dây chuyền sản xuất axit số 2 và dây chuyền sản xuất supe phốt phát số 1

LỜI NÓI ĐẦU Trong năm trở lại đây, nước ta tích cực đẩy mạnh q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa chất đất nước với mục tiêu tới năm 2020 trở thành nước công nghiệp phát triển Trong cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước không kể tới ngành công nghiệp sản xuất phân bón hóa chất, đất nước ta quốc gia có tỷ trọng ngành nơng nghiệp mức cao, nơng nghiệp đóng góp phần quan trọng kinh tế quốc dân nến ngành cơng nghiệp sản xuất phân bón hóa chất đặc biệt hóa chất phục vụ nơng nghiệp lại quan trọng Như thực tế cho thấy, nhu cầu phân bón Việt Nam vơ lớn, mặt hàng vô thiết yếu để phát triển kinh tế đất nước Mỗi năm cung cấp thị trường triệu phân bón, chiếm tỷ lệ lớn thị trường phân bón nước ta Khơng thế, khóa khứ tại, cơng ty cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao sản xuất nhiều mặt hàng, hóa chất khác phục vụ cho ngành công nghiệp Với sở vật chất, thiết bị công nghệ tiên tiến, công ty Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao doanh nghiệp lớn hình thành từ sớm ngành hóa chất phân bón Việt Nam Là sinh viên năm thứ ngành kỹ thuật môi trường, đại học Bách Khoa Hà Nội, tìm hiểu hệ thống sản xuất xí nghiệp Supe phốt phát xí nghiệp axit cơng ty cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao hội tốt có chúng em tiếp cận với thực tế trang bị thêm kiến thức hệ thống sản xuất hệ thống xứ lý chất thải, nước thải khí thải nhà xưởng công ty Báo cáo thực tập công ty cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao gồm phần sau: - Tổng quan cơng ty cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao - Các dây chuyền sản xuất: dây chuyền sản xuất axit số dây chuyền sản xuất supe phốt phát số - Đánh giá kiến nghị giải pháp môi trường với dây chuyền sản xuất Chúng em xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, Công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao, thầy Nguyễn Văn Nghiêm cán công nhân viên công ty cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao giúp chúng em hoàn thành tập này! Sinh viên Phan Thanh Hải – KTMT1 K55 Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Chương Tổng quan Công ty I Lịch sử hình thành phát triển Cơng ty cổ phần Supe photphat hóa chất Lâm Thao đơn vị trực thuộc Tổng Cơng ty hóa chất Việt Nam – Bộ Công thương Công ty (tiền thân Nhà máy Supe photphat Lâm Thao) Liên Xơ cũ giúp đỡ xây dựng Tháng 6/1959, Phó Thủ tướng Lê Thanh Nghị bổ nhát cuốc đánh dấu ngày khởi cơng xây dựng Nhà máy thức vào sản xuất diện tích 73ha thuộc địa bàn Thị xã Lâm Thao – Tỉnh Phú Thọ, số nhà máy đại với quy mô lớn đời sớm tỉnh Phú Thọ Ban đầu, nhà máy hoạt động với dây chuyền là: dây chuyền Axit 1, sản xuất axit sunfuric với suất vạn tấn/năm dây chuyền Supe 1, sản xuất Supe lân vạn tấn/năm Ngày 24/6/2962, nhà máy sản xuất thành công mẻ sản phẩm Để đáp ứng nhu cầu phân bón ngày tăng cho nông nghiệp, nhà máy lần đầu tư khôi phục mở rộng, công suất Supe lân nâng lên 50 vạn tấn/năm Với phương châm kết hợp đầu tư chiều sâu, cải tạo, đổi thiết bị công nghệ mở rộng sản xuất theo hướng đại hóa, Cơng ty phát huy tiềm nội lực, tập trung nâng cao lực sản xuất chất lượng sản phẩm, đưa công suất axit sunfuric lên 27 vạn tấn, Supe lân lên 80 vạn tấn/năm Đặc biệt, gắn sản xuất với thị trường, Công ty phát triển mạnh mẽ phân hỗn hợp NPK Trong năm liên tục từ 2001 – 2004, Công ty đầu tư thêm dây chuyển sản xuất phân NPK với công nghệ tiên tiến đưa công suất lên 70 vạn tấn/năm, nâng lực sản xuất phân bón chung cơng ty lên gấp 15 lần công suất ban đầu, chất lượng sản phẩm ngày nâng cao Với mục tiêu hàng đầu giữ vững phát triển sản phẩm truyền thống phục vụ nông nghiệp, mở rộng phát triển ngành nghề sản xuất kinh doanh khác mà Công ty có ưu thế, tạo phát triển ổn định lâu dài vững chắc, tối đa hóa lợi nhuận, đảm bảo quyền lợi hợp pháp cho cổ đơng, làm tròn nghĩa vụ Nhà nước, Công ty cổ phần Supe phốt phát Hóa chất Lâm Thao triển khai sản xuất kinh doanh số lĩnh vực sau đây: Sản xuất kinh doanh phân bón, hóa chất, điện, nước, xi măng, xăng dầu mỡ Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Thiết kế xây dựng cơng trình; thiết kế, chế tạo, lắp đặt thiết bị, dây chuyền sản xuất hóa chất Kinh doanh khách sạn, nhà hàng Kinh doanh ngành nghề khác theo quy định pháp luật cho phép Trải qua 51 năm xây dựng phát triển, Cơng ty liên tục hồn thành xuất sắc nhiệm vụ giao Từ kết đó, Cơng ty vinh dự nhận nhiều phần thưởng cao quý Đảng Nhà nước Công ty Đảng, Nhà nước lần phong tặng danh hiệu đơn vị anh hùng, Huân chương Hồ Chí Minh nhiều phần thưởng cao quý khác Công ty đồng thời cấp chứng hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001 – 2000 cho sản phẩm NPK, Supe lân, axit sunfuric thương phẩm Phần thưởng cao q mà Cơng ty có là, từ ngày bước vào sản xuất đến nay, phân bón Lâm Thao với thương hiệu “ba nhành cọ” ln bà nông dân nước tin tưởng, mến mộ sử dụng ngày nhiều II Lĩnh vực hoạt động sản phẩm Lĩnh vực hoạt động Công ty tập trung sản xuất, kinh doanh sản phẩm phân bón chứa lân, phân hỗn hợp NPK hóa chất cơng nghiệp Sản phẩm chủ yếu - Axit sunfuric kỹ thuật, tinh khiết, tinh khiết phân tích axit dùng cho acquy; - Supe lân; - NPK loại: 5-10-3, 10-20-6, 16-16-8… - Phân bón đặc thù cho loại (cây ăn quả, cảnh, hoa…); - Natrisunfit bisunfit kỹ thuật; - Natri silic florua kỹ thuật, tinh khiết; - Phèn nhôm sunfat kỹ thuật phèn