a.Cấu tạo và các thông số kĩ thuật:
Bảng 3.7: Thông số kĩ thuật thiết bị khử khí 30PK1001/V2
Tháp tách khí
Số lƣợng 3 (2 làm việc, 1 dự phòng)
Đƣờng kính 1800mm
Chiều cao 3300mm
Thiết bị khử khí gồm phần : phần trên hình trụ đứng, rỗng và phần dƣới hình trụ ngang, bên trong thiết bị đƣợc bảo vệ bởi 1 lớp cao su dày 3mm để chống ăn mòn, thiết bị làm việc cùng với 1 bơm 1 quạt gió, đƣợc cấu tạo bời thép carbon. Mục đích chủ yếu của thiết bị này là loại bỏ khí CO2 và chứa
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 25 SVTH: Lê Thế Sơn Vật liệu Thépcacbon và JIS G3101 SS400
Lớp bảo vệ bên trong 3mm cao su
Bồn chứa nƣớc khử khí
Số lƣợng 3 (2 làm việc, 1 dự phòng)
Đƣờng kính 2400mm
Chiều dài 4500mm
Kiểu loại Nằm ngang
Vật liệu Thépcacbon và JIS G3101 SS400. Lớp bảo vệ bên trong 3mm cao su.
Bơm nƣớc khử khí
Số lƣợng 3 ( 2 làm việc, 1 dự phòng) Công suất 170m3/h mỗi cái.
Chiều cao đẩy 30 m H2O
Kiểu loại Bơm ly tâm nằm ngang.
Công suất mô tơ 23.8 KW
Tốc độ mô tơ 37 KW/2900 vòng/phút
Điện thế 400V/3pha/50Hz.
Quạt khử khí
Số lƣợng 3 ( 2 làm việc, 1 dự phòng)
Công suất 3100 m3/h.
Chiều cao đẩy 50 mmH2O
Kiểu loại Ly tâm.
Vật liệu Kim loại nhẹ.
Mô tơ: 2,2 KW/1500 vòng/phút.
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 26 SVTH: Lê Thế Sơn b.Nguyên lý làm việc:
Nhà máy Đạm Phú Mỹ sử dụng 3 thiết bị khử khí độc lập 30PK1001/V2A,B,C (2 thiết bị làm việc, 1 thiết bị dự phòng ) tƣơng ứng với 3 dây chuyền độc lập A, B, C. Thiết bị thực tế gồm 2 phần: Phần trên hình trụ đứng, rỗng và phần dƣới hình trụ nằm ngang. Bên trong thiết bị đƣợc phủ lớp cao su dày 3mm. Thiết bị vận hành cùng với 1 bơm có công suất 170m3/h và 1 quạt gió với môtơ 37KW. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phần hình trụ đứng ở trên làm việc theo nguyên lý nƣớc phân tán ở trên đi xuống tiếp xúc trực tiếp với dòng không khí đi từ dƣới lên. Không khí tiếp xúc với dòng nƣớc phân tán sẽ kéo theo khí CO2 hoà tan trong nƣớc thoát ra ngoài. Đây chính là phần quan trọng nhất về mặt công nghệ của thiết bị khử khí.Phần hình trụ nằm ngang chỉ là thiết bị chứa nƣớc trung gian để hệ thống làm việc ổn định. Dòng không khí đƣợc tạo ra do các quạt 30-PK-1001/K2 tƣơng ứng.
3.4.3.Thiết bị trao đổi ion âm 30PK1001/V3.
a. Cấu tạo và thông số kĩ thuật:
Bảng 3.8: Thông số kĩ thuật thiết bị trao đổi ion âm 30PK1001/V3
Số lƣợng thiết bị 3 (2 làm việc, 1 dự phòng)
Đƣờng kính 2000mm
Chiều cao 2600mm
Thiết bị trao đổi ion âm ở nhà máy đạm Phú Mỹ đƣợc làm từ vật liệu thép carbon, bên trong bề mặt của thiết bị có 1 lớp cao su dày 3mm để chống hóa chất ăn mòn, Mỗi bình chứa khoảng 4800 lít hạt nhựa trao đỗ ion âm và hoạt động với chu kì làm việc là 12h, áp suất làm việc 4 barg. Mỗi lần tái sinh tiêu tốn 480kg NaOH.
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 27 SVTH: Lê Thế Sơn Vật liệu Thép cacbon và JIS G3101 SS400
Độ ăn mòn cho phép 3mm
Lớp bảo vệ bên trong 3mm cao su. Cửa vào: - Số lƣợng: - Đƣờng kính: 2 500mm Số chân đỡ 4 Chu kỳ làm việc 12h Thể tích hạt nhựa 4800 lít/thiết bị.
