Tải bản đầy đủ (.pdf) (40 trang)

BÁO CÁO THỰC TẬP-ĐỒ ÁN-THIẾT KẾ LÒ ĐỐT THU HỒI DỊCH ĐEN NẤU SUNFAT NĂNG SUẤT 220.000 TẤN-NĂM

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (635 KB, 40 trang )

Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 3

MӨC LӨC
MӨC LӨC 3
ĐҺT VҨN Đӄ 4
Phҫn I: CƠ SӢ LÝ THUYӂT 5
1.1 Mөc đích cӫa quá trình thu hӗi hóa chҩt. 5
1.2 Quá Trình thu hӗi hóa chҩt trong nhà máy sҧn xuҩt bӝt sunphat. 5
Phҫn II: LҰP LUҰN CHӐN SƠ ĐӖ CÔNG NGHӊ 14
2.1 Lұp luұn chӑn sơ đӗ công nghӋ đӕt dӏch đen 14
2.2 Chӑn sơ đӗ công nghӋ. 16
Phҫn III: CÂN BҴNG VҰT CHҨT VÀ NHIӊT LƯӦNG 19
3.1 Tính cân bҵng vұt chҩt. 19
3.2 Tính cân bҵng nhiӋt lưӧng 32
Phҫn IV: TÍNH TOÁN VÀ CHӐN THIӂT Bӎ CHÍNH 37
4.1 ThiӃt bӏ chính. 37
4.2 ThiӃt bӏ phө. 39
KӂT LUҰN 41
TÀI LIӊU THAM KHҦO 42

Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 4

ĐҺT VҨN Đӄ
Giҩy và các sҧn phҭm tӯ giҩy đóng mӝt vai trò rҩt quan trӑng trong mӑi lĩnh
vӵc hoҥt đӝng cӫa con ngưӡi, đһc biӋt trong xã hӝi văn minh giҩy không thӇ thiӃu


đưӧc, nó là mӝt trong nhӳng vұt dөng gҫn gũi nhҩt vӟi mӛi ngưӡi. Giҩy ngoài viӋc
sӱ dөng làm phương tiӋn lưu trӳ và phә biӃn thông tin, nó còn đưӧc dùng rӝng rãi
đӇ bao gói, làm vұt liӋu xây dӵng, vұt liӋu cách điӋn Vӟi đà phát triӇn nhanh cӫa
khoa hӑc công nghӋ hiӋn nay, giҩy ngày càng đưӧc ӭng dөng trong nhiӅu lĩnh vӵc
mӟi.
Có thӇ nói sӵ tiӃn bӝ cӫa mӛi quӕc gia, sӵ văn minh cӫa loài ngưӡi luôn gҳn
chһt vӟi sӵ phát triӇn cӫa ngành sҧn xuҩt giҩy, tӭc là không thӇ tách rӡi mӝt nӅn
văn minh vӟi sӵ đa dҥng vӅ chӫng loҥi các sҧn phҭm giҩy chҩt lưӧng cao cùng vӟi
sӵ ӭng dөng không giӟi hҥn cӫa chúng. Hơn thӃ nӳa, hoàn toàn có thӇ lҩy năng
suҩt giҩy, khӕi lưӧng tiêu thө giҩy đӇ đánh giá sӵ phát triӇn cӫa mӛi quӕc gia hay
cӫa toàn xã hӝi. Ӣ nưӟc ta, ngành giҩy cũng đưӧc chính phӫ đһc biӋt chú ý và đҫu
tư phát triӇn. NӃu như năm 2000, sҧn lưӧng giҩy đҥt 215.000 tҩn thì năm 2010,
mөc tiêu đҥt 1.015.000 tҩn.
Sҧn lưӧng bӝt giҩy trong nhiӅu năm qua luôn tăng nhanh, dó là mӝt tín hiӋu
đáng mӯng, Tuy nhiên, viӋc phát triӇn công nghiӋp giҩy kèm theo đó có nhiӅu vҩn
đӅ lӟn đһt ra, đó là xây dӵng nhà máy giҩy có hӋ thӕng thu hӗi và xӱ lý dӏch nҩu.
Vì dӏch nҩu nӃu không thu hӗi mà thҧi ra môi trưӡng, không nhӳng gây mҩt mát
hóa chҩt nҩu dүn đӃn không có hiӋu quҧ kinh tӃ cao, còn gây ô nhiӉm môi trưӡng.
Ӣ nưӟc ta, chӍ có duy nhҩt nhà máy giҩy Bãi Bҵng là có hӋ thӕng thu hӗi hóa chҩt,
còn lҥi các nhà máy khác đӅu thҧi trưӧc tiӃp dӏch nҩu ra ngoài môi trưӡng, gây ô
nhiӉm môi trưӡng và ҧnh hưӣng lӟn đӃn sӭc khӓe con ngưӡi. Trong hoàn cҧnh
hiӋn nay, vҩn đӅ môi trưӡng lҥi là mӝt vҩn đӅ rҩt ³nóng´, vì thӃ khi thiӃt kӃ mӝt
nhà máy sҧn xuҩt bӝt giҩy và giҩy, viӋc tính toán thiӃt kӃ hӋ thӕng thu hӗi hóa chҩt
là mӝt viӋc thiӃt yӃu.
Chính vì thӃ, trong giӟi hҥn đӗ án môn hӑc cӫa em, em chӑn đӅ tài: ThiӃt kӃ lò
đӕt thu hӗi cho nhà máy bӝt sunfat gӛ cӭng, năng suҩt 220.000 tҩn bӝt khô gió /
năm.


Đ͛ án môn h͕c


SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 5

Phҫn I: CƠ SӢ LÝ THUYӂT
1.1 Mөc đích cӫa quá trình thu hӗi hóa chҩt.
Thu hӗi và tái sӱ dөng hóa chҩt trong sҧn xuҩt luôn là mӝt trong nhӳng mӕi
uan tâm hàng đҫu cӫa công nghiӋp bӝt giҩy và giҩy. Giҧi quyӃt tӕt đưӧc vҩn đӅ này
không nhӳng mang lҥi lӧi ích lӟn vӅ kinh tӃ mà còn là giҧi pháp hiӋu quҧ nhҩt hҥn
chӃ ҧnh hưӣng cӫa sҧn xuҩt đӃn môi trưӡng.
Trong quá trình nҩu bӝt, các thành phҫn cӫa nguyên liӋu hòa tan vào trong dӏch
nҩu và tҥo thành dӏch đen, lưӧng dӏch này tương đӕi lӟn, đây chính là nguӗn hóa
chҩt có giá trӏ cao, có khҧ năng tái sӱ dөng đưӧc, đӗng thӡi cũng là chҩt thҧi gây ô
nhiӉm cao nӃu thҧi ra môi trưӡng. Vì thӃ mөc đích cӫa quá trình thu hӗi hóa chҩt là
thu hӗi và tái sӱ dөng, lҥi hóa chҩt nҩu, đӗng thӡi thu nhiӋt năng khi đӕt dӏch tҥo ra
năng lưӧng phөc vө sҧn xuҩt, góp phҫn bҧo vӋ môi trưӡng.
Trên thӃ giӟi, vҩn đӅ này đã đưӧc quan tâm và giҧi quyӃt mӝt cách hiӋu quҧ,
tuy nhiên ӣ nưӟc ta còn rҩt nhiӅu hҥn chӃ, cҧ nưӟc có duy nhҩt nhà máy giҩy Bãi
Bҵng có hӋt hӕng thu hӗi hóa chҩt tương đӕi hiӋn đҥi, còn các nhà máy và cơ sӣ
sҧn xuҩt bӝt vӯa và nhӓ thì không có hӋ thӕng thu hӗi, gây ô nhiӉm môi trưӡng rҩt
lӟn. Vì vұy trưӟc yêu cҫu ngày càng khҳt khe vӅ bҧo vӋ môi trưӡng, phát triӇn bӅn
vӳng và tăng sӭc cҥnh tranh trên thӏ trưӡng cӫa sҧn phҭm giҩy, vҩn đӅ thu hӗi và
sӱ dөng dӏch đen đӕi vӟi ngành công nghiӋp bӝt giҩy và giҩy là rҩt lӟn, trong
tương lai sӁ quyӃt đӏnh tӵ tӗn vong cӫa doanh nghiӋp.
1.2 Quá Trình thu hӗi hóa chҩt trong nhà máy sҧn xuҩt bӝt sunphat.
1.2.1Thành ph̿n hóa hͥc cͿa dͣch đen n̽u sunfat.
Dӏch đen thu đưӧc trong quá trình nҩu bӝt sunfat là mӝt hӛn hӧp các chҩt vô
cơ và hӳu cơ, thành phҫn vô cùng phong phú.
Các chҩt khô cӫa dӏch đen theo phương pháp nҩu sunfat chӭa 30 ± 35 % các
chҩt vô cơ và 65 ± 70 % hӧp chҩt hӳu cơ.