kép amoni sunfat kỹ thuật; - Oxy kỹ thuật Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm III Đơn vị trực thuộc dự án 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 - Xí nghiệp đời sống - Xí nghiệp nước - Xí nghiệp điện Các dự án a Các dự án đầu tư - Đầu tư chiều sâu đổi công nghệ 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 dây chuyền Supe số số 2; - Đầu tư phận dỡ quặng apatit tuyển 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 vạn tấn/năm b Các dự án đầu tư - Đầu tư tự động hóa dây chuyền axit số 1; - Cải tạo công nghệ dây chuyền axit số sang đốt lưu huỳnh lỏng, công suất 12 vạn tấn/năm; - Đầu tư xây dựng dây chuyền NPK 15 vạn tấn/năm số 2; Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm - Đầu tư xây dựng nhà luyện thể dục – thể thao tổng đài điện tử c Các dự án dự kiến đầu tư - Xây dựng xưởng NPK 15 vạn tấn/năm chi nhánh Hải Dương; - Xây dựng xưởng NPK 15 vạn tấn/năm số Công ty Lâm Thao – Phú Thọ Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Chương Dây chuyền sản xuất Axit số I Tổng quan Là dây chuyền sản xuất axit, dây chuyền số đầu tư hệ thống điều khiển máy vi tính từ năm 2006 với dây chuyền số số Dây chuyền số 2, đóng góp vào sản phẩm axit sunfuric Cơng ty với công suất 12 vạn tấn/năm II Công nghệ sản xuất Sơ đồ công nghệ Lưu huỳnh rắn Nấu chảy Lưu huỳnh Đốt lưu huỳnh Nồi nhiệt thừa Công đoạn tiếp xúc Công đoạn hấp thụ Các công đoạn sau Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Nguyên liệu sản xuất 2.1 Nguyên liệu Dây chuyền cũ sử dụng quặng pyrit tuyển có cỡ hạt 8mm làm nguyên liệu sản xuất axit sunfuric Sau cải tạo, việc sử dụng quặng thay bẳng sử dụng lưu huỳnh nguyên tố Lưu huỳnh nguyên tố khai thác từ mỏ hóa dầu, nhập từ nước Singapore, Arap, Balan… Việc thay dựa vào ưu điểm như: - Trữ lượng quặng pyrit có hạn nên cần tìm nguồn nguyên liệu thay thế; - Sử dụng S nguyên tố bớt cơng đoạn tinh chế khí, dẫn đến bớt thiết bị cồng kềnh lò tầng sôi, lọc điện khô, tháp rửa, lọc điện ướt… - Sử dụng quặng pyrit dẫn đến tạo thành chất thải rắn xỉ pyrit khó xử lý gây ô nhiễm môi trường Như việc thay quặng pyrit lưu huỳnh nguyên tố mang lại giá trị kinh tế mà có ý nghĩa lớn việc bảo vệ môi trường 2.2 Chất xúc tác Chất xúc tác sử dụng để tăng nhanh tốc độ phản ứng oxi hóa tháp tiếp xúc Có loại chất xúc tác tốt ứng dụng sản xuất axit Pt kim loại, oxit sắt, oxit vadani Trong dây chuyền sản xuất, sử dụng chất xúc tác oxit vadani ưu điểm: - Oxit vadani hoạt động Pt rẻ hơn; - Độ nhiễm độc asen Pt vài ngàn lần; Sử dụng chất xúc tác có ký hiệu T-210 lớp xúc tác CS-110 lớp tiếp xúc 2, 3, Đặc tính chất xúc tác - Khối tiếp xúc vadani chứa trung bình 7% V 2O5, chất hoạt hóa oxit kim loại kiềm thường dùng K2O, chất mang thường dùng alumino silicat; - Khối tiếp xúc vadani hạt xốp dạng trụ, màng vàng xanh nhạt; - Khối tiếp xúc vadani làm việc khoảng nhiệt độ 400 – 600 oC Khi t > 600oC, xúc tác giảm hoạt độ tượng kết khối cấu tử để tạo thành hợp chất không hoạt động Khi t < 400 oC, hoạt động xúc tác giảm đột ngột chuyển hóa trị từ V5+ thành V4+ Nhiên liệu Nhiên liệu sử dụng hoạt động dây chuyền dầu DO, dầu FO III Cơ sở lý thuyết Điều chế lưu huỳnh dioxit (SO2) Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Khơng khí ẩm ngồi trởi hút vào tháp sấy khí (sử dụng axit để sấy) vào tháp tách tia bắn axit, tạo thành khơng khí khơ nâng nhiệt độ lên 180 – 200 oC cung cấp vào lò đốt lưu huỳnh Lưu huỳnh lỏng qua phận hóa lỏng lưu huỳnh có nhiệt độ 140 – 145oC, bơm vào lò đốt Trong lò xảy phản ứng cháy lưu huỳnh với oxy khơng khí: S + O2 SO2 + 296kJ Phản ứng tỏa nhiệt, trình cháy q trình đồng thể Đốt lưu huỳnh khơng khí thu khí chứa 21% SO 2, thực tế sản xuất thường lấy dư khơng khí thu khí chứa gần 12% SO2 Oxi hóa Phản ứng chuyển hóa khí SO2 thành SO3: SO2 + ½ O2 SO3 + 296,7kJ Tương ứng với quy tắc Le-Shatelia, cân dịch chuyển phía thu SO giảm nhiệt độ tăng áp suất Đối với hỗn hợp khí thơng thường 450 oC, số cân đủ lớn để tạo x cb > 97% Khi nhiệt độ 450 oC Kcb xcb giảm nhanh Tuy nhiên, giai đoạn đầu oxy hóa, chí có mặt chất xúc tác mạnh cần phải tăng nhiệt độ cao 450 oC để tăng vận tốc phản ứng Vì hỗn hợp khí sau lò có nhiệt độ 1000 oC đưa sang nồi nhiệt thừa, giảm nhiệt độ 420 – 440oC Để giảm lượng hoạt hóa phản ứng, người ta sử dụng xúc tác oxit vadani Q trình oxy hóa xúc tác chia thành giai đoạn: - Khuếch tán cấu tử phản ứng từ trung tâm dòng khí đến bề mặt hạt xúc tác, sau khuếch tán mao quản khối tiếp xúc; - Hấp thụ oxy chất xúc tác (chuyển điện tử từ chất xúc tác đến 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 mao quản khối tiếp xúc từ bề mặt hạt Hỗn hợp khí sau phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng vào lớp tháp tiếp xúc dạng tầng có trao đổi nhiệt bên Trong lớp xúc tác xảy phản ứng q trình sấy nóng đoạn nhiệt nhiệt phản ứng tỏa Khi thiết bị có cách nhiệt tốt lớp xúc tác xảy trình đoạn nhiệt, tăng nhiệt độ tỷ lệ thuận với tăng mức chuyển hóa Lượng chất xúc tác thết bị tăng dần lên theo nguyên tắc I < II < III < IV, mức độ chuyển hóa lớp giảm từ từ Giai đoạn đầu q trình oxy hóa tiến hành vùng khuếch tán, giai đoạn cuối tiến hành vùng động học Hấp thụ Báo cáo thực tập cơng ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm SO3 tạo thành thiết bị tiếp xúc hấp thụ axit sunfuric 93,5% tháp đệm tưới thu axit sunfuric 98,3% nSO3 + H2SO4 H2SO4.nSO3 + 9200 kJ H2O nước tự axit H 2SO4 Dùng axit 93,5 % để giảm đến mức tối đa lượng