BÁO CÁO THỰC TẬP LÂM THAO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
------

BÁO CÁO THỰC TẬP KỸ THUẬT
NHÀ MÁY HÓA CHẤT SUPE LÂM THAO

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Dung
Mã số sinh viên: 20174553

Hà Nội, tháng 5 năm 2020


MỤC LỤC
67
1. Giới thiệu về phân xưởng nước

67

2. Dây chuyền công nghệ cấp nước và xử lý nước thải
68
KẾT LUẬN

71

LỜI NĨI ĐẦU
Song song với q trình học tập lý thuyết về các q trình cơ bản trong
cơng nghệ mơi trường, việc tiếp xúc với các quá trình và thiết bị trong thực tế là
cơ hội rất thuận lợi để giúp em hiểu sâu hơn về các lý thuyết đã được học, đồng
thời tìm hiểu được các kiến thức thực tiễn khác nằm ngồi chương trình lý
thuyết trên lớp. Chuyến đi thực tập tại Cơng ty Supe phốt phát và Hóa chất Lâm

Thao đã cho em rất nhiều bài học bổ ích về thực tế.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Đinh Bách Khoa và ThS. Võ Thị
Lệ Hà, cùng tồn thể các cơ chú cán bộ trong Cơng ty nói chung và các xí
nghiệp thực tập nói riêng, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em hồn thành
chuyến thực tập của mình một cách tốt đẹp nhất. Dưới đây là bài báo cáo của em
về những kiến thức đã tìm hiểu được từ chuyến đi thực tập. Báo cáo gồm 3 nội
dung chính, bao gồm: các dây chuyền cơng nghệ và các thiết bị chính của xí
nghiệp Axit sunfuric, xí nghiệp Supe phốt phát, và xí nghiệp phân lân nung chảy
và phân xưởng xử lý nước thuộc Cơng ty Supe phốt phát và Hóa chất Lâm Thao.
Bên cạnh đó do kiến thức cịn hạn chế và thời gian thực tập có hạn nên
những tìm hiểu của em khơng tránh khỏi những thiếu sót khơng mong muốn.
Em rất mong nhận được những góp ý quý báu của thầy cơ để bài báo cáo của em
được hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội,ngày 3 tháng 8 năm 2020
Sinh viên thực hiện
Dung
2


Nguyễn Thị Thùy Dung

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Sơ đồ q trình sản xuất axit sunfuric9
Hình 2. Sơ đồ cơng nghệ cơng đoạn nấu chảy lưu huỳnh……………………...12
Hình 3. Sơ đồ cơng nghệ đốt lưu huỳnh………………………………………..18
Hình 4. Lị đốt lưu huỳnh………………………………………………………21
Hình 5. Sơ đồ cơng nghệ cơng đoạn tiếp xúc…………………………………..24
Hình 6. Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất supe phốt phát
đơn…………………..50

Hình 7. Sơ đồ dây chuyền sản xuất phân lân nung chảy……………………….60

3


I.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CƠNG TY SUPEPHỐT PHÁT VÀ HĨA
CHẤT LÂM THAO
1.Tổng quan Cơng ty Supephốt phát và Hóa chất Lâm Thao
Tiền thân của Công ty cổ phần Supe phốt phát và Hóa chất Lâm Thao
là Nhà máy Supe phốt phát Lâm Thao, được Chính phủ n ước Vi ệt Nam Dân
chủ Cộng hịa khởi cơng xây dựng ngày 8 tháng 6 năm 1959 bên dịng sơng
Thao trên q hương Đất Tổ (huyện Lâm Thao, tỉnh Phú Thọ). Sau 3 năm
thi công xây dựng, nhà máy đã khánh thành đi vào sản xuất ngày 24 tháng 6
năm 1962.
Nhiệm vụ chủ yếu là sản xuất phân lân Supe Lân Lâm Thao và NPK Lâm
Thao phục vụ nông nghiệp, công suất thiết kế ban đầu 100.000 tấn supe lân/năm
và 40.000 tấn axit sunfuric/năm. Ngồi ra cịn sản xuất nhiều loại sản phẩm khác
phục vụ các ngành kinh tế như: NaF, Sunfít, Na 2SO3, thuốc trừ sâu công nghiệp
Na2SiF6, phèn đơn, phèn kép,... Sau đó cơng ty trải qua 3 đợt cải tạo công suất:
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 10 năm từ 1997 – 2006 với nhu cầu phân
bón ngày càng tăng đề phục vụ nơng nghiệp, cơng 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, giá trị
hàng trăm tỷ đồng, cải tạo, đổi mới thiết bị, công nghệ, nâng cao công suất các
dây chuyền sản xuất axit sunfuric, supe lân để nâng cao sản lượng, đảm bảo các
điều kiện mơi trường theo chỉ đạo của Thủ tướng Chính Phủ.

