Đề tài: Xây dựng phân xưởng sản xuất Urea

Chia sẻ: Trần Huệ Lý | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:52

Thêm vào BST

Báo xấu

113
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cùng nắm kiến thức trong đề tài "Xây dựng phân xưởng sản xuất Urea" thông qua việc tìm hiểu nội dung các phần sau: phần 1 tìm hiểu chung về công ty, phần 2 xưởng tạo khí, phần 3 xưởng amoniac, phần 4 xưởng Urea. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm được các kiến thức cần thiết đã được trình bày trong đề tài này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Xây dựng phân xưởng sản xuất Urea

phần I: tìm hiểu chung về công ty a. lịch Sử hình thành và phát triển của công ty: Nhà máy phân đạm Hà Bắc (tiền thân của công ty phân đ ạm và hoá ch ất Hà Bắc hiện nay) được nhà nước phê chuẩn thiết kế xây dựng ngày 20/7/1959. Vào đầu năm 1960, Nhà máy phân đạm Hà Bắc được bắt đầu kh ởi công xây dựng. Ngày 18/2/1961 đổ mẻ bê tông đầu tiên xây dựng công trình. Trong quá trình xây dựng, công trình luôn được sự quan tâm của nhà nước. Ngày 3/1/1963, Thủ tướng Chính Phủ Phạm Văn Đồng đã về thăm công trình. Nhà máy phân đạm Hà Bắc được nhà nước Trung Quốc giúp đỡ xây dựng bằng viện trợ không hoàn lại. Toàn bộ máy móc thiết bị đều được chế tạo tại Trung Quốc và đưa sang Việt Nam lắp đặt. Theo quy mô thi ết k ế ban đầu, Nhà máy bao gồm ba khu vực chính: - Xưởng Nhiệt điện: công xuất thiết kế 12.000 kW - Xưởng Hoá : công xuất thiết kế 100.000 tấn Urea/năm -Xưởng Cơ khí : công xuất thiết kế 6000 tấn/năm Ngoài ra còn một số phân xưởng phụ trợ khác, xong ch ủ y ếu vẫn là sản xuất phân đạm. Ngày 3/2/1965 khánh thành xưởng nhiệt điện. Ngày 19/5/1965 phân xưởng Tạo khí đốt thử than thành công. Ngày 1/6/1965 xưởng Cơ khí đi vào sản xuất. 1
Theo kế hoạch ngày 2/9/1965 Nhà máy sẽ được khánh thành chu ẩn b ị đưa vào sản xuất. Do chiến tranh phá hoại của đế quốc Mỹ, ngày 20/8/1965 Chính phủ đã quyết định ngừng sản xuất, chuyển Xưởng Nhiệt điện thành Nhà máy Nhiệt điện kiên cường bám trụ sản xuất điện. Chuy ển X ưởng C ơ khí thành Nhà máy Cơ khí sơ tán về Yên Th ế tiếp tục sản xu ất ph ục vụ kinh tế và quốc phòng. Thiết bị xưởng Hoá được tháo dỡ và s ơ tán sang Trung Quốc. Ngày 1/3/1973 Thủ tướng chính phủ quyết định khởi công phục hồi Nhà máy, trước đây sản xuất Nitrat Amon (NH4NO3) nay chuyển sang sản xuất Urea [(NH2)2CO]. Ngày 1/5/1975 Chính phủ quyết định hợp nhất Nhà máy Nhi ệt đi ện, Nhà máy Cơ khí, Xưởng Hoá thành nhà máy phân đạm Hà Bắc trực thuộc Tổng cục Hoá chất. Tháng 6/1975, việc xây dựng và lắp máy cơ bản hoàn thành, đã ti ến hành chạy thử máy. Ngày 28/11/1975: sản xuất thành công NH3 lỏng. Ngày 12/12/1975: sản xuất ra bao đạm đầu tiên. Ngày 30/10/1977: Phó Thủ tướng Chính phủ Đỗ Mười cắt băng khánh thành Nhà máy phân đạm Hà Bắc. Trong những năm 1977-1990 sản lượng Urea thấp. Sản lượng năm thấp nhất là 9.890 tấn Urea (năm 1981). Tháng 10/1988, Nhà máy được đổi tên thành Xí nghiệp liên hiệp phân đạm và hoá chất Hà Bắc với phương thức hạch toán kinh doanh XHCN theo cơ chế sản xuất hàng hóa. Từ năm 1991 đến nay, cùng với việc tăng cường quản lý, Xí nghiệp đã nối lại quan hệ với Trung Quốc, thiết bị công nghệ được cải tạo nên s ản 2
