn nấu chảy
Lưu huỳnh rắn từ kho chứa được vận chuyển lên bunke chứa, qua băng tải đưađến thùng hóa lỏng lưu huỳnh
Thùng hóa lỏng là một thiết bị có thể tích V = 113 m3, được tăng khả năngkhuấy trộn bằng cách lắp thêm cánh khuấy Nhờ hơi nước P = 6 kG/cm2 có nhiệt độcao và được cấp vào gia nhiệt, lưu huỳnh chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng
và được đưa vào thùng lắng lỏng Lưu huỳnh lỏng được đưa về thùng chứa trung gianrồi bơm đến các công đoạn sau Thùng hóa lỏng và thùng lắng lỏng được xả cặn định
kỳ Hơi S, H2O, H2S… được tháo ra, đưa vào các thiết bị hấp thụ, sử dụng nước có bổsung kiềm để hấp thụ các chất khí Khí đã hấp thụ được đưa sang xyclon để tách giọtrồi phóng không
1.2 Lò đốt lưu huỳnh
1.2.1Quá trình đốt
Lưu huỳnh từ thùng chứa 113 được bơm cấp vào vòi phun lưu huỳnh lắp ở lò
201 Đường ống dẫn lưu huỳnh từ thùng chứa đến vòi phun được gia nhiệt bằng hơinước trong áo hơi, vòi phun lưu huỳnh được làm mát bằng hơi Lưu huỳnh lỏng phunvào lò cháy cùng với không khí cấp vào lò Lưu lượng lưu huỳnh trong lò được điềukhiển bằng hệ thống điều khiển Lưu lượng không khí được điều chỉnh qua hệ thốngcác van trên đường không khí chính và đường không khí bổ sung
Khí ra lò có nhiệt độ 1000 – 1500oC, nồng độ SO2 11% thể tích đi vào nồi hơinhiệt thừa 202 Nồi hơi nhiệt thừa được cấp nước có nhiệt độ 105oC bằng bơm cấp
Thùng lắng Thùng hóa lỏng
Thùng chứa
Trang 10Khí sau khi đi qua nồi hơi được giảm nhiệt độ từ 1000 – 1050oC xuống còn 420 –
430oC đi vào lọc gió nóng 203 Thiết bị lọc gió nóng có vai trò giữ lại tro, bụi củadòng khí trước khi đi vào tháp tiếp xúc
- Đầu đốt lò cũng được xây bằng lớp gạch như trên Giữa phần đầu và thân lò làphần hình côn được xây lót bằng gạch định hình để thu côn bằng 2 lớp gạchAD5 và AD3 Lò đốt được đặt trên 5 giá di động kiểu lăn Bên ngoài lò đượcbọc bằng lớp vỏ nhôm
- Chiều dài thân lò 14320 (đơn vị: mm), trong đó:
Chiều dài thân trụ buồng trước 6800;
Chiều dài thân trụ buồng giữa 2000;
Chiều dài thân trụ buồng sau 1780;
Chiều dài phần côn 883;
Đường kính vỏ lò 3956*10;
Đường kính trong xây lót 3000;
Thể tích lò 81,2475 m3
b Các thiết bị khác
- Ống khói khởi động 204: dùng trong quá trình gia nhiệt khởi động lò
Vật liệu thép CT3 Đường kính 800, chiều cao 15000
- Thùng chứa dầu DO 206: 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 0,5m3/h; áp suất 25kG/cm2
- Bơm lưu huỳnh lỏng: năng suất 4,5m3/h, áp suất 12at Động cơ 18,5kW, tốc độvòng quay 2900 vòng/phút
- Thùng chứa lưu huỳnh lỏng 113: dùng để chứa S lỏng cấp cho lò Đường kính
- Nhiệt độ khí ra sau nồi hơi: 420 – 430oC
- Hơi nước trong nồi hơi: áp suất 25at, nhiệt độ 225oC
- Hơi nước giảm áp: nhiệt độ 160oC, áp suất 6kG/cm2
Trang 11- Lưu huỳnh vòi phun: lưu lượng 2,98m3/h, áp suất 12kG/cm2.
