LỜI MỞ ĐẦU

Tại Việt Nam, các ngành công nghiệp đang phát triển và chiếm tỷ trọng lớn đóng
góp vào kinh tế đất nước. Những nhà máy, xí nghiệp sản xuất là động lực cho định hướng
công nghiệp hóa-hiện đại hóa trong tầm nhìn đến năm 2020.
Ngành sản xuất thiết bị, hóa chất đã và đang phát triển mạnh mẽ, có sức ảnh hưởng đến
sự phát triển kinh tế của cả nước. Tuy nhiên, vấn đề môi trường của ngành đang được
quan tâm mạnh mẽ từ phía Nhà nước và người dân.
Với vị trí là một sinh viên môi trường, việc tiếp cận các nhà máy sản xuất, các hệ
thống, công nghệ sản xuất để tìm hiểu nguyên lý hoạt động, khả năng ô nhiễm là một
điều rất cần thiết.
Được đi thực tập kỹ thuật tại Công ty Cổ phần Supe photphat và hóa chất Lâm
Thao, một cơ sở rộng rãi, truyền thống phát triển lâu dài trên 50 năm, nhiều dây chuyền,
thiết bị đang hoạt động đã giúp em rất nhiều trong việc học tập và nghiên cứu của mình.
Việc quan sát và các dây chuyển đã giúp cho sinh viên có thể rút ra được nguyên lý, cấu
tạo hệ thống và những vấn đề môi trường. Cũng từ đây, chúng em có thể đánh giá được
mức độ ảnh hưởng đến khu dân cư, nguồn nước, nguồn đất xung quanh và đặc biệt là
công nhân Lao động.
Dưới đây là bản báo cáo thực tập bao gồm các phần chính sau:
Sơ đồ công nghệ, dây chuyền hoạt động của các quá trình trong nhà máy.
-

Thuyết minh công nghệ, các thiết bị chính có trong dây truyền.

-

Các vấn đề môi trường và phương án giải quyết.

Em xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Công ty Cổ
phần Supe photphat và hóa chất Lâm Thao, thầy Đinh Quang Hưng đã tạo điều kiện và
giúp chúng em hoàn thành kỳ thực tập này!

vụ đắc lực nhu cầu sản xuất, tiêu dùng trên mọi miền tổ quốc. Qua 52 năm xây dựng và
phát triển, công ty đã vinh dự nhận được nhiều phần thưởng cao quý của Đảng và nhà

2


nước như: Huân chương Hồ Chí Minh 2006.3 lần phong tặng danh hiệu đơn vị Anh
Hùng Lao Động và nhiều giải thưởng cao quý khác.

II.

LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG VÀ SẢN PHẨM

1. Lĩnh vực hoạt động

Công ty là cơ sở sản xuất, kinh doanh phân bón hàng đầu Việt Nam.Nhiệm vụ chủ
yếu là sản xuất phân lân Supe Lân Lâm Thao, phân hỗn hợp NPK Lâm Thao và các hóa
chất công nghiệp
2. Sản phẩm chủ yếu
-

Axit sunfuric kyc thuật, tinh khiết, tinh khiết phân tích và axit dùng cho ắc-quy

-

Phân bón Supe lân

-

Phân bón hỗn hợp NPK các loại: 5-10-3; 10-20-6; 16-16-8...


-

Xí nghiệp đóng bao: đóng bao, bốc xếp sản phẩm

-

Xí nghiệp điện : đảm bảo điện năng cho sản xuất và sinh hoạt toàn công ty.

-

Xí nghiệp nước : cung cấp nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt toàn công ty.

-

Xí nghiệp Cơ khí : gia công phụ tùng, chi tiết sản xuất, phục vụ sửa chữa

-

Xí nghiệp vận tải : có nhiệm vụ vận tải hàng hóa phục vụ cho quá trình cung
ứng và tiêu thụ, vận chuyển nội bộ và làm dịch vụ vận chuyển cho bên ngoài.

3


-

Xí nghiệp mộc- nề: gia công, sửa chữa đồ gỗ, tham gia phục vụ cho quá trình
xây dựng sửa chữa trong toàn công ty.



