Tải bản đầy đủ

quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm

Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
KiÕn TËp

-@&?-

B¸o C¸o

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
&

& &&

BÁO CÁO KIẾN TẬP
QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ
HÓA CHẤT VÀ THỰC PHẨM

Giáo viên hướng dẫn : Vũ Minh Khôi


HÀNỘI
NỘI

Sinh viªn thùc tËp :

Líp 1


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
KiÕn TËp

-@&?-

B¸o C¸o

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………………………1
ĐẠI CƯƠNG VỀ NGUYÊN LIỆU LƯU HUỲNH…………………………… 4
THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT, ỨNG DỤNG CỦA AXIT H2SO4……………..5
CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT H2SO4……………………………..9
TÓM TẮT DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT AXIT H2SO4………………………..13
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT AXIT H2SO4……………14
THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT…………………………………15
CÁC CÔNG ĐOẠN CHÍNH……………………………………………………..
1. CÔNG ĐOẠN LÒ ĐỐT……………………………………………………….17
2. CÔNG ĐOẠN NỒI HƠI………………………………………………………19
3. CÔNG ĐOẠN TIẾP XÚC……………………………………………………..20
4. CÔNG ĐOẠN SẤY – HẤP THỤ……………………………………………...24
5. CÔNG ĐOẠN PHỤ …………………………………………………………….
a. LỌC NƯƠC HÓA HỌC………………………………….................................29
b. MÁY NÉN KHÔNG KHÍ……………………………………………………...33
PHÂN TÍCH KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM………………………...34
LỜI KẾT…………………………………………………………………………..36

Sinh viªn thùc tËp :

Líp 2


Trờng Đại Học Công Nghiệp Hà Nội


Kiến Tập

-@&?-

Báo Cáo

LI M U
Nc ta l mt nc cụng nụng nghip phỏt trin,cú 60% dõn s tham gia vo
lnh vc nụng nghip. L mt nc cú nghnh nụng nghip ang trờn phỏt trin
mnh m nờn vn u vo cho nghnh nụng nghip nh phõn bún hoỏ hc, thuc
tr sõu l mt mi quan tõm hng u c t ra. Do nhu cu s dng ngy
cng cao ca nghnh nụng nghip. Ngy 8/6/1959 Nh mỏy Supe photphat v Hoỏ
cht Lõm Thao c chớnh ph nc Vit Nam Dõn Ch Cng Ho khi cụng xõy
dng ti huyn Lõm Thao, tnh Phỳ Th. Sau 3 nm thi cụng lp t, c s giỳp
nhit tỡnh ca cỏc chuyờn gia Liờn Xụ cựng vi cụng sc ca hn 2000 cỏn b
v cụng nhõn Vit Nam sut 1000 ngy ờm lao ng khụng ngng nh mỏy ó
c a vo vn hnh sn xut ngy 24/6/1962.
Cựng vi s phỏt trin ca t nc v nghnh cụng nghip hoỏ cht s ra i
ca Supe photphat Lõm Thao c coi l s kin ỏng ghi nh trong lch s phỏt
trin ca ngnh cụng nghip non tr nc ta vo thi im min Bc va c gii
phúng. Vi cụng trỡnh ny, vo u nhng nm 60 ca th k XX, chỳng ta ó cú 1
nh mỏy sn xut phõn bún ln vo bc nht trong khu vc ụng Nam , c coi
l a con u lũng ca ngnh cụng nghip phõn bún l bụng hoa hu ngh Vit
Xụ biu tng cao p ca ch ngha quc t vụ sn trong sỏng ca 15 nc anh
em trong phe XHCN vo na cui th k XX.
Sau 3 nm thi cụng lp t, tp th mỏy ó xit cht con c cui cựng. Nh mỏy
Supe photphat Lõm Thao ó hon thnh, kt thỳc chin dch 1000 ngy ờm lao
ng. Hng ngn con ngi hõn hoan ch i cụng trỡnh xõy dng ln nht t
nc v sn xut phõn bún supe lõn - a con u lũng ca nghnh hoỏ cht Vit
Nam vi 2 phõn xng sn xut chớnh l : phõn xng axit sunfuric v phõn xng
supe cựng vi 96 hng mc cụng trỡnh ln nh trờn tng din tớch l 73 hecta vi
cụng sut thit k mi nm 100.000 tn supe v 40.000 tn axit

Sinh viên thực tập :