- Lưu lượng không khí vào lò 30000 – 35000m3/h
- Nồng độ SO2 sau lò: 11% thể tích
1.3 Nồi hơi nhiệt thừa
1.3.1Quá trình trong thiết bị
Nước mềm từ bộ phận lọc nước hóa học được cấp lên bình khử khí 209 qua thiết
bị gia nhiệt Tại bình khử khí, nước được nâng lên nhiệt độ 100 – 105oC và tách oxy,sau đó được bơm cấp nước vào nồi hơi 202 Nước trong nồi hơi trao đổi nhiệt với khí
lò, hơi nước bão hòa có áp suất 25at sinh ra được đưa qua thiết bị quá nhiệt để tạo hơiquá nhiệt cấp cho máy phát điện
Hỗn hợp khí SO2 nồng độ 11% có nhiệt độ 950 – 1050oC vào nồi hơi,, sau khitrao đổi nhiệt với nồi hơi nhiệt thừa, nhiệt độ hạ xuống còn 420 – 430oC đi qua thiết
bị lóc gió nóng để vào tháp tiếp xúc
1.3.2Thiết bị chính
a Nồi hơi nhiệt thừa 202
Nồi hơi nhiệt thừa thực chất là một thiết bị tận dụng nhiệt Nước trong nồi hơitrao đổi nhiệt với khí lò, hơi nước bão hòa có áp suất 25at sinh ra được đưa qua thiết
bị quá nhiệt để tạo hơi quá nhiệt cấp cho máy phát điện Có cấu tạo:
- Nồi hơi nhiệt thừa có hình dạng kiểu ống lửa (như thiết bị trao đổi nhiệt dạng
ống chùm, nước đi ngoài ống, lửa đi trong ống), tổng diện tích bề mặt tiếp nhiệt
587,6m2
- Thể tích chứa nước 16m3, thể tích chứa hơi 3,7m3 Kích thước bao: đường kính
4300, dài 10940 Thân lò 2300*25, dài 7000
- Cụm sinh hơi gồm 421 ống 63,5*4, vật liệu thép 20G, dài 6750 50
- Hộp đón lửa dài 2160, đường kính 3556, cửa khí vào đường kính 2400 Hộp khí
ra dài 2050, đường kính 2800, cửa khí ra đường kính 1600/1420*10
- Cửa vệ sinh đường kính 900*6
- Đường kính các đường xả: đường xả hơi chính 125, đường xả khí 50, đường cấpnước 65, đường xả van an toàn 80, đường xả liên tục 32, đường xả đáy 50
Trang 12- Thiết bị gia nhiệt nước mềm dài 1744, đường kính 325*10.
- Bình nước ngưng thể tích 1m3 Cao 1265, đường kính 950
- Bơm cấp nước: loại bơm 3 cánh guồng, công suất động cơ 55kW, áp suất đẩy30at
c Chỉ tiêu kỹ thuật
- Chế độ nồi hơi: năng suất sinh hơi 14000 – 17000kg/h Áp suất trong nồi hơilàm việc: 24 – 25at, áp suất ra nồi hơi: 10 – 20at Nhiệt độ nước cấp 100 –
105oC
Hiệu suất lò hơi: 88%
Khí nóng vào nồi hơi: lưu lượng 33000Nm3/h, thành phần khí 11% SO2
Nhiệt độ khí vào 950 – 1050oC, nhiệt độ khí ra 350 – 420oC
- Chế độ nước cấp cho nồi hơi: độ cứng toàn phần 0,5mgdl/kg Hàm lượng O2 <0,1mg/kg, CO2 < 20mg/kg, Fe < 0,05mg/kg Độ pH ở 20oC là 8,5 – 10,5
- Tiêu chuẩn nước lò: độ kiềm < 6mgdl/kg, độ pH 8,5 – 10,5 Hàm lượng P2O5 <10mg/kg
1.4 Công đoạn tiếp xúc
1.4.1Quá trình diễn ra
Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng có nồng độ 10 –10,5% SO2, lưu lượng Q = 35000m3/h, nhiệt độ 420oC đi vào tháp tiếp xúc lớp 1 Saulớp 1, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hóa x1 = 60%, nhiệt độ 600oC được hạ xuống
454oC nhờ hệ thống thiết bị quá nhiệt hơi nước 309 Ở đây, khí SO3 nóng đi bên ngoàiống trao đổi nhiệt, hơi nước bão hòa đi bên trong Hơi nước sau thiết bị 309 đạt nhiệt
độ 400 – 420oC đi vào tua bin xưởng phát điện
