Đề tài Tổng quan về Công ty Supe phốt phát và Hoá chất Lâm Thao

MỞ ĐẦU Các Quá trình và Thiết bị trong Công nghệ Hoá chất và thực phẩm là môn học cơ sở rất quan trọng cho sinh viên ngành Hoá chất, Thực phẩm và Luyện kim, nhằm giúp cho các kỹ sư khả năng tính toán, thiết kế thiết bị, khả năng vận hành, cải tiến hoặc đề xuất những thiết bị thích ứng nhất cho một công nghệ cụ thể với năng suất và hiệu suất cao. Là một sinh viên ngành Quá trình và Thiết bị, việc tiếp xúc với các dây chuyền công nghệ và thiết bị là điều rất quan trọng. Chính vì thế, Thực tập kỹ thuật là một cơ hội tốt cho sinh viên học tập, tiếp cận thực tế, nhìn nhận các vấn đề một cách sát thực và hiểu rõ hơn công việc của một kỹ sư Quá trình và Thiết bị. Thực tế là Việt Nam là một nước nông nghiệp, vì vậy, các sản phẩm phục vụ cho nông nghiệp là những mặt hàng vô cùng thiết yếu, trong đó, không thể không kể đến các sản phẩm phân bón. Mỗi năm cung cấp cho thị trường hơn 1 triệu tấn phân bón các loại, chiếm thị phần quan trọng trong thị trường phân bón trong nước, Công ty Supe phốt phát và Hóa chất Lâm Thao hiện là nhà sản xuất, phân phối hàng đầu về phân bón và một số sản phẩm hóa chất phục vụ sản xuất, tiêu dùng và góp phần đáng kể trong việc ổn định thị trường phân bón nước ta trong thời gian qua. Không những thế, Công ty Supe phốt phát và Hoá chất Lâm Thao còn sản xuất rất nhiều sản phẩm hoá chất khác phục vụ cho công nghiệp. Với diện tích nhà xưởng rộng lớn, công nghệ hiện đại, thiết bị đa dạng, Công ty Supe phốt phát và Hoá chất Lâm Thao thực sự là một Công ty Hoá chất lớn của Việt Nam. Việc thực tập tại Công ty là một cơ hội lớn để sinh viên được tiếp cận thực tế và trang bị thêm các kiến thức về Quá trình và Thiết bị. Báo cáo thực tập tại Công ty Supe phốt phát và Hoá chất Lâm Thao bao gồm các phần chính: Tổng quan về Công ty Supe phốt phát và Hoá chất Lâm Thao. Các dây chuyền sản xuất: Axit 2, NPK và Supe 1. Một số thiết bị chính trong từng dây chuyền công nghệ. Kiến nghị và giải pháp với từng dây chuyền sản xuất. PHẦN 1 TỔNG QUAN LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN Công ty Supe phốt phát và Hoá chất Lâm Thao là một đơn vị trực thuộc Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam - Bộ Công nghiệp. Công ty Supe phốt phát và hoá chất Lâm Thao (tiền thân là Nhà máy Supe phốt phát Lâm Thao) được Liên Xô (cũ) giúp đỡ xây dựng. Tháng 6/1959, Phó Thủ tướng Lê Thanh Nghị đã bổ nhát cuốc đầu tiên đánh dấu ngày khởi công xây dựng. Nhà máy chính thức đi vào sản xuất trên diện tích 73 ha thuộc địa bàn Lâm Thao, là một trong số các nhà máy hiện đại với quy mô lớn ra đời sớm nhất của tỉnh Phú Thọ, với 2 dây chuyền chính: dây chuyền Axít 1 sản xuất axít sunfuric 40.000 tấn/năm và dây chuyền Supe 1 sản xuất Supe Lân 10.000 tấn/năm. Ngày 24/6/1962, Nhà máy đã sản xuất thành công mẻ lân đầu tiên. Để đáp ứng nhu cầu phân bón ngày càng tăng cho nông nghiệp, Nhà máy đã 4 lần được đầu tư khôi phục và mở rộng, công suất Supe lân được nâng lên 500 nghìn tấn/năm. Với phương châm kết hợp đầu tư chiều sâu, cải tạo, đổi mới thiết bị công nghệ và mở rộng sản xuất theo hướng hiện đại hóa, Công ty đã phát huy các tiềm năng nội lực, tập trung nâng cao năng lực sản xuất và chất lượng sản phẩm, đưa công suất axit sunfuric lên 270 nghìn tấn, supe lân lên 800 nghìn tấn/năm. Đặc biệt, gắn sản xuất với thị trường, Công ty đã phát triển mạnh mẽ phân hỗn hợp NPK. Trong 4 năm liên tục  (2001 - 2004), Công ty đã đầu tư thêm 4 dây chuyền sản xuất phân NPK với công nghệ tiên tiến, đưa công suất lên 700 nghìn tấn/năm, nâng năng lực sản xuất phân bón chung của Công ty lên gấp 15 lần công suất ban đầu. Chất lượng sản phẩm của Công ty ngày một nâng cao. Trải qua 46 năm xây dựng và phát triển, Công ty liên tục hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ được giao. Từ những kết quả đó, Công ty đã vinh dự nhận được nhiều phần thưởng cao quý của Đảng và Nhà nước. Công ty đã được Đảng, Nhà nước 3 lần phong tặng danh hiệu Đơn vị anh hùng, Huân chương Hồ Chí Minh và nhiều phần thưởng cao quý khác, Cờ, Bằng khen của Bộ Công nghiệp, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, tỉnh Phú Thọ, Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam, v.v …tại các dịp vinh danh và bình chọn. Công ty đã đồng thời được cấp chứng chỉ hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001 - 2000 cho 3 sản phẩm chính là NPK, supe lân, axit sunfuric thương phẩm. Phần thưởng cao quý nhất mà Công ty có được, đó là, từ ngày bước vào sản xuất đến nay, phân bón Lâm Thao với thương hiệu “ba nhành lá cọ” luôn được bà con nông dân cả nước tin tưởng, mến mộ và sử dụng ngày càng nhiều. LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG Sản xuất, kinh doanh các sản phẩm phân bón chứa lân, phân hỗn hợp NPK và các hoá chất công nghiệp. CÁC SẢN PHẨM CHỦ YẾU Supe lân. NPK các loại: 5-10-3, 10-20-6, 16-16-8, 10-5-10, 10-10-10, 8-4-4, 8-8-4, 8-4-8, 10-10-5, 10-5-5, 6-20-10, 12-2-12 … Phân bón đặc thù cho các loại cây (cây hoa, cây cảnh, cây ăn quả …). Axit sunfuric kỹ thuật, tinh khiết, tinh khiết phân tích, axit dùng cho ăcquy. Natri sunfit và bisunfit kỹ thuật. Natri silic florua kỹ thuật. Natri florua tinh khiết. Phèn nhôm sunfat kỹ thuật và phèn kép amôni nhôm sunfat kỹ thuật. Oxy kỹ thuật. ĐƠN VỊ TRỰC THUỘC Xí nghiệp Axit 1 và Axit 2: sản xuất axit sunfuric phục vụ sản xuất supe phốt phát và bán axit thành phẩm ra thị trường. Xí nghiệp Supe 1 và Supe 2: sản xuất supe lân. Xí nghiệp NPK: sản xuất phân hỗn hợp NPK. Xí nghiệp Đóng bao: đóng bao, bốc xếp sản phẩm supe lân và NPK lên phương tiện cho khách hàng. Xí nghiệp Điện: đảm bảo cho các thiết bị điện trong công ty hoạt động tốt, đảm bảo điện năng cho sản xuất và sinh hoạt toàn công ty. Xí nghiệp Nước: cung cấp nước phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt toàn công ty. Xí nghiệp Mộc - Nề: gia công, sửa chữa đồ gỗ, tham gia phục vụ cho quá trình xây dựng, sửa chữa trong toàn công ty. Xí nghiệp Cơ khí: gia công phụ tùng, chi tiết, phục vụ sửa chữa thường xuyên và đột xuất, đảm bảo cho hoạt động sản xuất chính toàn công ty; ngoài ra làm dịch vụ gia công cơ khí cho bên ngoài … Xí nghiệp Vận tải: có nhiệm vụ vận tải hàng hoá phục vụ quá trình cung ứng và tiêu thụ (đường bộ); vận chuyển nội bộ và làm dịch vụ vận chuyển cho bên ngoài. Chi nhánh Hải Dương. CÁC DỰ ÁN Các dự án đã được đầu tư Đầu tư chiều sâu đổi mới công nghệ và thiết bị Dây chuyền axit số 1. Đầu tư xây dựng dây chuyền NPK công suất 150.000 tấn/năm số 1. Đầu tư tự động hoá khu điều chế supe lân tại Supe 1 và Supe 2. Đầu tư bộ phận dỡ quặng apatit tuyển tại Xí nghiệp Supe 1. Đầu tư cải tạo nâng cấp hệ thống mạng, máy vi tính, Nhà điều hành số 2, Hệ thống cung cấp nước sạch. Đầu tư dây chuyền Axit số 3 công suất 40.000 tấn H2SO4/năm. Các dự án đang được đầu tư Đầu tư tự động hoá Xí nghiệp Axit số 1. Cải tạo công nghệ dây chuyền Axit số 2 sang đốt lưu huỳnh lỏng, công suất 120.000 tấn H2SO4/năm. Đầu tư xây dựng dây chuyền NPK 150.000 tấn/năm số 2. Đầu tư xây dựng nhà luyện thể dục - thể thao và xây dựng tổng đài điện tử. Các dự án dự kiến sẽ đầu tư Xây dựng xưởng NPK 150.000 tấn/năm ở chi nhánh Hải Dương. Xây dựng xưởng NPK 150.000 tấn/năm số 3 ở Công ty tại Lâm Thao – Phú Thọ. PHẦN 2 DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT AXIT SỐ 2 NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu chính Dây chuyền cũ sử dụng quặng pyrit tuyển nổi có cỡ hạt 8mm làm nguyên liệu chính để sản xuất axit sunfuric. Sau khi cải tạo, việc sử dụng quặng pyrit đã được thay thế bằng sử dụng lưu huỳnh nguyên tố (S). S được khai thác từ mỏ hoặc trong hoá dầu, nhập khẩu từ các nước Singapore, Arập, Ba Lan … Việc thay thế quặng pyrit bằng S là do: Trữ lượng quặng pyrit có hạn. Sử dụng S sẽ bớt đi công đoạn tinh chế khí, dẫn đến bớt đi được các thiết bị cồng kềnh: lò tầng sôi, lọc điện khô, 2 tháp rửa, lọc điện ướt 2 cấp … Sử dụng quặng pyrit sẽ dẫn đến tạo thành chất thải rắn là xỉ pyrit rất khó xử lý, gây ô nhiễm môi trường. Như vậy, việc thay thế quặng pyrit bằng lưu huỳnh nguyên tố không những mang lại giá trị kinh tế mà còn có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trường. Chất xúc tác Chất xúc tác được sử dụng để tăng nhanh tốc độ phản ứng oxi hoá SO2 thành SO3 trong các tháp tiếp xúc. Có 3 loại tốt nhất được ứng dụng trong sản xuất axit, đó là Pt kim loại, oxyt sắt, oxit vanađi. Trong dây chuyền sản xuất, sử dụng chất xúc tác vanađi oxit, do các ưu điểm: V2O5 kém hoạt động hơn Pt nhưng rẻ hơn. Độ nhiễm độc asen kém hơn Pt vài ngàn lần. Sử dụng chất xúc tác có ký hiệu T-210 trong lớp xúc tác 1 (có nồng độ SO2 cao) và CS-110 trong các lớp tiếp xúc 2, 3 và 4 (có nồng độ SO2 thấp). Đặc tính của xúc tác: Khối tiếp xúc vanađi chứa trung bình 7 % V2O5; chất hoạt hoá là các oxit kim loại kiềm, thường dùng K2O; chất mang thường dùng là alumino silicat. Khối tiếp xúc vanađi là những hạt xốp, dạng trụ, màu vàng nhạt hoặc xanh nhạt. Khối tiếp xúc vanađi làm việc trong khoảng nhiệt độ 400 – 600 0C. Khi t0 > 600 0C, xúc tác giảm hoạt độ do hiện tượng kết khối các cấu tử hoạt động để tạo thành những hợp chất không hoạt động. Khi t0= < 400 0C, hoạt độ của xúc tác giảm đột ngột do sự chuyển hoá trị V5+ thành V4+ ít hoạt động. Loại Hình dáng Thành phần chính Sử dụng T – 210 + Viên trụ + Đường kính: 5,5 mm + Chiều dài trung bình: 9,5 – 12 mm V2O5: 6 – 8 % K2O: 9 – 10 % SiO2: 60 – 65 % Thích hợp cho lớp 1, lớp 2 tháp tiếp xúc LP - 110 + Loại vòng + Đường kính ngoài: 9,5 mm + Đường kính trong: 4 mm + Chiều dài trung bình: 9,5 – 13 mm V2O5: 6 – 8 % K2O: 10,5 – 11,5 % SiO2: 55 – 60 % Thích hợp cho lớp 2, 3 và 4 tháp tiếp xúc CS - 110 + Loại vòng + Đường kính ngoài: 9,5 mm + Đường kính trong: 4 mm + Chiều dài trung bình: 9,5 – 13 mm V2O5: 6 – 8 % K2O: 8 – 9 % SiO2: 55 – 60 % Cs2O: 5 – 7 % Thích hợp cho lớp 3, lớp 4 tháp tiếp xúc NHIÊN LIỆU Dầu DO và dầu FO là nhiên liệu để phục vụ cho việc sấy và gia nhiệt cho các hệ thống công nghệ như lò đốt lưu huỳnh, tháp tiếp xúc… Dầu DO Nhiệt trị: Độ nhớt ở 80 0C: Tỷ trọng ở 20 0C: Nhiệt độ: 25 – 30 0C. Dầu FO Nhiệt trị: 9500 – 9800 kcal/kg. Độ nhớt ở 80 0C: Độ tro: ≤ 0,1 %. Độ ẩm: ≤ 1 %. Tỷ trọng ở 20 0C: 844 kg/m3. Nhiệt độ: 30 0C. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SẢN XUẤT AXIT Điều chế SO2 Không khí ẩm ngoài trời được hút vào tháp sấy khí (sử dụng axit để sấy) rồi vào tháp tách tia bắn axit, tạo thành không khí khô, được nâng nhiệt độ lên 180 – 200 0C rồi cung cấp vào lò đốt lưu huỳnh. Lưu huỳnh lỏng qua bộ phận hoá lỏng lưu huỳnh có nhiệt độ 140 – 145 0C được bơm vào lò đốt. Trong lò xảy ra phản ứng cháy lưu huỳnh với oxy trong không khí: S + O2 = SO2 + 296 kJ Phản ứng toả nhiệt. Quá trình cháy là quá trình đồng thể. Đốt lưu huỳnh trong không khí có thể thu được khí chứa 21 % SO2. Trong thực tế sản xuất thường lấy dư không khí và thu được khí chứa gần 12 % SO2. Oxi hoá SO2 thành SO3 Phản ứng chuyển hoá khí SO2 thành SO3: SO2 + ½ O2 SO3 + 296,7 kJ Tương ứng với quy tắc Le – Shatelia, cân bằng sẽ dịch chuyển về phía thu SO3 khi giảm nhiệt độ và tăng áp suất. Đối với những hỗn hợp khí thông thường dưới 450 0C, hằng số cân bằng đủ lớn để tạo xcb > 97 %. Khi nhiệt độ > 450 0C thì Kcb và xcb giảm đi rất nhanh. Tuy nhiên, ở những giai đoạn đầu oxy hoá, thậm chí ngay cả khi có mặt những chất xúc tác mạnh cần phải tăng nhiệt độ cao hơn 450 0C để tăng vận tốc phản ứng. Vì vậy, hỗn hợp khí sau lò có nhiệt độ 1000 0C đưa sang nồi hơi nhiệt thừa, giảm nhiệt độ còn 420 – 440 0C. Để giảm năng lượng hoạt hoá của phản ứng, người ta sử dụng xúc tác oxit vanađi. Quá trình oxi hoá xúc tác chia thành các giai đoạn: Khuếch tán cấu tử phản ứng từ trung tâm dòng khí đến bề mặt hạt xúc tác, sau đó khuếch tán trong các mao quản của khối tiếp xúc. Hấp thụ oxy bằng chất xúc tác (chuyển điện tử từ chất xúc tác đến các nguyên tử oxy). Hấp phụ phân tử SO2 để tạo thành phức [SO2.O.Xt]. Chuyển nhóm điện tử để tạo thành phức [SO3.Xt]. Giải hấp phụ SO3 (quá trình nhả). Khuếch tán SO3 từ các mao quản của khối tiếp xúc và từ bề mặt của các hạt. Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng đi vào lớp 1 của tháp tiếp xúc dạng tầng có trao đổi nhiệt bên ngoài. Trong lớp xúc tác sẽ xảy ra phản ứng và quá trình sấy nóng đoạn nhiệt do nhiệt của phản ứng toả ra. Khi thiết bị có cách nhiệt tốt thì trong mỗi lớp xúc tác sẽ xảy ra quá trình đoạn nhiệt, tăng nhiệt độ sẽ tỷ lệ thuận với sự tăng mức chuyển hoá. Lượng chất xúc tác trong thiết bị sẽ tăng dần lên theo nguyên tắc I < II < III < IV, mức độ chuyển hoá trong các lớp lại giảm đi từ từ. Giai đoạn đầu quá trình oxy hoá tiến hành trong vùng khuếch tán, các giai đoạn cuối tiến hành trong vùng động học. Hấp thụ SO3 bằng nước nhận H2SO4 SO3 tạo thành trong thiết bị tiếp xúc được hấp thụ bằng nước trong tháp đệm tưới axit sunfuric 98,3 %. SO3 + H2O = H2SO4 + 9200 kJ H2O là nước tự do trong axit H2SO4. Dùng H2SO4 98,3 % để giảm đến mức tối đa lượng SO3 hoặc H2SO4 thoát ra ngoài. Dùng axit này độ hấp thụ SO3 lớn nhất do áp suất riêng phần của hơi trên lỏng thấp và sẽ càng lớn nếu nhiệt độ tiến hành hấp thụ càng thấp. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Sang công đoạn sau Công đoạn đốt S Công đoạn nồi hơi nhiệt thừa S rắn Công đoạn nấu chảy S Công đoạn tiếp xúc Công đoạn hấp thụ Sơ đồ lưu trình công nghệ Các công đoạn chính Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh (thuộc Xí nghiệp Axit 1) Sơ đồ công nghệ Mô tả công nghệ Lưu huỳnh rắn từ kho chứa được vận chuyển lên bunke chứa, qua bằng tải đưa đến thùng hoá lỏng lưu huỳnh. Thùng hoá lỏng lưu huỳnh là một thiết bị có thể tích V = 113 m3, được tăng khả năng khuấy trộn bằng cách lắp thêm cánh khuấy. Nhờ hơi nước có P = 6 kG/cm2 có nhiệt độ cao cấp vào gia nhiệt, S chuyển trạng thái từ rắn sang lỏng, và được đưa vào thùng lắng S lỏng. S lỏng được đưa về thùng chứa trung gian (140 – 145 0C) rồi được bơm đến các công đoạn sau. Thùng hoá lỏng và thùng lắng được định kỳ xả cặn. Hơi S, H2O, H2S … được tháo ra, đưa vào thiết bị hấp thụ, sử dụng nước có bổ sung kiềm (vôi, xôđa …) để hấp thụ các chất khí. Khí đã hấp thụ (chỉ còn lại các khí trơ và các giọt mù) được đưa sang xyclon tách giọt rồi phóng không. Công đoạn lò đốt lưu huỳnh Sơ đồ công nghệ Mô tả công nghệ Lưu huỳnh từ thùng chứa 113 được bơm cấp vào vòi phun lưu huỳnh lắp ở lò 201. Đường ống dẫn lưu huỳnh từ thùng chứa đến vòi phun được gia nhiệt bằng hơi nước trong áo hơi, vòi phun lưu huỳnh được làm mát bằng hơi. Lưu huỳnh lòng phun vào lò cháy cùng với không khí cấp vào lò. Lưu lượng lưu huỳnh vào lò được điều khiển tự động qua hệ thống điều khiển. Lưu lượng không khí được điều chỉnh qua hệ thống các van trên đường không khí chính và đường không khí bổ sung. Khí ra lò có nhiệt độ 1000 – 1500 m0C, nồng độ SO2 11 % thể tích đi vào nồi hơi nhiệt thừa 202. Nồi hơi nhiệt thừa được cấp nước có nhiệt độ 105 0C bằng bơm cấp. Khí sau khi đi qua nồi hơi được giảm nhiệt độ từ 1000 – 1050 0C xuống còn 430 – 420 0C đi vào lọc gió nóng 203. Thiết bị lọc gió nóng có vai trò giữ lại tro, bụi của dòng khí trước khi vào tiếp xúc. Thiết bị chính: Lò đốt lưu huỳnh 201 Nhiệm vụ Điều chế SO2 từ S lòng (phản ứng cháy với oxy trong không khí). Cấu tạo Lò đốt lưu huỳnh có cấu tạo hình trụ nằm ngang. Lớp vỏ bên ngoài được chế tạo bằng thép CT3 dày 10 mm, bên trong được xây lót bằng 2 lớp gạch chịu lửa. + Ngoài cùng là lớp gạch định hình AD5 (230x113x65/55) và gạch FB (230x103x65). + Lớp tiếp theo là lớp gạch định hình AD5 và gạch AD3 (230x113x65/45). Đầu đốt lò cũng được xây bằng các lớp gạch như trên. Giữa phần đầu là và thân lò là phần hình côn được xây lót bằng gạch định hình để thu côn bằng 2 lớp gạch AD5 và AD3. Lò đốt được đặt trên 5 giá di động kiểu con lăn. Bên ngoài lò được bọc bằng lớp vỏ nhôm. Chiều dài thân lò: 14.230. Chiều dài thân trụ buồng trước: 6.800. Chiều dài thân trụ buồng giữa: 2.000. Chiều dài thân trụ buồng sau: 1.780. Chiều dài phần côn: 883 Đường kính vỏ lò: 3956x10. Đường kính trong xây lót: 3000. Thể tích lò: 81,2475 m3. Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị khác Ống khói khởi động 204 Dùng trong quá trình gia nhiệt khởi động lò. Vật liệu: thép CT3. Kích thước: Φ 800; H 15.000. Thùng chứa dầu DO 206 Dùng để chứa dầu khi gia nhiệt và khởi động lò. Kích thước: Φ 1812x6, H 2870. Chiều cao chứa: 2400. Bơm cấp dầu DO Năng suất Q = 0,5 m3/h. Áp suất 25 kG/cm2. Bơm lưu huỳnh lỏng Năng suất 4,5 m3/h. Áp suất 12 at. Động cơ 18,5 kW, tốc độ vòng quay 2900 v/p. Thùng chứa lưu huỳnh lòng 113 Dùng để chứa S lỏng cấp cho lò. Kích thước D 6000, H 3000. Các chỉ tiêu kỹ thuật Dầu DO: Nhiệt độ 25 – 30 0C. Áp suất: 15 – 25 kG/cm2. Nhiệt độ tường gạch lò đốt: 900 – 950 0C. Nhiệt độ buồng đốt: 1000 – 1050 0C. Nhiệt độ khí ra sau nồi hơi: 420 – 430 0C. Hơi nước trong nồi hơi: Áp suất 25 at. Nhiệt độ 225 0C. Hơi sau giảm áp: Nhiệt độ 160 0C. Áp suất 6 kG/cm2. Lưu huỳnh vòi phun: Lưu lượng 2,98 m3/h. Áp suất: 12 kG/cm2. Lưu lượng không khí vào lò: 30.000 – 35.000 nm3/h. Nồng độ SO2 sau lò: 11 % thể tích. Công đoạn nồi hơi nhiệt thừa Sơ đồ công nghệ Mô tả công nghệ Nước mềm từ bộ phận lọc nước hoá học được cấp lên bình khử khí 209 qua thiết bị gia nhiệt. Tại bình khử khí, nước được nâng nhiệt độ lên 100 – 105 0C và tách oxy, sau đó được bơm cấp nước cấp vào nồi hơi 202. Nước trong nồi hơi trao đổi nhiệt với khí lò, hơi nước bão hoà có áp suất 25 at sinh ra được đưa qua thiết bị quá nhiệt để tạo hơi quá nhiệt cấp cho phát điện. Hỗn hợp khí SO2 nồng độ ≤ 11 % có nhiệt độ 950 – 1050 0C vào nồi hơi, sau khi trao đổi nhiệt với nồi hơi nhiệt thừa, nhiệt độ hạ xuống còn 420 – 430 0C đi qua thiết bị lọc gió nóng để vào tháp tiếp xúc. Thiết bị chính: Nồi hơi nhiệt thừa 202 Nhiệm vụ Nồi hơi nhiệt thừa thực chất là một thiết bị tận dụng nhiệt. Nước trong nồi hơi trao đổi nhiệt với khí lò, hơi nước bão hoà có áp suất 25 at sinh ra được đưa qua thiết bị quá nhiệt để tạo hơi quá nhiệt cấp cho phát điện. Cấu tạo Nồi hơi nhiệt thừa kiểu ống lửa (như thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm, nước đi ngoài ống, lửa ở trong ống). Tổng bề mặt tiếp nhiệt: 587,6 m2. Thể tích chứa nước: 16 m3. Thể tích chứa hơi: 3,7 m3. Kích thước bao: L 10940, Φ 4300. Thân lò: Φ 2300x25, L 7000. Cụm sinh hơi: gồm 421 ống Φ 63,5x4, vật liệu thép 20G, L 6750 ± 50. Hộp đón lửa: L 2160, Φ 3556. Cửa khí vào: Φ 2400. Hộp khí ra: L 2050, Φ 2800. Cửa khí ra: Φ 1600/1420x10. Cửa vệ sinh: Φ 900x6. Đường xả hơi chính: Dy 125. Đường xả khí: Dy 50. Đường cấp nước: Dy 65. Đường xả van an toàn: Dy 80. Đường xả liên tục: Dy 32. Đường xả đáy: Dy 50. Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị khác Thiết bị giảm áp L 2968, Φ 325x10/ Φ 291x4/ Φ 219x8. Áp suất làm việc: 25 at. Áp suất hơi ra giảm áp: 6 ± 0,5 at. Nhiệt độ làm việc: 225 0C. Bình xả bùn 212 L 2348, Φ 708x4. V = 0,86 m3. Áp suất làm việc: 2 at. Nhiệt độ làm việc: 150 0C. Bình xả liên tục 211 H 1660, Φ 608x4. V = 0,33 m3. Áp suất làm việc: 2 at. Nhiệt độ làm việc: 150 0C. Thiết bị khử khí 209 L 5472, Φ 1916x8. V = 14 m3. Năng suất khử khí: 17 m3/h. Áp suất làm việc: 2 at. Nhiệt độ làm việc: 102 – 105 0C. Tháp thổi: H 1100, Φ 762x8. Thiết bị gia nhiệt nước mềm L 1744, Φ 325x10. Bình nước ngưng V = 1 m3. H 1265, Φ 950. Bơm cấp nước Bơm 3 cấp cánh guồng. Công suất động cơ: 55 kW. Áp suất đẩy: 30 at. Chỉ tiêu kỹ thuật Chế độ nồi hơi Năng suất sinh hơi: 14.000 – 17.000 kg/h. Áp suất trong nồi hơi khi làm việc: 24 – 25 at. Áp suất hơi ra nồi hơi: 10 – 20 at. Nhiệt độ nước cấp: 100 – 105 0C. Hiệu suất lò hơi: 88 %. Khí nóng vào nồi hơi: Lưu lượng 33.000 ± 5 % Nm3/h. Thánh phần khí: ≤ 11 % SO2. Nhiệt độ khí vào: 950 – 1050 0C. Nhiệt độ khí ra: 350 – 420 0C. Chế độ nước cấp cho nồi hơi Độ cứng toàn phần: < 0,5 mgdl/kg. Hàm lượng: O2 < 0,1 mg/kg, CO2 < 20 mg/kg, sắt < 0,05 mg/kg. Độ pH ở 20 0C: 8,5 – 10,5. Tiêu chuẩn nước lò Độ kiềm: < 6 mgdl/kg. pH: 8,5 – 10,5. Hàm lượng P2O5 < 10 mg/kg. Công đoạn tiếp xúc Sơ đồ công nghệ Mô tả công nghệ Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng có nồng độ 10 – 10,5 % SO2, lưu lượng Q = 35.000 m3/h, nhiệt độ 420 0C đi vào tháp tiếp xúc lớp 1. Sau lớp 1, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá x1 = 60 %, nhiệt độ 600 0C được hạ nhiệt độ xuống còn 454 0C nhờ hệ thống thiết bị quá nhiệt hơi nước 309. Ở đây, khí SO3 nóng đi bên ngoài ống trao đổi nhiệt, hơi nước bão hoà đi bên trong. Hơi nước sau thiết bị 309 đạt nhiệt độ 400 – 420 0C đi vào tua bin của xưởng phát điện. Sau thiết bị 309, hỗn hợp SO3 đạt nhiệt độ đi vào lớp xúc tác 2. Trong lớp 2 tiếp tục xảy ra phản ứng chuyển hoá.Sau lớp 2, mức chuyển hoá x2 = 86 %, nhiệt độ 524 0C đi vào trao đổi nhiệt ngoài 305 để hạ nhiệt độ xuống còn 455 0C để vào lớp 3. Tác nhân làm nguội là hỗn hợp khí SO2 từ thiết bị lọc mù của hấp thụ trung gian, qua trao đổi nhiệt 3010 tới. Qua lớp 3, hỗn hợp khí tiếp tục phản ứng với hiệu suất chung đạt 94 %. Hỗn hợp khí sau lớp 3 có nhiệt độ 484 0C được đưa đi hạ nhiệt độ còn < 181 0C để vào tháp hấp thụ thứ nhất nhờ 2 tháp trao đổi nhiệt 3010, 3011. Tác nhân nguội là hỗn hợp khí SO2 từ tháp lọc mù đền. Khí SO3 có nhiệt độ < 180 0C đi vào tháp hấp thụ thứ nhất 254. Hỗn hợp khí ra khỏi tháp hấp thụ 254 được đưa vào tháp lọc mù để giữ lại mù axit. Sau khi lần lượt đi qua 3 trao đổi nhiệt 3011, 3010 và 305, khí SO2 được nâng nhiệt độ 4250C được đưa vào lớp xúc tác 4. Tại đây phản ứng tiếp tục xảy ra triệt để. Sau lớp 4, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá chung là x ≥ 99,7 %, nhiệt độ 432 0C được hạ nhiệt độ xuống < 181 0C để đưa sang hệ thống hấp thụ bằng trao đổi nhiệt 303 và 304. Tác nhân nguội là không khí ẩm ngoài trời. Một số thiết bị chính Tháp tiếp xúc lớp 1 Nhiệm vụ Chuyển hoá khí SO2 thành khí SO3 tại lớp xúc tác thứ nhất. Tháp tiếp xúc lớp 1 được đặt tách riêng với tháp tiếp xúc lớp 2, 3 và 4 chỉ do yêu cầu về mặt bằng và bố trí thiết bị. Cấu tạo Tháp hình trụ, vỏ được chế tạo bằng thép C20 dày 10 mm. Bên trong lót 1 lớp amiăng dày 10 mm và xây lót bằng 1 lớp gạch sa mốt chịu nhiệt dày 230 mm. Đáy tháp lát thêm lớp gạch chịu axit 180x115x18. Giữa tâm tháp là một đoạn trụ bằng gang chịu nhiệt có Φ 800 dùng làm trụ đỡ cho các kết cấu của tháp. Xung quanh tháp, bên ngoài vỏ thép là lớp bảo ôn cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh dày 250 mm, bên ngoài là lưới thép 1 ly và nhôm lá dày 0,8 mm. Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8 mm, Φ 2100. Dưới nón phân phối là lớp ghi bằng thép. Trong tháp có kết cấu từ dưới lên là: dầm đỡ ghi I240 bằng thép C20, kết cấu ghi đỡ, lưới thép, lớp đá thạch anh cỡ 20x25, dày 50 mm, lớp xúc tác T - 210 dày 570 mm, thể tích 25 m3, lớp đá thạch anh dày 50 mm. Các thông số cơ bản Năng suất: 360 tấn axit/ngày đêm. Lưu lượng khí qua tháp: < 46.600 Nm3/h. Áp suất làm việc: 1.400 – 1.700 mmH2O. Chiều cao tổng cộng: 5397. Đường kính ngoài vỏ thép: 8020. Đường kính trong tháp: 7520. Ống dẫn khí SO2 vào trên đỉnh tháp: Dn 1400. Ống dẫn khí SO3 ra ở dưới: hình chữ nhật, kích thước 1.200x2.100. Có 5 cửa chui Φ 800, 2 cửa trên nắp tháp, 1 cửa phía dưới chân và 2 cửa ngang vị trí đổ xúc tác. Tháp tiếp xúc 306 Nhiệm vụ Dùng để chuyển hoá khí SO2 thành khí SO3 tại lớp xúc tác thứ 2, 3 và 4. Cấu tạo Tháp hình trụ, vỏ được chế tạo bằng thép C20 dày 10 mm. Bên trong lót 1 lớp amiăng dày 10 mm và xây lót bằng 1 lớp gạch sa mốt chịu nhiệt dày 230 mm. Đáy tháp lát thêm lớp gạch chịu axit 180x115x18. Giữa tâm tháp là 8 đoạn trụ bằng gang chịu nhiệt có Φ 800 lắp ghép với nhau dùng làm trụ đỡ cho các kết cấu của tháp. Xung quanh tháp, bên ngoài vỏ thép là lớp bảo ôn cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh dày 250 mm, bên ngoài là lưới thép 1 ly và nhôm lá dày 0,8 mm. Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8 mm, Φ 2100. Dưới nón phân phối là lớp ghi bằng thép để rải lớp đá thạch anh dày 50 mm, cỡ đá 20x25 mm. Trong tháp gồm có 3 lớp xúc tác, mỗi lớp có kết cấu theo thứ tự từ dưới lên là: dầm đỡ ghi I240 bằng thép C20, kết cấu ghi đỡ, lưới thép, sau đó là lớp đá thạch anh, lớp xúc tác và lớp đá thạch anh. Trên các lớp xúc tác 3, 4 có hệ thống phân phối khí, trên lớp 2 có hệ thống trộn khí. Dưới các lớp xúc tác 2, 3, 4 đều có hệ thống gom khí ra. Giữa lớp 3 và lớp 4 được ngăn cách bằng tấm thép sàn. Do đó tháp được chia thành 3 đoạn ngăn cách riêng nhau. Các thông số cơ bản Năng suất: 360 tấn axit/ngày đêm. Lưu lượng khí qua tháp: < 46.600 Nm3/h. Áp suất làm việc: 1.400 – 1.700 mmH2O. Chiều cao tổng cộng: 19.900. Đường kính ngoài vỏ thép: 8020. Đường kính trong tháp: 7520. Ống dẫn khí SO2 vào lớp 2 (trên đỉnh tháp): Dn 1400. Ống dẫn khí SO3 ra lớp 2: hình chữ nhật, kích thước 1200x2100. Ống dẫn không khí bổ sung vào lớp 2: 3 ống Dn 400. Ống dẫn khí SO2 vào lớp 3: hình chữ nhật, kích thước 1200x2100. Ống dẫn khí SO3 ra lớp 3: hình chữ nhật, kích thước 1200x2100. Ống dẫn khí SO2 vào lớp 4: hình chữ nhật, kích thước 1200x2100. Ống dẫn khí SO3 ra lớp 4: hình chữ nhật, kích thước 1200x1800. C ó 15 cửa chui Φ 800 được bố trí trên thân tháp ở các vị trí phù hợp. Lớp xúc tác Chiều cao, mm Thể tích, m3 Loại xúc tác 2 570 25 T – 210 3 700 31 LP – 110 4 700 31 CS - 110 Thiết bị quá nhiệt 309 Nhiệm vụ Dùng để hạ nhiệt độ hỗn hợp khí sau lớp xúc tác 1 đạt nhiệt độ vào lớp xúc tác 2. Đồng thời gia nhiệt hơi nước bão hoà 25 at, 2220C lên 420 0C dùng cho tuabin phát điện. Cấu tạo Gồm có 2 chùm ống trao đổi nhiệt đặt trong 2 hộp khí hình chữ nhật liền nhau, có ống dẫn khí SO3 nối tiếp 2 hộp với nhau. Ống trao đổi nhiệt bằng thép 12Cr1MoV chịu nhiệt độ, áp suất và chống ăn mòn hoá học. Ống Φ 38x4, L 70.000. Hộp khí bằng thép C20. Khí SO3 đi ngoài ống, hơi nước bão hoà đi trong ống. F truyền nhiệt: 398 m2. Kích thước bao ngoài: DxRxH = 5980x6170x4037. Ống khí SO3 vào/ra: Dy 1400/1400. Ống hơi nước bão hoà vào: Dy 250, thép 12Cr1MoV. Ống góp hơi nước quá nhiệt ra: Dy 250. Các thông số kỹ thuật Năng suất khí SO3: 31.747 Nm3/h. Năng suất hơi nước: 15.300 Nm3/h. Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị khác Trao đổi nhiệt ngoài 305 Tháp kiểu trao đổi nhiệt ống chùm, vỏ bằng thép, phần buồng khí trên và dưới được xây lót bằng lớp gạch chịu nhiệt dày 115, bên ngoài được bảo ôn bằng bông khoáng dày 100. F truyền nhiệt: 1176 m2. H 10.780, Φ 3000. Số ống trao đổi nhiệt: n = 1760. Ống Φ 38x3,5; H 5600. Hỗn hợp khí SO3 nóng đi trong ống, từ trên xuống, khí SO2 đi ngoài ống. Trao đổi nhiệt ngoài 3010, 3011 Đoạn trên là hộp khí vào, vỏ thép, trong xây lót bởi 1 lớp gạch sa mốt chịu nhiệt. H 2622, Φ 2812x10. Đoạn giữa là phần trao đổi nhiệt, vỏ thép dày 10, bên ngoài bảo ôn cách nhiệt. H 6000, Φ 2558x10. Ống truyền nhiệt L 6000, Φ 57x3,4, n = 1045 ống. F = 1050 m2. Hỗn hợp khí SO3 nóng đi trong ống, từ trên xuống, khí SO2 đi ngoài ống. Đoạn dưới là hộp khí ra, vỏ thép. H 2600, Φ 2558. Trao đổi nhiệt ngoài 303 Tháp kiểu trao đổi nhiệt ống chùm, vỏ bằng thép CT 38, dày 10, phần buồng khí trên và dưới được xây lót bằng lớp gạch chịu nhiệt dày 115, bên ngoài được bảo ôn bằng bông khoáng dày 100. F truyền nhiệt: 530 m2. H 7400, Φ 3020x10. Ống trao đổi nhiệt: L 3000, Φ 38x3,5, n = 1615 ống. Tháp làm nguội khí SO3 Tháp kiểu trao đổi nhiệt ống chùm, vỏ bằng thép, phần buồng khí trên và dưới được xây lót bằng lớp gạch chịu nhiệt dày 115, bên ngoài được bảo ôn bằng bông khoáng dày 100. F truyền nhiệt: 1260 m2. H 10780, Φ 3000. Ống trao đổi nhiệt: L 6000, Φ 38x3,5, n = 1760 ống. Quạt làm nguội SO3 Lưu lượng khí Q = 60.000 m3/h. Áp suất H = 200 mmH2O. Động cơ N = 55 kW. Các thông số kỹ thuật của tháp tiếp xúc Lưu lượng hỗn hợp khí vào tháp: < 46.600 Nm3/h. Nồng độ khí SO2: < 10, 5 % thể tích. Mức chuyển hoá chung toàn máy: ≥ 99,7 %. Lớp xúc tác Nhiệt độ khí vào, 0C Nhiệt độ khí ra, 0C Mức chuyển hoá, % 1 420 600 60 2 454 524 86 3 455 484 94 4 425 432 99,7 Công đoạn hấp thụ Sơ đồ công nghệ Mô tả công nghệ Bộ phận sấy không khí Không khí có nhiệt độ 28 – 30 0C được máy thổi khí hút qua tháp sấy 251 và tháp tách tia bắn 253. Tại bộ phận sấy, axit sunfuric ≥ 95 % được tưới từ trên xuống. Chu trình tưới của axit như sau: axit sunfuric từ thùng chứa được các bơm chìm bơm lên các dàn làm lạnh để làm lạnh axit xuống còn 45 – 50 0C bằng nước chảy ngoài ống, sau đó axit được đổ vào thùng cao vị rồi được tưới vào tháp sấy qua hệ thống phân phối axit bằng đĩa với lưu lượng 240 – 270 m3/h. Lượng axit chảy từ tháp sấy về thùng chứa lại tiếp tục được bơm tuần hoàn lên tháp sấy kết thúc 1 chu trình sấy. Trong tháp xảy ra quá trình hấp thụ hơi nước. Không khí sau tháp sấy đạt tiêu chuẩn: độ ẩm ≤ 0,015 %, hàm lượng tia bắn ≤ 0,005 mg/m3. Không khí sau tháp sấy có nhiệt độ 40 – 45 0C ra khỏi tháp sấy đi qua tháp tách tia bắn 253 để giữ lại các giọt axit kéo theo trước khi về máy nén. Bộ phận hấp thụ Hỗn hợp khí SO2, SO3 ra khỏi lớp 3 tháp tiếp xúc có mức chuyển hoá 94 %, sau khi được làm nguội xuống nhiệt độ 180 0C đi vào tháp hấp thụ trung gian 254. Chu trình tưới của tháp mônô trung gian như sau: axit mônô có nồng độ 98,3 ± 0,4 % H2SO4 có nhiệt độ 70 ± 5 0C từ thùng chứa được các bơm chìm bơm lên dàn làm lạnh và được làm lạnh xuống 50 ± 5 0C, sau đó đổ vào thùng cao vị rồi được tưới vào tháp hấp thụ trung gian qua hệ thống phân phối axit bằng đĩa với lưu lượng 360 m3/h. Lượng axit chảy từ tháp hấp thụ trung gian về thùng chứa lại tiếp tục được bơm tuần hoàn lên tháp kết thục 1 chu trình. Khí ra khỏi tháp hấp thụ trung gian có nhiệt độ 80 0C đi vào tháp khử mù để tách hết lượng axit và mù axit rồi đi qua các trao đổi nhiệt 3010 và 305 để nâng nhiệt độ lên 425 0C trước khi vào lớp 4 tháp tiếp xúc để chuyển hoá tiếp lượng SO2 còn lại. Hỗn hợp khí SO2, SO3 ra khỏi lớp 4 tháp tiếp xúc có mức chuyển hoá ≥ 99,7 %, được làm nguội xuống nhiệt độ 180 0C đi vào đáy tháp hấp thụ cuối 255. Chu trình tưới của tháp hấp thụ cuối như sau: axit mônô có nồng độ 98,3 ± 0,4 % H2SO4 có nhiệt độ 60 – 65 0C từ thùng chứa được các bơm chìm bơm lên các thiết bị làm lạnh tấm và được làm lạnh xuống 50 – 55 0C, sau đó đổ vào thùng cao vị rồi được tưới vào tháp hấp thụ cuối qua hệ thống phân phối axit bằng đĩa với lưu lượng 360 m3/h. Lượng axit chảy từ tháp hấp thụ cuối về thùng chứa lại tiếp tục được bơm tuần hoàn lên tháp kết thúc 1 chu trình. Sau tháp hấp thụ cuối 255 hỗn hợp khí đi vào tháp tách giọt 256 trước khi thải ra ngoài trời qua ống thải khí. Một số thiết bị chính Tháp sấy khí 251 Nhiệm vụ Sấy không khí trước khi về lò. Cấu tạo Vỏ bằng thép dày 8 mm, xây lót bằng gạch chịu axit, bên trong xếp đệm chịu axit, phân phối bằng 4 máng. Kích thước: Φ 5000, H 15.600. Ống khí ra: Φ 1200. Ống axit bằng thép không gỉ đẩy/hồi: 200/530. Xếp đệm: Loại đệm Kiểu xếp Chiều cao, m Bề mặt riêng, m2/m3 Thể tích, m3 Diện tích, m2 150x150 Xếp 0,3 40 5,888 236 120x120 Xếp 0,24 50 4,710 236 100x100 Xếp 0,2 60 3,925 236 80x80 Xếp 0,16 70 3,140 220 50x50 Xếp 6 110 117,750 12953 50x50 Đổ rối 1,4 110 27,475 3022 Tổng 8,3 162,888 16901 Tháp hấp thụ cuối 255 Nhiệm vụ Hấp thụ khí SO3 sau lớp 4 tháp tiếp xúc. Cấu tạo Vỏ bằng thép dày 8 mm, xây lót bằng gạch chịu axit, bên trong xếp đệm chịu axit, phân phối bằng 4 máng thép không gỉ. Đệm làm tăng tiếp xúc pha, là loại đệm sành, có dạng trụ. Kích thước: Φ 5000, H 14.762. Ống khí vào/ra: Φ 1400. Ống axit bằng thép không gỉ đẩy/hồi: 200/530. Đường nước cấp: thép CT38, Φ 20. Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị Tháp tia bắn sấy 253 Vỏ bằng thép, xây lót bằng gạch chịu axit. L 14.500, Φ 2800, V = 80 m3. Tháp hấp thụ trung gian 254 Vỏ bằng thép dày 8mm, xây lót bằng gạch chịu axit, bên trong xếp đệm chịu axit, phân phối bằng 4 máng thép không gỉ. Sử dụng đệm sành hình bán nguyệt, yên ngựa để tăng tiếp xúc pha. H 15.600, Φ 5000. Ống khí vào/ra: Φ 1400. Ống axit bằng thép không gỉ đẩy/hồi: Φ200/530. Đường nước cấp: thép CT38, Φ 50. Tháp tia bắn hấp thụ cuối 256 Vỏ bằng thép, xây lót bằng gạch chịu axit. Bên trong xếp đệm chịu axit. Đệm vòng sành có tác dụng làm giảm động năng của các tia bắn, làm chúng ngưng tụ lại và chảy xuống dưới. H 10.000, Φ 5500. Ống vào/ra: Φ 1400. Tháp khử mù axit cho tháp hấp thụ trung gian 278 Vỏ bằng thép dày 10 mm, xây lót bằng gạch chịu axit. H 10.000, Φ 5000. Ống vào/ra: Φ 1400. Ống xả axit bằng thép khônggỉ Φ 150. Số lượng nến: 12 cái treo trên vỉ nến bằng thép. Bơm chìm tháp sấy Q = 160 m3/h. H = 38 mH2O. Động cơ: N = 55 kW, n = 1460 v/p. Bơm chìm tháp hấp thụ trung gian Q = 160 m3/h. H = 38 mH2O. Động cơ: N1 = 100 kW, N2,3 = 75 kW, n = 1460 v/p. Bơm chìm tháp hấp thụ cuối Q = 160 m3/h. H = 38 mH2O. Động cơ: N = 75 kW, n = 1460 v/p. Dàn làm lạnh axit sấy Kiểu dàn tưới. Bằng gang, F = 864 m2. Dàn làm lạnh axit tháp hấp thụ trung gian Kiểu dàn tưới. Bằng gang, F = 1152 m2. Làm lạnh axit tháp hấp thụ cuối Làm lạnh tấm. Vật liệu tấm: Alloy – 276. Vật liệu gioăng: viton. F = 33,81 m2. Ống axit vào/ra: Φ 200. Ống nước vào/ra: Φ 200. L 1070, B 760, H 1738. Nhiệt độ axit vào: 65 0C. Nhiệt độ axit ra: 55 0C. Nhiệt độ nước vào: 31 0C. Nhiệt độ nước ra: 40 0C. Chỉ tiêu kỹ thuật Tháp sấy khí 251 Lưu lượng không khí ẩm vào tháp: 36.600 – 47.000 m3/h. Không khí vào: Nhiệt độ 28 – 30 0C. Áp suất -40 mmH2O. Không khí ra: Nhiệt độ 40 – 45 0C. Áp suất -135 mmH2O. Axit tưới: Lưu lượng 240 – 270 m3/h. Nồng độ: ≥ 95 %. Nhiệt độ axit tưới/chảy: 40 – 45 0C. Hiệu suất hấp thụ: 99,9 %. Hàm ẩm sau sấy: ≤ 0,015 %. Tia bắn: ≤ 0,005 mg/m3. Tháp hấp thụ trung gian 254 Lưu lượng khí vào: 34.840 m3/h. Khí vào: Nhiệt độ ≤ 180 0C. Áp suất 1180 mmH2O. Khí ra: Nhiệt độ ≤ 80 0C. Áp suất 1060 mmH2O. Lưư lượng axit tưới: 360 m3/h. Nồng độ axit tưới: 98,3 % ± 0,4. Nhiệt độ axit tưới/chảy: 45 – 55/65 – 75 0C. Hiệu suất hấp thụ: 99,9 %. Tháp hấp thụ cuối 255 Lưu lượng khí vào: 31.330 m3/h. Khí vào: Nhiệt độ ≤ 180 0C. Áp suất 290 mmH2O. Khí ra: Nhiệt độ ≤ 80 0C. Áp suất 170 mmH2O. Lưu lượng axit tưới: 360 m3/h. Nồng độ axit tưới: 98,3 % ± 0,4. Nhiệt độ axit tưới/chảy: 45 – 50/60 – 65 0C. Hiệu suất hấp thụ: 99,9 %. Biện pháp duy trì chế độ kỹ thuật Nồng độ axit sấy được duy trì bằng cách bổ sung axit mônô vào thùng sấy. Mức axit trong thùng chứa sấy được điều chỉnh bằng cách đưa axit về trộn. Nồng độ axit tưới 2 tháp hấp thụ được điều khiển bằng lượng nước công nghệ bổ sung vào thùng chứa, ngoài ra tháp hấp thụ trung gian còn được điều chỉnh thêm bằng một lượng axit sấy. Các công đoạn phụ Công đoạn trộn Nồng độ axit được duy trì bằng cách bổ sung axit vào thùng chứa. Việc