SO3 axit ngồi Dùng axit độ hấp thụ SO lớn áp suất riêng phần lỏng thấp lớn nhiệt độ tiến hành hấp thụ thấp IV Dây chuyền sản xuất Các cơng đoạn 1.1 Công đoạn nấu chảy Lưu huỳnh rắn từ kho chứa vận chuyển lên bunke chứa, qua băng tải đưa đến thùng hóa lỏng lưu huỳnh Thùng chứa Thùng hóa lỏng Thùng lắng Thùng hóa lỏng thiết bị tích V = 113 m 3, tăng khả khuấy trộn cách lắp thêm cánh khuấy Nhờ nước P = kG/cm có nhiệt độ cao cấp vào gia nhiệt, lưu huỳnh chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng đưa vào thùng lắng lỏng Lưu huỳnh lỏng đưa thùng chứa trung gian bơm đến cơng đoạn sau Thùng hóa lỏng thùng lắng lỏng xả cặn định kỳ Hơi S, H2O, H2S… tháo ra, đưa vào thiết bị hấp thụ, sử dụng nước có bổ sung kiềm để hấp thụ chất khí Khí hấp thụ đưa sang xyclon để tách giọt phóng khơng 1.2 Lò đốt lưu huỳnh 1.2.1 Quá trình đốt Lưu huỳnh từ thùng chứa 113 bơm cấp vào vòi phun lưu huỳnh lắp lò 201 Đường ống dẫn lưu huỳnh từ thùng chứa đến vòi phun gia nhiệt nước áo hơi, vòi phun lưu huỳnh làm mát Lưu huỳnh lỏng phun vào lò cháy với khơng khí cấp vào lò Lưu lượng lưu huỳnh lò điều khiển hệ thống điều khiển Lưu lượng khơng khí điều chỉnh qua hệ thống van đường khơng khí đường khơng khí bổ sung Khí lò có nhiệt độ 1000 – 1500oC, nồng độ SO2 11% thể tích vào nồi nhiệt thừa 202 Nồi nhiệt thừa cấp nước có nhiệt độ 105 oC bơm cấp Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Khí sau qua nồi giảm nhiệt độ từ 1000 – 1050 oC xuống 420 – 430oC vào lọc gió nóng 203 Thiết bị lọc gió nóng có vai trò giữ lại tro, bụi dòng khí trước vào tháp tiếp xúc 1.2.2 Thiết bị a Lò đốt lưu huỳnh Có nhiệm vụ điều chế SO2 từ lưu huỳnh lỏng (phản ứng cháy với oxy khơng khí) Cấu tạo: - Thân lò có dạng hình trụ nằm ngang, lớp vỏ bên ngồi chế tạo thép CT3 dày 10mm, bên xây lót lớp gạch chịu lửa Ngồi lớp gạch định hình AD5 gạch FB Lớp lớp gạch định hình AD5 AD3 - Đầu đốt lò xây lớp gạch Giữa phần đầu thân lò phần hình xây lót gạch định hình để thu lớp gạch AD5 AD3 Lò đốt đặt giá di động kiểu lăn Bên ngồi lò bọc lớp vỏ nhơm - Chiều dài thân lò 14320 (đơn vị: mm), đó: Chiều dài thân trụ buồng trước 6800; Chiều dài thân trụ buồng 2000; Chiều dài thân trụ buồng sau 1780; Chiều dài phần 883; Đường kính vỏ lò 3956*10; Đường kính xây lót 3000; Thể tích lò 81,2475 m3 b Các thiết bị khác - Ống khói khởi động 204: dùng 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 gia nhiệt khởi động lò Kích thước: 1812*600, chiều cao 2870, chiều cao chứa dầu 2400 - Bơm cấp dầu DO: suất 0,5m3/h; áp suất 25kG/cm2 - Bơm lưu huỳnh lỏng: suất 4,5m3/h, áp suất 12at Động 18,5kW, tốc độ vòng quay 2900 vòng/phút - Thùng chứa lưu huỳnh lỏng 113: dùng để chứa S lỏng cấp cho lò Đường kính 6000, cao 3000 c Các tiêu kỹ thuật - Dầu DO có nhiệt độ 25 – 30oC, áp suất 15 – 25kG/cm2 - Nhiệt độ tường gạch lò đốt: 900 – 950oC - Nhiệt độ buồng đốt: 1000 – 1050oC - Nhiệt độ khí sau nồi hơi: 420 – 430oC - Hơi nước nồi hơi: áp suất 25at, nhiệt độ 225oC - Hơi nước giảm áp: nhiệt độ 160oC, áp suất 6kG/cm2 Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm - Dàn làm lạnh axit sấy: có kiểu dàn tưới Vật liệu gang, diện tích tiếp xúc 864m2 - Dàn làm lạnh axit tháp hấp thụ trung gian: có kiểu dàn tưới Vật liệu gang, diện tích tiếp xúc 1152m2 - Làm lạnh axit tháp hấp thụ cuối: dạng Vật liệu tấm: Alloy-276, vật liệu gioăng: viton Diện tích tiếp xúc 33,81m2 Đường kính ống vào, 200 V Đánh giá chung giải pháp môi trường Đánh giá chung hệ thống Dây chuyền có dạng tự động, hoạt động với công suất 12 vạn tấn/năm Dây chuyền khác với dây chuyền thiết bị nhiệt 309 cách xếp thiết bị Dây chuyền axit sử dụng bão hòa để hạ nhiệt, dây chuyền axit sử dụng khơng khí lạnh bổ sung để hạ nhiệt Dây chuyển tách tháp tiếp xúc làm phần hiệu kinh tế cao tạo hệ thống phát điện với công suất 2MW Các vấn đề môi trường giải pháp a Các chất thải xí nghiệp sản xuất axit - Chất thải khí: chủ yếu SO2 thải từ ống khói xí nghiệp, lượng SO sinh đường ống rò rỉ phì khí cố kỹ thuật, điện - Chất thải rắn: chủ yếu bụi thu hồi từ nồi nhiệt thừa, xyclon - Nước thải: nước sinh từ phận lọc nước hóa học, từ giàn làm mát axit - Các vấn đề khác: ô nhiễm tiếng ồn khu vực máy nén khí, bơm nước, bơm axit, quạt hút gió… Ơ nhiễm nhiệt khu vực lò đốt, tháp tiếp xúc b Kiến nghị giải pháp - Các dàn làm lạnh dần thay thiết bị làm lạnh kiểu có suất lớn, diện tích nhỏ gọn Nên thay thiết bị cũ - Một số thiết bị, đường ống có nhiệt độ cao khơng có bảo ơng, dẫn đến tổn thất nhiệt gây nguy hiểm cho cơng nhân, cán kỹ thuật Vì nên thiết kế thêm hệ thống trao đổi nhiệt để tận dụng nhiệt lắp thêm bảo ôn để bảo vệ tính mạng người lại - Một số đường ống bị hỏng phải sửa chữa cách hàn lại, mối hàn chưa đảm bảo gây tượng bắn tia axit không gian xung quanh, gây nguy hiểm cho người lại Cần có biện pháp sửa chữa đảm bảo độ kín đường ống cách hiệu - Một số chỗ khí phóng khơng, lưu lượng khí lớn, đường kính ống lại nhỏ, gây ô nhiễm tiếng ồn Cần thiết kế lại ống xả khí - Cần tập trung vấn đề môi trường, cải thiện suất, đảm bảo tháp hấp thụ hoạt động tốt, giảm lượng khí thải môi trường Báo cáo thực tập cơng ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Chương Dây chuyền sản xuất Supe photphat số I Đặc điểm sản phẩm Thành phần hóa học Là sản phẩm trình phân hủy quặng apatit axit sunfuric Đây loại lân phổ biến nhất, có thành phần chủ yếu gồm muối axit octo phophoric, axit sunfuric, lượng axit octo photphoric tự apatit chưa bị phân