Báo cáo thực tập tại Nhà máy hóa chất Biên Hòa – Vicaco

phục : ngưng hoạt động của thiết bị lọc rồi tiến hành vệ sinh. Nếu thời gian làm việc của cột nhựa kéo dài, có thể dẫn đến tình trạng các hạt nhựa bị kết khối làm giảm hiệu suất trao đổi ion. Khắc phục : ta phải tái sinh cột nhựa khi hàm lượng Ca2+, Mg2+ > 50ppb. Nồng độ của xút và axit tái sinh quá loãng sẽ làm giảm hiệu suất nhựa, ngươc lại nếu quá đặc sẽ làm hỏng nhựa. Vì thế ổn định chế độ phân phối axit, xút, nước là yếu tố quan trọng trong việc tái sinh cột nhựa. Sự cố cúp điện làm bơm P507A/B ngưng, các van tự động của hệ C504 A,B đóng hết nên ảnh hưởng quá trình lọc muối ở F557 và trao đổi ion trong cột nhựa C504A,B. III .KHU ĐIỆN GIẢI: Sơ đồ khối dây chuyền điện giải: xử lý Bộ ngắt dòng Bồn Khí Nitơ Xút NaOH Lưu lượng kế Axit HCl Nước muối nghèo Bộ tách khí Khí Clo Hệ điều dụng clo Bìnhđ điện phân A K Bộ hoàn lưu Lưu lượng kế Nước muối Bộ hoàn lưu Lưu lượng kế Nước vô khoáng Bộ tách khí Khí Hydro Hệ điều dụng hidro Khu sơ cấp Sơ đồ quy trình : BV 3.1: Sơ đồ hệ thống điện giải bình 1,2,3 BV: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG BÌNH ĐIỆN GIẢI 4 BV: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DỊCH CATOD BÌNH 4 BV: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG N.M.N - ĐIỀU DỤNG KHÍ BÌNH 4 Mục đích: Dùng bình điện phân để điện phân nước muối tạo NaOH 32%, tạo H2 và Cl2 để cung cấp cho thị trường tiêu thụ hoặc làm nguyên để sản xuất các sản phẩm khác của nhà máy (sản xuất acid HCl, sản xuất keo Silicat). Quy trình công nghệ: Thuyết minh dây chuyền công nghệ cho bình điện phân 1,2&3: Nước muối từ khu thứ cấp sau khi gia nhiệt lên đến nhiệt độ được đưa lên bồn chứa D516. Từ bồn D516, nước muối vào hệ thống ống phân phối phía Anod với lưu lượng khoảng 7,5 7,8 m3/h để vào mỗi ngăn của bình điện giải. Ở đây cung cấp dòng điện một chiều có hiệu điện thế 232V, công suất 12,7KA. Nước vô khoáng cũng được cấp vào hệ thống ống phân phối phía Catod với lưu lượng 750 l/h để điều chỉnh nồng độ xút theo yêu cầu. Dung dịch nước muối sau khi ra khỏi khu điện giải thì nồng độ giảm còn 210 – 220g/l, gọi là nước muối nghèo có lẫn clo được đưa vào thiết bị tách khí. Một phần được đưa tuần hoàn trở lại bình điện giải, phần lớn được đưa sang công đoạn xử lý nước muối nghèo. Khí clo sau khi ra khỏi thiết bị tách khí thì được chuyển đến hệ điều dụng khí clo nhờ quạt K601. Xút sinh ra phía Catod có lẫn khí hidro được đưa lên phía trên qua hệ thống cấp khí. Một phần xút được tuần hoàn trở lại bình điện giải, phần lớn về hệ thống điều dụng xút ( bồn D201 và D202). Khí hidro sau khi ra khỏi thiết bị tách khí được đưa tới thiết bị làm nguội C2101. Thuyết minh dây chuyền công nghệ cho bình điện phân số 4: Nước muối từ khu thứ cấp sau khi gia nhiệt lên đến nhiệt độ được đưa lên bồn chứa D516. Từ bồn D516, nước muối vào hệ thống ống phân phối phía Anod