điều chỉnh nồng độ axit trộn có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động. Công đoạn lọc nước hoá học Nước từ sông đưa vào lọc huyền phù và sắt bằng cách cho qua các thiét bị lọc cơ học có chứa than antraxit nghiền và qua thiết bị lọc cation có chứa cation sunfua carbon (CK-1). Nước được bơm qua tất cả hệ thống bằng bơm. Nước sau máy lọc cation sắt được liên tiếp đi qua thiết bị lọc cation nấc 1, nấc 2 (chứa CK-1) và anion (có chứa anion AN-31). Trong các thiết bị lọc cation hydro, các ion Ca2+, Mg2+ được giữ lại. Các anion sinh ra sau máy lọc cation được giữ lại trong các máy lọc anion. Nước sau quá trình lọc có chứa CO2 hoà tan được đưa qua thiết bị thổi CO2 rồi được bơm đưa về thùng chứa thông nhau. Kho mazut Mazut vận chuyển bằng ôtô xitec hoặc tàu hoả được bơm tuần hoàn vào thùng chứa. Dầu từ thùng chứa được hút theo đường hút qua thiết bị lọc thô vào bơm tuần hoàn, qua thiết bị hâm nóng (sử dụng hơi nước 5 – 6 at để gia nhiệt), qua thiết bị lọc tinh ròi về thùng chứa hoặc qua bơm trục vít để cấp cho nơi tiêu thụ. Đối với dầu FO, dầu được bơm từ xitec về trực tiếp thùng chứa không qua thiết bị trao đổi nhiệt. Máy nén không khí Không khí ngoài trời đi qua thiết bị lọc vào ống hút của máy nén. Sau nén cấp 1, không khí qua làm lạnh trung gian và vào nén cấp 2. Không khí có áp suất 8 at đi qua thiết bị làm lạnh kiểu vòng, ở đây không khí được làm lạnh đến nhiệt độ thường. Từ thiết bị làm lạnh, không khí được đưa vào bình chứ rồi vận chuyển vào mạng lưới vào chuyển vào block sấy. CÂN BẰNG VẬT LIỆU (kg/h) Điểm 1 2 4 5 6 7 8 S 5000,00 SO3 0 0 7.564,24 7.564,24 10.492,34 10.492,34 SO2 9.990,00 9.990,00 3.796,20 3.796,20 1.398,60 1.398,60 O2 4.878,11 4.878,11 3.365,90 3.365,90 2.786,52 2.786,52 N2 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 ∑ 5000,00 47.340,69 47.340,69 47.198,92 47.198,92 47.144,04 47.144,04 t0C 140 1020 420 600 454 524 455 Điểm 9 11 12 14 15 17 18 S SO3 11.663,58 11.663,58 116,64 116,64 636,62 636,62 0,64 SO2 439,56 439,56 439,56 439,56 13,79 13,79 13,79 O2 2.546,37 2.546,37 2.546,37 2.546,37 2.442,42 2.442,42 2.442,42 N2 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 ∑ 47.122,04 47.122,04 35.575,15 35.575,15 35.565,41 35.565,41 34.929,43 t0C 484 180 85 425 432 180 85 NHẬN XÉT, KIẾN NGHỊ VÀ GIẢI PHÁP Nhận xét Dây chuyền tự động, công suất 12 vạn tấn/năm. 2 dây chuyền sản xuất axit số 1 và số 2 chỉ khác nhau ở thiết bị quá nhiệt 309. Dây chuyền axit 2 sử dụng hơi bão hoà để hạ nhiệt, còn dây chuyền axit 1 sử dụng không khí lạnh bổ sung để hạ nhiệt. Dây chuyền axit 2 sản xuất axit kép hấp thụ 2 lần, nhờ đó hiệu suất đạt giá trị tối ưu. Dây chuyền axit 2 cải tạo sử dụng nguyên liệu đầu là S nguyên tố vừa có giá trị kinh tế, vừa bảo vệ môi trường. Dây chuyền axit có các thiết bị tận dụng nhiệt: nồi hơi nhiệt thừa 202, tháp tiếp xúc 306 và thiết bị quá nhiệt 309, do đó có ý nghĩa lớn về mặt năng lượng. Các dạng chất thải chính của xí nghiệp + Chất thải khí: chủ yếu là SO2 thải ra từ ống khói chính của xí nghiệp, lượng SO2 sinh ra do hở đường ống, rò rỉ hoặc phì khí do các sự cố kỹ thuật, mất điện. + Chất thải rắn: chủ yếu là bụi thu hồi từ nồi hơi nhiệt thừa, xyclon. + Nước thải: Nước sinh ra từ bộ phận lọc nước hoá học, từ giàn làm mát axit. + Các vấn đề khác: Ô nhiễm do tiếng ồn tại các khu vực máy nén khí, các bơm nước, bơm axit, quạt hút gió … Ô nhiễm nhiệt tại khu vực lò đốt, tháp tiếp xúc. Kiến nghị và giải pháp Các dàn làm lạnh đang dần được thay thế bởi thiết bị làm lạnh kiểu tấm có năng suất lớn (gấp 3 lần), diện tích nhỏ gọn. Nên thay thế nốt các thiết bị cũ. 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 công nhân, cán bộ kỹ thuật. Vì vậy nên thiết kế thêm các hệ thống trao đổi nhiệt để tận dụng nhiệt và lắp thêm bảo ôn để bảo vệ tính mạng người đi lại. Một số đường ống khi bị hỏng phải sửa chữa bằng cách hàn lại, nhưng mối hàn chưa đảm bảo, gây hiện tượng bắn các tia axit (nồng độ cao) ra không gian xung quanh (dù thường xuyên kiểm tra), gây nguy hiểm cho người đi lại. Cần có biện pháp sửa chữa đảm bảo độ kín của các đường ống một cách hiệu quả hơn. Một số chỗ khí phóng không, do lưu lượng khí lớn, đường kính ống thoát lại nhỏ, gây ra ô nhiễm tiếng ồn. Cần thiết kế lại ống thải khí. Do dây chuyền cũ được cải tạo lại nên việc sắp xếp các thiết bị, máy móc chưa thích hợp. Do diện tích mặt bằng nhỏ nên việc đi lại, sửa chữa các thiết bị, đường ống cũng gặp khó khăn. Việc bố trí lại mặt bằng là rất khó, nhưng nên rút kinh nghiệm. PHẦN 3: DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT SUPE PHỐT PHÁT SỐ 1 SẢN PHẨM Thành phần hoá học Là sản phẩm của quá trình phân hủy quặng apatit bằng axit sunfuric. Là loại phân lân phổ biến nhất, có thành phần chủ yếu gồm các muối của axit octo photphoric, axit sunfuric, một lượng axit octo photphoric tự do và apatit chưa bị phân huỷ. Công thức hoá học của các thành phần như sau: + Mono canxi photphat Ca(H2PO4) + Canxi sunfat khan CaSO4 + Axit photphoric tự do H3PO4 + Photphat sắt FePO4.2H2O + Photphat nhôm AlPO4.2H2O + Đicanxi photphat CaHPO4 + Apatit chưa phân huỷ Ca5F(PO4)3 Ngoài ra còn có các muối của Mg, một số chất khoáng trong nguyên liệu không bị phân huỷ, gen SiO2.nH2O. Hiện nay supe photphat đơn sản xuất tại Công ty Supe Phốt phát và Hoá chất Lâm thao là dạng bột rời có trung hoà bằng chính quặng apatit. Tính chất lý hoá cơ bản của supe phốt phát Tính chất hoá học Supe photphat là một loại bột tơi,xốp, có màu xám sẫm hoặc xám nhạt, trọng lượng riêng đổ đống của supe photphat từ 1,4¸1,5 tấn/m3. Hàm lượng các hợp chất photphat trong supe được tính ra phần trăm anhydrit photphoric tức P2O5. Phần P2O5 trong supe photphat ở dạng hoà tan trong nước mà tan monocanxi photphat và axit photphoric tự do. Phần P2O5 trong supe photphat ở dạng không hoà tan trong nước mà tan trong xitrat amôn gồm có: photphat sắt, photphat nhôm, đicanxi photphat. Chất lượng của supe photphat được đánh giá theo hàm lượng P2O5 hữu hiệu là tổng các dạng P2O5 hoà tan trong nước và P2O5 hoà tan trong xitrat. P2O5 chung trong supe photphat bằng tổng P2O5 hữu hiệu và P2O5 không hoà tan trong nước hoặc xitrat. Tỷ lệ phần trăm của P2O5 hữu hiệu đối với P2O5 chung trong supe photphat biểu thị mức độ phân huỷ apatit bởi axit sunfuric và gọi là hệ số phân huỷ K. Tính chất lý học Supe photphat đơn ở dạng bột rời không trung hoà có tính hút ẩm mạnh và dễ bị dính kết, vón cục, đóng rắn. Supe photphat đã trung hoà, đảo trộn, ủ đúng quy trình thì gần như không bị dính kết, vón cục, đóng rắn. Khi dùng lực cơ học tác dụng lên supe photphat đơn thì pha lỏng tiết ra ngoài, làm cho các hạt nhỏ dính kết lại với nhau. Ứng dụng của supe phốt phát đơn Supe photphat đơn được ứng dụng chính để làm phân bón có chứa photpho ở thể dinh dưỡng làm tăng lượng bột ở các loại cây có củ, có hạt, tăng cường lượng đường ở các loại cây có quả, làm cây cứng cáp, chống được sâu bệnh. Cho cây trồng nông nghiệp hay công nghiệp phát triển khoẻ mạnh, cho năng suất cao, chất lượng cao. Ngoài ra, supe photphat đơn còn dùng để sản xuất các loại phân bón hỗn hợp PK hoặc NPK, dùng sản xuất chất khoáng bổ sung thức ăn cho gia súc. NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu để sản xuất supe photphat đơn có quặng chứa photpho và axit sunfuric. Quặng chứa photpho bao gồm các loại: apatit, photphoric và photphat thiên nhiên. Ở nước ta để sản xuất supe đơn quặng được dùng chủ yếu là apatit. Nguyên liệu chính dung sản xuất supe photphat đơn tại Công ty supe photphat và hoá chất Lâm Thao là quặng apatit và axit sunfuric, nguyên liệu để trung hoà supe photphat cũng là bột apatit. Ngoài ra trong quá trình sản xuất supe photphat đơn còn sản xuất sản phẩm phụ là Na2SiF6 (sản phẩm của quá trình hấp thụ khí thải khi sản xuất supe photphat đơn) và muối ăn NaCl. Nguyên liệu để trung hoà nước thải trong quá trình sản xuất supe photphat đơn là vôi sống CaO. Nguyên liệu chính Apatit Người ta gọi apatit là khoáng có thành phần được biểu thị bởi công thức chung Ca10R2(PO4)6 hoặc rút gọn Ca5R(PO4)3. Trong đó R là F, Cl, OH hoặc CO3. Phổ biến nhất là Flo apatit; rất hiếm Clo apatit, đôi khi một bộ phận canxi được thay thế bởi các kim loại như: Ba, Sr, Mg, Mn, Fe. Quặng có màu nâu sẫm hoặc màu nâu vàng, không hoà tan trong nước nhưng hoà tan trong các axit vô cơ. Tỷ trọng từ 1,5 ÷ 2,2 tấn/m3. Nhiệt độ nóng chảy từ 1550 ÷ 1570°C Công thức hoá học của các thành phần chính trong quặng apatit như sau: Ca5F(PO4)3 Flo apatit Na3F(SiO3) Nê E ghêtin (Na,K)AlSiO4.nSiO2 Nê fê lin Ca.Ti.SiO5 Sphen (Ca,Mg)CO3 Đôlômít mFe2O4.nFeTiO3.TiO2 Titan ma nhê tít Hàm lượng các chất có chứa photpho trong quặng được quy ra phần trăm anhydrit photphoric gọi là P2O5 chung trong apatit. Tuỳ theo hàm lượng P2O5 trong quặng ta chia quặng apatit ra làm bốn loại: + Quặng loại I Là loại quặng giàu, chứa phần lớn là flo apatit Ca5F(PO4)3 có hàm lượng P2O5 từ 33 ÷ 38%. Quặng này đã được sử dụng ở Công ty supe photphat và hoá chất Lâm Thao từ năm 1962 đến nay. + Quặng loại II Quặng này có hàm lượng P2O5 từ 24 ÷ 26%. Trong quặng loại I cấp cho Công ty supe photphat và hoá chất Lâm Thao có chứa một lượng quặng này dưới dạng các cục to. + Quặng loại III Là loại quặng được bóc ra trong quá trình khai thác quặng loại I. Hàm lượng P2O5 của quặng này từ 15 ÷ 18% quặng được đưa sang Nhà máy tuyển quặng để nâng hàm lượng P2O5 lên 32 ÷ 33%. + Quặng loại IV Quặng này có hàm lượng P2O5 từ 8 ÷ 12%. Quặng này tồn tại trong các mỏ photphorit lắng đọng trong các hang núi đá vôi nằm rải rác khắp đất nước, trữ lượng nhỏ. Quặng được đưa vào sản xuất tại Công ty supe photphat và hoá chất Lâm Thao có hai loại: + Quặng nguyên khai: Quặng này chưa làm giàu không đồng nhất về kích thước và phẩm chất thường chứa 81 ÷ 90% flo apatit và phân bố không đều. Các tạp chất nhiều và không ổn định, độ ẩm cũng cao thấp thất thường. Apatit Lào Cai theo kết quả phân tích có hàm lượng trung bình của các thành phần như sau: % P2O5 % CaO % F % H2O % Al2O3 % Fe2O3 % MgO % SiO2 % CO2 32 ÷ 33 43 ÷ 46 2 ÷ 2,5 8 ÷ 12 2 ÷ 3 2 ÷ 2,7 2 ÷ 2,5 12 ÷ 14 0,3 Quặng này có ưu điểm là xốp nên khi sấy hơi nước dễ thoát ra, độ cứng nhỏ nên dễ nghiền, bột apatit nghiền mịn, khô thì có tính trôi lớn. Quặng này sau khi sấy nghiền thành bột mịn phải đạt các yêu cầu sau: Hàm lượng P2O5 trung bình: 32 ÷ 33% Độ ẩm: 1,5 ÷ 3% H2O Độ mịn: lượng còn lại trên sàng 0,16mm không lớn hơn 5%. + Quặng tuyển ẩm: Quặng này có ưu điểm là dễ tách nước để giảm độ ẩm đặc biệt là khi được đảo trộn tốt. Khi độ ẩm giảm thì tơi không dính bết. Tiêu chuẩn chất lượng của loại quặng này như sau: Hàm lượng P2O5 trung bình: 32 ÷ 33% Độ ẩm: 15 ÷ 18 % H2O Kích thước: 0,074 mm. Axit sunfuric Axit sunfuric có công thức hoá học là H2SO4, trọng lượng phân tử là 98. Trong kỹ thuật, hỗn hợp theo tỷ lệ bất kỳ của SO3 với H2O đều gọi là axit sunfuric. Thông thường dung dịch axit sunfuric đưa sang điều chế supe photphat đạt: Nồng độ: 75 ÷ 77 %; thường là 76 % Nhiệt độ: 40 ÷ 45 °C Nguyên liệu phụ Muối ăn NaCl Hàm lượng: 90 % NaCl Dung dịch muối bão hoà có nồng dộ: 23 % NaCl Tỷ trọng: 1,16 ÷ 1,17 g/cm3. Vôi trung hoà CaO Hàm lượng: ≥ 70 % CaO. NHIÊN LIỆU Dầu FO Nhiệt trị: 9500 ÷ 9800 kcal/kg Độ tro: không lớn hơn 0,1 % Tạp chất cơ học không lớn hơn 0,15 % H2O không lớn hơn 1 % Tỷ trọng ở 20 °C: 844 kg/m3 Nhiệt độ: 30 °C. Than cám 3b ÷ 3c Nhiệt trị: 6500 ÷ 6900 kcal/kg Độ ẩm toàn phần: ≤ 12 % Độ tro khô: từ 18 ÷ 22 % Độ bốc khô: 6,5 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SẢN XUẤT SUPE PHỐT PHÁT Các giai đoạn phản ứng Trong quá trình sản xuất supe đơn, phản ứng giữa apatit và axit sunfuric xảy ra theo phương trình tổng quát sau: 2Ca5F(PO4)3 + 7H2SO4 + 3H2O = 3Ca(H2PO4)2.H2O + 7CaSO4 + 2HF Nhưng thực chất nó tiến hành theo hai quá trình: Quá trình 1: Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 2,5H2O = 3H3PO4 + 5CaSO4.0,5H2O + HF Quá trình 2: Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Hai giai đoạn phản ứng tiến hành kế tiếp nhau không phải xen kẽ, đồng thời vì trong dung dịch không có sự tồn tại đồng thời của axit sunfuric và mono canxi photphat: Ca(H2PO4)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H3PO4 Giai đoạn thứ nhất của phản ứng Khuếch tán axit sunfuric tới các hạt apatit. Quá trình này kèm theo phản ứng hoá học nhanh trên bề mặt các hạt. Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 2,5H2O = 3H3PO4 + 5CaSO4.0,5H2O + HF Phản ứng này bắt đầu ngay từ khi trộn quặng apatit với axit H2SO4, tuỳ theo mức độ phản ứng mà nồng độ H2SO4 giảm dần, nồng độ H3PO4 tăng lên, bột sệt được tạo thành nhanh chóng và chảy xuống phòng hoá thành, khi đó khoảng 60 ÷ 80 % lượng axit cho vào đã tham gia phản ứng, xuống phòng hoá thành phản ứng này tiếp tục xảy ra và nó kết thúc sau khoảng 20 ÷ 40 phút ở trong phòng hoá thành, khối phản ứng dần dần đông kết lại. Giai đoạn này kết thúc khi tiêu tốn hết axit và kết tinh sunfat canxi: 2CaSO4.0,5H2O → 2CaSO4 + H2O. Giai đoạn thứ hai của phản ứng Khuếch tán axit photphoric tạo thành vào trong các mao quản của những hạt apatit không phân huỷ. Axit H3PO4 được tạo thành ở giai đoạn I tiếp tục phân huỷ apatit theo phản ứng: Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Giai đoạn thứ II của phản ứng được bắt đầu sau khi tiêu hao toàn bộ axit H2SO4 (sau khi supe từ thùng trộn xuống hoá thành khoảng 20 ÷ 40 phút). Mono canxi photphat được tạo thành lúc đầu trong dung dịch và sau khi quá bão hoà thì bắt đầu kết tinh. Giai đoạn II của quá trình được bắt đầu sau 20 ÷ 40 phút ủ supe trong phòng hoá thành và kéo dài trong suốt thời gian ủ nó trong kho từ 6 – 25 ngày tuỳ thuộc vào loại nguyên liệu dùng cho sản xuất và điều kiện ủ ở kho. Tốc độ phân giải ở giai đoạn II chậm và kéo dài do những nguyên nhân sau: Những hạt quặng chưa phân giải là các hạt có kích thước lớn mà axit H3PO4 lại là axit chủ yếu. Lượng canxi sunfat kết tinh ra quá nhiều làm cho axit H3PO4 khó tiếp xúc với hạt quặng. Mono canxi sunfat tan trong dung dịch H3PO4 sẽ dần dần tạo thành dung dịch bão hoà, dẫn đến làm giảm hoạt độ của ion H+ trong pha lỏng, và tăng độ nhớt của dung dịch. Mono canxi sunfat kết tinh tạo thành vỏ mịn bao bọc hạy quặng làm giảm sự tiếp xúc pha. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sản xuất supe photphat đơn Nồng độ và nhiệt độ của axit sunfuric : Độ phân huỷ phốt phát ~ 63% Nồng độ axit sunfuric Sự phụ thuộc mức độ phân huỷ photphat vào nồng độ axit sunfuric đầu được thể hiện qua đồ thị sau: Khi nâng cao nồng độ axit H2SO4 loãng (bắt đầu từ 0) và khi giảm nồng độ axit đậm đặc (từ 100 % H2SO4) thì hoạt độ của chúng tăng lên, do đó tốc độ và mức độ apatit phân huỷ tăng lên. Mức độ phân huỷ đạt được của quặng apatit bằng axit nồng độ thấp thì cao, nhưng việc sử dụng axit nồng độ thấp không cho phép vì lượng nước đưa vào theo nó quá lớn do đó làm cho sản phẩm có độ ẩm cao, sản phẩm nhão không khô kết được. Khi nâng cao nồng độ axit thì tốc độ phân huỷ bị chậm lại và đạt đến cực tiểu, sau đó lại tăng lên. Ở những nồng độ axit thấp hơn 63% thì pha lỏng bị bão hoà ở mức độ nhỏ hơn, do đó các tinh thể CaSO4 kết tinh lớn hơn, chúng sẽ tạo thành vỏ xốp trên các hạt apatit, như thế axit xâm nhập vào bề mặt phản ứng của hạt apatit ít khó khăn hơn do vậy mà phản ứng tiến hành nhanh, sản phẩm thu được khô xốp. Khi phân huỷ apatit bằng axit có nồng độ cao hơn 63% thì pha lỏng nhanh chóng bị bão hoà bởi canxi sunfat vì thế mà phần lớn các tinh thể CaSO4.0,5H2O và CaSO4 kết tinh ở dạng hình kim mảnh, chúng tạo thành vỏ bao phủ hầu như toàn bộ bề mặt của các hạt apatit, phản ứng bị kìm lại, supe đông kết không tốt, pha lỏng sẽ nằm lại trên bề mặt các hạt rắn và sản phẩm thu được có tính chất lý học xấu, không tơi xốp mà bị dính bết. Tuy nhiên người ta vẫn dùng axit có nồng độ cao hơn để giảm độ ẩm của sản phẩm. Khi nâng cao nồng độ axit ban đầu, độ ẩm của sản phẩm bị giảm do đó tăng hàm lượng P2O5 (trong đó khi giảm độ ẩm của supe 1% thì tương ứng tăng được khoảng 0,2% P2O5 chứa trong nó). Tuy nhiên khi nâng cao nồng độ H2SO4 quá mức thì lại gây nên sự tạo thành vỏ canxi sunfat mịn do độ bão hoà của nó trong dung dịch lớn, do đó dẫn đến giảm tốc độ phản ứng phân huỷ quặng, ngoài ra tốc độ phản ứng giảm còn do hoạt độ của axit đậm đặc nhỏ hơn. Đối với quá trình sản xuất liên tục, cho phép nâng cao nồng độ axit vì khi đó axit và apatit vào thùng trộn cùng với khối phản ứng ở dạng bùn, nồng độ axit H2SO4 giảm, nồng độ axit H3PO4 tăng. Độ tan của CaSO4 trong axit H3PO4 cao hơn trong H2SO4 nên sự quá bão hoà và kết tinh canxi sunfat chậm hơn, làm cho màng canxi sunfat xốp. Trong quá trình sản xuất liên tục, nồng độ axit ban đầu thường cao hơn sản xuất gián đoạn từ 5 ÷ 7 %. Nhiệt độ ban đầu của axit cũng ảnh hưởng tới vận tốc phân huỷ. Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng ban đầu tăng nhưng do quá trình bão hoà canxisunfat nhanh tạo màng ngăn cách, tốc độ phản ứng bị giảm mạnh. Theo công nghệ sản xuất liên tục, nồng độ và nhiệt độ axit có liên hệ chặt chẽ với nhau. Nồng độ cao thì nhiệt độ phải giảm. Bởi vậy nó tồn tại một khu vực nồng độ axit thích hợp, giới hạn của khu vực ấy tuỳ thuộc vào nhiệt độ. Độ mịn hạt quặng Quặng càng mịn thì bề mặt riêng càng lớn do đó tốc độ phân huỷ càng nhanh. Tuy nhiên nếu quặng quá mịn thì chi phí cho việc sấy nghiền sẽ tốn kém ảnh hưởng tới giá thành. Cường độ khuấy trộn Việc khuấy trộn làm mất khả năng bão hoà cục bộ, tạo sự tiếp xúc pha tốt hơn, do đó tăng cường khuấy trộn sẽ tăng tốc độ phản ứng. Nhưng khi khuấy trộn mạnh quá thì sự cọ sát giữa quặng và axit kém đi, làm giảm hiệu suất phản ứng. Giữa cường độ khuấy trộn và độ mịn có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Thời gian lưu của bột sệt trong thùng trộn Thời gian lưu của bùn sệt trong thùng trộn tuỳ thuộc vào thành phần của quặng và nồng độ axit đưa vào phân huỷ (thành phần pha lỏng ngay lúc bắt đầu tác dụng) và được khống chế bằng tấm chắn thùng trộn. Nồng độ axit ban đầu càng cao, mức độ phân huỷ quặng càng lớn thì cần phải duy trì tỷ số H2SO4 : H3PO4 trong bùn từ thùng trộn chảy ra phải càng nhỏ để không tạo thành vỏ CaSO4 mịn trên các hạt supe. Đối với apatit Lào Cai có hàm lượng trung bình từ 32 ÷ 33 % P2O5 và axit có nồng độ 67 ÷ 68 % H2SO4 thì thời gian lưu của bùn sệt trong thùng trộn là 3 ÷ 5 phút. Nhiệt độ khối phản ứng ra khỏi thùng trộn sẽ là 110 ÷ 115 °C. Ủ supe photphat ở kho ủ Việc ủ chín supe trong kho để có tốc độ phân huỷ apatit ở kho ủ tăng nhanh hơn khi hạ thấp nhiệt độ của khối supe xuống còn 40 ÷ 50 °C, bởi khi làm nguội thì Ca(H2PO4)2.H2O sẽ kết tinh khỏi pha lỏng, độ quá bão hoà pha lỏng giảm hoạt độ axit tăng làm cho tốc độ phản ứng tăng. Trong thực tế sản xuất người ta làm nguội supe bằng cách đánh tung supe trong không khí trên đường vận chuyển từ phòng hoá thành đến kho ủ, và định kỳ đảo trộn supe trong kho bằng cầu trục. Việc đảo trộn, đánh tơi supe nhằm mục đích: Làm nguội supe đến nhiệt độ thích hợp Hơi nước và khí Flo dễ thoát ra làm giảm độ ẩm của supe và hạ nhiệt độ Supe được đảo trộn đều, tơi, xốp và đồng nhất hơn do đó tính chất vật lý của supe được tăng lên. Trung hoà supe photphat Sản phẩm supe photphat có chứa một lượng axit photphoric tự do. Axit này sẽ làm tăng khả năng hút ẩm của supe photphat. Để trunghoà axit tự do có thể dùng biện pháp trộn supe photphat với các chất phụ gia rắn trung tính (bột xương, bộ apatit, bột đá vôi, đôlômit …) hoặc đem amôn hoá, tức là chế biến với hơi NH3. Các biện phát này làm cho tính chất vật lý của supe photphat tốt hơn : giảm độ ẩm, độ hút ẩm, độ kết tinh. Khi amôn hoá thì tăng thêm một nguyên tố dinh dưỡng cho cây trồng. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Sơ đồ dây chuyền sản xuất Các công đoạn chính Công đoạn dỡ quặng Quặng apatit từ Lào Cai được vận chuyển bằng những toa xe lửa về Công ty được dỡ xuống và vận chuyển vào kho apatit. Gồm có 3 loại quặng: Quặng apatit nguyên khai loại được vận chuyển đến toa N. Quặng apatit nguyên khai loại 3 được vận chuyển đến toa N. Quặng tuyển có độ ẩm 15 ÷ 18 % được vận chuyển bằng toa H. Các toa quặng được đầu máy kéo vào khu dỡ của xí nghiệp, sau đó từng toa quặng nguyên khai và quặng tuyển sẽ được bộ phận tời kéo toa di chuyển vào đúng vị trí dỡ. Đối với quặng nguyên khai, sau khi toa quặng đã vào vị trí dỡ, quặng trên toa được bàn ủi của máy ủi quặng nguyên khai ủi xuống bunke. Quặng có kích thước nhỏ hơn 200x200 mm lọt qua mặt sàng trên bunke. Quặng từ bunke được băng tải cao su dưới bunke vận chuyển đổ vào máy nghiền má. Tại đây quặng có kích thước > 100x100 mm được máy nghiền má đập nhỏ sau đó cùng với quặng có kích thước < 100x100 mm đổ xuống băng tải cao su máy nghiền má và được vận chuyển vào kho apatit nguyên khai. Đối với quặng tuyển, sau khi toa quặng đã vào vị trí dỡ, quặng trên toa được cầu trục 10 tấn dỡ ở kho ngoài, sau khi ráo nước lại được cầu múc lên bunke và được băng tải cao su vận chuyển vào kho apatit tuyển. Một phần quặng đã ráo nước tại kho ngoài, được cầu trục 10 tấn múc lên bunke quặng trung hoà. Sau đó nhờ hai băng tải cao su vận chuyển sang kho supe để trung hoà. Quặng apatit nguyên khai và tuyển sau khi đổ vào kho được hai cầu trục 5 tấn múc lên và đổ thành từng đống trong các gian kho hợp lý. Công đoạn sấy nghiền Công đoạn sấy nghiền sơ bộ Quặng apatit nguyên khai loại 1 và loại 3 từ trong kho được cầu trục trộn với nhau theo tỷ lệ 59 % loại 1 và 7 % loại 3, múc lên các bunke chứa các hệ thống máy cung cấp xích, từ các bunke chứa, quặng được định lượng theo năng suất quặng cần sấy rồi được hệ thống băng tải xích vận chuyển đổ xuống hệ thống băng tải cao su. Từ hệ thống các băng tải cao su vận chuyển quặng, quặng apatit theo ống dẫn quặng đổ vào thùng sấy. Quặng được sấy đến độ ẩm 1,5 ÷ 3 %. Từ bunke than tại các lò đốt, than được xả xuống sàn thành đống và được làm ẩm, sau đó được tung vào lò bằng xẻng. Người ta dùng quạt thổi lò để cung cấp gió cho lò đốt. Khí nóng ở lò đốt vào thùng sấy có nhiệt độ từ 350 ÷ 800 °C, nhờ quạt hút ở cuối hệ thống được vận chuyển sang thùng sấy để sấy quặng sau khi đã lắng bụi than và xỉ bay theo khí tại ngăn lắng của lò đốt. Lò làm việc dưới áp suất âm 5 ÷ 10 mm H2O nhờ quạt hút. Khí nóng ra khỏi thùng sấy có nhiệt độ từ 100 ÷ 110 °C. Để vật liệu sau khi sấy có máy nghiền không quá nóng, ở đây ta thực hiện biện pháp sấy xuôi chiều, vật liệu ẩm và khí nóng cùng vào đầu thùng sấy, vật liệu khô và khí nguội ra ở phía cuối thùng sấy. Quặng tuyển có độ ẩm 15 ÷ 18 % từ kho chứa được múc lên bunke của hệ thống sấy 1, qua băng tải xích định lượng xuống băng tải cao su, sau đó qua băng tải cao su tắt sấy 1 không qua máy sấy rồi vào băng tải 57-1 sang trộn với apatit nguyên khai qua sấy nghiền thành hỗn hợp có độ ẩm 10 ÷ 12 % vào bunke điều chế. Sau sấy nguyên khai: sau khi được sấy tới độ ẩm 1,5 ÷ 3 %, quặng ra khỏi thùng sấy được đổ vào máy búa. Tại đây nhờ các lá búa quặng được đập nhỏ sơ bộ từ kích thước < 100x100 mm xuống còn 15÷30 