BÁO CÁO THỰC TẬP HANICHEMCO MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 2 PHẦN I:VỀ CÔNG TY PHÂN ĐẠM VÀ HÓA CHẤT HÀ BẮC 3 PHẦN II:CễNG NGHỆ SẢN XUẤT URấ ĐI TỪ KHÍ HểA THAN 5 II.1-TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT URấ TẠI CễNG TY .5 II.2-PHÂN XƯỞNG TẠO KHÍ 7 II.3-PHÂN XƯỞNG TINH CHẾ KHÍ 13 II.4- PHÂN XƯỞNG TỔNG HỢP NH 3 19 II.5- PHÂN XƯỞNG TỔNG HỢP URấ 24 PHẦN III:CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA CÔNG TY 34 III.1-HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG 34 III.2-CÁC NGUỒN THẢI GÂY Ô NHIỄM 36 III.3-CÁC BIỆN PHÁP XỬ Lí,PHềNG NGỪA,GIẢM THIỂU Ô NHIỄM .42 KẾT LUẬN .53 * * * 1 BÁO CÁO THỰC TẬP HANICHEMCO LỜI NÓI ĐẦU Thực tập chuyên nghành là một trong những chương trình đào tạo không thể thiếu đối với sinh viên trường Đại học Bách Khoa nói chung cũng như sinh viên viện Khoa học và Công nghệ Môi trường nói riêng. Được sự quan tâm liên hệ của Nhà trường còng như của Viện,chỳng em đã đi thực tập tại Công ty Phân đạm Hóa chất Hà Bắc,một trong những công ty đầu nghành thuộc Tổng công ty Hóa chất Việt Nam. Trong đợt thực tập này,chỳng em có cơ hội tiếp xúc và hiểu biết thêm về một công nghệ sản xuất hoá chất quan trọng phục vụ cho nền nông nghiệp nước nhà và mang lại nhều lợi Ých cho nền kinh tế quốc dân. Bản báo cáo được hoàn thành do thời gian tìm hiểu và tài liệu sử dụng hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sút.Mong được các thầy cô hướng dẫn và chỉ bảo thêm. Hà nội 12/7/02 Sinh viên: Đinh Khắc Cường Líp Líp CNMTB-K43 PHẦN I: 2 BÁO CÁO THỰC TẬP HANICHEMCO Về công ty phân đạm và hoá chất hà bắc Công ty Phân Đạm và Hoá chất Hà Bắc được Nhà nước phê chuẩn thiết kế xây dựng ngày 20-7-1959. Quý 1-1960, bắt đầu khởi công xây dựng Nhà máy Phân Đạm Hà Bắc. Ngày 18-02-1961 đổ mể bê tông đầu tiên xây dựng công trình. Ngày 03-01- 1963 Bác Phạm Văn Đồng đã về thăm công trình xây dựng. Nhà máy phân đạm Hà Bắc được nhà nước Trung Quốc giúp đỡ xây dựng bằng sự viện trợ không hoàn lại. Toàn bộ máy móc thiết bị đều được chế tạo và mang về từ Trung Quốc . Theo thiết kế 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 ure/năm Xưởng Cơ khí : Công xuất thiết kế 6.000 tấn/năm Ngoài ra cũn có cỏc phân xưởng phụ khác, xong chủ đạo vẫn là sản xuất phân đạm. -Ngày 3-2-1965 khánh thành xưởng Nhiệt Điện -Ngày 19-5-1965 phân xưởng tạo khí đốt than thành công -Ngày 01-06-1965 xưởng cơ khí đi vào hoạt động . Dự định ngày 02-09- 1965 khánh thành nhà máy chuẩn bị đi vào sản xuất. Xong do chiến tranh phá hoại của đế quốc Mỹ, ngày 20-08-1965 chính phủ quyết định ngừng sản xuất chuyển xưởng Nhiệt Điện thành Nhà máy Nhiệt Điện (trực thuộc sở Điện lực Hà Bắc) kiên cường bám trụ để sản xuất điện. Chuyển xưởng Cơ khí thành nhà máy