Dây chuyền tiếp xúc đơn (Axit 1): Được áp dụng phổ biến trước năm 1970 với hiệu suất chuyển hóa SO2 thành SO3 chỉ đạt 98%. Lượng SO2 không chuyển hóa bị thải vào khí quyển, gây ô nhiễm môi trường.
Tại dây chuyền sản xuất Axit 1 để tách khí SO2 trong khí quyển Nhà máy dùng dung dịch soda (NaHCO3) để hấp thụ SO2 theo 2 phản ứng sau:
NaHCO3 + SO2 NaHSO3 + CO2
Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3
Từ năm 1970 đến nay, do những quy định nghiêm ngặt của quốc tế về bảo vệ môi trường, dây chuyền tiếp xúc đơn dần dần bị loại bỏ và thay vào đó là dây chuyền tiếp xúc kép với hiệu suất chuyển hóa SO2 đạt từ 99,6% - 99,9%.
Dây chuyền (Axit 2) với công nghệ tiếp xúc và hấp thụ 2 lần (tiếp xúc kép) được đưa vào sử dụng từ năm 2005. Với dây chuyền này, lượng SO2 trong khí thải được bảo đảm nằm trong giới hạn cho phép khoảng 0.05 mg/m3, mù axit sunfuric
NORAM – CECEBE.
Một số vấn đề khác: Ô nhiễm do tiếng ồn tại các khu vực máy nén khí, các bơm nước, bơm axit, quạt hút gió, ...
Nhiệt tại khu vực lò đốt, tháp tiếp xúc tỏa ra lớn.
Thiết bị Sự cố Nguyên nhân Cách khắc phục
Lò đốt lưu huỳnh
Lưu huỳnh sau khi qua máy lọc vẫn còn bẩn. - Lớp trợ lọc mỏng, lưới lọc bị thủng. - Kiểm tra bộ phận lưới lọc và khắc phục. Vòi phun lưu huỳnh bị
tắc. - Lưu huỳnh bị bẩn do lọc kém. - Kiểm tra bộ lọc lưu huỳnh và khắc phục. Nhiệt độ và nồng độ SO2 sau khi ra khỏi lò đốt tăng giảm thất thường.
- Vòi phun lỏng bị hư. - Kiểm tra và thay đổi lò phun khác. Nồi hơi tận dụng nhiệt Khả năng bốc hơi giảm.
- Mực nước trong nồi hơi quá cao.
- Giảm lượng nước cấp vào nồi hơi.
Nổ nồi hơi. - Áp suất trong nồi hơi tăng.
- Mở van xả và tăng lượng nước cấp vào nồi hơi. Không kiểm soát được
mực nước.
- Tắc ống thủy. - Dừng xưởng để sửa chữa.
Tháp chuyển Hóa
giảm. lưu lượng khí vào máy quá lớn.
- Chưa giữ đúng chế độ nhiệt đã quy định. - Hoạt tính chất xúc tác bị giảm do có bụi bẩn và bột lưu huỳnh hóa rắn nằm lấp lỗ xốp của lớp xúc tác.
đường ống đẩy qua quạt K201.
- Kiểm tra các cặp nhiệt điện và đưa tháp về làm việc đúng nhiệt độ quy định.
- Kiểm tra hoạt tính chất xúc tác, kiềm tra tạp chất trong khí SO2
vào tháp chuyển hóa, nếu cao phải khắc phục ở bộ lọc lưu huỳnh và lò đốt lưu huỳnh. Nhiệt độ vào lớp xúc tác 1 giảm. - Nồng độ SO2 thấp. - Không khí lạnh vào nhiều. - Do tải nặng. - Tăng nồng độ SO2 bằng cách tăng hàm lượng lưu huỳnh. - Đóng bớt van lại. - Giảm tải.
Nhiệt độ ra lớp xúc tác 1 giảm.