lượng Urea tăng lên rõ rệt (cao nhất vào năm 1997: 130.000 tấn Urea). Năm 1996, dự án mở rộng Nhà máy phân đạm công suất 278.400 tấn Urea/năm được phê duyệt và dự kiến đến cuối năm 2001 đưa dây chuy ền này vào s ản xuất. Sản lượng Urea các năm: - Năm 1991: 44.891 tấn. - Năm 1992: 82.633 tấn. - Năm 1993: 100.093 tấn. - Năm 1994: 103.223 tấn. - Năm 1995: 111.026 tấn. - Năm 1996: 120.690 tấn. - Năm 1997: 130.281 tấn. - Năm 1998: 64.170 tấn. - Năm 1999: 49.670 tấn. - Năm 2000 76.140 tấn Theo dự kiến năm 2002 sản xuất 150.000 tấn Urea và 90.000 tấn NH3. Ngày 13/2/1993, Xí nghiệp liên hiệp phân đạm và hoá ch ất Hà B ắc đ ược đổi tên thành Công ty phân đạm và hoá chất Hà Bắc. b. Cơ cấu tổ chức của công ty: Cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty được tổ chức theo mô hình tr ực tuyến chức năng với cấp quản lý cao nhất là giám đốc. Các phó giám đốc công ty có nhiệm vụ tham mưu, giúp Giám đốc điều hành qu ản lý vi ệc s ản xuất kinh doanh trên các lĩnh vực mà giám đốc phân công, thay thế điều hành các hoạt động của công ty khio vắng Giám đốc. Các đơn vị tham m ưu không trực tiếp điều khiển các đơn vị sản xuất mà chỉ làm nhiệm vụ tham mưu 3
Phó giám đốc sản xuất và đời cho Giám đốc ra các quyết định điều hành. Các đơn vị cấp dưới ch ỉ nhận mệnh lệnh từ một kênh duy nhất là Giám đốc. sống sống S ơ đ ồ tổ c h ức Khối đời sống Khối sản xuất phụ trợ Xưởng urê Xưởng NH3 Phó giám đốc kỹ thuật Giám đ ốc Xưởng tạo khí Nhà máy nhiệt điện Phòng an toàn Phòng vi tính Phòng kỹ thuật Phòng cơ điện Phòng quản lý dự án Phòng vật tư Phòng tài chính Phòng thị trường Phòng kế hoạch 4
Phòng tổ chức nhân sự c. lưu trình công nghệ sản xuất Urea: Để sản xuất Urea hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau. Tại Công ty phân đạm Hà Bắc phương pháp được sử dụng là đi từ than và nước. Hiện nay để cung cấp than cho lò tạo khí là than cục Hòn Gai (Quảng Ninh). Than được vận chuyển bằng đường sông theo sông Thương từ Quảng Ninh về. Với công suất sản xuất của công ty hi ện nay m ức than tiêu thụ khoảng 1,57 tấn/tấn NH3. I. Thuyết minh lưu trình: Quá trình khí hoá than ẩm ở khâu tạo khí sử dụng nguyên li ệu là than cục, tác nhân khí hoá là không khí và hơi nước. Theo thi ết k ế, công ngh ệ dùng than cục cỡ hạt 50  100 mm để chế khí. Hiện nay, dùng than cỡ hạt phổ biến 25  100 mm, cá biệt dùng cả than cỡ hạt 12  25 mm. Trung bình mỗi ngày chạy máy bình thường tiêu tốn hết 500  600 tấn than cục cho tạo khí và 800 tấn than cám cho Nhiệt điện để sản xuất điện và h ơi nước. Than cục, hơi nước 5 at, không khí phối hợp phản ứng trong lò t ạo khí ở nhi ệt đ ộ T ≈ 1100oC tạo thành hỗn hợp khí than ẩm có thành phần gồm các khí CO, C, H2S, H2, N2, CH4. Các phản ứng hoá học chính gồm: 2C + O2 = 2CO + Q1 C + O2 = CO2 + Q2 2CO + O2 = 2CO2 + Q3 C + H2O = CO + H2 + Q4 C + 2H2O = CO2 + 2H2 + Q5 5