Loại hạt nhựa Rohm & Haas – Amberlite 910 Cl Phƣơng pháp tái sinh Ngƣợc chiều.
Xút tiêu tốn 480 kg NaOH 100% mỗi lần tái sinh. Nhiệt độ làm việc Nhiệt độ môi trƣờng.
Áp suất làm việc 4 barg. b.Nguyên lý làm việc:
Nhà máy Đạm Phú Mỹ sử dụng 3 thiết bị trao đổi ion âm độc lập 30PK1001/V3A,B,C (2 thiết bị làm việc, 1 thiết bị dự phòng ) tƣơng ứng với 3 dây chuyền độc lập A, B, C trong đó mỗi thiết bị chứa 4800 lít hạt nhựa trao đổi ion âm. Bề mặt trong của thiết bị đƣợc bảo vệ bằng lớp cao su dày 3mm để chống hoá chất ăn mòn vỏ kim loại sắt cacbon (dày 3mm).
Khi tái sinh sẽ tiêu tốn 480 kg Natri Hydroxit (quy về nồng độ 100%). Thiết bị trao đổi ion âm 30PK1001/V3 làm việc theo nguyên lý: nƣớc đi từ trên đỉnh thiết bị đi xuống tiếp xúc trực tiếp với lớp hạt nhựa trao đổi ion âm và đƣợc thoát ra từ đáy thiết bị. Các ion âm Cl-, SO42-, SO32-, HCO3-, HsiO3-, CO42-…trong nƣớc bị hạt nhựa giữ lại và giải phóng ion OH-. Nƣớc thành phẩm sẽ đƣợc đƣa sang bồn chứa nƣớc khử ion 30TK1001.
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 28 SVTH: Lê Thế Sơn Năng lực xử lý nƣớc của mỗi thiết bị là 150m3/h. Một chu kỳ làm việc thực tế thƣờng là 12 giờ với thuần nƣớc công nghiệp, và 24 giờ với hỗn hợp nƣớc công nghiệp và nƣớc ngƣng công nghệ.
Sau khi xử lý đƣợc 3600m3 nƣớc hoặc độ dẫn điện nƣớc sản phẩm đạt đến 20 µS/cm thì phải ngừng thiết bị để tái sinh hạt nhựa.
Khi tái sinh hạt nhựa trao đổi ion âm, ngƣời ta dùng Natri Hydroxit nồng độ 5%:
Sau khi tái sinh hạt nhựa bằng Natri Hydroxit phải rửa hạt nhựa bằng nƣớc.Thông thƣờng, khi một trong các thiết bị trao đổi ion dƣơng hoặc âm của cùng một dây chuyền bị hết năng lực làm việc thi phải dừng cả 2 thiết bị để cùng tái sinh.Thời gian tái sinh cả 2 thiết bị trao đổi ion là 150 phút.
3.4.4. Thiết bị trao đổi ion tầng hỗn hợp 30PK1001/V4
Bảng 3.9: Thông số kĩ thuật thiết bị trao đổi ion tầng hỗn hợp 30PK1001/V4
Số lƣợng thiết bị 3 (2 làm việc, 1 dự phòng)
Đƣờng kính 2400mm
Chiều cao 2500mm
Vật liệu Thép cacbon và JIS G3101 SS400
Độ ăn mòn cho phép 3mm
Lớp bảo vệ bên trong 3mm cao su. Cửa vào: - Số lƣợng:
- Đƣờng kính:
2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
500mm
Số chân đỡ 4
Chu kỳ làm việc 120h (5 ngày) Thể tích hạt nhựa ion dƣơng 2650 lít/thiết bị.
Loại hạt nhựa ion dƣơng Rohm & Haas – Amberlite 120 Na Thể tích hạt nhựa ion âm 2650 lít/thiết bị
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 29 SVTH: Lê Thế Sơn Loại hạt nhựa ion âm Rohm & Haas – Amberlite 910 Cl
Phƣơng pháp tái sinh Ngƣợc chiều
Axít tiêu tốn 265 kg H2SO4 100% mỗi lần tái sinh Xút tiêu tốn 265 kg NaOH 100% mỗi lần tái sinh Nhiệt độ làm việc Nhiệt độ môi trƣờng
Áp suất làm việc 4 barg Nguyên lý làm việc:
Nhà máy Đạm Phú Mỹ sử dụng 3 thiết bị trao đổi ion tầng hỗn hợp độc lập 30PK1001/V4A,B,C (2 thiết bị làm việc, 1 thiết bị dự phòng ). Mỗi thiết bị chứa 2650 lít hạt nhựa trao đổi ion dƣơng và 2650 lít hạt nhựa trao đổi ion âm.