Các chҩt vô cơ chӫ yӃu là các chҩt cҩu thành nên dӏch trҳng, còn dư chưa phҧn
ӭng hӃt trong quá trình nҩu và thành phҫn tro cӫa nguyên liêu ban đҫu. Các chҩt vô
cơ chính là nguӗn hóa chҩt sӁ đưӧc thu hӗi và tái sӱ dөng trong sҧn xuҩt.
Các chҩt hӳu cơ bao gӗm sҧn phҭm tҥo thành trong quá trình phân hӫy và hòa
tan các thành phҫn nguyên liӋu như Lignin, Bӝt, Hemibӝt, Tinh bӝt, các chҩt chiӃt
xuҩt« Trong quá trình chӃ biӃn dӏch đen và thu hӗi hóa chҩt, các chҩt hӳu cơ là
nguӗn tҥo ra nhiӋt năng hoһc đưӧc chӃ biӃn thành các sҧn phҭm khác nhau.
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 6

Thành phҫn hóa hӑc cӫa chҩt khô đһc trưng cho thành phҫn hóa hӑc cӫa dӏch
đen . Mӛi phương pháp nҩu khác nhau sӁ cho dӏch đen có thành phҫn khác nhau.
Ngoài ra còn phө thuӝc vào chҩt lưӧng bӝt, dҥng nguyên liӋu, mӭc dùng hóa chҩt,
tҥp chҩt trong dӏch trҳng, hiӋu suҩt nҩu«
Bҧng 1.1 Thành phҫn hóa hӑc cӫa dӏch đen nҩu sunfat
Chҩt, nhóm chҩt
Hàm lưӧng % so vӟi bӝt
KTĐ
Lignin
23.72
Lignin trích ly
3.94
Các axit dӉ bay hơi (tính theo axit axetic)
10.53
Các chҩt tan trong etylic trong đó:
6.44
Các axit mҥnh, andehit và xeton phenol
5.81

Các axit yӃu và phenol
0.61
Các chҩt trung tính
0.02
Các chҩt tan trong nưӟc trong đó:
18.59
Các muӕi axit

16.04
Các chҩt trung tính tan trong cӗn etylic tuyӋt đôi

2.13
Các oxi axit
0.42
Na
2
SO
4
4.85
NaOH tӵ do
2.16
Na
2
S
0.34
Na
2
CO
3
20.41

Các hӧp chҩt hӳu cơ chӭa Natri (theo Na
2
CO
3
)
11.60
Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, SiO
2
, CaO,«
2.02

1.2.2Tính ch̽t cͿa dͣch đen
Đӝ nhӟt: liên hӋ trӵc tiӃp vӟi đӝ lưu biӃn và hiӋu suҩt chưng bӕc cӫa dӏch, phө
thuӝc vào nhiӅu yêu tӕ như dҥng nguyên liӋu, phương pháp nҩu bӝt, nӗng đӝ và
nhiӋt đӝ cӫa dӏch.
ĐiӇm sôi: cao hơn so vӟi nưӟc hay dung dӏch kiӅm có nӗng đӝ tương đương.
Khҧ năng sinh nhiӋt: Là mӝt trong nhӳng tính chҩt quan trӑng. Trung bình khi
đӕt 1kg Lignin sinh ra mӝt nhiӋt lưӧng tương đương 25MJ, đӕi vӟi Gluxit là
12MJ/kg.
NhiӋt dung riêng: giҧm khi nӗng đӝ chҩt khô trong dung dӏch tăng. Hҫu như
không phө thuӝc vào nhiӋt đӝ (dưӟi 100 đӝ C).
Khҧ năng tҥo bӑt: Cao do chӭa lignin kiӅm, các chҩt béo, chҩt nhӵa, nhҩt là các

muӕi cӫa Na vӟi axit hӳu cơ. Chúng là các chҩt có hoҥt tính bӅ mһt cao, gây bӑt
làm ҧnh hưӣng đӃn quá trình thu hӗi.
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: L
S Tù
L : CN gi K 7

Ti
ăn mòn: Thҩp ӣ nhi t đӝ thưӡng, rҩt cao ӣ nhi t đӝ cao, vì khi chưng bӕc,
hơi thӭ và nưӟc ngưng chӭa các a xit hӳu cơ (HCOOH, CH
3
COOH) hay các chҩt
chӭa lưu huǤnh (H
2
S, H
3
SH).
Tính kӃt dính: Cao do có chӭa nhi u chҩt t n t i ӣ thӇ keo, chӫ yӃu là các axit
béo, axit nhӵa li
n kӃt vӟi nhau. Mӝt phҫn do tính kém bӅn cӫa lignin kiӅm.
Các tính chҩt và thành phҫn cӫa dӏch đen ҧnh hưӣng trӵc tiӃp đӃn quá trình thu
hӗi.
1. .3 Sơ ͫ ô g g ͟ t ͫi t


Do nhӳng đһc điӇm vӅ thành phҫn và tính chҩt, dӏch đen sunfat ӣ nhà máy sҧn
xuҩt quy mô lӟn và hi
n đҥi đưӧc thu hӗi và tái sӱ dөng hoàn toàn. Hi u suҩt thu
hӗi vӟi nҩu gӛ có thӇ đҥt tӟi 90 %. Đӕi vӟi cây thân thҧo hi

u suҩt thҩp hơn,
thưӡng không quá 70 %.
Thông thưӡng mӝt phҫn dӏch đen đưӧc tái sӱ dөng ngay cho quá trình nҩu như
dùng đӇ pha loãng dӏch nҩu, t
m mҧnh, phҫn còn lҥi đưӧc đưa đi thu hӗi. Trưӟc
khi xӱ lí ngưӡi ta còn có thӇ thu hӗi mӝt lưӧng hóa chҩt như dҫu tallo, là hӛn hӧp
các chҩt chiӃt suҩt chӫ yӃu là Tecpen và Skipida, đây là các chҩt có giá trӏ kinh tӃ
cao.

ThuyӃt minh: Quá trình gӗm 5 giai đoҥn
Dӏch đen
loãng
Oxy hoá
Cô đһc
ĐӕtXút hoá
Nҩu
Rӱa
Dӏch đen
thu hӗi
Xӱ l
sơ bӝ
Chưng
bӕc
Đӕt
Thu hӗi
nhi
t và hơi
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng

Lp: CN giy K51 8

GĐ1: Sӱ lý sơ bӝ dӏch đen :
Mөc đích cӫa quá trình này là chuҭn bӏ cho quá trình chưng bӕc và đӕt dӏch đҥt
hiӋu quҧ cao. Dӏch sӁ đưӧc làm sҥch và tách các xơ sӧi nhӓ, chҩt xà phòng, khӱ
bӑt bao gӗm 4 công đoҥn:
1- Loҥi cһn: Loҥi bӓ mӝt lưӧng lӟn xơ sӧi nhӓ và tҥp chҩt cơ hӑc trong dӏch.
Do chúng làm giҧm hiӋu suҩt chưng bӕc, kӃt bám trên đưӡng ӕng và bӅ mһt trao
đôi nhiӋt cӫa thiӃt bӏ chưng bӕc.
2- Tách xà phòng: Xà phòng tҥo ra nhiӅu bӑt trong quá trình chưng bӕc, không
nhӳng làm giҧm hiӋu quҧ trao đәi nhiӋt mà còn gây mҩt mát kiӅm khi chưng. ViӋc
loҥi bӓ xà phòng đưӧc thӵc hiӋn trong các bӇ chӭa lӟn, sӱ dөng các chҩt điӋn li
như Na
2
SO
4
, NaCl, Na
2
CO
3
hiӋu quҧ loҥi bӓ cao nhҩt khi nӗng đӝ dӏch đen 25-
35 %.
3- Oxi hóa dӏch đen bҵng không khí: Nhҵm tránh phҧn ӭng thӫy phân cӫa
Na
2
S thành H
2
S, gây mҩt mát lưu huǤnh và tҥo ra khí có mùi, có tính ăn mòn thiӃt
bӏ cao. ViӋc oxi hóa dӏch đen đưӧc tiӃn hành trong tháp oxi hóa dҥng khí, màng
hay loҥi xáo đӝng. Tuy nhiên viӋc oxi hóa dӏch đen cũng có nhưӧc điӇm là sau khi

oxi hóa, hiӋu quҧ sinh nhiӋt cӫa dӏch đen giҧm, kӃt bám thiӃt bӏ khi chưng bӕc cho
nên hiӋn nay ít đưӧc sӱ dөng.
4- Tách loҥi silic: Silic có mһt trong dӏch đen gây nhiӅu ҧnh hưӣng cho quá
trình thu hӗi hóa chҩt bҵng phương pháp đӕt. Ví dө như gây kӃt bám thiӃt bӏ chưng
bӕc, giҧm khҧ năng sinh nhiӋt cӫa dӏch, giҧm hiӋu suҩt kiӅm hóa« ViӋc tách loҥi
silic là cҫn thiêt. Phương pháp tách loҥi silic bao gӗm: bә xung kiӅm, kӃt tӫa và
tách loҥi silic dưӟi dҥng kӃt tӫa.
GĐ2: Chưng bӕc dӏch đen :
Khi rӱa bӝt, dӏch đen đưӧc pha loãng tӯ 2 đӃn 3 lҫn. Dӏch này đưӧc đưa đi thu
hӗi, hàm lưӧng chҩt khô chiӃm 13 đӃn 17%. Dӏch đen như trên không thӇ đӕt
ngay vì vұy cҫn phҧi cô đһc lҥi. Sau khi cô đһc, nӗng đӝ dӏch đen phҧi đҥt tӯ 60 %
trӣ lên lúc này mӟi có thӇ đӕt. Các thiӃt bӏ chưng bӕc chӫ yӃu đưӧc sӱ dөng là
thiӃt bӏ chưng bӕc màng dâng và màng rơi.
Hình 1.1 sơ đӗ công nghӋ chưng bӕc dӏch đen
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 9