Lớp 3


Trờng Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
-@&?Báo Cáo
Kiến Tập
Phỏt trin gn lin vi nhng thng trm ca t nc, tri qua rt nhiu nhng
khú khn nhng nh s n lc phn u khụng ngng ca cỏc cỏn b, cụng nhõn
viờn ca nh mỏy qua nhiu thi kỡ, nh mỏy vn cung cp õy cho nghnh nụng
nghip nc ta 14 triu tn phõn bún supe lõn v NPK cht lng cao, hng chc
tn axit sunfuric. Ngoi ra, cũn sn xut hng chc vn tn cỏc sn phm hoỏ cht
cn thit khỏc phc v cho cỏc nghnh kinh t nh: thuc tr sõu cụng nghip, phốn
n, phốn kộpQua hn 45 nm xõy dng v phỏt trin Cụng ty Supe photphat v
Hoỏ cht Lõm Thao ó v ang l doanh nghip sn xut phõn bún ng hng u
Vit Nam
Xớ nghip axớt c khi cụng xõy dng vo ngy 20 thỏng 4 nm 1980 trong t
m rng nh mỏy ln th 2 vi s giỳp ca cỏc chuyờn gia Liờn Xụ. c chy
th vo ngy 24 thỏng 4 nm 1984 n ngy 30 thỏng 5 nm 1984 chớnh thc khỏnh
thnh v i vo sn xut vi cụng sut thit k l 120000 tn/ nm. Dõy chuyn sn
xut axit c xõy dng theo s sn xut axớt sunfuric t qung lu hunh rn
t trong lũ nm ngang bng phng phỏp tip xỳc.
Dõy chuyn cụng ngh bao gm 4 cụng on chớnh :
Cụng on to khớ: cú nhim v t qung lu hunh t trong lũ nm ngang
bng phng phỏp tip xỳc
Cụng on tinh ch khớ: cú nhim v loi b nhng tp cht cú hi n xỳc tỏc v
lm sch khớ nguyờn liu
Cụng on mỏy nộn tip xỳc: cú nhim v chuyn hoỏ SO2 thnh SO3 trong thỏp
tip xỳc.
Cụng on sy hp th: cú nhim v sy khụ khớ nguyờn kiu v hp th SO 3
trong cỏc thỏp hp th.
Bờn cnh ú cũn cú cỏc cụng on ph nh lc nc hoỏ hc, kho cha axớt, kho
mazỳt v mỏy nộn khụng khớ.
Sau 23 nm xõy dng v phỏt trin Xớ nghip Axớt ó khụng ngng i mi cụng
ngh tin kp vi xu th phỏt trin ca t nc. Khụng ngng nõng cao sn lng
cng nh cht lng sn phm.
Sinh viên thực tập :

Lớp 4


Trờng Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Kiến Tập

-@&?-

Báo Cáo

I CNG V LU HUNH (S) NGUYấN LIU
CHNH SN XUT AXIT H2SO4
Lu hunh l nguyờn t húa hc trong bng tun hon kớ hiu S, cú s nguyờn t
khi 16. L 1 phi kim ph bin, khụng mựi, khụng v, nhiu húa tr. Lu hunh,
dng gc ca nú l cht rn kt tinh mu vng chanh. Trong t nhiờn, nú cú th tỡm
thy dng n cht hay trong cỏc khoỏng cht sulfua v sulfat. Nú l 1 nguyờn t
thit yu cho s sng v c tỡm thy trong hai axit amin. S dng thng mi
ca nú ch yu trong phõn bún, sn xut axit H 2SO4 nhng cng c dựng rng rói
trong thuc sỳng, diờm, thuc tr sõu v thuc dit nm.
Lu hunh cú nhiu ng dng cụng nghip. Thụng qua dn xut chớnh ca nú l
H2SO4, lu hunh c ỏnh giỏ l mt trong cỏc nguyờn t quan trng nht c
s dng nh l nguyờn liờu cụng nghip, Sn xut axit sulfuric l s sng ch yu
ca lu hunh, v vic tiờu th axit sulfuric c coi nh mt trong cỏc ch s tt
nht v s phỏt trin cụng nghip ca mt quc gia.
nhit phũng, lu hunh l mt cht rn xp mu vng nht. Lu hunh cú
mựi trng ung mựi ny thc cht l hidro sulfua (H 2S), cũn lu hunh n cht
khụng cú mựi. Nú chỏy vi ngn la mu xanh lam v ta ra ddioxxit lu hunh,
vi mựi ngt ngt d thng. Lu hunh khụng hũa tan trong nc nhng hũa tan
trong ddissulfua cacbon v cỏc dung mụi khụng phõn cc khỏc.
Tinh th lu hunh rt phc tp. Ph thuc vo cỏc iu kin c th, cỏc thự hỡnh
ca lu hunh to thnh vi cu trỳc tinh th khỏc nhau, vi cỏc dng hỡnh thoi v
xiờn n S8 l cỏc dng c nghiờn cu k nht..
nht ca lu hunh núng chy, khụng ging nh phn ln cỏc cht lng khỏc,
tng lờn theo nhit do s hỡnh thnh cỏc chui polyme. Tuy nhiờn, sau khi t

Sinh viên thực tập :

Lớp 5


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
-@&?B¸o C¸o
KiÕn TËp
được một khoảng nhiệt độ nhất định thì độ nhớt lại bị giảm do đã đủ năng lượng để
phá vỡ chuỗi polyme.
Lưu huỳnh vô định hình hay “dẻo” có thể được tạo ra khi làm nguội nhanh lưu
huỳnh nóng chảy. Các nghiên cứu tinh thể bằng tia X chỉ ra rằng dạng vô định hình
có thể có cấu trúc xoắn ốc vowiss 8 nguyên tử trên một vòng. Dạng này là ổn định
động ở nhiệt độ phòng và dần dần chuyển ngược thành dạng kết tinh. Tiến trình này
diễn ra trong vòng vài giờ hay vài ngày nhưng có thể tăng tốc nhờ xúc tác.
Các tính chất cơ bản:
Màu: Vàng chanh , trạng thái vật chất: chất rắn
Mật độ ở thể lỏng khi đạt nhiệt độ nóng chảy 1,819 g·cm−3
Nhiệt độ nóng chảy 388,36 K;239,38  115,21 °C,°F
Nhiệt độ sôi 832,3 °F 444,6 °C, 717,8 K,
Nhiệt lượng nóng chảy (mono) 1,727 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi (mono) 45 kJ·mol−1

THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT - ỨNG DỤNG CỦA AXIT SUNFURIC (H2SO4)
1. Thành phần của axit Sunfuric (H2SO4)
Axit Sunfuric (H2SO4) là sự kết hợp của phân tử SO3 và phân tử H2O. Nó là
một axit vô cơ có hoạt tính rất mạnh, tác dụng với hầu hết các kim loại, xác oxit của
chúng, tham gia các phản ứng phân hủy, trao đổi kết hợp mãnh liệt với H 2O, có tính
oxy hóa và nhiều tính chất hóa học quan trọng. Chính vì vậy mà Axit Sunfuric
(H2SO4) được sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân.
Thành phần hóa học được biểu thị theo công thức:
Sinh viªn thùc tËp :

