VIII.1. Giới thiệu chung:
Chức năng: là thiết bị dùng để trao đổi nhiệt chéo dòng giữa dòng nóng ( acid) và dòng lạnh (nước ) tạo bề mặt trao đổi nhiệt với nhau. Trong qui trình sản xuất acid photphoric
kĩ thuật này, mục đích của thiết bị trao đổi nhiệt là để làm nguội dòng acid từ thiết bị phản ứng tháp đốt số 5 qua và một phần đưa thành phẩm về bình chứa .
Nguồn gốc, chủng loại:
Sản xuất bởi hãng Alpha Laval, là thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm phẳng, kiểu khung bản.
Vật liệu chế tạo: các khung bản ghép là inox 316 Thông số kỹ thuật:
Thiết bị trao đổi nhiệt
Trọng lượng 360 kg Số lượng tấm 156 Áp suất tối đa 10 bar Nhiệt độ tối đa 1500C
Thể tích 70 m3
Diện tích bề mặt truyền
nhiệt 28 m2
Pha acid photphoric 85%
Lưu lượng 25 m3/h Nhiệt độ vào (80-85) 0C Nhiệt độ ra (40-45) 0C
Trở lực 20,8 kPa
Pha nước
Lưu lượng 110 m3/h Nhiệt độ vào 320C Nhiệt độ ra 370C
Trở lực 98,9 kPa
VIII.2. Cơ chế hoạt động:
Hai dòng vật chất đi ngược chiều nhau ( một phía nếu bên trên là đầu vào của acid thì bên dưới là đầu ra của nước) . Bên trong là các tấm trao đổi nhiệt, mỗi một tấm luân phiên nhau sẽ có sự trao đổi nhiệt khác nhau. Nếu tấm đầu tiên bề mặt trao đổi là acid thì tấm kế tiếp sẽ là nước và cứ như thế tiếp diễn. Những tấm ghép tạo thành những hộp rỗng có nhiều ngăn, có những lỗ nối nhau tạo thành những lối chuyển động riêng cho từng lưu
chất. Giữa các tấm bản có đệm bít kín ngăn không cho hai dòng lưu chất tiếp xúc nhau. Bên ngoài có các thanh dằn co bulong để ép chặt các tấm bản.
Nguyên tắc hoạt động: Khởi động:
- Trước khi máy khởi động lần đầu tiên hay máy ngừng hoạt động sau một thời gian dài, các tấm bản cần được lắp ráp theo đúng quy định. Hệ thống cần đảm bảo chống lại sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ và áp suất.
- Kiểm tra các van, bơm để đảm bảo dòng chảy của hệ thống.
- Kiểm tra van đóng.
- Mở van từ từ.
Dừng máy:
- Đóng van từ từ.
- Khi van đã được đóng, ngưng hoạt động của bơm.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm phẳng
- Axit ra khỏi đáy tháp 5 có nhiệt độ (70 – 80) 0C được bơm ly tâm 11 cung cấp đến thiết bị trao đổi nhiệt 12.
- Nước được đưa trực tiếp từ thiết bị cooling tower số 22 xuống để giải nhiệt cho axit có nhiệt độ 320C.
- Nước được dẫn từ dưới lên trên, axit từ trên xuống theo hướng chuyển động riêng của từng dòng lưu chất (nước và axit chảy xen kẽ qua các tấm bản và các dòng trao đổi nhiệt với nhau).
- Axit đi ra có nhiệt độ là (40 – 45) 0C được đưa lên hệ thống van điều khiển và từ đó phân thành 4 nhánh ( tính từ phải sang):
• Nhánh 1: đưa trực tiếp về bồn chứa thành phẩm để kiểm định, phân tích. • Nhánh 2: đưa vào bồn acid cao vị số 19 để tiếp tục hoàn lưu lại ở tháp đốt 5 • Nhánh 3: trộn chung với mù acid đi ra khỏi tháp đốt 5 nhằm nâng cao hiệu suất. • Nhánh 4: đưa trực tiếp acid về lại tháp đốt 5 để hoàn lưu.
- Nước ra theo đường ống dẫn nước về cooling tower. Tại đây nước được giải nhiệt từ 370C còn 320C rồi lại về ngược lại thiết bị 12 để trao đổi nhiệt tiếp tục với dòng axit mới.
VIII.3. Sự cố, nguyên nhân, cách khắc phục.
Sự cố Nguyên nhân Cách khắc phục
Hiện tượng bị bẩn bề mặt trao đổi nhiệt
Do photpho phản ứng chưa hết đóng thành cặn hoặc do dầu, hóa chất
Tháo định kỳ để chùi rửa sạch cặn.
Dấu hiệu nhận biết: hiệu nhiệt độ hai dòng vào và ra giảm
Hiện tượng các tấm trao đổi nhiệt bị biến dạng.
Do nhiệt độ và hóa chất ăn mòn
Thay mới các tấm trao đổi nhiệt.
Dấu hiệu nhận biết: hiệu áp suất 2 dòng vào và ra giảm liên tục, khi mở van hoàn lưu, lượng thành phẩm giảm, điều này cho thấy khoảng không gian trao đổi nhiệt giảm.