TỔNG QUAN VỀ NHỰA PVC
Polyvinyl Clorua, nhựa PVC
PVC (polyvinyl clorua) là một hợp chất hóa học được tạo thành từ cacbon, hydro và clo, với nguyên liệu chính là dầu khoáng và muối Phát hiện lần đầu vào năm 1835, PVC chỉ được sản xuất đại trà sau 50 năm Hợp chất này được hình thành thông qua quá trình trùng hợp monomer VinylClorua (VC).
- Theo thống kê hiện nay cho thấy, nhựa PVC được sản xuất và tiêu thụ với số lượng nhiều thứ 3 trên thế giới chỉ sau PE và PP.
Nhựa cứng (uPVC) chủ yếu được tạo thành từ bột PVC, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn và các phụ gia khác, với hàm lượng chất hóa dẻo thấp dưới 5% Loại nhựa này được ứng dụng rộng rãi trong việc làm ống dẫn nước, xăng dầu và khí ở nhiệt độ tối đa 60°C, cũng như trong các thiết bị thông gió và bọc kim loại để bảo vệ chúng khỏi môi trường ăn mòn.
+ Nhựa dẻo PVC: là nhựa đã được trộn thêm các chất phụ gia để làm dẻo.
- Ưu, nhược điểm của nhựa PVC:
Tấm nhựa PVC có độ bền cao: Khả năng chống va đập tốt, kháng, chịu nước tốt, cách nhiệt, chống cháy, cách âm tốt,
Khi sử dụng dễ dàng vệ sinh, lau chùi.
Tính thẩm mỹ cao nhờ bề mặt sản phẩm nhẵn.
Cắt, lắp đặt dễ dàng.
Nhựa PVC, mặc dù được chứng nhận an toàn cho sức khỏe, vẫn gây lo ngại vì có thể phát thải khí độc Bên cạnh đó, khi sử dụng nhựa PVC làm trần nhà, tính thẩm mỹ không đạt được như khi sử dụng các vật liệu khác.
Dùng để sản xuất đồ chơi trẻ em, thiết bị dùng trong y tế.
Sử dụng để làm ống dẫn nước trong hệ thống thủy lợi.
Dùng để làm thảm trải sàn.
Sử dụng nhựa PVC làm dây, cáp sơn, bao bì máng nước, vật liệu đóng gói, băng rôn, áo mưa và các sản phẩm dệt may.
Được ứng dụng để sản xuất đồ nội thất.
Hàng rào và khung cửa sổ bằng PVC Găng tay dùng một lần bằng PVC Ống dẫn nước Đồ chơi trẻ em
- PVC là một loại nhựa không độc hại.
- Các loại PVC thương mại có khối lượng phân tử trung bình M trong khoảng
- Các hạt polymer huyền phù có dạng hình cầu lõm ở tâm.
Độ tinh khiết của PVC có vai trò quan trọng trong việc xác định màu sắc, độ trong suốt và tính ổn định nhiệt của sản phẩm Các tạp chất như chất khơi mào, chất ổn định huyền phù và nhũ tương thường xuất hiện trong quá trình polymer hóa, ảnh hưởng đến chất lượng cuối cùng của PVC.
+ Điểm nóng chảy từ 100°C đến 260°C
+ Kớch thước hạt lớn từ 20-150àm
+ PVC chịu va đập kém, để tăng cường tính va đập cho PVC phải dùng thêm một số chất phụ gia khác.
PVC là vật liệu cách điện hiệu quả, thường được bổ sung thêm hóa chất dẻo để tăng độ mềm dẻo, độ bền và khả năng gia công Việc sử dụng PVC giúp cải thiện chất lượng sản phẩm trong quá trình chế biến.
+ Tỉ trọng của PVC vào khoảng 1,25 đến 1,46 g/cm 3
PVC có tính ổn định hóa học, bền oxy hóa.
PVC có khả năng chống axit, kiềm và hầu hết các hợp chất vô cơ.
Nhiệt độ thủy tinh hóa khoảng 950°C
PVC bắt đầu phân hủy ở nhiệt độ từ 130-150°C, với tốc độ phản ứng phân hủy tăng theo nhiệt độ Dấu hiệu rõ ràng của quá trình này là sự thay đổi màu sắc từ trắng sang vàng, sau đó là nâu và cuối cùng là đen.
Phương pháp tổng hợp PVC
2.1 Phương pháp trùng hợp nhũ tương (PVC-E)
- Ở phương pháp này, chất khởi đầu tan trong nước vì thế phản ứng trùng hợp xảy ra ở khu vực tiếp xúc giữa VC và H2O.
- Polymer tạo ra sẽ ở trạng thái nhũ tương trong nước, cần phải keo tụ hoặc cho nước bốc hơi để tách polymer ra.
- Sản phẩm thường ở dạng latech và kích thước hạt polymer rất bé (0,06-0,25mm), độ trong cao, trộn lẫn tốt, dễ gia công.