Mục đích quá trình khí hoá than nhằm thu được H 2 và N2 theo tỷ lệ H2/N2 = 3/1 làm nguyên liệu để tổng hợp NH3 do đó hỗn hợp khí than ẩm được làm sạch bụi (nhờ công đoạn rửa và lọc bụi điện) và làm sạch các khí bất lợi cho quá trình tổng hợp NH3 (công đoạn tinh chế). Hỗn hợp khí than sau khi khí hoá được qua tháp rửa để làm lạnh và loại bỏ các tạp chất cơ học rồi đi vào két khí. Sau đó khí than ti ếp t ục qua h ệ thống lọc bụi điện, qua hệ thống quạt tăng áp đi vào giai đoạn khử H2S thấp áp bằng dung dịch tananh (trước đây sử dụng dung dịch ADA - Antraquinon Disunfuric Acid). Dịch tananh nghèo được tái sinh và đưa trở lại, b ọt l ưu huỳnh thu lại chế thành sản phẩm phụ là lưu huỳnh rắn. Khí than sau khi được khử H2S được đưa vào đoạn 1 của máy nén 6 cấp để nâng áp. Ra đoạn 3 của máy nén hỗn h ợp khí có p = 20,5 at vào công đoạn chuyển hoá CO thành CO2 nhờ hơi nước cao áp (p = 35 at). Phản ứng của quá trình: CO + H2O = CO2 + H2 Sau chuyển hoá phần lớn CO được chuyển thành CO 2, hỗn hợp khí được tiếp tục đưa đến công đoạn khử CO 2. Tại đây CO2 được hấp thụ bởi dung dịch MEA - Mono Ethanol Amin (OH- CH2- CH2- NH2) có tính hoạt hoá cao. Sau đó quá trình nhả hấp thụ diễn ra, khí CO2 được thu hồi để dùng cho quá trình tổng hợp Urea, dung dịch MEA được tái sinh và trở lại quá trình h ấp thụ. Đến đây hỗn hợp khí còn lại H 2, N2 và một phần rất nhỏ CO, CO 2, H2S được gọi là khí tinh chế. Quá trình tổng hợp NH3 yêu cầu hàm lượng các chất gây ngộ độc xúc tác (CO, CO2, H2S) là nhỏ nhất. Khí tinh chế được đưa vào công đoạn rửa đồng và rửa kiềm nhằm khử tối đa các chất đó. Công đoạn này sử d ụng muối axêtat amoniac và dung dịch kiềm để khử CO, CO 2, H2S. Ra khỏi công đoạn 6
này khí tinh chế còn lượng rất nhỏ H 2S và CO + CO2 (< 20 ppm) được gọi là khí tinh luyện. Khí tinh luyện với thành phần chủ yếu H 2 và N2 với tỷ lệ H2/N2 = 3/1 vào đoạn 4 máy nén để tăng áp cho quá trình tổng hợp NH 3. Khí tinh luyện ra khỏi đoạn 6 máy nén có p = 320 at được đưa vào tháp tổng h ợp cùng v ới s ự có mặt của xúc tác sắt để tiến hành phản ứng tổng hợp ở T = 480  500oC N2 + 3H2 = 2NH3 + Q NH3 ra khỏi tháp ở trạng thái khíđược làm nguội gián tiếp bằng nước ( ≈ 30oC) và ngưng tụ thành NH3 lỏng qua phân ly lần 1. NH3 lỏng còn lại được đưa đến thiết bị ba kết hợp [làm lạnh - bốc hơi (-8 ÷ -10oC) - phân ly] nhằm thu NH3, tách các cấu tử chưa phản ứng đưa trở lại tháp tổng hợp tiếp tục quá trình tổng hợp NH3. Sau quá trình tuần hoàn cô đặc, NH 3 từ nồng độ thấp chuyển thành NH3 lỏng có nồng độ 99,8% được bơm vào kho cầu. NH3 lỏng từ kho cầu và CO2 được đưa vào tháp tổng hợp. Phản ứng tổng hợp Urea được tiến hành theo hai giai đoạn xen kẽ rất nhanh. Đ ầu tiên NH 3 và CO2 theo tỷ lệ NH3/CO2 = 4/1 với sự có mặt của hơi nước 16 at phản ứng tạo thành dung dịch Cacbamat amôn (NH4COONH2): 4NH3 + 2CO2 + H2O = 2NH4COONH2 + 38.000 Kcal/Kmol Sau đó, dung dịch Cacbamat tách nước tạo thành Urea: NH4COONH2 = (NH2)2CO + H2O + 6.800 Kcal/Kmol Rút gọn hai phản ứng trên ta có phản ứng tổng hợp: 2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O + Q Hiệu suất của phản ứng tổng hợp đạt 65 ÷ 68 %. Quá trình tổng hợp Urea mang tính tuần hoàn toàn bộ, toàn b ộ NH 3 và CO2 dư được đưa trở lại đầu hệ thống. Dịch Cacbamat amôn có nồng độ 7
thấp (30 %) qua các công đoạn phân ly và cô đặc để tách NH 3 chưa phản ứng đưa trở lại tháp tổng hợp, đồng thời nồng độ Urea được tăng lên (99,5 %) và được đưa vào tháp tạo hạt. Nhờ lực ly tâm của vòi phun, dòng Urea b ị cắt ngang và rơi xuống tạo thành các hạt. Quạt gió (N = 100.000 m 3/h) đặt trên đỉnh tháp hút gió làm nguội hạt Urea trong quá trình rơi. Hạt Urea rơi xuống phễu ở đáy tháp qua hệ thống băng tải được tiếp tục làm nguội rồi đóng thành bao (50 kg/bao) và được chuyển vào kho chứa sản phẩm. II. sơ đồ lưu trình công nghệ sản xuất Urea: Sơ đồ sản xuất Hơi nước (16 atm) Tổng hợp urea NH3 CO2 Than Nhà máy cámc Nướ nhiệt điện mềm hơi nước (5 atm) Than Khí hoá Tinh Máy nén Tổng hợp cám khí Không than chế khí H2/N2 NH3 than 8
