CHƯƠNG 2 : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
2.3. Quá trình phụ
2.3.2. Phân xưởng lắng, sấy và tồn chứa DDFS
Dịch hèm thải từ tháp cất thô được thu gom ở thùng chứa và được bơm vào hệ thống lắng gạn cao tốc để tách nước và các tạp chất lơ lửng, khơng hịa tan cịn sót lại. Hệ thống lắng gạn bao gồm 03 decanter được thiết kế với một số thông số như sau:
- Dịch hèm (Whole stillage): - Dịch hèm loãng (Thinslop):
- Bã ẩm (Wet cake):
- Hiệu suất tách chất rắn lơ lửng:
- Thành phần rắn trong bã ẩm:
o o
- Độ ẩm của bã ẩm:
Qua hệ thống decanter, dịch hèm phân làm 2 phần: phần bã ẩm được đưa sang thiết bị sấy để làm chất độn thức ăn gia súc và phần dịch hèm loãng.
SVTH: NGUYỄN QUỐC PHONG GVHD: PGS.TS.TRƯƠNG HỮU TRÌ
BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY CỒN BIOETHANOL – DUNG QUẤT
Bã ẩm được sấy trong thiết bị thùng quay cấp hơi gián tiếp. Sau khi sấy, bã đạt độ ẩm khoảng 10% -14% được gọi là DDFS (Distillery Dried Fiber Soluble) dùng làm chất độn trong thức ăn gia súc. Sản phẩm được chứa trong 03 silo trong khi chờ xuất đi bằng xe tải. Nước bốc hơi từ quá trình sấy được ngưng tụ, thu hồi để tái sử dụng.
Phần dịch hèm loãng được chia làm 2: một phần được hồi lưu lại dây chuyền sản xuất, một phần đưa sang công đoạn xử lý nước thải để đạt tiêu chuẩn xả thải ra môi trường.
2.3.3. Phân xưởng xử lý nước thải
Nước tải từ các công đoạn sản xuất được tập trung vào khu xử lý nước thải để xử lý trước khi thải ra môi trường. Các nguồn nước thải trong nhà máy bao gồm:
- Dịch hèm từ decanter (Nước thải từ nhà máy chính)
- Nước thải từ trạm khử khoáng
- Nước thải sinh hoạt từ các bể tự hoại.
- Nước xả đáy tháp giải nhiệt
- Nước mưa chảy tràn qua các khu vực nhiễm bẩn
- Nước rửa sàn và nước thải PTN của nhà máy chính
- Nước thải của phân xưởng thu hồi CO2
Quy trình xử lý nước thải được thể hiện trong Hình 3.2 theo sau:
SVTH: NGUYỄN QUỐC PHONG GVHD: PGS.TS.TRƯƠNG HỮU TRÌ
Hình 2.8. Quy trình xử lý nước thải
Dịch hèm thải được làm nguội bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm nhằm hạ
nhiệt độ xuống 36 – 40oC và được điều hòa ở hồ điều hòa. Tại hồ điều hòa, dịch thải
được khấy trộn và sục khí liên tục để làm giảm một phần nồng độ COD, BOD và tránh hiện tượng lên men yếm khí xảy ra tại hồ điều hịa.
Sau đó, dịch hèm thải tại hồ điều hòa được bơm lên các bồn xử lý kỵ khí thu hồi Biogas, khi dịch hèm đi qua lớp bùn kỵ khí, các chất hữu cơ trong dịng dịch sẽ bị phân hủy nhờ enzyme được tiết ra từ chính tế bào vi sinh vật trong bồn xử lý. Kết quả của q trình phân hủy này tạo ra các axít béo dễ bay hơi, nước và khí methane và các khí khác. Các phần tử cặn lơ lửng được tách ra trong các bể tuyển nổi. Khí methane (khí biogas) bay lên được thu hồi một phần để làm nhiên liệu cho lò hơi, còn lại được dẫn đến Flare để đốt. Nước thải sau xử lý kỵ khí sẽ được chuyển sang cơng đoạn xử lý hiếu khí.