Sau thiết bị 309, hỗn hợp SO3 đi vào lớp xúc tác 2 Trong lớp 2 tiếp tục xảy raphản ứng chuyển hóa Sau lớp 2, mức chuyển hóa x2 = 86%, nhiệt độ 524oC đi vàolớp trao đổi nhiệt ngoài 305 để hạ nhiệt độ xuống còn 455oC để đi vào lớp 3 Tácnhân làm nguội hỗn hợp khí SO2 từ thiết bị lọc mù của hấp thụ trung gian qua traođổi nhiệt 301.0 tới
305 309
301
Trang 13Qua lớp 3, hỗn hợp khí tiếp tục phản ứng với hiệu suất chung đạt 94% Hỗn hợpkhí sau lớp 3 có nhiệt độ 484oC được đưa đi hạ nhiệt độ còn 181oC để vào tháp hấpthụ thứ nhất nhờ 2 tháp trao đổi nhiệt 301.0 và 301.1 Tác nhân nguội là hỗn hợp khí
SO2 từ tháp lọc mù đền Khí SO3 có nhiệt độ < 180oC đi vào tháp hấp thụ thứ nhất254
Hỗn hợp khí ra khỏi tháp hấp thụ 254 được đưa vào tháp lịc mù để giữ lại mùaxit Sau khi lần lượt đi qua 3 trao đổi nhiệt 301.0, 301.1, 305, khí SO2 được nângnhiệt độ 425oC được đưa vào lớp xúc tác 4 Tại đây phản ứng tiếp tục xảy ra triệt để.Sau lớp 4, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hóa chung x > 99,7%, nhiệt độ 432oC được
hạ xuống < 181oC để đưa sang tháp hấp thụ bằng trao đổi nhiệt 303, 304 Tác nhânnguội là không khí ẩm ngoài trời
Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8mm, đường kính
2100 Dưới nón phân phối là lớp ghi bằng thép, trong tháp có kết cấu từ dưới lên làdầm đỡ ghi I240 bằng thép C20, kết cấu ghi đỡ, lưới thép, lớp đá thạch anh, dày50mm Lớp xúc tác T-210 dày 570mm, thể tích 25m3, lớp đá thạch anh dày 50mm
Dùng để chuyển hóa khí SO2 thành SO3 tại lớp xúc tác 2, 3, 4
Tháp có dạng hình trụ, vở được chế tạo bằng thép C20, dày 10mm bên trong lótmột lớp amiang dày 10mm và xây lót bằng lớp gạch samot chịu nhiệt dày 230mm
Trang 14Đáy tháp lát thêm lớp gạch chịu axit Giữa thân tháp là 8 đoạn trụ nằm ngang bằnggang chịu nhiệt có đường kính 800 lắp ghép với nhau dùng làm trụ đỡ cho các kết cấucủa tháp Xung quanh tháp, bên ngoài vỏ thép là lớp bảo ôn cách nhiệt bằng bôngthủy tinh dày 250mm, bên ngoài là lưới thép 1 ly và nhôm lá dày 0,8mm.
Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8mm, đường kính
2100 Dưới nón phân phối là lớp ghi bằng thép để rải lớp đá thạch anh dày 50mm.trong tháp gồm có 3 lớp xúc tác, mỗi lớp có kết cấu theo thứ tự từ dưới lên là dầm đỡghi I240 bằng thép C20, kết cấu ghi đỡ, lưới thép, sau đó là lớp đá thạch anh, lớp xúctác và lớp đá thạch anh
Trên các lớp xúc tác 3, 4 có hệ thống phân phối khí, trên lớp 2 có hệ thống trộnkhí Dưới các lớp xúc tác 2, 3, 4 đều có hệ thống gom khí ra Giữa lớp 3 và 4 đượcngăn cách bằng tấm thép sàn Do đó tháp được chia thành 3 đoạn ngăn cách riêngnhau
- Ống dẫn khí SO2 vào lớp 2 (trên đỉnh tháp) đường kính 1400, ống dẫn khí ra lớp
2 kích thước 1200*2100 Ống dẫn không khí bổ sung vào lớp 2 là 3 ống đườngkính 400 Ống dẫn khí vào lớp 3 và 4 có đường kính 1200*2100 Ống dẫn khí ralớp 3 có kích thước 1200*2100, lớp 4 là 1200*1800
- Có 15 cửa chui có đường kính 800 được bố trí phù hợp trên thân tháp