phần II: xưởng tạo khí A. lưu trình công nghệ của xưởng tạo khí: Nhiệm vụ chính của phân xưởng tạo khí là chế khí làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH3 và thu hồi khí CO2 để tổng hợp Urea. Than Hơi nước Lò tạo Két khí Lọc bụi Khử vào đoạn 1 Không khí khí điện H2S thấp áp Khí ra đoạn 3 Hấp thụ Khử H2S Biến Máy nén tinh chế CO2 trung áp đổi CO2 667 (19 - 21 atm) CO2 Đoạn 4 / 667 Phân xưởng urea Sơ đồ lưu trình công nghệ Than cục từ kho than được đưa lên bunke có dung tích 50 t ấn/lò r ồi t ừ đó than được đưa vào lò khí hoá UGI theo chu kỳ. Hi ện t ại x ưởng có 10 lò t ạo khí. Than được chia ra làm 3 loại: >12; 20 ÷ 40 và >40 mỗi loại dùng cho từng lò khác nhau để có thể áp dụng công nghệ một cách thích hợp cho từng cỡ hạt than. Than cục, hơi nước 5 at, không khí phối h ợp ph ản ứng trong lò 9
khí hoá ở nhiệt độ T ≈ 1100oC tạo thành hỗn hợp khí than ẩm có thành phần gồm các khí CO, C, H2S, H2, N2, CH4. Khí than ẩm ra khỏi lò khí hoá được đi qua lò đốt để trữ nhiệt nhằm gia nhiệt cho hỗn h ợp h ơi n ước và không khí ở giai đoạn chế khí thổi xuống. Khí than ẩm sau đó đi qua n ồi h ơi nhiệt thừa nhằm thu hồi nhiệt lượng để sản xuất hơi nước, làm nguội khí và tách một phần bụi. Sau đó khí than ẩm đi qua van ba ng ả vào thu ỷ phong túi rửa để làm lạnh và rửa sơ bộ khí than trước khi vào tháp rửa. Sau khi đi qua các tháp rửa khí than được đưa vao két khí. Két khí ngoài tác d ụng ch ứa khí nó còn có tác dụng trộn khí than của các lò với nhau. Sau đó, khí than đưa qua lọc bụi điện để tách những hạt bụi nhỏ còn lại. Khí than ẩm từ l ọc b ụi điện được đưa qua quạt tăng áp nâng áp từ > 100 mm H 2O lên đến 900 ÷ 1800 mm H2O áp lực này cần thiết để thắng trở lực của tháp h ấp th ụ bằng keo tananh. Sau đó, khí than được đưa vào tháp hấp th ụ H 2S thấp áp bằng dung dịch tananh. Dịch tananh sau khi hấp thụ được tái sinh. D ịch tananh sau tái sinh được bơm đưa đi háp thụ tuần hoàn còn lưu huỳnh được tách ra dưới dạng bọt qua máng dẫn đi thu hồi được lưu huỳnh rắn. Khí than ẩm sau khi hấp thụ H2S thấp áp được đưa vào đoạn I của máy nén 6 đoạn. Sau khi ra đoạn III của máy nén khí than ẩm có áp suất là 20 at đi qua thi ết b ị trao đ ổi nhiệt trung gian rồi vào lò chuyển hoá CO thành CO2. Hỗn hợp khí than sau chuyển hoá CO còn một lượng khí H 2S
Nhiệm vụ: sản xuất khí than ẩm thoả man điều kiện: (CO + H 2)/N2 = 3,1 ÷ 3,2. Bất kỳ một phương pháp tổng hợp NH3 nào cũng phải đi từ N2 & H2. Để giải quyết nguồn nguyên liệu nói trên có thể chế khí hỗn hợp hoặc chế riêng N2&H2. Khí hỗn hợp để tổng hợp NH3 có thể được sản xuất từ than, khí thiên nhiên hoặc dầu mỏ. Tại Công ty phân đạm và hoá ch ất Hà B ắc ngu ồn nguyên liệu để sản xuất khí hỗn hợp là than cục. Công ty sử dụng phương pháp khí hoá than bằng lò khí hoá tầng cố định, sử dụng tác nhân khí hoá là không khí và hơi nước thổi vào tầng nguyên liệu cố định để khí hoá than. Mục đích của việc thông không khí vào lò là dùng O 2 trong không khí đốt cháy C trong nhiên liệu, nhằm nâng cao nhiệt độ tầng nhiên liệu, cung cấp nhiệt lượng cho phản ứng thu nhiệt giữa hơi nước và cacbon, đồng thời cung cấp lượng N2 cho giai đoạn tổng hợp NH3. 