Cơ khí sơ tán về Yên Thế tiếp tục sản xuất phục vụ kinh tế và quốc phòng. Thiết bị xưởng Hoá chất tháo dỡ và sơ tán sang Trung Quốc. Ngày 01-03-1973 Thủ Tướng Chính Phủ quyết định phục hồi Nhà máy, trước đõy sản xuất Nitrat amon (NH 4 NO 3 )nay chuyển sang sản xuất ure (NH 2 )CO có chứa 46,6% Nitơ với công xuất 6  6,5 vạn tấn NH 3 /năm, 1011 vạn tấn ure/năm. Ngày 01-05-1975 Chính phủ quyết định hợp nhất Nhà Máy Nhiệt Điện, Nhà Máy Cơ Khí và xưởng Hoá Chất thành Nhà Máy Phân Đạm Hà Bắc trực thuộc Tổng cục Hoá chất . Tháng 06-1975 việc xây dựng và lắp đặt nhà máy cơ bản hoàn thành đã tiến hành thử máy đơn động và liên động và thử máy hoỏ cụng. Ngày 28-11-1975 : sản xuất thành công NH 3 láng. Ngày 12-12-1975 : sản xuất thành công bao đạm đầu tiên Ngày 30-10-1977 : Đồng chí Đỗ Muời phó Thủ Tướng Chính Phủ, cắt băng khánh thành Nhà Máy Phân Đạm Hà Bắc. 3 BÁO CÁO THỰC TẬP HANICHEMCO Năm 1977 các chuyên gia Trung Quốc về nước và ta phải tự chạy máy. Trong những năm từ 1977 đến 1990 sản lượng ure thấp và thấp nhất vào năm 1981 (9890 tấn ure năm). Tháng 10-1988, nhà máy được đổi tên thành Xí nghiệp liên hiệp Phân Đạm và Hoá Chất Hà Bắc theo quy định số 445/HB – TCCBTLĐT ngày 07/10/1988 của Tổng cục Hoá chất với phương thức hoạch toán kinh doanh XHCN theo cơ chế sản xuất hàng hoá. Từ 1991 đến nay, cùng với việc tăng cường quản lý, XN đã nối lại quan hệ với Trung Quốc cải tạo thiết bị công nghệ, sản lượng ure tăng lên rõ rệt. Từ năm 1993 đến nay sản lượng ure liên tục vượt công suất thiết kế . Năm 1996 dự án mở rộng Nhà máy phân đạm công suất 278.400 tấn ure / năm được phê duyệt .Năm 1997 BQLDA được thành lập và chính thức đi vào hoạt động dự kiến đến năm 2001 đưa dây chuyền này vào sản xuất. Sản lượng ure qua các năm: Năm 1991 44.891 tấn Năm 1996 120.470 tấn 120.470 tấn Năm 1997 130.000 tấn Năm 1998 63.800 tấn Năm 1999 48.790 tấn Năm 2000 76.140 tấn Năm 2001 98.970 tấn 98.970 tấn * Các sản phẩm chính của công ty _ Ure 46% N 2 _ Amôniăc lỏng (99,8%) _Oxy đóng bình _ CO 2 láng và rắn * Các sản phẩm phụ của công ty _ Điện, hơi nước, NPK và than hoạt tính. Trong quá trình phát triển của Công ty, cơ cấu tổ chức quản lý luôn được điều chỉnh phù hợp yêu cầu tổ chức sản xuất, theo từng giai đoạn phát triển chung của đất nước. Hiện nay cơ cấu quản lý của công ty được tổ chức theo mô hình trực tuyến chức năng. Ngoài ra, Công ty luôn đẩy mạnh và nõng cao chất lượng sản phẩm, tập trung đầu tư nhân tố con người có kiến thức, có năng lực lao động, sáng tạo cao. Công ty hiện có khoảng 2300 công nhân với số kỹ sư trên 150 người. Có thể nói đây là một lực lượng nòng cốt, khá mạnh và là yếu tố quan trọng, quyết định sự phát triển bền vững của công ty trong giai đoạn mới. Năm 1993 để phù hợp thực tế