Líp 6


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
-@&?B¸o C¸o
KiÕn TËp
Phân tử H2SO4 có cấu tạo hình tứ diện lệch với nguyên tử S ở tâm, độ dài liên
kết S-OH là 1,35A0 và liên kết S-O là 1,46 A0
H2SO4
SO3.H2O

H-O

O

H2SO4. SO3 H2SO4. H2O
S6+

H-O

O
Cấu tạo phân tử

- Axit H2SO4 có tính oxi hóa thể hiện bằng H+ ( tính axit) và bằng S6+ ( SO42-)
- Axit H2SO4 khan chiếm 81,36% SO3 và 18,37% H2O
- Tỷ lệ giữa SO3 và H2O trong hỗn hợp dung dịch axit cho ta biết tên gọi axit
theo nồng độ.
SO3

- Axit loãng khô: Tỷ lệ H O < 1 ( Axit loãng hòa tan được Fe)
2
SO3

- Axit monohidrat ( <90%): Tỷ lệ H O =1 (Axit mônôhydrat không hòa tan
2
được Pb)
SO3

- Axit đặc ( Mônô 98%): Tỷ lệ H O > 1 (Axit đặc làm đông tụ Fe)
2
2. Tính chất của Axit Sunfuric
a. Tính chất lý học
- Axit H2SO4 khan là chất lỏng không màu, sánh, trọng lượng riêng ở 20 0C là
1,8305g/cm3, kết tinh ở 10,37 0C, áp suất thường 760 mmHg, nhiệt độ nóng chảy là
10,40C, nhiệt độ sôi là 296,2 0C, nhiệt độ phân hủy là 336,5 0C ( tạo thành hỗn hợp
đẳng phí chứa 98,3% H2SO4 và 1,7% H2O.

Sinh viªn thùc tËp :

Líp 7


Trờng Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
-@&?Báo Cáo
Kiến Tập
- Axit H2SO4 cú th kt hp vi H2O v SO3 theo t l bt k, khi ú nú to
thnh hn hp cú nhiu tớnh cht khỏc nhau.
b. Tớnh cht húa hc
Axit H2SO4 cú nhng tớnh cht húa hc sau:
- Axit H2SO4 l mt axit mnh v trong dung dch nc cú phõn li theo 2 nc:
+
H2SO4 + H2O
HSO-4;
H3O

K1 = 103

+
2-2
HSO4- + H2O
HhH3O + SO4 ; K2 = 10

- Axit H2SO4 loóng tỏc dng vi kim loai ng trc H trong dóy hot ng
húa hc gii phúng H2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
Cu + H2SO4
khụng phn ng
- Axit H2SO4 c núng tỏc dng vi kim loi hot ng yu nh: Ag Hg, Pb
to ra sn phm l SO2 v nc.
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
2Ag + 2H2SO4 = AgSO4 + SO2 + H2O
- Vi cỏc kim loi hot ng thỡ sn phm ca s kh H2SO4 ngoi SO2 cũn
cú c S v H2S
Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S + 4H2O
4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
- Axit H2SO4 c, núng cú tỏc dng vi mt s phi kim nh S, C
3S+ 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
C + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O
- Axit H2SO4 c tỏc dng vi mt s cht kh nh HBr, HI...
Sinh viên thực tập :

Lớp 8


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
-@&?KiÕn TËp
2HBr + 2H2SO4 = Br2 + SO2↑ + 2H2O

B¸o C¸o

8HI + H2SO4 = 4I2 + H2S↑ + 4H2O
- Axit H2SO4 đặc là tác nhân Hydrat hóa, nó có thể tạo thành Gluxxit
( C6H10O5)n + H2SO4 = 6nC + 2H2SO4 + 5nH2O
- Tính Sunfua hóa của axit với các hợp chất hữu cơ vòng thơm được thể hiện:
ArH + 2H2SO4 = ArSO3 + H3O + HSO-4
- Axit H2SO4 loãng thể hiện tất cả những đặc tính của axit mạnh, nó phản
ứng với bazo, oxit bazo và muối hòa tan những kim loại đứng trước H trong dãy
hoạt động hóa học.
3. Ứng dụng của axit H2SO4
- Axit H2SO4 là một trong những sản phẩm quan trọng nhất của ngành công
nghiệp hóa chất. Các ứng dụng của nó gồm:
- Sản xuất Ôleum
- Sản xuất phân bón
- Sản xuất ( NH4)2SO4
- Sản xuất chất tẩy rửa kim loại
- Luyện kim: Al. HG. Cu, Ca....
- Sản xuất các chất màu vô cơ
- Sản xuất thuốc nhuộm hữu cơ Glucozo, sợi hóa học
- Tinh chế dầu mỏ, điều chế rượu, ete và các hợp chất hữu cơ khác
- Sản xuất chất nổ, chất tạo khói
- Sản xuất các muối sunfat Na, K, Fe, Cu, Zn, Al
- Sản xuất HF, H3PO4 và Na2CO2O7, K2 CO2O7
- Sản xuất pin, ắc quy
Sinh viªn thùc tËp :

Líp 9


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
-@&?B¸o C¸o
KiÕn TËp
- Dùng làm hóa chất thông dụng trong các phòng thí nghiệm
Ngoài những tác dụng trên nó còn có rất nhiều ứng dụng rộng rãi khác, do đó
trong bất kỳ nền công nghiệp hiện đại nào cũng đều phải sử dụng đến axit sunfuric.

CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT H2SO4
Trong các ngành công nghiệp sản xuất axit sunfuric ở nước ta và trên thế giới
hiện nay người ta đang sử dụng 2 phương pháp để sản xuất axit sunfuric. Đó là
phương pháp tiếp xúc và phương pháp phòng chì.
1. Phương pháp phòng chì
Đầu thế kỷ XIX người ta phát minh ra phương pháp phòng chì để sản xuất
axit sunfuric. Đây là phương pháp đầu tiên được áp dụng vào trong quá trình sản
xuất axit sunfuric hàng loạt. Trong phương pháp này người ta tiến hành oxi hóa khí
SO2 thành SO3 bằng oxi không khí với sự có mặt của hỗn hợp NO + NO 2 làm xúc
tác. Đầu tiên người ta đốt S trong các lò riêng còn các oxit của Nitơ được điều chế
bằng cách dùng H2SO4 để phân hủy Nitorat. Sau đó người ta đặt thêm một số tháp ở
trước phòng chì để hấp thụ các oxit nito bay ra theo khí thải. Do đó tăng được
cường độ sản xuất và giảm được giá thành sản phẩm.
Quá trình phản ứng không cho trực tiếp khí SO 3 và H2SO4 mà cho sản phẩm
trung gian là nitohidrosunfat NOHSO4
NO2 + NO + 2SO2 + O2 + H2O = 2 NOHSO4
Sau đó người ta dùng nước hòa tan sản phẩm trung gian trong phòng chì ta
thu được axit sunfuric và hỗn hợp khí (NO2 + NO)
Phản ứng xảy ra như sau:
2 NOHSO4 + H2O = NO2 + NO + 2 H2SO4

Sinh viªn thùc tËp :

Líp 10


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
-@&?B¸o C¸o
KiÕn TËp
Với phương pháp này cho phép sản phẩm axit sunfuric có nồng độ từ 60 –
70% ngày nay người ta thay phòng chì bằng hấp thụ gọi là phương pháp tháp.
Phương pháp này cho phép điều chế axit sunfuric có nồng độ 75 – 80%. Phương
pháp phòng chì có ưu điểm là thiết bị đơn giản, dây truyền sản xuất không phức tạp,
không lắm công đoạn. Nhưng nhược điểm là sản xuất ra axit sunfuric có nồng độ
thấp. Vì vậy nó không đáp ứng được nhu cầu của quá trình sản xuất. Do đó hiện nay
phương pháp này ít được sử dụng.
2. Phương pháp tiếp xúc
Để khắc phục nhược điểm của phương pháp phòng chì thì năm 1831 ông
P.Filip ( người Anh) đã đề nghị oxi hóa trực tiếp khí SO 2 bằng oxi không khí với
xúc tác V2O5. Từ đó hình thành nên phương pháp tiếp xúc.
Trong phương pháp tiếp xúc thì có thể dùng quặng pirit hoặc lưu huỳnh
nguyên tố là nguyên liệu chính để sản xuất axit sunfuric.
Quá trình sản xuất được chia thành 4 giai đoạn như sau:
2.1. Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh
Lưu huỳnh nguyên tố có kích thước hạt phù hợp ≤ 10mm từ các kho chứa
được đưa vào các thiết bị nấu chảy. Sau khi được lưu huỳnh chảy lỏng người ta đưa
lưu huỳnh về các thùng chứa.
Bể hóa lỏng được trang bị 6 cụm trao đổi nhiệt, ống xoắn bằng thép, hơi nước
có áp suất 6kg/cm3 và nhiệt độ 1600C lưu huỳnh được ra nhiệt sau đó nóng chảy đến
nhiệt độ 140 ÷ 1450C. Mức lưu huỳnh trong thùng chứa 1,8 ÷ 2m.
2.2. Công đoạn đốt lưu huỳnh
Lưu huỳnh hóa lỏng có nhiệt độ khoảng 140-145 0C, từ bộ phận hóa lỏng
được bơm về công đoạn lò đốt. Cần không khí khô để đốt có nhiệt độ từ 90 ÷
1000C, áp lực 150 mm H2O
t ≤1050 C
S + O2 
→ SO2 + Q
0

Sinh viªn thùc tËp :

Líp 11


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
-@&?B¸o C¸o
KiÕn TËp
Hỗn hợp khí ra khỏi lò đốt có nhiệt độ từ 1000 ÷ 10500C và hàm lượng SO2 từ
10 ÷ 12% thể tích. Ra khỏi nồi lò hơi khí lò được hạ nhiệt đến 420 ÷ 4300C sau đó
đưa vào thiết bị lọc gió nóng để làm sạch khí trước khi vào công đoạn tiếp xúc. Ta
thu được khí SO2 sạch và đưa sang công đoạn tiếp xúc.
2.3. Công đoạn tiếp xúc
Sau khi thu được khí SO2 người ta đưa khí này vào các tháp tiếp xúc, hỗn hợp
khí SO2 sau nồi hơi có lưu lượng là 11500 ÷ 12000 Nm3/h, nhiệt độ 4300C, nồng độ
SO2> 10,5%. Hỗn hợp khí ra khỏi đáy tháp có nhiệt độ từ 420 ÷ 4300C, theo đường
ống công nghệ được thiết bị điều chỉnh pha không khí khô tự động điều chỉnh đạt
nhiệt độ 4200C, nồng độ SO2 = 10,5%, trong các tháp có các lớp tiếp xúc với xúc tác
là V2O5
Quá trình phản ứng xảy ra như sau:
SO2 +