- Nhiệt độ vào giảm. Xử lý như trên:
- Giảm bớt tải cho đến khi nhiệt độ. Ra lớp 1 ổn định
lớp xúc tác 1 cao. - Tải thấp.
- Nhiệt độ vào lớp 1 cao
- Tăng tải.
- Điều chỉnh van vào lớp 1. Nhiệt độ lớp 2, 3, 4 giảm, lớp 1 bình thường. - Do tải thấp. - Nồng độ SO2 thấp. - Tăng tải. - Tăng nồng độ SO2. Lực cản tháp chuyển hóa tăng nhanh.
- Chất xúc tác bị vỡ vụn nhiều và ngày càng bị lèn chặt.
- Đợi khi dừng xưởng đại tu mở tháo hết xúc tác ra, sàng bỏ bột vụn xong lại đổ vào tháp có cho thêm xúc tác mới bù vào lượng bột bỏ ra. Tháp hấp thụ Độ ẩm cao quá 0,01%. - Không khí lọt vào hệ thống sau tháp sấy. - Nồng độ axit thấp. - Nhiệt độ axit tưới cao.
- Bịt kín chỗ hở không cho không khí vào. - Tăng nồng độ monoaxit.
- Kiểm tra dàn làm lạnh.
khói bất thường. - Lưu huỳnh vào lò đốt khi cháy tạo hơi nước. - Độ ẩm không khí sau sấy quá cao.
- Kiểm tra lại chất lượng lưu huỳnh đã lọc và khắc phục. - Khắc phục giống phần tháp sấy. Cách miệng ống khí thải khoảng 1 m, đuôi khí ban đầu có màu nâu sau to dần và trắng đục.
- Tháp hấp thụ chưa hết nồng độ SO2 do để nồng độ axit tưới cao quá quy định.
- Đưa trở lại nồng độ axit tưới 98,3%.
Mức hấp thụ giảm. - Lượng axit tưới vào tháp hấp thụ chưa đủ. - Nhiệt độ axit tưới cao quá quy định.
- Nồng độ axit tưới cao quá quy định.
- Bề mặt vòng đệm bẩn làm giảm bề mặt tự do của vòng đệm
- Tăng lượng axit tưới. - Tăng lượng nước tưới dàn làm lạnh axit. - Đưa nồng độ axit tưới về 98,3% - Nếu đệm quá bẩn do sunfat sắt bịt kín phải dừng xưởng và dùng nước với áp lực 200 - 250 m3/h bơm vào giữa tháp (sẽ có quy định rửa riêng).
a) Dừng xưởng do mất điện đột ngột
Đóng ngay van khoá nước sạch từ thùng chứa chảy xuống thùng chứa axit tuần hoàn tránh việc pha loãng nồng độ axit.
Đóng van của máy quạt đang làm việc ngăn không cho khí lưu thông trong dây chuyền.
Tránh mọi việc làm mất nhiệt của bộ phận lò, bộ phận chuyển hóa.
Khi mất điện một máy bơm phải bật máy bơm dự phòng làm việc ngay sau thời gian ngắn nhất. Khi một trong hai máy bơm axit sấy hoặc hấp thụ ngưng, phải cho dừng máy quạt để tránh hút không khí ẩm vào hệ thống và tránh thải khí SO3 ra ngoài trời mà không được hấp thụ triệt để.
b) Khởi động lại dây chuyền
Quá trình này chỉ được thực hiện sau đại tu hoặc sửa chữa lớn.
Các giai đoạn:
Không khí tháp sấyquạt lò đốt lọc gió nóng tháp chuyển hóathải ra ngoài qua cửa thiết bị làm nguội SO3.
Không khí được lọc sạch bụi sau đó đưa vào tháp sấy với lưu lượng gần 11100 m3/h. Tháp sấy đồng thời cũng được khởi động dùng axit sunfuric nồng độ 98.3% sấy không khí ẩm.