Sản phẩm có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm khả năng tiến hành trùng hợp liên tục, giúp tạo ra sản phẩm đồng nhất nhờ quá trình khuấy đều và polymer tách ra liên tục Hơn nữa, kích thước hạt nhỏ và độ mịn cao của sản phẩm cũng là một điểm cộng quan trọng.
- Nhược điểm: sản phẩm có tạp chất cao hơn so với phương pháp trùng hợp huyền phù.
2.2 Phương pháp trùng hợp huyền phù (PVC-S)
Để tạo ra huyền phù trùng hợp, chúng ta cần phân tán VC lỏng (dưới áp suất) trong nước, kết hợp với keo ưa nước như gelatin và rượu PVR, cùng với chất kích động tan trong monomer.
Bằng cách lựa chọn chất kích động hoặc hỗn hợp chất kích động phù hợp, người ta có thể điều chỉnh vận tốc trùng hợp, đồng thời nâng cao độ chịu nhiệt và ánh sáng của polymer thu được.
Polymer thu được từ quá trình sản xuất sạch hơn so với polymer nhũ tương, với cấu trúc chặt chẽ và khả năng hút dầu thấp Kích thước hạt và hình dạng của bột khô phụ thuộc vào quy trình sấy, tạo ra sản phẩm chất lượng cao và đồng nhất.
- Nhược điểm: kích thước hạt lớn.
TÌM HIỂU VỀ DÂY CHUYỀN CN SẢN XUẤT NHỰA PVC
Quy cách nguyên liệu trùng hợp huyền phù
Nguyên liệu phản ứng gồm:
Monome vinyl clorua, để tiến hành quá trình trùng hợp, cần được giữ ở thể lỏng và làm lạnh ở nhiệt độ thấp hơn 13°C, thấp hơn nhiệt độ sôi của vinyl clorua Độ nguyên chất của vinyl clorua phải đạt trên 99,9% trọng lượng, đồng thời hàm lượng axetylen không được vượt quá 0,002% trọng lượng.
- Dung môi nước dùng để trộn hợp phải là nước ngưng tinh khiết.
Peroxyt benzoil (POB) là một chất khởi đầu thường được sử dụng, có dạng rắn màu vàng nhạt Chất này dễ bắt lửa và có nguy cơ nổ khi bị va chạm mạnh, cọ sát hoặc hơ nóng Đặc biệt, POB có thể bốc cháy khi tiếp xúc với H2SO4.
Vì vậy, POB cần được bảo quản tốt.
Chất ổn định PVA là một loại polymer vô định hình với tính kị nước cao, thường được bảo quản trong các bao vải hoặc gai PVA thường được sử dụng dưới dạng dung dịch 5% trong nước.
- Xút NaOH dùng để xử lý kiềm nhũ tương sau khi trùng hợp, có thể dùng ở dạng rắn hoặc lỏng.
- Ngoài các thành phần trên còn sử dụng: dung dịch đệm, tác nhân chống tạo bọt, tác nhân điều chỉnh khối lượng phân tử,…
Thành phần và nguyên liệu
Tùy theo loại sản phẩm và điều kiện phản ứng mà thành phần nguyên vật liệu có thể thay đổi, có thể đưa ra một ví dụ như sau:
- POB 5kg (0,5% lượng VC) hay AIBN 3kg (0,3% lượng VC)
- Chất nhũ hóa gelatin 8 kg (0,8% lượng VC) đưa vào ở dạng dung dịch
5% trong nước, dùng nước nóng 60 – 70°C để pha chế dung dịch và phải dùng ngay không để lâu quá 4 -5 giờ sẽ bị hỏng.
Dây chuyền sản xuất nhựa PVC theo phương pháp huyền phù
Sau khi đã chuẩn bị xong nguyên liệu, tiến hành cho nguyên liệu vào thiết bị phản ứng theo thứ tự sau:
Nước cất → dung dịch nhũ hóa → chất khơi mào → chất đệm → VC
Phản ứng trùng hợp trong khí trơ vì vậy cần dùng N2 đuổi hết không khí ra.
Quá trình phản ứng tiến hành qua các giai đoạn sau:
- Trước hết dùng nước nóng 70 – 80°C để đun nóng dần dần hỗn hợp phản ứng lên
Để kích thích phản ứng trùng hợp, nhiệt độ cần duy trì trong khoảng 40 – 70°C và áp suất trong nồi đạt từ 5 – 8 atm Nhiệt độ và áp suất cụ thể sẽ phụ thuộc vào loại nhựa cần xử lý.
Để đảm bảo phản ứng trùng hợp phát triển mạch polyme hiệu quả, cần sử dụng nước lạnh duy trì nhiệt độ và áp suất chính xác, với nhiệt độ không sai lệch quá 1°C và áp suất không vượt quá 0,1 kg/cm² Thời gian phát triển mạch có thể kéo dài từ 20 đến 40 giờ, tùy thuộc vào loại nhựa, quy trình kiểm soát và thành phần nguyên vật liệu.
Cuối cùng, khi áp suất giảm xuống dưới mức quy định, nhiệt độ sẽ được tăng dần lên khoảng 60 – 70°C để làm đứt mạch Quá trình này sẽ tiếp tục cho đến khi áp suất đạt khoảng 2-3 atm, lúc này có thể coi phản ứng trùng hợp đã hoàn thành.