GĐ3: Đӕt dӏch:
Sau khi chưng bӕc, dӏch đen đưӧc đưa vào khoang đӕt cӫa lò đӕt thu hӗi. Lò
đӕt thu hӗi thӵc hiӋn 2 chӭc năng:
+ Thu hӗi hóa chҩt sӱ dөng cho quá trình nҩu và
+ Khai thác lưӧng nhiӋt sinh ra trong quá trình đӕt.
Lưu huǤnh và Natri đưӧc giҧi phóng tӯ các hӧp chҩt trong dӏch đen trong quá
trình đӕt. Sau đó chúng đưӧc chuyӇn hóa thành các hӧp chҩt thích hӧp và quay trӣ
lҥi đӇ phөc vө quá trình nҩu, tҥo thành mӝt vòng tuҫn hoàn khép kín. Đӗng thӡi
nhiӋt sinh ra tӯ sӵ cháy cӫa các hӧp chҩt hӳu cơ trong lò đӕt đưӧc dùng đӇ sҧn

xuҩt hơi nưӟc, vì thӃ lò đӕt thu hӗi cũng có chưng năng mӝt nӗi hơi.
Trong thành phҫn chҩt khô cӫa dӏch đen sunfat có nhӳng hӧp chҩt cӫa lưu
huǤnh dҥng vô cơ và hӳu cơ. Ngoài ra ngưӡi ta còn bә xung Na
2
SO
4
vào dӏch đen
trưӟc khi cho vào lò đӕt đӇ bù đҳp lҥi phҫn kiӅm đã bӏ mҩt mát trong quá trình sҧn
xuҩt.

Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 10

Hình 1.2 các phҧn ӭng diӉn ra trong lò đӕt thu hӗi

Quá trình đӕt dӏch đen sunfat chia ra 3 giai đoҥn xҧy ra nӕi tiӃp nhau.
1-Sҩy khô kiӅm
2-NhiӋt phân và than hoá chҩt khô hӳu cơ,đӗng thӡi xҧy ra quá trình cacbonat
hoá kiӅm.
3-Cháythan và nóng chҧy chҩt khô vô cơ đӗng thӡi xҧy ra quá trình
khӱnatrisunfat.
*Giai đoҥn 1
Nhӳng phҧn ӭng hoá hӑc xҧy ra ӣ giai đoҥn thӭ 1 ±Giai đoҥn sҩy khô kiӅm là
nhӳng phҧn ӭng giӳa nhӳng thành phҫn trong dӏch đen vӟi khí lò. Trong thành
phҫn cӫa khí lò,ngoài khí CO
2
còn có SO
2

,SO
3
.Trong thành phҫn cӫa dӏch đen
sunfat gӗm có NaOH
tӵ do
Na
2
S
tӵ do
và nhӳng hӧp chҩt cӫa Na vӟi các chҩt hӳu cơ
`


N2, H2O, CO2, SO2, NO
x
, CO, H2S,
Na2SO4, NaCL, HCl
Không khí
cҩp 3
Không khí
cҩp 2
Không khí
cҩp 1
VÙNG OXI HÓA
Na, SO
2
, O
2
 Na
2

SO
4

H
2
S, O
2
 SO
2
, H
2
O
H, C, O  CO
2
, H
2
O
H
2
O, Na,NaOH, H
2
S
1500
o
C
CO, CO
2
NaOH, Na,
H
2

S
Na
2
SO
4
, C, CO
2
Na
2
S, Na
2
CO
3
, CO
2
800
o
C
VÙNG KHӰ
VÙNG SҨY KHÔ
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 11

trong kiӅm.Nhӳng thành phҫn trong khí lò và nhӳng thành phҫn chính trong kiӅm
tác dөng vӟi nhau theo phҧn ӭng.
ʹܱܰܽܪ ൅ ܥܱ

՜ܰܽ


ܥܱ

൅ ܪ

ܱ
ʹܱܰܽܪ ൅ ܱܵ

՜ܰܽ

ܱܵ

൅ ܪ

ܱ
ʹܱܰܽܪ ൅ ܱܵ

՜ܰܽ

ܱܵ

൅ܪ

ܱ
ʹܰܽ

ܵ ൅ ܱܵ

൅ܱ


՜ʹܰܽ

ܵ

ܱ


ܰܽ

ܵ ൅ܥܱ

൅ ܪ

ܱ ՜ ܰܽ

ܥܱ

൅ܪ

ܵ
ܰܽ

ܵ ൅ ܱܵ

൅ ܪ

ܱ ՜ ܰܽ

ܱܵ


൅ ܪ

ܵ
ʹܴܥܱܱܰܽ ൅ ܱܵ

൅ܪ

ܱ ՜ ܰܽ

ܱܵ

൅ ʹܴܥܱܱܪ
ʹܴܥܱܱܰܽ ൅ܱܵ

൅ ܪ

ܱ ՜ ܰܽ

ܱܵ

൅ ʹܴܥܱܱܪ
Do nhӳng phҧn ӭng trên, nên toàn bӝ NaOH
tӵ do
và phҫn lӟn Na
2
S đưӧc
chuyӇn thành cacbonat,sunfit, sunfat, và thiosunfat. Ngoài ra sunfit và sunfat còn
đưӧc sinh ra do phҧn ӭng giӳa SO
2
và SO

3
vӟi nhӳng hӧp chҩt cӫa Na vӟi các chҩt
hӳu cơ.
*Giai đoҥn 2.
Ӣ giai đoҥn thӭ 2-giai đoҥn nhiӋt phân và than hoá chҩt khô hӳu cơ đӗng thӡi
xҧy ra quá trình cácbonat hoá kiӅm, tҥo ra nhӳng hӧp chҩt như metylic,
phenol«.ngoài ra còn tҥo ra mӝt lưӧng nhӓ nhӳng hӧp chҩt cӫa sunfua như
H
2
S,(CH
3
)
2
S,CH
3
HS,ankylsunfua và mӝt sӕ sҧn phҭm bay hơi khác.Phҫn lӟn
nhӳng sҧn phҭm này bӏ bӕc cháy và cháy trong dòng khí nóng đ Ӈ sinh ra
CO,CO
2
,H
2
, SO
2
và SO
3
.
Trong thành phҫn khí đi ra khӓi lò chӍ còn lҥi mӝt lưӧng rҩt nhӓ sҧn phҭm cháy
không hoàn toàn. Do nhӳng hӧp chҩt cӫa sunfua và đһc biӋt là H
2
S cháy không

triӋt đӇ khí lò có mùi rҩt đһc trưng.
Giai đoҥn 3:
ĐӃn đҫu giai đoҥn thӭ 3- giai đoҥn cháy than, trong lò chӍ còn lҥi khoҧng mӝt
nӱa khӕi lưӧng Cacbon trong dӏch đen ban đҫu đưӧc chuyӇn vӅ dҥng than cӕc.
Trong sӕ nhӳng hӧp chҩt vô cơ còn lҥi sau khi nhiӋt phân thì chӫ yӃu là
Natricacbonnat đưӧc sinh ra chӫ yӃu do quá trình phân huӹ và ôxi hoá nhӳng hӧp
chҩt hӳu cơ vӟi Natri. Ngoài ra Natricacbonnat còn đưӧc sinh ra do quá trình
cacbonat hoá NaOH tӵ do và Na
2
S có sҹn trong dӏch đen ban đҫu. Natricacbonat
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 12

và Natrisunfua có sҹn trong dӏch đen ban đҫu hoàn toàn không bӏ biӃn đәi trong
giai đoҥn đҫu cӫa quá trình đӕt và cҧ lưӧng Natrisunfat bә sung cũng không biӃn
đәi ӣ giai đoҥn này. Do quá trình phân huӹ nhӳng hӧp chҩt hӳu cơ mà trong thành
phҫn cӫa chúng có S và Na nên ӣ giai đoҥn thӭ hai có thӇ sinh ra thêm mӝt lưӧng
Natrisunfat mӟi và mӝt sӕ hӧp chҩt cӫa Lưu huǤnh như Na
2
S, Na
2
SO
3
« theo sӕ
liӋu cӫa Venhemark thì trong khi chưng khô (không có không khí) kiӅm, lưu
huǤnh trong chҩt khô sau khi chưng khô chӫ yӃu là Na
2
S. nӃu như có mӝt lưӧng

không khí nào đó tӭc là trong điӅu kiӋn như khi đӕt dӏch đen thì ngoài Na
2
S còn
có sunfit, sunfat và thiosunfat« tӹ khӕi các chҩt này phө thuӝc vào điӅu kiӋn nhiӋt
phân, nhiӋt đӝ, khӕi lưӧng không khí cho vào lò đӕt, ӣ điӅu kiӋn tӕi ưu thì trong
quá trình nhiӋt phân sӁ có tӟi 50% lưu huǤnh ӣ dҥng hӧp chҩt hӳu cơ đưӧc chuyӇn
vӅ dҥng hӧp chҩt sunfua vô cơ.
Ӣ giai đoҥn thӭ 3 sӁ xҭy ra quá trình cháy tăng tӕc và nóng chҧy các muӕi vô
cơ còn lҥi. Trong quá trình đӕt dӏch đen, giai đoҥn có tҫm quan trӑng đһc biӋt đӕi
vӟi quá trình công nghӋ là giai đoҥn thӭ 3 cӫa qúa trình đӕt. Giai đoҥn này nhҩt
thiӃt không thӇ thiӃu đưӧc, bӣi vì chӍ có trong kiӅm nóng chҧy (kiӅm lӓng) mӟi
hoàn toàn có đӫ điӅu kiӋn đӇ cho quá trình khӱ Na
2
SO
4
xҧy ra. Có phҧn ӭng này
mӟi có thêm NaOH, Na
2
S là hai thành phҫn cӫa dӏch nҩu sunfat. ĐӇ cho than cӕc
đưӧc cháy hoàn toàn trong giai đoҥn thӭ 3 cҫn phҧi có mӝt lưӧng không khí dư
nhҩt đӏnh. Trong hӋ thӕng lò đӕt kiӇu phun kiӅm hiӋn nay, có 2 vùng thәi không
khí vào lò đӕt-vùng thӭ nhҩt dùng đӇ thәi mӝt phҫn không khí trӵc tiӃp và vùng
cháy đӇ đӕt than cӕc, vùng thӭ 2 dùng đӇ thәi không khí vào lò đӇ đӕt cháy nhӳng
sҧn phҭm khí sinh ra do quá trình nhiӋt phân, vùng này gӑi là vùng thӭ cӫa lò, khӕi
lưӧng không khí chung (theo lý thuyӃt) cҫn thiӃt đӇ đӕt cháy hoàn toàn nhӳng chҩt
hӳu cơ trong kiӅm thành CO
2
, H
2
O, SO

2
.
Phҧn ӭng khӱ Na
2
SO
4
và thành phҫn kiӅm đӓ sunfat.
Phҧn ӭng chӫ yӃu xҧy ra ӣ giai đoҥn thӭ 3 cӫa quá trình đӕt dӏch đen sunfat là
phҧn ӭng khӱ Na
2
SO
4
vӅ Na
2
S bҵng than cӕc.
Phҧn ӭng khӱ Na
2
SO
4
bҵng than cӕc có thӇ xҧy ra theo nhӳng phҧn ӭng sau:
ܰܽ

ܱܵ

൅ ʹܥ ՜ܰܽ

ܵ ൅ʹܥܱ


ܰܽ


ܱܵ

൅ Ͷܥ ՜ܰܽ

ܵ ൅ Ͷܥܱ
ܰܽ

ܱܵ

൅Ͷܥܱ ՜ܰܽ

ܵ ൅Ͷܥܱ


Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 13

Hai phҧn ӭng đҫu là phҧn ӭng cӫa sunfat tác dөng trӵc tiӃp vӟi cacbon và là
phҧn ӭng thu nhiӋt.Phҧn ӭng thӭ ba là phҧn ӭng khӱ sunfat bҵng cacbonoxit và là
phҧn ӭng toҧ nhiӋt.HiӋu suҩt nhiӋt cӫa nhӳng phҧn ӭng trên là kӃt qӫa cӫa 2 quá
trình: quá trình khӱ sunfat, tӭc là chuyӇn sunfat vӅ sunfua và quá trình oxi hoá
cácbon bҵng oxi sinh ra. Trong ba phҧn ӭng trên thì phҧn ӭng thӭ nhҩt chӫ yӃu xҧy
ra trong quá trình khӱ sunfat.Bӣi vì tәng cӫa phҧn ӭng thӭ hai và phҧn ӭng thӭ ba
là phҧn ӭng thӭ nhҩt.Tӕc đӝ và trҥng thái cân bҵng cӫa cҧ ba phҧn ӭng trên đӅu
phө thuӝc vào nhiӋt đӝ.NӃu tăng nhiӋt đӝ thì cân bҵng cӫa hai phҧn ӭng đҫu sӁ
chuyӇn sang phҧi tӭc là vӅ phía làm cho mӭc đӝ khӱ sunfat cao, còn cân bҵng cӫa
phҧn ӭng thӭ ba thì ngưӧc lҥi,tӭc là chuyӇn sang bên trái.Trong thӵc tӃ và trong cҧ

nghiên cӭu cho tҩy rҵng ӣ nhiӋt đӝ gҫn 1000
0
K tҩt cҧ ba phҧn ӭng trên đӅu có cùng
mӝt hҵng sӕ cân bҵng.
GĐ4: Tái sӱ dөng hóa chҩt:
Quá trình tái sӱ dөng hóa chҩt chӫ yӃu bao gӗm xúa hòa và thu hӗi vôi, mөc
đích là chuyӇn Na
2
CO
3
thành NaOH.
Dӏch đӓ thu đưӧc khi đӕt dӏch đen đưӧc hòa vӟi dӏch trҳng loãng thành dӏch
danh trong bӇ hòa dӏch xanh. Sau đó đưa sang bӇ tôi vôi, sau khi tôi vôi, dӏch xanh
chuyӇn thành dӏch trҳng và đưӧc tách khӓi cһn vôi bҵng hӋt thӕng bӇ lҳng. Cһn vôi
thu đưӧc đem cô đһc lҥi và đưa sang hӋ thӕng lò tôi vôi.
Theo lý thuyӃt đӝ xút hóa có thӇ đҥt 98-99%, tuy nhiên thӵc tӃ không đҥt đưӧc
như vұy bӣi có nhiӅu yӃu tә ҧnh hưӣng. Vӟi nӗng đӝ dung dӏch 64-124 g/l Na
2
CO
3

thì đӝ xút hóa đҥt hӧp lý nhҩt.

Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 14

Phҫn II: LҰP LUҰN CHӐN SƠ ĐӖ CÔNG NGHӊ
2.1 Lұp luұn chӑn sơ đӗ công nghӋ đӕt dӏch đen

HiӋn nay có nhiӅu phương pháp thu hӗi và tái sӱ dөng hóa chҩt như: HӋ thӕng
thu hӗi ± xút hóa, Khí hóa Plasma, Xút hóa tӵ đӝng« tuy nhiên phә biӃn nhҩt là
sӱ dөng hӋ thӕng lò đӕt thu hӗi ± xút hóa
Phә biӃn nhҩt hiӋn nay là hӋ thӕng lò đӕt kiӇu phun.
HӋ thӕng lò đӕt kiӇu phun chính là hӋ thӕng nӗi hơi, trong lò đӕt cӫa hӋ thӕng
này đưӧc đӕt bҵng mӝt loҥi nhiên liӋu thӭ cҩp ± dӏch đen vӟi hàm kưӧng nưӟc,
hàm lưӧng tro khá cao. Trong hӋ thӕng lò đӕt này thӵc hiӋn hai chӭc năng: chӭc
năng thӭ nhҩt là sҧn xuҩt hơi đӕt (chӭc năng vӅ nhiӋt); Chӭc năng thӭ hai là tái
sinh lҥi kiӅm trong nhiên liӋu là dӏch đen (chӭc năng công nghӋ). HiӋn nay, cҧ hai
chӭc năng này đưӧc kӃt hӧp rҩt có hiӋu quҧ.
Hình 2.1 Lò đӕt thu hӗi kiӇu phun

Năng suҩt hơi đӕt cӫa hӋ thӕng lò đӕt kiӇu này đҥt tӟi 60 ± 70 tҩn/giӡ. Lưӧng
hơi đӕt này tương đương vӟi đӕt mӝt lưӧng dӏch đen khi sҧn xuҩt 300 ± 350 tҩn
bӝt trong mӝt ngày. HiӋn nay ngưӡi ta đã thiӃt kӃ và chӃ tҥo hӋ thӕng lò đӕt kiӇu
phun kiӅm vӟi năng suҩt hơi là 100 ± 120 tҩn/h (500 ± 600 tҩn bӝt trong mӝt
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 15

ngày). áp suҩt hơi thu đưӧc trong lò đӕt kiӇu này đҥt tӟi 60 ± 70 at vӟi nhiӋt đӝ quá
nhiӋt là 450
o
C> Trong trưӡng hӧp đһc biӋt có thӇ sҧn xuҩt đưӧc loҥi hơi đӕt vӟi áp
suҩt 100 ± 110 at vӟi nhiӋt đӝ quá nhiӋt 480
o
C. Đa sӕ các hãng chӃ tҥo loҥi lò này
đҧm bҧo chҳc chҳn rҵng chӍ cҫn đһt mӝt lò đӕt vӟi năng suҩt tương ӭng vӟi năng
suҩt cӫa nhà máy bӝt chӭ không cҫn phҧi đһt thêm lò dӵ phòng mà vүn đҧm bҧo

đҫy đӫ sҧn lưӧng sҧn xuҩt cӫa nhà máy bӝt.
Bӝ phұn đӕt cӫa hӋ thӕng chính là mӝt lò có thiӃt diӋn hình vuông, chiӅu cao tӯ
10 ± 18m. Thành lò và dưӟi đáy lò là mӝt mҥng lưӟi ӕng đӕt hҫu như phөc vө cho
nӗi hơi.
Theo chiӅu cao cӫa lò có thӇ chia ra 3 vùng ± mӝt vùng khӱ và mӝt vùng oxi
hoá, và mӝt vùng khí (Sҩy).Vùng khӱ chính là vùng mà trong đó đưӧc chҩt đҫy bӣi
kiӅm đӓ và cһn kiӅm (khoҧng cách giҧ thӱ là đӃn mép lӟp vòi phun không khí thӭ
nhҩt); vùng khí (ӣ giӳa lӟp vòi phun thӭ nhҩt và lӟp vòi phun thӭ hai). Đһc trưng
cӫa vùng khӱ là thiӃu oxy và nhiӋt đӝ tương đӕi cao. Vùng oxy hóa là vùng tính tӯ
mép lӟp vòi phun không khí thӭ hai đӃn chùm ӕng đӕt đҫu tiên cӫa nӗi hơi. HӋ
thӕng lò đӕt kiӇu phun kiӅm hiӋn nay thưӡng làm viӋc vӟi lưӧng không khí dư khá
thҩp, khoҧng 1,1 ± 1,15, trong đó khӕi lưӧng không khí đưӧc thәi vào lò đӇ đӕt
bҵng mӝt quҥt gió chung. Trưӟc khi thәi vào lò, không khí đưӧc đӕt nóng sơ bӝ, có
thӇ trong thiӃt bӏ đӕt nóng bҵng khí nóng hoһc trong thiӃt bӏ đӕt nóng bҵng hơi đӕt.
Mҥng lưӟi ӕng ӣ vùng oxy hoá thưӡng đӇ hӣ, còn mҥng lưӟi ӕng ӣ vùng khӱ
phҧi phӫ kín bҵng mӝt lӟp gang, trên bӅ mһt lӟp gang đưӧc phӫ bҵng mӝt lӟp cách
nhiӋt bҵng hӗ Crôm dày gҫn 100mm hoһc có thӇ đơn giҧn có thӇ chӍ bҵng mӝt lӟp
hӗ Crôm. Lӟp cách nhiӋt bҵng hӗ Crôm có tác dөng bҧo vӋ rҩt tӕt vӅ tác dөng cӫa
niӋt đӝ cao. Nhưng trong môi trưӡng oxy hoá, dưӟi tác dөng cӫa kiӅm, lӟp hӗ
Crôm vүn bӏ phân huӹ đӇ tҥo ra Crômat natri có khҧ năng hoà tan vào nưӟc.
Đáy lò nhҩt thiӃt cũng phҧi dưӧc che phӫ bҵng lӟp hӗ Crôm. HiӋn nay, ngưӡi
ta làm đáy lò phҷng chӭ không làm nghiêng. Đáy lò đưӧc làm lҥnh bҵng nưӟc và
có cӱa đӇ cho liӅm đӓ chҧy xuӕng cӱa hoà kiӅm đӓ. Cӱa chҧy kiӅm đӓ cách đáy lò
100mm. Vì vұy mà dưӟi đáy lo luôn luôn có mӝt lӟp kiӅm đӓ dӵ trӳ, lӟp kiӅm đӓ
này có tác dөng bҧo vӋ lӟp lót côm khӓi sӵ tác dөng trӵc tiӃp bӣi nhӳng muӕi kiӅm
nóng chҧy.
Vòi phun không khí vào lò bұc mӝt đһt hơi nghiêng xuӕng phía dưӟi (khoҧng
15
o
) nhҵm đӇ cho không khí thәi xuӕng phía dưӟi mà không bӏ dòng khí cuӕn lên

Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 16

vùng thӭ cӫa lò đӕt, vòi phun không khí bұc hai đһt nҵm ngang. Gҫn đây, ngưӡi ta
đһt vòi phun không khí bұc hai theo phương tiӃp tuyӃn. Đһt vòi phun theo kiӇu này
thì ӣ tâm lò sӁ tҥo thành hình xoáy ӕc có đưӡng kính nhҩt đӏnh. Như vұy sӁ thoҧ
mãn đưӧc điӅu kiӋn ± sҧn phҭm khí đưӧc cháy triӋt đӇ hơn và khi cưӡng hoá lò đӕt
có thӇ tăng cưӡng lưӧng không khí vao lò ma không làm mҩt mát cһn kiӅm theo
khói lò.
ĐӇ đưa dӏch đen vào lò đӕt chӫ yӃu sӱ dөng hai cơ cҩu. Loҥi thӭ nhҩt: vòi
phun cơ hӑc kiӇu đu đưa cӫa Tomlinson có tҩm ngҳt. Vòi phun này đưӧc đһt ӣ
giӳa thành lò chính diӋn. Như vұy thành lò đӕi diӋn vӟi vòi phun đưӧc bӗi lên mӝt
lӟp kiӅm hoһc hҥt kiӅm đưӧc văng lên vùng oxy hoá và tӯ đó kiӅm sӁ chҧy suӕng
đáy lò. Loҥi thӭ hai: kiӅm đưӧc đưa trӵc tiӃp xuӕng đáy lò bҵng mӝt sӕ loҥi vòi
phun cơ hӑc hoһc vòi phun hơi.
Trong nhiӅu trưӡng hӧp, kiӅm còn đưӧc trӑn vӟi chҩt khô thu hӗi đưӧc trong
xyclon hoһc trong thiӃt bӏ lӑc điӋn. Nӗng đӝ chҩt khô trong khi phun vào lò đӕt
thưӡng trong khoҧng tӯ 55 ± 70%. Trong trҥm cô đһc, kiӅm thưӡng đưӧc cô đһc
đӃn nӗng đӝ 45 ± 55% chҩt khô. Còn tiӃp tөc tách nưӟc đӃn nӗng đӝ cҫn thiӃt đưӧc
tiӃn hành trong thiӃt bӏ bӕc hơi tiӃp xúc (tҫng bӕc hơi) đһt trưӟc lò đӕt. NhiӋt đӇ
bӕc hơi nưӟc trong thiӃt bӏ này là nhiӋt thӯa cӫa khí lò. ThiӃt bӏ bӕc hơi này đӗng
thӡi cũng là thiӃt bӏ thu hӗi cһn kiӅm trong khí lò. ĐӇ thu hӗi cһn kiӅm trong khí lò
hiӋu quҧ nhҩt là dùng phin lӑc điӋn kiӇu khô hoһc kiӇu ưӟt.
2.2 Chӑn sơ đӗ công nghӋ.
Sơ đӗ công nghӋ:
Trình bày trên bҧn vӁ.

Đ͛ án môn h͕c


SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 17


Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 18

ThuyӃt minh dây chuyӅn.
Dӏch đen sau khi cô đһc đưӧc đưa vào bӇ trӝn 3, cùng vӟi tro lҳng ӣ hӋ thӕng
lҳng tro 4 và lӑc tĩnh điӋn 6, Na
2
SO
4
Đưӧc bә xung vào bӇ 3 đӇ trӝn sau đó dӏch
đen đưӧc đưa sang hӋ thӕng gia nhiӋt 12 làm tăng hiӋu quҧ đӕt. Dӏch đen đưӧc đưa
vào hӋ thӕng vòi phun dӏch cӫa lò đӕt. Bҳt đҫu quá trình đӕt dӏch, dҫu đӕt đưӧc
cҩp vào qua hӋ thӕng vòi phun dҫu. Không khí sau khi đưӧc gia nhiӋt bҵng hơi
nưӟc đưӧc cҩp vào lò đӕt thành 3 vùng khác nhau nhҵm đҥt hiӋu quҧ đӕt tӕi ưu.
Dӏch đen đưӧc phun thành tia nhӓ vào lò, đưӧc đӕt cháy cùng dҫu, các chҩt vô cơ
nóng chҧy (dӏch đӓ) liên tөc chҧy qua máng thoát vào bӇ hòa tan 2. Dӏch trҳng
loãng đưӧc bơm vào bӇ hòa tan đӇ hòa kӃt hӧp vӟi dӏch đӓ thành dӏch xanh. Trong
quá trình hòa tan, sinh ra hơi nưӟc kéo theo các chҩt vô cơ, hơi này đưӧc ngưng tө
ӣ xyclon tách khí 5 và chҧy trӣ lҥi bӇ trӝn, lương khí không ngưng đưӧc thҧi bӓ.
Dӏch xanh tӯ bӇ hòa tan đưӧc đưa sang dây chuyӅn xút hóa.
Lưӧng nhiӋt do các chҩt hӳu cơ trong dӏch đen cháy tҥo ra làm bay hơi nưӟc
trong đưӡng ӕng feston, sinh ra hơi trong bao hơi 11, sau đó hơi nưӟc đưӧc đưa
sang hӋ thӕng quá nhiӋt hơi nưӟc, hơi tҥo ra có áp suҩt 8.4Mpa, nhiӋt đӝ 480

o
C
đưӧc đưa sang nhà máy điӋn, mӝt phҫn đưa đi sҧn xuҩt. Lưӧng nưӟc ngưng tӯ quá
trình sҧn xuҩt đưӧc đưa vӅ bӇ chӭa nưӟc ngưng 9 , sau đó đưӧc bơm tuҫn hoàn qua
hӋ thӕng gia nhiӋt 10 và đi vào nӗi hơi 8. Nưӟc tӯ nӗi hơi 8 đưӧc tuҫn hoàn vӟi hӋ
thӕng ӕng sinh hơi cӫa lò đӕt và bao hơi 11.

Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 19

Phҫn III: CÂN BҴNG VҰT CHҨT VÀ NHIӊT LƯӦNG
3.1 Tính cân bҵng vұt chҩt.
3.1.1Tính tͭn
lưͻn ch̽t kh đen đi đͩt.
Các s͙ li͏u ban đ̯u :
1,HiӋu suҩt nҩu sunfat :48% so vӟi NLKTĐ.
2,Khӕi lưӧng riêng cӫa NL: 430 Kg/m
3

3,Đӝ nén chһt:0,38 m
3
/m
3

4,Nӗng đӝ kiӅm hoҥt tính: 100 g/l.
5,Mӭc dùng kiӅm :18%Na
2
O.

6,Đӝ sunfua :25%Na
2
S .
7,Modun nҩu sunfat 1:4 .
8, Đӝ khӱ sunfat :92% .
9, Nӗng đӝ dӏch đen cho vào lò đӕt 70% chӑn tәn thҩt ӣ nҩu rӱa 10% .
3.1.2 Tính lưͻn
NLKTĐ đ͛ s̻n xu̽t ra 1 t̽n bͱt kh ió.
-Lưӧng gӛ KTĐ đӇ sҧn xuҩt thӵc tӃ chӭa trong 1m
3
nӗi nҩu.
Ͷ͵Ͳ ൈͲǤ͵ͺ ൌ ͳ͸͵ǤͶܭ݃
- Lưӧng sҧn phҭm KTĐ chӭa trong 1m
3
nӗi.
ͳ͸͵ǤͶൈ
Ͷͺ
ͳͲͲ
ൌ ͹ͺǤͶ͵ܭ݃
p
Lưӧng sҧn phҭm Bӝt khô gió bҵng:
͹ͺǤͶ͵
ͲǤͺͺ
ൌ ͺͻǤͳʹͷ
Lưӧng gӛ KTĐ cҫn thiӃt nҥp vào nӗi đӇ sҧn xuҩt ra 1 tҩn Bӝt khô gió:
ͳͲͲͲ ൈͳ͸͵ǤͶ
ͺͻǤͳʹͷ
ൌ ͳͻ͵͵Ǥʹͺܭ݃݃ܭܶ0
-Lưӧng dӏch cҫn nҥp vào nӗi
1833,28x4=7333,12 kg

Vұy lưӧng chҩt hӳu cơ hoà tan khi nҩu đưӧc 1 tҩn Bӝt khô gió sӁ là:
ͳͲͲെ Ͷͺ
Ͷͺ
ൈ ͺͺͲ ൌ ͻͷͶܭ݃
-Lưӧng kiӅm hoҥt tính dùng cho nҩu là:
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 20

ͳͲͲ
Ͷͺ
ൈͺͺͲൈ ͲǤͳͺ ൌ ͵͵Ͳܭ݃
Ta chӑn hӋ sӕ chuyӇn đәi khӕi lưӧng kiӅm hoҥt tính tӯ đơn vӏ Na
2
O sang khӕi
lưӧng muӕi vô cơ trong kiӅm ӣ đơn vӏ riêng bҵng 1,5.
Do đó khӕi lưӧng chҩt khoáng có trong dӏch đen/1 tҩn Bӝt
͵͵Ͳൈ ͳǤͷ ൌ Ͷͻͷܭ݃
- tәng khӕi lưӧng chҩt khô (hӳu cơ và vô cơ) là
Ͷͻͷ൅ ͻͷͶ ൌ ͳͶͶͻܭ݃
495+954=1449 kg
Tӹ lӋ vô cơ và hӳu cơ có trong dӏch đen :
Ͷͻͷ
ͻͷͶ
ൌ ͲǤͷʹ
Tӭc là vô cơ chiӃm 34,2%
Hӳu cơ chiӃm 65,8%
Lưӧng dӏch còn lҥi sau giai đoҥn nҩu rӱa là:
ͻ͵͵͵Ǥͳʹ െͲǤͳൈ͹͵͵͵Ǥͳʹ ൌ ͸ͷͻͻǤͺܭ݃

Do % mҩt mát ӣ các khâu là khá nhӓ vì vұy ta coi lưӧng chҩt khô mҩt mát là
không đáng kӇ. Như vұy lưӧng dӏch đi vào quá trình cô đһc là 6599,8 kg/tҩn Bӝt.
Do đó nӗng đӝ % vӅ khӕi lưӧng cӫadӏch đen đi vào cô đһc bҵng :
ͳͶͶͻ
͸ͷͻͻǤͺ
ൈͳͲͲΨ ൌ ʹͳǤͻͷΨ
NhiӋm vө cӫa quá trình cô đһc là phҧi cô đһc tӟi 60% lưӧng chҩt khô.
Vӟi năng suҩt nhà máy là 220000 tҩn/năm thì năng suҩt cӫa dӏch đen đem cô
đһc trong 1 giӡ sӁ bҵng:
͸ͷͻͻǤͺൈʹʹͲͲͲͲ
͵͵Ͳ ൈʹͶ
ൌ ͳͻ͵͵ʹͺǤ͹ͺܭ݃Ȁ݄
330 là sӕ ngày sҧn xuҩt trong 1 năm
24 là sӕ giӡ trong mӝt ngày
Lưӧng hơi nưӟc thoát ra cӫa toàn hӋ thӕng tính theo công thӭc:
ܹ ൌ ܩ

ൈ൬ͳെ
ܺ

ܺ


X
d
: Nӗng đӝ chҩt khô ban đҫu
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 21


X
c
: nӗng đӝ chҩt khô cuӕi
ܹ ൌ ͳͺ͵͵ʹ͹Ǥ͹ͺ ൈ

ͳ െ
ଶଵǤଽହ
଻଴

ൌ125841.43 Kg/h
Lưӧng dӏch đen ra khӓi quá trình cô đһc
ܩ

ൌ ܩ

െ ܹ ൌ ͳͺ͵͵ʹ͹Ǥ͹ͺെͳʹͷͺͶͳǤͶ͵ ൌ ͷ͹Ͷͺ͸Ǥ͵ͷܭ݃Ȁ݄
Lưӧng dӏch tính theo 1 tҩn Bӝt khô gió:
ͷ͹Ͷͺ͸Ǥ͵ͷ ൈʹͶ ൈ͵͵Ͳ
ʹʹͲͲͲͲ
ൌ ʹͲ͸ͻǤͷͳܭ݃Ȁݐ݊ܾݐ݄݇Ø݃݅×
Lưӧng chҩt khô ra khӓi quá trình cô đһc (Vӟi hàm lưӧng chҩt khô 70%) là
ʹͲ͸ͻǤͷͳൈ ͲǤ͹ ൌ ͳͶͶͺǤ͸ͷܭ݃
Bҵng thӵc nghiӋm ngưӡi ta tính toán đưӧc rҵng sau quá trình cô đһc thì lưӧng
chҩt khô bӏ mҩt mát 5%
 Lưӧng chҩt khô thӵc tӃ đem vào đӕt là:
ͳͶͶͺǤ͸ͷൈͲǤͻͷ ൌ ͳ͵͹͸Ǥʹʹ
ܭ݃
ݐ݊
ܾݐ݄݇Ø݃݅×

3.1.3 Thành ph̿n khͩi lưͻn
các ch̽t tron dͣch đen.
Thӵc nghiӋm ngưӡi ta đã xác đӏnh thành phҫn các chҩt trong dӏch đen và đã
đưӧc đưa ra trong phҫn lý thuyӃt vӅ đӕt kiӅm. Tӯ đó ta có thӇ đưa thành phҫn và
khӕi lưӧng các chҩt theo bҧng sau.
Bҧng 3.1 thành phҫn chҩt khô cӫa dӏch đen
Phҫn h ӳu cơ
Phҫn vô cơ
Thành phҫn
nguyên tӕ
%
Kg
Thành phҫn
nguyên tӕ
%
kg
C
42
578
NaOH tӵ do
1,4
19,3
O
20
275,24
Na
2
CO
3


4
55,05
S
hӳu cơ

1,6
22
Na
2
S
1,6
22,02
H
5
68,81
NaOH liên kӃt
23,4
322,04
Na
2
SO
4

1
13,76
Tәng
68,6%
944,05
Tәng
31,4

432,17
*Lưӧng kiӅm trong dӏch đen: Tính bҵng đơn vӏ Na
2
O là

ͳͻǤ͵ ൅͵ʹʹǤͲͶ


͸ʹ
ͺͲ
൅ʹʹǤͲʹൈ
͸ʹ
͹ͺ
൅ͷͷǤͲͷ ൈ
͸ʹ
ͳͲ͸
൅ͳ͵Ǥ͹͸ൈ
͸ʹ
ͳͶʹ
ൌ ͵ʹͲǤʹͷܭ݃
*Lưӧng S trong dӏch đen :
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 22

ʹʹ൅ ʹʹǤͲʹ ൈ
͵ʹ
͹ͺ
൅ͳ͵Ǥ͹͸ൈ

͵ʹ
ͳͶʹ
͵ͶǤͳ͵
*Thành phҫn khӕi lưӧng các chҩt trong kiӅm đӓ .

