tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất và các thiết bị chủ lực của nhà máy hóa chất tân bình 2

LỜI CẢM ƠN
Thực tập là chiếc cầu nối giữa lý thuyết và thực tế, tạo điều kiện cho sinh viên tiếp cận với
sản xuất thực tế, đồng thời thực hiện hóa những kiến thức đã học ở trường. Thời gian 1 tháng
không phải là dài nhưng nhờ có được sự hướng dẫn tận tình của các anh chị trong nhà máy,
chúng em đã được làm quen tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất và các thiết bị chủ lực của nhà
máy, qua đó thu về cho mình nhiều kiến thức bổ ích cũng như làm quen với môi trường làm việc
thực tế.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Nhà Máy Hóa Chất Tân Bình 2, Thầy Cô
hướng dẫn khoa Công Nghệ Hóa Học trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh đã tạo điều
kiện thuận lợi nhất để chúng em có thể hoàn thành tốt thực tập.
Đặc biệt, em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến anh chị kỹ sư của Nhà Máy Hóa Chất
Tân Bình 2… thời gian qua đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt bài báo cáo
thực tập.
Cuối cùng, xin cho chúng em gửi lời chúc sức khỏe đến quý thầy cô, Ban lãnh đạo, các anh
chị kỹ sư và toàn thể công nhân nhà máy.

TP Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 7 năm 2013
Nhóm sinh viên thực tập trường Đại Học Bách Khoa TPHCM.

1


Nhận xét của đơn vị sản xuất
Thời gian thực tập: từ 01/07/2013 đến ngày 27/07/2013
Nhận xét:
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
TP HCM, ngày tháng

năm 2013

Cán bộ hướng dẫn

2


Nhận xét của thầy cô hướng dẫn
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
Tp. HCM, ngày tháng năm 2013
Xác nhận của thầy cô hướng dẫn

3


MỤC LỤC

4


DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC SƠ ĐỒ

5


I. TỔNG QUAN ĐƠN VỊ SẢN XUẤT:

1.1. Khái quát về vị trí địa lý, lịch sử hình thành và phát triển:
1.1.1. Vị trí địa lý:
Việc lựa chọn địa điểm có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với dự án vì địa điểm ảnh hưởng
lớn đến hiệu quả đầu tư cũng như đến điều kiện xã hội và môi trường sinh thái.
Qua khảo sát, việc lựa chọn địa điểm đầu tư tại vị trí đất: Thửa – đường số 5, khu công
nghiệp Biên Hòa 1, tỉnh Đồng Nai cách trung tâm thành phố Hồ Chí Minh khoảng 25 km là thiết
thực và dễ thực hiện nhất. Lý do:
− Có thể sử dụng chung nguồn nguyên liệu đầu vào cho sản xuất các sản phẩm gốc muối NaCl.
− Lượng nhiệt dư của phân xưởng acid để sử dụng cho các công đoạn sản xuất cô đặc xút, sản xuất
acid clohydric…(của Nhà Máy Hóa Chất Biên Hòa),
hoặc
Cổng
vàodùng hơi cho sản xuất các sản phẩm
gốc sunfate, gốc muối (của xưởng nghiên cứu thực nghiệm), lượng nhiệt dư này nếu quy ra dầu
FO sử dụng cho lò hơi hàng năm cũng khá lớn.
− Gần trung tâm, gần thị trường tiêu thụ sản phẩm, thuận tiện trong việc sản xuất và bán hàng.
− Giảm chi phí đầu tư vì đã có sẵn cơ sở hạ tầng.
1.1.2. Lịch sử hình thành và phát triển cơ sở sản xuất:
Nhà máy hóa chất Tân Bình 2 tiền thân là nhà máy hoá chất Tân Bình địa chỉ 46/6 Phan
Huy Ích, phường 15, quận Tân Bình, thành phố Hồ Chí Minh.
Ngày 24/4 năm 2009 nhà máy được di dời từ Tân Bình đến Biên Hòa, Đồng Nai, lấy tên
nhà máy là nhà máy hóa chất Tân Bình 2.
1.2. Sơ bộ về bố trí mặt bằng của cơ sở sản xuất. Đặc điểm của hệ thống giao thông:
1.2.1. Tổng quan về nhà máy Hóa Chất Tân Bình 2:
Tùy vào đặc điểm từng công đoạn sản xuất để bố trí nhà xưởng thích hợp.
Riêng chu trình sản xuất acid sunfuric được lắp đặt theo một chu trình khép kín, liên tục.
Các thiết bị hầu như đều được bố trí ngoài trời, do đó có các hệ thống móng đỡ thiết bị, sàn thao
tác, dàn đỡ ống phải được sơn phủ - bọc lót để chống rỉ, ăn mòn ổn định chắc chắn dưới tác dụng
của thời tiết hay thay đổi một cách đột ngột ở khu vực phía Nam.

Nơi tập trung

6


KHO MUỐI

Sơ đồ 1: Sơ đồ bố trí phân xưởng của nhà máy
(NMHCBH)

KHO VẬT TƯ KHU VỰ

7
BỒN AXIT THÀNH PHẨM COOLING
TOWER


KHO LƯU HUỲNH

NỒI H

NHÀ NẤU
CHẢY
LƯU
H
KHU
VỰC
DÂY

. .Ngoài ra, theo tài liệu báo cáo khảo sát địa chất – khu vực dự án thuộc vùng đất yếu, vì

vậy đối với các thiết bị có trọng tải lớn dùng giải pháp đóng móng cọc bê tông cốt thép, những
thiết bị có trọng tải nhỏ thì có thể gia cố bằng cừ tràm.
1.2.2. Đặc điểm của hệ thống giao thông:
KV KHỬ KHÍ
Hiện nay Nhà máy đã có hệ thống giao thông đường bộ hoàn chỉnh. Dự án tính đến phần
đường nội bộ dành cho khu đất xây dựng các phân xưởng mới, đảm bảo thuận lợi cho việc vận
chuyển nguyên liệu và sản phẩm vào ra và đi lại trong Nhà máy.
Các giải pháp đảm bảo kết cấu hạ tầng và phục vụ sản xuất được tính toán trên cơ sở đảm
bảo đáp ứng cho sản xuất và mang tính kinh tế nhất.