Trùng hợp xong rồi tập trung VC không tham gia phản ứng rồi dùng khí nén chuyển cả khối phản ứng sang thiết bị xử lý kiềm.
Giai đoạn xử lý kiềm chủ yếu nhằm phân hủy các gốc của chất khởi đầu và chất nhũ hóa, tạo ra các muối natri tan trong nước Quá trình này giúp keo tụ và tăng cường tính ổn định nhiệt của nhựa.
Giai đoạn nguy hiểm trong quá trình trùng hợp VC xảy ra khi nhiệt độ và áp suất trong nồi phản ứng vượt quá mức cho phép Để xử lý tình huống này, cần sử dụng nước cất cao áp để giảm áp suất trong nồi phản ứng hoặc cho VC thoát ra qua máy tạo bọt hoặc ra ngoài không khí.
Thời gian bố trí cho một mẻ sản xuất nhựa PVC
Thời gian bố trí cho một mẻ sản xuất gồm:
- Thời gian nạp liệu và hút chân không: 45 phút
- Thời gian gia nhiệt cho nồi phản ứng (40 – 70°C): 30 phút
- Phản ứng chính diễn ra trong thời gian: 6 giờ
- Xử lý sản phẩm sau trùng hợp: 4 giờ Tổng: 12 giờ
Dây chuyền gồm 3 thiết bị phản ứng hoạt động song song
Bố trí một ngày làm việc 3 ca, mỗi ca: 24:3=8 giờ
6 Sơ đồ dây chuyền công nghệ trùng hợp PVC theo phương pháp huyền phù
10- Thùng lường dung dịch kiềm
12- Máy ly tâm13- Thiết bị lắng15- Thùng chứa dung dịch kiềm
Sơ đồ dây chuyền CN trùng hợp PVC theo phương pháp huyền phù
Nước được bơm qua thiết bị (5), (6), (7) và cùng lúc với dung dịch Gelatin từ thùng (2) được đưa vào nồi phản ứng Vinyl clorua được đưa từ thùng chứa.
Sản phẩm PVC sau khi phản ứng được bơm vào thiết bị lắng, trong khi VC chưa phản ứng sẽ được đưa vào thùng Tại thiết bị lắng, NaOH được thêm vào để xử lý hệ huyền phù sau quá trình trùng hợp PVC lắng được chuyển đến máy ly tâm để tách PVC, phần lớn sẽ được sấy khô, trong khi một lượng nhỏ PVC còn lại trong nước sẽ được quay lại thiết bị lắng để tái xử lý Cuối cùng, nước và chất thải sẽ được dẫn vào cống thải.
PHẦN 3: THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY
1 Địa điểm xây dựng nhà máy
- Các cơ sở để xác định địa điểm xây dựng nhà máy:
1 Xác định mục đích đầu tư xây dựng nhà máy
2 Các tài liệu cho việc lựa chọn địa điểm xây dựng
3 Các tài liệu điều tra cơ bản: tài liệu điều kiện tự nhiên, tài liệu kinh tế kỹ thuật, tài liệu tổ chức thi công, tài liệu về kiến trúc đô thị và văn hóa xã hội.
- Các yêu cầu đối với địa điểm xây dựng nhà máy:
1 Các yêu cầu chung: về quy hoạch, điều kiện tổ chức sản xuất, điều kiện kỹ thuật hạ tầng, điều kiện xây lắp - vận hành,
2 Các yêu cầu về khu đất xây dựng: về địa hình, địa chất,
3 Các yêu cầu về môi trường vệ sinh công nghiệp:
+ Đảm bảo khoảng cách vệ sinh công nghiệp thích hợp: phân cấp theo mức độ ảnh hưởng độc hại từ cấp I-V.
Nguyên lý làm việc của sơ đồ hệ thống
Nước được bơm từ thiết bị (5), (6), (7) vào thùng lường dung dịch Gelatin và cùng lúc với nước ở thùng (2) được chuyển vào nồi phản ứng Đồng thời, vinyl clorua cũng được đưa vào từ thùng chứa.
Sản phẩm PVC sau khi phản ứng được bơm vào thiết bị lắng, trong khi VC chưa phản ứng được đưa vào thùng Tại thiết bị lắng, NaOH được thêm vào để xử lý hệ huyền phù đã hoàn tất quá trình trùng hợp PVC lắng được chuyển đến máy ly tâm để tách riêng PVC, phần lớn được sấy khô, trong khi một ít PVC còn lẫn trong nước sẽ được đưa trở lại thiết bị lắng và tuần hoàn Nước và chất thải còn lại sẽ được dẫn vào cống thải.
THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY
Địa điểm xây dựng nhà máy
- Các cơ sở để xác định địa điểm xây dựng nhà máy:
1 Xác định mục đích đầu tư xây dựng nhà máy
2 Các tài liệu cho việc lựa chọn địa điểm xây dựng
3 Các tài liệu điều tra cơ bản: tài liệu điều kiện tự nhiên, tài liệu kinh tế kỹ thuật, tài liệu tổ chức thi công, tài liệu về kiến trúc đô thị và văn hóa xã hội.