đất nước, ngày 13/2/1993 XNLH phân đạm & hoá chất Hà Bắc đổi tên thành công ty Phân đạm và hoá chất Hà Bắc theo quyết định số 73/CNNG-TCT. Công ty trực thuộc tổng công ty phân bón và hoá chất cơ bản (nay thuộc Tổng Công Ty hoá chất Việt Nam ) về 4 Than từ kho Hơi nớc từ xởng nhiệt điện Phân xởng tạo khí Phân xởng tinh chế Kho cầu Phân xởng tổng hợp u-rê Phân xởng hợp thành BO CO THC TP HANICHEMCO mt sn xut v kinh doanh trc thuc b cụng nghip nng(nay l b cụng nghip) v qun lý nh nc. PHN II : cụng ngh sn xut ur i t kh hoỏ than II.1-TNG QUAN V SN XUT UR TI CễNG TY S khi Cụng ngh sn xut Ur i t khớ hoỏ than Thuyt minh s bộ : Vi c im cụng ngh sn xut u-r i t khớ ho than,qu trnh kh hoỏ khõu to khớ s dng nguyờn liu chớnh l than cc,hi nc v khụng khớ cng l nguyờn liu ch khớ than ẩm. 2C + O 2 = 2CO + Q1 C+O C + O 2 = 2CO 2 + Q2 2CO+O + O 2 = 2CO 2 + Q3 + Q3 C+ H + H 2 O = CO + H + H 2 + Q4 5 BÁO CÁO THỰC TẬP HANICHEMCO C + H + H 2 O= CO = CO 2 + 2H 2 + Q5 Mục đích của quá trình khớ hoỏ than chỉ nhằm thu được H 2 và N 2 theo tỷ lệ thích hợp H 2 :N 2 =3:1 làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp NH 3 .Vì thế hỗn hợp khí than Èm cần được làm sạchk bụi nhờ công đoạn rửa và lọc bụiđiện;làm sạch cỏc khớ bất lợi cho quá trình tổng hợp NH 3 và U-rờ nhờ công đoạn tinh chế . Công đoạn làm sạch khí H 2 S sử dụng dung dịch ADA-antraquinon disunfuric axit (hiện nay dùng dung dịch ta-nanh) có tính O-xy hoá khử mạnh hấp thụ khí này.Sau đó là quá trình nhả hấp thụ,dung dịch ADA được tái sinh và đưa trở lại quá trình hấp thụ ,bọt lưu huỳnh được thu lại chế thành sản phẩm phụ là lưu huỳnh rắn . Đặc điểm của quá trình hấp thụ là quá trình ngược chiều:khớ được thổi từ dưới lờn,dịch hấp thụ được dội từ trờn xuống.Quỏ trỡnh hấp thụ được tiến hành ở áp suất cao và nhiẹt độ thấp,quỏ trỡnh nhả hấp thụ ngược lại tiến hành ở áp suất thấp và nhiệt độ cao. Theo đường dẫn,hỗn hợp khí và đoạn I máy nén 6 đoạn để nõng ỏp.Ra đoạn III mỏy nộn,hỗn hợp khớ cú P=20,5 at vào công đoạn chuyển hoá CO thành CO 2 nhờ hơi nước cao áp (P=35at).Phản ứng của quá trình: CO+ H + H 2 O = CO 2 +H 2 Sau chuyển hoá phần lớn CO chuyển thành CO 2 ,hỗn hợp khí tiếp tục được đưa đến công đoạn khử CO 2 .Tại đây CO 2 tiếp tục được hấp thụ bởi dung dịch MEA(Monoethanol Amin) có tính hoạt hoá cao.Sau đó quá trình nhả hấp thụ diễn ra:khớ CO 2 được thu hồi để dùng cho quá trình tổng hợp u- rờ về sau,dd MEA được tái sinh và trở lại quá trình hấp thụ .