SVTH: NGUYỄN QUỐC PHONG GVHD: PGS.TS.TRƯƠNG HỮU TRÌ
BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY CỒN BIOETHANOL – DUNG QUẤT
Bể xử lý hiếu khí được sục khí liên tục giúp vi sinh vật thực hiện quá trình
phân hủy các chất hữu cơ chuyển hóa chúng thành CO2, nước, các sản phẩm vô cơ
khác và các tế bào sinh vật mới. Tế bào vi sinh vật kết lại tạo thành bơng bùn hoạt tính. Bơng bùn được chuyển sang bể lắng và bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy bể lắng, nước trong đi vào hồ xử lý hiếu khí kế tiếp. Bùn hoạt tính được bơm tuần hồn lại hồ xử lý hiếu khí để giữ ổn định mật độ vi khuẩn tạo điều kiện phân hủy nhanh các chất hữu cơ.
Sau khi đi qua hệ thống hồ xử lý sinh học hiếu khí, nước thải đi vào hồ tự nhiên để thực hiện q trình oxy hóa và ổn định các chất hữu cơ trong nước. Nước thải sau khi ổn định đạt loại B theo TCVN 5945:2005 được thải ra hệ thống thu gom nước thải chung của khu công nghiệp Dung Quất.
Cặn lắng, bọt nổi và bùn thu hồi từ bể lắng được dẫn về bể gom bùn. Bùn lẫn nước được tách bằng hệ thống ly tâm cao tốc, bùn được tách ra dưới dạng bánh bùn và được đưa đi làm phân vi sinh. Nước tách ra từ hệ thống ly tâm được tuần hồn trở lại bể điều hịa.
2.3.4. Tồn trữ, làm biến tính sản phẩm và xuất sản phẩm
Ethanol thu được sau quá trình làm khan được đưa qua Check Tank để tiến hành kiểm định các chỉ tiêu hóa lý. Nếu sản phẩm đạt các chỉ tiêu yêu cầu sẽ được chuyển qua bể chứa sản phẩm cuối (Commercial Bioethanol Storage Tank). Chất biến tính (xăng A92) được chứa riêng biệt trong Denaturant Storage Tank. Việc phối trộn với các chất biến tính được tiến hành tại Static Mixer được lắp trên đường ống dẫn từ Check Tank đến Commercial Bioethanol Storage Tank. Sơ đồ của q trình pha trộn chất biến tính vào ethanol được thể hiện trong Hình 3.3 theo sau.
Nếu sản phẩm khơng đạt các chỉ tiêu yêu cầu sẽ được trữ trong Off-Spec Tank và sau đó được đưa lại cột chưng cất tinh để tiến hành chưng cất lại.
Sản phẩm ethanol biến tính được xuất sang các xe bồn qua 02 trạm bơm với
công suất 75 m3/h.
SVTH: NGUYỄN QUỐC PHONG GVHD: PGS.TS.TRƯƠNG HỮU TRÌ
Hình 2.9. Sơ đồ cơng nghệ q trình pha trộn chất biến tính vào ethanol
Bảng 2.2. Thơng số các bồn chứa tại khu vực tồn trữ và biến tính ethanol
SVTH: NGUYỄN QUỐC PHONG GVHD: PGS.TS.TRƯƠNG HỮU TRÌ
BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY CỒN BIOETHANOL – DUNG QUẤT cccc Tên bồn 1 1 Bio-Ethanol Check Tanks 2 2 Off-spec Bio-Ethanol Tank 3 3 Denaturant Tank 4 Commercial Bio-
4 Ethanol Storage Tanks
4 Bio-Ethanol
5 Tanker Loading Arms
BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY CỒN BIOETHANOL – DUNG QUẤT
CHƯƠNG 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠTĐỘNG CỦA THIẾT BỊ ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ
3.1. Thiết bị tĩnh
3.1.1. Tháp thơ và tháp tinh
Hình 3.1. Hệ thống tháp chưng cất
Mục đích: Chưng cất dịch beer để tách etanol và nâng nồng độ cồn lên 95% v/v Nguyên lý hoạt động: Hệ thống gồm 2 tháp thơ có kích thước giống nhau có 20 đĩa và một tháp tinh có 59 đĩa, được lắp thêm các thiết bị gia nhiệt ở đáy tháp. Tác nhân gia nhiệt của tháp thô 1 lấy hơi từ tháp tinh, tác nhân gia nhiệt của tháp thô 2 lấy hơi từ tháp thơ 1 cịn tác nhân gia nhiệt của tháp tinh được lấy hơi từ phân xưởng lị hơi.