Trang 15Dùng để hạ nhiệt độ hỗn hợp khí sau lớp xúc tác 1 đạt nhiệt độ vào lớp xúc tác
2 Đồng thời gia nhiệt hơi nước bão hòa 25at, 222oC lên 420oC dùng cho tuabin phátđiện
Cấu tạo gồm 2 ống chùm trao đổi nhiệt đặt trong 2 hộp khí hình chữ nhật liềnnhau, có ống dẫn khí SO3 nối tiếp 2 hộp với nhau Ống trao đổi nhiệt bằng thép12CrlMoV chịu nhiệt độ áp suất chống ăn mòn hóa học Ống có đường kính 38*4,chiều dày 70000 Hộp khí bằng thép C20, khí SO3 đi ngoài ống, hơi nước bão hòa đitrong ống
Diện tích bề mặt truyền nhiệt 398m2 Kích thước bao ngoài D*R*H =5980*6170*4037 Đường kính ống SO3 vào/ra = 1400/1400 Ống hơi nước bão hòavào có đường kính 250, thép 12CrlMoV, ống góp hơi nước quá nhiệt ra có đườngkính 250
Thông số kỹ thuật: năng suất khí 31747Nm3/h Năng suất hơi nước 15300Nm3/h
d Các thiết bị khác
- Trao đổi nhiệt ngoài 305: tháp kiểu trao đổi nhiệt ống chùm, vỏ bằng théo, phầnbuồng khí trên và dưới được xây lót bằng lớp gạch chịu nhiệt dày 115, bên ngoàiđược bảo ôn bằng bông khoáng dày 100 Diện tích bề mặt truyền nhiệt 1176m2.Chiều cao 10870 và đường kính 3000 Số ống trao đổi nhiệt n = 1760, kíchthước 38*3,5, chiều cao 5600 Hỗn hợp khí SO3 nóng đi từ trong ống, từ trênxuống, khí SO2 đi ngoài ống
- Trao đổi nhiệt ngoài 301.0, 301.1: đoạn trên là hộp khí vào, vỏ thép, trong xâylót bởi gạch samot chịu nhiệt Chiều cao 2622, kích thước 2812*10 Đoạn giữa
là phần trao đổi nhiệt, vỏ thép dày 10, bên ngoài bảo ôn cách nhiệt Chiều cao
6000, kích thước 2558*10 Ống truyền nhiệt dài 6000, kích thước 57*3,4, n =
1045 Diện tích bề mặt truyền nhiệt 1050m2 Hỗn hợp khí SO3 nóng đi trongống, từ trên xuống, khí SO2 đi ngoài ống Đoạn dưới là hộp khí ra, vỏ thép.Chiều cao 2600, đường kính 2558
- Trao đổi nhiệt ngoài 303: tháp trao đổi nhiệt ống chùm, vỏ bằng thép CT38, dày
10, phần buồng khí trên và dưới được xây lót bằng lớp gạch chịu nhiệt dày 115,bên ngoài được bảo ôn bằng lớp bông khoáng dày 100 Diện tích bề mặt truyềnnhiệt 530m2 Chiều cao 7400, kích thước 3020*10 Ống trao đổi nhiệt có chiềudài 3000, kích thước 38*3,5, n = 1615
- Tháp làm nguội khí SO3: tháp kiểu trao đổi nhiệt ống chùm, vỏ bằng thép, phầnbuồng khí trên và dưới được xây lót bằng lớp gạch chịu nhiệt dày 115, bên ngoài
Trang 16được bảo ông bằng bông khoáng dày 100 Diện tích bề mặt truyền nhiệt 1260m2.Chiều cao 10780, đường kính 3000 Ống trao đổi nhiệt có chiều dài 6000, kíchthước 38*3,5, n = 1760 ống.
- Quạt làm nguội SO3: lưu lượng khí Q = 60000m3/h Áp suất 200mmH2O, động
cơ N = 55kW
- Các thông số kỹ thuật của tháp tiếp xúc: lưu lượng hỗn hợp khí vào tháp <46600Nm3/h Nồng độ khí SO2 < 10,5% thể tích Mức chuyển hóa chung toànmáy 99,7%
Bảng thông số nhiệt và mức chuyển hóa của tháp tiếp xúc
Lớp Nhiệt vào Nhiệt ra Mức chuyển hóa
b Bộ phận hấp thụ
Hỗn hợp khí SO2, SO3 ra khỏi lớp 3 tháp tiếp xúc có mức chuyển hóa 94% saukhi được làm nguội xuống nhiệt độ 180oC đi vào tháp hấp thụ trung gian 254 Chutrình tưới của tháp mono trung gian như sau: axit mono có nồng độ 98,3 0,4% H2SO4