Công đoạn chưng bốc dịch đen:

1. Mục đích:

a. Oxy hố dịch đen:

* Mục đích: Biến đổi natri sunphua(Na2S ) thành natri thiosunphat

( Na2S2O3) để:

Tránh sự tổn thất lưu huỳnh ra ngồi khơng khí ( S chủ yếu ở dạng khí sinh

ra trong quá trình đốt).

Làm giảm khả năng gây mùi, khả năng ô nhiễm môi trường do dịch đen gây

ra.

Làm giảm tiêu hao trong q trình xút hố.

Làm giảm khả năng ăn mịn do Na2S và các hợp chất vô cơ khác gây ra đối với các hiệu chưng bốc.

*. Các phản ứng diễn ra khi tiến hành oxy hoá: - Phản ứng oxy hoá:

K

KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p

pphhhííí

2NaSH +2O2 = Na2S2O3 +H2O - Phản ứng khi đốt:

2Na2S2O3 =2Na2S + C02 + 2SO2

- Phản ứng đốt khi khơng có q trình oxy

hố:

Na2S + CO2 + H2O = Na2CO3 H2S

NaSH + H2O = NaOH + H2S (mùi khó chịu ).

b. Chưng bốc dịch đen:

Nhiệm vụ của quá trình chưng bốc dịch đen là thu được dịch đen có hàm lượng chất rắn cao( khoảng 6065%) để giảm thời gian, nhiệt lượng và tăng hiệu suất trong quá trình thu hồi lại dịch nấu từ dịch đen nhằm đảm bảo lợi ích về mặt kinh tế.

2. Điều kiện kỹ thuật:

* Công suất chưng bốc: 50100%( tương ứng từ 3365 tấn/ h)

* Hiệu chưng bốc:

- Vị trí hiệu chưng bốc: Ngoài trời

- Loại hiệu chưng bốc: Chưng bốc đa hiệu, loại 6B5E- LTV

- Dịch đen lỗng: Cơng suất: 97.5 tấn/ h

Hàm lượng chất rắn: min 90Be

Nhiệt độ:

60800C

- Dịch đen đặc: Công suất: 32.5 tấn/ h

Hàm lượng chất rắn: 3032%

Nhiệt độ:

1000C

- Hơi( hơi sống vào hiệu chưng bốc đầu tiên):

áp suất:

0.35 MPa

Nhiệt độ:

K KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p pphhhííí Tiêu thụ hơi: 17.8 tấn/ h

- Hơi( hơi sống vào máy phụt hơi):

áp suất: 1.1 MPa Nhiệt độ: 2000C Tiêu thụ hơi: 0.4 tấn/ h

- Lượng nước bốc hơi: 65 tấn/ h

- Nhiệt độ nước làm mát: 400C

Chưng bốc: max: 0.55 MPa

- áp suất thiết kế: min: áp suất chân không

Ngưng tụ bề mặt: max: 0.55 MPa

min: áp suất chân không

* Tháp oxy hoá 1:

- Loại: tấm thép khoan lỗ

- Dịch đen lỗng: Cơng suất: 1.6 tấn/ h

Hàm lượng chất rắn: min 90Be

Nhiệt độ: 60800C

- Dịch đen đặc: Công suất: 0.32 tấn/ h Hàm lượng chất rắn: 3032% - Hiệu suất: min: 70% 3. Quá trình công nghệ:

a. Hệ thống chưng bốc đa hiệu:

Hệ thống chưng bốc đa hiệu là hệ thống gồm nhiều hiệu chưng bốc kết hợp với nhau, để sử dụng hơi

K

KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p

pphhhííí

sinh ra từ hiệu trước làm nguồn nhiệt cho hiệu sau. Do đó sẽ tận dụng được lượng hơi sống một cách tối đa mà vẫn sinh ra 1 lượng hơi thứ lớn để sử dụng cho các hiệu tiếp theo.

Số lượng hiệu chưng bốc từ 46 hiệu. Hiệu chưng bốc cuối cùng vận hành ở áp suất khoảng 100 Torr( tương

đương với 100mmHg ở 00C).

b. Hiệu chưng bốc kiểu 3 bước và 1 bước:

Ba hiệu chưng bốc He101He103 là hiệu chưng bốc kiểu 3 bước( dùng cho dung dịch có nồng độ cao) còn, 3 hiệu He104He106 là kiểu 1 bước( dùng cho dung dịch có nồng độ thấp).