1.2.2.1. Quy mô đầu tư:
Dựa vào việc phân tích sự cần thiết phải đầu tư và các yếu tố đầu vào dự án đã đưa ra quy
mô đầu tư như sau:
Di dời và mở rộng dây chuyền sản xuất acid sulfuric công suất 60.000 tấn/năm, trên cơ sở
XƯỞNG PHÈN MAGIE
XƯỞNG PHÈN
tận dụng tối đa máy móc thiết bị hiện có.
MgSO4 (NMHCBH)
1.2.2.2. Quy mô các hạng mục công trình:
Dựa vào công suất, phương án kỹ thuật công nghệ và bố trí lắp đặt thiết bị đối với từng dây
chuyền sản xuất, dự án đã xác định được quy mô các hạng mục công trình như sau:
− Nhà bảo vệ
: 18 m2
− Nhà vận hành acid sulfuric
: 54 m2
− Nhà quạt gió và turbine
: 120 m2
− Phân xưởng acid sulfuric
: 1924 m2
− Hệ thống xử lý nước thải

: 45 m2
− Trạm biến thế
: 16 m2
− Bể chứa nước cấp
: 48 m2
− Bể chứa nước thải công nghiệp
: 36 m2
1.3. Tổ chức nhà máy đảm bảo cho kinh doanh:
− Dây chuyền sản xuất acid sulfuric hoạt động liên tục 24/24 giờ.
− Một ngày làm 3 ca.
− Một ca 8 giờ.
− Tổng thời gian hoạt động liên tục 300 ngày/năm.
− Biên chế nhân lực cho phân xưởng sản xuất acid sulfuric:
+ Cán bộ quản lý, kỹ thuật phân xưởng: chịu trách nhiệm phụ trách nguồn lực và điều hành sản
xuất của xưởng – 4 kỹ sư.
+ Công nhân vận hành: phụ trách vận hành toàn bộ dây chuyền – 16 công nhân.
+ Công nhân phụ trợ: phụ trách vệ sinh công nghiệp, bốc xếp, sản xuất phụ – 33công nhân.

8


NV.Kho T.Phẩm
NV Kho Vật Tư

CB.Kinh Doanh

P.K. hoạch - K.doanh

P.H.Chính- Nhân Sự

Cb.H Chính Nhân Sự

Tổ Cơ Khí

Công Nhân Nạp Liiệu
C.Nhân SC Cơ C.Nhân
Khí
Nhân Viên Lái Xe
Phục Vụ

Tổ Nạp Liệu

Tổ Trưởng Ca Vận Hành

Trưởng Ca Sản Xuất

CB.An Toàn Môi Trường

P.Kỹ Thuật- Sản Xuất

CB. Kỹ Thuật Công Nghệ

CB.kỹ Thuật Cơ Điện

Tổ Hóa Nghiệm

C.Nhân SC Điện C.Nhân Phân Tích C.Nhân Vận Hành
C.Nhân SC Máy

Tổ Điện Máy

CB.Kế Toán Tài Chính

P.K.Toán - T.Chính

Giám đốc

9


nhân khi có sự cố cháy nổ xảy ra.
−Hệ thống dây điện, các chỗ tiếp xúc, cầu dao điện có thể gây tia lửa được bố trí thật an toàn.
−Trong các khu sản xuất cần lắp đặt hệ thống báo cháy, hệ thống thông tin báo động. Bố trí

các bình cứu hỏa cầm tay ở những vị trí thích hợp nhất để tiện sử dụng, các phương tiện
chữa cháy sẽ luôn được kiểm tra thường xuyên và đảm bảo trong tình trạng sẵn sàng.
−Cách ly các công đoạn dễ cháy ra khu vực riêng. Các chất dễ cháy như các loại hóa chất,
nhiên liệu được chứa trong các kho cách ly riêng biệt, tránh xa các nguồn có khả năng phát
lửa.
−Ngoài ra Nhà máy sẽ thường xuyên tổ chức tập luyện, nâng cao ý thức phòng cháy, chống
cháy tốt cho toàn thể cán bộ công nhân viên (CBCNV) thông qua các lớp tập huấn phong
cháy chữa cháy (PCCC).
−Tất cả các vấn đề trên sẽ tuân thủ theo các hướng dẫn về PCCC do Bộ Công An ban hành.
1.4.2. An toàn lao động:
− Công nhân vận hành tại xưởng axit sunfuric phải được bác sĩ xác nhận có đủ sức khỏe

−

làm việc (không nghiện ma túy, rượu bia và các chất kích thích khác), đã được học qua
các lớp học về kỹ thuật an toàn lao động, quy tắc phòng cháy chữa cháy.

Mang đầy đủ trang bị bảo hộ lao động khi làm việc (quần áo, găng tay, khẩu trang, kính,

−
−
−
−
−
−

mặt nạ phòng độc,…)
Vận hành máy móc TB đúng các chỉ tiêu kỹ thuật và đúng bản chỉ dẫn vận hành.
Khi lấy mẫu, xả bơm phải có găng tay, kính bảo hộ lao động.
Khi có axit sunfuric rơi vãi trên sàn nhà phải trung hòa bằng vôi bột đến trung tính.
Các khớp nối trục, bộ phận chuyển động phải có nắp bảo hiểm.
Đường lên xuống cầu thang phải gọn gàng, sạch sẽ không có chướng ngại vật.
Khi bị axit sunfuric bắn vào người phải rửa ngay bằng nước sạch rồi rửa bằng dung dịch

−

NaHCO3 5%. Trường hợp nặng phải đưa đến trạm cấp cứu.
Khi có nhiều khí bay ra do nhiều nguyên nhân như xì hở,… phải đeo mặt nạ phòng độc.

−
−

Nếu có người bị nạn phải khẩn trương đưa nạn nhân đến nơi không khí sạch sẽ hoặc trạm
cấp cứu.
Chỉ được phép dùng đèn soi từ 24 ÷ 36V.
Khi sửa chữa nhất thiết phải cắt điện và treo bảng “cấm đóng điện” tại cầu dao hoặc nút
điện khởi động. Ai treo bảng thì khi sửa xong người đó phải trực tiếp bỏ bảng.

10

Sơ đồ 2: Sơ đổ tổ chức nhà máy hóa chất Tân Bình 2 (Tháng 2 năm 2012)

1.4. Phòng chống cháy nổ và an toàn lao động:
1.4.1. Phòng chống cháy nổ:
Để phòng chống các sự cố cháy nổ cần áp dụng đồng bộ các biện pháp về kỹ thuật, tổ
chức huấn luyện, tuyên truyền giáo dục và pháp chế:
−Các máy móc thiết bị được bố trí đảm bảo trật tự, gọn và tạo khoảng cách an toàn cho công


−

Khi làm việc bên trong các thiết bị, đặc biệt là nồi hơi, lò đốt, máy tiếp xúc,… ít nhất phải

−
−
−

có 2 người và một người canh chừng bên ngoài. Khi các thiết bị đang hoạt động, không
được chui vào bên trong sửa chữa. Không được tự động sửa chữa máy móc thiết bị điện
và đo lường.
Không đổ rác xuống các máng và rãnh thoát nước.
Thực hiện tốt chế độ vệ sinh cá nhân.
Định kỳ 6 tháng một lần, công nhân phải được kiểm tra lại về kiến thức hiểu biết về kỹ
thuật an toàn lao động, phòng chống cháy nổ.