- Các yêu cầu đối với địa điểm xây dựng nhà máy:
1 Các yêu cầu chung: về quy hoạch, điều kiện tổ chức sản xuất, điều kiện kỹ thuật hạ tầng, điều kiện xây lắp - vận hành,
2 Các yêu cầu về khu đất xây dựng: về địa hình, địa chất,
3 Các yêu cầu về môi trường vệ sinh công nghiệp:
+ Đảm bảo khoảng cách vệ sinh công nghiệp thích hợp: phân cấp theo mức độ ảnh hưởng độc hại từ cấp I-V.
Vị trí xây dựng nhà máy cần được lựa chọn tại cuối hướng gió chủ đạo, đảm bảo rằng nguồn nước thải từ nhà máy được xả ra ở hạ lưu sông Đồng thời, khoảng cách từ điểm khai thác nước đến khu dân cư phải tối thiểu 500m để đảm bảo an toàn và bảo vệ môi trường.
Sau khi nghiên cứu các đặc điểm, tính chất và yêu cầu chung để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy, nhóm chúng tôi quyết định chọn Khu công nghiệp Lam Sơn Sao Vàng, huyện Thọ Sơn, tỉnh Thanh Hóa làm vị trí xây dựng.
Khu vực Lam Sơn – Sao Vàng tọa lạc tại trung tâm tỉnh Thanh Hóa, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối với các vùng lân cận như Thành phố Hồ Chí Minh, thủ đô Hà Nội, thành phố Vinh, vùng Tây Bắc và nước Lào thông qua hệ thống Quốc lộ 47.
217, đường Hồ Chí Minh, đường 15A và đường hàng không.
Khu vực được quy hoạch nằm ở phía Bắc giáp khu đô thị Lam Sơn - Sao Vàng, phía Nam tiếp giáp hồ Cửa Trát cách Quốc lộ 47 kéo dài khoảng 1,8 km, phía Đông giáp đường cảng hàng không Thọ Xuân đi Nghi Sơn dự kiến, và phía Tây giáp đường Hồ Chí Minh thuộc xã Xuân Phú, Xuân Bái.
Khu công nghiệp Lam Sơn – Sao Vàng có diện tích 537ha, được thiết kế hiện đại với hệ thống giao thông nội bộ rộng rãi và diện tích cây xanh lớn Khu công nghiệp này đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế, cung cấp các lô đất linh hoạt phù hợp cho nhiều loại hình nhà máy, đảm bảo đầy đủ hệ thống điện, cấp và thoát nước.
1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội khu vực dự án
- Nền kinh tế có cơ hội phát triển do khu công nghiệp gần với các thành phố lớn.
Thanh Hóa là một trong bốn cụm kinh tế động lực của tỉnh, với mục tiêu phát triển các ngành công nghiệp và nông nghiệp sạch, công nghệ cao và chất lượng tốt Đồng thời, tỉnh cũng chú trọng phát triển đô thị dịch vụ, du lịch văn hóa tâm linh, sinh thái, hướng tới sự phát triển bền vững.
Tỉnh Thanh Hóa dự báo năm 2019 có khoảng 4.114.600 người cần việc làm với thu nhập trung bình 160 USD/tháng, tạo ra nguồn nhân lực dồi dào Kết hợp với lao động từ các tỉnh lân cận, Thanh Hóa có khả năng cung cấp đủ nhân lực cho các doanh nghiệp trong khu công nghiệp.
- Nguồn nhân lực về đội ngũ cán bộ có thể lấy từ các trường Đại học ở Hà Nội.
1.3 Điều kiện hạ tầng kỹ thuật khu vực dự án
Hệ thống giao thông nội bộ trong khu công nghiệp được thiết kế hợp lý nhằm đảm bảo sự thông suốt trong việc di chuyển Thiết kế này giúp tối ưu hóa lưu thông, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động sản xuất và kinh doanh.
+ Các trục đường chính trong khu công nghiệp rộng 32m – 4 làn
+ Các trục đường nhánh trong khu công nghiệp rộng 23m – 2 làn
Tất cả các đường nội bộ được thiết kế và thi công theo đúng quy định quốc gia, hoàn thiện bằng bê tông nhựa Asphalt Hệ thống chiếu sáng cao áp được lắp đặt đầy đủ, đảm bảo tính thẩm mỹ cho không gian.
Hệ thống cung cấp điện cho khu công nghiệp được lấy từ trạm biến áp 110/35/22KV, đảm bảo nguồn điện ổn định Mạng lưới điện cao thế được phân bố dọc theo các tuyến giao thông nội bộ trong khu công nghiệp, phục vụ nhu cầu sử dụng điện của các doanh nghiệp.
Hệ thống cung cấp nước sạch hoạt động với công suất 100.000m³ mỗi ngày đêm, đảm bảo cung cấp nước tới hàng rào nhà máy thông qua hệ thống ống cấp nước đạt tiêu chuẩn quốc tế.
Hệ thống xử lý nước thải và rác thải tại khu công nghiệp đảm bảo tiêu chuẩn nước A (QCVN 40:2011/BTNMT) trước khi xả ra hệ thống chung Nhà máy nước thải có công suất xử lý lên đến 2.900m³/ngày – đêm, góp phần bảo vệ môi trường và duy trì chất lượng nước.
Các nhà máy trong khu công nghiệp ký hợp đồng để phân loại, thu gom và vận chuyển rác thải, nhằm ngăn chặn ô nhiễm môi trường.
Khí thải của các nhà máy được lắp đặt hệ thống lọc theo tiêu chuẩn quốc gia trước khi thải ra môi trường tự nhiên.
Khu công nghiệp được trang bị hệ thống thông tin liên lạc hiện đại với cáp ngầm, đảm bảo kết nối ổn định và hiệu quả Hệ thống cáp này được cung cấp tới hàng rào của nhà máy theo tiêu chuẩn quốc tế, góp phần nâng cao khả năng liên lạc và quản lý trong khu vực.
Phương án thiết kế tổng mặt bằng nhà máy
2.1 Đặc điểm sản xuất của nhà máy
Trong quá trình sản xuất, việc lọc rửa tạo ra lượng nước thải và chất rắn độc hại Do đó, việc thiết kế nhà máy xử lý sơ bộ nước thải là cần thiết trước khi nước thải được chuyển đến khu xử lý chung của khu công nghiệp.
- Khối lượng vận chuyển tương đối lớn ( vận chuyển nguyên vật liệu đầu vào và sản phẩm ra … ).
Công ty có đội ngũ nhân lực không lớn, chủ yếu dựa vào máy móc tự động hóa Trong mỗi ca làm việc, có 24 công nhân làm việc trực tiếp và 14 cán bộ công nhân viên gián tiếp, tổng cộng là 38 người Mỗi ngày, công ty tổ chức 3 ca làm việc.
Khả năng xảy ra cháy nổ trong quá trình tự động hóa và sử dụng nguyên liệu đầu là rất cao Do đó, việc trang bị đầy đủ các thiết bị phòng cháy chữa cháy trong các phòng làm việc là điều bắt buộc để đảm bảo an toàn.
Giải pháp thiết kế nhà máy được lựa chọn là phân vùng không hợp khối cục bộ, phù hợp với tính chất sản xuất và điều kiện khí hậu Việt Nam.
2.2 Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy
Dựa trên đặc điểm sản xuất của từng bộ phận trong nhà máy, việc thiết kế tổng mặt bằng cần tuân theo nguyên tắc phân vùng hợp lý.
Nguyên tắc phân vùng trong thiết kế nhà máy cần được thực hiện dựa trên đặc tính sản xuất của từng nhà máy để đảm bảo tính hợp lý Việc phân chia khu đất thành các vùng sử dụng khác nhau là phương pháp phổ biến trong thực tiễn thiết kế Mặt bằng nhà máy thường được chia thành 4 vùng chính, mỗi vùng phục vụ một mục đích riêng biệt nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Vùng trước nhà máy là khu vực quan trọng, bao gồm các nhà hành chính quản lý, khu sinh hoạt, cổng ra vào, gara cho ô tô, xe máy và xe đạp, phòng bảo vệ, cùng với nhà ăn Diện tích của khu vực này chiếm từ 4-20% tổng diện tích nhà máy và được bố trí theo hướng gió, thuận lợi cho việc tiếp cận giao thông nội khu của khu công nghiệp.
Khu vực hành chính được bố trí ngay cổng ra vào, với nhiều cây xanh tạo không khí làm việc dễ chịu và cảnh quan đẹp Nhà giới thiệu sản phẩm được đặt tại vị trí tiếp giáp với hai trục giao thông bên ngoài nhà máy, thuận tiện cho việc bán và giới thiệu sản phẩm.
+ Khu vực gara ô tô con, để xe máy và xe đạp được bố trí gần với cổng ra cho luồng người.
Vùng sản xuất được bố trí ở trung tâm nhà máy, bao gồm phân xưởng sản xuất chính, phòng điều khiển trung tâm, nhà kho nguyên liệu và kho sản phẩm, chiếm khoảng 40-50% tổng diện tích Phân xưởng sản xuất chính có nhiều công nhân, vì vậy được đặt gần trục giao thông chính để thuận lợi cho luồng hàng và người Đây là bộ phận quan trọng nhất, cần ưu tiên về điều kiện địa hình và hướng để đảm bảo giao thông trong nhà máy Do tính chất phát sinh khí thải độc hại, nguy cơ cháy nổ, bụi và tiếng ồn, phân xưởng cần được cách ly với các khu vực khác bằng khoảng cách cần thiết và kết hợp với cây xanh để giảm thiểu tác động.