Dịch nồng độ cao ( khoảng 32% chất rắn) đi tới hiệu chưng bốc 2B và 2A có độ nhớt khá cao và lưu lượng dịch trở nên nhỏ vì nó đã được cô đặc 1 phần. Dựa vào các yếu tố trên, những hiệu chưng bốc này được thiết kế là hiệu kiểu 3 bước để ngăn ngừa sự giảm vận tốc của dịch trong các ống truyền nhiệt và chống lại một cách có hiệu quả sự giảm hệ số truyền nhiệt và sự tạo thành lớp cặn bên trong các ống này.

Trong buồng hơi có bộ tách sương để tách các hạt nhỏ li ti nhue sương mù đi theo hơi vì những hạt sương này sẽ gây bẩn cho nước ngương ở hiệu chưng bốc sau,

c. Các hiệu chưng bốc có gia nhiệt bên trong:

Các hiệu chưng bốc 1, 2A, 2B, 3, 4( He101He105) có phần gia nhiệt cho dịch bên trong buồng gia nhiệt của nó.

4. Thiết bị:

a. Tháp oxy hoá 1 và các thiết bị phụ trợ:

* Cấu tạo:

Khơng khí

Cyclon tách dịch và khí

K KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p pphhhííí Năng suất: 92 m3/ h Mức độ oxy hoá: 70% * Nguyên lý làm việc :

Dịch đen trước khi đem oxy hố có nồng độ 13-19% chúng được cấp vào thiết bị oxy hoá và đi theo hướng từ trên xuống dưới khơng khí đem oxy hố thì đi từ dưới lên trên. Để taọ khẳ năng tiếp xúc và q trình oxy hố xảy ra nhanh, người ta bố trí trong tháp oxy có các vách ngăn, các vách ngăn có nhiệm vụ chủ yếu là tăng khả năng tiếp xúcgiữa dịch đen và khơng khí.

Dịch sau khi được oxy xong sẽ được chảy xuốg đi vào bể khử bột. Thơng thường đối với q trình oxy hoá người ta khử bột bằng các cánh gà hoặc bằng máy phá bọt. Khơng khí có khối lượng nhỏ hơn sau khi tiến hành oxy hoá sẽ đi lên thiết bị oxy hố .

Trong q trình di chuyển khơng khí sẽ kéo theo một phần dịch đen và một phần hơi nước. Đễ tránh sự lãng phí và tổn thất ra ngồi mơi trường, người ta phải thu lại chúng bằng một thiết bị xoắn lốc (xyclon),do dịch đen, bột có khối lượng lớn hơn khối lượng riêng của khơng khí cho nên trong khi di

Máy phá bọt

Dịch đã được oxy hoá đi chưng bốc Đường cấp

khơng khí vào

Sơ đồ giai đoạn oxy hố 1

K

KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p

pphhhííí

chuyễn xoắn lốc chúng bị va vào thành thiết bị, sau khi đó nó được rơi xuống bể khử bọt.

* Tháp oxy hố Ch003:

Kích thước: 3360 H5000 mm Số tầng đĩa khoan lỗ: 7

Vật liệu chế tạo: Tấm thép khoan lỗ: thép không gỉ (SUS304)

Các phần khác: thép ít cacbon (SS41)

* Các thiết bị phụ trợ: - Quạt thổi Fa201:

Loại: Máy thổi kiểu tuabin

Năng suất: 250 m3/ phút

áp suất không đổi: 800 mmHg

Vật liệu chế tạo: Vỏ và cánh quạt: thép ít cacbon( SS41) Trục: thép cacbon( S35C) Môtơ điện: 75kw - Bể bọt: V = 400 m3 Kích thước: 8270 H8500 mm

Vật liệu chế tạo: Thép ít cacbon( SS41)

Máy phá bọt: 6 máy( công suất 1 môtơ: 1.1 kw) Cyclon tách bọt: làm bằng thép ít cacbon (SS41)

K

KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p

pphhhííí

b. Các hiệu chưng bốc He101He106:

* Cấu tạo:

1. Cửa cấp hơi vào 2. Cửa cấp dịch vào 3. Cửa tháo nước ngưng 4. Cửa dịch ra

5. Tấm chắn dịch 6. Cửa hơi thứ 7. Tấm chắn sương 8. ống trao đổi nhiệt A. Buồng hổn hợp

B. Buồng bốc C. Buồng tách

* Nguyên lý làm việc:

- Thiết bị chưng bốc gián tiếp được chia làm 3 phần:

+Phần 1:Buồng hỗn hợp có nhiệm vụ chủ yếu cung cấp dịch đen đều vào các ống trao đổi nhiệt

+Phần 2: Buồng bốc có nhiệm vụ chủ yếu gia nhiệt cho dịch đen đến độ sôi để làm bay hơi nước

+Phần 3: Buồng tách có nhiệm vụ chủ yếu tách tất cả của dịch đen và bọt ra khỏi hơi nước.