1
V2O5
→ SO3 + Q
O2 
2

Ban đầu hỗn hợp khí SO2 đi vào 2 lớp máy tiếp xúc, khí ra khỏi lớp 1 đạt
mức chuyển hóa X1 = 61,2% và nhiệt độ 604 0C. Sau đó hỗn hợp khí vào lớp 2 của
tháp tiếp xúc có nhiệt độ 5150C, mức chuyển hóa X2 = 86,3%. Hỗn hợp khí có nhiệt
độ 4400C được đưa vào lớp tiếp xúc 3, lúc này mức chuyển hóa đạt X 3 = 94,7%,
nhiệt độ 4650C được đưa xuống làm lành còn nhỏ hơn 1800C.
Diễn biến quá trình oxi hóa SO2 thành SO3 trang thiết bị oxi hóa 4 lớp xúc tác
có trao đổi nhiệt trung gian.

Sinh viªn thùc tËp :

Líp 12


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
KiÕn TËp

-@&?-

B¸o C¸o

Hỗn hợp khí SO2 từ công đoạn tinh chế khí đi sang, đầu tiên được đưa qua
thiết bị trao đổi nhiệt ngoài, trao đổi nhiệt với SO 3 từ trong tháp đi ra để SO3 nguội
đi và SO2 nóng lên, sau đó vào các ngăn trao đổi nhiệt trung gian, lên đến đỉnh tháp
nhiệt độ đạt 4400C bắt đầu vào lớp xúc tác thứ nhất tại đây thì phản ứng xảy ra.
Do phản ứng oxi hóa là phản ứng tỏa nhiệt nên nhiệt lượng của hỗn hợp khí
sẽ tăng lên và nhiệt độ hỗn hợp khí sau khi xúc tác trong quá trình oxi hóa đoạn
nhiệt được tính như sau:
Tr = Tv + λ.∆x
Trong đó:
- Tr, Tv là nhiệt độ ra và vào của lớp tiếp xúc
- ∆x: hiệu mức chuyển hóa
- λ: hệ số tăng nhiệt độ của hỗn hợp khí khi mức chuyển hóa thay đổi
từ 0 ÷ 1
Ra khỏi lớp xúc tác (I), nhiệt độ của khí là 590 0C. Người ta cho qua trao đổi
nhiệt trung gian để trao đổi nhiệt với khí mới vào, sau đó được tiếp tục vào lớp xúc
tác (II), phản ứng xảy ra và nhiệt độ lại tăng lên, quá trình diễn ra tương tự như trên
Sinh viªn thùc tËp :

Líp 13


Trờng Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
-@&?Báo Cáo
Kiến Tập
cho n khi ra khi lp xỳc tỏc (IV). Hiu sut t 98% c i qua thit b trao i
nhit ngoi ra thỏp hp th.
2.4. Cụng on hp th
Sau khi thu c khớ SO 3, ta a khớ ny vo cỏc thỏp hp th c bit. Dựng
tỏc nhõn hp th l axit H2SO4 loóng khụng dựng tỏc nhõn hp th l nc.
nh hng ca nng v nhit axit n hiu sut hp th c hiu din

qua s sau:
Nng axit tng lờn thỡ % X tng lờn v khi nng axit H 2SO4 t 98,3%
thỡ hiu sut hp th t cc i. Ti nng ú, ỏp sut riờng phn ca H2O trờn b
mt dung mụi hp th l nh nht cho nờn ngi ta tin hnh hp th monohdrat
bng axit H2SO4 98,3%.

S CễNG NGH DY CHUYN SN XUT AXT

Sinh viên thực tập :

Lớp 14


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
KiÕn TËp

-@&?-

B¸o C¸o

CHÚ THÍCH TÊN CÁC THIẾT BỊ

- 112: Bơm lưu huỳnh.

- 308: Máy thổi khí

- 113: Thùng chứa lưu huỳnh.

- 301: Máy thổi khí 1050.

- 201: Lò đốt lưu huỳnh.

- 251: Tháp sấy.

Sinh viªn thùc tËp :

Líp 15


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
-@&?B¸o C¸o
KiÕn TËp
- 208: Nồi hơi nhiệt thừa.
- 254: Tháp hấp thụ trung gian.
- 202: Lọc gió nóng.

- 255: Tháp hấp thụ cuối.

- 306/1 , 306/2 : Tháp tiếp xúc 1,2.

- 278: Tháp khử mù.

- 309: Thiết bị quá nhiệt.

- 253,256: Tháp tia bắn sấy.

- 303,304,305,3010,3011:Các tháp

- 256: Tháp tia bắn hấp thụ cuối.

trao đổi nhiệt

- 258,259,260: Thùng chứa axit

303,304,305,3010,3011.
- 302: Tháp tách dầu.

sấy,mônô 1, mônô 2.
- 262,263,264: Bơm axit sấy, mônô

- 209: Thùng khử khí.
- 214: Bơm cấp.

1, mônô 2.
- 266,267,268: Giàn làm lạnh axit
sấy, mônô 1, mônô 2.

THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ.
Không khí ẩm ngòai trời được hút vào tháp sấy khí, vị trí 251 và tháp tia bắn
253, khí đạt hàm ẩm < 0,015%V và tia bắn axít < 0,005mg/m 3 được hút về máy
thổi khí 301. Theo đường đẩy máy thổi khí, không khí khô được tách giọt axít
Sinh viªn thùc tËp :

Líp 16


Trờng Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
-@&?Báo Cáo
Kiến Tập
nh thit b 302, sau ú c nõng nhit lờn 180-200 0C nh trao i nhit
ngaũi 303 ri cung cp vo lũ t lu hunh v trớ 201. Lu hunh lng c b
phn hoỏ lng lu hunh ca Xớ nghip cp vo thựng cha trung gian 113, cú
nhit 140 ữ 150 0C c bm vo lũ t, qua van iu khin lu lng. Trong
lũ xy ra phn ng chỏy lu hunh vi Oxi khụng khớ :
S + O2 = SO2 + Q1 (phn ng ta nhit)
Hn hp khớ sau lũ cú nhit 1000 250C a sang ni hi 202 gim nhit
cũn 420 4400C. Hi nc bóo hũa ra khi ni hi c a vo thit b quỏ
nhit 309. Hn hp khớ sau b phn ni hi, sau thit b lc giú núng 203 c
a vo thỏp tip xỳc 306/1 (lp xỳc tỏc 1). Di tỏc dng ca xỳc tỏc ti õy ó
xy ra phn ng chuyn húa khớ SO2 thnh SO3:
Sau lp 1, hn hp khớ t mc chuyn húa X1 =60%, nhit 6000C c h
nhit xung nh thit b quỏ nhit hi nc 309. õy, khớ SO 3 núng c i
vo thit b bờn ngoi ng trao i nhit, hi nc bóo ho 25at i vo ng trao
i nhit. Sau thit b quỏ nhit hi nc 309, hn hp khớ SO 3 t nhit
4540C i vo lp xỳc tỏc 2 (vo nh thỏp 306/2) , hi nc t nhit 400 ữ
4400C i vo tuabin ca xng phỏt in. Trong lp II tip tc xy ra phn ng
chuyn hoỏ khớ SO2 thnh SO3. Sau lp II hn hp khớ t mc chuyn hoỏ X 2
=86%, nhit 5240C i vo trao i nhit ngoi 305 h nhit d xung cũn
4550C vo lp III. Tỏc nhõn lm ngui l hn hp SO 2 t thit b lc mự 278
ca hp th trung gian, qua thỏp trao i nhit 3010 ti.
Qua lp III hn hp khớ tip tc xy ra phn ng chuyn hoỏ khớ SO 2 thnh SO3
vi hiu sut chung t 94%. Hn hp khớ sau lp III cú nhit d 484 0C c
a i h nhit cũn <1800C vo thỏp h th th nht 245, nh 2 thỏp trao
i nhit 3010, 3011, tỏc nhõn lm ngui l hn hp khớ SO 2 t thỏp lc mự 278
n,thỏp trao i nhit th 2 l gia nhit nc mm 3011. Nc mm sau gia
nhit cú nhit khong 800C c cp cho cỏc ni kh khớ. Khớ SO 3 cú nhit
Sinh viên thực tập :

Lớp 17


Trờng Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
-@&?Báo Cáo
Kiến Tập
<1800C i vo thỏp hp th th nht. Ti õy xy ra phn ng hp th khớ
SO3 thnh sn phm H2SO4 theo phng trỡnh phn ng tng quỏt :
SO3 + H2O = H2SO4 + Q3
Hn hp khớ SO2 ra khi thỏp hp th 254 c a vo thỏp lc mự 278 gi
li mự axit (õy l cht cú hi cho xỳc tỏc v thit b). sau khi ln lt i qua 3
thỏp trao i nhit v trớ 3011, 3010,305 khớ SO2 c nõng nhit lờn 4250C
c a vo lp xỳc tỏc lp 4. Ti õy, di tỏc dng ca xỳc tỏc phn ng
chuyn hoỏ khớ SO2 thnh SO3 tip tc xy ra trit . Sau lp 4, hn hp khớ t
mc chuyn hoỏ chung ton mỏy l X 99,7 %, nhit 4320C c h nhit d
xung < 1800C a sang b phn hp th cui bng h thng hai thit b trao
i nhit : thỏp TN gia khớ SO3 v khụng khớ khụ v lũ, v trớ 303, thỏp lm
ngui khớ SO3 bng khụng khớ m ngoi tri, v trớ 304. Khớ ra khi thỏp hp th
cui v trớ 255 i qua thỏp tỏch tia bn axit v c thi ra ngoi tri qua ng khớ
thi.

CC CễNG ON CHNH.

Sinh viên thực tập :

Lớp 18


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
KiÕn TËp

-@&?-

B¸o C¸o

A. Công đoạn lò đốt.
1. Đặc tính kĩ thuật của các thiết bị

a. Lò đốt lưu huỳnh (201)

- Cấu tạo: Lò đốt lưu huỳnh có cấu tạo hình trụ nằm ngang, lớp vỏ bên ngoài
được chế tạo bằng thép CT3 dày 10mm, bên trong được xây lót bằng 22 lớp
gạch chịu lửa.
Đầu lò đốt cũng được xây bằng các lớp gạch như trên. Giữa phần đầu lò và than
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 2000.

- Chiều dài thân trụ buồng sau 1780. Chiều dài phần côn 883.
-

Đường kính vỏ lò: 3956 × 10.

