Sử dụng NH3, N2, H2 an toàn lò NOF

1
SỬ DỤNG AN TOÀN KHÍ BẢO VỆ CK3
NH3 CÔNG NGHIỆP
CÁC NỘI DUNG:
1.NH3 TRONG CÔNG
NGHIỆP
2.TRẠM BẢO VỆ N2, H2
TẠI DÂY CHUYỀN CK3
3.AN TOÀN VẬN HÀNH
NOF
2
1. NH
3
CÔNG NGHIỆP
1.1 Giới thiệu NH3
1.2 Ứng dụng NH3 công nghiệp
1.1 GiỚI THIỆU NH
3

NH
3
: Tên thường gọi Amoniac (tên quốc
tế:”Ammonia”, “Hydrogen nitride), Phân tử
lượng là 17,0306g/mol. Ở điều kiện thường: là
chất khí không màu nhẹ hơn không khí, có mùi
sốc đặc trưng.

Tan mạnh trong nước tạo thành dung dịch nước
của NH3( gọi là amoni hydroxit: NH
4
OH).


Ở áp suất khí quyển NH3 hóa lỏng tại
-33.34
0
C. Do đó tại nhiệt độ thường phải lưu
NH3 dưới áp suất cao (>10 atm tại 27.5
0
C).
3
1.1 GiỚI THIỆU NH
3
4
1.2 Ứng dụng NH3 công nghiệp

Công nghiệp làm lạnh

Sản xuất phân bón: tiền chất quang trọng để
sản xuất các loại phân đạm, phân tổng hợp
(Ure, DAP,v.v…)

Công nghiệp tôn thép: chiếc tách N2 và H2 sử
dụng trong lò ủ công nghiệp (sản xuất tôn).
2NH
3
 N
2
+ 3H
2
t°= 1200°C
5

2. TRẠM KHÍ BẢO VỆ N2, H2 CK3
6
Bồn N
2
lỏng 10m3Bồn NH
3
lỏng 20m3
Máy tách khí Nitơ PSA
2.1 Chức năng N
2
, H
2
ở lò NOF

Cấp khí N
2
làm Sealing (kín lò) tránh xâm nhập
của không khí bên ngoài.

Bảo vệ an toàn trong điều kiện khẩn: Mất điện,
ngừng lò khẩn cấp. Khí N
2
sẽ được nạp vào lò
để đuổi khí dư (H
2
)  chống nổ.

N
2
được bơm vào làm lạnh nhanh băng tôn khi

ngừng khẩn tránh làm đứt tôn.

Hổn hợp khí N
2
+ H
2
được đưa vào mục đích
hoàn nguyên thép nền, được bơm vào khoảng
30m3/h (tập trung ở phần RTF và GJS, tránh
oxy hóa bề mặt).
7
2.2 Hệ thống sản xuất N
2

Có 2 cách SX khí N2 sạch (nitro gen):
1.Nén không khí, sau đó tách khí N2
2.Dùng N2 lỏng chứa ở bồn để tạo khí N2.
Cách1: chí phí rẻ và được áp khi DC sản xuất
Cách 2: Mua N2 giá đắt. Chỉ dùng cho trường hợp
khẩn cấp.
Hiện trong hệ thống tại CK3: có cả 2 phần này.
+ Phần N2 độ sạch cao dấn đến thiết bị trộn khí,
phần còn lại dẫn đến đường ống khí làm
sealing.
8
2.2 Hệ thống sản xuất N
2


Các thiết bị chính gồm hệ thống SX N

2
: máy nén
không khí, hệ thống lọc khí nén sạch, Máy phát
nitơ PSA và thiết bị làm sạch N2.
2.2.1.Máy nén không khí (Compressed Air
System): Cung cấp đủ lượng không khí nén có
áp suất, cần thiết cho việc SX N2
9
2.2.2. HT lọc sạch khí nén
(Compressed Air Purification
System): gồm máy sấy khí
lạnh, lọc khí, bồn chứa khí
nén
Máy nén không khí
Hinh ảnh: hệ thống lọc khí sạch
10
Máy sấy
khí
PSA N2 Generator
2.2.2 Hệ thống lọc khí sạch (tt)

Máy sấy khí lạnh: Có lọc tinh (3µm, FC level)
để lọc khí đi qua và tách hơi nước và dầu khỏi
khí. Nước & dầu tách ra  xả quả đường xả
đáy.

Hệ thống lọc tinh (Precision Filter): Lọc tinh (FT
level: 1 µm ) lăp đặt trên đường ống chính kế
bên là lọc cấp FA level có khả năng lọc đến hạt
kích thước 0.01 µm).


Bình chứa khí trung gian 2m3(Air Buffer Tank):
Chứa và ổn định áp khí, góp phần gom và tách
hơi dầu & nước ngưng tụ xót lại.
11
2.2 Hệ thống sản xuất N
2
(tt)
2.2.3. Máy tạo N2 (PSA Nitrogen Generator):Khí
sạch, khô đi vào máy PSA, khí Oxi được hấp thụ
đầu tiên tại bề mặt hệ tâm khối (CMS) của máy,
còn lại khí N2 (độ tinh khiết ≥99%).
-CMS có khả năng hấp thu N
2
và O
2
khác nhau ở
điều kiện áp suất khác nhau. Tỉ lệ hấp thụ được
kiểm soát bằng PLC
2.3.4 Thiết bị làm tính khiết N
2
(Nitrogen Purification
device):
Hổn hợp khí trộn Nitơ và Oxi từ máy tạo SX N
2
(PSA) kết hợp
với Hydro (*) tại bộ khử khí theo phản ứng hóa học  loại
Oxi tại đây. (*) : từ bình H
2
0.5m3 (hệ thống SX H2)