1. Nguyên lý quá trình khí hoá than ẩm: Trong lò phát sinh khí than lò tầng cố định, không khí đi từ dưới lên trên và tiến hành phản ứng khí hoá với tầng nhiên liệu sẽ diễn ra sự phân tầng: - Tầng tro xỉ: (Nhiệt độ từ 60 ÷ 4200C) phân phối chất khí hoá, nhờ nhiệt của tro xỉ để gia nhiệt cho chất khí hoá, ngăn ngừa không để cho ghi lò b ị biến dạng hoặc cháy lỏng bởi nhiệt độ cao. - Tầng ôxy hoá: (Nhiệt độ từ 420 ÷ 12000C) Cacbon (C) bị O2 trong chất khí hoá ôxy hoá biến thành CO và CO2: + Chất khí hoá bằng không khí: C + O2 + 3,76 N2 = CO2 + 3,76N2 + Q 2C + O2 + 3,76 N2 = 2CO + 3,76N2 + Q + Chất khí hoá bằng hơi nước: 2H2O + C = CO2 + 2H2O - Q H2O + C = CO + H2 - Q 11
- Tầng khử: (Nhiệt độ từ 820 ÷ 12000C – tầng hoàn nguyên): CO2 bị khử thành CO, nhiên liệu được gia nhiệt nhờ trao đổi nhiệt với khí nóng. Tầng khử chủ yếu diễn ra các phản ứng sau: CO2 + C = 2CO – Q C + H2O = CO2 + H2 – Q - Tầng chưng khô: ( Từ 750 ÷ 8200C) nhiên liệu thu nhiệt, bị phân giải nhờ trao đổi nhiệt với khí nóng và nhả thành ph ần ch ất bốc ra kh ỏi khu v ực này. Tầng chưng có một số phản ứng sau: C + O2 = CO2 + Q C + O2 = 2CO + Q C + H2 = 2CH4 + Q H2 + S = H2S + Q - Tầng sấy khô: ( Từ 700 ÷ 7500C) nhiên liệu vừa được bổ xung vào lò tiếp xúc vớikhối than nóng làm cho nước trong nhiên liệu bốc hơi. - Khoảng không Than đỉnh lò: (Từ 600 ÷ 7000C) là nơi tập kết tất cả các khí trong quá trình khí hoá để ra 1 Khí than ngoài. than 2 3 4 1 – Khoảng 5 không đỉnh lò. 6 2 – Tầng sấy. 3 – Tầng chưng. 4 – Tầng khử. 12 Tác nhân
5 – Tầng ôxy hoá. 6 – Tầng xỉ. Sơ đồ nguyên lý lò tầng cố định. Chế khí than ẩm theo phương pháp gián đoạn bao gồm hai giai đoạn chính đó là giai đoạn thổi gió và giai đoạn chế khí. ở giai đoạn đầu dùng không khí thổi vào đáy lò, khí thu được phóng không ra ngoài. Nhiệt độ tăng đến mức độ nhất định thì ngừng thổi gió bắt đầu đưa hỗn hợp khí và hơi nước vào để chế khí than ẩm. Trong khhoảng bắt đầu từ thổi gió lần trước đến thổi gió lần sau được gọi là m ột tu ần hoàn làm việc. Để đảm bảo an toàn và nâng cao sản lượng và chất l ượng khí than một tuần hoàn làm việc bao gồm 5 giai đoạn: - Giai đoạn thổi gió - Giai đoạn thổi lên lần 1 - Giai đoạn thổi xuống - Giai đoạn thổi lên lần 2 - Giai đoạn thối sạch Một tuần hoàn làm việc kéo dài 3 phút (100% ), thông th ường phân ph ối thời gian một tuần hoàn làm việc như sau: Giai đoạn Thổi gió Thổi lên lần 1 Thổi xuống Thổi lên lần 2 Thổi sạch % 22 - 26 24 - 28 38 - 42 6-9 3-4 2. Lưu trình công nghệ: 13
a. Vận chuyển và cung cấp nguyên liệu: Than cục từ kho than được đưa lên bunke có dung tích 50 t ấn/lò. Hi ện t ại Công ty có 10 lò tạo khí. Than được chia ra làm 3 loại: >12 mm; 20 ÷ 40 mm và >40 mm mỗi loại dùng cho từng lò khác nhau đ ể có th ể áp d ụng công nghệ một cách thích hợp cho từng cỡ hạt than. b. Thuyết minh lưu trình: Khi tạo khí than ẩm bằng phương pháp gián đoạn, cần phải th ổi xen k ẽ không khí và hơi nước vào lò khí hoá. Trong khoảng từ lần thổi không khí vào lần trước đến thổi không khí vào lò lần sau được gọi là một vòng tu ần