-

Lưu huỳnh nguyên tố không có tạp chất asen và đặc biệt nó không có xỉ do vậy
dây chuyền sản xuất đi từ nguyên liệu này rất ngắn, đơn giản, không có thiết bị
tinh chế khí SO2.

-

Lưu huỳnh nguyên tố là nguyên liệu khá rẻ tiền do vậy có thể hạ được giá
thành sản phẩm.

1.2 Chất xúc tác
4


Chất xúc tác được sử dụng để tăng nhanh tốc độ phản ứng oxi hóa trong tháp tiếp xúc.
Có 3 loại chất xúc tác tốt nhất được ứng dụng trong sản xuất axit là Pt kim loại, oxit sắt,
oxit vadani. Trong dây chuyền sản xuất, sử dụng chất xúc tác oxit vadani do các ưu điểm:
- Oxit vadani kém hoạt động hơn Pt nhưng rẻ hơn;
- Độ nhiễm độc asen kém hơn Pt vài ngàn lần;
Sử dụng chất xúc tác có ký hiệu T-210 trong lớp xúc tác 1 và CS-110 trong lớp tiếp
xúc 2, 3
Đặc tính của chất xúc tác
- Khối tiếp xúc vadani chứa trung bình 7% V 2O5, chất hoạt hóa là các oxit kim loại
kiềm thường dùng là K2O, chất mang thường dùng là alumino silicat;
- Khối tiếp xúc vadani làm việc trong khoảng nhiệt độ 400 – 600 oC. Khi t > 600oC,

xúc tác giảm hoạt độ do hiện tượng kết khối các cấu tử để tạo thành những hợp chất
không hoạt động. Khi t < 400oC, hoạt động của xúc tác giảm đột ngột do sự chuyển

NHIÊN LIỆU

chất thải rắn

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

Công đoạn tiếp xúc
SO2 -----> SO3

Công đoạn Hấp thụ
SO3 -----> H2SO4

khí thải, nước thải, bụi

Mù axit, Bụi

Thuyết minh dây chuyền công nghệ axit 2 :
Điều chế lưu huỳnh dioxit – SO2
Không khí ẩm ngoài trời được hút vào tháp sấy khí, vị trí 251 và tháp tia bắn 253,
khí đạt hàm ẩm
Tháp trao đổi nhiệt thứ nhất 3010, tác nhân nguội là hỗn hợp khí SO 2 từ tháp lọc mù 278
đến, tháp trao đổi nhiệt thứ hai là gia nhiệt nước mềm 3011.Nước mềm sau gia nhiệt

7


1.

được có nhiệt độ khoảng 800C được cấp cho các khử khí nồi hơi.Khí SO 3 có nhiệt độ
99,7%,
nhiệt độ 4320C được hạ nhiệt độ xuống

Kho lưu huỳnh

Hơi
lưu
huỳnh

Sấy

lưu huỳnh
rơi vãi

Thiết bị hóa lỏng

Khí H2S, Hơi nước
Hơi lưu huỳnh

Thiết bị khuấy trộn

Khí H2S, Hơi nước

Thùng lắng

Cặn lưu huỳnh

Thùng chứa

Thùng trung gian

1.2.


Các thiết bị chính

a. Thùng hóa lỏng lưu huỳnh

Cấu tạo : Đường kính d= 3m. Chiều cao h= 4,5m
Diện tích bề mặt S = 56m nhiệt độ làm việc 140-145˚C
Lưu lượng đầu vào 3tấn/ h
Bên trong thùng hoá lỏng có chứa 6 ống xoắn ruột gà trao đổi nhiệt. Trong
thùng hoá lỏng còn có cánh khuấy đặt ở trung tâm thùng hoá lỏng để tăng khả năng
truyền nhiệt.
b. Thùng lắng lưu huỳnh lỏng

Cấu tạo: Thùng Có cấu tạo là một trụ vuông đáy vát.
Thể tích thiết kế là 22.5m 3 trên thực tế V= 18,3 m3, Φ600 x H4000. Bên ngoài
được bảo ôn băng thuỷ tinh, amiang và bên trong có áo hơi (hơi nước bão hoà). Trong
thùng lắng gồm ba ngăn và có các cụm trao đổi nhiệt.
Công đoạn lò đốt lưu huỳnh – lò hơi
Sơ đồ chung – Sơ đồ 3