Đến đây hỗn hợp khí còn lại N 2 H 2 và một phần rất nhỏ CO,CO 2 ,H 2 S được gọi là khí tinh chế. Quá trình tổng hợp NH 3 đòi hỏi hàm lượng các chất gây ngộ độc xúc tác như CO,CO 2 ,H 2 S là nhỏ nhất.Cụng đoạn rửa đồng và rửa kiềm nhằm khử tối đa các chất đó .Công đoạn này sử dụng muối Axetat amoniac đồng và dung dịch kiềm để khử CO,CO 2 ,H 2 S .Ra khỏi công đoạn này khí trinh chế còn một lượng rất nhỏ H 2 S ,CO,CO 2 (<20ppm) được gọi là khí tinh luyện . Khí tinh luyện với thành phần chủ yếu là N 2 và H 2 theo tỷ lệ 3:1 vào đoạn VI máy nén để tăng áp cho quá trình tổng hợp NH 3 .Khí tinh luyện ra đoạn VI máy nén có P= 320 at được đưa vào tháp tổng hợp cùng với sự có mặt của xúc tác sắt để tiến hành phản ứng tổng hợp.Phản ứng tổng quát cuả quá trình có thể biểu diễn: N 2 + 3H 2 = 2NH 3 + Q. NH 3 hình thành ở trạng thái khí ,ra khỏi tháp được làm nguội gián tiếp bằng nước( ≈ 30 0 ) và ngưng tụ thành NH 3 láng qua phân ly 1.NH 3 lỏng còng 6 BÁO CÁO THỰC TẬP HANICHEMCO theo một đường riêng đợc đưa đến thiết bị 3 kết hợp làm lạnh- bốc hơi -phân giải nhằm thu NH 3 ,tỏch các cấu tử chưa phản ứng đưa trở lại tháp phản ứng tiếp tục quá trình tạo ra NH 3 .Sau quá trình tuần hoàn cô đặc,dịch NH 3 từ nồng độ thấp chuyển thành NH 3 lỏng có nồng độ 99,8% được bơm vào kho cầu chứa. Từ kho cầu NH 3 láng được bơm lờn thỏp tổng hợp U-rờ.Từ công đoạn 836,CO 2 khí được nén đưa lên tháp tổng hợp.Phản ứng tổng hợp được tiến hành theo 2 giai đoạn xen kẽ rất nhanh: +Đầu tiên NH 3 và CO 2 theo tỷ lệ NH 3 :CO 2 =4:1 với sự có mặt của hơi nước ở 16at tiến hành phản ứng tạo thành dd Cacbamat amụn(NH 4 OONH 2 ): 4NH 3 + 2CO 2 +H 2 O =2NH 4 COONH 2 + 38.000 Kcal/Kmol + Sau đú,dd cacbamat tách nước tạo thành Urờ: NH 4 COONH 2 = (NH 2 ) 2 CO + H 2 O + Q Hiệu suất phản ứng đạt 65-68% Hiệu suất phản ứng đạt 65-68% Quá trình tổng hợp Urờ mang tính tuần hoàn toàn bộ :Toàn bộ NH 3 và CO 2 dư được đưa trở lại đầu hệ thống.Dịch phản ứng cacbamat amụn có nồng độ thấp (30%) qua các công đoạn phân giải và cô đặc để tách NH 3 chưa phản ứng đưa trở lại tháp tổng hợp,đồng thời nồng độ Urờ cũng được tăng lên (99,5%) và được đưa vào tháp tạo hạt.Nhờ lực ly tâm của vũi phun,dũng urờ bị cắt ngang và rơi xuống tạo thành các hạt.Quạt gió (N=10000m 3 /h) đặt trên đỉnh thỏp hút giú làm nguội hạt Urờ trong quá trình rơi.Hạt urờ rơi xuống phễu ở đáy tháp qua hệ thống băng tải được tiếp tục làm nguội rồi đến công đoạn đúng bao,đúng thành bao Urờ quy cách 50kg/bao rồi chuyển vào kho chứa sản phẩm. • Nhà máy hoạt động với 3 phân xưởng chính: II.2-PHÂN XƯỞNG TẠO KHÍ Gồm 2 cương vị chính là cương vị 651 và cương vị lọc bụi điện. Ngoài ra, để xử lý triệt để khí thổi gió và tận dụng phần nhiệt trong khí này, hiện nay Công ty đang xây dựng và sắp đưa vào sử dông cương vị thu hồi khí thổi giú(xemphần III). • Nguyên liệu sản xuất: 7 BÁO CÁO THỰC TẬP HANICHEMCO -Than cục Hòn Gai (Quảng Ninh) có hàm lượng Cacbon  82 %, hàm lượng Lưu huỳnh  0,5 % và độ tro  10 %. -Hơi nước -Hơi nước -Không khí. • Mục tiêu: Sản xuất hỗn