1 2 3 4 5 7 6 8 A B C

K

KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p

pphhhííí

+Dịch đen sau khi được oxy hoá sẽ được cấp vào thiết bị chưng bốc gián tiếp theo hướng đi từ dưới lên trên còn hơi đốt dùng cho quá trình tăng nhiệt đi theo hướng ngược lại từ trên xuống dưới.

+Trong quá trình di chuyển từ dưới lên trên dịch đen sẽ được nâng lên đến nhiệt độ sơi sau khi tách ra ngồi buồng tách nó được phân chia thành 2 phần pha lỏng và pha hơi để hạn chế sự sôi mãnh liệt của dịch đen đồng thời ngăn chặn sự tốn thất của dịch đen theo hơi, người ta bố trí một tấm chắn dịch. - Pha hơi có khối lượng riêng nhỏ hơn sẽ bay lên đỉnh thiết bị chưng bốc trong quá trình di chuyển do có vận tốc lớn cho nên nó cuốn theo một phần dịch đen, một phần bọt. Để thu lại lượng bọt và dịch đen này người ta cho hơi đi vào thiết bị tách sương, hơi đi ra ngoài gọi là hơi thứ.

- Hơi cấp vào trao đổi nhiệt sau khi gia nhiệt xong, một phần sẽ ngưng tụ thành nước do vậy người ta phải tháo nước ngưng.

* Thông số kỹ thuật: + Các thông số chung:

- Loại: Tuần hoàn tự nhiên kiểu màng mỏng - Kích thước chính:

Buồng bốc hơi: 3600 H4000 mm Buồng gia nhiệt: 2400 H7500 mm ống truyền nhiệt: 50.8 1.6 mm - Vật liệu chế tạo:

ống truyền nhiệt: thép khơng gỉ( SUS304)

Vỏ hiệu chưng bốc: thép ít cacbon( SS41) với ăn mòn cho phép 3 mm đối với phần tiếp xúc với dịch và buồng bốc hơi và 1 mm đối với buồng gia nhiệt.

+ Các thông số riêng: - Hiệu 2A( He101):

Bề mặt trao đổi nhiệt: 980 m2+ 17.5 m2( gia nhiệt bên trong)

- Hiệu 2A/B( He102)

Bề mặt trao đổi nhiệt: 980 m2+ 17.5 m2( gia nhiệt bên trong)

K

KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p

pphhhííí

- Hiệu 2B( He103):

Bề mặt trao đổi nhiệt: 980 m2+ 26 m2( gia nhiệt bên

trong)

- Hiệu 3( He104):

Bề mặt trao đổi nhiệt: 885 m2+ 26 m2( gia nhiệt bên

trong)

- Hiệu 4( He105):

Bề mặt trao đổi nhiệt: 885 m2+ 26 m2( gia nhiệt bên

trong)

- Hiệu 5( He106):

Bề mặt trao đổi nhiệt: 885 m2

* Các sự cố của hiệu chưng bốc: + Những nguyên nhân tổng quát:

- Phải kiểm tra và xác định rằng xiphông hơi trong hệ thống đường ống hoạt động tốt và nước đổ trong đường ống đã được xả hết.

- Phải kiểm tra định kỳ để xem dầu bôi trơn bảo dưỡng bơm, máy thổi...có thích hợp khơng. Nước làm kín có được cung cấp đầy đủ tới bơm khơng.

- Kính kiểm tra của mỗi hiệu có khả năng bị mờ, cân kiểm tra phía trong của kính, khi có điều kiên thì vệ sinh hoặc thay mới.

- Nếu gioăng đệm của các van bị rị rỉ thì phải vặn chặt lại hoặc thay thế.

- Theo dõi các ampe kế của các mô tơ trong thời gian vận hành.

