II. 4 Các sự cố bất thường, nguyên nhân và cách xử lý.
3. Công đoạn làm lạnh khí H2.
3.1. Dây chuyền công nghệ:
- Khí H2 thoát ra từ công đoạn điện phân có nhiệt độ 75 ÷ 900C được bơm Nash 414 hút đưa vào tháp làm lạnh 413. Khi tăng áp suất đột ngột,thì hệ thống hút bị tắc, bơm bị sự cố , gây ảnh hưởng đến quá trình điện phân, thì khi đó H2 được phóng qua thủy phong an toàn 411 phóng không lên thiết bị ngăn lửa 412. Khi vận hành bình thường thì khí H2 đi vào tháp làm lạnh 413 theo chiều từ dưới đáy lên còn nước công nghiệp dùng để làm lạnh thì đi từ trên đỉnh tháp xuống qua hệ thống các vòi phun đặt chéo nhau trong tháp phun. Chúng
SINH VIÊN VŨ ĐỨC LƯỢNG – CN ĐIỆN HÓA K51 67
H2 từ công đoạn điện phân Công đoạn hợp thành HCl Tháp làm lạnh Đài phân phối H2 Thiết bị phân li khí H2- H2O Thùng phân li khí– nước
được phun qua thành những tia nước nhỏ tiếp xúc trực tiếp với H2. Khí H2 ra ở đỉnh tháp được hạ nhiệt độ xuống 40 ÷ 50oC, các tạp khí và tạp chất trong khí H2 cộng với hơi nước ngưng trong H2 ngưng tụ được đi ra ở đáy tháp cùng với nước làm lạnh được thải về hồ chứa. Khí H2 đi ra từ tháp làm lạnh được bơm Nash dùng nước công nghiệp để tuần hoàn và nén khí H2. Sau khi ra khỏi bơm, khí H2 và nước tuần hoàn được đưa vào thiết bị phân ly khí – nước, nước tuần hoàn trong ống xoắn qua giếng nước làm lạnh 421 để hạ nhiệt độ của nước rồi quay trở lại bơm, khí H2 qua đỉnh phân ly được đưa đến đài phân phối H2 422 đến thiệt bị phân ly khí – nước rồi vào công đoạn hợp thành HCl. Khi áp suất đầu đẩy tăng hơn qui định có thể thải bớt H2 qua thiết bị phóng không ngăn lửa 423 để ổn định áp suất đầu xuất.
3.2 Thiết bị làm lạnh H2
- Thiết bị làm việc theo nguyên tắc ngược chiều, trao đổi nhiệt trực tiếp: Khí H2 đi từ dưới lên, nước làm lạnh đi từ trên xuống, H2 tiếp xúc trực tiếp để trao đổi nhiệt với nước.
- Tác nhân làm lạnh là nước công nghiệp.
3.2.1 Cấu tạo của tháp làm lạnh H2.
1: Cửa xuất nước làm lạnh 2: Cửa sửa chữa
3: Vòi phun 4: Thân tháp 5: Cửa nhập nước làm lạnh 6: Đệm 7: Cửa nhập khí H2 Làm lạnh hydro :
Công ty áp dụng phương pháp làm lạnh trực tiếp để làm lạnh H2. Vì H2 là chất khí nhẹ, nhẹ hơn không khí tới 14 lần, không tan trong nước, không phản ứng với nước.
Cấu tạo
- Trong các tháp có ống trung tâm phun nước, có 20 vòi phun. Đường kính lỗ phun Ø =3mm.
- Các vòi phun lắp sole với nhau, lớp 1,3,5.. hướng lên . 2,4.. hướng xuồng (tính từ dưới lên ).
- Vòi phun làm bằng nhựa dẻo hoặc đồng.
Nguyên lý làm việc :
- Khí H2 đi từ dưới lên, nước lạnh phun từ trên xuống ngược chiều với H2.
- Nước làm lạnh lấy nhiệt của khí H2 và rửa mù NaOH tan vào nước. Nước ra ở đáy tháp theo ống dẫn xuống bể thủy phong rồi chảy vào ống thải.
- H2 được làm lạnh và sạch mù NaOH thì đi lên phía trên qua lớp đệm sứ ( giữ lại nước ) rồi theo ống dẫn về ống nhập chung.
3.3 Các chỉ tiêu khống chế kĩ thuật
- Áp suất H2 đường nhập: 0÷5 mmH2O.
- Áp suất H2 đường xuất: 0,5 ± 0,1 Kgf/cm2
- Áp suất nước vào giàn làm lạnh H2: ≥ 6 Kgf/cm2 - Áp suất nước xuất giàn làm lạnh H2 : 30 ÷ 35oC - Nhiệt độ H2 vào tháp làm lạnh: 25 ÷ 30 oC - Thuần độ H2: ≥ 98,08 %V
- Hàm lượng O2 trong H2: ≤ 0,4%V - Dòng điện mô tơ 20 ÷ 25 A
- Áp suất nguồn nước cấp > 2.5kg/cm2 - Khi dùng lửa H2 trong không khí < 1% V - Khi dùng lửa H2 trong thiết bị < 0.5%V - 4h thải nước ngưng trong đường ống 1 lần.