hủy Công thức hóa học thành phần sau: Mono canxi photphat: Ca(H2PO4); Canxi sunfat khan: CaSO4; Axit photphoric tự do: H3PO4; Photphat sắt: FePO4.2H2O; Photphat nhôm: AlPO4.2H2O; Dicanxi photphat: CaHPO4; Apatit chưa phân hủy: Ca5F(PO4)3 Ngồi số muối Mg, số chất khoáng nguyên liệu không bị phân hủy, siligen SiO2.nH2O Hiện Supe photphat đơn sản xuất Công ty Supe photphat hóa chất Lâm Thao dạng bột rời có trung hòa quặng apatit Tính chất hóa lý 2.1 Tính chất hóa học Supe photphat loại bột tơi, xốp, có màu sẫm xám nhạt, trọng lượng riêng đổ đống từ 1,4 – 1,5 tấn/m3 Hàm lượng hợp chất photphat Supe tính % anhydrit photphoric P2O5: - Phần P2O5 Supe photphat dạng hòa tan nước mà tan monocanxi photphat axit photphoric tự - Phần P2O5 Supe photphat dạng khơng hòa tan nước mà tan xitrat amon gồm có: photphat sắt, photphat nhơm, dicanxi photphat Chất lượng Supe photphat đánh giá theo hàm lượng P 2O5 hữu hiệu tổng dạng P2O5 hòa tan nước P2O5 hòa tan xitrat P2O5 chung Supe photphat tổng P2O5 hữu hiệu P2O5 khong hòa tan nước xitrat Tỷ lệ phần trăm P2O5 hữu hiệu P2O5 chung Supe photphat biểu thị mức độ phân hủy apatit axit sunfuric gọi hệ số phân hủy K 2.2 Tính chất lý học Supe photphat đơn dạng bột rời khơng trung hòa có tính chất hút ẩm mạnh dễ bị dính kết, vón cục đóng rắn Supe photphat trung hòa, đảo trộn, ủ quy trình gần khơng bị dính kết, vón cục, đóng rắn Khi dùng lực học tác dụng lên Supe photphat đơn pha lỏng tiết ngồi, làm cho hạt nhỏ dính kết lại với Ứng dụng Supe photphat đơn Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Supe photphat đơn ứng dụng để làm phân bón có chứa photpho thể dinh dưỡng làm tăng lượng bột loại có củ, có hạt, tăng cường lượng đường loại có quả, làm cứng cáp, chống sâu bệnh Cho trồng nông nghiệp hay công nghiệp phát triển khỏe mạnh, cho suất cao, chất lượng cao Ngồi ra, Supe photphat đơn dùng để sản xuất loại phân bón hỗn hợp PK NPK, dùng sản xuất chất khoáng bổ sung thức ăn cho gia súc II Nguyên liệu Nguyên liệu sản xuất Supe photphat đơn có quặng chứa photpho axit sunfuric Quặng chứa photphot bao gồm loại: apatit, photphoric photphat thiên nhiên Ở nước ta, để sản xuất Supe đơn quặng dùng chủ yếu apatit Nguyên liệu dùng để sản xuất Supe photphat đơn Cơng ty Supe photphat hóa chất Lâm Thao quặng apatit axit sunfuric, nguyên liệu để trung hòa Supe photphat bột apatit Ngồi q trình sản xuất Supe photphat đơn sản xuất sản phẩm phụ Na2SiF6 Nguyên liệu trung hòa nước thải q trình sản xuất Supe photphat đơn vơi sống CaO Nguyên liệu 1.1 Apatit Người ta gọi apatit khống có thành phần biểu thị cơng thức chung Ca10R2(PO4)6 rút gọn Ca5R(PO4)3 Trong đó, R F, Cl, OH CO Phổ biến Flo apatit; Clo apatit, phận Canxi thay kim loại Ba, Sr, Mg, Mn, Fe Quặng có màu nâu sẫm màu nâu vàng, khơng hòa tan nước hòa tan axit vơ Tỷ trọng từ 1,5 – 2,2 tấn/m 3, nóng chảy từ 1550 – 1570oC Cơng thức hóa học thành phần quặng apatit sau: Flo apatit Ca5F(PO4)3; Ne eghetin Na3F(SiO3); Nefelin (Na,K)AlSiO4.nSiO2; Sphen Ca.Ti.SiO5; Dolomit (Ca,Mg)CO3; Titan manhetit mFe2O4.nFeTiO3.TiO2 Hàm lượng chất có chứa photpho quặng quy % anhydrit photphoric gọi P2O5 chung apatit Tùy theo hàm lượng P 2O5 người ta chia quặng apatit làm loại: Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm - Quặng loại I: loại quặng giàu, chứa phần lớn Flo apatit Ca 5F(PO4)3 có hàm lượng P2O5 từ 33 – 38% Quặng sử dụng Công ty từ năm 1962 đến - Quặng loại II: có hàm lượng P 2O5 từ 24 – 26% Trong quặng loại I, cấp cho Công ty có chứa lượng quặng dạng cục to - Quặng loại III: loại quặng bóc trình khai thác quặng loại I Hàm lượng P2O5 quặng từ 15 – 18%, quặng đưa sang nhà máy tuyển quặng để nâng hàm lượng P2O5 lên 32 – 33% - Quặng loại IV: có hàm lượng P 2O5 từ – 12% Quặng tồn mỏ photphoric lắng đọng hang núi đá vôi nắm rải rác khắp đất nước, trữ lượng nhỏ Quặng đưa vào sản xuất Cơng ty có hai loại: - Quặng ngun khai: quặng chưa làm giàu khơng đồng kích thước phẩm chất thường chứa 81 – 90% Flo apatit phâm bố không Các tạp chất nhiều không ổn định, độ ẩm cao thấp thất thường Kết phân tích hàm lượng chất quặng apatit Lào Cai sau: P2O5 CaO F H2O Al2O3 Fe2O3 MgO SiO2 CO2 32 33 43 46 2– 2,5 – 12 2–3 2– 2,7 2– 2,5 12 14 0,3 Quặng có ưu điểm xốp nên sấy nước dễ thoát ra, độ cứng nhỏ nên dễ nghiền, bột apatit nghiền mịn, khơi có tính trơi lớn Quặng sau sấy nghiền thành bột mịn cần đạt yêu cầu sau: Hàm lượng P2O5 trung bình từ 32 – 33% ĐỘ ẩm 1,5 – % H2O Độ mịn đảm bảo lượng lại sàn 0,16mm khơng lớn 5% - Quặng tuyển ẩm: quặng có ưu điểm dễ tách nước để giảm độ ẩm, đặc biệt đảo trộn tốt Khi độ ẩm giảm tơi khơng dính bết Tiêu chuẩn chất lượng loại quặng sau: Hàm lượng P2O5 trung bình 32 – 33% Độ ẩm 15 – 18% H 2O Kích thước 0,074mm 1.2 Axit sunfuric Axit sunfuric có cơng thức hóa học H 2SO4, trọng lượng phân tử 98 Trong kỹ thuật, hỗn hợp theo tỷ lệ SO với H2O gọi axit sunfuric Thông thường, dung dịch axit sunfuric đưa sang điều chế Supe photphat đạt: Nồng độ 75 – 77%, trung bình 76% Nhiệt độ 40 – 45oC 1.3 Nguyên liệu phụ Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm a Muối ăn NaCl Hàm lượng: 90% NaCl Dung dịch muối bão hòa có nồng độ 23% NaCl Tỷ trọng 1,16 – 1,17 g/cm3 b Vơi trung hòa: hàm lượng 70% CaO III Nhiên liệu Dầu DO Nhiệt trị 9500 – 9800 Kcal/kg Độ tro không lớn 0,1% Tạp chất học không lớn 0,15% H2O không lớn 1% Tỷ trọng 20 oC: 844 kg/m3 Nhiệt độ 30oC Than cám Nhiệt trị 6500 – 6900 Kcal/kg Độ ẩm toàn phần 12% Độ tro khô 18 – 