hợp khí than Èm gồm: CO, CO 2 , H 2 , N 2 và khí trơ đạt yêu cầu tỷ lệ: 3,31,3 N HCO 2 2 ÷= + II.2.1 -Cơ sở của quá trình tạo khí Dùng than cốc làm nguyên liệu, quá trình sản xuất khí than ướt và khí than Èm trong lò phát sinh khí than tầng cố định, thực chất là phản ứng giữa cacbon với Oxy và hơi nước. Quá trình chính gồm hai phần: Thổi gió và chế khớ, dựng máy vi tính áp suất dầu để khống chế các can dầu vào việc thực hiện đóng mở chuẩn xác theo yêu cầu công nghệ: Giai đoạn thổi gió đưa gió vào trong lò, khi nhiệt độ tầng than đạt 700 0 C sẽ sinh ra các phản ứng hoá học sau đây: C + O 2 = CO 2 + 393,8 KJ 2 C + O 2 = 2CO + 221,8KJ CO 2 + C = 2CO – 172,5KJ Khi khí thổi gió đi qua buồng đốt, gió thổi lần 2 đi vào nhiệt độ 550 0 C trở lên làm cho CO trong khí thổi gió bốc cháy toả nhiệt để cung cấp cho gạch tích nhiệt 2CO + O 2 =2CO 2 + 566 kJ Giai đoạn chế khí Sau khi nhiệt độ tầng than được nâng cao khoảng 1100 0 C, đưa hơi nước thấp áp 0,08MPa và không khí vào lò theo tỷ lệ nhất định, xảy ra phản ứng hoá học tạo khí than Èm (nếu không đưa thêm không khí thì được khí than ướt), phản ứng hoá học như sau: C + H 2 O = CO + H 2 – 1,31kJ C + H 2 O = CO 2 + H 2 – 90,2kJ CO + H 2 O = CO 2 + H 2 + 41,2kJ C + CO 2 = 2CO – 172,5kJ Ngoài ra, khi nhiệt độ tầng than thấp còn xảy ra phản ứng phụ tạo ra CH 4 , và một số chất khác 8 BÁO CÁO THỰC TẬP HANICHEMCO C + 2H 2 = CH 4 + 74,9kJ CO + 3H 2 = CH 4 + H 2 O CO 2 + 4H 2 = CH 4 + 2H 2 O H 2 + S = H 2 S II .2.2- Dây chuyền công nghệ quá trình tạo khí II.2.2.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ: (hình vẽ :) II.2.2.2 . Quá trình tạo khí a. Công đọan sản xuất khí than Èm(c ¬ng vị 651) Trong quá trình sản xuất khí than Èm hoặc ướt một tuần hoàn, trong khoảng thổi gió lần 1 và thổi gió lần 2 được gọi là một tuần hoàn làm việc. Một tuần hoàn làm việc trong khoảng 175 s của lò khí than được chia làm 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 thổi sạch.  Lưu trình công nghệ: *Vận chuyển và cung cấp nguyên liệu : Than cục được đưa lên Bunke có dung tích 50 tấn/lũ được cho vào lũ (cú 10 lò tạo khí), than được phân ra làm 3 loại : >12-20;20-40 và >40, mỗi loại dùng cho từng loại lò khác nhau để có thể áp dụng công nghệ thích hợp cho từng cỡ hạt than. * Lưu trình lò khí than như sau: • Giai đoạn thổi gió: Chiếm 22-26% thời gian một tuần hoàn làm việc với mục đích là tăng nhịờt cho lò khí hoá. Không khí ngoài trời được quạt hót đưa vào đường ống chung. Không khí được thổi vào đỏy lũ để đốt cháy nguyên liệu. Nhiệt lượng toả ra được cung cấp cho phản ứng giữa C và hơi nước trong giai đoạn chế khớ. Khớ thổi gió được đưa qua lò đốt để tận dụng nhiệt đồng thời phối một lượng không khí lần hai để đốt CO nhằm mục đích thu hồi nhiệt