12
2.3. Hệ thống sản xuất H
2

Hệ thống SX H2 bao gồm: bồn chứa NH
3
lỏng, hệ thống
luân chuyển khí, bộ chế hòa khí, lò tách Hydro từ NH
3

,thiết bị lọc tinh khiết và hệ thống tái tạo H2.
- Bồn chứa 20m3 NH3 lỏng chứa thể tích đủ để đáp ứng
trong quá trình SX:
1 kg NH3 lỏng sản suất được 2.63m3 hỗn hợp khí
1m3 NH
3
lỏng khoảng 490kg
- Bộ gia nhiệt tạo khí (Carburetor): NH
3
được gia nhiệt
chuyển thành khí NH
3

- Khí gas NH3 sau khi chuyển pha được dẫn trở lại bồn chứa
NH3 trước khí vào cụm van điều áp để kiểm soát áp suất
cấp trên đường ống.
13
Bộ hóa hơi : Carburetor
14
2.3. Hệ thống sản xuất H

2
(tt)
- Nhiệt & áp suất tại đây được kiểm soát bằng các
bộ điều khiển.
- Khí được giảm áp còn 0.05Mpa thông qua hệ
thống van giảm áp. được chuyển qua lò tách
khí.
- Khí N
2
và H
2
được tách pha tại lò tách khí nhờ
hiệu ứng xúc tác, gia nhiệt. Tại đây nhận được
75% khí Hydro và 25% khí Nitơ. (tỉ lệ 3H :1N)
+ Lò tách khí dạng hình trụ đứng, có hệ thống
trao đổi nhiệt kiểu gián tiếp . Nhiệt độ làm việc
trong lò được kiểm soát từ 790 ~ 810
o
C.
15
Hình ảnh: Lò tách khí NH
3
16
2.3. Hệ thống sản xuất H
2
(tt)
- Thiết bị lọc khí tinh khiết (Purification Device):
Lọc bỏ Nitơ còn lại trong hỗn hợp khí bằng bộ lọc
phân tử. Bộ lọc có khả năng hấp thụ hoàn toàn
nitơ ẩm và NH3 còn dư. (phần này có thể tái sử

dụng).
-
Hệ thống nén khí Hydro: Khí H
2
sau khi tách ra,
đi qua máy lọc khí có áp suất thấp 0.05Mpa
không đạt được áp suất yêu cầu để trộn với khí
N
2
. Do đó trong hệ thống có 2 máy nén khí
H2+2 bình chứa để nén & ổn định áp suất H2
(khắc phục nhược điểm này) .
17
Hình ảnh: máy nén khí & bồn H
2
18
Thiết bị trộn khí N
2
và H
2
19
Khí N2 & H2 được
trộn theo tỉ lệ
25%H2 + 75%H2
(tỉ lệ 1H:3N) hỗn
hợp khí này được
bơm vào lò NOF để
hoàn nguyên kim
loại.
- Thiết bị kiểm soát

on-line: phân tích
Oxy, điểm sương,
phân tích Hydro
3. AN TOÀN VẬN HÀNH KHÍ BẢO VỆ & NOF

3.1. YÊU CẦU ĐỐI VỚI NH3 (đã trình bày ở P1)

3.2 YÊU CẦU AN TOÀN ĐỐI VỚI H2

3.3 YÊU CẦU AN TOÀN ĐỐI VỚI N2
20
3.1 YÊU CẦU AN TOÀN NH
3
21
Một số rủi ro khi làm việc &
sử dụng với NH3:
- Tính Độc
- Gây ô nhiễm môi trường
- Mất an toàn do áp suất cao
(lưu trữ amoniac dạng lỏng)
- Có thể gây nổ trong không
khí tại 15 ~28% thể tích
Biện pháp an toàn:
- Vận hành phải mang bảo hộ
bảo vệ da
- Khi NH
3
bị rò rỉ gây tổn hại
da cần lập tức phun nước để
rửa.

Bể nước xả khí NH
3
3.1 YÊU CẦU AN TOÀN H2

Theo thông tin từ các chuyên gia, khí H2 gặp oxy với
nhiệt độ dưới 400
0
C sẽ phát nổ.

Tính chất của H2: nếu H2 bị rò rỉ ra không khí với mật
độ 3 %~5% đã bắt đầu phát nổ.

Trước khi thực hiện bất cứ hoạt động bảo trì sửa chữa
nào phải theo dõi các đồng hồ báo khí H2 trong buồng
lò.

Khi ngừng bảo trì lò & đường ống , phải đưa khí N2 vào
đuổi hết khí dư trong ống/buồng lò ra, liên tục cấp ni-tơ
trong vòng 2giờ (đối với buồng lò).

Thiết bị an toàn: Trong thiết kế có van an toàn tự động
đảm bảo việc này. Mỗi khi mất điện, lò bị tụt áp suất =>
sẽ tự động cấp khí N2 vào để đảm bảo dương áp trong
lò.

22
3.2 YÊU CẦU AN TOÀN VỚI N2

Nitơ là chất khí không màu, không mùi, không
vị, không độc ở thể khí.


N2 chiếm tỉ lệ cao trong không khí sẽ làm ngạt
thở do thiếu Oxi.  Thể tích Oxygen nơi làm
việc không được nhỏ hơn 19%.

Để hạn chế mật độ N2 tăng cao nơi làm việc 
phải xả bỏ bớt ra ngoài xưởng.

Nên mang theo bình dưỡng khí Oxi khi làm việc
& bảo dưỡng thiết bị trong môi trường nhiều
N2. (Trong buông lò NOF).
23
24
CẢM ƠN SỰ THAM GIA CỦA
CÁC ANH CHỊ