hoàn làm việc. Một tuần hoàn khí như vậy mất khoảng 3 phút. Trong th ực tế sản xuất, để đảm bảo an toàn và nâng cao sản lượng khí than thì quá trình chế khí không thể đơn độc tiến hành thổi gió và tuần hoàn ch ế khí, mà ph ải trải qua một tuần hoàn làm việc gồm 5 giai đoạn: - Giai đoạn thổi gió. - Giai đoạn chế khí thổi lên lần 1. - Giai đoạn chế khí thổi xuống. - Giai đoạn chế khí thổi lên lần 2. - Giai đoạn thổi sạch. + Giai đoạn thổi gió: Không khí ngoài trời được quạt hút đưa vào ống không khí chung qua van tấm chắn để cho quạt cấp không khí vào đáy lò khí hoá, qua tầng than có nhiệt độ cao xảy ra phản ứng toả nhiệt. Khí th ổi gió đi ra t ừ đ ỉnh lò khí hoá theo đường xiên sang lò đốt. Trong khí thổi gió còn một lượng CO, người ta đưa thêm một lượng không khí lần 2 vào lò để đốt cháy khí CO trong lò nhằm mục đích thu hồi nhiệt và tránh ô nhiễm môi trường. Nhi ệt được tích luỹ trong gạch tích nhiệt của lò đốt, khí ti ếp t ục đi sang lò h ơi nhiệt thừa, khí đi trong ống chùm của của lò hơi nhiệt th ừa truy ền nhi ệt cho nước đi ngoài ống để sản xuất hơi nước 5at. Sau khi đi ra từ đáy nồi hơi nhiệt thừa qua van ống khói phóng không ra ngoài. 14
Giai đoạn thổi gió kéo dài khoảng 42s. Mục đích là tăng nhiệt độ cho tầng than. Không khí được thổi vào đáy lò để đốt cháy nguyên li ệu, nhi ệt lượng toả ra được giữ trong tầng nhiên liệu để cung cấp nhiệt cho ph ản ứng giữa cácbon và hơi nước trong giai đoạn ch ế khí.Thành ph ần chính của khí thổi gió bao gồm: CO2 = 15,5% ; O2 = 0,3% ; CO = 8%. + Giai đoạn chế khí thổi lên lần 1: Hỗn hợp hơi nước 5at và không khí qua van hơi nước và không khí vào đường ống thổi lên, vào đáy lò khí hoá qua tầng than (sau bước th ổi gió, tầng nhiên liệu có nhiệt độ rất cao ) xảy ra phản ứng ch ế khí. Khí than ẩm sinh thành qua cửa đỉnh lò sang đáy lò đốt rồi sang lò h ơi nhi ệt th ừa. Khí nguội ra từ đáy nồi hơi nhiệt thừa, lúc này van ống khói đóng, khí qua van 3 ngả vào thuỷ phong túi rửa. Sau đó khí ra đường ống khí than chung qua tháp rửa làm lạnh. Khí than đi từ dưới lên, nước tuần hoàn đi từ trên xuống làm lạnh khí than và giảm một phần bụi. Cuối cùng khí tiếp tục qua van thu ỷ phong về két khí rồi qua lọc điện để tiếp tục sang công đo ạn tinh ch ế khí. Bụi lắng trong lò đốt đi vào thuỷ phong đáy lò. Tại đây, bụi b ị dòng n ước cuốn theo ra khỏi thiết bị thuỷ phong cùng với bùn th ải ở thuỷ phong túi r ửa cũng như ở tháp rửa tập trung vào 2 bể lắng rồi đưa về hồ môi trường. Giai đoạn chế khí thổi lên lần một kéo dài khoảng 49s . M ục đích c ủa việc cho không khí và hơi nước ở giai đoạn chế khí là thu đ ược khí than ẩm ở tỷ lệ (H2+CO)/N2 = 3,1 - 3,2. Ngoài ra phản ứng giữa không khí với C cũng còn cung cấp một lượng nhiệt cho phản ứng giữa hơi nước và cácbon. Thành phần của hỗn hợp khí trong giai đoạn này là: CO 2 = 7,5% ; O2 = 0,3% ; CO = 34,8% ; H2 = 52,6% ; N2 = 4,8%. + Giai đoạn chế khí thổi xuống: Hỗn hợp hơi nước và không khí qua bộ van hơi nước và không khí th ổi xuống đi vào đỉnh lò đốt lấy nhiệt, theo đường xiên sang đỉnh khí hoá qua tầng than có nhiệt độ cao. Khí than ẩm sinh thành đi ra từ đáy lò qua van 3 ngả ở vị trí thổi xuống, qua túi rửa ra đường ống khí than chung và sang tháp rửa rồi về két khí. 15