Đây là thiết bị cuối cùng trong dây chuyền xử lý nƣớc. Nó có nhiệm vụ loại bỏ triệt để các ion còn lại trong nƣớc đến khi độ dẫn điện đạt đến <0,2 µS/cm. Mỗi thiết bị trao đổi ion tầng hỗn hợp có năng lực sản xuất 24000m3. Công suất 200m3/h. Thời gian làm việc tƣơng đƣơng 120h và 2h tái sinh.
Nguyên lý làm việc của thiết bị nhƣ sau: Nƣớc khử ion từ bồn chứa đƣợc bơm vào thiết bị từ trên xuống đi qua lớp hỗn hợp hạt nhựa trao đổi ion dƣơng và ion âm. Các ion còn lại trong nƣớc sẽ đƣợc hạt nhựa “giữ lại” và giải phóng ion H+ và OH-. Khi độ dẫn điện đạt đến ≥0,2 µS/cm thì phải dừng để tái sinh.
Để tái sinh thiết bị trao đổi ion tầng hỗn hợp ngƣời ta phải thực hiện 5 bƣớc cơ bản sau:
Bƣớc 1: Rửa ngƣợc đồng thời là để phân tách hạt nhựa trao đổi ion dƣơng thành một lớp ở dƣới (do tỷ trọng lớn hơn) và hạt nhựa trao đổi ion âm thành lớp ở trên (do tỷ trọng nhỏ hơn).
Bƣớc 2: Phun cùng lúc Axit Sunphuric nồng độ 4% từ dƣới đi lên qua lớp hạt nhựa trao đổi ion dƣơng và Natri Hydroxit nồng độ 5% từ trên đi xuống qua hạt
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 30 SVTH: Lê Thế Sơn nhựa trao đổi ion âm. Hỗn hợp nƣớc thải tái sinh đƣợc thu hồi qua thiết bị thu hồi trung tâm và thoát ra ngoài.
Bƣớc 3: Rửa xả Axit Sunphuric và Natri Hydroxit. Sau khi rửa hạt nhựa trao đổi ion dƣơng và ion âm vẫn đang bị phân thành 2 lớp riêng biệt.
Bƣớc 4: Dùng không khí nén thổi ngƣợc từ dƣới lên để trộn lẫn hạt nhựa trao đổi ion dƣơng và ion âm thành hỗn hợp.
Bƣớc 5: Dùng nƣớc dội ép từ trên xuống để tránh phân tách hạt nhựa trao đổi ion thành 2 lớp.
3.5. Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Hình 3.1: Sơ đồ khử khoáng nƣớc công nghiệp
Nƣớc ngƣng công nghệ đã tách trở về từ phân xƣởng Amonia, nƣớc ngƣng công nghệ trở về từ phân xƣởng Urea và nƣớc thô bổ sung đƣợc đƣa vào các bình trao đổi Ion dƣơng, đến bình tách khí và bình trao đổi Ion âm để loại bỏ phần lớn
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 31 SVTH: Lê Thế Sơn các ion khoáng chất có trong nƣớc tạo thành nƣớc khử ion, nhiệt độ của hỗn hợp nƣớc nạp này là 41°C.
Na2SO3 đƣợc thêm vào trong nƣớc thô trƣớc khi trộn lẫn với nƣớc ngƣng để loại bỏ lƣợng clo tự do (thêm vào để khử khuẩn) còn lại trong mạng nƣớc công nghiệp thành phố.
Nƣớc ngƣng mạng hơi trở về từ phân xƣởng Urea và nƣớc ngƣng tuabin trở về từ 10-E4001 và 10-E1022 đƣợc nạp trực tiếp vào bình trao đổi tầng hỗn hợp thông qua bồn nƣớc khử ion (Deionized Water Tank ) 30-TK1001 (dung tích thiết kế/ làm việc 500 m3/450 m3), bồn này hoạt động nhƣ một bồn đệm cho hệ thống. Nƣớc ngƣng tuabin trƣớc khi đƣa vào bồn đƣợc làm nguội xuống 45oC bằng thiết bị trao đổi nhiệt 30-E1001.
Công đoạn khử ion bao gồm 3 chuyền (2 hoạt động và 1 dự phòng hoặc tái sinh). Mỗi chuyền có khả năng xử lý là 150m3/h/chuyền và có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu về nƣớc khử khoáng của toàn nhà máy ngay cả trong trƣờng hợp nƣớc ngƣng tuabin bị nhiễm bẩn do nƣớc sông làm mát nên không đƣợc đƣa hồi lƣu trở về.