mm. Quặng apatit có kích thước đạt tiêu chuẩn qua ghi sàng xuống băng tải cao su và được vận chuyển vào máy nghiền bi, còn quặng to tiếp tục được các lá búa đập tiếp. Khí có bụi quặng apatit và bụi được dẫn vào hệ thống xiclon theo phương tiếp tuyến, chúng được lắng chủ yếu tại xiclon nhóm 4 và xiclon nhóm 2 trước nhóm 4. Apatit do xiclon lắng xuống được đưa xuống băng tải quặng sau sấy. Khí và bụi còn lại đưa vào thiết bị khử bụi màng nước và đi vào thiết bị tách giọt hình trụ theo phương tiếp tuyến. Nước và các hạt bụi bị thấm ướt được lắng lại ở thành thiết bị chảy xuống đáy theo đường ống ra ao lắng tuần hoàn. Khí đã được làm sạch bụi theo ống khói thải ra ngoài trời. Công đoạn nghiền mịn Quặng apatit sau khi qua máy nghiền bùa được vận chuyển đổ vào máy nghiền bi để nghiền mịn. Sau khi qua máy nghiền bi, quặng được nghiền nhỏ nhờ lực va đập giữa bi thép có đường kính Φ 40 ÷ Φ 70 và vỏ đệm ở thành máy nghiền và được đưa lên sàng phân ly tĩnh đặt phía trên máy nghiền nhờ quạt cao áp nghiền ở phía cuối hệ thống. Trong thiết bị phân ly, các hạt to mất động năng sẽ rơi xuống quay trở về máy nghiền, không khí lẫn bột mịn sẽ đi theo đường tiếp tuyến vào thiết bị lọc bụi tĩnh. Bột nhỏ có kích thước < 0,16 mm sẽ tiếp tục đi sang xiclon đơn lắng bụi, còn hạt to sẽ rơi xuống đáy côn và quay trở lại máy nghiền để tiếp tục được nghiền nhỏ. Khí lẫn bột sau khi qua xiclon đơn Φ 1600 sẽ lắng phần lớn bột mịn tại đó, sau đó tiếp tục đi qua nhóm xiclon 6 để lắng tiếp bột mịn còn lại. Bột apatit tiếp tục được các băng tải cao su, gầu nâng lớn nghiền, gầu nâng nhỏ, gầu nâng lớn điều chế, các vít xoắn vận chuyển sang bunke trung gian bộ phận điều chế. Khí ra khỏi xiclon nhóm 6 qua quạt hút. Khí ra khỏi quạt hút chia làm hai đường: 1/3 lượng khí được đưa trở lại máy nghiền bi, còn 2/3 lượng khí còn lại được đưa qua thiết bị sủi bọt làm sạch khí trước khi phóng không. Bột apatit lắng tại sủi bọt được dẫn ra ao tuần hoàn để thu hồi apatit và tuần hoàn nước sủi bọt. Công đoạn điều chế supe photphat Điều chế và trung hoà supe tươi đợt I Quặng apatit nguyên khai sau sấy nghiền có độ ẩm 1 ÷ 2 % và cỡ hạt 95 % qua sàng 0,16 mm trộn với quặng tuyển không sấy có độ ẩm 15÷22 % và kích thước cỡ hạt 0,074 mm thành hỗn hợp có độ ẩm 10÷21 %, được vận chuyển vào bunke trung gian bộ phận điều chế. Axit sunfuric có nồng độ từ 75 ÷ 90 % được bơm từ kho chứa. Từ thùng chứa axit được bơm lên thùng cao vị, qua hệ thống định lượng vào thùng trộn. Hỗn hợp apatit từ bunke trung gian được định lượng xuống thùng trộn nhờ hệ thống băng cân định lượng. Trộn axit với apatit được thực hiện trong thùng trộn nhờ các que khuấy có tốc độ cao. Những que này có nhiệm vụ trộn thật đều axit và apatit để cho phản ứng của giai đoạn I được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng. Nồng độ axit trộn là 67 ÷ 68 % (cho quặng apatit khô), thời gian lưu lại của bột sệt trong thùng trộn là 3÷5 phút và nhiệt độ của bột sệt ra khỏi thùng trộn là 110÷115°C. Sau đó bột sệt được tháo xuống phòng hoá thành. Bột sệt sẽ ủ thành supe trong hoá thành khoảng từ 1h30 phút đến 2h. Sau khi xuống phòng hoá thành khoảng 20 phút thì giai đoạn I kết thúc, hệ số phân huỷ K1 = 70÷77% và bắt đầu giai đoạn hai của quá trình điều chế supe. Giai đoạn II kéo dài tiếp tục tại kho ủ. Lượng supe trong phòng hoá thành được khống chế nhỏ hơn 2/3 chiều cao phòng hoá thành. Supe ra khỏi phòng hoá thành còn một lượng P2O5 tự do nằm trong pha lỏng (chiếm khoảng 10 ÷ 12,5 % khối lượng supe) chưa phản ứng do pha lỏng bão hoà mono canxiphotphat và một số muối khác. Vì vậy, ta sử dụng quặng apatit để trung hoà supe tươi và supe trước khi ra kho được đánh tung. Việc trung hoà supe tươi đợt I được thực hiện ngay trên băng tải vận chuyển supe tươi ra kho ủ. Bột apatit dùng để trung hoà đợt I là hỗn hợp giữa bột khô lấy từ băng tải cao su vận chuyển bột sau nghiền mịn ra kho và quặng apatit tuyển sang kho đã được ủ để giảm độ ẩm. Hỗn hợp quặng được cầu trục số I kho ủ múc đổ lên bunke trung hoà đợt I nhờ hệ thống cung cấp xích định lượng xuống hai băng tải cao su và được đổ vào băng tải supe tươi, lượng bột sử dụng để trung hoà đợt I cho supe tươi là 20 %. Bột apatit trung hoà sẽ cùng với supe tươi được cắt từ phòng hoá thành xuống có nhiệt độ 80÷90°C và được tung cùng supe vào kho ủ bằng máy đánh tơi. Do phản ứng tiếp tục xảy ra nên nhiệt độ khối phản ứng lại tăng lên khoảng 50 °C, hàm lượng P2O5 tự do còn cao 5÷7%. Vì vậy ta cần tiếp tục trung hoà lần II (lượng bột này chiếm 80% tổng lượng bột cần trung hoà) và dùng cần trục đảo trộn để thoát hơi nước và hạ nhiệt độ khối supe, tăng tốc độ cho phản ứng giai đoạn II Phản ứng trung hoà Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Hấp thụ khí Flo Hỗn hợp khí bao gồm: không khí, hơi nước, CO2, SiF4 được hút từ phòng hoá thành và thùng trộn bởi quạt hút khí cao áp, khí này được dẫn qua hệ thống hấp thụ để tách Flo. Lượng F thoát ra từ quặng ở dạng hợp chất SiF4 tác dụng với nước theo phương trình sau: SiF4 + 3H2O = 2H2SiF6 + H2SiO3 Sau khi ra thùng trộn, hoá thành, hỗn hợp khí được dẫn qua đường ống nghiêng từ hoá thành đến phòng hấp thụ (phải đảm bảo nhiệt độ của khí trong ống > 65°C), ra khỏi ống khí được dẫn sang hệ thống hấp thụ. Quá trình hấp thụ được tiến hành qua hai cấp là phòng hấp thụ và tháp hấp thụ. Flo được hấp thụ chủ yếu trong phòng hấp thụ. Phòng hấp thụ có trục vẩy Khí đi qua các gian liên tục và được rửa bằng axit H2SiF6 loãng. Axit loãng từ tháp hấp thụ số I được bổ sung vào phòng hấp thụ và chuyển động ngược chiều với khí. Phần axit đã đạt nồng độ 8 ÷ 12 % chảy ra bể, sau khi lắng keo silíc sơ bộ được bơm vận chuyển về thùng chứa axit H2SiF6. Phần keo silíc lắng đọng trong phòng hấp thụ và trong các bể định kỳ được làm sạch. Tháp hấp thụ: có 2 tháp Khí ra khỏi phòng hấp thụ được dẫn vào tháp hấp thụ số I. Tháp hấp thụ theo nguyên lý ngược chiều, nước phun thành mù từ trên xuống, nước được bơm tuần hoàn. Tại tháp hấp thụ số I có bổ sung axit loãng. Khí sau khi ra khỏi tháp hấp thụ số I được đi qua tháp tách giọt đi vào tháp hấp thụ số II. Nguyên lý làm việc của tháp hấp thụ số II tương tự như tháp số I, tại tháp số II được bổ sung bằng nước sạch. Phần axit lẫn SiO2.H2O ở dạng keo bám vào trên các đường ống dẫn khí và tháp hấp thụ, phòng hấp thụ, các bể chứa axit, thùng chứa axit định kỳ được đào và thông rửa. Flo thu được trong phòng và tháp hấp thụ ở dạng H2SiF6, hiệu suất hấp thụ F trong hỗn hợp khí tại hệ thống hấp thụ không ít hơn 98%. Khí sau khi ra khỏi tháp hấp thụ đi qua quạt hút rồi thải ra ngoài qua ống khói. Axit H2SiF6 thu được từ hệ thống hấp thụ được đưa sang bộ phận sản xuất Na2SiF6. Trong trường hợp sản xuất Na2SiF6 ít thì H2SiF6 được trung hoà bằng sữa vôi trước khi thải bỏ. Vôi được chở bằng công nông từ Xí nghiệp NPK 1 tới xí nghiệp Supe được đổ thành đống, sau đó được tôi trong thùng nhờ hệ thống nước và hơi nước, sữa vôi sau khi tôi được khuấy đều rồi được định lượng để trung hoà nước thải khu điều chế và khu sản xuất Na2SiF6 trước khi thải. Các phản ứng xảy ra tại bộ phận trung hoà: CaO + H2O = Ca(OH)2 Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O Ca(OH)2 + H2SiF6 = CaSiF6 + H2O Ủ, đảo trộn supe trong kho và trung hoà đợt II Supe và apatit sau khi trung hoà đợt I được máy đánh tơi tung ra kho, rồi được cầu trục I múc đổ thành từng đống ở trong kho. Sau 2 ÷ 3 ngày tung supe vào kho supe còn chứa một lượng axit tự do 7 ÷ 8 %, vì vậy cầu II tiếp tục đưa quặng apatit vào supe để thực hiện quá trình trung hoà đợt II và đảo trộn lần I. Sau 3 ÷ 4 ngày đảo trộn lần I, supe tiếp tục được cầu III đảo trộn lần II ra cạnh khu vực sàng nghiền supe. Sau 5 ÷ 8 ngày sau khi đảo trộn lần II, sản phẩm supe lân đã đạt tiêu chuẩn kỹ thuật sẽ được cầu trục số III hoặc IV múc đi sàng, nghiền, đánh tung trước khi cấp NPK, bán ngoài. MỘT SỐ THIẾT BỊ Các thiết bị chính của Xí nghiệp Supe phot phat Số 1 : 1 Thùng trộn 1 Thùng hoá thành 2 Máy nghiền bi 5 Máy sấy thùng quay Ngoài ra còn có một số thiết bị khác đáng lưu ý: Tháp hấp thụ Flo Thiết bị khử bụi kiểu sủi bọt Thùng trộn Cấu tạo Thùng trộn được chế tạo bằng thép có độ dày 5 – 10 mm, được bọclót bằng cao su êbônit, xây lót đáy và xung quanh bằng 3 lớp gạch chịu axit, xây bằng vữa Azimit, bên ngoài sơn phủ 5 lớp sơn Emay. Thùng trộn được trang bị 4 cánh khuấy thẳng đứng. Số vòng quay của 2 que trộn thứ 1 và 2 là n = 170 v/ph, que 3 và 4 là n = 132 v/ph. Các que trộn làm bằng thép và bọc lót cao su lưu hoá. Mức bùn trong thùng trộn được điều chỉnh bằng tấm chắn làm bằng thép cacbon. Đặc tính kỹ thuật Thể tích thùng V = 7,6 m3. Thể tích làm việc V = 4,5 m3. Năng suất : 25 T/h. Thùng hoá thành Cấu tạo Thùng hoá thành hình trụ thẳng đứng, vỏ bằng thép dày 10 mm, bên trong đổ 1 lớp bê tông cốt thép dày 100 mm chịu axit và lớp ngoài cùng phủ 1 lớp vữa điabat. Thùng đặt trên 16 bộ con lăn đỡ nhờ vành lăn và 16 con lăn chặn tựa tì vào vành lăn để tránh bị trôi. Bên trong thùng có hệ thống Karusel có cấu tạo bằng thép, trên thân Karusel có gắn 12 bộ dao cắt, 12 bộ dao gạt trong và 12 bộ dao gạt ngoài. Giữa thùng là ống trung tâm gồm 7 đoạn bằng gang được ghép với nhau, bên ngoài bọc gỗ, chống ăn mòn bằng vữa azamit chịu axit. Để ngăn bùn sệt còn chưa đông kết, người ta bố trí vách ngăn ở giữa, gồm những tấm thép CT3 được bọc chống ăn mòn băng cao su lưu hoá. Vách ngăn được treo cố định trên nắp thùng hoá thành, dưới chân vách ngăn là chân vịt. Đặc tính kỹ thuật Thùng hoá thành : Vỏ thép dày 10 mm. Đường kính Φ 7100, chiều cao H 2910. Năng suất : 30 T/h. Karusel : Đường kính Φ 2600, chiều cao H 2150. Tốc độ quay : n = 6 – 8 v/ph. Máy nghiền bi Cấu tạo Thùng hình trụ, được cấu tạo bằng thép dày, bên trong lắp các tấm đệm gang đúc hoặc thép để chống mòn cho vỏ, giữa vỏ và lớp đệm có chứa 1 lớp amiăng cách âm. Khối lượng bi được đổ vào thùng được xác định theo hệ số đổ đầy : 8 – 12 tấn. Bi bằng thép, đường kính Φ 30, 40, 50, 60 mm và được đổ vào với tỷ lệ nhất định. 2 đầu trục của thùng nghiền đặt trong 2 ổ đỡ được bắt chặt với bệ máy bê tông. Phía ra liệu của thùng nghiền được bắt bằng một bánh răng lớn nhận chuyển động từ hộp giảm tốc sang. Đặc tính kỹ thuật Đường kính Φ 2070, chiều dài L 2650. Năng suất : 23 T/h, Tốc độ quay : 23 v/ph. Động cơ : N = 160 kW, n = 988 v/ph. Thiết bị sấy thùng quay Các thông số và đặc tính kỹ thuật chính Góc nghiêng cần thiết: 40. Góc nghiêng được xử lý bằng cách nghiêng mặt phẳng móng dưới bộ phận đỡ. Thiết bị cho phép vận hành trong vùng nhiệt độ của thành -20 ÷ 350 0C. Vận tốc góc của thân : 3,2 ; 4,3 ; 6,4 v/ph. Đường kính thân: Φ 2000. Bề dày δ 10. Chiều dài L 9820. Chiều rộng B 3770. Chiều cao H 3570. Khối lượng : 25.000 kg. Cấu tạo và hoạt động của thiết bị Cấu tạo bao gồm thân hình trụ hạn đặt nghiêng một góc 40 bởi các đai tựa lên con lăn đỡ và bộ truyền động kèm động cơ 3 tốc độ, giảm tốc 2 hoặc 3 cấp quay vành răng, ngoài ra còn có bánh răng nối với trục quay chậm của giảm tốc. Do có các con lăn đỡ đặt trên các chân đỡ mà thân thiết bị không bị dịch chuyển theo chiều trục. Bên trong các lò được xây lót bằng gạch chịu lửa. Thùng sấy được trang bị bộ phận vít xoắn và bộ phân phân phối để đảo khuấy vật liệu tốt hơn, tăng sự trao đổi nhiệt của chúng. Ở đây thực hiện biện pháp sấy xuôi chiều, vật liệu ẩm và khí nóng cùng vào đầu thùng sấy, vật liệu khô và khí nguội ra ở phía cuối thùng sấy. Phía trong thùng sấy ở phần đầu khoảng 1m được hàn các cánh thép xoắn vỏ đỗ có tác dụng