với lưu lượng khoảng 7,5 7,8 m3/h để vào mỗi ngăn của bình điện giải. Ở đây cung cấp dòng điện một chiều có hiệu điện thế 232V, công suất 12,7KA. Nước vô khoáng cũng được cấp vào hệ thống ống phân phối phía Catod với lưu lượng 750 l/h để điều chỉnh nồng độ xút theo yêu cầu. Chỉ tiêu cần kiểm tra Vị trí kiểm tra Các chất cần kiểm tra Mức cho phép Đơn vị Chu kì kiểm tra NaOH bình 1,2,3& NaOH bình 4 SC1101 SC1102 SC1103 SC1104 NaOH 31 ÷ 32 % 8h/lần d(300C) >1.333 g/ml 8h/lần NaCl < 45 ppm 48h/lần NaClO3 < 50 ppm 48h/lần Na2CO3 < 10.3 % 48h/lần Nước muối nghèo bình 1,2,3 & bình 4 SC1201 SC1202 SC1203 SC1204 NaCl 210 ÷ 240 g/l 4h/lần NaClO3 < 20 g/l 24h/lần Na2SO4 < 10 g/l 24h/lần PH 3.5 ÷ 4.5 4h/lần Cl2 < 3 g/l 24h/lần Khí Cl2 3 bình & bình 4 SC1303 SC1304 Cl2 > 96 % Ca sáng /lần H2/Cl2 < 0.2 % O2/Cl2 < 3.5 % Dung dịch nước muối sau khi ra khỏi khu điện giải thì nồng độ giảm còn 210 – 220g/l, gọi là nước muối nghèo có lẫn clo được đưa vào thiết bị tách khí. Một phần được đưa tuần hoàn trở lại bình điện giải, phần lớn được đưa sang công đoạn xử lý nước muối nghèo. Khí clo sau khi ra khỏi thiết bị tách khí thì được chuyển đến hệ điều dụng khí clo nhờ quạt K601. Xút sinh ra phía Catod có lẫn khí hidro được đưa lên phía trên qua hệ thống cấp khí. Một phần xút được tuần hoàn trở lại bình điện giải, phần lớn về hệ thống điều dụng xút ( bồn D201 và D202). Khí hidro sau khi ra khỏi thiết bị tách khí được đưa tới thiết bị làm nguội C2101. Thông số kỹ thuật của khu điện giải: Nhiệt độ anodlit : 852,5oC. Nhiệt độ catodlit : 852,5oC. Áp suất tách khí clo ở bộ phận khí clo : -50 mm H2O. Áp suất tách khí hidro ở bộ phận khí hidro : +130 mm H2O. Áp suất đường ống chung khí clo : -50 mm H2O. Áp suất đường ống chung khí hidro : +130 mm H2O. Hệ thống phản ứng điện hóa: 6.1 Đặc điểm bình diện phân 36DD350: Số các ngăn riêng biệt 36. Mật độ dòng: 2,86 KA/m2. Tải cho phép tối đa: 13 KA. Mật độ dòng cho phép tối đa: 3,71 KA/m2 6.2 Cấu tạo bình điện phân: Bình điện phân gồm 36 màng ngăn với tổng diện tích màng 126 m2, mỗi ngăn của bình gồm một cực Anod và một cực Catod. Một hệ thống tuần hoàn cho phép lấy hóa chất vào mỗi ngăn cơ sở và phân li sản phẩm (khí và lỏng), các ngăn của bình đưởc mắc nối tiếp. Dòng điện được đưa tấm điện cực đều bằng các thanh dẫn và trình tự qua điện cực trung gian nhờ thân kim loại của các điện cực này. Anod: Một khung nặng, cứng làm bằng Titan ( gọi là vật dẫn) được hàn vào đỉnh màng Titan. Khung này đỡ lớp hoạt hóa và đảm bảo sự phân bố đồng nhất trong bình điện giải. Anod hoạt động là lưới phẳng gắn vào vật dẫn nhờ mối hàn và hoạt hóa nhờ một lớp phủ đặc biệt. Catod: Catod được ép sát vào màng là một lớp Niken đàn hồi. Công nghệ đó cho phép giảm tổng thế rơi qua Catodlit. Lưới Niken được hàn vào đỉnh của màng Niken. Lưới Niken đặt sát vào màng bằng một lớp Niken đàn hồi. Giữa các màng có lót một lớp đệm cao su làm kín rộng 45 mm. Cấu tạo của ngăn anod, catod, màng: 1.Cửa dẫn khí clo ra. 2.Hai ống dẫn khí H2 và Cl2. 