Công đoạn khử ion đƣợc thiết kế để có thể xử lý cả dòng nƣớc thô không trộn hay hỗn hợp nƣớc thô và nhiều dòng nƣớc ngƣng khác nhau.
Công đoạn xử lý tinh bằng tầng hỗn hợp đƣợc thiết kế để xử lý nƣớc sản phẩm của công đoạn khử ion và các loại nƣớc ngƣng trở về từ hai phân xƣởng Urea, Amonia.
Ba chuyền thiết bị trao đổi tầng hỗn hợp (2 hoạt động và một dự phòng/tái sinh) đƣợc thiết kế với công xuất chuẩn là 200 m3/h/chuyền, để loại bỏ triệt để các ion trong nƣớc khử ion nhằm đạt đến các chỉ tiêu kỹ thuật của nƣớc khử khoáng và đƣợc đƣa về bồn chứa nƣớc khử khoáng 30-TK1002 ( dung tích thiết kế/ làm việc 9000 m3/8000 m3, đáp ứng đủ yêu cầu nƣớc khử khoáng của toàn bộ nhà máy trong 24 giờ).
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 32 SVTH: Lê Thế Sơn Chất lƣợng của nƣớc khử khoáng đƣợc kiểm soát bằng các thiết bị đo lắp đặt trực tiếp trên hệ thống.
Sự tái sinh sẽ đƣợc tiến hành: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tự động, khi đến thời điểm cài đặt trƣớc của quá trình hoạt động.
Tự động, khi chất lƣợng nƣớc vi phạm giá trị chuẩn cho trƣớc (độ dẫn điện cao).
Khi ngƣời vận hành quyết định.
Nƣớc rửa, nƣớc dùng tái sinh hệ thống có nhiễm hoá chất sẽ đƣợc xử lý tại bể trung hoà (Neutralization Pit) 30-PK1001/BA1 và đƣợc trung hòa bằng dung dịch acid sunphuric/xút trƣớc khi thải ra môi trƣờng thông qua bể nƣớc sông làm mát 30-BA3001. Sự trung hoà đƣợc tiến hành tự động bằng acid H2SO4 và NaOH tuỳ theo độ pH của nƣớc cần xử lý. Trong khi hoạt động bình thƣờng, nƣớc thải nhiễm amonia sẽ đƣợc đƣa đến bể cân bằng (Equalization Pit) 40-BA2001 để loại bỏ ammonia.
3.6. Chế độ công nghệ
Bảng 3.10: Các thông số khi tái sinh thiết bị trao đổi ion dương.
stt Các bƣớc Lƣu lƣợng (m3/h) Thời gian (phút) Thể tích (m3) Nguồn nƣớc
1 Rửa ống góp giữa 28 5 2,35 Thô
2 Rửa ngƣợc (Tuỳ chọn) 28 5 2,35 Thô
3 Chuẩn bị phun axit ( chƣa có axit) 20 2 0,67 Khử khí
Phun nƣớc trƣớc 40 2 1,33 Thô
4 Phun axit 1,6% 40 23 15 Khử
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 33 SVTH: Lê Thế Sơn Phun nƣớc 40 23 15 Thô 5 Phun axit 4,0% 20 12 4 Khử khí Phun nƣớc 20 12 4 Thô 6 Rửa axit 20 24 8 Khử khí Phun nƣớc 20 24 8 Thô
7 Rửa cuối 150 5 12,5 Thô
Bảng 3.11: Các thông số khi tái sinh thiết bị trao đổi ion âm.
stt Các bƣớc Lƣu lƣợng (m3/h) Thời gian (phút) Thể tích (m3) Nguồn nƣớc 1 Rửa ống góp giữa 9 5 0,78 Khử khí 2 Rửa ngƣợc (Tuỳ chọn) 9 5 0,78 Khử khí 3
Chuẩn bị phun xút ( chƣa có xút) 16 2 0,53 Khử khoáng Phun nƣớc trƣớc 19,2 2 0,64 Khử khí 4 Phun axit 5% 19,2 30 9,6 Khử khoáng Phun nƣớc 19,2 30 9,6 Khử khí 5 Rửa xút 19,2 30 9,6 Khử khoáng
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 34 SVTH: Lê Thế Sơn
Phun nƣớc 19,2 30 9,6 Khử
khí
6 Rửa cuối 150 5 38 Khử
khí
Bảng 3.12: Các thông số khi tái sinh thiết bị trao đổi ion tầng hỗn hợp.