10


Nhiên liệu ( dầu DO, không khí khô..)

xả vào hấp thụ

ống khói khởi động

hỗn hợp SO2

Hỗn hợp khí có nhiệt độ từ 1000±25oC, nồng độ SO2 từ 9-10.5% thể tích đi qua
nồi hơi để hạ nhiệt độ xuống còn 400o C –430oC sau đó đi qua thiết bị lọc gió nóng để
sang công đoạn tiếp xúc.
Tại bộ phận nồi hơi, nước được xử lý tại bộ phận lọc nước hoá học được đưa vào
thiết bị khử khí để khử O2 sau đó qua bơm cấp đưa vào nồi hơi.Hơi tạo ra trong nồi hơi
11


có áp suất 25 at, nhiệt độ 225 oC được đưa qua thiết bị giảm áp để hạ xuống còn 6 at,
1580C rồi cấp hoà vào mạng chung.
Riêng hơi nước của dây chuyền axít số 2, hơi tạo ra trong nồi hơi có áp suất 25 at,
nhiệt độ 225 oC.Khi dây chuyền phát điện hoạt động hơi 25 at, nhiệt độ 225 oC được gia
nhiệt bằng khí sau lớp 1 tháp tiếp xúc tại thiết bị quá nhiệt số 309 nâng lên thành hơi quá
nhiệt có nhiệt độ 350 - 4000C rồi cấp cho dây chuyền phát điện. Khi dây chuyền phát điện
không hoạt động hơi có áp suất 25 at, nhiệt độ 225oC được đưa qua thiết bị giảm áp để
hạ xuống còn 6 at, 1580C rồi cấp hoà vào mạng chung hoặc qua bộ phận giảm âm rồi xả
ra ngoài trời qua ống xả hơi.
Các thông số kỹ thuật
-

Nhiệt độ dầu DO: 25-30˚C

-

Áp suất dầu:15-25 kg/cm2

-

Nhiệt độ tường gạch lò đốt: 900-950˚C


Áp suất lưu huỳnh: 12kg/cm2

-

Lưu lượng không khí vào lò :30000-35000Nm3/h

-

Nồng độ SO2 sau lò 11% thể tích

Các thiết bị chính
a. Lò đốt lưu huỳnh (201)

Cấu tạo:
Lò đốt lưu huỳnh có cấu tạo hình trụ nằm ngang, lớp vỏ bên ngoài được chế tạo
bằng thép CT3 dày 10mm, bên trong được xây lót bằng 2 lớp gạch chịu lửa.
12


Ngoài cùng là lớp gạch định hình AD5 (230x113x65/55) và gạch FB
(230x103x65)
Lớp tiếp theo là lớp gạch định hình AD5 và AD3 (230x113x65/45)
Đầu đốt lò cũng được xây bằng những lớp gạch như trên.
Giữa phần đầu lò và thân lò là phần hình côn được xây lót bằng gạch định hình để thu
côn bằng 2 lớp gạch AD5 và AD3.
Lò đốt được đặt trên 5 giá di động kiểu con lăn.
Bên ngoài lò được bọc bằng lớp vỏ nhôm.
Chiều dài thân lò 14230
Chiều dài thân trụ buồng trước 6800
Chiều dài thân trụ buồng giữa 2000

- Thể tích chứa nước 16 m3
- Thể tích chứa hơi : 3.7m3
- Kích thước bao: L10940, θ4300
- Thân lò : Φ 2300x25, L 7000
- Hộp đón lửa: L 2160, Φ 3556
- Cửa khí đi tắt: Φ1930/1740x10/800
- Hộp khí ra: L 2050, Φ 2800
- Cửa khí ra: Φ 1600/1420x10
- Cửa vệ sinh: Φ 900x6…
Đặc tính của thiết bị - Chế độ nồi hơi
- Năng suất sinh hơi: 14000-17000kg/h
- Áp suất nồi hơi khi làm việc 24-25at
- Áp suất ra nồi hơi: 10-20 at
- Nhiệt độ nước cấp :100-150˚C
- Hiệu suất lò hơi 88%
- Lưu lượng khí nóng vào nồi hơi :33000±5% Nm3/h
- Thành phần SO2 ≥11%
- Nhiệt độ khí vào” 950-1050˚C
- Nhiệt độ khí ra nồi hơi: 350-420˚C
Chế độ nước cấp cho nồi hơi:
- Màu sắc: Không màu
14