1.5. Giải pháp xử lý khí – nước thải:
1.5.1. Hệ thống xử lí khí thải dây chuyền acid

Công nghệ: khí thải ra khỏi tháp hấp thụ có thành phần ô nhiễm chủ yếu là khí SO 2, do đó
để xử lý các chất ô nhiễm trong khí thải này ta dùng dung dịch hấp thụ chung NaOH.
Đối với tháp xử lí khí thải được thiết kế với:
− Hỗn hợp khí vào:
16385m3/h, SO2 = 0,983 kg/h
− Hỗn hợp khí vào:
790C
− Hỗn hợp khí ra:
700C
− Dung dịch xử lí khí:
NaOH 4%
− Lưu lượng dung dịch xử khí vào:
45 m3/h
− Hiệu suất hấp thụ:
90%
− Đệm trụ Ceramic:
D = 30mm
− Độ chịu acid:
≥ 99,8%
− Độ hút nước:
≤ 0,2%
− Độ bền nhiệt độ:
130-2000C
Mô tả nguyên lí hoạt động của hệ thống xử lí khí thải dây chuyền acid:
− Khí thải trong dây chuyền sản xuất có thành phần chất ô nhiễm SO 3, SO3 vượt tiêu chuẩn
môi trường TCVN 5939:2005 từ tháp hấp thụ thứ 2 được dẫn vào tháp xử lí khí.
− Tại tháp xử lí khí: dung dịch hấp thu đi từ trên xuống tiếp xúc với dòng khí đi từ dưới lên
tại bề mặt lớp vật liệu đệm. Khí SO 2, SO3 trong dòng khí được hấp thu hóa học bởi dung
dịch NaOH theo phản ứng sau:
SO2

+
2NaOH → Na2SO3 + H2O
SO2
+
NaOH →
NaHSO3
SO2
+
2NaOH →
Na2SO4 + H2O
− Kết quả là nồng độ các chất ô nhiễm trong dòng khí thải sau khi ra khỏi tháp xử lí đạt tiêu
−
−

chuẩn môi trường TCVN 5935:2005.
Dòng khí sạch ra khỏi thiết bị xử lí theo ống khói thải ra môi trường.
Dung dịch hấp thu được hồi lưu lại bồn tuần hoàn. Sau một thời gian nhất định, dung dịch
hấp thụ sẽ được thay thế mới, dung dịch cũ sẽ được chuyển cho nhà máy hóa chất Biên
Hòa sử dụng theo nhu cầu (hay chuyển về hệ thống xử lí nước thải).
11


1.5.2. Vận hành hệ thống xử lí khí thải:
− Pha dung dịch hấp thu NaOH.
− Kích thước bồn chứa: d= 2866 mm, H= 2019 mm.
− Nồng độ pha NaOH quy về Na2O 30-40 g/l
 Quy trình pha chế như sau:
− Cấp nước sạch vào bồn pha NaOH với thể tích khoảng ½ bồn chứa.
− Cho thêm dung dịch xút có nồng độ [Na 2O] = 31% (khoảng 320 g/l) vào với thể tích
−

khoảng 1000 lít.
Tiếp tục cấp nước sạch vào để đạt thể tích 10 m 3 (mực chất lỏng cách mặt bồn khoảng
400mm)
 Vận hành hệ thống:

−
−
−
−

Kiểm tra dung dịch xút trong bồn tuần hoàn đạt mức và nồng độ quy định.
Mở van hồi lưu của bơm.
Khởi động bơm dung dịch xút để bơm dung dịch hấp thụ lên tháp xử lí.
Đóng từ từ van hồi lưu của bơm để tăng lượng xút tưới vào tháp xử lí. Kiểm tra mực dung

dịch hấp thụ trong bồn tuần hoàn và dòng hồi lưu dung dịch hấp thụ từ tháp xử lí về lại
bồn tuần hoàn phải mạnh.
− Kiểm tra nồng độ SO2 trong dòng khí ra khỏi tháp xử lí đạt tiêu chuẩn môi trường TCVN
5939:2005.
 Theo dõi hoạt động của hệ thống xử lí:
− Định kì 4h kiểm tra nồng độ SO2 trong khí thải sau khi thải ra khỏi tháp xử lí đạt tiêu
−

chuẩn môi trường TCVN 5939: 2005
Định kì kiểm tra nồng độ của dung dịch xút để bổ sung hoặc thay mới dung dịch đảm bảo
khả năng hấp thụ.

Bảng: Các sự cố và cách khắc phục
Sự cố

Bơm dung dịch hấp thụ
không hoạt động.

Nồng độ chất ô nhiễm
(SO2) ra khỏi tháp xử lí
không đạt tiêu chuẩn môi

Nguyên nhân
Do bơm bị kẹt hoặc bị hư
hỏng một số bộ phận.
Bơm bị cháy.
Hệ thống điện cấp cho bơm
bị hư.
Lượng nước tưới vào tháp
không đủ.
Nồng độ xút không đủ.
Nồng độ SO2 trong dòng khí
12

Khắc phục
Dùng bơm kiểm tra và sửa
chữa hoặc thay thế.
Dùng hệ thống tháo bơm và
thay thế bơm mới.
Kiểm tra và sữa chữa lại hệ
thống điện.
Tăng lưu lượng nước vào
tháp.
Bổ sung xút hay thay mới
dung dịch xút trong bể tuần

trường.

thải vào tháp xử lí không đủ
lớn.

hoàn xút.
Kiểm tra và điều chỉnh lại
các thông số vận hành của
dây chuyền axit.

 Các lưu ý chung:
− Khi pha hóa chất công nhân phải được trang bị đầy đủ các công cụ bảo hộ lao động như
−

sau: găng tay, khẩu trang, kính bảo vệ….
Trong quá trình vận hành, nếu có phát hiện sự cố hư hỏng thiết bị hay có tiếng động lạ
phát ra từ các thiết bị thì ngừng hoạt động ngay và kiểm tra, sữa chữa trước khi cho thiết
bị hoạt động trở lại.

1.6. Xử lí ô nhiễm nước:
1.6.1. Hệ thống xử lí nước thải:
Bể chứa nước thải công nghiệp có diện tích 4x9 m2.
Nguồn nước thải từ quá trình sản xuất chủ yếu là do thiết bị, nhà xưởng phèn có nồng độ
axit cao (pH = 2-3).
Phương án xử lí: tập trung nguồn nước thải vào bể chứa nước thải qua từng phân xưởng, xử
lí sơ bộ sau đó qua hệ thống xử lí chung nước thải trước khi thải ra ngoài.
Hiện tại nhà máy hóa chất Tân Bình 2 đã có hệ thống xử lí nước thải cho từng dây chuyền
sản xuất. Trong dự án chỉ cần bổ sung thêm hệ thống xử lí nước thải của các phân xưởng mới và

hồ nước xử lí tập trung khi thải ra ngoài sông.
1.6.2. Công nghệ xử lí nước thải:
Nước thải sản xuất: xây dựng hệ thống xử lí nước thải, nước thải từ các phân xưởng được
thu gom vào bể thu gom qua hệ thống ống dẫn, tại bể thu gom, nước thải được trung hòa đến pH
= 7 (nhờ bộ điều khiển pH tự động) sau đó được bơm vào thiết bị lắng, nước trong sau lắng được
đưa vòa bể thải chung, điều chỉnh pH lần cuối trước khi thải ra nguồn tiếp nhận là sông Đồng
Nai. Bùn lắng được bơm về bồn chứa bùn sau đó phơi khô tự nhiên và, thu gom, chôn lấp.
Nước thải sinh hoạt: xây dựng hệ thống thoát nước sinh hoạt và các hầm tự hoại theo đúng
quy định của bộ xây dựng, sau đó được đưa về bể hệ thống xử lí nước thải.
II. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ:
2.1. Nguồn nguyên liệu:
2.1.1. Nguyên liệu chính:
− Nguyên liệu sản xuất axít sunfuric: Lưu huỳnh.

Nhu cầu: 19.800 tấn/năm.
−Nguồn cung cấp: là sản phẩm từ mỏ thiên nhiên hoặc thu hồi từ các nguồn khí thải (chủ yếu hiện

nay là thu hồi từ các nhà máy lọc dầu). Nước ta không có mỏ lưu huỳnh và công nghiệp hóa
dầu chưa phát triển nên phải nhập khẩu từ các nước trong khu vực như Singapore, Malaysia,
Indonesia và các nước Trung đông…
13


−
+
+
+
+
+
+

−

Quy cách:
≥ 99 %
Lưu huỳnh dạng bột, hàm lượng S:
≤ 2%
Độ ẩm:
≤ 0.5 %
Độ tro:
≤ 0.02 %
Acid tự do:
≤ 0.1 %
Tạp chất khác:
Nhu cầu sử dụng:
20.000-21.000 tấn/năm
Phương thức vận chuyển: bằng đường biển tới cảng Tp Hồ Chí Minh và sau đó bằng
đường bộ về kho nhà máy.
− Lượng lưu huỳnh dự trữ tối đa : 3400 tấn (2 tháng sản xuất)
2.1.2. Nguyên liệu phụ:
− Xúc tác V2O5.
− Nhu cầu: 13.200 lít/năm
− Nguồn gốc: nhập khẩu của Công ty Monsanto – Mỹ và Topse – Thụy Điển.
−Oxit vanadi: dạng nguyên chất có hoạt tính không cao đối với phản ứng oxy hóa SO2 nhưng khi
có thêm các chất phụ gia khác như SiO2 (ở dạng tự do hay liên kết) và các hợp chất của kim
loại kiềm thì xúc tác vanadi có hoạt tính cao, trong đó SiO2 chiếm phần chủ yếu trong xúc tác
và quyết định cấu trúc bên trong của xúc tác nên quyết định hoạt tính xúc tác.
− Xúc tác vanadi oxit Gồm 3 phần chính:
+ V2O5: 5 – 12%, là thành phần hoạt tính của xúc tác.
+ Muối của kim loại kiềm (K, Na, Rb, Li, Cs), là chất kích động, làm tăng hoạt tính xúc tác lên
hàng trăm lần. Tỉ lệ kim loại kiềm và vanadi dao động trong phạm vi khá rộng, từ 1:1 đến 6:1.

Khi tăng tỉ lệ này, nhiệt độ hoạt tính của xúc tác sẽ giảm và độ bền nhiệt sẽ tăng. Ngoài nhóm
kim loại kiềm, các nguyên tố nhóm Lantan cũng là chất kích động tốt cho xúc tác vanadi.
+ SiO2: ở dạng xốp (như đá diatomit, silicagel,…) đóng vai trò là chất mang.
2.2. Nguồn năng lượng:
2.2.1. Dầu DO:
− Dùng để khởi động xưởng. Theo kế hoạch mỗi năm một lần, sau kỳ ngừng máy sửa chữa
lớn thì cần một lượng dầu để khởi động lại xưởng.
− Được các Công ty xăng dầu thuộc khu vực TPHCM và Đồng Nai cung cấp.
− Nhu cầu: 30.000 tấn/năm.

2.2.2. Điện:
−
−

Được cung cấp từ Công ty Điện lực Biên Hòa, mạng lưới điện quốc gia.
Nhu cầu: 1.220.400 KW.

2.2.3. Không khí:
Không khí chứa 21% Oxy và 79% Nitơ. Oxy dùng trong oxy hoá S thành SO 2 và sau đó
oxy hóa SO2 thành SO3 với sự có mặt của xúc tác V2O5. Không khí phải được lọc sạch ở bộ lọc và
được đưa đi sấy khô ở tháp sấy đến độ ẩm chỉ còn nhỏ hơn 0,01% (theo % thể tích) hay 0,08 g/m 3
khí. Nếu vượt quá độ ẩm này sẽ sinh ra nhiều mù axit ở tháp hấp thụ.
14


2.2.3. Nước:
Nước phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt của Nhà máy là từ 2 nguồn – nguồn nước thủy cục
của khu công nghiệp và bơm nước trực tiếp từ sông Đồng Nai.
Nhu cầu: 210.000 m3/năm.
Yêu cầu về chất lượng nước :

− Đối với nước cấp cho sản xuất (các khâu bổ sung nước cho các quá trình phản ứng, làm
nguội…) có thể sử dụng nguồn nước thủy cục không qua xử lý.
− Đối với nước cấp cho các lò hơi có chất lượng pH ≥ 7, độ cứng ≤ 15 ppm, Fe ≤ 0.3 mg/l.
− Đối với nước cấp cho sinh hoạt phải đạt tiêu chuẩn 55/1992/QĐYT là pH 6.5-7.5, độ cứng ≤
40 ppm, Fe ≤ 0.3 mg/l.
huỳnh
Bảng 2. Định mức tiêu hao cho mộtLưu
tấn acid
sunfuric
STT
1
2
3
4
5

Tên vật tư
Lưu huỳnh
Xúc tác V2O5
Dầu DO
Nước
Điện

Đơn vị tính
Tấn
Lít
Nấu chảyLít
lưu
huỳnhm3
kWh

III. Quy trình công nghệ:
Đốt cháy
Hơi
nước
(tạo
khí SO2)
3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất axit sunfuric:

Định mức tiêu hao
0.33
0.22
0.5
3.5
20.34
Không khí

Sấy

Khô

Trao đổi nhiệt

Không khí
ẩm

Nơi cấp nước nồi hơi

Chuyển hóa
Hỗn hợp

SO2

Xử lý khí

Hấp thụ 1
(tạo H2SO4)

Khí thải

Hấp thụ 2
(tạo H2SO4)

H2SO4
15

Pha loãng
Axit sunfuric

Dung dịch bisulfite
Nước pha loãng
Sơ đồ 3: Dây Chuyền Sản Xuất Axit Sunfuric

Hỗn hợp SO3


3.2. Phương pháp: sản xuất axit sunfulfuric kỹ thuật theo phương pháp tiếp xúc, đi từ nguyên
liệu chính là lưu huỳnh dạng bột. Phương pháp này gồm các bước sau:
− Lưu huỳnh được đốt cháy trong không khí tạo thành SO2:
S + O2
SO2 + Q