tiếp nhận quặng và dẫn quặng vào trong thùng sấy và phân phối quặng cho đều, để tăng bề mặt tiếp xúc giữa khí nóng và quặng, sau cánh hướng quặng có lắp cánh đảo dọc theo thân thùng. Ở phần sau cuối thùng sấy còn có một đoạn cánh đảo hình sao theo tiết diện ngang, trên cánh sao có hàn, lắp ghép nhiều cánh đảo phụ. Để tạo độ kín ở chỗ thùng sấy nối với đầu nạp liệu, tháo liệu, người ta lắp gioăng xảm. Mặt ngoài thùng sấy có các vòng kẹp để giữ lớp bảo ôn. Ưu điểm : Hiệu suất cao, dễ cơ khí hoá. Nhược điểm : Vật liệu dễ bị vỡ vụn, giảm chất lượng. Xyclon tách bụi Khí có bụi được dẫn vào hệ thống xiclon theo phương tiếp tuyến. Bên trong xiclon khí sẽ theo đường xoáy, bụi va đập vào thành xiclon mất động năng sẽ rơi xuống đáy. Phần đáy hình côn dưới xiclon có lắp ống dẫn bột và van đóng mở tự động theo nguyên tắc đòn bẩy và trọng lực. Thiết bị khử bụi kiểu sủi bọt Phần khử bụi bao gồm: bunke chứa nước, đường ống dẫn khí vào và ra. Đáy của bunke chứa nước được nối với đường ống thải ra ngoài ao lắng. Giữa đường khí vào và ra của bunke, người ta đặt 1 tấm thép có tay quay phía ngoài để tạo sự tiếp xúc với nước, bụi sẽ được thấm ướt và lắng lại ở bunke, khí sạch theo đường ống dựng đứng sang phần tách giọt. Mức nước trong bunke chứa được điều chỉnh bằng bộ điều chỉnh lưu lượng. Lưu lượng khí đi qua: 30.000 m3/h. Trở lực thiết bị: 200 – 500 mmH2O. Hàm lượng bụi trước khi lọc: 20 g/m3. Hàm lượng bụi sau khi lọc: 0,1 – 0,6 g/m3. Tháp hấp thụ Flo Tháp hình trụ rỗng hấp thụ theo nguyên lý ngược chiều nhằm tăng sự tiếp xúc pha khí đi từ dưới lên, nước phun thành mù từ trên xuống, nước được bơm tuần hoàn. Bên trong xây gạch chịu axit. Phòng hấp thụ đặt trên bệ đáy đổ bằng bê tông chịu axit. Kích thước: Đường kính Φ 2620, Chiều cao H 8803. NHẬN XÉT, KIẾN NGHỊ VÀ GIẢI PHÁP Nhận xét Đã áp dụng tự động hoá vào nhiều khâu. Dây chuyền sản xuất đã có những cải tiến nhất định, đặt biệt là hệ thống xử lý khí Flo chuyển đổi sang sản xuất thuốc trừ sâu. Việc này có ý nghĩa quan trọng về mặt môi trường, đồng thời tạo thêm thu nhập cho công nhân. Các chất thải của xí nghiệp + Khí thải: Chủ yếu là bụi apatit, các khí HF, SìF4 và các mù axit sinh ra. + Nước thải: Chủ yếu là các loại nước hấp thụ xử lý khí, được lắng đọng hoặc trung hoà. + Chất thải rắn: Bụi trong các bộ phận, xỉ than sau quá trình đốt lò. Ngoài ra còn có các loại ô nhiễm khác như ô nhiễm nhiệt tại các bộ phận sấy và tại bộ phận điều chế supe, ô nhiễm tiếng ồn tại các máy nghiền bi … Kiến nghị và giải pháp Ở công đoạn điều chế supe, do phản ứng toả nhiệt nên lượng nhiệt thải ra là rất lớn, nên có thêm các thiết bị tận dụng nhiệt. Ở công đoạn điều chế supe, khí thoát ra từ phản ứng có mùi rất khó chịu, ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động, cần thu khí lại và xử lý. PHẦN 4 DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NPK SỐ 2 NGUYÊN LIỆU Supe phốt phát Loại sản phẩm 16 % P2O5 hữu hiệu. Độ ẩm: ≤ 10 %. Hàm lượng P2O5 tự do: Φ 4 %. Hình thức: Tơi xốp, đã được đánh tung. Sunphat Amon (SA) CTHH: (NH4)2SO4. Hàm lượng N: 20 – 21 %. Độ ẩm: ≤ 1,5 %. Hình thức: Dạng tinh thể rắn, khô rời, màu vàng nhạt hoặc xám, rất dễ bị hút ẩm và đóng rắn. Trường hộp bị đóng cục, chảy nước thì phải phân tích lại hàm lượng và xử lý đập, nghiền, sàng. Kali clorua KCl CTHH: KCl. Hàm lượng K2O: 60 %. Độ ẩm: ≤ 1 %. Cỡ hạt: 0,5 – 1 mm. Hình thức: Ở dạng tinh thể đỏ hoặc trắng. Urê (cacbamit) CTHH: CO(NH2)2. Hàm lượng N: 45 – 46 %. Độ ẩm: ≤ 1 %. Cỡ hạt: 1 – 2,5 mm. Hình thức: Ở dạng viên trứng nhện, màu trắng đục. Urê ở môi trường bình thường dễ hút ẩm và bị thuỷ phân. Trường hợp bị đóng cục, chảy nước thì phải phân tích lại hàm lượng và xử lý đập, nghiền, sàng. Di Amon Photphat (DAP) CTHH: (NH4)2HPO4. Hàm lượng N: 17 – 18 %. Hàm lượng P2O5: 45 – 46 %. Độ ẩm: ≤ 2 %. Cỡ hạt: 1 – 4 mm. Hình thức: Ở dạng hạt màu nâu sẫm hay xám đá. DAP tổn thất Amoniac ở 70 0C và chuyển thành Mono Amon Photphat. Mono Amon Photphat (MAP) CTHH: NH4H2PO4. Hàm lượng N: 9 – 12 %. Hàm lượng P2O5: 48 – 50 %. Độ ẩm: ≤ 2 %. Hình thức: Ở dạng bộ mịn màu trắng. MAP là một hợp chất khá bền vững ở 100 – 110 0C, không bị phân huỷ và thất thoát amoniac. Bột apatit, phù sa, đôlômit, secpentin Độ mịn ≥ 95 % qua sàng 0,16 mm (như trong sản xuất supe). Độ ẩm: ≤ 2 %. Bột vôi Hàm lượng CaO: ≥ 50 %. Độ ẩm: ≤ 2 %. Hình thức: Ở dạng bột mịn đã nghiền bi. NHIÊN LIỆU Sử dụng nhiên liệu là dầu FO. Nhiệt trị: 9500 – 9800 kcal/kg. Độ tro: ≤ 0,1 %. Tạp chất cơ học: ≤ 0,15 %. Độ ẩm: ≤ 1 %. Tỷ trọng ở 20 0C: 844 kg/m3. t0 = 30 0C. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Sơ đồ lưu trình công nghệ Không đạt Đạt Lưu kho Không đạt kích thước Nguyên liệu Kiểm tra Kho Tạo hạt Làm nguội, đóng bao Sấy Sàng Kiểm tra Xử lý theo TC 05 Sơ đồ dây chuyền sản xuất Các công đoạn chính Công đoạn cấp liệu Các máy móc thiết bị Bunke chứa nguyên liệu SA, máy nghiền SA 8, băng tải chuyển SA 11, băng tải chuyển SA 12. Bunke chứa phụ gia 9, băng tải chuyển phụ gia, chuyển KCl 7, 46. Các bunke định lượng 13. Băng cấp liệu định lượng 14. Băng tải cấp liệu tổng hợp 15, 16. Bunke chứa phụ gia 9: V = 2 m3. H = 1790 mm. Miệng hình vuông 2150 x 2150 mm, đáy hình vuông 500 x 500 mm. Miệng đặt sàng 125 x 125 mm. Băng tải cấp phụ gia 7 Chiều rộng: B 500. Chiều dài L 75.214. Độ nghiêng 200. Vật liệu: cao su. Số lớp sợi: i = 3. Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm. Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm. Năng suất: 5 T/h. Vận tốc băng tải: 0,3 m/s. Động cơ: Công suất N = 1,5 kW. Số vòng quay: n = 1450 v/ph. Băng tải cấp phụ gia và KCl 46 Chiều rộng: B 500. Chiều dài L 8616. Độ nghiêng 200. Vật liệu: cao su. Số lớp sợi: i = 3. Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm. Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm. Năng suất: 5 T/h. Vận tốc băng tải: 0,638 m/s. Động cơ: Công suất N = 3 kW. Số vòng quay: n = 1450 v/ph. Hộp giảm tốc PM 400 – I. Tỷ số truyền: i = 40,17. Máy nghiền SA 8 Năng suất: 6 T/h. Động cơ điện: N = 15 kW, n = 1450 v/ph. Băng tải SA 11 Chiều rộng: B 500. Chiều dài L 69115. Độ nghiêng 7022’. Vật liệu: cao su. Số lớp sợi: i = 4. Chiều dày băng tải: 7,75 mm. Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm. Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm. Năng suất: 6 T/h. Vận tốc băng tải: 0,638 m/s. Động cơ: Công suất N = 7,5 kW. Số vòng quay: n = 1450 v/ph. Hộp giảm tốc PM 500 – I. Tỷ số truyền: i = 40,17. Băng tải SA 12 Chiều rộng: B 500. Chiều dài L 6900. Độ nghiêng 20. Vật liệu: cao su. Số lớp sợi: i = 4. Chiều dày băng tải: 7,75 mm. Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm. Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm. Năng suất: 6 T/h. Vận tốc băng tải: 0,53 m/s. Động cơ: Công suất N = 3 kW. Số vòng quay: n = 1450 v/ph. Hộp giảm tốc PM 400 – I. Tỷ số truyền: i = 48,57. Bunke chứa liệu 13 V = 3 m3 Có 6 bunke chứa. Băng tải cấp liệu tổng hợp 15 Chiều rộng: B 650. Chiều dài L 16300. Độ nghiêng 190. Vật liệu: cao su. Số lớp sợi: i = 5. Chiều dày băng t ải: 11 mm. Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm. Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm. Năng suất: 50 T/h. Vận tốc băng tải: 0,53 m/s. Động cơ: Công suất N = 4 kW. Số vòng quay: n = 1450 v/ph. Hộp giảm tốc PM 500 – I. Tỷ số truyền: i = 48,57. Các đối tượng điều khiển 6 băng cân định lượng 14 A, B, C, D … (thường sử dụng 4 băng cân, 2 dự phòng), chiều rộng băng cân: B 500, chiều dài L 1600. 1 loadcell treo, động cơ 1,5 kW, n = 1450 v/ph. Các bộ điều tốc và Encoder. Mô tả công nghệ Phụ gia: phù sa, bột tan, secpentin … được đổ vào bunke chứa 9, nhờ băng tải 7 và băng tải 46 chuyển vào bunke chứa 13A. Nguyên liệu SA đã tập kết ở kho, nhờ xe nâng cẩu lên sàn thao tác tháo SA bunke chứa, sau đó chuyển vào máy nghiền SA 8. Sau khi được sàng, nghiền mịn, SA rơi xuống băng tải chở SA 11, nhờ băng tải này chuyển vào băng tải 12, sau đó đổ vào bunke chứa 13C. Nguyên liệu KCl đã tập kết ở kho được chuyển lên bunke chứa 13D nhờ băng tải chuyển bao 46. Các nguyên liệu: supe photphat đơn, DAP, KCl, Urê, SA, phù sa đã tập kết thành từng đống riêng biệt tại mặt bằng khu vực nạp liệu. Trước khi nạp vào các bunke nạp liệu, các nguyên liệu được thử nghiệm xác định hàm lượng các chất dinh dưỡng (khi cần thiết). Sau đó các nguyên liệu được nạp vào các bunke nạp liệu 13A … 13D … theo đúng vị trí. Đơn phối liệu cho các loại sản phẩm NPK được cài đặt sẵn trong hệ thống máy tính và được điều chỉnh tự động. Hệ thống cấp liệu cũng có thể được điều chỉnh bằng tay qua hệ thống nút bấm. Ra khỏi bunke chứa, các nguyên liệu được định lượng bằng các băng cân 14A … D … được kiểm soát bởi hệ thống điều khiển cấp liệu tự động hoặc qua bàn phím. Nếu có xuất hiện hiện tượng tạo vòm ở bunke chưúa liệu thì lập tức cho máy chạy rung phá vòm. Nguyên liệu được đổ xuống băng tải cấp liệu tổng hợp 15, rồi sau đó đưa sang băng tải 16, sau đó rót thẳng vào thùng trộn 17 để trộn đều các nguyên liệu với nhau trước khi sang máy vê viên đĩa. Công đoạn sấy Các máy móc thiết bị Băng tải bán thành phẩm 21 Chiều rộng: B 650. Chiều dài L 56250. Độ nghiêng 150. Vật liệu: cao su. Số lớp sợi: i = 4. Chiều dày băng t ải: 11 mm. Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm. Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm. Năng suất: 50 T/h. Vận tốc băng tải: 0,53 m/s. Động cơ 2K-132-M6: Công suất N = 4 kW. Số vòng quay: n = 1000 v/ph. Số vòng quay trục ra: 29 v/ph. Băng tải bán thành phẩm 22 Chiều rộng: B 650. Chiều dài L 3250. Vật liệu: cao su. Số lớp sợi: i = 4. Chiều dày băng tải: 11 mm. Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm. Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm. Năng suất: 50 T/h. Vận tốc băng tải: 0,47 m/s. Động cơ: Công suất N = 2,2 kW. Số vòng quay: n = 1450 v/ph. Thùng sấy 23 Cấu tạo hình trụ nằm ngang, làm bằng thép. Đường kính Φ 2800, chiều dài L 22.000. Thùng đặt nghiêng 20. Bên trong có gắn các cánh đảo dọc theo thùng và các cánh hướng ở đầu thùng. Thùng sấy được đặt trên 2 vành lăn tựa trên 4 con lăn đỡ. Thùng sấy quay nhờ động cơ truyền chuyển động qua giảm tốc và bánh răng lớn gắn ở vỏ thùng sấy. Tốc độ quay: 3 v/ph. Năng suát: 50 T/h. Cỡ hạt vào máy sấy: 0,5 – 12 mm. Độ ẩm vật liệu vào máy sấy: 8 – 10 %. Độ ẩm vật liệu ra máy sấyL 2 – 4 %. Nhiệt độ khí vào máy sấy: 250 – 400 0C. Nhiệt độ khí ra máy sấy: 11 0C. Lưu lượng khí sấy: 30.000 – 50.000 Nm3/h. Động cơ: N = 125 kW, n = 750 v/ph. Hộp giảm tốc GT2-1300-XVII: tỷ số truyền: i = 46,22. Quạt hút khí sau sấy 40 Năng suất: 50.000 Nm3/h. Áp suất: 400 mmH2O. Động cơ: N = 120 kW, n = 980 v/ph. Xyclon chùm 8 số 39 Đường kính: Φ 800. Thể tích V = 15 m3. Năng suất: 55.000 m3/h. Kích thước: 2900x3604x7180. Nhiệt độ làm việc: 105 0C. Hiệu suất tách bụi: 90 %. Thiết bị rửa khí kiểu sủi bọt 41 Lưu lượng: 50.000 m3/h. Trở lực: 250 mmH2O. Hàm lượng bụi trong khí vào: 20 g/m3. Hàm lượng bụi trong khí ra: 0,4 g/m3. Mô tả công nghệ Các hạt NPK sau khi vê viên có độ ẩm 8 – 10 % được băng tải 21 và 22 vận chuyển vào máy sấy thùng quay 23. Máy sấy làm việc theo nguyên lý xuôi chiều. Tác nhân sấy là nguồn khí nóng 200 – 400 0C từ buồng pha khí của lò đốt dầu FO 38 được quạt hút 40 hút vận chuyển đi cùng chiều với dòng NPK trong thùng sấy. Nhờ thùng quay được đặt nghiêng và bên trong thùng có lắp cánh đảo nên sản phẩm NPK được đảo đều và sấy khô được chuyển dịch dần về phía cuối thùng sấy. Ra khỏi thùng sấy, sản phẩm NPK đạt độ ẩm 2 – 4 % được gầu tải 24 vận chuyển