- Độ cứng toàn phần :

- Thùng chứa lưu huỳnh lỏng 113: dùng để chứa S lỏng cấp cho lò. Đường kính 6000,

cao 3000.
Công đoạn tiếp xúc
3.1. Sơ đồ công nghệ - Sơ đồ 4
3.2. Thuyết minh dây truyền
Hỗn hợp khí SO2 từ thiết bị lọc gió nóng có nhiệt độ 400÷430oC và nồng độ SO2 từ
9÷10,5% đi vào lớp I máy tiếp xúc. Nhờ có xúc tác V2O5 khí SO2 phản ứng với O2 tạo
thành SO3 theo phản ứng: SO2 + 1/2 SO2→ SO3 + Q
Đây là phản ứng thuận nghịch, toả nhiệt, giảm thể tích. Quá trình sảy ra theo chiều
thuận khi có xúc tác.
Cơ chế của sự ôxy hoá SO2 trên xúc tác VANADI được giải thích bằng sự tạo thành,
phân huỷ hợp chất trung gian ở dạng sunfátvanadi theo phản ứng
V2O5 + SO2 = V2O4 + SO3
V2O4 + 2 SO2 + O2 = 2 VOSO4
2 VOSO4 = V2O5 + SO3 + SO2
-----------------------------------------2 SO2 + O2 = 2 SO3
Như vậy trong quá trình phản ứng thì VANADI là chất vận chuyển ôxy.
Mức tiếp xúc được xác định bằng tỷ số áp suất riêng phần của SO 3 với tổng số áp suất
riêng phần của SO3 và SO2 X = P SO3/(P SO3 + P SO2)
X =
Kp +

hay

Kp
100 − 0,5aXp
P (b − 0,5aXp )


các trao đổi nhiệt làm nguội SO3 bằng không khí ẩm, không khí khô, hay nước mềm để hạ
nhiệt độ xuống
- Năng suất 360 tấn axit/ngày đêm. Lưu lượng khí qua tháp < 46000Nm 3/h. Áp suất
làm việc 1400 – 1700mmH2O.
- Chiều cao tổng cộng 5397, đường kính ngoài vỏ thép 8020, đường kính trong tháp
7520.
- Ống dẫn khí SO2 trên đỉnh tháp có đường kính 1400, ống dẫn khí SO 3 ra ở dưới có

kích thước 1200*2100.
- Có 5 cửa chui đường kính 800, 2 cửa trên nắp tháp, 1 cửa phía dưới chân và 2 cửa
ngang xúc tác.
b. Tháp tiếp xúc 306/2
Máy tiếp xúc 306/2 dùng để chuyển hoá khí SO 2 thành khí SO3 tại lớp xúc tác thứ 2,
thứ 3, thứ 4.Tháp hình trụ, vỏ được chế tạo bằng thép C20 dày 10 mm, bên trong lót 1 lớp
amiăng dày 10 mm và xây lót bằng 01 lớp gạch sa mốt chịu nhiệt dày 230 mm.Đáy tháp
còn lát thêm lớp gạch chịu axít, kích thước gạch 180x115x18mm.Giữa tâm tháp có 08
đoạn trụ bằng gang chịu nhiệt có Φ800mm lắp ghép với nhau, dùng làm trụ đỡ cho các
kết cấu của tháp. Xung quanh tháp, bên ngoài vỏ thép là lớp bảo ôn cách nhiệt bằng bông
18