Qua 60 năm tồn tại, phát triển, công ty đã sản xuất và cung cấp cho ruộng
đồng Việt Nam trên 14,5 triệu tấn phân supe lân và trên 3,4 triệu tấn phân hỗn
hợp NPK các loại, cùng hàng chục sản phẩm hữu ích quan trọng khác phục vụ
đắc lực nhu cầu sản xuất, tiêu dùng trên mọi miền Tổ quốc như: axit sunfuric,
NaF, trừ sâu cơng nghiệp, sunfít, bisunfít, phèn đơn, phèn kép… Sản phẩm của
cơng ty có chất lượng tốt ngày càng chiếm được sự tín nhiệm, tin dùng của bà
4


con nông dân trong cả nước. Công ty phấn đấu trở thành một trong những doanh
nghiệp hàng đầu của Việt Nam trong lĩnh vực cung cấp các sản phẩm phân bón,
axit sunfuric và các sản phẩm hóa chất khác.
2. Các sản phẩm chính của Cơng ty
* Supe Lân Lâm Thao
Lân là ngun tố có vai trị quan trọng trong đời sống của cây trồng. Lân có
trong thành phần của hạt nhân tế bào, rất cần cho việc hình thành các bộ phận
mới của cây. Lân kích thích sự phát triển của rễ cây, kích thích q trình đẻ
nhánh, nảy chồi, thúc đẩy cây ra hoa kết quả sớm và nhiều. Lân làm tăng đặc
tính chống chịu của cây đối với các yếu tố không thuận lợi: chống rét, chống
hạn, chịu độ chua của đất, chống một số loại sâu bệnh hại v.v… Thiếu lân không
những làm cho năng suất cây trồng giảm mà còn hạn chế hiệu quả của phân
đạm. Supe lân có 16% – 20% lân nguyên chất. Phân lân dễ hoà tan trong nước
cho nên cây dễ sử dụng. Phân thường phát huy hiệu quả nhanh, ít bị rửa trôi.
Supe lân Lâm Thao sản xuất bằng phương pháp hóa học có hàm lượng P 2O5 hữu
hiệu 16%-16,5%, hàm lượng lưu huỳnh dạng ion 11% ngồi ra cịn chứa các
nguyên tố vi lượng khác. Supe lân Lâm Thao có thể dùng được cho mọi loại đất
và cây trồng. Supe lân Lâm Thao rất được ưa chuộng trên thị trường Việt Nam.

* Axit Sunfuric

5


Axit Sunfuric do Công ty sản xuất chủ yếu dùng nội bộ để sản xuất phân
supe lân. Ngồi ra cơng ty còn sản xuất Axit Sunfuric tinh khiết (P) và tinh khiết
phân tích (Pa), axit ắc quy phục vụ các ngành kinh tế quốc dân.
Bên cạnh các mặt hàng truyền thống, Cơng ty cịn sản xuất các sản phẩm
hóa chất khác theo khả năng của Công ty và nhu cầu của thị trường.
* Phân lân nung chảy
Là loại phân không tan trong nước, mà tan từ từ trong môi trường đất và
dịch rễ cây tiết ra nên hạn chế được rửa trơi, hiệu lực của phân kéo dài. Ngồi
chất dinh dưỡng chính là lân (P 2O5), phân lân nung chảy còn được bổ sung thêm
các chất dinh dưỡng khác như: CaO. MgO, SiO2 và các chất vi lượng Cu, Fe,
Zn, Mo,…

Phân lân nung chảy dạng hạt

Phân lân nung chảy dạng bột

II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT AXIT 1
Xí nghiệp Axit là thành viên của công ty cổ phần supe phốt phát và hoá chất
Lâm Thao. Nhiệm vụ chủ yếu là sản xuất Axit sunfuric H 2SO4 cung cấp cho sản
xuất Supe lân.
Xí nghiệp axit hiện nay quản lý ba dây chuyền sản xuất axit sunfuric theo
phương pháp tiếp xúc kép hấp thụ hai lần.
1. Dây chuyền axit số1 có cơng suất thiết kế 80.000 tấn axit sunfuric/năm.
6