và để tránh ô nhiễm môi trường. Nhiệt được tầng gạch chịu lửa tích lại trong lò. Sau khi ra khỏi lò đốt khí thổi gió được đi vào lò nhiệt thừa theo hướng từ trên xuống qua ống khói phúng khụng lờn khí quyển. • Chế khí thổi lên lần 1 : Chiếm khoảng 25-28% thời gian. Hơi nước 5 at từ nhiệt điện qua lưu lượng kế cấp sang khu lò qua bộ giảm áp và phân đoạn cấp cho cỏc lũ. Hỗn hợp hơi nước qua tầng than nóng đỏ chế tạo được khí than Èm qua lò đốt, qua lò hơi nhiệt thừa về van ba ngả đến tói rửa rồi vào đường ống chung: khí 9 BÁO CÁO THỰC TẬP HANICHEMCO than qua tháp rửa, khí than đi từ dưới lên, nước tuần hoàn rội xuống làm lạnh tiếp khí than Èm và đi vào thuỷ phong cửa vào kột khớ. • Chế khí thổi xuống : Sau giai đoạn chế khí thổi lên, để tránh tầng lửa dịch lờn gõy kết tảng, bỏm vỏch lũ, người ta cho hơi nước cộng không khí vào lò đốt để tận dụng nhiệt lò đốt và đưa vào lò phát sinh khí than. Khí than sau khi qua tầng xỉ mũ gió qua van ba ngả vào tói rửa, ra đường ống chung khí than. • Chế khí thổi lên lần 2 : Sau khi thổi xuống khí than còn lưu lại ở đỏy lò, đường ống phớa đỏy lũ, người ta dùng hỗn hợp không khí và hơi nước thổi lên để đảm bảo an toàn trước khi vào giai đoạn thổi gió, lưu trình như thổi lên lần 1. • Thổi sạch : Để tận dụng lượng khí than Èm còn lưu lại trong thiết bị người ta có giai đoạn thổi sạch nhưng van ống khói đóng để thu hồi khí than về đường ống chung. b. Công đoạn rửa lọc bụi tĩnh điện + Rửa bụi: Hỗn hợp khí than Èm được đưa qua van ngả vào thuỷ phong tói rửa một phần bụi được giữ lại sau đó vào tháp rửa đệm, tháp rửa đồng để tỏch cỏc hạt bụi có kích thước lớn trước khi vào lọc bụi tĩnh điện. + Lọc bụi điện: Có thể thu khí với độ sạch 90 – 99%, mà lượng tiêu hao nhỏ. Dưới tác dụng của điện trường các phân tử khí bị ion hoá thành các ion. Các ion này va chạm với hạt bụi làm hạt bụi tích điện và lắng trên điện cực trái dấu Hỗn hợp bụi sau khi được làm sạch được đưa vào kột khớ. c.Cụng đoạn thu hồi khí thổi giú(phần III.) II.2.3-Một số thiết bị chính 1. Lò khí hoá UGI : 2745 mm & 3000 mm. Lò bao gồm 4 phần chính như sau : + Nồi hơi vỏ kép : H : 2961 mm; F TN : 13 m 2 ; lượng nước chứa : 12 m 3 . Tỏc dông : Chống hiện tượng tâng nhiên liệu quá cao làm cho xỉ chảy ra bám dính vào thành lũ gõy hiện tượng treo liệu, đồng thời sản xuất ra hơi nước thấp áp 0,5 – 0,8 at. + Mũ giã : bằng gang, cao 1400 mm Tỏc dông : phân phối khí đều cho tầng than 10 . khí than. Khí than sau khi qua tầng xỉ mũ gió qua van ba ngả vào tói rửa, ra đường ống chung khí than. • Chế khí thổi lên lần 2 : Sau khi thổi xuống khí than. sau khi hấp thụ được đem tái sinh thu hồi S còn dung dịch hấp thụ được tu n hoàn trở lại. Khí than tiếp tục được đưa sang công đoạn tiếp theo. + Khí than