− Chuyển hóa khí SO2 thành SO3 nhờ xúc tác phi kim loại V2O5:
2SO2
+
O2
2SO3 + Q
− Hấp thụ khí SO3 tạo thành acid sulfuric (H2SO4 98%):
SO3 + H2O
H2SO4
Phương án công nghệ được lựa chọn trong dự án là phương pháp tiếp xúc kép, hấp thụ khí
SO3 hai lần. Lý do:
− Hiện nay trên thế giới tồn tại 2 loại dây chuyền là tiếp xúc đơn (hấp thụ 1 lần) và tiếp xúc
kép (hấp thụ 2 lần). Dây chuyền tiếp xúc đơn là dây chuyền được phát minh đầu tiên để
phục vụ công nghiệp sản xuất acid sulfuric theo phương pháp tiếp xúc. Hiệu suất chuyển
hóa SO2 thành SO3 ban đầu chỉ đạt 97.5%, sau đó nhờ cải tiến chất lượng xúc tác nên có
thể đạt 98.5% ÷ 99,5%. Hàm lượng SO2 trong khí thải ra môi trường khoảng 500 mg/m3.
− Hiện nay, ô nhiễm môi trường càng trở nên trầm trọng và có khả năng trở thành hiểm họa
của nhân loại. Đa số các nước trên thế giới đã ký công ước về bảo vệ môi trường trên lãnh
thổ của mình. Việt Nam cũng tham gia công ước trên, trong đó mọi quốc gia đều phải ban
hành pháp lệnh bảo vệ môi trường đối với lãnh thổ của mình.
− Dây chuyền tiếp xúc kép đã ra đời trong hoàn cảnh đó, được đa số các nước áp dụng và
trở thành phương pháp phổ biến trên thế giới.
− Tham khảo công nghệ và các thông số kỹ thuật sản xuất acid sunfuric bằng phương pháp
tiếp xúc kép của Mosanto Enviro – Chem Sytems Inc., thấy rằng đây là một công ty hàng
đầu thế giới về thiết kế, công nghệ kỹ thuật sản xuất acid sulfuric. Ngoài việc sản xuất
chất xúc tác chất lượng cao, Enviro – Chem Sytem Inc. còn có khả năng tư vấn kỹ thuật
và cung cấp đầy đủ thiết bị như bộ lọc xử lí mù, thiết bị làm nguội acid, hệ thống thu hồi
nhiệt… có liên quan đến công nghệ sản xuất acid sunfuric. Dây chuyền sản xuất acid
sulfuric theo phương pháp tiếp xúc kép của họ là phương pháp tối ưu nhất và có khả năng
thực hiện được.
3.3. Thuyết minh quy trình công nghệ:

3.3.1 Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh:
Lưu huỳnh được chuyển từ kho vào nồi nấu chảy lưu huỳnh tại ngăn số 1 và ngăn số 2.
Tại đây lưu huỳnh chảy lỏng nhờ hơi bão hòa áp suất 5 bar, nhiệt độ khoảng 135-150 0C qua hệ
thống gia nhiệt bằng hơi nước đặt sâu dưới đáy bể. Lưu huỳnh lỏng từ ngăn 1, 2 chảy tràn sang
ngăn 3, 4 và 5. Dưới đáy giữa các vách ngăn có vách chặn để giữ các tạp chất trong lưu huỳnh
lại, tại ngăn số 5 lượng tạp chất còn lại sẽ được lọc bằng lưới và lưu huỳnh sạch sẽ theo ống hút
vào bơm. Hơi bão hòa được dẫn vào ngăn lắng số 3, số 4, số 5, hệ thống ống dẫn lưu huỳnh và
sung phun lưu huỳnh để duy trì nhiệt độ lưu huỳnh lỏng ở khoảng 135÷ 1500C.
16


Nước ngưng tụ từ hệ thống gia nhiệt và các vị trí khác trong công đoạn này được đưa về
bồn nước cấp lò.
Lưu huỳnh rắn sau khi hóa lỏng sẽ được bơm ly tâm bơm qua bét phun đi vào lò đốt. Trên
đường ống dẫn lưu huỳnh lỏng từ ngăn 5 đến lò đốt vẫn sử dụng hệ thống ống lồng ống để duy trì
nhiệt độ của lưu huỳnh tránh lưu huỳnh bị giảm nhiệt độ gây tắt ống.
Bơm lưu huỳnh là loại bơm ly tâm trục đứng cung cấp lưu huỳnh từ ngăn số 5 qua súng phun vào
lò đốt dưới dạng sương.
Trong quá trình nấu chảy lưu huỳnh, nước và các tạp chất trong lưu huỳnh được xử lý ở
hệ thống xử lý hồ lưu huỳnh.

Hình 4: Kho chứa lưu huỳnh

Hình 5: Băng tải đưa lưu huỳnh vào hồ nấu.

3.3.2 Công đoạn đốt lưu huỳnh:
Nguồn cung cấp oxi là không khí ẩm từ quạt được sấy khô bằng axit sunfuric có nồng độ
98,5±0.5% H2SO4 tại tháp sấy. Không khí ẩm đi vào tháp sấy và di chuyển lên trên tháp qua lớp
đệm; acid tưới được bơm từ bồn tuần hoàn vào đỉnh tháp sấy theo máng phân phối chảy xuống
lớp đệm. Axit sunfuric có nồng độ cao hấp thụ hơi nước trong không khí ẩm nên bị giảm nồng độ

và nhiệt độ axit tăng ở đáy tháp sấy. Axit ra khỏi đáy tháp sấy theo ống dẫn trở về bồn tuần hoàn.
Không khí khô ra khỏi tháp sấy đi qua thiết bị trao đổi nhiệt số vào lò đốt, cung cấp oxi cho quá
trình đốt cháy lưu huỳnh.
Lưu huỳnh sau khi nấu chảy và tách cặn được thổi vào lò đốt qua béc phun dưới dạng sương.
Các hạt lưu huỳnh lỏng rất mịn ở nhiệt độ cao sẽ nhanh chóng hóa hơi và phản ứng với oxy tạo
khí SO2. Lưu huỳnh cháy trong lò theo phản ứng:
S
+
1/2 O2
→
SO2 + Q

17


Ban đầu người ta dùng dầu DO để gia nhiệt lò đốt, sâu đó tận dụng nhiệt của phản ứng để
duy trì nhiệt độ của lò đốt. Nhiệt độ trong lò là 830-8350C. Để lưu huỳnh cháy hết, trong lò người
ta xây các tường ngăn và bổ sung không khí vào ngăn thứ 2.
Hỗn hợp khí ra khỏi lò đốt có nhiệt độ khoảng 1000-11000C, để tận dụng nhiệt người ta sử
dụng một phần hỗn hợp khí làm tác nhân gia nhiệt trong nồi hơi.
Lò hơi số 1 có cấu tạo hình trụ nằm ngang, vỏ bằng thép, bên trong có hệ thống ống truyền
nhiệt. Một đầu nối liền với lò đốt được xây dựng bằng gạch chịu nhiệt và có đường ống dẫn hỗn
hợp khí SO2 đi tắt không qua lò hơi. Hỗn hợp khí SO 2 có nhiệt độ cao đi trong ống, trao đổi nhiệt
với nước bên ngoài ống làm cho nước bốc hơi tạo hơi bão hòa ở áp suất 22kg/cm 2. Hơi nước này
được quá nhiệt đến 4500C ở thiết bị quá nhiệt, một phần hơi nước được đưa qua bộ phận giảm áp
hơi bão hòa cung cấp cho các bộ phận khác cần sử dụng hơi. Nước cấp lò hơi là nước vô khoáng
lấy từ nhà máy hóa chất Biên Hòa và nước ngưng tụ từ các thiết bị sử dụng hơi tuần hoàn trở lại
bồn nước. Hỗn hợp khí SO2 ra khỏi lò hơi số 1 đạt nhiệt độ thích hợp trước khi vào lớp 1 tháp
chuyển hóa là 420÷4550C.
3.3.3 Công đoạn chuyển hóa SO2 thành SO3:

Quá trình oxy hóa SO2 trên xúc tác được thực hiện qua 2 giai đoạn: Giai đoạn thứ nhất –
hỗn hợp khí đi từ quạt khí qua các truyền nhiệt vào 3 lớp xúc tác đầu tiên. Sau đó hỗn hợp khí
vào tháp hấp thụ SO3 lần 1 nhằm tằng lượng SO2, O2 trước khi vào giai đoạn tiếp xúc thứ 2 – một
lớp xúc tác.
Hệ thống chuyển hóa gồm một tháp tiếp xúc và hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt nhằm tận
dụng nhiệt và điều chỉnh nhiệt cho các dòng hỗn hợp khí.
Tháp tiếp xúc hình trụ thẳng đứng, bên trong có chứa 4 lớp xúc tác, mỗi ngăn có một ghi đỡ
nằm ngang; trên mỗi ghi đỡ đổ lớp xúc tác V2O5 thích hợp và lớp sỏi bảo vệ xúc tác.
Hỗn hợp khí SO2 vào lớp xúc tác 1 phản ứng với oxi trong không khí, có sự hiện diện của
xúc tác V2O5 theo phương trình phản ứng:
SO2
+
1/2O2 →
SO3 + Q
Cơ chế quá trình oxy hóa SO2 Gồm 7 giai đoạn:
- SO2 và O2 từ pha khí chuyển tới bề mặt ngoài xúc tác.
- SO2 và O2 thấm vào lỗ xốp xúc tác.
- Hấp thụ SO2 và O2.
- SO2 phản ứng trên mặt xúc tác.
- Nhả SO3.
- Từ lỗ xốp SO3 chuyển ra mặt ngoài tiếp xúc.
- SO3 chuyển vào pha khí.

18


Dòng sau hấp thụ 1

Dòng trước hấp thụ 1

Sơ đồ 4: Quá trình chuyển hóa SO2 thành SO3.
Dòng tác nhân

19


210-2200C

Mức chuyển hóa ở lớp một khoảng 70%, nhiệt độ hỗn hợp của của khí SO 2 và SO3 ra lớp 1
là 550-650oC. Sau khi qua lò hơi số 2, nhiệt độ hỗn hợp khí giảm còn 420÷460 0C rồi vào lớp xúc
tác 2. Nước từ bình khử khí cấp cho nồi hơi số 2 bằng bơm. Hỗn hợp khí SO 3 có nhiệt độ cao đi
trong ống, trao đổi nhiệt với nước bên ngoài ống làm cho nước bốc hơi tạo thành hơi bão hòa ở
áp suất 22kg/cm2. Hơi nước này cùng dòng hơi từ lò hơi số 1 được quá nhiệt đến 350 0C ở thiết bị
quá nhiệt. Hơi quá nhiệt 1 phần được giảm áp – bão hòa ở thiết bị cung cấp hơi 8 bar cho các nơi
sử dụng.
Mức chuyển hóa 2 lớp khoảng 93%. Hỗn hợp khí SO 2 và SO3 ra lớp xúc tác 2 có nhiệt độ
470-5000C đi qua thiết bị trao đổi nhiệt số 1 để giảm nhiệt độ xuống 440÷460 0C, rồi vào lớp xúc
tác 3. Tác nhân làm nguội ở thiết bị trao đổi nhiệt 1 là dòng hỗn hợp khí (sau hấp thu lần một) từ
thiết bị trao đổi nhiệt 2.
Hỗn hợp khí ra khỏi lớp xúc tác 3 có nhiệt độ 420÷450 0C sẽ đi qua thiết bị trao đổi nhiệt 2
với dòng hỗn hợp khí (sau hấp thu lần một), sau đó đi qua thiết bị trao đổi nhiệt số 3 để tới tháp
hấp thụ lần 1, tác nhân làm nguội ở thiết bị trao đổi nhiệt 3 là không khí khô sau tháp sấy. Mức
chuyển hóa 3 đạt 96%. Dòng hỗn hợp khí sau hấp thu lần một có nhiệt độ từ 80÷85 0C sẽ đi qua 2
thiết bị trao đổi nhiệt 2 và 1 sau đó đi qua lớp xúc tác 4. Nhiệt độ dòng khí vào xúc tác đạt
440÷4600C.
Mức chuyển hóa chung khoảng 99,82%. Nhiệt độ hỗn hợp khí SO 3 ra tháp chuyển hóa
445÷4550C. Dòng hỗn hợp khí này được làm nguội đi qua thiết bị trao đổi nhiệt để quá nhiệt hơi
nước và thiết bị làm lạnh khí SO 3 để đến tháp hấp thụ lần 2. Thiết bị làm lạnh khí SO 3 là thiết bị
dạng ống chùm, tác nhân trao đổi nhiệt là không khí tạo bởi quạt làm nguội.
3.3.4. Công đoạn hấp thụ SO3 thành H2SO4:

Khí SO3 trước khi đến hai tháp hấp thụ 1 và 2 được hạ nhiệt độ ở công đoạn chuyển hóa
đến nhiệt độ thích hợp cho các công đoạn hấp thụ.
Acid được cấp cho tháp bằng bơm. Để đạt hiệu suất hấp thụ cao, acid tưới ở các tháp
được làm nguội và điều chỉnh nhiệt độ ở các thiết bị trước khi vào tháp sấy và hấp thụ. Nhiệt độ
acid vào tháp sấy 660C, vào tháp hấp thụ 1 là 820C, vào tháp hấp thụ 2 là 790C.
Bơm nước cấp cho các thiết bị trao đổi nhiệt acid đồng thời tuần hoàn nước cho tháp giải
nhiệt.
Nhiệt độ hỗn hợp khí SO3 vào tháp hấp thu mono lần 1 là khoảng 160÷1700C, vào tháp
hấp thụ mono lần 2 là khoảng 130÷1400C.
Các tháp hấp thụ mono có cấu tạo giống như tháp sấy. Hỗn hợp khí SO 3 đi từ dưới tháp
lên và được tưới bằng acid sunfuric 98.5±0.5% từ trên máng tưới chảy xuống. Khí SO 3 kết hợp
với nước trong acid làm cho acid có nồng độ và nhiệt độ cao hơn. Acid tưới được pha loãng bằng
nước (trích từ hệ thống cấp nước giải nhiệt acid) tại bồn tuần hoàn để duy trì nồng độ ổn định ở
khoảng 98.5±0.5% H2SO4. Sản phẩm acid sunfuric được bơm từ bồn tuần hoàn qua thiết bị làm
lạnh axit sấy và qua thiết bị làm lạnh thành phần rồi về bồn chứa acid sản phẩm. Lưu kho acid