- Đối với thiết bị được truyền động băng dây đai, phải kiểm tra và điều chỉnh độ căng của dây đai theo định kỳ.

+ Sự cố bọt:

Đây là một trong những sự cố có thể xảy ra trong khi vận hành hiệu chưng bốc.

Các nguyên nhân sau gây nên sự cố bọt.

- Khi nồng độ của dịch đen đi vào hiệu 3 quá thấp. - Khi nhiệt độ của dịch cao hơn so với điểm sôi của mỗi hiệu, hiện tượng này được gọi la hiện tượng bốc cháy.

K

KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p

pphhhííí

- Có khe hở để khơng khí lọt vào trong các phần chân không.

+ Sự không cân bằng trong các hiệu chưng bốc:

- Mức dịch trong các hiệu chưng bốc phải đủ cao, lúc đầu khởi động việc cấp hơi phải tiến hành từ từ. Nếu cấp hơi môt cách đột ngột sẽ gây ra bốc hơi dữ dội trong các hiệu chưng bốc và khó giữ được sự cân bằng.

- Hệ thống chưng bốc đa hiệu cô đặc riêng biệt tự nó sẽ cân bằng sau một thời gian vận hành nhất định .

- Sự mất độ chân không cũng thường gây nên sự mất cân bằng .

- Thiết bị nghi khí phải được theo dõi cẩn thận. - Khi đã có những kinh nghiệm vận hành thì nên theo dõi qua tấm kính của buồng hơi để xác nhận điều kiện vận hành.

+ Sự cố tác ống truyền nhiệt từ hiệu chưng bốc số 2A đến số 5:

- Sự cố tắc ống này xảy ra là do sự vận hành không thận trọng của người vận hành thường xảy ra ở các hiệu có dịch ở nồng độ cao. Nguyên nhân là do lớp cặn quá dày và hơi cấp vào quá nhiều.

- Để thông các ống tắc dùng nước áp suất cao, khoan bằng tay. Để tránh tắc ống thì phải rửa các ống định kỳ.

+ Hiện tượng bốc cháy:

- Hiện tượng này chủ yếu do độ chân không quá cao ở trong các hiệu gây nên và nó có thể sinh bọt ngay từ lúc đầu khởi động. Hiệu quả là nó sẻ mang theo dịch và nó sẻ làm nước ngưng lẫn dich đen. Như vậy áp suất mỗi hiệu, đặc biệt là hiệu chưng bốc số 5 phải được theo dõi và điều chỉnh tránh độ chân không quá cao trong thời gian bắt đầu khởi động. + Khơng khí lọt vào bên trong hiệu:

- Nếu bọt sinh ra trong các khe hở làm khí lọt vào những chổ hở đó phải được phát hiện bằng cách thử áp lực bằng khơng khí hoặc nước và xử lý.

K

KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p

pphhhííí

c. Thiết bị chưng bốc màng rơi He122:

Hiệu chưng bốc màng rơi He122 là thiết bị mới lắp đặt. Hiệu này có hai ngăn chạy song song với nhau. Loại này khác với các hiệu trên ở chổ hơi đi trong ống, dịch đi ngồi ống. Độ khơ sau khi đạt từ 6065%

- Một bể chứa dịch đặc (Ch044) 300m3. Để trách

đông cặn người ta lắp bơm tuần hoàn, từ đây sẽ bơm sang lị thu hồi vào bể trộn muối rồi đốt ln

- Trao đổi nhiệt mới (He122) chạy song với He107 - 1 bể múc dịch đặc, một bể chứa nước ngưng

- 5 bơm dịch và tuần hoàn dịch.

* Thông số kỹ thuật:

S bề mặt trao đổi nhiệt: 2 1210= 2420 m2

Vật liệu: EN1.4301 d. Bình phân ly dịch đen: Số lượng: 1 bình hình trụ đứng V = 1 m3 H HHơơơiii 0 00,,,444555kkkpppaaa H HHơơơiii t tthhhứứứ D DDịịcịcchhh v vvàààooo D DDịịịccchhh r rraaa N NNưưướớớccc n nngggưưưnnnggg

K KKeeettt---nnnoooiii...cccooommm kkkhhhooo tttàààiii llliiiệệệuuu mmmiiiễễễnnn p pphhhííí Kích thước: 800 H2000 mm Vật liệu chế tạo:

Vỏ và vách ngăn: thép không gỉ( SUS304)