2. Dây chuyền axit số 2 có cơng suất thiết kế 120.000 tấn axit sunfuric/năm.

3. Dây chuyền axit số 3 có cơng suất thiết kế 40.000 tấn axit sunfuric/năm.
Các dây chuyền axit đều có hiệu suất sử dụng trung bình (tính theo cơng
suất sử dụng trung bình trong một năm) là 90-100%, đều là dây chuyền sản xuất
đồng bộ, tự động hóa, đều có đủ hệ thống xử lý chất thải rắn, chất thải lỏng và
xử lý khí thải đảm bảo chất thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn của tiêu chuẩn môi
trường Việt Nam.
1. Nguyên liệu sản xuất
*Nguyên liệu chính
Về mặt lý thuyết tất cả những chất nào chứa lưu huỳnh mà có thể tách lưu
huỳnh ra hoặc có thể tạo ra SO2 đều làm nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric
được. Nhưng việc lựa chọn nguyên liệu nào để có thể đem lại hiệu quả kinh tế.
Hiện nay, những nguyên liệu được dùng nhiều để sản xuất axit sunfuric là pyrit,
khí luyện kim và lưu huỳnh.
Dây chuyền cũ sử dụng quặng pyrit tuy ển nổi có c ỡ h ạt 8mm làm
nguyên liệu chính sản xuất axit sunfuric. Sau khi cải tạo, thay th ế bằn l ưu
huỳnh nguyên tố được khai tác từ mỏ hoặc trong hóa dầu, nhập kh ẩu t ừ
nước ngồi. Có hai loại lưu huỳnh: Lưu huỳnh khai thác ở các mỏ có sẵn gọi là
lưu huỳnh thiên nhiên, còn lưu huỳnh thu hồi từ khí thải các lị luyện kim mầu,
các nhà máy lọc dầu được gọi là lưu huỳnh thu hồi. Trong lưu huỳnh thiên
nhiên, hàm lượng asen không đáng kể nên dây chuyền cơng nghệ có thể rút
ngắn, bỏ được các cơng đoạn tinh chế khí, giảm được lượng axit thải và bụi.
Thay thế quặng bằng lưu huỳnh nguyên tố đem lại lợi ích về kinh tế và
bảo vệ mơi trường. Ngồi ra cịn có ưu điểm:
• Trữ lượng quặng pyrit có hạn nên phải tìm nguồn thay th ế.
• Sử dụng S nguyên tố sẽ bớt đi công đoạn xử lí quặng, bớt thi ết
bị và chất thải ra mơi trường.
• Sử dụng pyrit tạo xỉ rắn khó xử lí.
• Đốt S ngun tố thu hỗn hợn khí SO2 có nồng độ cao.
• S ngun tố khơng chứa tạp chất chứa asen và không tạo xỉ,
dây chuyền ngắn hơn, đơn giản.

• S ngun tố rẻ giảm chi phí, hạ giá thành.
* Chất xúc tác

7


Trong công nghệ sản xuất axit sunfuric chất xúc tác đóng vai trị r ất
quan trọng trong giai đoạn chuyển hoá SO 2 thành SO3. Các chất xúc tác
trong quá trình ơxi hố SO2 có thể chia làm hai nhóm:
- Nhóm I: là các xúc tác chứa platin gồm platin là cấu t ử hoạt tính đ ược
mang trên các chất mang như amiăng, silicagen và một số chất khác.
- Nhóm II: bao gồm các oxit kim loại. Trong lịch s ử của công ngh ệ s ản
xuất axit sunfuric, đầu tiên phổ biến là dùng xúc tác ch ứa platin, sau đó
dùng xúc tác sắt oxit.
Hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta xúc tác được dùng ph ổ biến
nhất là vanadioxit ( V2O5 ) cùng với một số phụ gia khác như Al 2O3, SiO2,
K2O, CaO. Các chất phụ gia có tác dụng làm tăng đ ộ bền c ơ h ọc, nâng cao
hoạt tính của chất xúc tác, ít bị ngộ độc bởi các tạp chất.
Xúc tác Pt có hoạt độ cao nhất, trên xúc tác này xảy ra phản ứng oxi hoá
SO2 diễn ra ngay ở nhiệt độ 400°C.
Xúc tác chứa vanadi oxit chiếm vị trí thứ hai, cịn với xúc tác Fe 2O3 phản
ứng này chỉ diễn ra ở nhiệt độ 600°C. Mức độ dễ bị ngộ độc bởi asen oxit
As2O3 cũng theo trật tự như trên.
Đặc tính của chất xúc tác:
- Khối tiếp xúc vanadi 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 vanadi làm việc trong khoảng nhiệt đ ộ 400-600°C. Khi
t>600°C, xúc tác giảm hoạt độ do hiện tượng kết kh ối các cấu t ử đ ể t ạo
thành những hợp chất không hoạt động. Khi t<400°C, ho ạt đ ộng c ủa xúc

tác giảm đột ngột do sự chuyển hóa hóa trị từ V 5+ thành V4+ ít hoạt động.
Trong dây chuyền sản xuất axit của của xí nghiệp axit, s ử d ụng ch ất
xúc tác là vanadi oxit của hãng MONSANTO, do có các ưu điểm:
8


+ V2O5 kém hoạt động hơn Pt nhưng rẻ hơn
+ Độ nhiễm độc Asen kém hơn Pt vài nghìn lần
+ V2O5 có hoạt tính cao, thời gian sử dụng dài, độ bền cao, trở lực thấp.
Sử dụng chất xúc tác có ký hiệu T-210 trong lớp xúc tác 1, 2 (n ồng đ ộ SO 2
cao) và CS-110 trong các lớp tiếp xúc 3 và 4( nồng độ SO 2 thấp).
* Nhiên liệu
Dầu DO và FO là nhiên liệu để phục vụ cho quá trình sấy và gia nhi ệt
cho các hệ thống cơng nghệ như lị đốt lưu huỳnh, tháp tiếp xúc,…
2. Cơ sở quá trình sản xuất axit sunfuric
Sản xuất axit sunfuric có 4 giai đoạn chính:
+ Đốt nguyên liệu thành SO2
+ Oxi hóa SO2 thành SO3
+ Hấp thụ SO3 thành H2SO4
B ụi