lên sàng rung hai lớp 25 để phân loại NPK. Dòng khí nóng sau khi trao đổi nhiệt với dòng sản phẩm giảm xuống 110 0C và mang theo nhiều bụi đi qua quạt hút 40 hút vào bộ xycon chùm 8 số 39. Trong xyclon, bụi được lắng xuống đấy và tháo ra ngoài rơi xuống băng tải hồi lưu 35 và được đưa đi tạo hạt lại. Dòng khí tiếp tục được quạt 40 đẩy lên thiết bị xử lý kiểu sủi bọt 41, lượng bụi được giữ lại tiếp tục ở đáy và được tháo ra rãnh. Khí sạch được phóng không. Công đoạn đóng bao, vận hành băng tải di động Các máy móc thiết bị Băng tải thành phẩm 27 Chiều rộng: B 650. Chiều dài L 30.356. Độ nghiêng 1405’. Vật liệu: cao su. Số lớp sợi: i = 4. Chiều dày băng tải: 9 mm. Chiều dày cao su mặt có tải 4,5 mm. Chiều dày cao su mặt không tải 1,5 mm. Năng suất: 25 T/h. Vận tốc băng tải: 0,87 m/s. Động cơ 3K-160-S6: Công suất N = 5,5 kW. Số vòng quay: n = 1450 v/ph. Hộp giảm tốc GT350-1-I-000: tỷ số truyền: i = 48,57. Xilô thành phẩm 31A, B V = 5 m3. Khối lượng: 1500kg. Máy đóng bao tự động 32A, B Năng suất: 8 bao/ph (bao 50 kg). Khối lượng: 140 kg. Máy khâu bao 33A, B Năng suất: 15 bao/ph. Băng tải đóng bao 34A, B Chiều rộng: B 400. Chiều dài L 4200. Động cơ: Công suất N = 1,5 kW. Số vòng quay: n = 1450 v/ph. Băng tải di động chở bao 35A, B Chiều rộng B 650, chiều dài L 3000. Chiều cao khi băng tải nằm ngang: 1940 mm. Động cơ liền giảm tốc: N = 1,5 kW, n = 1450 v/ph, tỷ số truyền i = 1/20. Mô tả công nghệ Sản phẩm NPK sau máy làm nguội 26 đi xuống băng tải thành phẩm 27 rồi vào xilô thành phẩm 28. Sau đó sản phẩm được đóng và định lượng bằng máy đóng bao tự động 29A, B; khi đủ khối lượng sẽ rôi xuống băng tải đóng bao 30A, B để vận chuyển qua máy khâu bao tự động 31A, B đặt phía trên băng tải đóng bao để khâu kín miệng bao lại. Sản phẩm đã đóng bao tiếp tục được băng tải di độg vận chuyển vào kho chứa và xếp lưu. Sản phẩm NPK khi xuất hàng được vận chuyển lên phương tiện vận tải (ôtô) bằng băng tải di động 36. Các công đoạn khác Công đoạn cấp lân Nguyên liệu supe trước khi đưa vào sản xuất được lấy mẫu phân tích chất lượng. Supe lân từ kho chứa được cầu trục múc vào bunke chứa 1, rồi đi xuống băng tải 2, nhờ băng tải 2 chuyển lên sàng rung 1 lớp số 3. Qua sàng rung phân loại, phần cục to trên sàng chuyển xuống kho và đưa đi đánh tung lại cho tơi ra, phần nhỏ dưới sàng được dùng để sản xuất NPK được băng tải 5 vận chuyển đổ vào băng tải 6 và nhờ băng tải 6 đổ vào bunke chứa supe lân 13B. Công đoạn trộn, vê viên, tạo hạt Nguyên liệu supe photphat đơn, KCl, SA, phụ gia .. từ băng tải cấp liệu 16 đi vào thùng trộn 17. Ra khỏi thùng, hỗn hợp được trộn đều, đảm bảo tính đồng nhất. Sau đó hỗn hợp nguyên liệu được chuyển xuống băng tải cấp liệu 18 vận chuyển phân phối đều cho 2 đĩa vê viên 19A, B. Tại máy vê viên, nhờ tác dụng của lực ly tâm do đĩa quay và cửa trọng lực của hạt nguyên liệu và một số phản ứng hoá học giữa các loại nguyên liệu mà các hạt dần hình thành. Khi phối liệu quá khô thì bổ sung ẩm bằng cách mở van vòi phun nước vào phối liệu. Toàn bộ lượng bụi sinh ra tại đĩa vê viên được quạt làm nguội 43 hút về xử lý cùng với hệ thống xử lý bụi của phần làm lạnh. Hạt NPK đạt kích cỡ quy định được đưa xuống băng tải bán thành phầm 21 và 22 vận chuyển sang công đoạn sấy sản phẩm. Công đoạn lò đốt dầu FO Dầu FO từ kho chứa tại XN Axit 2 có nhiệt độ 30 0C được bơm đưa về thùng chứa 50 (12 m3), sau đó được bơm dầu 54A (hoặc B) hút qua thiết bị lọc dầu thô và tinh nhằm loại bỏ cặn trước khi đưa vào bình ổn áp 36 để ồn định áp suất vào vòi phun dầu. Dầu phân tán qua vòi phun vào đầu lò đốt dưới dạng sương mù. Trong lò đốt mù, dầu FO cháy cùng với không khí do quạt thổi 37 cung cấp. Hỗn hợp khí nóng được tạo thành có nhiệt độ 900 0C sang buồng trộn pha trộn với không khí do quạt hút 40 hút qua thành lò và nắp pha khí tạo thành hỗn hợp khí có nhiệt độ 200 – 450 0C. Hỗn hợp khí này qua quạt hút 40 hút vào thùng sấy 23 để sấy NPK. Công đoạn sàng rung Sản phẩm NPK sau sấy từ gầu tải 24 rót lên sàng. Sàng được động cơ truyền chuyển động qua cơ cấu rung lệch tâm. Các hạt NPK có kích thước < 2,5 mm dưới sàng xuống băng tải tái sinh 38. Các hạt NPK có kích thước trong khoảng 2 – 5 mm ở giữa 2 lớp sàng thì đưa vào máy làm nguội 29. Công đoạn nghiền cục Phần cục to NPK trên sàng 5,5x5,5 mm được đưa vào máy nghiền 34 và được nghiền nhỏ rơi xuống băng tải 35. Hạt NPK nhỏ dưới sàng 2,5x2,5 mm được đưa trực tiếp xuống băng tải 35 và tiếp tục đưa về băng tải tổng hợp 16 rồi đưa vào thùng trộn 17 để trộn lại cùng nguyên liệu ban đầu rồi đi vê viên lại. Công đoạn làm nguội Sản phẩm NPK sau máy sàng phân loại 25 có nhiệt độ 80 0C, kích thước 2,5 – 5 mm, độ ẩm < 5 % vào máy làm nguội kiểu thùng quay 26. Nhờ độ nghiêng, sản phẩm dịch chuyển tư đầu vào đến đầu ra thùng làm nguội. Không khí ngoài trời được quạt hút 43 hút vào thùng làm nguội 26 đi ngược chiều với sản phẩm trong thùng. Sản phẩm được làm nguội từ 80 0C xuống còn 30 0C ra khỏi thùng làm nguội, sau đó xuống băng tải 27 sang công đoạn đóng bao. Một số thiết bị Các thiết bị chính của Xí nghiệp NPK số 2: Máy vê viên đĩa Lò đốt dầu FO Máy sấy thùng quay Máy làm nguội thùng quay Băng cấp liệu định luợng Máy đóng bao tự động và máy khâu bao Máy vê viên đĩa 19A, B Đường kính đĩa: Φ 5600. Chiều cao thành đĩa H 650. Đế dày 12 mm. Thành dày 10 mm. Góc nghiêng đĩa 480. Tốc độ đĩa quay: 11 v/ph. Năng suất: 12,5 T/h (đối với 1 đĩa). Động cơ điện: N = 40 kW, n = 1450 v/ph. Bán kính lượn giữa thành và đáy đĩa: R 300. Hiệu suất vê viên: 75 %. Máy làm nguội thùng quay 26 Cấu tạo: kiểu thùng quay nằm nghiêng 30. Bên trong có gắn các cánh đảo dọc theo thân thùng. Thùng làm nguội được đỡ bằng 2 vành lăn tựa trên 4 con lăn đỡ. Thùng làm nguội quay được nhờ hệ thống động cơ truyền chuyển động qua giảm tốc và bánh răng con vào bánh răng lớn gắn ở thân thùng. Đường kính Φ 2200. Chiều dài L 14000. Năng suất: 30 T/h. Ẩm vậy liều: 2 – 4 %. Cỡ hạt: 2,5 – 5 mm. Nhiệt độ sản phẩm vào: 70 – 80 0C. Nhiệt độ sản phẩm ra: 30 – 35 0C. Nhiệt độ không khí vào: 30 0C. Nhiệt độ không khí ra: 50 0C. Tốc độ quay: 4,6 v/ph. Động cơ: N = 55 kW, n = 980 v/ph. Giảm tốc GT2-850-XV. Tỷ số truyền: i = 35,69 v/ph. Lò đốt dầu FO V = 20,4 m3. Đường kính Φ 2552, chiều dài L 5140. Năng suất đốt: 200 – 400 kg/h. Lưu lượng không khí cấp vào vòi phun: 6000 Nm3/h. Áp lực không khí trước vòi phun: 500 mmH2O. Áp suất dầu FO trước vòi phun: 1 – 1,5 at. Xyclon chùm 8 số 42 Đường kính: Φ 750. Năng suất: 40.000 – 50.000 m3/h. Kích thước: 3540x2900x7400. ĐỊNH MỨC PHỐI LIỆU NPK 5-10-3 Bảng định mức phối liệu NPK 5-10-3 chỉ sử dụng SA Tính lượng supe lân 16 % P2O5 hữu hiệu (tính cho 1 tấn sản phẩm) Msp=PPsp.1000=1016.1000=625kg Trong đó: Msp _ lượng supe lân 16 % P2O5 hữu hiệu dùng để sản xuất 1000 kg NPK 5-10-3, kg; P _ hàm lượng P2O5 hữu hiệu trong sản phẩm NPK 5-10-3, %; Psp _ hàm lượng P2O5 hữu hiệu trong supe lân, %. Tính lượng Sunfat Amon (SA 20,5 % N) MSA=NNSA.1000=520,5.1000=244kg Trong đó: MSA _ lượng SA dùng để sản xuất 1000 kg NPK 5-10-3, kg; N _ hàm lượng nitơ trong sản phẩm NPK 5-10-3, %; Psp _ hàm lượng nitơ trong SA, %. Tính lượng KCl (60 % K2O) MKCl=KKKCl.1000=360.1000=50kg Trong đó: MKCl _ lượng KCl dùng để sản xuất 1000 kg NPK 5-10-3, kg; K _ hàm lượng K2O trong sản phẩm NPK 5-10-3, %; KKCl _ hàm lượng K2O trong KCl, %. Bảng định mức phối liệu STT Nguyên liệu Định mức, kg Lý thuyết Thực tế 1 SA: 20,5 % N 244 245,6 2 Supe lân: 16 % P2O5 hữu hiệu 625 630,0 3 KCl: 60 % K2O 50 50,4 4 Phù sa 81 106,0 5 Bột tan 0 10,0 6 Tổng cộng 1000 1.042,0 Thực tế phải tính đến các tiêu hao khác: Lượng nguyên liệu thất thoát do quá trình sấy, làm lạnh. Lượng nguyên liệu thất thoát trong quá trình vận chuyển, xếp kho, chảy nước. Lượng sản phẩm thất thoát trong quá trình đóng bao … Lượng phù sa phải bù do sấy khô sản phẩm. Bảng định mức phối liệu NPK 5-10-3 sử dụng SA và urê Trong công thức phối liệu này có bổ sung 17 kg urê/tấn sản phẩm NPK. Tính lượng supe lân 16 % P2O5 hữu hiệu Msp=PPsp.1000=1016.1000=625kg Tính lượng SA (20,5 % N) Hàm lượng nitơ có 17 kg urê bổ sung, còn lại N lấy từ SA sau khi đã trừ đi hàm lượng nitơ có từ urê. Lượng nitơ vào theo urê tính cho 100kg sản phẩm NPK 5-10-3 N=MurêNurê10=17.0,4610=0,782% Trong đó: Murê _ lượng nitơ vào theo urê, %; Nurê _ hàm lượng nitơ trong urê, %. Lượng SA dùng cho 1000 kg sản phẩm MSA=5-0,78220,5.1000=205,7kg Tính lượng KCl (60 % K2O) MKCl=KKKCl.1000=360.1000=50kg Bảng định mức phối liệu STT Nguyên liệu Định mức, kg Lý thuyết Thực tế 1 SA: 20,5 % N 205,7 207,6 2 Urê: 46 % N 17 617 3 Supe lân: 16 % P2O5 hữu hiệu 625 630 4 KCl: 60 % K2O 50 50,4 5 Phù sa 92,3 126 6 Bột tan 10 10 7 Tổng cộng 1.000 1.041 Thực tế phải tính đến các tiêu hao khác: Lượng nguyên liệu thất thoát do quá trình sấy, làm lạnh. Lượng nguyên liệu thất thoát trong quá trình vận chuyển, xếp kho, chảy nước. Lượng sản phẩm thất thoát trong quá trình đóng bao … Lượng phù sa phải bù do sấy khô sản phẩm. NHẬN XÉT, KIẾN NGHỊ VÀ GIẢI PHÁP Nhận xét Dây chuyền sản xuất bán thủ công, năng suất 15 vạn tấn/năm. Dây chuyền sản xuất khá đơn giản. Trong sản phẩm có thêm các chất bổ sung để tăng hàm lượng chất dinh dưỡng cho phân bón. Các sản phẩm của xí nghiệp rất đa dạng. Việc thay đổi thành phần các nguyên tố trong sản phẩm dễ được thực hiện dễ dàng bẳng cách điều chỉnh số liệu của các băng cân định lượng (tự động hoá). Việc sử dụng băng tải di động rất tiện cho quá trình xếp sản phẩm vào các vị trí của kho. Các chất thải của xí nghiệp: + Chất thải khí: Khí của quá trình đốt dầu. + Chất thải rắn: Bụi từ các xyclon, bụi bay lên trong quá trình vận chuyển các nguyên liệu, sản phẩm dạng bột trên các băng tải. Ngoài ra còn có ô nhiễm tiếng ồn do sự vận chuyển trên các băng tải, ô nhiễm nhiệt tại bộ phận đốt lò. Kiến nghị và giải pháp Sản phẩm và nguyên liệu được vận chuyển bằng đường sắt và đường bộ (ôtô). Quá trình bảo quản nguyên liệu, sản phẩm trên các toa xe của đường sắt không đảm bảo, đặc biệt khi trời mưa có thể làm ướt các bao sản phẩm, dẫn đến phải xử lý lại. Cần thiết kế thêm bộ phận che chắn trên các toa xe. Khi không khí ẩm, các khí thải không bay lên cao được, mùi phân bón bay ra xung quanh rất nhiều, ảnh hưởng đến sức khoẻ của người lao động và của cả các hộ dân xung quanh. Cần thiết kế thêm hệ thống xử lý khí thải (lắp đặt thêm hệ thống ống khói, khử mùi bằng than hoạt tính …). Khi trời mưa, nhà xưởng bị ẩm ướt, rất dễ trơn trượt, gây khó khăn trong đi lại, không đảm bảo an toàn lao động. Về lâu dài cần xử lý lại mặt bằng nhà máy (ví dụ: lát xi măng, xây lại cầu thang …). KẾT LUẬN Quá trình Thực tập kỹ thuật tại Công ty Supe phốt phát và Hoá chất Lâm Thao dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Trung Kiên đã giúp em tiếp cận được với những vấn đề thực tế: Em đã hiểu rõ hơn công việc của một kỹ sư hoá chất. Được trang bị thêm những kiến thức thực tế về một số quá trình sản xuất cụ thể: các quá trình sản xuất axit, supe phốt phát và sản xuất NPK. Qua đó em cũng được tiếp cận với các thiết bị thực tế. Biết được một số sự cố kỹ thuật mà việc học lý thuyết không thể trang bị đầy đủ. Tuy nhiên, do thời gian có hạn, cũng như những khó khăn trong vấn đề mượn và tìm hiểu tài liệu trong Công ty, nên dù đã cố gắng hết sức, báo cáo thực tập của em vẫn chưa đi vào việc vận hành các thiết bị, dây chuyền, chưa đưa ra được các vấn đề về Xây dựng công nghiệp và vẫn còn mắc nhiều sai sót. Em rất mong sự góp ý, chỉ bảo của thày. Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC