báo cáo thực tập tại viện khoa học và công nghệ môi trường, công ty cổ phần supe phốt phát và hóa chất lâm thao

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm trở lại đây, nước ta tích cực đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa, hiện
đại hóa chất đất nước với mục tiêu tới năm 2020 cơ bản trở thành nước công nghiệp phát
triển. Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước không thể không kể tới
ngành công nghiệp sản xuất phân bón và hóa chất, đất nước ta là một quốc gia có tỷ trọng
các ngành nông nghiệp vẫn ở mức cao, nông nghiệp vẫn đóng góp một phần quan trọng
nền kinh tế quốc dân nến ngành công nghiệp sản xuất phân bón và hóa chất đặc biệt là
hóa chất phục vụ nông nghiệp lại càng quan trọng.
Trải qua quá trình xây dựng và phát triển, Công ty cổ phần Supe phốt phát và Hóa chất
Lâm Thao luôn giữ vững vai trò ngọn cờ đầu trong ngành sản xuất kinh doanh phân bón,
hóa chất nước ta, cung ứng gần 20 triệu tấn phân bón cho đồng ruộng, sát cánh cùng nông
dân cả nước làm nên những vụ mùa bội thu, góp phần đưa nước ta trở thành nước xuất
khẩu gạo đứng thứ 2 trên thế giới.
Là sinh viên năm thứ 3 của Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường , đại học Bách
Khoa Hà Nội, tìm hiểu các xí nghiệp sản xuất của công ty cổ phần Supe phốt phát và hóa
chất Lâm Thao là một cơ hội tốt và hiếm có của chúng em tiếp cận với thực tế và trang bị
thêm kiến thức về các hệ thống sản xuất và hệ thống xứ lý chất thải, nước thải và khí thải
tại nhà xưởng của công ty.
Dưới đây là bản báo cáo thực tập bao gồm các phần chính sau:

- Sơ đồ công nghệ, dây chuyền hoạt động của các quá trình trong nhà máy.
- Thuyết minh công nghệ, các thiết bị chính có trong dây truyền.
- Các vấn đề môi trường.
Em xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Công ty Cổ phần
Supe phốt phát và hóa chất Lâm Thao, thầy và các cán bộ công nhân viên của công ty cổ
phần Supe phốt phát và hóa chất Lâm Thao đã giúp chúng em hoàn thành kỳ thực tập
này!


MỤC LỤC

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN SUPE PHOPHAT VÀ HÓA
CHẤT LÂM THAO
1.

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

Công ty cổ phần Supe photphat và hóa chất Lâm Thao là một đơn vị trực thuộc
Tổng Công ty hóa chất Việt Nam – Bộ Công thương.
Công ty (tiền thân là Nhà máy Supe photphat 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 73ha
thuộc địa bàn Thị xã Lâm Thao – Tỉnh Phú Thọ, là một trong số các nhà máy hiện đại với
quy mô lớn ra đời sớm nhất của tỉnh Phú Thọ. Ban đầu, nhà máy hoạt động với 2 dây
chuyền chính là: dây chuyền Axit 1, sản xuất axit sunfuric với năng suất 4 vạn tấn/năm và
dây chuyền Supe 1, sản xuất Supe lân 1 vạn tấn/năm. Ngày 24/6/2962, nhà máy đã sản
xuất thành công mẻ sản phẩm đầu tiên.
Qua 3 lần cải tạo, mở rộng: Đợt 1 (1973-1974) nâng công suất lên 175.000 tấn lân/năm,
đợt 2 (1980-1984) nâng công suất lên 300.000 tấn lân /năm, đợt 3 (1988-1992) sản lượng
đạt 500.000 tấn lân/năm. Đặc biệt trong 12 năm gần dây 1997 – 2008 với nhu cầu phân
bón ngày càng tăng đề phục vụ nông nghiệp, công ty đã liên tục đầu tư chiều sâu, cải tạo,
đổi mới thiết bị, công nghệ, nâng cao công suất, đầu tư xây dựng mới 4 dây chuyền sản
xuất phân hỗn hợp NPK với công nghệ hiện đại, cải tạo, đổi mới thiết bị, công nghệ, nâng
cao công suất các dây chuyền sản xuất Axít sunphuric, supe lân để nâng cao sản lượng,
đảm bảo các điều kiện môi trường theo chỉ đạo của Thủ tướng Chính Phủ. Trải qua trên
50 năm xây dựng và phát triển, với năng lực sản xuất tăng 18 lần so với công suất ban
đầu. Cho đến nay, năng lực sản xuất của Nhà máy đã đạt được những thành tựu đáng kể:
NPK các loại:
700.000 tấn/năm
Supe lân đơn:

850.000 tấn/năm
Axit sunfuric H2SO4: 280.000 tấn/năm
Lân nung chảy:
300.000 tấn/năm
Qua 56 năm xây dựng và phát triển, công ty đã vinh dự nhận được nhiều phần thưởng
cao quý của Đảng và Nhà nước như: 3 lần phong tặng danh hiệu Đơn vị Anh hùng: Anh


hùng Lao động (1985), Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân (1999), Anh hùng Lao
động thời kỳ đổi mới (2000), trao tặng Huân chương Hồ Chí Minh (2005), Huân chương
Độc Lập, Huân chương Lao động, Huy chương Vàng "Bạn Nhà nông", Huy chương "Vì
sự nghiệp phát triển nông nghiệp Việt Nam" cùng nhiều danh hiệu và phần thưởng cao
quý khác..


2. LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG VÀ SẢN PHẨM
2.1.

Lĩnh vực hoạt động

Công ty tập trung sản xuất, kinh doanh các sản phẩm phân bón chứa lân, phân hỗn
hợp NPK và các hóa chất công nghiệp.

2.2.

Sản phẩm chủ yếu

- Axit sunfuric kỹ thuật, tinh khiết, tinh khiết phân tích và axit dùng cho acquy;
- Supe lân;
- NPK các loại: 5-10-3, 10-20-6, 16-16-8…

- Phân bón đặc thù cho các loại cây (cây ăn quả, cây cảnh, cây hoa…);
- Natrisunfit và bisunfit kỹ thuật;
- Natri silic florua kỹ thuật, tinh khiết;
- Phèn nhôm sunfat kỹ thuật và phèn kép amoni sunfat kỹ thuật;
- Oxy kỹ thuật.
3. Đơn vị trực thuộc và các dự án
3.1.

Đơn vị trực thuộc

- Xí nghiệp axit.
- Xí nghiệp Supe phốt phát.
- Xí nghiệp NPK Lâm Thao.
- Xí nghiệp NPK Hải Dương.
- Xí nghiệp Lân nung chảy.
- Xí nghiệp đời sống.


- Xí nghiệp nước.
- Xí nghiệp điện.
3.2.

Các dự án

a. Các dự án đã 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 15 vạn tấn/năm số 1;
- Đầu tư tự động hóa khu điều chế Supe lân tại dây chuyền Supe số 1 và số 2;
- Đầu tư bộ phận dỡ quặng apatit tuyển tại xí nghiệp Supe phốt phát;
- 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 4 vạn tấn/năm.
b. Các dự án đang đầu tư
- Đầu tư tự động hóa dây chuyền axit số 1;
- Cải tạo công nghệ dây chuyền axit số 2 sang đốt lưu huỳnh lỏng, công suất 12
vạn tấn/năm;

- Đầu tư xây dựng dây chuyền NPK 15 vạn tấn/năm số 2;
- Đầu tư xây dựng nhà luyện thể dục – thể thao và tổng đài điện tử.
c. Các dự án dự kiến sẽ đầu tư
- Xây dựng xưởng NPK 15 vạn tấn/năm tại chi nhánh Hải Dương;
- Xây dựng xưởng NPK 15 vạn tấn/năm số 3 tại Công ty Lâm Thao – Phú Thọ.


PHẦN 1: PHÂN XƯỞNG AXIT SỐ 2
1. GIỚI THIỆU VỀ PHÂN XƯỞNG AXIT SỐ 2
Phân xưởng axít số 2 được khởi công xây dựng vào ngày 20 tháng 4 năm 1980 trong
đợt mở rộng nhà máy lần thứ 2 với sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên xô. Được chạy thử
vào ngày 24/4/1984 đến ngày 30/5/1984 chính thức khánh thành và đi vào sản xuất với
công xuất thiết kế là 120 vạn tấn/ năm.
Tháng 3/2003 dây chuyền axít số 2 cải tạo lần thứ nhất chuyển đổi từ sơ đồ công
nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng pyrít đốt trong lò tầng sôi bằng phương pháp tiếp xúc
sang sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng lưu huỳnh đốt trong lò năm ngang
bằng phương pháp tiếp xúc.
Tháng 12/2006, dây chuyền axít số 2 cải tạo lần thứ 2 chuyển đổi từ sơ đồ công
nghệ sản xuất axít sunfuric từ lưu huỳnh đốt trong lò nằm ngang bằng phương pháp tiếp
xúc sang sơ đồ công nghệ sản xuất axít sunfuric từ quặng lưu huỳnh đốt trong lò nằm
ngang bằng phương pháp tiếp xúc kép hấp thụ hai lần. Sau gần 1 tháng thi công lắp đặt
dầy chuyền được chạy thử đến 24 tháng 6 năm 2007 khánh thành, chuyển đổi công nghệ

thành công và gắn biển công trình.

2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
1.1.

Sơ đồ công nghệ


DẦU DO

NHIÊN LIỆU

chất thải rắn

S LỎNG

Bể chứa S
Lò đốt lưu huỳnh
S -----> SO2
khí thải, nước thải, bụi

Công đoạn tiếp xúc
SO2 -----> SO3

Công đoạn Hấp thụ
SO3 -----> H2SO4

khí thải, nước thải, bụi

Mù axit, Bụi

1.2. Nguyên liệu sản xuất
1.2.1. Nguyên liệu chính
Dây chuyền cũ sử dụng quặng pyrit tuyển nổi có cỡ hạt 8mm làm nguyên liệu chính
sản xuất axit sunfuric. Sau khi cải tạo, việc sử dụng quặng này đã được thay thế bẳng sử
dụng lưu huỳnh nguyên tố. Lưu huỳnh nguyên tố được khai thác từ mỏ hoặc trong hóa
dầu, nhập khẩu từ các nước Singapore, Arap, Balan… Việc thay thế này dựa vào các ưu
điểm như:
- Trữ lượng quặng pyrit có hạn nên cần tìm nguồn nguyên liệu thay thế;
- Sử dụng S nguyên tố sẽ bớt đi công đoạn tinh chế khí, dẫn đến bớt đi được các thiết
bị cồng kềnh như lò tầng sôi, lọc điện khô, tháp rửa, lọc điện ướt…
- Sử dụng quặng pyrit sẽ dẫn đến tạo thành chất thải rắn là xỉ pyrit rất khó xử lý gây ô
nhiễm môi trường.
Lưu huỳnh nguyên tố là nguyên liệu tốt nhất cho sản xuất axít sunphuríc vì:


- Khi đốt lưu huỳnh nguyên tố ta thu được hỗn hợp SO2 có nồng độ cao, điều này
-

rất có lợi trong công nghệ sản xuất axít sunphuríc bằng phương pháp tiếp xúc.
Lưu huỳnh nguyên tố không có tạp chất asen và đặc biệt nó không có xỉ do vậy
dây chuyền sản xuất đi từ nguyên liệu này rất ngắn, đơn giản, không có thiết bị

-

tinh chế khí SO2.
Lưu huỳnh nguyên tố là nguyên liệu khá rẻ tiền do vậy có thể hạ được giá

thành sản phẩm.
1.2.2. Chất xúc tác

Chất xúc tác được sử dụng để tăng nhanh tốc độ phản ứng oxi hóa trong tháp tiếp xúc.
Có 3 loại chất xúc tác tốt nhất được ứng dụng trong sản xuất axit là Pt kim loại, oxit sắt,
oxit vadani. Trong dây chuyền sản xuất, sử dụng chất xúc tác oxit vadani do các ưu điểm:
- Oxit vadani 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 và CS-110 trong lớp tiếp xúc
2, 3.
Đặc tính của chất xúc tác
- Khối tiếp xúc vadani chứa trung bình 7% V 2O5, chất hoạt hóa là các oxit kim

-

loại kiềm thường dùng là K2O, chất mang thường dùng là alumino silicat;
Khối tiếp xúc vadani làm việc trong khoảng nhiệt độ 400 – 600 oC. Khi t >
600oC, xúc tác giảm hoạt độ do hiện tượng kết khối các cấu tử để tạo thành
những hợp chất không hoạt động. Khi t < 400 oC, hoạt động của xúc tác giảm

đột ngột do sự chuyển hóa trị từ V5+ thành V4+.
1.2.3 Nhiên liệu
Nhiên liệu được sử dụng trong hoạt động của dây chuyền là dầu DO, dầu FO.
3. Cơ sở lý thuyết
3.1. Điều chế lưu huỳnh dioxit (SO2)
Không khí ẩm ngoài trởi được hút vào tháp sấy khí (sử dụng axit để sấy) rồi vào
tháp tách tia bắn axit, tạo thành không khí khô và được nâng nhiệt độ lên 180 – 200 oC rồi
cung cấp vào lò đốt lưu huỳnh. Lưu huỳnh lỏng qua bộ phận hóa lỏng lưu huỳnh có nhiệt
độ 140 – 145oC, được bơm vào lò đốt. Trong lò xảy ra phản ứng cháy lưu huỳnh với oxy
trong không khí:
S + O2 SO2 + Q1 (phản ứng toả nhiệt)

Phản ứng tỏa 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.
3.2. Oxi hóa
Hỗn hợp khí sau lò có nhiệt độ 1000+ 250C đưa sang nồi hơi nhiệt thừa, để giảm nhiệt
độ còn 420÷4400C. Hơi nước bão hoà 25 at ra khỏi nồi hơi được góp chung với hơi bão
hoà 25 at của dây chuyền rồi đưa vào thiết bị quá nhiệt. 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 + 1.000m3/h,
nhiệt độ 4200C đi vào tháp tiếp xúc I (lớp xúc tác 1). Dưới vai trò tác dụng của chất xúc
tác T-210, tại đây đã xảy ra phản ứng chuyển hoá khí SO 2 thành SO3. Phản ứng chuyển
hoá như sau:
SO2 + 1/2 O2 = SO3 + Q2 (phản ứng toả nhiệt)
Sau lớp I, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá X1=60%, nhiệt độ 600 0C được hạ nhiệt độ
xuống còn 4540C nhờ hệ thống thiết bị quá nhiệt hơi nước. Ở đây, khí SO 3 nóng được đi
vào thiết bị bên ngoài ống trao đổi nhiệt, hơi nước bão hoà 25 at góp chung của nồi hơi đi
vào trong ống trao đổi nhiệt. Sau thiết bị quá nhiệt hơi nước, hỗn hợp khí SO 3 đạt nhiệt độ
4540C đi vào lớp xúc tác 2 , hơi nước đạt nhiệt độ 400÷4200C đi vào tua bin của xưởng
phát điện. Có thể sử dụng pha không khí nguội khoảng 50 0C bằng van điều khiển và 3
van bằng tay để điều chỉnh nhiệt độ khí vào lớp 2 trong trường hợp thật cần thiết: khi sự
cố bộ phận quá nhiệt, hoặc giảm tải hơi nước bão hoà…
Trong lớp II tiếp tục xảy ra phản ứng chuyển hoá khí SO 2 thành SO3. Sau lớp II, hỗn hợp
khí đạt mức chuyển hoá X2= 86%, nhiệt độ 524 0C đi vào trao đổi nhiệt ngoài 305 để hạ
nhiệt độ xuống còn 4550C để vào lớp III. Tác nhân làm nguội là hỗn hợp khí SO 2 từ thiết
bị lọc mù của hấp thụ trung gian, qua tháp trao đổi nhiệt. Nhiệt độ khí vào lớp 3 được
điều khiển bởi van tự động.
Qua lớp III hỗn hợp khí tiếp tục được phản ứng chuyển hoá SO 2 thành SO3, với hiệu suất
chung đạt 94%. Hỗn hợp khí sau lớp III có nhiệt độ từ 484 0C được đưa đi hạ nhiệt độ còn
<1800C để vào tháp hấp thụ thứ nhất, nhờ 2 tháp trao đổi nhiệt. Tháp trao đổi nhiệt thứ
nhất, tác nhân nguội là hỗn hợp khí SO 2 từ tháp lọc mù đến, tháp trao đổi nhiệt thứ hai là

gia nhiệt nước mềm. Nước mềm sau gia nhiệt được có nhiệt độ khoảng 80 0C được cấp
cho các khử khí nồi hơi. Khí SO3 có nhiệt độ <1800C đi vào tháp hấp thụ thứ nhất. Tại
tháp hấp thụ xảy ra phản ứng hấp thụ khí SO3 thành sản phẩm H2SO4, theo phương trình
phản ứng tổng quát như sau:
SO3 + H2O = H2SO4 + Q3

3.3.

Hấp thụ

Hình 1: Tháp hấp thụ
Hỗn hợp khí SO2 ra khỏi tháp hấp thụ được đưa vào tháp lọc mù để giữ lại mù axit (là
chất có hại cho xúc tác và thiết bị). Sau khi lần lượt đi qua 2 thiết bị trao đổi nhiệt, khí
SO2 được nâng đạt nhiệt độ 425 0C được đưa vào lớp xúc tác 4. Tại đây, dưới tác dụng của


xúc tác CS-110, phản ứng chuyển hoá khí SO 2 thành SO3 tiếp tục xảy ra triệt để. Sau lớp
4, hỗn hợp khí đạt mức chuyển hoá chung toàn máy là X> 99,7%, nhiệt độ 4320C được hạ
nhiệt độ xuống <1800C để đưa sang bộ phận hấp thụ cuối bằng hệ thống hai thiết bị trao
đổi nhiệt: tháp trao đổi nhiệt giữa khí SO 3 và không khí khô về lò, tháp làm nguội khí
SO3 bằng không khí ẩm ngoài trời. Ở đây, tác nhân làm nguội không khí ngoài trời được
đưa vào tháp nhờ có hệ thống 2 quạt thổi. Khí ra khỏi tháp hấp thụ cuối vị trí 255 đi qua
tháp tách tia bắn axit và được thải ra ngoài trời qua ống khí thải.

4. Dây chuyền sản xuất
Các công đoạn diễn ra trong dây chuyền sản xuất :

- Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh
- Công đoạn lò đốt lưu huỳnh

- Công đoạn tiếp xúc
- Công đoạn sấy hấp thụ
- Công đoạn xử lý nước mềm.
- Các công đoạn phụ khác
4.1.

Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh

4.1.1. Sơ đồ chung – Sơ đồ


Kho lưu huỳnh

Hơi
lưu
huỳnh

lưu huỳnh
rơi vãi

Sấy

Thiết bị hóa lỏng

Khí H2S, Hơi nước
Hơi lưu huỳnh

Thiết bị khuấy trộn

Khí H2S, Hơi nước

Thùng lắng

Cặn lưu huỳnh

Thùng chứa

Thùng trung gian

4.1.2. Thuyết minh công nghệ
Lưu huỳnh từ kho chứa được cầu trục múc lên bunke chứa lưu huỳnh sau đó được vận
chuyển bằng băng tải để đưa vào thiết bị hoá lỏng. Trong thiết bị hoá lỏng có bố trí các
cụm trao đổi nhiệt bằng hơi nước bão hoà áp suất 6at, nhiệt độ 158 0C để gia nhiệt hoá
lỏng lưu huỳnh. Để tăng cường hoá lỏng, trong thiết bị hoá lỏng có bố trí thiết bị khuấy
trộn.
Lưu huỳnh sau khi được hoá lỏng chảy tràn sang thùng lắng để lắng cặn. Cặn trong
lưu huỳnh lỏng được lắng xuống đáy và định kỳ tháo xả ra ngoài. Thùng lắng là thiết bị
hai vỏ, hơi đi giữa 2 vỏ có tác dụng duy trì nhiệt độ của lưu huỳnh lỏng ở nhiệt độ 140oC
-145oC.
Lưu huỳnh lỏng sau khi được lắng cặn tiếp tục chảy tràn sang thùng chứa tại thùng
chứa có bố trí bơm kiểu nhúng chìm để bơm lưu huỳnh lên các thùng trung gian đầu lò
đốt của các dây chuyền axít số 1, 2, 3. Để duy trì nhiệt độ lưu huỳnh, tại các thùng chứa
lưu huỳnh trung gian đầu lò cũng bố trí áo hơi để gia nhiệt.


Trong lưu huỳnh luôn luôn tồn tại một lượng axít nhỏ, trong quá trình hoá lỏng lượng
axít này dần tích tụ sẽ gây ăn mòn thiết bị. Để trung hoà lượng axít này cần thiết phải
định lượng sôđa bột theo lưu huỳnh rắn tại băng tải để trung hoà hết lượng axít này. Lượng số đa điều chỉnh theo giá trị pH được kiểm tra bằng quỳ tím thấm nước tại các
thùng hoá lỏng lưu huỳnh; hoặc theo phân tích hàm lượng axít có trong lô lưu huỳnh đưa
vào sản xuất.

Quá trình hoá lỏng lưu huỳnh luôn luôn có hơi nước bay ra với khí H2S và hơi lưu
huỳnh. Để khử hơi này tại bộ phận hoá lỏng có bố trí hệ thống quạt hút và thiết bị dập hơi
lưu huỳnh bằng nước, thiết bị hấp thụ H2S bằng dung dịch kiềm để xử lý khí thải trước
khi thải ra ngoài trời.

4.2.

Lò đốt lưu huỳnh – lò hơi

4.2.1. Sơ đồ chung – Sơ đồ 3


ống khói

Hỗn hợp SO2

Nhiên liệu ( dầu DO, không khí khô..)

xả vào hấp thụ

Thiết bị lọc
khí nóng
Thùng chứa DO

hỗn
hợp khí SO2
sau nồi hơi nhiệt thừ

Bơm

S
lỏng

Lò đốt
lưu huỳnh

Thùng chứa lưu huỳnh lỏng

hỗn hợp khí SO2
xả vào bể thu Lưu huỳnh

4.2.2. Thuyết minh dây chuyền
Lưu huỳnh có nhiệt độ 140o C -145oC từ bộ phận hoá lỏng được bơm cấp về các thùng
chứa trung gian đầu lò đốt của 3 dây chuyền axít số 1, 2, 3. Tại các thùng chứa trung gian
đầu lò lưu huỳnh được các bơm lưu huỳnh cấp qua vòi phun vào lò đốt. Không khí ẩm
sau khi qua tháp sấy khí để sấy khô đạt tiêu chuẩn về độ ẩm, tia bắn tiếp tục qua các trao
đổi nhiệt để gia nhiệt trước khi vào lò đốt. Trong lò đốt lưu huỳnh cháy cùng với O2 trong
không khí theo phản ứng:
S + O2 = SO2 + Q
Hỗn hợp khí có nhiệt độ từ 1000±25oC, nồng độ SO2 từ 9-10.5% thể tích đi qua nồi
hơi để hạ nhiệt độ xuống còn 400 o C –430oC sau đó đi qua thiết bị lọc gió nóng để
sang công đoạn tiếp xúc.


Tại bộ phận nồi hơi, nước được xử lý tại bộ phận lọc nước hoá học được đưa vào
thiết bị khử khí để khử O2 sau đó qua bơm cấp đưa vào nồi hơi. Hơi tạo ra trong nồi
hơi có áp suất 25 at, nhiệt độ 225 oC được đưa qua thiết bị giảm áp để hạ xuống còn 6
at, 1580C rồi cấp hoà vào mạng chung.
Riêng hơi nước của dây chuyền axít số 2, hơi tạo ra trong nồi hơi có áp suất 25 at,
nhiệt độ 225 oC. Khi dây chuyền phát điện hoạt động hơi 25 at, nhiệt độ 225 oC được

gia nhiệt bằng khí sau lớp 1 tháp tiếp xúc tại thiết bị quá nhiệt số 309 nâng lên thành
hơi quá nhiệt có nhiệt độ 350 - 400 0C rồi cấp cho dây chuyền phát điện. Khi dây
chuyền phát điện không hoạt động hơi có áp suất 25 at, nhiệt độ 225 oC được đưa qua
thiết bị giảm áp để hạ xuống còn 6 at, 158 0C rồi cấp hoà vào mạng chung hoặc qua bộ
phận giảm âm rồi xả ra ngoài trời qua ống xả hơi.

4.2.3.
-

Các thông số kỹ thuật
Nhiệt độ dầu DO: 25-30˚C
Áp suất dầu:15-25 kg/cm2
Nhiệt độ tường gạch lò đốt: 900-950˚C
Nhiệt độ buồng đốt: 1000-1050˚C
Nhiệt độ khí ra sau nồi hơi: 420-430˚C
Áp suất hơi trong nồi hơi 25at
Nhiệt độ hơi nước 225˚C
Nhiệt độ hơi sau giảm áp: 160˚C
Áp suất hơi sau giảm áp: 6kg/cm2
Lưu lượng lưu huỳnh vòi phun: 2.98 m3/h
Áp suất lưu huỳnh: 12kg/cm2
Lưu lượng không khí vào lò :30000-35000Nm3/h
Nồng độ SO2 sau lò 11% thể tích

4.2.4. Các thiết bị chính
a. Lò đốt lưu huỳnh
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 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 AD3(230x113x65/45)
Đầu đốt lò cũng được xây bằng những lớp gạch như trên.
Giữa phần đầu lò 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 14230
Chiều dài thân trụ buồng trước 6800
Chiều dài thân trụ buồng giữa 2000
Chiều dài thân trụ buồng sau 1780
Chiều dài phần côn 883
Đường kính vỏ lò 3956x10
Đường kính trong xây lót 3000
Thể tích lò 812475m3
Đặc tính kĩ thuật:
Nhiệt độ không khí vào lò đốt 150 ˚C
Nhiệt độ tường lò 900˚C
Nhiệt độ buồng đốt 1000-1050˚C
Nồng độ SO2 sau lò 11% thể tích
Hoạt động của lò:


Hình 2 :Lò đốt lưu huỳnh
Lưu huỳnh lỏng được phun vào dưới dạng sương để quá trình đốt được diễn ra triệt để.
Lưu lượng lưu huỳnh lỏng được tăng dần dần với tỉ lệ của lưu huỳnh lỏng / không khí khô
nhất định. Không khí khô được đưa vào ở cửa lò cung cấp oxi để đốt dầu DO tạo phản
ứng sinh SO2. Các vách ngăn được thiết kế để tăng hiệu suất chuyển hoá lưu huỳnh bằng
cách tạo ra các dòng chảy xoáy. Ngoài ra hơi nước được bổ sung nhằm tránh hiện tượng

cặn lưu huỳnh lắng trong lò. Phản ứng tạo SO 2 là phản ứng toả nhiệt do đó lượng nhiệt
của hỗn hợp khí sau phản ứng sẽ được đưa vào nồi hơi nhiệt thừa ngay sau buồng đốt.
b. Nồi hơi nhiệt thừa
Cấu tạo:


Nồi hơi nhiệt thừa là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm gián tiếp. Khí SO 2 đi
bên trong ống, nước mềm đã được khử khí đi bên ngoài ống. hơi nước lấy nhiệt và được
sử dụng vào các mục đích khác nhau của nhà máy
- Tổng bề mặt tiếp nhiệt: 587.6m2
- Thể tích chứa nước 16 m3
- Thể tích chứa hơi : 3.7m3
- Kích thước bao: L10940, θ4300
- Thân lò : Φ 2300x25, L 7000
- Hộp đón lửa: L 2160, Φ 3556
- Cửa khí đi tắt: Φ1930/1740x10/800
- Hộp khí ra: L 2050, Φ 2800
- Cửa khí ra: Φ 1600/1420x10
- Cửa vệ sinh: Φ 900x6…
Đặc tính của thiết bị - Chế độ nồi hơi
- Năng suất sinh hơi: 14000-17000kg/h
- Áp suất nồi hơi khi làm việc 24-25at
- Áp suất ra nồi hơi: 10-20 at
- Nhiệt độ nước cấp :100-150˚C
- Hiệu suất lò hơi 88%
- Lưu lượng khí nóng vào nồi hơi :33000±5% Nm3/h
- Thành phần SO2 ≥11%
- Nhiệt độ khí vào” 950-1050˚C
- Nhiệt độ khí ra nồi hơi: 350-420˚C
Chế độ nước cấp cho nồi hơi:

- Màu sắc: Không màu
- Độ cứng toàn phần : < 0.5 mgdl/kg
- Hàm lượng O2: < 0.1 mg/kg
- Hàm lượng CO2 : < 20 mg/kg
- Hàm lượng sắt: 0.05 mg/kg


- Độ pH ở 20˚C: 8.5-10.5
Tiêu chuẩn nước lò
- Độ kiềm < 6 mgdl/kg . pH: 8.5-10.5
- Hàm lượng P2O5 < 10 mg/kg
Hoạt động của toàn bộ bộ phần nồi hơi nhiệt thừa:
Nước mềm từ bộ phận lọc nước hoá học được cấp lên bình khử qua thiết bị gia
nhiệt. Tại bình khử khí nước được nâng nhiệt lên tới 100-105 ˚C và tách oxi sau đó được
bơm cấp nước cấp vào nồi hơi. Nước trong nồi hơi trao đổi nhiệt với khí lò, hơi nước bão
hoà có áp suất 25at 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 từ 950-1050˚C vào nồi hơi, sau khi
trao đổi nhiệt với nồi hơi nhiệt độ hạ xuống còn 420-430˚C đi qua thiết bị lọc gió nóng để
vào tiếp xúc. Để điều chỉnh nhiệt độ khí sau nồi hơi dùng van điều chỉnh khí đi tắt nồi
hơi, khi nhiệt độ vào lọc gió nóng >420˚C thì đóng van đi tắt và ngược lại.
Để cấp nước vào nồi hơi có cụm van tự động cấp nước làm việc theo tín hiệu nhận
được từ thiết bị đo mức nước.
Để giữ ổn định áp suất nồi hơi dùng van tự động điều chỉnh áp suất nồi hơi theo tín
hiệu áp suất nồi hơi. Khi áp suất >25at van mở và ngược lại.
c. Các thiết bị khác
- Ống khói khởi động : dùng trong quá trình gia nhiệt khởi động lò.
Vật liệu thép CT3.Đường kính 800, chiều cao 15000.
- Thùng chứa dầu DO : dùng để chứa dầu khi gia nhiệt và khởi động lò.
Kích thước: 1812*600, chiều cao 2870, chiều cao chứa dầu 2400.

- Bơm cấp dầu DO: năng suất 0,5m3/h; áp suất 25kG/cm2.
- Bơm lưu huỳnh lỏng: năng suất 4,5m 3/h, áp suất 12at. Động cơ 18,5kW, tốc độ vòng
quay 2900 vòng/phút.
- Thùng chứa lưu huỳnh lỏng : dùng để chứa S lỏng cấp cho lò. Đường kính 6000, cao
3000.


4.3. Công đoạn tiếp xúc
4.3.1. Quá trình diễn ra

II
I
III

Hỗn hợp khí sau bộ phận nồi hơi, sau thiết bị lọc gió nóng có nồng độ 10 – 10,5%
SO2, lưu lượng Q = 35000m3/h, nhiệt độ 420oC đi vào tháp tiếp xúc lớp 1. Sau lớp 1, hỗn
hợp khí đạt mức chuyển hóa x 1 = 60%, nhiệt độ 600oC được hạ xuống 454oC nhờ hệ
thống thiết bị quá nhiệt hơi nước I. Ở đây, khí SO 3 nóng đi bên ngoài ống trao đổi nhiệt,
hơi nước bão hòa đi bên trong. Hơi nước sau thiết bị I đạt nhiệt độ 400 – 420 oC đi vào tua
bin xưởng phát điện.
Sau thiết bị I, hỗn hợp SO3 đi vào lớp xúc tác 2. Trong lớp 2 tiếp tục xảy ra phản
ứng chuyển hóa. Sau lớp 2, mức chuyển hóa x 2 = 86%, nhiệt độ 524oC đi vào lớp trao đổi
nhiệt ngoài II để hạ nhiệt độ xuống còn 455oC để đi vào lớp 3. Tác nhân làm nguội hỗn
hợp khí SO2 từ thiết bị lọc mù của hấp thụ trung gian qua trao đổi nhiệt III 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 oC được đưa đi hạ nhiệt độ còn 181 oC để vào tháp hấp thụ thứ
nhất nhờ 2 tháp trao đổi nhiệt III.0 và III.1. Tác nhân nguội là hỗn hợp khí SO 2 từ tháp lọc
mù đền. Khí SO3 có nhiệt độ < 180oC đi vào tháp hấp thụ thứ nhất .
Hỗn hợp khí ra khỏi tháp hấp thụ được đưa vào tháp tách mù để giữ lại mù axit. Sau
khi lần lượt đi qua 3 trao đổi nhiệt, khí SO 2 được nâng nhiệt độ 425oC 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 hóa chung x > 99,7%, nhiệt độ 432 oC được hạ xuống < 181oC để đưa sang tháp
hấp thụ bằng trao đổi nhiệt. Tác nhân nguội là không khí ẩm ngoài trời.


4.3.2.

Một số thiết bị chính
a. Tháp tiếp xúc lớp 1

Hình 3: Tháp tiếp xúc
Chuyển hóa SO2 thành SO3 tại lớp xúc tác thứ nhất. Tháp tiếp xúc lớp 1 được tách
riêng với tháp tiếp xúc lớp 2, 3, 4 do yêu cầu mặt bằng và bố trí thiết bị.
Tháp có hình dạng trụ, vỏ được chế tạo bằng thép C20 dày 10mm. Bên trong lót một
lớp mỏng amiang dày 10mm và xây lót bằng một lớp gạch samot chịu nhiệt dày 230mm.
Đáy tháp lát thêm lớp gạch chịu axit. Giữa tâm tháp là một đoạn trụ bằng gang chịu nhiệt
có đường kím 800 dùng làm trụ đỡ cho các kết cấu tháp. Xung quanh tháp, bên ngoài vỏ
thép là lớp bảo ôn cách nhiệt bằng bông thủy tinh dày 250mm, bên ngoài là lưới théo 1 ly
nhôm lá dày 0,8mm.
Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8mm, đường kính 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, dày 50mm. Lớp xúc tác
T-210 dày 570mm, thể tích 25m3, lớp đá thạch anh dày 50mm.
Các thông số cơ bản
- Năng suất 360 tấn axit/ngày đêm. Lưu lượng khí qua tháp < 46000Nm 3/h. Áp suất
làm việc 1400 – 1700mmH2O.


- Chiều cao tổng cộng 5397, đường kính ngoài vỏ thép 8020, đường kính trong tháp
-

7520.
Ống dẫn khí SO2 trên đỉnh tháp có đường kính 1400, ống dẫn khí SO3 ra ở dưới có

-

kích thước 1200*2100.
Có 5 cửa chui đường kính 800, 2 cửa trên nắp tháp, 1 cửa phía dưới chân và 2 cửa

ngang xúc tác.
b. Tháp tiếp xúc
Dùng để chuyển hóa khí SO2 thành SO3 tại lớp xúc tác 2, 3, 4.
Tháp có dạng hình trụ, vở được chế tạo bằng thép C20, dày 10mm. bên trong lót một
lớp amiang dày 10mm và xây lót bằng lớp gạch samot chịu nhiệt dày 230mm. Đáy tháp
lát thêm lớp gạch chịu axit. Giữa thân tháp là 8 đoạn trụ nằm ngang bằng gang chịu nhiệt
có đường kính 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 thủy tinh dày 250mm,
bên ngoài là lưới thép 1 ly và nhôm lá dày 0,8mm.
Trên đỉnh tháp có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8mm, đường kính 2100.
Dưới nón phân phối là lớp ghi bằng thép để rải lớp đá thạch anh dày 50mm. 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 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 axít /ngày đêm
- Lưu lượng khí qua tháp: <46.600 Nm3/h.
- Áp suất làm viêc: 1.400÷1.700mmH2O.

- Chiều cao tổng cộng: 19.900 mm.
- Đường kính ngoài vỏ thép : 8.020 mm.
- Đường kính trong tháp : 7.520 mm.
- Ống dẫn khí vào lớp 2 (trên đỉnh tháp): Dn=1400mm
- Ống dẫn khí SO3 ra lớp 2: hình chữ nhật, kích thước 1.200x 2.100mm.
- Ống dẫn không khí bổ xung vào lớp 2: 3 ống Dn=400mm.


- Ống dẫn khí vào lớp 3: hình chữ nhật, kích thước 1.200x 2.100mm.
- Ống dẫn khí SO3 ra lớp 3: hình chữ nhật, kích thước 1.200x 2.100mm.
- Ống dẫn khí vào lớp 4: hình chữ nhật, kích thước 1.200x 2.100mm.
- Ống dẫn khí SO3 ra lớp 4: hình chữ nhật, kích thước 1.200x 1.800mm
- Có 15 cửa chui Φ800mm được bố trí trên thân tháp ở các vị trí phù hợp.
Bảng chất xúc tác ở các lớp 2, 3, 4

Lớp xúc tác
2
3
4

Chiều cao
(mm)
570
700
700

Thể tích
( lít)
25.000
31.000

31.000

Loại xúc tác
T-210
LP-110
CS-110

c. Thiết bị quá nhiệt
Công dụng:
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 4200C dùng cho tua bin phát điện.
Cấu tạo:
Gồm có 02 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. Hộp khí bằng thép C20. Khí SO3 đi ngoài ống
, hơi nước bão hoà đi trong ống.
- Diện tích bề mặt truyền nhiệt : 298 m2, ống Φ38x4mm, L=70.000mm.
- Kích thước bao ngoài: DxRxH= 5980x6170x4037mm
- Ống khí SO3 vào: Dy= 1400mm.
- Ống khí SO3 ra: Dy= 1400mm.
- Ống hơi nước bão hoà vào: Dy= 250mm, thép 12Cr1MoV.
- Ống góp hơi nước quá nhiệt ra: Dy= 250mm.
Các chỉ tiêu kỹ thuật:


- Nhiệt độ khí SO3 vào/ra: 600oC/454 oC.
- Năng suất khí SO3: 31.747 Nm3/h.
- Nhiệt độ hơi nước vào/ra: 222oC/420 oC.
- Năng suất hơi nước: 15.300 Nm3/h
- Áp suất làm việc: 25 at.

d. Trao đổi nhiệt ngoài khí sau lớp 2
Công dụng:
Dùng hạ nhiệt độ khí SO3 sau lớp xúc tác 2 đưa vào lớp xúc tác 3. Hỗn hợp khí
SO3 nóng đi trong ống, từ trên xuống dưới, khí SO2 đi ngoài ống.
Cấu tạo:
Tháp kiểu trao đổi nhiệt ống chùm, có vỏ bằng thép, phần buồng khí trên và dưới
trong được xây lót bằng lớp gạch chịu nhiệt dày 115mmm, bên ngoài được bảo ôn bằng
bông khoáng dày 100mm (tháp 305 được sử dụng tháp 304a cũ).
- Diện tích bề mặt truyền nhiệt : 1176 m2
- Chiều cao toàn bộ tháp : 10780mm
- Đường kính tháp : Φ=3000mm
- Tổng số ống trao đổi nhiệt n=1760 ồng, Φ38x3,5; H=5.600mm

e. Các thiết bị khác
- Trao đổi nhiệt ngoài 305: tháp kiểu trao đổi nhiệt ống chùm, vỏ bằng théo, 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. Diện tích bề mặt truyền nhiệt 1176m 2.
Chiều cao 10870 và đường kính 3000. Số ống trao đổi nhiệt n = 1760, kích thước
38*3,5, chiều cao 5600m. Hỗn hợp khí SO 3 nóng đi từ trong ống, từ trên xuống, khí
SO2 đi ngoài ống.
- Trao đổi nhiệt ngoài 301.0, 301.1: đoạn trên là hộp khí vào, vỏ thép, trong xây lót
bởi gạch samot chịu nhiệt. Chiều cao 2622, kích thước 2812*10. Đoạn giữa là phần
trao đổi nhiệt, vỏ thép dày 10, bên ngoài bảo ôn cách nhiệt. Chiều cao 6000, kích
thước 2558*10. Ống truyền nhiệt dài 6000, kích thước 57*3,4, n = 1045. Diện tích
bề mặt truyền nhiệt 1050 m2. Hỗn hợp khí SO3 nóng đi trong ống, từ trên xuống, khí