22% Độ bốc khô 6,5 IV Cơ sở lý thuyết Các giai đoạn phản ứng Trong trình sản xuất Supe đơn, phản ứng apatit axit sunfuric xảy theo phương trình tổng quát sau: 2Ca5F(PO4)3 + 7H2SO4 + 3H2O 3Ca(H2PO4)2.H2O + 7CaSO4 + 2HF Có thể diễn giải theo trình sau: - Quá trình 1: Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 2,5H2O 3H3PO4 + 5CaSO4.0,5H2O + HF - Quá trình 2: Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Hai giai đoạn phản ứng tiến hành khơng phải xen kẽ, đồng thời dung dịch khơng có tồn đồng thời axit sunfuric mono canxi photphat: Ca(H2PO4)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H3PO4 1.1 Giai đoạn Khuếch tán axit sunfuric tới hạt apatit Q trình kèm theo phản ứng hóa học nhanh bề mặt hạt: Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 2,5H2O 3H3PO4 + 5CaSO4.0,5H2O + HF Phản ứng trộn quặng apatit với axit sunfuric, tùy theo mức độ phản ứng mà nồng độ H2SO4 giảm dần, nồng độ H3PO4 tăng lên, bột sệt tạo thành nhanh chóng chảy xuống phòng hóa thành Khi khoảng 60 – 80% lượng axit cho vào tham gia phản ứng, xuống phóng hóa thành phản ứng tiếp tục xảy kết thúc sau khoảng 20 – 40 phút phòng hóa thành Khối phản ứng dần đơng kết lại Giai đoạn kết thúc tiêu tốn hết axit kết tinh sunfat canxi: 2CaSO4.0,5H2O 2CaSO4 + H2O 1.2 Giai đoạn Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Khuếch tán axit photphoric tạo thành vào mao quản hạt apatit không phân hủy Axit photphoric tạo thành giai đoạn tiếp tục phân hủy apatit theo phản ứng Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Giai đoạn phản ứng bắt đầu sau tiêu hao toàn axit H 2SO4 Mono canxi photphat tạo thành lúc đầu dung dịch sau q bão hòa bắt đầu kết tinh Giai đoạn trình bắt đầu sau 20 – 40 phút ủ Supe phòng hóa thành kéo dài suốt thời gian ủ kho từ – 25 ngày tùy thuộc vào loại nguyên liệu dùng cho sản xuất điều kiện ủ kho Tốc độ phân giải giai đoạn thường chậm kéo dài cho nguyên nhân sau: - Những hạt quặng chưa phân giải hạt có kích thước lớn mà axit H 2SO4 lại axit chủ yếu - Lượng canxi sunfat kết tinh nhiều làm cho axit photphoric khó tiếp xúc với hạt quặng - Mono canxi sunfat tan dung dịch H 3PO4 tạo thành dung dịch bão hòa dẫn đến làm giảm hoạt độ ion H+ pha lỏng tăng độ nhớt dung dịch - Mono canxi sunfat kết tinh tạo thành vỏ mịn bao bọc quặng làm giảm tiếp xúc pha Các yếu tố ảnh hưởng tới trình 2.1 Nồng độ axit sunfuric Khi nâng cao nồng độ axit sunfuric loãng (bắt đầu từ 0) giảm nồng độ axit đậm đặc (từ 100) hoạt độ chúng tăng lên, tốc độ mức độ apatit phân hủy tăng lên Mức độ phân hủy đạt quặng apatit axit nồng độ thấp cao việc sử dụng axit nồng độ thấp không cho phép lượng nước đưa vào theo q lớn làm cho sản phẩm có độ ẩm cao, sản phẩm nhão không kết khô Khi nâng cao nồng độ axit tốc độ phân hủy bị chậm lại đạt đến cực tiểu, sau lại tăng lên Ở nồng độ axit thấp 63% pha lỏng bị bão hòa mức độ nhỏ hơn, tinh thể canxi sunfat kết tinh lớn hơn, chúng tạo thành vỏ xốp hạt apatit, axit xâm nhập vào bề mặt phản ứng hạt apatit khó khăn Do mà phản ứng tiến hành nhanh, sản phẩm thu khô xốp Khi phân hủy apatit axit có nồng độ cao 63% pha lỏng nhanh chóng bị bão hòa canxi sunfat Vì mà phần lớn tinh thể CaSO 4.0,5H2O CaSO4 kết tinh dạng hình kim mảnh, chúng tạo thành vỏ bao phủ toàn bề mặt hạt apatit Phản ứng bị kìm lại, Supe đơng kết khơng tốt, pha lỏng Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm nằm lại bề mặt hạt rắn sản phẩm thu có tính chất lý học xấu, khơng tơi xốp mà bị dính bết Tuy nhiên người ta dùng axit có nồng độ cao để giảm độ ẩm sản phẩm Khi nâng cao nồng độ axit ban đầu, độ ẩm sản phẩm bị giảm Do đó, tăng hàm lượng P2O5 Tuy nhiên nâng cao nồng độ axit mức lại gây nên tạo thành vỏ canxi sunfat mịn độ bão hòa dung dịch lớn Do dẫn đến giảm tốc độ phản ứng phân hủy quặng Ngoài ra, tốc độ phản ứng giảm hoạt độ axit đậm đặc nhỏ Đối với trình sản xuất liên tục, cho phép nâng cao nồng độ axit axit apatit vào thùng trộn với khối phản ứng dạng bùn, nồng độ axit sunfuric giảm axit photphoric tăng Độ tan CaSO axit photphoric cao axit sunfuric nên bão hòa kết tinh canxi sunfat chậm hơn, làm cho màng canxi sunfat xốp Trong trình sản xuất liên tục, nồng độ axit ban đầu thường cao sản xuất gián đoạn từ – 7% Nhiệt độ ban đầu axit ảnh hưởng tới vận tốc phân hủy Khi nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng ban đầu tăng q trình bão hòa canxi sunfat nhanh tạo màng ngăn cách Tốc độ phản ứng bị giảm mạnh Theo công nghệ sản xuất liên tục, nồng độ nhiệt độ axit có liên hệ chặt chẽ với Nồng độ cao nhiệt độ phải giảm Bởi tồn khu vực nồng độ axit thích hợp, giới hạn khu vực tùy thuộc vào nhiệt độ 2.2 Độ mịn hạt quặng Quặng mịn bề mặt riêng lớn Do tốc độ phân hủy nhanh Tuy nhiên quặng q mịnh chi phí cho việc sấy nghiền tốn kém, ảnh hưởng tới giá thành 2.3 Cường độ khuấy trộn Việc khuấy trộn làm khả bão hòa cục bộ, tạo tiếp xúc pha tốt Do tăng cường độ khuấy trộn tăng tốc độ phản ứng Nhưng khuấy trộn mạnh cọ sát quặng axit đi, làm giảm hiệu suất phản ứng Giữa cường độ khuấy trộn độ mịn có mối liên hệ chặt chẽ với 2.4 Thời gian lưu bột sệt thùng trộn Thời gian lưu bồn sệt thùng trộn tùy thuộc vào thành phần quặng nồng độ axit đưa vào phân hủy khống chế chắn vào thùng trộn Nồng độ axit ban đầu cao, mức độ phân hủy quặng lớn cần phải trì tỷ số H2SO4:H3PO4 bùn từ thùng trộn chảy phải nhỏ để không tạo thành CaSO4 mịn hạt Supe Đối với apatit Lào Cai có hàm lượng trung bình từ 32 – 33% P2O5 axit có nồng