3.Cửa dẫn khí hidro ra. 4.Cửa NaOH ra. 5.Tai đỡ trên. 6.Khung bằng thép. 7.Cửa nước vô khoáng vào. 8.Tai đỡ lưới. 9.Lưới Titan. 10.Nút vát hình côn. 11.Cửa nước muối vào. 12.Cửa dẫn nước muối nghèo. Màng: Màng thích hợp với công nghệ xút-clo phải có độ bền hóa học cao, chịu được axit và xút đậm đặc, cũng như các chất oxy hóa và chất khử mạnh. Có hai loại màng trao đổi cation, kiểu Sunfonat ( SO3-) hoặc Cacbonat (COO-). Ở đây sử dung màng Cacbonat. Màng được cấu tạo bởi 3 lớp cơ bản. Bên anod là một lớp mỏng Sunfonic, bên catod là một lớp cacboxylic, ở giữa là một lớp cacboxylat có các sợi tylon để tăng độ bền cơ học. Ở hai lớp ngoài cùng bề mặt anod và catod là một lớp mỏng hydrophilic ( ưa nước) nhằm tách bọt khí bám vào màng. 1.Sợi Tylon. 2.Lớp Cacboxulic. 3.Lớp Hidrophilic. 4.Lớp Cacboxylat. 5.Lớp Sunfonic. 6.3- Hệ thống phản ứng điện hóa gồm: Bình điện phân. Hệ thống tuần hoàn. Thiết bị tách khí. Hệ thống ống phân phối và hướng xuống. Hệ thống ống Teflon dẻo. Hệ thống dẫn khí. Hệ thống xử lý khí clo. Hệ thống xử lý khí hidro. 6.4-Phản ứng chính trong điện phân màng: Ở Anod: quá trình clo bị oxy hóa thành Cl2 Ở Catod: quá trình khử hidro thành H2 Đồng thời: Vậy dưới tác dụng của dòng điện một chiều xảy ra 2NaCl + 2H2O H2 + Cl2 + 2NaOH 6.5-Phản ứng phụ trong điện phân màng: Bên Anod: quá trình oxy hóa OH- tạo O2 Phản ứng giữa Cl2 với OH- Phản ứng điện hóa tạo ClO3- Phản ứng hóa học tạo ClO3- 6.6-Các thông số ảnh hưởng đến quá trình điện phân & độ bền của bình điện phân : pH : pH < 2 sẽ làm gia tăng điện thế và có thể làm cho màng hỏng Cơ chế : pH của anode nhỏ làm trung hoà nhóm cacboxylic của cấu trúc Polymer tăng điện trở của dòng từ đó làm tăng điện thế,gây quá nhiệt dẫn đến phồng rộp làm màng bị hỏng. Khắc phục: Khống chế PH ≥ 2 NaClO3: nồng độ quá cao của ClO3- trong dung dịch Anod ( >15g/l) sẽ làm nhiễm bẩn dung dịch NaOH thành phẩm. Nó không ảnh hưởng đến màng và quá trình điện phân. Cơ chế : NaClO3 có thể qua màng từ anode sang cathode nhờ quá trình khuếch tán. Xử lý: phân huỷ ClO3- (tại bồn khử clorat sử dụng HCl) SO42-:sự tích lũy SO42- với hàm lượng vượt quá sẽ làm giảm khả năng hòa tan NaCl và do đó gây khó khăn cho việc duy trì nồng độ nước muối như mong muốn. Cơ chế :Na2SO4 kết tinh trên bề mặt sát cathode của màng làm mất tính bằng phẳng của lớp bề mặt cathode làm giảm khả năng loại ion OH – cua màngdo đó làm giảm hiệu suất dòng. Xử lý: nồng độ SO42- phải được khống chế trong phạm vi cho phép ở khâu tinh chế sơ cấp. Ca2+: lượng muối Ca2+ vượt quá sẽ làm giảm hiệu suất dòng( xuống còn 85%) và tăng điện thế trong một thời gian rất ngắn. Sau một thời gian nó sẽ làm hỏng màng trước thời hạn. Cơ chế : Ca2+ kết tinh dưới dạng tinh thể lớn trong lớp Polymer CO2- gần với mặt cathode của màng. Nó sẽ phá vỡ cấu trúc vật lý của lớp Polymer của màng. Xử lý: nồng độ Ca2+ có thể khống chế trong phạm vi nhờ khâu tinh chế trao đổi ion. Mg2+: làm tăng điện thế nhưng không ảnh hưởng đến hiệu suất. Xử lý: nồng độ Mg2+ có thể khống chế trong phạm vi nhờ khâu tinh chế trao đổi ion..... 6.7-Sự cố và cách khắc phục: Mất điện gây ngưng hoạt động của bình điện phân. Khắc phục là cho máy phát điện hoạt động, cung cấp điện cho bình để bình có sự phân cực tránh tạo pin gây ăn mòn hóa học. Sự cố khi xảy ra có thể gây hại cho các màng hoặc các ngăn hoặc làm xáo trộn quá trình vận hành bình Hệ Thống Đang Trong Tình Trạng Hoạt Động nếu: Rớt tải khi bình đang hoạt động ở tải dưới 4 kA Khắc Phục: Trong quá trình khởi động bình, thời gian bình hoạt động ở tải dưới 4 kA phải duy trì tối thiểu từ 2 – 3 giờ. Nồng độ NaCl trong nước muối cấp quá cao Trong điều kiện tải thấp và nhiệt độ bình thấp, muối có thể kết tinh, do vậy có thể làm gián đoạn việc cấp nước muối vào bình Khắc Phục: Điều chỉnh lại nồng độ NaCl trong nước muối cấp. Có thể pha loãng nước muối cấp bằng cách thêm nước vô khoáng vào hệ thống nước muối. Nguồn cung cấp nước muối gặp sự cố: Mực dịch trong ngăn Anolyte giảm do sự bay hơi nước. Mực dịch Anolyte quá thấp có thể gây hỏng màng. Nồng độ NaCl trong dịch Anolyte giảm. Nồng độ NaCl quá thấp có thể ảnh hưởng xấu tới màng. Điện thế các ngăn sẽ thay đổi khi mật độ dòng, nhiệt độ ngăn và nồng độ dịch thay đổi. Khắc Phục: Nguồn cung cấp nước muối vào bình phải được kiểm soát chặt chẽ và được cài liên động với máy chỉnh lưu. Nồng độ nước muối cấp giảm Nồng độ NaCl trong dịch Anolyte giảm. Nồng độ quá thấp có thể gây hại cho màng. Khắc Phục: Tăng tốc độ tuần hoàn nước muối lên (tăng lưu lượng nước muối cấp vào bình). Điều chỉnh lại nồng độ của nước muối cấp vào bình. Có thể giảm lượng nước bổ xung vào vòng tuần hoàn nước muối. Giảm tải chỉnh lưu. Hệ thống tuần hoàn xút gặp sự cố Nhiệt độ ngăn tăng lên. Tốc độ tăng nhiệt độ phụ thuộc vào hệ số K của ngăn. Nhiệt độ cao quá có thể gây hại cho màng. Việc phối trộn giữa nước vô khoáng và dịch Catholyte không tốt. Dẫn đến tình trạng nồng độ xút cao hoặc thấp cục bộ. Khắc Phục: Giảm tải chỉnh lưu. Điều chỉnh/ngưng cấp nước vô khoáng. Ngừng máy nếu hệ thống tuần hoàn không thể khởi động lại sau 5 phút. Dịch Catholyte cấp vào mỗi bình được khoá liên động với sự hoạt động của bình đó. Nguồn cung cấp nước vô khoáng gặp sự cố Nồng độ xút tăng Điện thế các ngăn tăng. Khắc Phục: Ngừng máy nếu nồng độ xút không thể duy trì được trong khoảng an toàn cho phép. Lưu lượng nước vô khoáng cấp cao quá Nồng độ xút loãng Điện thế các ngăn giảm Khắc Phục: Giảm lưu lượng nước vô khoáng cấp tuỳ thuộc vào tải hoặc có thể ngừng cấp nước vô khoáng trong một thời gian nhất định Cấp xút có nồng độ cao hơn vào vòng tuần hoàn xút. Để nhanh chóng tăng nồng độ xút trong các ngăn ta có thể giảm lưu lượng xút cấp_ Nếu như nồng độ xút đang ở ngưỡng nguy hiểm. Nếu không còn cách nào để duy trì được nồng độ thích hợp, tiến hành ngưng máy. Nhiệt độ nước muối/dịch Catholyte cấp quá thấp Nhiệt độ Anolyte thấp hơn nhiều so với bình thường (85 – 88 0C) Điện thế các ngăn tăng Khắc Phục: Cố gắng thiết lập lại nhiệt độ nước muối/dịch Catholyte cấp bằng cách điều chỉnh lưu lượng hơi cấp. Nhiệt độ nước muối/dịch Catholyte cấp quá cao Vượt quá nhiệt độ hoạt động bình thường (85 – 88 0C). Giới hạn trên nguy hiểm của là 95 0C. Nhiệt độ cao hơn nữa gây hại cho ngăn và cho màng. Khắc Phục: Cố gắng giảm nhiệt độ nước muối/dịch Catholyte cấp. Giảm tải chỉnh lưu. Tăng cường việc làm nguội dịch Catholyte cấp. Tăng cường việc làm nguội nước muối cấp. Nồng độ Ca, Mg và Sulphate quá cao Màng bị gây hại mà không có khả năng phục hồi Hiệu suất dòng có thể giảm Điện thế có thể tăng Khắc Phục: Khi nồng độ Ca, Mg và Sulphat quá cao, thì nên ngưng máy. Kiểm tra lại hệ thống tách Sulphate pH dịch Anolyte tăng Có lỗ thủng trên màng, mà nhờ nó xút dịch chuyển qua ngăn Anolyte Việc axit hoá nước muối gặp trục chặc Khắc Phục: Điều chỉnh nồng độ xút bằng cách điều chỉnh lưu lượng nước vô khoáng cấp kiểm tra nồng độ NaCl trong dịch Catholyte của bình nào có pH dịch Anolyte cao. Kiểm tra hàm lượng O2 và H2 trong khí Cl2 Điều chỉnh việc axit hoá nước muối. Ngưng máy nếu thấy cần thiết. 6.8-Phương pháp kiểm tra chất lượng: Kiểm nghiệm viên lấy mẫu NaOH ở đầu ra của bình đem đo tỷ trọng và chuẩn độ xác định được hàm lượng phần trăm của xút xem có đạt yêu cầu không, nếu đạt nồng độ 31,532,5% là đạt yêu cầu. IV KHU NƯỚC MUỐI NGHÈO: Mục đích : Xử lý loại bỏ các dạng hợp chất Clo và Clo hòa tan trong nước muối nghèo sau điện giải trước khi đưa veà tái bão hòa. Giải nhiệt nước muối cấp trước khi cung cấp cho điện giải. Sơ đồ công nghệ: Bồn chứa D518 Trộn DM505 Khử clorat 505 Tạo chân không J501 Tháp ngưng tụ nước E501 4.2 5.1( HCl 32%) Chứa D501 Tháp giải hấp chân không (C501) Nuớc làm nguội ra 4.3 3.3A/B Nước muối nghèo sau điện giải Bộ trộn DM501 Chứa D502 Tháp khử Clo hoàn tất C502 4.4(hoàn lưu lại khu sơ cấp) 85% 15% 4.2 4.3 pha dd Na2SO3 D525 H2O Na2SO3 4.6( khử clo trươc khi trao đổi ion ở khu thứ cấp) Nước vào làm nguội Dung dịch nước muối nghèo sau điện giải có nồng độ 210- 220g/l có chứa clo, do phản ứng trong quá trình điện phân tạo ra. Dd nước muối nghèo được đưa vào thiết bị trộn DM501, rồi chảy tràn sang bồn chứa D501. Từ D501 dd nước muối nghèo được bơm lên cột giải áp chân không C501(85%), còn 15% còn lại được bơm qua DM505. Tại đây được cấp 1 lượng axit HCl 32% từ bồn cao vị D518 nhằm hạ pH của nước muối nghèo xuống còn 0- 0,5 tứ 1,5-2, tại pH này xảy ra cân bằng hóa học sau: HClO + HCl = Cl2 + H2O Dung dịch từ DM505 tiếp tục được đưa xuống thịết bị khử clorat R505 lúc này tăng nhiệt độ lên khoảng 90-95oC NaClO3+ 6HCl = 3Cl2 + NaCl + 3 H2O Từ C501 , nước