Vùng các công trình phụ trợ và năng lượng nằm ở cuối hướng gió, chiếm khoảng 19-28% tổng diện tích nhà máy, bao gồm kho công cụ, phân xưởng cơ khí, trạm điện, bộ phận nước sinh hoạt, bãi xỉ, xử lý nước thải và nhà cứu hỏa Các phân xưởng này được bố trí cạnh khu vực sản xuất chính, với những phân xưởng dễ cháy nổ và độc hại như lò hơi và trạm điện được đặt ở góc trong cùng cuối hướng gió để đảm bảo an toàn Vùng phụ trợ và năng lượng được tổ chức ở vị trí bất lợi hơn về hướng gió so với các khu vực khác nhằm tránh tác động từ nhiệt phát sinh dễ gây cháy nổ, nhưng vẫn cần có liên hệ trực tiếp với khu vực sản xuất.
Vùng kho tàng và phục vụ giao thông trong nhà máy chiếm từ 23-37% tổng diện tích, bao gồm nơi xuất sản phẩm, hệ thống kho hàng, bến bãi và các cầu bốc dỡ hàng hóa Vị trí của vùng này được bố trí hợp lý ở đầu và cuối dây chuyền sản xuất, nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất và rút ngắn khoảng cách vận chuyển.
- Kho thành phẩm được bố trí gần với đường giao thông để vận chuyển sản phẩm dễ dàng ra ngoài.
- Kho nguyên liệu được đặt trong khu vực trung tâm nhà máy để đảm bảo thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu sang khu vực sản xuất.
Khu đất mở rộng chiếm 15% tổng diện tích của nhà máy, bao gồm các khu vực trồng cây xanh xung quanh các phân xưởng và nhà máy Việc trồng cây xanh không chỉ giúp giảm tiếng ồn mà còn góp phần giảm ô nhiễm môi trường.
Bảng hạng mục các công trình trong nhà máy sản xuất PVC
STT Tên công trình Số lượng Chiều dài
1 Nhà hành chính và nhà ăn
13 Nhà để xe tải lớn 1 18 9 162
17 Trạm xử lý nước thải 1 12 9 108
Ngoài ra, hệ thống đường đi và sân bãi cỏ chiếm 25% trên tổng diện tích yêu cầu của nhà xưởng: 3500m 2
Và diện tích của cả khu đất: 15000m 2
Ngoài việc tổ chức phân vùng nhà máy, việc sắp xếp giao thông và hệ thống đường ống kỹ thuật cũng đóng vai trò quan trọng và cần được chú ý.
2.3 Tổ chức hệ thống kỹ thuật và giao thông:
- Các nguyên liệu của nhà máy chủ yếu ở dạng lỏng, hạt, bột nên vận chuyển vào sản xuất bằng hệ thống đường ống.
Hệ thống đường ống được bố trí cao và kết hợp với ngầm dưới đất.
Đường giao thông được phân chia thành các cấp độ khác nhau, bao gồm đường vận chuyển chính 4 làn xe rộng 32m, đường vận chuyển nhánh 2 làn xe rộng 23m, và đường đi bộ dành cho người rộng 1,5m Toàn bộ tuyến giao thông của nhà máy được tổ chức với cây xanh bóng mát và hệ thống đèn chiếu sáng, tạo nên môi trường an toàn và thân thiện cho người sử dụng.
- Hệ thống thoát nước thải được tập trung xử lý sơ bộ trước khi thải ra hệ thống xử lý nước thải chung của khu công nghiệp.
- Cây xanh tổ chức trong nhà máy được phân thành hàng:
Cây xanh lấy bóng mát trồng dọc theo các tuyến giao thông và lối đi.
Cây xanh đóng vai trò quan trọng trong việc cách ly vệ sinh giữa các khu hành chính và khu sản xuất, cũng như giữa khu sản xuất và các khu vực khác của nhà máy Đặc biệt, khu vực cuối nhà máy được trồng cây xanh với diện tích lớn, tạo ra một ranh giới tự nhiên giúp bảo vệ môi trường làm việc và nâng cao chất lượng không khí.
Kết hợp với các nhân tố tạo cảnh khác như: hồ nước, biểu tượng nhà máy, ghế ngồi nghỉ, sân vườn,…
2.4 Tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật:
Thiết kế phân xưởng sản xuất chính …
Để thiết kế phân xưởng sản xuất chính ta cần căn cứ vào sơ đồ dây chuyền công nghệ cũng như đặc điểm sản xuất của phân xưởng.
3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ:
- Là dây chuyền khép kín, liên tục:
Thiết bị phản ứng chính
Thiết bị chứa sản phẩm trung gian
Thiết bị lọc chân không
Thiết bị ly tâm Sấy tầng sôi
-Dây chuyền bao gồm các thiết bị với kích thước như sau:
Các hạng mục xây dựng Số lượng Kích thước mmxmm
Thiết bị tạo chân không 1 1x2 2.000
Thiết bị trao đổi nhiệt 2 2x4,5 18.000
Diện tích toàn phân xưởng
3.2 Đặc điểm của nhà sản xuất chính:
Nhà máy sản xuất nhựa PVC hoạt động trên dây chuyền công nghệ tự động, giúp tiết kiệm mặt bằng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nhờ vào việc bảo quản nguyên liệu và sản phẩm trong các thiết bị kín Các thiết bị trong nhà máy hoạt động êm ái, hạn chế tiếng ồn Tuy nhiên, phân xưởng sản xuất cần đảm bảo thông thoáng do sử dụng hóa chất độc hại và dễ cháy nổ, cần tránh tỏa nhiệt và sử dụng lửa hở Các bộ phận nóng trong phân xưởng cũng cần được thông gió và làm mát hiệu quả Ngoài ra, nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất cần được xử lý trước khi xả ra hệ thống khu công nghiệp.