3.1.2. Thiết bị tách nước
Mục đích: loại bỏ nước ra khỏi hỗn hợp các cấu tử và nâng nồng độ etanol lên 99,8%v/v theo đúng yêu cầu thiết kế.
Nguyên lý: gồm 2 tháp chứa Zeolit 3A hoạt động theo chu kỳ với 1 tháp hấp thụ, một tháp tái sinh.
3.1.3. Thiết bị trao đổi nhiệt
BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY CỒN BIOETHANOL – DUNG QUẤT
Mục đích
Dạng ống lồng ống chủ yếu để làm nguội hay làm tăng nhẹ nhiệt độ dòng dịch.
Dạng tấm chủ yếu để làm tăng nhiệt độ của dòng dịch lên cao.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Dạng ống ống lồng ống: Gồm 2 ống lồng vào nhau, hai dòng lưu chất chạy song song ngược chiều nhau, dịng nóng (hơi nước hay nước lạnh) đi bên trong ống trong và dịng nguội (dịch men) đi bên trong ống ngồi, khi đó q trình trao đổi nhiệt xảy ra.
Dạng tấm được thiết kế bằng cách ghép nhiều tấm kim loại ép chặt với nhau nhờ hai nắp kim loại có độ bền cao. Các tấm được dập gợn sóng làm rối dịng chuyển động của lưu chất và tăng hệ số truyền nhiệt đồng thời làm tăng độ bền của nó. Hai dịng lưu chất chảy xen kẻ song song ngược chiều nhau.
Ưu điểm và nhược điểm
Dạng ống lồng ống: hiệu quả trao đổi nhiệt khá lớn, thiết kế nhỏ gọn, tuy nhiên chế tạo khá khó khăn và suất lượng thấp.
Dạng tấm: diện tích trao đổi nhiệt lớn, hiệu quả trao đổi nhiệt cao và suất lượng lớn, dễ dàng tháo lắp để vệ sinh, tuy nhiên nó chế tạo khó khăn và có khả năng rị rỉ cao, dễ tắt ngẵn.
Hình 3.2. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng
tấm 3.1.4. Thiết bị Hydrocyclone
Hình 3.3. Hệ thống hydrocyclone
Mục đích: tách cát trong dịch bột, tăng tuổi thọ của thiết bị sau công đoạn tách cát.
BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY CỒN BIOETHANOL – DUNG QUẤT
Nguyên lý: Dựa trên nguyên lý tách trọng lực, dịch bột được chuyển vào hydrocyclone theo phương tiếp tuyến, dưới tác dụng của lực ly tâm, các hạt có trọng lượng bé hơn (dich bột sắn) sẽ nổi lên bề mặt và dịch chuyển theo phương thẳng đứng lên trên. Trong khi đó, những thành phần có tỉ trọng lớn hơn sẽ dịch chuyển xuống đáy của hydrocyclone và ra ngồi. Theo đó, cát có tỉ trọng và khối lượng lớn hơn sẽ được tách ra khỏi dịch bột.
3.1.5. Hệ thống bồn bể
Bồn, bể được sử dụng để lưu chứa các sản phẩm trung gian trong quá trình sản xuất và lưu chứa sản phẩm trước khi xuất bán.
Bồn bể thường được lắp đặt các thiết bị vận hành và theo đõi giám sát như :cánh khuấy, các thiết bị đo nhiệt độ, áp suất, mực chất lỏng.