thuỷ tinh dày 250mm, bên ngoài là luới thép 1 ly và nhôm lá dày 0,8mm. Trên đỉnh tháp
có nón phân phối khí bằng thép C20, dày 8mm, Φ2100mmm góc đỉnh nón 1500, trên nón
có 12 lỗ Φ200mm cách đều nhau và cách tâm là 650mm. Dưới nón phân phối khí là lớp
ghi bằng thép để rải lớp đá thạch anh dày 50mm, cỡ đá 20x25mm. Trong tháp gồm có 3
lớp xúc tác, mỗi lớp có kết cấu theo thứ tự từ dưới lên là: dầm đỡ ghi I 240 thép C20, kết
cấu ghi đỡ, lưới thép, sau đó là lớp đá thạch anh cỡ 20x25mm, dày 50mm, lớp xúc tác,
lớp đá thạch anh dày 50mm.
Trên các lớp xúc tác 3, 4 có hệ thống phân phối khí, trên lớp 2 có hệ thống trộn khí.
Dưới các lớp xúc tác 2, 3, 4 đều có hệ thống gom khí ra.Giữa lớp 3 và lớp 4 được ngăn
cách bằng tấm thép sàn.Do đó tháp được chia thành 3 đoạn ngăn cách riêng nhau.
Các thông số cơ bản:

19


4

700

31.000

CS-110

c. Thiết bị quá nhiệt hạ nhiệt sau lớp 1 (309)

Công dụng:
Dùng để hạ nhiệt độ hỗn hợp khí sau lớp xúc tác 1 đạt nhiệt độ vào lớp xúc tác
2.Đồng thời gia nhiệt hơi nước bão hoà 25 at, 222 0C lên 4200C dùng cho tua bin phát
điện.
Cấu tạo:
Gồm có 02 chùm ống trao đổi nhiệt đặt trong 2 hộp khí hình chữ nhật liền nhau,
có ống dẫn khí SO3 nối tiếp 2 hộp với nhau.Ống trao đổi nhiệt bằng thép 12Cr1MoV chịu
nhiệt độ, áp suất và chống ăn mòn hoá học Hộp khí bằng thép C20.Khí SO3 đi ngoài
ống , hơi nước bão hoà đi trong ống.
- Diện tích bề mặt truyền nhiệt: 298 m2, ống Φ38x4mm, L=70.000mm.
- Kích thước bao ngoài: DxRxH= 5980x6170x4037mm
- Ống khí SO3 vào: Dy= 1400mm.
- Ống khí SO3 ra: Dy= 1400mm.
- Ống hơi nước bão hoà vào: Dy= 250mm, thép 12Cr1MoV.
- Ống góp hơi nước quá nhiệt ra: Dy= 250mm.
Các chỉ tiêu kỹ thuật:
- Nhiệt độ khí SO3 vào/ra: 600oC/454 oC.

- Đoạn giữa là phần trao đổi nhiệt, vỏ bằng thép dày 10mm, bên ngoài bảo ôn cách
nhiệt.Đường kính Φ2.558 x10mm, H=6000mm. Các ống trao đổi nhiệt bằng thép C20,
gồm 1045 ống Φ57x3,5mm, L=6.000mm, F=1.050m2.
- Đoạn dưới là hộp khí ra, vỏ thép, H=2.600mm; Φ2.558mm.
Các ống công nghệ:
- Ống khí SO3 vào: Dy=1600mm, ống thép Φ1876x8mm, có xây lót gạch.
- Ống khí SO3 ra: Dy=1400mm, ống thép Φ1416x8mm
- Ống khí SO2 vào: Dy=1200mm, ống thép Φ1216x8mm, kiểu hộp khí hình côn.
- Ống khí SO2 ra: Dy=1400mm, ống thép Φ1416x8mm, kiểu hộp khí hình côn.
Chế độ kỹ thuật:
- Nhiệt độ khí SO3 vào/ra: 4840C/3100C.
- Lưu lượng khí SO3: Q=31.174Nm3/h
21


- Nhiệt độ khí SO2 vào/ra: 800C/3320C.
- Lưu lượng khí SO2: Q=27.943Nm3/h
f.