20


cho các phân xưởng sản xuất – acid được chuyển về bồn chứa lớn và các phân xưởng khác bằng
cụm bồn acid chung chuyển và bơm.
Hiệu suất hấp thụ đạt được là 99,9%. Phần khí không hấp thụ đi qua nến lọc mù để lọc mù
axit. Hiệu quả lọc mù của nến là 99% nên khí đi ra được thải ra khí trời qua ống khói với nồng độ
SO2 thực tế đo được là 500ppm.
3.4. Đặc điểm công nghệ sản suất acid sulfuric đi từ lưu huỳnh:
3.4.1. Đặc điểm của nguyên liệu – lưu huỳnh:
Khi đốt lưu huỳnh ta thu được hỗn hợp khí có hàm lượng khí SO 2 và O2 cao. Điều này rất
quan trọng trong việc sản suất acid sunfuric theo phương pháp tiếp xúc.
Lưu huỳnh chứa rất ít tạp chất (đặc biệt là hợp chất của asen) và khi cháy không có xỉ nên
đơn giản được dây chuyền sản xuất đi rất nhiều (bớt được các thiết bị đặc biệt để làm sạch nước).

Khi sản xuất với quy mô lớn và xa nguồn nguyên liệu thì lưu huỳnh lại là nguyên liệu rẻ
tiền.
Lưu huỳnh được sử dụng chủ yếu trong các ngành công ngiệp sản xuất acid sunfuric
(khoảng 50% tổng lượng lưu huỳnh), công nghệ giấy – cellulose (khoảng 25%), nông nghiệp (10
– 15%)
3.4.2. Đặc điểm của dây chuyền sản xuất:
Lưu huỳnh ở đây là tương đối sạch lẫn rất ít các tạp chất, đặc biệt là asen, selen sau khi
nấu chảy, lắng tách cặn, được đưa vào lò đốt. Không khí dùng để đốt được sấy bằng axit sunfuric
đậm đặc. Hỗn hợp SO2 ra khỏi lò có nhiệt độ 1000 – 1100 0C được làm nguội trong nồi hơi hạ
nhiệt độ xuống 440 – 4600C rồi đi vào tháp tiếp xúc (lớp xúc tác I, II đặt dưới, III, IV ở trên). Sau
đó được đưa đi làm nguội rồi qua hai tháp hấp thụ.
Vì lưu huỳnh có chứa một ít dầu hỏa (tác nhân tuyển nổi còn lại) và bitum nên khi cháy sẽ
tạo thành hơi nước. Nếu hàm lượng các chất trên lớn, lượng hơi nước tạo thành có thể vượt quá
giới hạn cho phép (0.01%), dẫn đến việc tạo mù khi hấp thu, gây tổn thất acid theo khí thải và
không sản xuất được oleum.
Để giảm việc tạo mù, người ta dùng một pháp hấp thụ monohydrate tưới acid 98.5%
H2SO4, nhiệt độ acid ra khỏi tháp 110 – 1200C (chế độ nóng).
IV. MÁY – THIẾT BỊ:
4.1. Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh:
Thiết bị chủ lực: Hồ nấu chảy lưu huỳnh.
Công dụng: Dùng để nấu chảy lưu huỳnh rắn.
Cấu tạo: Nồi nấu chảy lưu huỳnh được xây bằng lớp gạch chịu nhiệt xung quanh lò, bên
trong được xây các vách chặn cách đều nhau. Để lưu huỳnh được nấu chảy người ta lắp thêm hệ
thống gia nhiệt bằng hơi nước đặt sâu dưới đáy bể. Ở cuối nồi nấu chảy lưu huỳnh đặt hệ thống
bơm (loại bơm ly tâm trục đứng) cung cấp lưu huỳnh đến súng phun vào lò đốt.
Hồ được chia thành 5 ngăn, các vách ngăn có độ cao giảm dần:
21


−

Ngăn 1: 1200×3000×1200, ống truyền nhiệt D = 60 mm, diện tích truyền nhiệt 10.8 m2, P
= 3-5 kg/cm2, T0 = 135-1450C.
− Ngăn 2 đến ngăn 5: 1000×4000×1200, ống truyền nhiệt D = 60 mm, diện tích truyền nhiệt
9.27 m2, P = 3-5 kg/cm2, T0 = 135-1450C.
Dưới mỗi ngăn đều có các tấm lưới để chứa các tạp chất trong lưu huỳnh.
Tại mỗi ngăn đều được bố trí các ống xoắn nằm sâu phía dưới và dẫn hơi nước từ lò nhiệt
dư đi bên trong để nấu chảy lưu huỳnh.
Ở ngăn thứ 5 có bơm ly tâm bơm lưu huỳnh nóng chảy vào lò đốt.
Bơm lưu huỳnh: Động cơ U = 380V, I = 45A, N = 7.5 kW, n = 145 vòng/phút. Bơm ly tâm
trục đứng có 1 cánh guồng gắn trên đĩa bơm. Khi đĩa bơm quay xuất hiện lực ly tâm đẩy chất
lỏng vào súng phun.
4.2. Công đoạn đốt lưu huỳnh:
4.2.1. Lò phun đốt lưu huỳnh:
Công dụng: Dùng để đốt lưu huỳnh lỏng cung cấp từ bể nấu chảy lưu huỳnh, tạo ra khí SO2
đưa vào tháp tiếp xúc.
Cấu tạo: Lò đốt là 1 ống thép nằm ngang được xây bằng gạch chịu nhiệt, bên trong lò đốt
xây 2 vách ngăn. Ở đầu lò được lắp súng phun lưu huỳnh và đường ống dẫn không khí vào lò đốt.
Ở cuối lò được lắp đường ống dẫn SO2 qua lò hơi. Loại lò này chỉ đốt được lưu huỳnh tinh khiết,
vì nếu có cặn sẽ gây tắc béc phun.
Các thông số:
− Thân: Hình trụ D = 2118 mm, L = 8000 mm, vỏ thép A515 dày 12 mm.
− Xung quanh có gạch chịu nhiệt.
− Nhiệt độ lưu huỳnh vào: 135-1450C, nhiệt độ không khí vào: 25-350C.
− Nhiệt độ làm việc: 830-8350C.
4.2.2. Tháp sấy không khí:
Công dụng: Dùng để sấy không khí ẩm bằng axit H2SO4 trước khi đưa vào lò đốt và tháp
tiếp xúc, tránh tạo mù axit.
Tháp sấy được làm bằng thép lót gạch chịu axit, bên trong xếp đầy đệm sành yên ngựa.
Để đưa axit vào trong tháp, người ta đặt bảng phân phối axit, bên trong có các lỗ nhỏ để axit chảy

từ trên xuống, có các rãnh cho khí đi từ dưới lên.
Các thông số:
− Thân: hình trụ D = 3200 mm, H = 14000 mm.
− Nhiệt độ không khí vào: 25-350C.
− Nồng độ axit tưới, %H2SO4: 93-95%.
3.3. Công đoạn chuyển hóa SO2 thành SO3:

Thiết bị chủ lực: Tháp chuyển hóa.
Công dụng: Dùng để chuyển hóa khí SO2 thành SO3 trong dây chuyền sản xuất axit
sunfuric.
22


Cấu tạo: Tháp hình trụ thẳng đứng, bên trong thiết bị được thiết kế với các ngăn chứa xúc
tác, mỗi ngăn có 1 ghi đỡ nằm ngang, trên mỗi ghi đỡ đổ lớp xúc tác V2O5 và lớp bảo vệ xúc tác.
Tháp hình trụ đứng, D = 4250 mm, h = 14720 mm, vỏ bằng thép A515.
Trong tháp có 4 lớp xúc tác V2O5, theo thứ tự từ dưới lên trên, lượng xúc tác như sau:
− Lớp 1: 7.11 m2.
− Lớp 2: 10.54 m2.
− Lớp 3: 13.17 m2.
− Lớp 4: 13.38 m2.
Tại mỗi ngăn chứa xúc tác có 2 cửa nối với 1 ống dẫn khí SO2 vào và 1 ống đưa hỗn hợp
SO2, SO3 ra. Dòng khí được thiết kế từ trên xuống dưới qua lớp xúc tác.
Ngoài ra, tháp còn bố trí 4 cửa người tương ứng ở mỗi khoang chứa xúc tác.
Thân tháp dài 10 m, được bọc lớp bảo ôn dày 125 mm.
4.4. Công đoạn hấp thụ SO3 thành H2SO4:
Thiết bị chủ lực: Tháp hấp thụ 1 và 2.
Công dụng: Dùng để hấp thụ khí SO3 sau khi đi qua tháp tiếp xúc, bằng axit H2SO4.
Cấu tạo: Tháp hấp thụ hình trụ thẳng đứng được xây bằng lớp gạch chịu axit, ở phần trên
thiết bị được gắn 5 bộ phận lọc mù. Ở bên dưới được thiết kế lớp đệm yên ngựa.

Dạng tháp chêm: hình trụ thẳng đứng, D = 3600 mm, h = 14300 mm.
Vỏ được chế tạo bằng thép A515 dày 8 mm, bên trong có lót 1 lớp gạch chịu axit.
Cách đáy 1 m có 1 tấm ghi để đỡ vật liệu đệm, tấm ghi được tạo thành bởi 7 thanh ngang
xếp sát nhau, phần phía dưới gần đáy người ta xếp vòng sành có đường kính 150, 120, 100, 80,
50 mm và lớp trên cũng được đổ ngẫu nhiên vòng sành có đường kính nhỏ hơn. Axit được tưới từ
trên xuống và khí được thổi từ dưới lên.
Ở đỉnh tháp bố trí bộ phận phân phối axit – hệ thống máng tưới gồm các máng hình chữ
nhật cao 120 mm, bề rộng 60 mm. Các máng ghép lại với nhau thành hình tròn và được đặt trên
đỉnh tháp, trên thành máng tưới có các răng cưa để phân phối axit.
Khi mới bắt đầu chạy tháp hay sau khi dừng tháp để đại tu, để vận hành tháp trở lại, trước
hết ta phải cho axit tưới ướt đệm trong tháp từ 4 - 8h rồi mới cho khí vào để thực hiện quá trình
hấp thụ. Nếu không có quá trình làm ướt đệm này, hiệu suất quá trình hấp thụ sẽ rất thấp vì khi đó
diện tích bề mặt truyền khối sẽ giảm đi đáng kể.

23


4.5. Những sự cố, nguyên nhân, cách khắc phục:
Bảng 3: Một số sự cố, nguyên nhân, cách khắc phục.
Sự cố
Bể chứa lưu huỳnh có nhiều
bọt khí, váng nổi.
Hơi nước thoát ra mạnh trên
mặt hồ lưu huỳnh.
Lưu huỳnh tan chậm.
Nhiệt độ lò đốt và nồng độ
SO2 không ổn định.
Béc phun lưu huỳnh bị tắc,
không ổn định.

Lưu huỳnh đóng rắn lại gây tắt
TB hay ống dẫn.

Nguyên nhân
Độ ẩm lưu huỳnh quá cao.
Thủng ống trao đổi nhiệt.
Hơi cấp không đủ áp lực.
Béc phun lưu huỳnh bị tắc,
không ổn định.
Nhiệt độ lưu huỳnh sau lò đốt
báo sai.
Lưu huỳnh bị bẩn, nhiệt độ
lưu huỳnh không phù hợp,
bơm yếu, đường ống nghẹt...
Do thiếu không khí hay nhiệt
độ cháy quá thấp và thường
xảy ra khi khởi động hay dừng
xưởng.

Cách khắc phục
Sử dụng lưu huỳnh có độ ẩm
đạt yêu cầu, vớt váng ra ngoài.
Thay ống trao đổi nhiệt hoặc
hàn chỗ ống xì.
Kiểm tra van và khắc phục.
Kiểm tra và khắc phục.

Kiểm tra và khắc phục.
Tiến hành đốt dầu DO trước
khi phun lưu huỳnh vào đốt,

nhằm sấy hệ thống tạo độ
đồng đều trong hệ thống đồng
thời tránh sự nóng cục bộ khi
đốt lưu huỳnh (do lưu huỳnh
cháy toả nhiệt rất mạnh).

V. Sản phẩm và kinh tế công nghiệp:
5.1. Chủng loại sản phẩm:
 Axit sunfuric kỹ thuât:
− Công thức hóa học: H2SO4.
− Sản xuất từ nguyên liệu là lưu huỳnh theo phương pháp tiếp xúc kép.
− Ứng dụng: Axit sunfuric là một hóa chất cơ bản được dùng rất nhiều trong các ngành công
nghiệp, nhất là trong sản xuất phân khoáng, các loại muối, các axit khác và các sản phẩm hữu
cơ (chế tạo sơn, bột màu, chất tạo khói, chất nổ,…). Ngoài ra nó còn được dùng trong ngành lọc
dầu, luyện kim, gia công kim loại, chế tạo sợi nhân tạo, làm chất hút ẩm…

24


Sơn

Dầu

Ứng dụng của acid sunfuric

Phân bón
Luyện kim

Chất tẩy rửa

Phẩm nhuộm

Hình 1: Ứng dụng của axit sunfuric trong cơng nghiệp

 Phèn nhôm (phèn đơn):
− Phèn nhôm kỹ thuật loại 15% Al2O3 và 17% Al2O3
− Công thức hóa học: Al 2(SO4)3.18H2O ( 15%

Al2(SO4)3.14H2O (17% Al2O3).
25

Al2O3)

và