3.4. Các sự cố bất trhường, nguyên nhân và cách xử lý.
TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục - Có nước đọng trong ống
dẫn đến áp kế chữ U
- Thải thoát nước ứ đọng trên cống dẫn đến áp kế
TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
1
Áp suất H2 nhập dao động
- Lượng phun vào tháp quá lớn thoát không kịp nên nâng lên dập dềnh miệng nhập H2
- Ống thải nước thuỷ phong bị cặn bẩn làm hẹp tiết diện thải. Bùn ở giếng thuỷ phong cao lên đến miệng ống thải gây trở lực.
nhất là đoạn võng ống cao su mềm
- Giảm lương nước ngập vào giàn phun thích hợp - Vệ sinh thông đường thải nước làm lạnh vệ sinh bùn đọng. 2 Nhiệt độ H2 trong tháp nóng quá quy định
- Lượng nước vào phun quá ít áp lực nước quá thấp không tạo được tia phun.
- Một số vòi phun bị tắc, làm đọng trong ống trung tâm làm tắc gian phun cuối
- Nhiệt độ nguồn nước cấp quá cao.
- Tăng thêm lượng nước phun, áp lực phun
- Định kỳ vệ sinh vòi phun ống trung tâm, kiểm tra chất lượng nước cấp thải
- Hạ nhiệt độ tại nguồn nước cấp, báo điều độ xử lý nhiệt độ nước cấp
3 Áp suất H2 dao động
- Có nước ngưng đọng trong hệ dẫn H2.
- Thải nước trong phân li và cả dọc tuyến cống cấp đến nơi sử dụng
4 Thuần độ H2 thấp
- Không khí lọt vào do hở ở điện phân thùng điện giải ngừng vận hành hoặc bị tuột nút
- Đường thoát nước thuỷ phong, đường áp kế H2 bị tuột rơi xuống trên tuyến ống ở điện giải.
- Van nhập mở nhỏ, bơm
- Duy trì áp suất nhập đúng quy định
- Kiểm tra hệ hút.
- Kiểm tra thùng điện phân để bịt nút bị tuột
- Kiểm tra thoát nước thuỷ phong và áp kế tuột để khôi phục lại trên tuyến ống hút
TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục bị hở chèn
- Hở van N2 hở hoặc không đóng kín van N2
ở điện giải
-Kiểm tra bơm hoặc mở hết van nhập, chèn lại hoặc thay bơm tốt
- Kiểm tra van N2 và đóng kín.
5
Áp suất H2 tụt bất thường
- Dây điện phân tụt đột biến hoặc mất điện đột ngột.
- Bơm bị mất nước hoàn toàn.
- Giảm lượng chạy bơm - Ngừng máy khẩn cấp - Đóng van nhập và giải quyết sự cố.
3.5 An toàn lao động:
- Khí H2 rất dễ cháy nổ gây tai nạn nên mọi thiết bị ở công đoạn này phải phòng chống cháy nổ.
- Đèn ánh sang dùng trong công đoạn này là loại đèn phòng nổ. - Nghiêm cấm gây ra tia lửa điện:
+ Cấm đi giày đinh cọ sát với nền nhà và thiết bị gây tia lửa điện. + Cấm mang diêm, hút thuốc trong buồng máy và khu vực dẫn H2 - Thi công, lắp ráp thiệt bị có gây ra tia lửa điện phải:
+ Xin giấy phép dùng lửa: mọi thiết bị phải tẩy rửa đuổi hết khí H2 thông N2 phải đạt 97%.
+ Ngoài việc dùng lửa hạn chế, có thể thi công trên giá cách 10m trở lên, trong trường hợp đặc biệt, phải có giám định của chuyên trách an toàn
+ Không mắc dây mát vào hệ H2
- Giới hạn nổ của khí H2 trong không khí là 4 ÷ 5%V. Phóng không H2 và không khí nhất thiết phải có thiết bị ngăn lửa.
- Buồng máy H2 nhất thiết phải qua thiết bị phòng cháy. + Bình dập lửa khí CO2.
+ Cát và xẻng. + Vải amiăng.
+ Không để các vật cháy được trong buồng máy.
- Công nhân thao tác trên mọi cương vị đều phải biết sử dụng thiết bị phòng cháy, có kiến thức về các nguyên nhân có thể gây ra tai nạn cháy nổ
- Nghiêm cấm để áp suất ở đầu hút H2, đầu thải cũng nghiêm cấm để áp suất dương quá 10 mmH2O.
- Lên ca phải tỉnh táo, không uống rượu, không ra khỏi cương vị khi máy đang vận hành. - Khi dùng lửa : H2 không khí: ≤ 1%V
H2 trong thiết bị: ≤ 0,5%V