Trao đổi nhiệt nước mềm sau lớp 3/2 (vị trí 3011):

Công dụng:
Dùng trao đổi nhiệt hạ nhiệt độ khí SO3 sau TĐN 3010 đưa đi hấp thụ trung gian
và nâng nhiệt độ nước mềm vào các thiết bị khử khí của nồi hơi các dây chuyền A
xít.Hỗn hợp khí SO3 đi ngoài ống, từ trên xuống dưới, nước mềm đi trong ống.
Cấu tạo:
Tháp có vỏ bằng thép, kiểu trao đổi nhiệt ống chùm:
- Vỏ bằng thép, bên ngoài bảo ôn cách nhiệt dày 100mm bằng bông thuỷ tinh, vữa
amiăng, lá nhôm.
Chiều cao tổng H = 8.300 mm, Φ 1.316x10mm, trong đó phần trao đổi nhiệt cao

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt: 530 m2
- Chiều cao toàn bộ tháp: 7400mm (Trong đó: Chiều cao phần ống trao đổi nhiệt
3000mm).
- Đường kính tháp: Φ3020x10mm
- Tổng số ống trao đổi nhiệt Φ38x3.5, H3000mm: 1615 ống
Công đoạn sấy hấp thụ
4.1. Sơ đồ công nghệ - Sơ đồ 5
4.2. Thuyết minh dây truyền
Quá trình sấy không khí ẩm: Hơi nước không phải là 1 chất độc đối với chất xúc tác
vanadium. Nhưng nếu trong khí có hơi nước thì sẽ tạo mù ở quá trình hấp thụ, làm mất
nhiều axít trong khí thải vì mù axít rất khó hấp thụ trong các tháp hấp thụ. Ngoài ra mù
còn ngưng tụ trong các tháp trao đổi nhiệt bên ngoài của tháp tiếp xúc nhất là các trao đổi
nhiệt làm nguội SO3 làm ăn mòn các ống trao đổi nhiệt vì vậy không khí cần phải được
sấy đạt tiêu chuẩn trước khi cấp vào hệ thống.
Không khí được hút (dây chuyền sản xuất axít số 1,2) hoặc được đẩy vào tháp sấy
(dây chuyền sản xuất axít số 3).Tại tháp sấy, axít sunphuríc có nồng độ ≥ 95% được tưới
từ trên xuống tiếp xúc với không khí đi từ dưới lên qua các lớp đệm. Nhờ có sự tiếp xúc
này hơi nước trong không khí được axít hấp thụ, không khí sau tháp sấy có hàm ẩm
1: sản phẩm là ôlêum
- Nếu n = 1: sản phẩm là mônô hyđrat
- Nếu n < 1: sản phẩm là axít loãng

bằng đĩa với lưu lượng. Lượng axít chảy từ tháp hấp thụ cuối về thùng chứa lại tiếp tục được
bơm tuần hoàn lên tháp kết thúc 1 chu trình. Do hấp thụ SO 3 nồng độ axít tăng dần lên, để
duy trì nồng độ axít mônô ta pha loãng bằng nước công nghệ. Do hấp thụ SO 3 và bổ xung
H2O nên mức thùng chứa axít cao dần lên, để duy trì mức thùng chứa ta đưa axít sang bộ
phận sấy để nâng nồng độ axít sấy.
Sau tháp hấp thụ cuối hỗn hợp khí đi vào thiết bị khử mù hay tháp tách giọt trước khi
thải ra ngoài trời qua ống thải khí.
4.3. Các thiết bị chính
a. Tháp sấy
Cấu tạo:Vỏ bằng thép dày 8mm, xây lót bằng gạch chịu axít, bên trong xếp đệm chịu
axít, phân phối bằng 4máng thép không gỉ, Φ5000mm,H15600 mm, ống khí vào/ra
Φ1200mm; ống axit bằng thép không gỉ đẩy/hồi 200/530.
- Lưu lượng không khí ẩm vào tháp: 36600-47000m3/h
- Nhiệt độ không khí vào: 28-30˚C
- Nhiệt độ không khí ra: 40-45˚C
- Lưu lượng axit tưới: 240-270m3/h
- Nồng độ axit tưới:≥ 95% H2SO4
- Nhiệt độ axit tưới/chảy:45-50/40-45˚C
- Tia bắn: ≤0.005mg/m3
b. Tháp hấp thụ trung gian 254
Nhiệm vụ: Hấp thụ khí SO3 sau lớp tiếp xúc III
25