ĐӇ xác đӏnh thành phҫn các chҩt trong kiӅm đӓ ta phҧi tính tӯ thành phҫn kiӅm
trҳng
Lưӧng kiӅm hoҥt tính dùng cho quá trình nҩu vӟi mӭc dùng kiӅm 18% so vӟi
NLKTĐ là
ͳͺ͵͵Ǥʹͺ ൈͲǤͳͺ ൌ ͵͵Ͳܭ݃ܰܽ

ܱ
Trong đó Lưӧng NaOH :
͵͵Ͳ ൈ
ͳͲͲ െʹͷ
ͳͲͲ
ൌ ʹͶ͹Ǥͷܭ݃ܰܽ

ܱ
Lưӧng Na
2
S :
͵͵Ͳെ ʹͶ͹Ǥͷ ൌ ͺʹǤͷܭ݃ܰܽ

ܱ
Lưӧng Na
2
CO
3
:

ʹͶ͹Ǥͷ ൈ
ͳͲͲ െͺͺ
ͺͺ
ൌ ͵͵Ǥ͹ͷܭ݃ܰܽ

ܱ
Lưӧng Na
2
SO
4
:
ͺʹǤͷ ൈ
ͳͲͲ െͻʹ
ͻʹ
ൌ ͹Ǥͳ͹ܭ݃ܰܽ

ܱ
Tӯ đây ta suy ra thành phҫn các chҩt trong kiӅm đӓ
Lưӧng Na
2
CO
3
trong kiӅm đӓ:
ʹͶ͹Ǥͷൈ
ͳͲ͸
ͺͲ
ൈͲǤͺͺ ൌ ʹͺͺǤͷͻ
Lưӧng Na
2
S trong kiӅm đӓ :

ͺʹǤͷൈͲǤͻʹ ൌ ͹ͷǤͻ
Lưӧng Na
2
SO
4
có trong kiӅm đӓ bҵng trong kiӅm trҳng = 7,17Kg
Tӯ đó ta có tәng thành phҫn các chҩt trong kiӅm đӓ
ʹͺͺǤͷͻ ൅͹ͷǤͻ൅͹Ǥͳ͹ ൌ ͵͹ͳǤ͸͸ܭ݃
Trong đó Na
2
CO
3
chiӃm :
ʹͺͺǤͷͻ
͵͹ͳǤ͸͸
ൈ ͳͲͲΨ ൌ ͹͹Ǥ͸ͷΨ
Na
2
S chiӃm :
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 23

͹ͷǤͻ
͵͹ͳǤ͸͸
ൈͳͲͲΨ ൌ ʹͲǤͶʹΨ
Na
2
SO

4
chiӃm 1,93%
Đәi ra đơn vӏ riêng
ܰܽ

ܥܱ

ൌ ʹͺͺǤͷͻ ൈ
ͳͲ͸
͸ʹ
ൌ Ͷͻ͵ǤͶܭ݃
ܰܽ

ܵ ൌ ͹ͷǤͻ ൈ
͹ͺ
͸ʹ
ൌ ͻͷǤͶͻܭ݃
ܰܽ

ܱܵ

ൌ ͹Ǥͳ͹ ൈ
ͳͶʹ
͸ʹ
ൌ ͳ͸ǤͶʹܭ݃
Lưӧng S trong kiӅm đӓ :

ͻͷǤͶͻൈ
͵ʹ
͹ͺ

൅ͳ͸ǤͶʹ ൈ
͵ʹ
ͳͶʹ
ൌ ͶʹǤͺ͹ܭ݃
So sánh vӟi Na
2
O và S giӳa dӏch đen và kiӅm đӓ ta thҩy hàm lưӧng các chҩt
trong kiӅm đӓ lӟn hơn trong dӏch đen. Vì vұy đӇ đҧm bҧo cho sӵ cân bҵng thì
trưӟc khi vào đӕt ta phҧi bә xung 1 lưӧng Na
2
SO
4
vào dӏch đen.
Tӯ bҧng thành phҫn kiӅm đӓ ta suy ra mӭc đӝ khӱ
ʹͲǤͶʹ
ʹͲǤͶʹ൅
ଵǤଽଷൈ଻଼
ଵସଶ
ൌ ͻͷΨ
Mҩt mát kiӅm tӯ lò đӕt ta chӑn n=15% so vӟi tәng khӕi lưӧng Na
2
O đi vào vӟi
dӏch đen và sunfat bә xung .
Trong khӕi lưӧng mҩt mát có 20% lҳng lҥi ӣ phӉu tro, 70% nҵm trong loc điӋn
còn 10% mҩt mát vĩnh viӉn
3.1.4 Lưͻn Na
2
SO
4
c̿n bͭ xun

Ký hiӋu
A: Khӕi lưӧng Na
2
O trong dӏch đen.
B: Khӕi lưӧng Na
2
O trong kiӅm đӓ.
N: Khӕi lưӧng Na
2
O trong sunfat bә xung.
Khӕi lưӧng Na
2
O mҩt mát vĩnh viӉn trong khói lò là:

ܣ ൅ܰ


ߟ
ͳͲͲ


ͳെ
݉
ͳͲͲ


Phương trình cân bҵng Na
2
O đӕi vӟi lò đӕt:
Đ͛ án môn h͕c


SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 24

ܣ ൅ܰ ൌ ܤ ൅

ܣ ൅ܰ


ߟ
ͳͲͲ


ͳെ
݉
ͳͲͲ


Tӯ đó rút ra:
ܰ ൌ
ܤ െܣቂͳെ

ଵ଴଴


ͳ െ

ଵ଴଴



ͳ െ

ଵ଴଴


ͳ െ

ଵ଴଴


Thay sӕ ta có:
ܰ ൌ
͵͹ͳǤ͸͸െ͵ʹͲǤʹͷቂͳെ
ଵହ
ଵ଴଴


ͳ െ
ଽ଴
ଵ଴଴


ͳെ
ଵହ
ଵ଴଴


ͳെ
ଽ଴
ଵ଴଴


ൌ ͷ͹ܭ݃ܰܽ

ܱ

Theo đơn vӏ riêng
ͷ͹ൈ
ͳͶʹ
͸ʹ
ൌ ͳ͵ͲǤ͹ܭ݃
ܰܽ

ܱܵ

ݐ݊
ܾݐ
Trong thӵc tӃ Na
2
SO
4
chӍ có đӝ tinh khiӃt 95% .Do vұy lưӧng Na
2
SO
4
thӵc tӃ
bә xung bҵng:
ͳ͵ͲǤ͹
ͲǤͻͷ
ൌ ͳ͵͹Ǥͷͺܭ݃
Tӯ đây ta có thӇ tính đưӧc khӕi lưӧng Na

2
O đi ra khӓi lò đӕt và khói lò sӁ là

͵ʹͲǤʹͷ൅ ͷ͹

ൈͲǤͳͷ ൌ ͷ͸Ǥͷͺܭ݃
-Lưӧng mҩt mát vĩnh viӉn :
ͷ͸Ǥͷͺൈ ͲǤͳ ൌ ͷǤ͸͸ܭ݃
3.1.5 Ki͛m tra l̹i cân b͉n
Na
2
O
+ Đi vào cùng vӟi dӏch đen và sunfat bә xung :
͵ʹͲǤʹͷ൅ ͷ͹ ൌ ͵͹͹Ǥʹͷܭ݃
+ Đi ra vӟi kiӅm đӓ và mҩt mát :
͵͹ͳǤ͸͸൅ ͷǤ͸͸ ൌ ͵͹͹Ǥʹͷܭ݃
Tӯ giҧ thiӃt đi ra theo khói lò có 90% là NaSO
4
và 10% là Na
2
CO
3
. Khi đó, ӣ
phӉu tro có
Tәng khӕi lưӧng các chҩt bҵng:
ͷ͸Ǥͷͺൈ ͲǤʹ ൌ ͳͳǤ͵ͳܭ݃
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 25