-

Thể tích lò 812475 m3
o Đoạn ống nối vị trí 202

Sinh viªn thùc tËp :

Líp 19


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
-@&?B¸o C¸o
KiÕn TËp
• Đường kính φ 800 bên trong xây lót bằng gạch chịu lửa, đây là cụm van điều
khiển lượng khí lò đi tắt nồi hơi.
• Ống khói khởi động vị trí 204
• Ống khói khởi động dùng trong quá trình gia nhiệt khởi động lò đốt lưu
huỳnh.
• Ống khói khởi động được chế tạo bằng thép CT3 φ 800, H 15000
• Thùng chứa dầu DO vị trí 205
• Thùng chứa dầu DO dùng để chứa dầu khi gia nhiệt và khởi động lò, tiếp xúc
• Kích thước φ 1812 × 6, H 2870, chiều cao chứa 2400
• Bơm cấp dầu DO vị trí 206: Năng suất Q =0,5 m3/h, áp suất 25 kg/cm3
• Bơm lưu huỳnh lỏng vị trí 114 A/B: Năng suất 4,5 m3/h, áp suất 12 at
• Động cơ 18,5 Kw, tốc độ vòng quay 2900 vòng/phút
• Thùng chứa lưu huỳnh lỏng 203: Kích thước D 6000, H 3000. thùng chứa lưu
huỳnh dùng để cấp cho lò
2. Mô tả công nghệ.
Lưu huỳnh từ thùng chứa 113 có nhiệt độ 140 ÷ 1450C được bơm lưu huỳnh 112 cấp
vào vòi phun lắp ở lò 201. Đường ống dẫn lưu huỳnh từ thùng chứa đến vòi phun
được gia nhiệt bằng hơi nước, vòi phun lưu huỳnh được làm mát bằng hơi. Lưu
huỳnh lỏng 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 trên hệ DCS tới van điều
chỉnh qua tín hiệu lưu lượng lưu huỳnh cấp vào lò. Lưu lượng không khí được điều
chỉnh vào lò qua hệ thống các van trên đường không khí chính và đường không khí
Sinh viªn thùc tËp :

Líp 20


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
-@&?B¸o C¸o
KiÕn TËp
bổ xung. Khí từ lò ra có nhiệt độ từ 1000 ÷ 10500C xuống còn 430 ÷ 4200C đi vào
l;ọc gió nóng vị trí 203, thiết bị lọc gió nóng có vai trò giữ lại tro bụi của dòng khí
trước khi vào tiếp xúc.

B. Công đoạn nồi hơi
1. Mô tả công nghệ
Nước mềm từ bộ phận lọc nước hóa học được cấp lên bình khử khí 206 qua thiệt
bị gia nhiệt. Tại bình khử khí nước được nâng nhiệt lên tới 100 ÷ 1050C và tách
Oxi sau đó được bơm cấp nước vị trí 205 cấp vào nồi hơi. Nước trong nồi hơi trao
đổi nhiệt với khí lò, hơi nước bão hòa có áp suất 25 at sinh ra được đưa qua thiết
bị giảm áp để hạ áp suất xuống 6 at sau đó cấp vào mạng hơi chung. Hỗn hợp khí
SO2 nồng độ ≤ 11 % có nhiệt độ 950 ÷ 10500C đi vào nồi hơi, sau khi trao đổi nhiệt
với nồi hơi nhiệt độ hạ nhiệt xuống còn 420 ÷ 4300C đi qua thiết bị lọc gió nóng để
vào tiếp xúc
2. Đặc tính kĩ thuật.
Cấu tạo nồi hơi nhiệt thừ kiểu ống lửa:
• Tổng bề mặt tiếp nhiệt: 587,6m2.
• Thể tích chứa nước 16m3.
• Thể tích chứa hơi 3,7m3
• Thân lò θ 2300 × 25, L=7000.
• Cửa khí vào θ 2400.
• Cửa khí ra θ 1600/1420 × 10

C. Công đoạn tiếp xúc
Sinh viªn thùc tËp :

Líp 21


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
KiÕn TËp
1. Mô tả công nghệ

-@&?-

B¸o C¸o

Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng có nồng độ SO 2 10-15%,
nhiệt độ 4200C đi vào tháp tiếp xúc 306/1 (lớp xúc tác 1). Dưới tác dụng của chất
xúc tác, tai đây xảy ra phản ứng chuyển hóa SO 2 thành SO3. Sau lớp I, hỗn hợp khí
đạt mức chuyển hóa 60%, nhiệt độ 600 0C được hạ nhiệt xuống còn 454 0C nhờ thiết
bị quá nhiệt hơi nước rồi được dẫn vào lớp xúc tác thứ 2. Tại đây tiếp tục xảy ra
phản ứng chuyển hóa khí SO2 thành SO3, sau lớp II hỗn hợp khí đạt mức chuyển
hóa 86%, nhiệt độ 5240C đi vào trao đổi nhiệt ngoài để hạ nhiệt xuống 455 0C để vào
lớp III. Tác nhân làm nguội là hỗn hợp khí SO 2 từ thiết bị lọc mù 278 của hấp thụ
trung gian, qua tháp trao đổi nhiệt 3010 tới. Qua lớp III hỗn hợp khí tiếp tục được
phản ứng chuyển hóa với hiệu suất chung đạt 94%. Hỗn hợp khí sau lớp III có nhiệt
độ 4840C được đưa đi hạ nhiệt độ còn dưới 180 0C để vào tháp hấp thụ thứ nhất 254
nhờ 2 tháp trao đổi nhiệt 3010 và hỗn hợp khí SO2 từ tháp lọc mù 278 đến. Hỗn hợp
khí SO2 ra khỏi tháp hấp thụ 254 được đưa vào tháp lọc mù 278 để giữ lại mù axit.
Sau khi lần lượt đi qua hai tháp trao đổi nhiệt vị trí 3010 và 305, khí SO 2 được nâng
nhiệt độ lên 4250C để đưa vào lớp xúc tác thứ 4. Tại đây dưới tác dụng của xúc tác
phản ứng chuyển hóa xảy ra triệt để. Sau lớp 4, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hóa
chung toàn máy là 99,7%, nhiệt độ 4320C được hạ nhiệt xuống dưới 180 0C để đưa
sang bộ phận hấp thụ bằng hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt là : tháp TĐN giữa khí
SO3 và không khí khô về lò 303, tháp làm nguội khí SO 3 bằng không khí ẩm ngoài
trời được đưa vào tháp 304 nhờ có hệ thống 2 quạt thổi vị trí 307,308
2. Các thông số kĩ thuật.
Máy nén tiếp xúc (306/1 và 306/2)
• Lưu lượng hỗn hợp khí vào tháp <46600 Nm3/h
• Nồng độ khí SO2 < 10,5% thể tích
• Số lớp xúc tác: 4
Sinh viªn thùc tËp :