độ 67 – 68% H 2SO4 thời gian lưu bùn Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm sệt thùng trộn – phút Nhiệt độ khối phản ứng khỏi thùng trộn 110 – 115oC 2.5 Điều kiện ủ Việc ủ chín Supe kho để có tốc độ phân hủy apatit kho ủ tăng nhanh hạ thấp nhiệt độ khối Supe xuống 40 – 50 oC Bởi làm nguội Ca(H2PO4)2.H2O kết tinh khỏi pha lỏng, độ bão hòa pha lỏng giảm hoạt độ axit tăng làm cho tốc độ phản ứng tăng Trong thực tế sản xuất, người ta làm nguội Supe cách đánh tung Supe khơng khí đường vận chuyển từ phòng hóa thành đến kho ủ định kỳ đảo trộn Supe kho cầu trục Việc đảo trộn nhằm mục đích: - Làm nguội Supe đến nhiệt độ thích hợp; - Hơi nước khí Flo dễ thoát làm giảm độ ẩm Supe hạ nhiệt độ; - Supe đảo trộn đều, tơi, xốp đồng Do tính chất vật lý Supe tăng lên 2.6 Trung hòa Supe photphat Sản phẩm Supe photphat có chứa lượng axit photphoric tự Axit làm tăng khả hút ẩm Supe photphat Để trung hòa axit tự dùng biện pháp trộn Supe photphat với chất phụ gia rắn trung tính đem amon hóa Các biện pháp làm cho tính chất vật lý Supe photphat tốt hơn: giảm độ ẩm, độ hút ẩm, độ kết tinh Khi amon hóa tăng thêm nguyên tố dinh dưỡng cho trồng V Dây chuyền sản xuất Sơ đồ công nghệ Dỡ quặng Sấy nghiền Điều chế Thành phẩm Hấp thụ Flo Các cơng đoạn 2.1 Cơng đoạn dỡ quặng Quặng apatit từ Lào Cai vận chuyển toa xe lửa Công ty dỡ xuống vận chuyển vào kho apatit Gồm có loại quặng: - Quặng apatit nguyên khai loại vận chuyển đến toa N; - Quặng apatit nguyên khai loại vận chuyển đến toa N; - Quặng tuyển có độ ẩm 15 – 18% vận chuyển toa H Các toa quặng đầu máy kéo vào khu dỡ xí nghiệp Sau toa quặng ngun khai quặng tuyển phận tời kéo toa di chuyển vào vị trí đỡ Đối với quặng nguyên khai, sau toa quặng vào vị trí đỡ quặng Báo cáo thực tập cơng ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm toa bàn ủi máy ủi quặng nguyên khai ủi xuống bunke Quặng có kích thước nhỏ 200*200mm lọt qua mặt sàng bunke Quặng từ bunke băng tải cao su bunke vận chuyển đổ vào máy nghiền má Tại đây, quặng có kích thước > 100*100mm máy nghiền má đập nhỏ sau với quặng có kích thước < 100*100mm đổ xuống băng tải cao su máy nghiền mà vận chuyển vào kho apatit nguyên khai Đối với quặng tuyển, sau toa quặng vào vị trí đỡ, quặng toa cầu trục 10 dỡ kho Sau nước lại cầu múc lên bunke băng tải cao su vận chuyển vào kho apatit tuyển Một phần quặng nước kho ngoài, cầu trục 10 múc lên bunke quặng trung hòa Sau nhờ hai băng tải cao su vận chuyển sang kho Supe để trung hòa Quặng apatit nguyên khai tuyển sau đổ vào kho hai cầu trục năm múc lên đổ thành đống gian kho hợp lý 2.2 Công đoạn sấy nghiền 2.2.1 Sấy nghiền sơ Quặng apatit nguyên khai loại từ kho cầu trục trộn với theo tỷ lệ 59% loại 7% loại 3, múc lên bunke chứa hệ thống máy cung cấp xích Từ bunke chứa, quặng định lượng theo suất quặng cần sấy 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 apatit theo ống dẫn quặng đổ vào thùng sấy, quặng sấy đến độ ẩm 1,5 – % Từ bunke than lò đốt, than xả xuống sàn thành đống làm ẩm Sau đó, tung vào lò xẻng Người ta dùng quạt thổi lò để cung cấp gió cho lò đốt Khí nóng lò đốt vào thùng sấy có nhiệt độ từ 350 – 800 oC, nhờ quạt hút cuối hệ thống vận chuyển sang thùng sấy để sấy quặng Sau lắng bụi than xỉ bay theo khí lắng lò đốt Lò làm việc áp suất âm – 10mmH2O nhờ quạt hút Khí nóng khỏi thùng sấy có nhiệt độ từ 100 – 110oC Để vật liệu sau sấy có máy nghiền khơng q nóng, ta thực biện pháp sấy xi chiều Vật liệu ẩm khí nóng vào đầu thùng sấy, vật liệu khơ khí nguội phía cuối thùng sấy Quặng tuyển có độ ẩm 15 – 18% từ kho chứa múc lên bunke hệ thống sấy 1, qua băng tải xích định lượng xuống băng tải cao su Sau qua băng tải cao su tắt sấy khơng qua máy sấy vào băng tải 57-1 sang trộn với apatit nguyên khai qua sấy nghiền thành hỗn hợp có độ ẩm 10 – 12% vào bunke điều chế Sau sấy nguyên khai: sau sấy tới độ ẩm 1,5 – 3%, quặng khỏi thùng sấy đổ vào máy búa Tại nhờ búa quặng đập nhỏ sơ từ kích Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm thước < 100*100mm xuống 15*30mm Quặng apatit có kích thước đạt tiêu chuẩn qua ghi sàng xuống băng tải cao su vận chuyển vào máy nghiền bi, quặng to tiếp tục búa đập tiếp Khi có bụi quặng apatit bụi dẫn vào hệ thống xyclon theo phương tiếp tuyến, chúng lắng chủ yếu xyclon nhóm xyclon nhóm trước nhóm Apatit xyclon lắng xuống đưa xuống băng tải quặng sau sấy Khí bụi lại đưa vào thiết bị khử bụi màng nước vào thiết bị tách giọt hình trụ theo phương tiếp tuyến Nước hạt bụi bị thấm ướt lắng lại thành thiết bị chảy xuống đáy theo đường ống ao lắng tuần hồn Khí làm bụi teo ống khói thải ngồi trời 2.2.2 Cơng đoạn nghiền mịn Quặng apatit sau qua máy nghiền búa vận chuyển đổ vào máy nghiền bi để nghiền mịn Sau qua máy nghiền bi, quặng nghiền nhờ lực va đập bi thép có đường kính từ 40 – 70mm vỏ đệm thành máy nghiền, đưa lên sàng phân ly tĩnh đặt phía máy nghiền nhờ quạt cao áp nghiền phía cuối hệ thống Trong thiết bị phân ly, hạt to động rơi xuống quay trở máy nghiền, khơng khí lẫn bột mịn theo đường tiếp tuyến vào thiết bị lọc bụi tĩnh Bột nhỏ có kích thước < 0,16mm tiếp tục sang xyclon đơn lắng bụi, hạt to rơi xuống đáy côn quay trở lại máy nghiền để tiếp tục nghiền nhỏ Khí lẫn sau qua xyclon đường kính 1600mm lắng phần lớn bột mịn đó, sau tiếp tục qua nhóm xyclon để lắng tiếp bột mịn lại Bột apatit tiếp tục băng tải cao su, gầu nâng lớn nghiền, gâu nâng nhỏ, gầu nâng lớn điều chế, vít xoắn vận chuyển sang bunke trung gian phận điều chế Khí khỏi xyclo nhóm qua quạt khử Khí khỏi quạt hút chia làm đường: 1/3 lượng khí đưa trở lại máy nghiền bi, 2/3 lượng khí lại đưa qua thiết bị sủi bọt làm khí trước phóng khơng Bột apatit lắng sủi bọt dẫn ao tuần hoàn để thu hồi apatit tuần hồn nước sủi bọt 2.2.3 Cơng đoạn điều chế Supe photphat a Điều chế trung hòa Supe tươi đợt Quặng apatit nguyên khai sấy nghiền có độ ẩm – 2% cỡ hạt 95% qua sàng 0,16mm trộn với quặng tuyển khơng sấy có độ ẩm 15 – 22% kích thước cỡ hạt 0,074mm thành hỗn hợp có độ ẩm 10 – 21%, vận chuyển vào bunke trung gian phận điều chế Axit sunfuric có nồng độ từ 75 – 90% bơm từ kho chứa Từ thùng chứa axit bơm lên thùng cao vị, qua hệ thống định lượng vào thùng trộn Hỗn hợp Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm apatit từ bunke trung gian định lượng xuống thùng trộn nhờ hệ thống băng cân định lượng Trộn axit với apatit thực thùng trộn nhờ que khuấy có tốc độ cao Những que có nhiệm vụ trộn thật axit apatit phản ứng giai đoạn thực nhanh chóng dễ dàng Nồng độ trộn 67 – 68%, thời gian lưu lại bột sệt thùng trộn – phút nhiệt độ bột sệt khỏi thùng trộn 110 – 115oC Sau bột sệt tháo xuống phòng hóa thành Bột sệt ủ thành Supe phòng hóa thành khoảng từ 1,5 – Sau xuống phòng hóa thành khoảng 20 phút giai đoạn kết thúc, hệ số phân hủy K = 70 – 77% bắt đầu giai đoạn trình điều chế Supe Giai đoạn kéo dài liên tục kho ủ, lượng Supe phòng hóa thành khống chế nhờ 2/3 chiều cao phòng hóa thành Supe phòng hóa thành lượng P 2O5 tự nằm pha lỏng chưa phản ứng pha lỏng bão hòa mono canxit photphat số muối khác Vì vậy, ta sử dụng quặng apatit để tủng hòa Supe tươi Supe trước kho đánh tung Việc trung hòa Supe tươi đợt thực băng tải vận chuyển Supe tươi kho ủ Bột apatit dùng để trung hòa đợt hỗn hợp bột khô lấy từ băng tải cao su vận chuyển bột sau nghiền mịn khỏi quặng apatit tuyển sang kho ủ để giảm độ ẩm Hỗn hợp quặng cầu trục số kho ủ múc đổ lên bunke trung hòa đợt nhờ hệ thống cung cấp xích định lượng xuống hai băng tải cao su đổ vào băng tải Supe tươi, lượng bột sử dụng để trung hòa đợt cho Supe tươi 20% Bột apatit trung hòa với Supe tươi cắt từ phòng hóa thành xuống có nhiệt độ 80 – 90% tung Supe vào kho ủ máy đánh tơi Do phản ứng tiếp tục xảy nên nhiệt độ khối phản ứng lại tăng lên khoảng 50oC, hàm lượng P2O5 tự cao từ – 7% Vì vậy, ta cần tiếp tục trung hòa lần dùng trục đảo trộn để thoát nước vào hạt nhiệt độ khối Supe tăng tốc độ cho phản ứng giai đoạn b Hấp thụ khí Flo Hỗn hợp khí bao gồm: nước, CO, SiF hút từ phòng hóa thành thùng trộn quạt hút khí cao áp, khí dẫn qua hệ thống hấp thụ để tách Flo Lượng F thoát từ quặng dạng hợp chất SiF tác dụng với nước theo phương trình: SiF4 + 3H2O 2H2SiF6 + H2SiO3 Sau thùng trộn, hóa thành, hỗn hợp khí dẫn qua đường ống nghiên từ háo thành đến phòng hấp thụ (phải đảm bảo nhiệt độ ống > 65oC), khỏi ống khí dẫn sang hệ thống hấp thụ Báo cáo thực tập cơng ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Quá trình hấp thụ tiến hành qua hai cấp phòng hấp thụ tháp hấp thụ Flo hấp thụ chủ yếu phòng hấp thụ: - Phòng hấp thụ có trục vẩy Khí qua gian liên tục rửa axit H2SiF6 loãng Axit loãng từ tháp hấp thụ số bổ sung vào phòng hấp thụ chuyển động ngược chiều với khí Phần axit đạt nồng độ – 12% chảy bể Sau lắng keo Si sơ bơm vận chuyển thùng chứa H2SiF6 Phần keo Si lắng đọng phòng hấp thụ bể định kỳ làm - Tháp hấp thụ (2 tháp) Khí khỏi phòng hấp thụ dẫn vào tháp hấp thụ số Tháp hấp thụ theo nguyên tắc ngược chiều, nước phun thành mù từ xuống, nước bơm tuần hoàn Tại tháp hấp thụ số có bổ sung axit lỗng, khí sau khỏi tháp hấp thụ số qua tháp tách giọt vào tháp hấp thụ số Nguyên lý làm việc tháp hấp thụ số tương tự tháp hấp thụ số 1, tháp số bổ sung nước Phần axit lẫn SiO 2.H2O dạng keo bám vào đường ống dẫn khí tháp hấp thụ, phòng hấp thụ, bể chứa axit định kỳ đào thơng rửa Flo thu phòng tháp hấp thụ dạng H 2SiF6, hiệu suất hấp thụ F hỗn hợp khí hệ thống hấp thụ khơng 98% Khí sau khỏi tháp hấp thụ qua quạt hút thải ngồi ống khói Axit H2SiF6 thu từ hệ thống hấp thụ đưa sang phậm sản xuất Na2SiF6 Trong trường hợp sản xuất Na2SiF6 H2SiF6 trung hòa sữa vôi trước thải bỏ Vôi chở bẳng cơng nơng từ xí nghiệp NPK tới xí nghiệp Supe đổ thành đống Sau tơi thùng nhờ hệ thống nước nước, sữa vôi sau khuấy định lượng để trung hòa nước thải khu điều chế khu sản xuất Na2SiF6 trước thải Các phản ứng xảy phận trung hòa: CaO + H2O Ca(OH)2; Ca(OH)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O; Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O; Ca(OH)2 + H2SiF6 CaSiF6 + H2O 2.2.4 Ủ, đảo trộn Supe kho trung hòa đợt Supe apatit sau trung hòa đợt máy đánh tơi tung kho, cầu trục múc đổ thành đống kho Sau – ngày tung Supe vào kho Supe chứa lượng axit tự – 8% Vì cầu tiếp tục đưa quặng apatit vào Supe để thực q trình trung hòa đợt đảo trộn lần Sau – ngày đảo trộn lần 1, Supe tiếp tục cầu đảo trộn lần cạnh khu vực sàng nghiền Supe Sau – ngày sau đảo trộn lần 2, sản phẩm Supe lân đạt tiêu chuẩn kỹ thuật Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm cầu trục số múc sàng, nghiền, đánh tung trước cấp NPK, bán VI Một số thiết bị Thùng trộn Cấu tạo: thùng trộn cấu tạo thép có độ dày – 10mm, bọc lót cao su ebonit, xây lót đáy xung quanh lớp gạch chịu axit, xây vữa azimit, bên sơn phù lớp sơn emay Thùng trộn trang bị cánh khuấy thẳng đứng Số vòng quay que trộn thứ thứ n = 170 vòng/phút, que 132 vòng/phút Các que trộn làm thép bọc lót