Chuẩn bị
nguyên liệu
Bụi

Khí th ải

Sản xuất
khí SO
X ỉ qu ặng2

Oxy hóa
SO2 S03

Hấp thụ
tạo H SO
Thành ph ẩm 2 4

Hình 1. Sơ đồ quá trình sản xuất axit sunfuric
•

Điều chế lưu huỳnh đioxit SO2
* Nguyên liệu:

Nguyên liệu được nghiền nhỏ để có kích thước nhất định, sàng lọc, đ ể
đưa qua các lị đốt. Để q trình đốt nguyên liệu đ ỡ tốn nhiệt, ta c ần l ọc
bụi ngay từ giai đoạn này, dù sau giai đoạn này vẫn cần ph ải l ọc bụi thêm
9


nữa. Quặng phải được sấy khô để giảm hàm lượng ẩm, đ ể tránh t ổn th ất
nhiệt trong quá trình đốt ngun liệu.
* Q trình cháy:
Khơng khí ẩm ngồi trời được hút vào tháp sấy khí (s ử dụng axit đ ể
sấy) rồi vào tháp tách tia bắn axit, tạo thành khơng khí khơ, đ ược nâng
nhiệt độ lên 180-200◦C rồi cung cấp vào lò đốt lưu huỳnh. Lưu huỳnh lỏng
qua bộ phận hóa lỏng có nhiệt độ 140-145◦C được bơm vào lò đốt. Trong
lò xảy ra phản ứng cháy của lưu huỳnh với oxy trong khơng khí.
S + O2  SO2 + 296 kJ
Phản ứng tỏa nhiệt và quá trình cháy là đồng th ể. Đốt l ưu huỳnh trong

khơng khí có thể thu được khí có chứa 21% SO 2. Nhưng trong thực tế
thường lấy dư không khí và khí thu được chứa 12% SO 2.
Giai đoạn oxy hóa
Cơ sở của q trình oxy hóa SO2 thành SO3 trên xúc tác oxit vanadi:
•

SO2 + 0.5 O2 = SO3 + Q
Đây là phản ứng thuận nghịch, tỏa nhiệt, giảm thể tích. Cơ chế trên
được giải thích bằng sự tạo thành, phân hủy h ợp ch ất trung gian ở d ạng
sunfat vanadi theo phản ứng:
V2O5 + SO2  V2O4 + SO3
V2O4 + 2 SO2 + O2 2VOSO4
2VOSO4  V2O5 + SO2 + SO3
2SO2 + O2 = 2SO3
Như vậy trong quá trình trên oxit vanadi là chất vận chuy ển oxy.
Sự oxy hoá SO2 thành SO3 là do kết quả va chạm giữa các phân tử SO 2 và
O2. Ở điều kiện khơng có xúc tác, phải tiêu tốn một năng l ượng r ất l ớn (g ọi
là năng lượng hoạt hoá) để phá vỡ liên kết giữa các phân t ử oxy (O 2) để tạo
thành oxy nguyên tử (O), sau đó nguyên tử oxy tác dụng v ới SO 2 để tạo
thành SO3.
•

Giai đoạn hấp thụ
10


Tại tháp hấp thụ xảy ra phản ứng:
n SO3 + H2O ------> H2SO4 + (n-1)SO3
Tuỳ theo tỉ lệ giữa lượng SO 3 và H2O mà nồng độ axit thu được sẽ khác
nhau:

+ n > 1 là sản phẩm là oleum.
+ n = 1 sản phẩm là monohydrat (axit sunfuric 100%).
+ n < 1 sản phẩm là axit lỗng.
Thơng thường, người ta có xu hướng sản xuất tồn bộ sản ph ẩm ở
dưới dạng oleum để bảo quản vận chuyển và sử dụng thuận l ợi h ơn.
Muốn vậy cho hỗn hợp khí chứa SO3 qua tháp có tưới oleum. Tháp oleum
chỉ hấp thụ được một phần SO3 trong hỗn hợp khí. Hàm lượng SO3 cịn lại
trong khí ra khỏi tháp oleum khá lớn. Do đó đ ể h ấp th ụ h ết SO 3 lại phải
đưa hỗn hợp tiếp tục qua tháp hấp thụ thứ hai tưới monohydrat (tháp
monohydrat). Đến đây mới kết thúc quá trình hấp thụ SO 3. Ở đây không
dùng nước hấp thụ SO3 do hàm lượng hấp thụ khơng được nhiều, do đó
người ta sử dụng oleum hấp thụ SO3 để đạt hiệu suất cao hơn.
Nồng độ axit và nhiệt độ axit ảnh hưởng lớn đến tốc độ và hi ệu su ất
hấp thụ. Tại nồng độ axit 98,3% H 2SO4 và ở nhiệt độ thấp thì cả tốc độ
hấp thụ và hiệu suất hấp thụ đạt giá trị cực đại. Có thể giải thích điều này
như sau:
- Axit sunfuric nồng độ 98.3% hấp thụ khí SO 3 tốt nhất vì áp suất hơi
SO3 trên bề mặt dung dịch axit này rất thấp. Nồng độ th ấp hay cao h ơn
98.3% thì quá trình hấp thụ SO3 đều khơng tốt.
- Nếu axit có nồng độ nhỏ hơn 98,3%, thì trong thành ph ần pha h ơi
của nó trên bề mặt ngồi hơi axit cịn có thừa h ơi n ước. Một ph ần khí SO 3
sẽ kết hợp với hơi nước tạo thành mù axit ngay trong tháp hấp thụ, mà mù
axit rất khó hấp thụ, nên nó đi phần lớn theo khí th ải ra ngoài, n ếu th ấy
ngay ở miệng ống thải các hạt mù to dần lên và có mầu tr ắng nh ư h ơi
nước. Điều đáng chú ý là khi nồng độ axit nhỏ hơn 98.3% mà nhi ệt đ ộ axit
tăng thì sự hấp thụ giảm rất mạnh cho tới 1 nhiệt đ ộ xác đ ịnh (nhi ệt đ ộ
tới hạn) thì axit hồn tồn khơng hấp thụ được n ữa. Vì khi nhi ệt đ ộ axit
càng cao, thì hơi nước trên bề mặt axit càng nhiều, mù sinh ra càng nhi ều,
hiệu suất hấp thụ càng thấp. Cho tới nhiệt độ tới h ạn thì l ượng h ơi n ước
11

