IV. KHU NƯỚC MUỐI NGHÈO: 1 Mục đích :
2.Sơ đồ cơng nghệ:
27
Dung dịch nước muối nghèo sau điện giải cĩ nồng độ 210- 220g/l cĩ chứa clo, do phản ứng trong quá trình điện phân tạo ra. Dd nước muối nghèo được đưa vào thiết bị trộn DM501, rồi chảy tràn sang bồn chứa D501. Từ D501 dd nước muối nghèo được bơm lên cột giải áp chân khơng C501(85%), cịn 15% cịn lại được bơm qua DM505. Tại đây được cấp 1 lượng axit HCl 32% từ bồn cao vị D518 nhằm hạ pH của nước muối nghèo xuống cịn 0- 0,5 tứ 1,5- 2, tại pH này xảy ra cân bằng hĩa học sau:
HClO + HCl = Cl2 + H2O
Dung dịch từ DM505 tiếp tục được đưa xuống thịết bị khử clorat R505 lúc này tăng nhiệt độ lên khoảng 90-95oC
28
NaClO3+ 6HCl = 3Cl2 + NaCl + 3 H2O
Từ C501 , nước muối nghèo nhờ bộ phận tạo chân khơng hút 1 phần hơi qua tháp ngưng tụ E501 tách 1 phần clo ở dạng hơi. Tại R505 nhiệt độ được nâng cao lên 90-95oC quá trình phân hủy clorat xảy ra, 1 phần clo hịa tan được tách ra. Nước muối chảy tràn xuống DM501, tập trung nước muối nghèo ở điện giải tuần hồn trở lại.
Nước muối sau khi xử lí qua cột giải hấp chân khơng , lượng clo cịn lại < 50ppm. Sau đĩ được xử lí thep phương pháp hĩa học tại C502:
Cl2 + H2O = 0,5 O2 + 2HCl Vì vây pH được nâng lên 8- 9 bằng NaOH.
Ngồi ra cĩ khử 1 phần clo trước khi vào C502 bằng Na2SO3 10%. Na2SO3 + Cl2 + H2O = NaHSO3 + 2 HCl V. KHÂU TỔNG HỢP AXIT HCl: 1. Sơ đồ khối 29 29
2. Mục đích :
Kết hợp hai khí H2 vàCl2 tao thành khí axit HCl ở nhiệt độ cao. Sau đĩ khí này được hấp thu vào nước tạo dung dịch axit 32%. Axit HCl chỉ là sản phẩm phụ của nhà máy để giải quyết lượng hydro sinh ra trong quá trình điện phân bảo đảm vấn đề an tồn mơi trường.
3. Thuyết minh dây chuyền cơng nghệ:
Trong nhà máy: Khí H2 di chuyển trong đường ống màu đỏ. Từ khu điện giải, khí H2 được dẫn vào két chứa khí GH 2101.
Khí Cl2 di chuyển trong đường ống màu vàng. Từ khu điều
30
dụng khí Cl2, khí Cl2 được quạt K601 thổi qua.
Trong dây chuyền này, nước vơ khống từ khu nước vơ khống được dẫn lên bồn chứa D603.
Cả 3 nguyên liệu ban đầu đều được cung cấp vào tháp từ trên đỉnh xuống theo 3 ngõ vào khác nhau. Khí clo đi theo đường ống nhỏ phía trong và khí hidro theo đường ống phía ngồi . Sự phối trộn của hai khí này diễn ra tại phần cuối của ống trước khi cháy. Sau giai đoạn bắt cháy là giai đoạn phản ứng. Khí axit tạo thành sẽ được dung dịch axit yếu hấp thu. Nước làm nguội đi từ dưới đáy tháp đi lên (phần dưới đi trong các ngăn ở lớp ngồi, cịn phần trên đi trong khe giữ hai lớp vật liệu) làm nguội cho dung dịch axit đạt nồng độ cần thiết ra khỏi tháp, làm nguội cho lị và buồng đốt rồi đi ra ngồi.
Sau khi ra khỏi tháp ngồi dung dịch axit sản phẩm cịn cĩ một lượng khí thừa (do ở đây là hấp thu xuơi chiều ) gồm cĩ khí HCl, Clo, hydro, các khí trơ, hơi nước bão hịa. Lượng khí thừa này sẽ được dẫn qua tháp đệm hấp thu khí thừa. Trong đĩ khí thừa sẽ đi từ dưới lên, nước vơ khống đi từ trên xuống đề hấp thu khí HCl tạo thành dung dịch HCl chảy xuống. Cịn dịng khí trong tháp sẽ được ejector hút lên đưa vào bộ giải nhiệt. Trong bộ giải nhiệt ống chùm đặt đứng, nước làm nguội đi ngồi ống từ dưới lên rồi đi ra ngồi, khí thừa đi trong ống từ trên xuống, sau khi làm nguội tách thành hai phần: phần lỏng là dung dịch axit yếu kết hợp với dịng axit yếu ra khỏi tháp đệm tuần hồn trở lại vào tháp axit làm dung dịch hấp thu; phần khí khơng ngưng được thai ra ngồi khơng khí.