Trang thiết bị trong dây chuyền công nghệ có kích thước và khối lượng lớn, tạo ra nhiều xung lực và nhiệt trong quá trình hoạt động Điều này có thể gây bất lợi nếu đặt trực tiếp trên sàn tầng Do đó, việc sử dụng nhà máy thép Zami 1 tầng là giải pháp hợp lý để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong vận hành.
Ngoài ra việc xây dựng để đưa vào sử dụng nhà Zami thép sẽ được tiến hành nhanh chóng hơn so với nhà bê tông cốt thép.
3.3 Thiết kế nhà sản xuất:
Dựa theo đặc điểm của dây chuyền sản xuất và năng suất của xưởng, chọn phương án thiết kế phân xưởng dùng khung thép lắp ghép Zamil Steel gồm:
Bộ phận sản xuất sinh bụi và chất độc hại, có nguy cơ gây cháy nổ, được lắp đặt gần tường ngoài và cửa sổ để tận dụng không khí, giúp tăng cường sự thông thoáng cho nhà máy.
Mặt bằng bố trí thiết bị và nhà chức năng như sau ( bố trí từ trái qua phải ):
- Bước cột thứ nhất: phòng chứa nguyên liệu đầu vào và các thiết bị phụ trợ.
Bước cột 2, 3, 4, 5, 6 bao gồm các thiết bị quan trọng như thùng chứa PVC khô, thùng chứa nước, thùng chứa xút, thiết bị nồi phản ứng, thiết bị sấy tầng sôi, thiết bị ly tâm, vít tải caloriphe và quạt, tất cả đều đóng vai trò thiết yếu trong quy trình sản xuất.
- Bước cột 7,8,9: tháp chưng cất bồn chứa MVC thu hồi, máy sàng, xử lý nước thải và máy đóng bao.
3.5 Các giải pháp kết cấu với nhà sản xuất chính:
Tổ chức giao thông trong sản xuất nhà 1 tầng:
- Đường vận chuyển chính được bố trí sát biên chạy dọc nhà thông với nhà sản xuất phụ trợ rộng 32m.
Cửa ra vào và cửa sổ:
Trong điều kiện khí hậu Việt Nam, cửa sổ nên được mở về hướng Nam và Bắc, hạn chế mở hướng Đông và Tây Sử dụng cửa lật với trục ngang ở giữa hoặc trên giúp thông gió, chiếu sáng và chống mưa hắt hiệu quả Thiết kế chiều rộng cửa cần đảm bảo thuận tiện cho việc vận chuyển hàng hóa bằng xe nâng, với kích thước cửa rộng 3000x4800mm và cửa sổ 3000x2400mm Diện tích cửa sổ nên chiếm từ 30-50% diện tích tường ngoài Đối với những ngôi nhà lớn trên 10 bước cột, cần bố trí ít nhất 4 cửa ra vào và nhiều cửa sổ, lỗ hút gió để đảm bảo thông thoáng.
Chiều dài và chiều rộng nhà:
S= Stổng thiết bị trong nhà máy+ Shệ thống vận chuyển + khoảng cách an toàn
Chiều dài nhà: 60m tương ứng với 10 bước cột
Chiều rộng nhà: 24m 1 nhịp nhà
- Chiều cao nhà được tính từ nền hoàn thiện đến kết cấu chịu lực mái.
Dựa trên đặc điểm công nghệ sản xuất, thiết bị có chiều cao tối đa 6,1m và trong quá trình sản xuất, thiết bị tỏa ra nhiều nhiệt, vì vậy cần đảm bảo hệ thống thông gió hiệu quả Do đó, chiều cao của nhà xưởng được lựa chọn là 8m.
- Chọn chiều sâu chân móng Hcm00mm
- Phía dưới móng phải có lớp lót móng dày 100mm và nhô ra 2 bên, mỗi bên
100mm so với lớp móng phía trên.
- Gối trực tiếp lên lớp móng là hệ thống dầm móng với kích thước: 650x250 Phía trên dầm móng là lớp vữa chống ẩm cho tường dày 50mm.
Bảo vệ khung nhà không chịu tác động trực tiếp của môi trường bên ngoài, bảo vệ máy móc thiết bị và kết cấu bên trong.
Kết cấu chịu lực mái bao gồm dầm mái được gắn liền với cột để nâng đỡ xà gồ và tôn lợp mái, đồng thời truyền tải trọng xuống cột Trên mái, có hệ thống cửa mái, thu lôi và thoát nước, với độ dốc thường là i=1/10.
Kết hợp với mái và hệ thống giằng tạo thành khung trong nhà CN.