Hình 3.4. Bồn chứa trung gian
3.2. Thiết bị quay
3.2.1. Máy nghiền: máy nghiền dạng búa.
Hình 3.6. Máy nghiền sắnNguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động
Vật liệu được nạp vào máy nghiền từ phía trên của máy nhờ trọng lượng bản than rơi vào hoặc trượt theo máng và vùng va đập của búa đang quay với tốc độ cao. Sau va đập, vật liệu bị vỡ thành nhiều mảnh và bay với góc phản chiếu khoảng 90 độ tạo thành một vùng đập nghiền. Khi bay các mảnh vỡ đập vào các tấm lót được gắn vào các tấm phản hồi trên thành vỏ máy, bật ngược trở lại đầu búa để nghiền tiếp, cứ như vậy cho đến khi đủ nhỏ lọt qua mắt sang ra ngoài.
BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY CỒN BIOETHANOL – DUNG QUẤT
Ưu điểm
Máy nghiền búa lớn
Tốc độ quay của búa rất cao
Có tỷ trọng năng suất (là tỷ số năng suất với trọng lượng máy) Kết cấu đơn giản thuận tiện khi sử dụng
Nhược điểm
Mịn búa nhanh
Khi độ ẩm sắn cao thì búa bị dính
Khi sắn q cứng thì hiệu quả nghiền khơng cao
3.2.2. Bơm
Bơm ly tâm: gồm bơm và hệ thống chuyền động để bơm dòng lưu chất.
Bơm định lượng: gồm bơm và hệ thống truyền động dùng để bơm chất lỏng có lưu lượng thấp. Bơm định lượng được sử dụng trong q trình cơng nghệ địi hỏi có độ chính xác cao như hóa chất, xúc tác.
Bơm chân khơng vịng nước: Bơm chân khơng vịng nước dùng để tạo chân không cho các tháp chưng cất thơ.
Hình 3.5. Bơm
3.3. Điều khiển q trình3.3.1 Van 3.3.1 Van
Van điều khiển: điều chỉnh thơng số cơng nghệ trong q trình sản xuất, đóng vai trị quyết định đến chất lượng và hiệu quả vận hành.
Van On/Off: Lưu thơng hoặc cơ lập các dịng cơng nghệ chính hoặc phụ trợ nhằm kiểm soát vận hành.
Van tay: Được dùng để lưu thơng hoặc cơ lập các dịng công nghệ, phụ trợ, thiết bị tại hiện trường. Thường được sử dụng trong công tác bảo dưỡng.
3.3.2. Thiết bị đo lường
Thiết bị đo áp suất: thủy tĩnh, chênh áp
Thiết bị đo nhiệt độ: RTD, thermowell, cặp nhiệt Thiết bị đo mức: thủy tĩnh, chênh áp
Thiết bị đo lưu lượng: magnetic, vortex, coriolid,….
3.4. Hệ thống tồn trữ và vận chuyển
3.4.1. Hệ thống tồn trữ và vận chuyển nguyên liệu
BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY CỒN BIOETHANOL – DUNG QUẤT
Tồn trữ: kho sắn có dung tích chưa 45.000 tấn có thể đáp ứng sản xuất trong 2 tháng.
Vận chuyển: sắn được thu mua tại Quảng Ngãi và các tỉnh Tây Nguyên được vận chuyển bằng xe tải để đưa về nhà máy và được đưa vào sản xuất trực tiếp hay được chứa trong kho. Hệ thống vận chuyển sắn trong nhà máy gồm có băng tải, vít tải, gàu nâng.
3.4.2. Hệ thống tồn trữ và vận chuyển sản phẩm
Tồn trữ: Sản phẩm từ khu vực nhà máy chính được test các chỉ tiêu từ phịng KCS sau đó được đưa vào bồn Check Tank (gồm 2 bồn, mỗi bồn 330m3), tại đây sản phẩm được kiểm tra lại lần nữa để đảm bảo các chỉ tiêu, nếu đạt yêu cầu sản phẩm được đưa vào bồn Commercial Tank có dung tích 10400 m3 (2 bồn), nếu khơng đạt sản phẩm sẽ được đưa về bồn Offspecs có dung tích 660m3 và sẽ được đưa về nhà máy chính để tái sản xuất.