Giai đoạn chế khí thổi xuống kéo dài 69s. Thành ph ần khí bao gồm: CO2 = 5,5% ; O2 = 0,3% ; CO = 34,6% ; H2 = 56,5% ; N2 = 3,1%. Trong giai đoạn chế khí, nếu như hơi nước và không khí chỉ đi qua tầng nhiên liệu từ dưới lên trên thì do nhiệt độ chất khí hoá tương đối thấp và phản ứng khí hoá thu lượng nhiệt lớn, sẽ làm nhiệt độ nhiên liệu ở phần dưới tầng khí hoá tụt xuống, thậm chí có thể làm tắt lò. Vì vậy tầng khí hoá s ẽ mỏng đi, còn phần trên tầng nhiên liệu không ngừng được khí than nóng gia nhi ệt làm cho tầng khí hoá di chuyển lên phía trên do đó nhi ệt đ ộ ph ần trên lò khí than sẽ tăng cao, lượng tổn thất nhiệt do khí than mang theo ra ngoài sẽ rất lớn và gây nên kết tảng, bám vào vách lò. Để tránh hiện tượng kể trên thì sau giai đoạn chế khí thổi lên cần phải thay đổi hướng đi của dòng khí, tức là cho hơi nước và không khí vào lò đốt để tận dụng nhi ệt lò đ ốt r ồi đ ưa vào đỉnh lò phát sinh. Khí than ẩm tạo ra ra khỏi từ phía đáy lò. + Giai đoạn chế khí thổi lên lần 2: Cũng giống như chu trình thổi lên lần 1. Giai đoạn này kéo dài khoảng 15s. Sau giai đoạn chế khí thổi xuống, nhiệt độ tầng nhiên liệu giảm đi nhiều nên cần phải thổi không khí lại để nâng nhiệt độ lò. Nh ưng ngay sau khi kết thúc chế khí thổi xuống thì ở phần dưới của lò và trong tầng nhiên liệu còn sót lại khá nhiều khí than ẩm, nếu thổi gió ngay không khí và than ẩm sẽ gặp nhau phần dưới lò dễ dàng gây ra sự cố nổ. Vì v ậy, sau giai đoạn chế khí thổi xuống thì hơi nước và không khí lại phải thay đổi phương hướng một lần nữa: Thổi qua tầng nhiên liệu theo chiều từ dưới lên để ti ến hành chế khí lần 2, thải sạch khí than ẩm ở đáy lò nhằm tạo điều kiện an toàn cho bước thổi không khí vào lò. Gai đoạn th ổi khí lần 2 cũng sinh ra khí than ẩm, nhưng mục đích chính vẫn là tránh nổ. + Giai đoạn thổi sạch: Cũng giống như chu trình thổi gió nhưng khác là van ống khói thì đóng còn van 3 ngả thì mở. Khí qua tháp rửa rồi về két khí. Giai đo ạn này chi ếm khoảng 5s. Mục đích của nó như sau: Sau khi thổi lên lần 2 trong kho ảng trống trên đỉnh lò và trong các đường ống có ch ứa đầy khí than ẩm, n ếu 16
chuyển sang giai đoạn thổi gió rồi sau đó cho phóng không thì không nh ững gây tổn thất khí than ẩm mà còn dẫn tới hiện tượng nguy hiểm là khi khí than ẩm thải tới miệng ống khói trộn lẫn với không khí sẽ bùng nổ nếu g ặp phải tia lửa. Vì vậy, trước khi chuyển sang giai đoạn th ổi gió ta ph ải th ổi khí vào phần đáy lò. Khí than khô sinh ra và khí than ẩm còn sót l ại cũng được đưa vào két khí để tăng lượng thu hồi. Thành phần (%) khí than ẩm thu được như sau: H2 CO CO2 N2 CH4 O2 37,0 33,3 6,6 22,4 0,3 0,3 c. Điều chỉnh tỷ lệ H2/N2 trong khí than ẩm: Yêu cầu đối với lò khí hoá phải đạt được sản l ượng khí cao, ch ất lượng khí tốt. Gọi chất lượng khí tốt chủ yếu là tỷ lệ H 2/N2 phải phù hợp với yêu cầu và tỷ lệ này cần phải ổn định. Nói chung ph ương pháp đi ều chỉnh tỷ lệ H2/N2 được áp dụng chủ yếu là tăng giảm không khí (thêm N 2) , còn tăng giảm thời gian thổi sạch và chế khí than ướt là bổ tr ợ. Ph ương pháp bổ trợ có ưu điểm là hiệu quả nhanh,nhưng thường gây ra thành ph ần khí không ổn định, độ dao động lớn. 3. Các chỉ tiêu công nghệ: - Nhiệt độ đỉnh lò phát sinh khí than: + Cho lò chưa cải tạo 5500C ÷ 6200C ; > 6500C + Cho lò đã cải tạo (Lò 9) 3900C ÷ 4400C ; > 4600C - Nhiệt độ lò đốt: < 8500C - Nhiệt độ ghi lò: + Cho lò chưa cải tạo ≤ 3000C + Cho lò đã cải tạo ≤ 3200C - áp suất hơi nước thấp áp: 0,35 ÷ 0,8Kg/cm2 < 0,35 kg/cm2 - áp suất nước cao áp: 7 ÷ 8 kg/cm2 - áp suất dầu cao áp: ≥ 40 kg/cm2 17