Líp 22


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
-@&?KiÕn TËp
• Mức chuyển hóa chung của toàn máy ≥ 99,7 %
Lớp xúc tác

B¸o C¸o

Nhiệt độ khí vào

Nhiệt độ khí ra

Mức chuyển hóa

(0C)

(0C)

(%)

1

420

600

60

2

454

524

86

3

455

484

94

4

425

432

99,7

3. Đặc tính kĩ thuật của thiết bị.
a. Máy tiếp xúc (306/1)
Máy tiếp xúc dùng để chuyển hóa khí SO 2 thành SO3
tại lớp xúc tác I. Tháp hình trụ, vỏ được chế tạo bằng
thép C20 dày 10mm, bên trong lót 1 lớp amiang dày
10mm và xây lót bằng 1 lớp gạch sa mốt chịu nhiệt dày
230mm. Đáy tháp còn lát thêm lớp gạch chịu axit. Giữa
tâm tháp là 1 đoạn trụ bằng gang chịu nhiệt θ 800mm 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 thủy tinh dày 250mm, bên ngoài là lưới thép 1 li và nhôm lá dày 0,8mm. Trên
đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8mm, θ 2100mm, trên nón có
12 lỗ θ 200mm cách đều nhau và cách tâm 650mm. Dưới nón phân phối là lớp ghi
bằng thép. Trong tháp có kết cấu theo thứ tự từ dưới lên là: dầm đỡ ghi I240 thép
C20, kết cấu ghi đỡ, lưới thép, sau đó là lớp đá thạch anh cỡ 20- 25mm, dày 50mm,
lớp xúc tác dày 570mm. Phần dưới lớp xác tác 1 là hệ thống gom khí ra.
Các thông số cơ bản:
• Năng suất: 360 tấn axit/ngày đêm.
• Lưu lượng khí qua tháp < 46600Nm3/h
Sinh viªn thùc tËp :

Líp 23


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
KiÕn TËp
• Áp suất làm việc 1400 ÷ 1700 mmH2O

-@&?-

B¸o C¸o

• Chiều cao tổng cộng 5397mm
• Đường kính ngoài vỏ thép 8020mm
• Đường kính trong tháp 7520mm
• Có 5 của chui θ 800mm, 2 cửa trên nắp tháp, 1 cửa ở dưới chân và 2 cửa
ngang vị trí đổ xúc tác.
• Chất xúc tác lớp 1
Chiều cao (mm)

Thể tích (lit)

Loại xúc tác

570

25000

T-210

b. Máy tiếp xúc (306/2)
Máy tiếp xúc 306/2 dùng để chuyển hóa khí SO 2 thành
SO3 tại lớp xúc tác 2,3,4. Tháp có thiết kế xây dựng với
các thông số cơ bản tượng tự như tháp 306/1. Tuy
nhiên, phần giữa tâm tháp thay vì có 1 trụ như 306/1 thì
306/2 có 8 trụ bằng gang chịu nhiệt có θ 800mm. Trong
tháp gồm có 3 lớp xúc tác, mỗi lớp có kết cấu theo thứ
tự từ dưới lên là: dầm đỡ ghi I240 thép C20, kết cấu ghi
đỡ, lưới thép, sau đó là lớp đá thạch anh dày 50mm, lớp
xúc tác, lớp đá thạch anh dày 50mm. Trên các lớp xúc
tác 3,4 có hệ thống phân phối khí, trên lớp 2 có hệ
thống trộn khí. Dưới các lớp xác tác 2,3,4 đều có hệ
thống gom khí ra. Giữa lớp 3,4 được ngăn cách bằng
tấm thép sàn. Do đó tháp được chia thành 3đoạn ngăn cách riêng nhau.
Sinh viªn thùc tËp :

Líp 24


Trêng §¹i Häc C«ng NghiÖp Hµ Néi
KiÕn TËp
Các thông số cơ bản:

-@&?-

B¸o C¸o

• Năng suất: 360 tấn axit/ ngày đêm
• Lưu lượng khí qua tháp < 46600Nm3/h
• Chiều cao tổng 19000mm.
• Đường dẫn khí vào lớp 2 Dn= 1400mm
• Ống dẫn khí bổ xung vào lớp 2 Dn=400mm
• Ống dẫn khí SO3 ra lớp 2 : hình chữ nhật 1200 × 2100mm
• Ống dẫn khí vào lớp 3: hình chữ nhật 1200 × 2100mm
• Ống dẫn khí SO3 ra lớp 3: hình chữ nhật 1200 × 2100mm
• Ống dẫn khí vào lớp 4: : hình chữ nhật 1200 × 2100mm
• Ống dẫn khí SO3 ra lớp 4: hình chữ nhật 1200 × 1800mm
• Có 15 cửa chui θ 800mm được bố trí trên thân tháp ở các vị trí phù hợp.
• Chất xúc tác:
Lớp xúc tác

Chiều cao(mm)

Thể tích (lít)

Loại xúc tác

2

570

25000

T-210

3

700

31000

LP-110

4

700

31000

CS-110

Sinh viªn thùc tËp :

Líp 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×