đủ lớn để để kết hợp với tất cả SO 3 tạo hoàn toàn thành mù (hiệu suất
hấp thụ bằng 0).
- Nếu nồng độ axit lớn hơn 98.3%, quá trình hấp thụ SO 3 cũng khơng
được hồn tồn vì trên bề mặt axit này có SO 3 toả ra, làm giảm động lực
của quá trình hấp thụ, gây nên hiện tượng khí SO 3 hấp thụ khơng hết theo
ống khí thải ra ngoài trời, SO 3 kết hợp với ẩm trong khơng khí và tạo thành
mù và chỉ nhìn thấy rõ cách miệng ống thải một đoạn. Khi tạo thành mù,
các hạt mù có kích thước rất nhỏ và mới đầu có màu xanh lam (khi nhi ều
thì có mầu nâu nhạt), sau khi hạt mù đã to lên thì có m ầu tr ắng. N ồng đ ộ
axit càng lớn (>98,3%), nhiệt độ axit càng cao thì áp su ất riêng ph ần c ủa
khí SO3 càng cao, hiệu suất hấp thụ càng giảm.
3. Dây chuyền sản xuất
Các công đoạn diễn ra trong dây chuyền sản xuất :
Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh
Cơng đoạn lị đốt lưu huỳnh
Cơng đoạn tiếp xúc
Công đoạn sấy hấp thụ
Công đoạn xử lý nước mềm
Các công đoạn phụ khá
3.1 Công đoạn nấu chảy lưu huỳnh
a. Sơ đồ cơng nghệ
-

Khí thải
H2O
1

9

12


10

2

8

7

3

5

6

4
Hình 2: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ cơng đoạn nấu chảy Lưu huỳnh
1- Cầu trục và gầu múc
2- Băng tải
3- Thiết bị hóa lỏng
4- Thùng lắng
5- Thùng chứa

6- Bơm
7- TB khuấy trộn
8- Ống xoắn ruột gà
9- Tháp hấp thụ khí H2S
10- Phoi sắt

Hình 2. Sơ đồ cơng nghệ cơng đoạn nấu chảy lưu huỳnh
b. Thuyết minh dây chuyền
Lưu huỳnh từ kho chứa được cầu trục múc lên bunke chứa lưu huỳnh số
102, sau đó được vận chuyển bằng băng tải 103, băng tải 104 để đưa vào thiết bị
hóa lỏng 106A,B. Trong thiết bị hóa lỏng có bố trí các cụm trao đổi nhiệt bằng
hơi nước bão hòa áp suất 6at, nhiệt độ 160º± 2ºC đi trong các ống xoắn ruột gà
để gia nhiệt hóa lỏng lưu huỳnh. Để tăng cường hóa lỏng, trong thiết bị hóa lỏng
có bố trí thiết bị khuấy trộn. Lưu huỳnh sau khi được hóa lỏng chảy tràn sang
thùng lắng 108A, 108B, 109A, 109B để lắng cặn. Cặn trong lưu huỳnh lỏng
được lắng xuống đáy và định kì tháo xả ra ngồi. Thùng lắng là thiết bị 2 vỏ, hơi
đi giữa 2 vỏ có tác dụng duy trì nhiệt độ của lưu huỳnh lỏng ở nhiệt độ 140145ºC.