Sau khi tháp sấy làm việc 15 phút tiến hành khởi động lò đốt. Không khí khô và dầu DO được phun đồng thời vào lò đốt sau đó mồi lửa. Tốc độ gia nhiệt lò từ 15-20oC. Tại đây, toàn bộ hơi nước tự do được sấy khô được xả ra ngoài, đồng thời khóa van ngăn không cho khí đi qua nồi hơi. Khi quan sát thấy đã hết khói đen ta đóng kín cửa xả, mở van cho dòng khí nóng đi qua trao đổi nhiệt với nồi hơi sản xuất hơi nước bão hòa.
Giữ nhiệt độ lò đốt ở 750-800oC trong vòng 4 giờ. Sau đó cho dòng khí nóng qua thiết bị lọc gió nóng đưa vào tháp tiếp xúc với tốc độ gia nhiệt từ 5-8°C/h. Đến
thời giúp sấy khô lượng hơi nước tự do có trong tháp. Cho dòng khí này tiếp tục đi qua lớp, các thiết bị trao đổi nhiệt, tháp hấp thụ thứ nhất, lớp 4 xúc tác và được tháo ra sau thiết bị làm lạnh SO3 (E-1005). Kết thúc quá trình sấy.
Quá trình sấy lò đốt và sấy tháp tiếp xúc là rất quan trọng vì nó quyết định tuổi thọ và hiệu quả làm việc của toàn bộ hệ thống, do đó trong quá trình khởi động xưởng phải thường xuyên theo dõi máy móc thiết bị và ghi chép đầy đủ và trung thực các thông số kỹ thuật vào sổ nhật ký kỹ thuật.
Kết quả
Trong thời gian thực tập tại Nhà máy Super Phốt Phát Long Thành tôi được học hỏi và hiểu biết thêm rất nhiều kiến thức mà có lẽ tôi sẽ không tìm thấy từ sách vở. Tôi đã được ứng dụng những lý thuyết đã học ở nhà trường vào thực tiễn. Từ những kiến thức cơ bản như kỹ năng giao tiếp cho đến những kiến thức chuyên ngành hóa học mà tôi đang theo học.
Hầu như tất cả các công việc mà tôi được trải nghiệm tại đây, đều giúp tôi học được tính cẩn thận. Làm quen với môi trường làm việc phải đúng giờ, có kỉ cương nề nếp trong công việc.
Qua đợt thực tập này, tôi tự thấy mình phải trang bị kỹ hơn, nắm vững hơn những kiến thức chuyên ngành, tham gia những lớp học nghiệp vụ khác để có thể khắc phục được những khuyết điểm trong tương lai.
Kiến nghị và giải pháp
- Các dàn làm lạnh axit dạng ống ở dây chuyền sản xuất axit 1 cần được thay thế bởi thiết bị làm lạnh dạng tấm có thiết kế nhỏ gọn, diện tích trao đổi nhiệt lớn hiệu quả cao.
- Cần có biện pháp xử lí triệt để khí thải ở dây chuyền sản xuất Axit 1.
- Một số thiết bị, đường ống có nhiệt độ rất cao nhưng không có bảo ôn, dẫn đến bị tổn thất nhiệt và có thể gây nguy hiểm cho người qua lại. Vì vậy, lắp thêm bảo ôn để giảm tổn thất nhiệt và bảo vệ tính mạng người qua lại.
1. Đỗ Bình, (1999). Công nghệ sản xuất Axit Sunfuric. Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
2. Tài liệu đơn vị thực tập cung cấp. 3. Nguồn internet:
- Trần Thị Lan Phương (2011). Lưu huỳnh. Lấy từ URL: thuviengiaoan.edu.vn
- Wiki Pedia. Axit sunfuric. Lấy từ URL: voer.edu.vn
- HALDOR TOPSOE. VK series Sulphuric acid catalysts. Lấy từ URL: topsoe.ru