Trong 11,31 kg này có10% là Na
2
CO
3
và 90% là Na
2
SO
4
tӭc là lưӧng Na
2
CO
3

bҵng: ͳͳǤ͵ͳൈ Ͳǡͳ ൌ ͳǤͳܭ݃
Lưӧng Na
2
SO
4
:10.21 kg.
Tính theo đơn vӏ riêng
ܰܽ

ܱܵ

ൌ ͳͲǤʹͳൈ
ͳͶʹ
͸ʹ
ൌ ʹ͵Ǥ͵ͺܭ݃
ܰܽ


ܥܱ

ൌ ͳǤͳൈ
62
106
ൌ ͳǤͺͺܭ݃
Tәng = 25.26 Kg
Ӣ lӑc tĩnh điӋn :Tәng lưӧng các chҩt bҵng:
ͷ͸Ǥͷͺെ ͷǤ͸͸െͳͳǤ͵ͳ ൌ ͵ͻǤ͸ͳܭ݃ܰܽ

ܱ
Trong đó:
ܰܽ

ܥܱ

ൌ ͵ͻǤ͸ͳ ൈͲǤͳ ൌ ͵Ǥͻ͸ܭ݃ܰܽ

ܱ
Na
2
SO
4
=35.65 kg Na
2
O
Đәi ra đơn vӏ riêng:
ܰܽ


ܥܱ

ൌ ͵Ǥͻ͸ ൈ
ͳͲ͸
͸ʹ
ൌ ͸Ǥ͹͹ܭ݃
ܰܽʹܱܵͶ ൌ ͵ͷǤ͸ͷൈ
ͳͶʹ
͸ʹ
ൌ ͺͳǤ͸ͷ݇݃
Tәng: 88,42 kg
*Đi ra theo ӕng khói có 5,66 kg trong đó có 0.566 kg Na
2
CO
3
và 5.094 kg
Na
2
SO
4
theo Na
2
O
Theo đơn vӏ riêng
ܰܽ

ܥܱ

ൌ ͲǤͷ͸͸ ൈ
ͳͲ͸

͸ʹ
ൌ ͲǤͻ͸ܭ݃
ܰܽ

ܱܵ

ൌ ͷǤͲͻͶ ൈ
ͳͶʹ
͸ʹ
ൌ ͳͳǤ͸͹ܭ݃
Tәng :12.63 Kg
Tӟi đây ta có tҩt cҧ các sӕ liӋu ban đҫu đӇ tính toán tәng cân bҵng vұt chҩt cӫa
lò đӕt:
-Trong dӏch đen có: 1376.22 kg chҩt khô và ͳ͵͹͸Ǥʹʹ ൈ
ଷ଴
଻଴
ൌ ͷͺͻǤͺܭ݃ nưӟc.
Theo dây chuyӅn công nghӋ, dӏch đen sӁ trӝn vӟi tro lҳng ӣ phӉu tro và bөi kiӅm ӣ
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 26

lӑc tĩnh điӋn. Như vұy, sau thiӃt bӏ khuҩy trӝn, lưӧng các chҩt vô cơ trong kiӅm sӁ
là:
Ͷ͵ʹǤͳ͹൅ͳ͵ͲǤ͹൅ ʹͷǤʹ͸ ൅ͺͺǤͶʹ ൌ ͸͹͸Ǥͷͷܭ݃
Tәng lưӧng chҩt khô là:
ͻͶͶǤͲͷ൅͸͹͸Ǥͷͷ ൌ ͳ͸ʹͲǤ͸ܭ݃
Hàm lưӧng các chҩt vô cơ tăng lên đӃn:
͸͹͸Ǥͷͷ

ͳ͸ʹͲǤ͸
ൈ ͳͲͲΨ ൌ ͶͳǤ͹ͶΨ
Hàm lưӧng chҩt khô bҵng
ͳ͸ʹͲǤ͸
ͳ͸ʹͲǤ͸൅ͷͺͻǤͺ
ൈͳͲͲΨ ൌ ͹͵Ǥ͵ʹΨ
3.1.6 Các ph̻n ΁n hoá hͥc x̻y ra tron quá trình đͩt.
Trong quá trình đӕt khi phun dӏch đen thì các thành phҫn như NaOH
tư do
,
Na
2
S và NaOH
liên kӃt
sӁ đưӧc cacbonathóa hoàn toàn.50% lưӧng H
2
S tҥo ra khi
cacbonathoa Na
2
S và S
hc
tҥo thành SO
2
.Quá trình tái sinh S, tӭc là chuyӇn nó tӯ
thành phҫn có trong dӏch đen vӅ kiӅm đӓ diӉn ra do quá trình oxy hoa 1 phҫn SO
2

chuyӇn thành SO
3
, sau đó sӁ tác dөng vӟi Na

2
CO
3
đӇ tҥo thành Na
2
SO
4
.Trong
tәng sӕ thành phҫn cacbon đưӧc cháy sӁ có 3% C tҥo thành CO .
1, Phҧn ӭng cacbonat hoá xút
2NaOH
+
CO
2

=
Na
2
CO
3
+
H
2
O
2.40

44

106


18
Lưӧng NaOH đem đi phҧn ӭng bҵng NaOH
liên kӃt
+NaOH
tӵ do
=341.34 Kg
Lưӧng CO
2
: ͵ͶͳǤ͵Ͷ ൈ
ସସ
଼଴
ൌ ͳͺ͹Ǥ͹Ͷܭ݃
Lưӧng Na
2
CO
3
:͵ͶͳǤ͵Ͷ ൈ
ଵ଴଺
଼଴
ൌ ʹͷʹǤʹ͹ܭ݃
Lưӧng H
2
O͵ͶͳǤ͵ͷ ൈ
ଵ଼
଼଴
ൌ ͹͸Ǥͺܭ݃
2, Phҧn ӭng cacbonat hoá sunfua
Na
2
S

+
CO
2

+
H
2
O
=
Na
2
CO
3
+
H
2
S
78

44

18

106

34
Lưӧng Na
2
S tham gia phҧn ӭng bҵng lưӧng Na
2

S trong dӏch đen = 22.02
KgLưӧng CO
2
: ʹʹǤͲʹ ൈ
ସସ
଻଼
ൌ ͳʹǤͶʹ݇݃
H
2
O : ʹʹǤͲʹൈ
ଵ଼
଻଼
ൌ ͷǤͲͺܭ݃
Đ͛ án môn h͕c

SVTH: Lê Sn Tùng
Lp: CN giy K51 27

Na
2
CO
3
: ʹʹǤͲʹ ൈ
ଵ଴଺
଻଼
ൌ ʹͻǤͻʹܭ݃
H
2
S : ʹʹǤͲʹൈ
ଷସ

଻଼
ൌ ͻǤ͸ܭ݃
3,Phҧn ӭng khӱ sunfat
Na
2
SO
4
+
2C
=
Na
2
S

+
CO
2

142

2.12

78

2.44
Lưӧng Na
2
S có trong kiӅm đӓ :95,49 kg
Lưӧng các chҩt tham gia phҧn ӭng:
Na

2
SO
4
:ͻͷǤͶͻൈ
ଵସଶ
଻଼
ൌ ͳ͹͵ǤͺͶܭ݃
C :ͻͷǤͶͻ ൈ
ଶସ
଻଼
ൌ ʹͻǤ͵ͺܭ݃
CO
2
:ͻͷǤͶͻൈ
ସସ
଻଼
ൌ ͷ͵Ǥͺ͹ܭ݃
4,Phҧn ӭng cháy không hoàn toàn
2C
+
O
2

=
2CO

2.12

32


2.28
- Lưӧng cacbon trong dӏch đen : 578 kg
- Lưӧng C bӏ khӱ ӣ phҧn ӭng 3 :29.38 kg
- Lưӧng C còn lҥi 548.62 kg
- Lưӧng cacbon chuyӇn thành CO, theo điӅu kiӋn là 3%:
ͷͶͺǤ͸ʹൈͲǤͲ͵ ൌ ͳ͸ǤͶ͸݇݃
- Lưӧng O
2
tham gia phҧn ӭng :ͳ͸ǤͶ͸ ൈ
ଷଶ
ଶସ
ൌ ʹͳǤͻͶܭ݃
- Lưӧng tҥo thành: ܥܱǣͳ͸ǤͶ͸ ൈ
ହ଺
ଶସ
ൌ ͵ͺǤͶܭ݃
5,Phҧn ӭng tҥo thành CO
2
cӫa C
C
+
O
2

=
CO
2
12

32


44
- Lưӧng tham gia phҧn ӭng: C : ͷͶͺǤ͸ʹȂͳ͸ǤͶ͸ ൌ ͷ͵ʹǤͳ͸ܭ݃
O
2
:ͷ͵ʹǤͳ͸ൈ
ଷଶ
ଵଶ
ൌ ͳͶͳͻǤͲͻܭ݃
- Lưӧng tҥo thành: CO
2
:͸͵ʹǤͳ͸ൈ
ସସ
ଵଶ
ൌ ͳͻͷͳǤʹͷܭ݃


×