Vận chuyển: sản phẩm được xuất đi (sau khi đã thêm 2 – 5% chất biến tính vào etanol) bằng hai cách: xuất bằng xe bồn với công suất cần suất 150m3/h (2 cần) và qua cảng với công suất bơm 300m3/h (2 bơm).
3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
3.5.1. Các yếu tố chủ quan: do lỗi vận hành của người vận hành
Vận hành không tuân thủ đúng thông số thiết kế.
Không điều chỉnh kịp thời các thông số vận hành khi gặp sự cố.
3.5.2. Các yếu tố khách quan: do sự cố kĩ thuật
Các thiết bị đo lường, điều khiển hoạt động khơng chính xác. Mất điện
Mất nước nước làm mát
Mất nước làm lạnh (Cooling water) và nước làm lạnh sâu (Chilled Water) Khí nén.
Mất hơi cơng nghệ.
Hỏng hóc: các loại bơm, thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống, bồn bể… Cháy nổ
Rò rỉ đường ống, bơm, thiết bị trao đổi nhiệt.
3.5.3. Cách khắc phục
Dừng ngay hoạt động của nhà máy nếu như xảy ra q trình mất điện, mất nước hay khí nén.
Cơ lập cục bộ hay chạy thiết bị dự phịng (nếu có) đối với q trình hỏng hóc máy móc hay rị rỉ đường ống.
CHƯƠNG 4: TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
4.1. ETANOL nhiên liệu biến tính – yêu cầu kĩ thuât
4.1.1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các chỉ tiêu chất lượng cho Etanol nhiên liệu biến tính dùng để trộn với xăng dùng làm nhiên liệu cho động cơ đánh lửa – là sản phẩm của công ty Cổ phần Nhiên Liệu sinh học Dầu khí Miền Trung
4.1.2. Thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt
Etanol, còn được biết đến như là rượu etylic hay cồn, là một hợp chất hữu cơ,
dễ cháy khơng màu, có cơng thức hóa học là C2H5OH
Chất biến tính: Xăng khơng chì hoặc naphta, khơng chứa các hợp chất keton,
được dùng để pha thêm vào etanol, làm cho etanol trở thành etanol biến tính để sử dụng là nhiên liệu và khơng sử dụng cho mục đích chế biến đồ uống.
Etanol nhiên liệu biến tính: Etanol được pha thêm các chất biến tính, để sử
dụng pha chế trong nhiên liệu cho động cơ xăng và khơng sử dụng cho mục đích chế biến đồ uống.
4.1.3. Tài liệu viện dẫn
BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY CỒN BIOETHANOL – DUNG QUẤT
Xem Phụ lục 1
Chú thích:
Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm ban hàng thì áp dụng cho bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm ban hành thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các sửa đổi.
4.1.4. Phương pháp thửLấy mẫu thử Lấy mẫu thử
Thực hiện theo TCVN 6777:2007 (ASTM D 4057-06) hoặc ASTM E 300 đối với phương pháp lấy mẫu thủ công và TCVN 6022:2008 (ISO 3171-
880) hoặc ASTM D 4177 đối với phương pháp lấy mẫu tự động và qui định
hiện hành của Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng (Xem Phụ lục 1).
Phương pháp thử
Các phương pháp thử ứng với từng chỉ tiêu được quy định trong Bảng 4.1.
4.1.5. Yêu cầu kĩ thuật
Chỉ tiêu chất lượng của Etanol nhiên liệu biến tính được quy định trong Bảng 4.1
Bảng 4.1. Chỉ tiêu chất lượng của Etanol nhiên liệu biến tính
TT 1 2 3 4 5 6 4.1.6. Xử lý kết quả thí nghiệm
Việc xử lý kết quả thử nghiệm để đánh giá sự phù hợp thực hiện theo TCVN