stt Các bƣớc Lƣu lƣợng (m3/h) Thời gian (phút) Thể tích (m3) Nguồn nƣớc 1 Rửa ống góp giữa 40,7 5 0,39 Khử ion 2 Rửa ngƣợc 40,7 5 0,39 Khử ion 3 Ổn định - 2 - -
4 Chuẩn bị phun xút ( chƣa có xút) 17,7 2 0,59 Khử khoáng 5 Chuẩn bị phun axit ( chƣa có axit) 10,6 - 0,35
6 Phun xút 21,2 15 5,3 7 Phun axit 21,2 - 5,3 8 Rửa xút 21,2 15 5,3 9 Rửa axit 21,2 - 5,3 Khử khoáng 10 Xả nƣớc thải 5 4,5 Khử ion 11 Trộn khí nén 0,4 barg 542 10 - 12 Ép ổn định/điền đầy nƣớc 3 - 13 Rửa cuối 200 10 33,3 Khử
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 35 SVTH: Lê Thế Sơn ion
3.7. Tiêu hao hóa chất và yêu cầu sản phẩm nƣớc
Tiêu hao hoá chất chỉ trong trường hợp chỉ sử dụng nước thô. Bảng 3.13: Hoá chất dùng để tái sinh.
Đơn vị tính (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
H2SO4 để tái sinh thiết bị trao đổi ion dƣơng. Kg theo nồng độ 100% 396 NaOH để tái sinh thiết bị trao đổi ion âm. Kg theo nồng độ 100% 480 H2SO4 để tái sinh thiết bị trao đổi ion tầng
hỗn hợp. Kg theo nồng độ 100% 265
NaOH để tái sinh thiết bị trao đổi ion tầng hỗn
hợp. Kg theo nồng độ 100% 265
Bảng 3.14: Hoá chất dùng để trung hoà nước thải tái sinh khi chỉ tái sinh đơn thiết bị trao đổi ion dương và thiết bị trao đổi ion âm.
Đơn vị tính
H2SO4 để trung hoà nƣớc thải tái sinh khi chỉ tái sinh đơn thiết bị trao đổi ion dƣơng và ion âm.
Kg theo nồng độ 100% 181,9
Bảng 3.15: Hoá chất dùng để trung hoà nước thải tái sinh khi tái sinh đôi thiết bị trao đổi ion dương và thiết bị trao đổi ion âm.
Đơn vị tính
H2SO4 để trung hoà nƣớc thải tái sinh khi tái sinh đôi thiết bị trao đổi ion dƣơng và ion âm.
Kg theo nồng độ 100% 374,1
Bảng 3.16: Hoá chất dùng để trung hoà nước thải tái sinh khi cùng tái sinh thiết bị trao đổi ion dương, âm và thiết bị trao đổi ion tầng hỗn hợp.
GVHD: Vũ Thị Hồng Phƣợng Trang 36 SVTH: Lê Thế Sơn H2SO4 để trung hoà nƣớc thải tái sinh khi
tái sinh đôi thiết bị trao đổi ion dƣơng và ion âm
Kg theo nồng độ 100% 288
Tiêu hao hoá chất trong trường hợp sử dụng nước hỗn hợp:
Bảng 3.17: Hoá chất dùng để tái sinh.
Đơn vị tính
H2SO4 để tái sinh thiết bị trao đổi ion dƣơng Kg theo nồng độ 100% 396 NaOH để tái sinh thiết bị trao đổi ion âm Kg theo nồng độ 100% 480 H2SO4 để tái sinh thiết bị trao đổi ion tầng
hỗn hợp Kg theo nồng độ 100% 265
NaOH để tái sinh thiết bị trao đổi ion tầng
hỗn hợp Kg theo nồng độ 100% 265
Bảng 3.18: Tiêu hao hoá chất Na2CO3 để khử Clo.
Đơn vị tính 1 ppm Cl2 dƣ cần dùng 1,8 ppm Na2CO3 để
khử.
0,6 ppm Cl2 dƣ trong nƣớc thô cần dùng. Kg theo nồng độ 100% 1,08
Lƣu lƣợng. m3/h 30
Tổng khối lƣợng Na2CO3 dùng cho một ngày. gms 778 Tổng khối lƣợng Na2CO3 dùng cho một ngày. Kg 0,78 Tổng khối lƣợng Na2CO3 dùng cho một
tháng. Kg (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
23,3 3 Tổng khối lƣợng Na2CO3 dùng cho một năm