13


Thùng hóa lỏng lưu huỳnh

Ống xoắn ruột gà

Lưu huỳnh lỏng sau khi được lắng cặn tiếp tục chảy tràn sang thùng chứa
111, tại thùng chứa có bố trí bơm 110A, B kiểu nhúng chìm để bơm lưu huỳnh
lên các thùng trung gian đầu lò đốt của các dây chuyền axit số 1, 2, 3. Để duy trì
nhiệt độ lưu huỳnh, tại các thùng chứa lưu huỳnh trung gian đầu lò đốt cũng bố
trí áo hơi để gia nhiệt.
Q trình hóa lỏng lưu huỳnh ln ln có hơi nước bay ra với khí H 2S và
hơi lưu huỳnh. Để khử hơi này, tại bộ phận hóa lỏng có bố trí hệ thống quạt hút
và thiết bị dập hơi lưu huỳnh bằng nước, thiết bị hấp thụ H 2S bằng dung dịch
kiềm để xử lý khí thải trước khi thải ra ngồi trời. H 2S được hấp thụ bằng kiềm
trong tháp hấp thụ, tuy nhiên để tăng hiệu suất hấp thụ khí H 2S, người ta dùng

phoi sắt đổ trong tháp để hấp thụ H 2S tạo FeS, đồng thời giảm nồng độ H 2S
trong nước và tuần hoàn lại nước hấp thụ. Hiệu suất của phản ứng hấp thụ tăng
khi nhiệt độ giảm nên dung dịch hấp thụ được giải nhiệt trước khi tuần hoàn.

14


Tháp thấp thụ H2S

c.

Các thiết bị chính
* Thùng hóa lỏng lưu huỳnh
Cấu tạo :

+ Đường kính d=3m. Chiều cao h=4.5m
+ Diện tích bề mặt S=56m2, nhiệt độ làm việc : 140-145◦C
+ Lưu lượng đầu vào 3 tấn/h
Bên trong thùng hóa lỏng có chứa 6 ống xoắn ruột gà trao đổi nhiệt.
Trong thùng hóa lỏng cịn có cánh khuấy đặt ở trung tâm thùng hóa l ỏng
để tăng khả năng truyền nhiệt.
* Thùng lắng lưu huỳnh lỏng
Cấu tạo: là một trụ vng đáy vát
Thể tích thiết kế là 22.5m3 trên thực tế là V= 18.3m 3 Φ600xH4000. Bên
ngồi được bảo ơn bằng thủy tinh, amiang và bên trong có áo h ơi (h ơi n ước
bão hòa). Trong thùng lắng bao gồm ba ngăn và có các cụm trao đổi nhiệt.
* Kho chứa lưu huỳnh:
Kho chứa lưu huỳnh có mái tre xung quanh đ ược đ ổ bờ t ường b ằng
bê tông . Nền kho được đổ bê tông.Trong kho có m ột đ ường s ắt ngồi ra
kho cịn có một cửa dùng cho xe ơ tơ để v ận chuy ển l ưu huỳnh vào kho.

Kích thước kho: 200m x 30m. Sức chứa của kho gần 40.000tấn. Ngoài ra
15


trong kho cịn bố trí một hệ thống cầu trục gồm 2 cầu loại 10 tấn dùng đ ể
xuống rỡ lưu huỳnh và múc lưu huỳnh phục vụ sản xuất.
* Bunke chứa lưu huỳnh.
-

Thể tích chứa S: 16 m3
Kích thước Bunke:
4000 x 4000 x 3000
Cửa tháo S: 400 x 400
Vật liệu : Thép CT
Khối lượng:
4974 kg
* Máy khuấy lưu huỳnh
lỏng107
- Kích thước:

L = 6074

- Đường kính trục:

Φ130 vật liệu 12CT 18Ni 9Ti

- Đường kính cách khuấy

D1000 bằng thép CT38

- Tốc độ khuấy

136 vòng/phút

- Nhiệt độ làm việc

140 - 1500C

- Động cơ liền giảm tốc

C17VM60 - 4205 - 11

- Công suất động cơ

45 kW

- Tốc độ động cơ

1500vòng/phút

- Tỷ số truyền

1:11

* Thùng hoá lỏng lưu huỳnh 106 (A, B):
Số lượng thùng hố lỏng S
2 thùng
Năng suất hố lỏng/1thùng 5,06 tấn/h
Thể tích thiết kế :
77,5 m3

Thể tích làm việc:
60,6m3
Áp suất làm việc:
6 Kg/cm2
Áp suất thử:
8 Kg/cm2
Nhiệt độ làm việc:
140 - 1500C
Kích thước thiết bị:
4950/4890/4600, H5225
Chiều dày bảo ôn:
130 mm
- Dàn gia nhiệt S: ( 6 cụm )
Φ60x4 thép CT20
16


- Truc trung tâm lắp cánh khuấy

Φ1220 x 10

* Thùng lắng S vị trí 108a, 109a
- Kích thước phủ bì

6300 x 4310 mm

- Kích thước thùng

Φ6024 x 12, H4310 mm

- Thể tích tồn bộ

113m3

- Nhiệt độ làm việc

1450C

- Năng suất

5,060 tấn/h

* Thùng lắng S vị trí 108b, 109b:
- Kích thước phủ bỡ

5300 x 3000 mm

- Kích thước thùng

Φ5024 x 12, H3000 mm

- Thể tích tồn bộ

59m3

- Nhiệt độ làm việc

1450C

* Thùng chứa S sạch 111:

- Kích thước bao

Φ3200, H3000

- Kích thước thùng

Φ3216 x 8: H2000

- Thể tích tồn bộ

16m3

- Nhiệt độ làm việc

1450C

d. Một số sự cố trong công đoạn nấu chảy lưu huỳnh
* Tạo bọt lưu huỳnh trong bể hóa lỏng
Nguyên nhân do lưu huỳnh lẫn nước nên khi hóa lỏng lẫn bọt. Trong trường hợp này
nếu khơng có lưu huỳnh khô phải giảm lượng lưu huỳnh cấp vào.
* Hỏng ống trao đổi nhiệt
Khi ống trao đổi nhiệt bị thủng thì có hơi nước thốt ra trên bề mặt lưu huỳnh, sau khi
kiểm tra nếu phát hiện ống bị thủng thì tiến hành như sau:
+ Dừng hóa lỏng và hạ mức lưu huỳnh xuống mức tối thiểu.
+ Tháo ống trao đổi nhiệt bị thủng ra khỏi hệ thống hơi và tháo nước ngưng, tháo các
17


bulong, bích nối, tháo ống trao đổi nhiệt ra.
+ Chú ý: Không được cắt hơi vào ống trao đổi nhiệt bị thủng lưu huỳnh lỏng còn ở

mức cao ngập vị trí thủng vì nếu cắt hơi lưu huỳnh có thể chui vào trong ống rất khó vệ
sinh.
* Tạo váng bitum
Trong một số trường hợp lưu huỳnh có chứa hàm lượng bitum vượt tiêu chuẩn cho
phép. Bitum tích tụ dần trên bề mặt lưu huỳnh lỏng tạo thành lớp váng đen đi theo lưu
huỳnh dế làm tắc vòi phun. Lớp váng này cần vớt bỏ.
* Cháy lưu huỳnh lỏng
Lưu huỳnh có thể tự bốc cháy nếu mức lưu huỳnh thấp hoặc ống trao đổi nhiệt không
ngập lưu huỳnh. Khi lưu huỳnh bốc cháy cần tiến hành như sau:
+ Dừng cấp lưu huỳnh vào bể.
+ Dừng máy khuấy.
+ Mở hơi cứu hỏa.
+ Nếu sau 10 phút khơng dập được thì phải dùng nước.

3.2

Sơ đồ chung

Lò đốt lưu huỳnh

18


ống khói
Nhiên liệu ( dầu DO, khơng khí khơ..)

xả vào hấp thụ

Thiết bị lọc
khí nóng

Thùng chứa DO

Bơm

Hỗn hợp khí SO2 sau nồi hơi nhiệt

S
lỏng
Lò đốt
lưu huỳnh

Thùng chứa lưu huỳnh lỏng

Hỗn hợp khí SO2

xả vào bể thu Lưu huỳnh

Hình 3. Sơ đồ công nghệ đốt lưu huỳnh
Thuyết minh công nghệ
Lưu huỳnh có nhiệt độ 140-145oC từ bộ phận hóa lỏng được bơm cấp
về các thùng chứa trung gian đầu lò. Tại các thùng ch ứa trung gian đ ầu lò,
lưu huỳnh được bơm cấp qua vòi phun vào lò đốt với lưu lượng 2,02,5m3/h.
b.

Khơng khí ẩm được hút vào tháp sấy, axit 98,3% đ ược tưới t ừ trên
xuống để hấp thụ ẩm trong khơng khí, sau đó qua tháp tia b ắn, khơng khí
khơ đạt hàm ẩm trong khí <0.015% thể tích và tia bắn axit kéo theo
<0.005mg/m3 được hút về máy thổi khí, theo đường đẩy máy th ổi khí.
Khơng khí khơ sau khi tách giọt axit được nâng đến 120-130 oC nhờ trao đổi
nhiệt ngoài rồi cung cấp vào lò đốt lưu huỳnh.

S + O2  SO2 + 296 kJ
Hỗn hợp khí có nhiệt độ 950 25oC, nồng độ 8.5÷10.5% thể tích đi qua
nồi hơi để hạ nhiệt độ xuống 400÷430 oC sau đó đi qua thiết bị lọc gió nóng
để sang cơng đoạn tiếp xúc.
19


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 O 2 sau đó qua bơm cấp đưa vào nồi
hơi. Hơi tạo ra trong nồi hơi có áp suất 25 at, nhiệt đ ộ 225 oC được đưa
qua thiết bị giảm áp để hạ xuống còn 6 at, 160 oC ± 20oC rồi cấp hoà vào
mạng chung.
Thông số kỹ thuật
Nhiệt độ dầu DO: 25-30˚C. Áp suất dầu:15-25 kg/cm 2
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 khơng khí vào lị :30000-35000 Nm3/h
Nồng độ SO2 sau lị: 11% thể tích
c.