Dung dịch axit ra khỏi tháp được qua bộ phận đo tỉ trọng. Nếu đạt nồng độ 32% sẽ được chia thành 2 dịng thành phẩm và thứ phẩm. Thành phẩm đưa vào bồn chứa D605A đưa đi tiêu thụ. Cũng là axit đĩ nhưng đưa qua một bồn riêng D605B để lấy mẫu gọi là thứ phẩm. Nếu khơng đạt nồng độ điều chỉnh ngay lập tức các thơng số vận hành để đạt nồng độ 32%.
Đối với hệ thống AS 100: các thiết bị chính. Tháp tổng hợp axit AS 100
31
- Nhiệm vụ : tổng hợp axit HCl 32%.
- Cấu tạo: gồm 4 phần chính: bec đốt, lị phản ứng, hấp thu, phân tách.
Tháp được làm từ thép, riêng ở phần lị phản ứng tháp cĩ 2 lớp. Lớp trong làm bằng graphilor 3. Lớp ngồi vẫn bằng thép.
Graphilor là một loại grafit đặc biệt với đặc tính hiếm cĩ được phát triển bằng quá trình hĩa học. Trước khi dùng chế tạo thiết bị được tẩm sấy nhằm đảm bảo tính khơng thấm nước. Và grafilor 3 là một loại grafit hồn thiện.
- Vận hành tháp axit
Khởi động cần thực hiện các bước sau : - Thơng khí nitơ
- Đưa nước hấp thu vào hệ thống - Nhập khơng khí vào becdot
- Tạo sự cháy hidro và khơng khí tại becđốt - Thay thế khơng khí bằng clo
Tăng năng suất
- Tăng lưu lượng nước hấp thu - Tăng lưu lượng khí hydro - Tăng lưu lượng khí clo
( Lý do phải tăng lưu lượng hydro trước clo là để đảm bảo cho lượng hydro dư, quá trình đốt cháy xảy ra hồn tồn.)
Ta phải tăng cơng suất từ từ. Sau mỗi lần tăng phải kiểm tra sự ổn định của dịng lưu chất, ngọn lửa chân khơng. Độ chân khơng trong tháp duy trì trong khoảng -80 mmH2O _ 60 mmH2O.
Ngưng máy:
Theo chương trình cài đặt của thống
Khi một trong các điều kiện sau xảy ra, hệ thống tự ngưng. Lúc này van cấp khí hydro, clo đĩng ; van cấp khí nitơ mở thơng nitơ trong 2 phút.
- Ngọn lửa khơng cháy
32
- Cúp điện
- Lưu lượng nước làm nguội vào tháp tổng hợp thấp < 140 m3/h
- Lưu lượng nước hấp thu thấp < 1200 kg/h - Đĩa an tồn vỡ
- Áp suất khí hydro thấp - Áp suất khí clo thấp
Khi xảy ra sự cố ngưng máy khẩn cấp này
- Trưởng ca tiến hành giảm tải điện phân đảm bảo năng lực tiêu thụ clo của các cơng đoạn cịn lại.
- Cơng nhân tiến hành đĩng các van tay.
- Sau khi ngưng tháp 15 phút mới đĩng van cấp nước hấp thu vào tháp
- Nhấn nút ( acknowledge fault ) để xác định lỗi xảy ra khi máy
- Sau khi tiến hành khắc phục sự cố này nhấn nút ( acknowledge fault ) để reset lại lỗi
- Đưa hệ thống về lại trạng thái chờ khởi động Ngưng máy chủ động
- Giảm năng suất tháp xuống giá trị tối thiểu 45 tấn/ngày
- Khi lưu lượng giảm đến giá trị tối thiểu nhấn nút ( emergency stop) để đĩng tháp
- Van tự động tự động khĩa van cấp khí ; mở van thơng khí nitơ khoảng 2 phút
- Sau khi thơng nitơ đĩng hết van tay. Sau 15 phút ngưng máy thì đĩng van cấp nước hấp thu
- Đưa hệ thống về trạng thái chờ khởi động hoặc ngưng máy dài
Ngưng máy khẩn cấp
Trong trường hợp cĩ sự cố đột xuất cĩ thể dẫn đến ngưng hệ thống khẩn cấp bằng cách nhấn nút ( emergency stop ) để ngưng hệ thống.
33