Có 3 vị trí cột: cột biên, cột giữa, cột chống gió đầu hồi
- Cột biên: L÷24m => Icc !0mm , độ cao gối đỡ 500÷800
- Cột chống gió sử dụng cột thép I200
- Cột được liên kết với móng và dầm mái bằng cách bắt bulong-đai ốc
Thiết kế cách tường 1m có nhiệm vụ thoát nước mưa từ mái chảy xuống và thoát nước thải từ phân xưởng ra ngoài.
AN TOÀN LAO ĐỘNG
Tổ chức đảm bảo an toàn lao động ở nhà máy
Nhà máy cần thiết lập nội quy an toàn lao động, bao gồm đầy đủ các nội dung cần thực hiện để đảm bảo an toàn trong sản xuất Tất cả cán bộ, công nhân viên và khách đến làm việc tại nhà máy phải được thông báo nghiêm túc về các quy định an toàn lao động khi vào khu vực sản xuất.
- Ở các bộ phận sản xuất đều phải có những quy định cụ thể về an toàn lao động để công nhân thao tác và làm việc ở đó tuân theo.
- Chính quyền phải thường xuyên theo dõi và kiểm tra việc thực hiện an toàn lao động.
Chính quyền và các tổ chức cần thường xuyên nâng cao nhận thức cho cán bộ công nhân viên về tầm quan trọng của việc thực hiện an toàn lao động một cách nghiêm túc và tự giác.
Cần thiết phải có hình thức khen thưởng kịp thời cho những cá nhân và bộ phận thực hiện tốt công tác an toàn lao động, đồng thời áp dụng các kỷ luật thích đáng đối với những cá nhân và bộ phận vi phạm, gây ra tình trạng mất an toàn lao động.
Các biện pháp đảm bảo an toàn lao động
Để đảm bảo an toàn cho thiết bị điện, cần bố trí chúng tránh xa những khu vực ẩm ướt và đảm bảo rằng các dây điện không bị hở Việc đóng ngắt cầu dao phải tuân thủ đúng quy định, đồng thời không sử dụng điện cho mục đích cá nhân Khi sửa chữa các thiết bị điện, hệ thống dây dẫn và đèn chiếu sáng, chỉ nên do thợ điện của nhà máy thực hiện và phải được bảo hộ đầy đủ.
- Đối với thiết bị cơ khí: Thường xuyên thực hiện chế độ kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa có vật che chắn, vận hành thiết bị đúng quy trình.
- Thực hiện tốt chế độ bàn giao giữa các ca về tiến độ sản xuất, tình trạng máy móc, thiết bị và các vấn đề liên quan.
- Chiếu sáng: cần bố trí chiếu sáng đủ cho công nhân làm việc và đi lại trong phân xưởng sản xuất.
Trong phân xưởng PVC, giai đoạn phản ứng trùng hợp có thể gây ra nguy cơ nổ do áp suất tăng cao trong thiết bị Để đảm bảo an toàn, việc làm sạch và duy trì nhiệt độ, áp suất cần tuân thủ đúng quy trình Nếu áp suất vượt quá giới hạn cho phép (trên 10 at), cần tiến hành phóng không để giảm nguy cơ nổ.
Trong sản xuất, việc chống cháy là rất quan trọng do sử dụng các chất khởi đầu, chất đệm và chất ổn định dễ phân huỷ hoặc dễ bay hơi Để đảm bảo an toàn, cần cấm hút thuốc lá và tránh phát sinh tia lửa điện trong khu vực sản xuất Tất cả dụng cụ chứa đựng và thiết bị phản ứng phải được thiết kế kín, và mỗi bộ phận sản xuất cần trang bị bình chữa cháy để ứng phó kịp thời với tình huống cháy nổ.
Chất độc VC trong phân xưởng sản xuất có thể gây mê, chóng mặt và rối loạn cảm giác, với nồng độ giới hạn cho phép là 0,03 mg/l Để đảm bảo an toàn, cần bảo quản VC ở trạng thái lỏng và kiểm tra thường xuyên hệ thống bảo ôn Các thiết bị chứa, bơm và ống dẫn phải đảm bảo kín, đặc biệt là ở thiết bị trùng hợp.
Để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho các bộ phận sử dụng hơi đốt và khí nóng, việc chống nóng là rất cần thiết Cần áp dụng các biện pháp như lắp đặt lớp bảo ôn và hệ thống thông gió phù hợp để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và bảo vệ thiết bị.
Để chống bụi trong phân xưởng, cần chú ý đến bụi PVC, với nồng độ giới hạn cho phép là dưới 10 mg PVC/1 lít không khí Việc bao che kín các thiết bị chứa PVC như máy sấy, sàng và đóng bao là rất quan trọng Ngoài ra, việc lắp đặt hệ thống hút bụi cũng sẽ giúp cải thiện môi trường làm việc.
Ngoài những vấn đề trên cần bố trí hợp lý các công trình vệ sinh công cộng, nơi nghỉ ngơi, nơi làm vệ sinh cá nhân cho công nhân.