- áp suất gió đường ống chung > 1800 mmH2O - Lưu lượng không khí thổi gió: + Cho lò chưa cải tạo 10.000 ÷ 21.000 m3/h + Cho lò đã cải tạo 17.000 ÷ 24.000 m3/h - Lưu lượng hơi nước: + Thổi lên: 4,5 ÷ 8 T/h + Thổi xuống: 5 ÷ 9 T/h - Thành phần khí than yêu cầu: + Hàm lượng CO + H2: ≥ 68% + Hàm lượng O2: ≤ 0,4 % - Thành phần khí CO2 trong khí than ẩm: + Chung 7÷ 8% + Thổi lên: 7,5 ÷ 8,5 % + Thổi xuống: 4,5 ÷ 5,5 % - Hàm lượng than trong tro xỉ: ≤ 30 % - Độ cao tầng than + Cho lò chưa cải tạo, cách cửa khí ra 40 ÷ 50cm + Cho lò đã cải tạo, khoảng không 2,5 ÷ 2,7 m, < 2,4 m tầng than - Mức két khí: + Mức cao nhất: 9500 m3 + Mức thấp nhất: 3000m3 - Tổng thời gian một tuần hoàn 175 ÷ 180 giây - Tỷ lệ % thời gian các giai đoạn + Thổi gió: 22 ÷ 28% + Thổi lên: 26 ÷ 30% + Thổi xuống: 35,5 ÷ 39,5% 18
+ Thổi lên lần 2: 8 ÷ 9% + Thổi sạch: 2,5 ÷ 3,5% 4. Các thiết bị chính trong dây chuyền: a. Lò khí hoá UGI : Φ = 2.745mm & 3.000mm. Lò bao gồm 4 phần chính như sau: + Nồi hơi vỏ kép : H = 2961mm; FTN = 13m2; Lượng nước chứa: 12m3. Tác dụng: Chống hiện tượng nhiệt độ tầng nhiên liệu quá cao làm cho xỉ chảy ra bám dính vào thành lò gây hiện tượng treo liệu, đ ồng th ời s ản xuất ra hơi nước thấp áp 0,5 - 0,8 át + Mũ gió: Bằng gang, cao: 1400mm Tác dụng: Phân phối khí đều cho tầng than Đường kính vành lớn nhất Φ = 1200 mm, gần đây tăng lên Φ = 1400 mm. Mũ gió tầng trên cùng khoan 20 lỗ Φ = 20 mm. Diện tích thông gió: 0,9m2 + Ghi lò: Tốc độ quay: 0,6 - 1 v/f + Mâm tro: Đỡ toàn bộ trọng lượng tầng tro xỉ và tầng nhiên liệu. trên mâm tro cố định 4 đỡ gạt tro hình cong lưỡi liềm gọi là gờ đẩy tro Tác dụng: Đẩy tro xỉ ra khỏi mâm tro b. Lò đốt : H =10.880mm. Φ = 3.354mm. Tác dụng: -Trữ nhiệt nhằm gia nhiệt cho hỗn hợp hơi nước và không khí ở giai đoạn chế khí thổi xuống. - Loại bỏ một phần bụi trong khí thổi gió và khí than ẩm th ổi lên. Cấu tạo: - Chóp trên, chóp dưới và phần hình trụ tròn. 19
- Vỏ lò làm bằng thép cuốn dày 8 mm, ph ần hình tr ụ trên được xếp gạch chịu nhiệt, phần chóp và hình trụ dưới được xây lót bằng gạch chịu lửa. Lò đốt khống chế nhiệt độ : Tmax = 850OC; Tmin = 600OC. c. Nồi hơi nhiệt thừa : Tác dụng: -Thu hồi nhiệt lượng của khí thổi gió và khí than ẩm thổi lên để sản xuất hơi nước. - Làm nguội khí thổi gió truớc khi phóng không, làm ngu ội khí than ẩm thổi lên trước khi đưa vào thuỷ phong túi rửa. - Tách một lượng bụi trong khí thổi gió và khí than ẩm ở giai đoạn chế khí thổi lên. Cấu tạo: Hình trụ tròn, 2 mặt trên và dưới có gắn hai mặt sàng đ ể lồng ống chùm. Φống= 76 x 3 Φlò= 2300 Hống= 6000 Hlò= 11714 FTN = 480m2 d. Thuỷ phong túi rửa: Tác dụng:- Không cho khí than ẩm ở sau thuỷ phong túi rửa đi ngược trở lại lò khí hoá gây nổ - Làm lạnh và rửa sơ bộ khí than ra lò trước khi vào tháp rửa Cấu tạo: - Trên hình tròn, dưới hình chóp nón - Đường ống khí vào cắm sâu ngập trong nước 70 mm - Đường kính túi rửa: 3000mm - Dung tích: 15m3 PLV = 700mmH2O TLV = 80oC e. Két khí : Tác dụng: - Chứa Khí than ẩm 20