Thiết bị chính
1. Lị đốt lưu huỳnh
Nhiệm vụ: điều chế SO2 từ S lỏng ( phản ứng cháy với oxi khơng khí)

Cấu tạo:
Lị đốt lưu huỳnh có cấu tạo hình trụ nằm ngang, l ớp v ỏ bên ngoài
được chế tạo bằng thép CT3 dày 10mm, bên trong được xây lót bằng 2 l ớp
gạch chịu lửa.
Ngồi cùng là lớp gạch định hình AD5 (230x113x65/55) và g ạch FB
(230x103x65)
20


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 cơn được xây lót bằng g ạch
định hình để thu cơn bằng 2 lớp gạch AD5 và AD3.
Lị đốt được đặt trên 5 giá di động kiểu con lăn.
Bên ngồi lị được bọc bằng lớp vỏ nhơm.
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 cơn 883 Đường kính vỏ lị 3956x10
Đường kính trong xây lót 3000
Thể tích lị 812475m3
Đặc tính kĩ thuật:
Nhiệt độ khơng khí vào lị đốt 150˚C
Nhiệt độ tường lị 900˚C
Nhiệt độ buồng đốt 1000-1050˚C
Nồng độ SO2 sau lò 11% thể tích

21

Hình 4: Lị đốt lưu huỳnh
Hoạt động của lị:
Lưu huỳnh lỏng được phun vào dưới dạng s ương đ ể quá trình đ ốt
được diễn ra triệt để. Lưu lượng lưu huỳnh lỏng được tăng d ần d ần v ới t ỉ
lệ của lưu huỳnh lỏng/khơng khí khơ nhất định. Khơng khí khơ đ ược đ ưa
vào ở cửa lò cung cấp oxi để đốt dầu DO tạo ph ản ứng sinh SO 2. Các vách
ngăn được thiết kế để tăng hiệu suất chuyển hoá lưu huỳnh bằng cách tạo
ra các dịng chảy xốy. Ngồi 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 đ ược đ ưa vào
nồi hơi nhiệt thừa ngay sau buồng đốt.
2.

Nồi hơi nhiệt thừa

Cấu tạo:
Nồi hơi nhiệt thừa là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm gián tiếp.
Khí SO2 đi bên trong ống, nước mềm đã được khử khí đi bên ngồi ống. h ơi
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 lị : 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: 14000-17000 kg/h
22


- Áp suất nồi hơi khi làm việc 24 - 25 at
- 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: Khơng màu
- Độ cứng tồn phần : <0.5mgdl/kg
- Hàm lượng O2: <0.1mg/kg
- Hàm lượng CO2 : <20mg/kg
- Hàm lượng sắt: 0.05mg/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 kh ử qua
thiết bị gia nhiệt. Tại bình khử khí nước được nâng nhiệt lên t ới 100-105
˚C và tách oxi sau đó được bơm cấp nước cấp vào nồi h ơi. N ước trong n ồi
hơi trao đổi nhiệt với khí lị, hơi nước bão hồ có áp suất 25at sinh ra đ ược
đưa qua thiết bị quá nhiệt để tạo hơi quá nhiệt cấp cho phát điện.
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.
23


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 m ở và ng ược
lại.
* Các thiết bị khác
Ống khói khởi động: dùng trong quá trình gia nhiệt kh ởi đ ộng lị.
Vật liệu thép CT3. Đường kính 800, chiều cao 15000.
Thùng chứa dầu DO : dùng để chứa dầu khi gia nhiệt và kh ởi động lị.
Kích thước: 1812*600, chiều cao 2870, chiều cao ch ứa 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. Đ ường kính
6m, cao 3m.
* Máy nén khơng khí dây chuyền Axit 1:
+ Cấu tạo: Máy nén của Trung Quốc chế tạo chạy bằng bi, các vòng bi một
phần ngâm trong dầu có tác dụng bơi trơn và làm mát vịng bi. Khi máy nén
khí chạy do tốc độ và ma sát của trục và vịng bi, nhiệt dầu bơi trơn và làm
mát dầu tăng lên, để đảm bảo cho sự hoạt động liên tục c ủa máy nén
người ta phải làm mát dầu giữ nó ở nhiệt độ cho phép < 300C.
+ Các thông số kỹ thuật:
Ký hiệu: JK 134-2 - Cơng suất động cơ: 440KW
Tốc độ vịng quay: 2975 vịng/phút.
Điện áp: 6000V
Năng suất: 700m3/ph = 42000m3/h
Nhiệt độ bị trước và bi sau: ≤ 650C
Nhiệt độ dầu: < 300C

Hàm lượng axit trong dầu: ≤0,1g/lít
24


Nhiệt độ làm mát: ≤250C
Tần số điện áp: 50 ± 2,5 Hz
Tỉ số áp suất hút và đẩy: 1/2
- Áp suất tồn bộ: 2860mm H2O
- Trọng lượng tồn bộ: 4800kg
3.3

Cơng đoạn tiếp xúc dây chuyền Axit 1
a) Sơ đồ công nghệ
Khơng khí khơ

Hình 5. Sơ đồ cơng nghệ cơng đoạn tiếp xúc
Thuyết minh sơ đồ
Hỗn hợp khí sau lị có nhiệt độ 950 25 oC đưa sang nồi hơi nhiệt thừa,
vị trí 202 để giảm nhiệt độ hỗn hợp khí.
b)

Nồi hơi nhiệt thừa

Hơi nước bão hoà 25at ra khỏi nồi hơi được điều chỉnh gi ảm áp su ất
còn 6 at đưa lên ống hơi chung phục vụ cho sản xuất chung c ủa tồn cơng
25