cao su lưu hóa Mức bùn thùng trộn điều chỉnh tấp chắn làm thép cacbon Đặc tính kỹ thuật: thể tích thùng 7,6m3 Thể tích làm việc 4,5m3 Năng suất 25 tấn/giờ Thùng hóa thành Cấu tạo: thùng hóa thành hình trụ thẳng đứng, vỏ lớp thép dày 10mm, bên đổ lớp bê tông cốt thép dày 100mm chịu axit lớp phủ lớp vữa diabat Thùng đặt 16 lăn đỡ nhờ vành lăn 16 lăn chặn tựa tì vào vành lăn để tránh bị trơi Bên thùng có hệ thống Karusel có cấu tạo thép, thân Karusel có gắn 12 dao cắt, 12 dao gạt 12 dao gạt Giữa thùng ống trung tâm gồm đoạn gang ghép với nhau, bên bọc gỗ, chống ăn mòn vữa azamit chịu axit Để ngăn bùn sệt chưa đơng kết, người ta bố trí vách ngăn giữa, gòm thép CT3 bọc chống ăn mòn cao su lưu hóa Vách ngăn treo cố định nắp thùng hóa thành, chân vách ngăn chân vịt Đặc tính kỹ thuật: thùng hóa thành có vỏ thép dày 10mm, đường kính 7100, chiều cao 2910 Năng suất 30 tấn/giờ Karusel có đường kính 2600, chiều cao 2150 Tốc độ quay n = – vòng/phút Máy nghiền bi Cấu tạo: thùng hình trụ cấu tạo thép dày, bên lắp đệm gang đúc thép để chống mòn cho vỏ, vỏ lớp đệm có chứa lớp amiang cách âm Khối lượng bi đổ vào thùng xác định theo hệ số đầy – 12 Bi thép, đường kính 30 – 40 – 50 – 60 đổ đầy vào với tỷ lệ định Hai đầu trục thùng nghiền đặt ổ đỡ bắt chặt với bệ máy bê tơng Phía liệu thùng nghiền bắt bánh lớn nhận chuyển động từ hộp giảm tốc sang Báo cáo thực tập công ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Đặc tính kỹ thuật: đường kính 2070, chiều dài 2650 Năng suất 23 tấn/giờ Tốc độ quay 23 vòng/phút Động N = 160kW, n = 988 vòng/phút Thiết bị sấy thùng quay Thơng số kỹ thuật: góc nghiêng o Góc nghiêng xử lý cách nghiên mặt phẳng móng phận đỡ Thiết bị cho phép vận hành vùng nhiệt độ thành 20 – 350oC Vận tốc góc thân: 3,2 – 4,3 – 6,4 vòng/phút Đường kính thân 2000 Bề dày 10, chiều dày 9820, chiều rộng 3770, chiều cao 3570 Khối lượng 25000kg Cấu tạo hoạt động thiết bị: bao gồm thân hình trụ hàn đặt nghiêng góc 4o đai tựa lên lăn đỡ truyền động kèm động tốc độ, giảm tốc cấp quay vành răng, ngồi có bánh nối với trục quay chậm giảm tốc Do có lăn đỡ đặt chân đỡ mà thân thiết bị không bị dịch chuyển theo chiều trục Bên lò xây lót gạch chịu lửa Thùng sấy trang bị phận vít xoắn phận phân phối để đảo khuấy vật liệu tốt hơn, tăng trao đổi nhiệt chúng Ở thực biện pháp sấy xuôi chiều, vật liệu ẩm khí nóng vào đầu thùng sấy, vật liệu khơ khí nguội phía cuối thùng sấy Phía thùng sấy phần đầu khoảng 1m hàn cánh thép xoắn vỏ đổ có tác dụng tiếp nhận quặng dẫn quặng vào thùng sấy phân phối quặng cho đều, để tăng bề mặt tiếp xúc khí nóng quặng Sau cánh hướng quặng có lắp cánh đảo dọc theo chân thùng Ở phần thùng sấy có đoạn cánh đảo hình theo tiết diện ngang, cánh có hàn lắp ghép nhiều cánh đảo phụ Để tạo độ kín chỗ thùng sấy nối với đầu nạp liệu, tháo liệu, người ta lắp gioăng xám Mặt ngồi thùng sấy có vòng kẹp để giữ lớp bảo ơn Xyclon tách bụi Khí có bụi dẫn vào hệ thống xyclon theo phương tiếp tuyến bên xyclon, khí theo đường xốy, bụi va đập vào thành xyclon động rơi xuống đáy Phần đáy hình xyclon có lắp ống dẫn bột ván đóng mở tự động theo nguyên tắc đòn bẩy trọng lực Thiết bị khử bụi kiểu sủi bọt Phần khử bụi bao gồm: bunke chứa nước, đường ống dẫn khí vào Đáy bunke chứa nước nối với đường ống thải ngồi ao lắng Giữa đường khí vào bunke, người ta đặt thép có tay quay phía ngồi để tạo tiếp xúc với nước, bụi thấm ướt lắng lại bunke, khí theo đường ống dựng đứng sang phần tách giọt Mức nước bunke chứa điều chỉnh điều chỉnh lưu lượng Báo cáo thực tập cơng ty Cổ phần Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nghiêm Lưu lượng khí qua 30000m3/h Trở lực thiết bị 200 – 500mmH2O Hàm lượng bụi trước lọc 20g/m3 Hàm lượng bụi sau lọc 0,1 – 0,6 g/m3 Tháp hấp thụ khí Flo Tháp hình trụ rỗng hấp thụ theo nguyên lý ngược chiều nhằm tăng tiếp xúc pha khí từ lên, nước phun thành mù từ xuống, nước bơm tuần hoàn Bên xây gạch chịu axit Phòng hấp thụ đặt bệ đáy đổ betong chịu axit Kích thước có đường kính 2620 chiều cao 8803 VII Đánh giá chung giải pháp mơi trường Dây chuyền có cải tiến định, đặt biệt hệ thống xử lý khí Flo chuyển đổi sang sản xuất thuốc trừ sâu Việc có ý nghĩa quan trọng mặt môi trường, đồng thời tạo thêm thu nhập cho cơng nhân Các chất thải cơng nghiệp - Khí thải: chủ yếu bụi apatit, khí HF, SiF4 mù axit; - Nước thải: chủ yếu loại nước hấp thụ xử lý khí, lắng đọng trung hòa; - Chất thải rắn: bụi phận, xỉ than sau q trình đốt lò Ngồi loại nhiễm khác nhiễm nhiệt phận sấy tai phận điều chế Supe, ô nhiễm tiếng ồn nhà máy nghiền bi Giải pháp môi trường - Ở công đoạn điều chế Supe, phản ứng tỏa nhiệt nên lượng nhiệt thải lớn, nên có thêm thiết bị tận dụng nhiệt - Khí từ phản ứng có mùi khó chịu, ản hưởng đến sức khỏe người lao động, cần thu lại xử lý - ... Chương Dây chuyền sản xuất Axit số I Tổng quan Là dây chuyền sản xuất axit, dây chuyền số đầu tư hệ thống điều khiển máy vi tính từ năm 20 06 với dây chuyền số số Dây chuyền số 2, đóng góp vào sản. .. khu sản xuất Na2SiF6 trước thải Các phản ứng xảy phận trung hòa: CaO + H2O Ca(OH )2; Ca(OH )2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O; Ca(OH )2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O; Ca(OH )2 + H2SiF6 CaSiF6 + H2O 2. 2.4 Ủ, đảo trộn Supe. .. Kết phân tích hàm lượng chất quặng apatit Lào Cai sau: P2O5 CaO F H2O Al2O3 Fe2O3 MgO SiO2 CO2 32 33 43 46 2 2, 5 – 12 2–3 2 2, 7 2 2, 5 12 14 0,3 Quặng có ưu điểm xốp nên sấy nước dễ thoát ra,