muối nghèo nhờ bộ phận tạo chân không hút 1 phần hơi qua tháp ngưng tụ E501 tách 1 phần clo ở dạng hơi. Tại R505 nhiệt độ được nâng cao lên 90-95oC quá trình phân hủy clorat xảy ra, 1 phần clo hòa tan được tách ra. Nước muối chảy tràn xuống DM501, tập trung nước muối nghèo ở điện giải tuần hoàn trở lại. Nước muối sau khi xử lí qua cột giải hấp chân không , lượng clo còn lại < 50ppm. Sau đó được xử lí thep phương pháp hóa học tại C502: Cl2 + H2O = 0,5 O2 + 2HCl Vì vây pH được nâng lên 8- 9 bằng NaOH. Ngoài ra có khử 1 phần clo trước khi vào C502 bằng Na2SO3 10%. Na2SO3 + Cl2 + H2O = NaHSO3 + 2 HCl Các thiết bị chính: Tháp hút chân không Vai trò: Tách clo ẩm đưa về R505 bằng J501 để khử clorat, xử lí clo bằng phương pháp vật lí Cấu tạo: 1- Thân tháp được làm bằng sắt 5- cửa dẫn nước muối nghèo 2,4 - ống phân phối 6- cột nhựa 3- cửa thoát clo 3. Thao tác vận hành: Cấp nước muối vào DM501. Khi DM501 đạt 75% khởi động bơm P501 và đưa hơi áp cao vào J501. Hiệu chỉnh lưu lượng nước muối qua 2 van VM447,VM448. Đưa nước làm nguội vào E501. Cấp axit vào DM505. Khi D502 đạt 70%,khởi động bơm P502 và cấp xút vào MX552. Mở van đưa nước muối về sơ cấp tái bão hòa. 4 Các sự cố kỹ thuật xảy ra và cách khắc phục: Nước muối trong D502 cò hàm lượng clo quá 50ppm do áp, suất chân không lớn, C501 bị hở Khắc phục: phải cấp sunfic vào và tăng hơi áp cao. Hàm lượng Clorat trong nước muối ra khỏi R505 lớn hơn 9g/l do nhiệt độ tại R505 không đủ (1). Khắc phục:Tăng nhiệt độ hơi áp cao cấp thêm axit vào DM505. Mất điện đột xuất. Ngưng hoạt động ở C502 vì nếu không sẽ làm hư than hoạt tính trong cột, đồng thời mở van cấp nước dung dịch sunfic vào để khử Clo trong nước muối. V KHÂU TỔNG HỢP AXIT HCl: Sơ đồ khối Khí H2 Khí Cl2 Nước vô khoáng Bồn D603 Hệ thống AS 15,30,60,100 Cl2 thừa Bồn D604 MM2 Axit HCl D 605A Axit HCl D 605B Mục đích : Kết hợp hai khí H2 vàCl2 tao thành khí axit HCl ở nhiệt độ cao. Sau đó khí này được hấp thu vào nước tạo dung dịch axit 32%. Axit HCl chỉ là sản phẩm phụ của nhà máy để giải quyết lượng hydro sinh ra trong quá trình điện phân bảo đảm vấn đề an toàn môi trường. 2. Các thông số kỹ thuật vận hành an toàn Tỷ trọng HCl ra : >= 1.14 g/l Nhiệt độ axit thành phẩm : < 500C Lưu lượng khí clo vào : 60-320 mmH2O Lưu lượng khí hydro vào : 20-60 mmH2O Lưu lượng nước hấp thu vào : 1300-2700 l/h Nhiệt độ nước làm nguội vào : <= 320C Nhiệt độ nước làm nguội ra : <= 400C Nhiệt độ tháp khí thừa : <= 500C Áp suất khí nitơ cung cấp : 2.8-3.2 kg/cm2 Áp suất hơi trước van giảm áp : 5-8 kg/cm2 Áp suất hơi vào:4-7 kg/cm2 3. Thuyết minh dây chuyền công nghệ: Trong nhà máy: Khí H2 di chuyển trong đường ống màu đỏ. Từ khu điện giải, khí H2 được dẫn vào két chứa khí GH 2101. Khí Cl2 di chuyển trong đường ống màu vàng. Từ khu điều dụng khí Cl2, khí Cl2 được quạt K601 thổi qua. Trong dây chuyền này, nước vô khoáng từ khu nước vô khoáng được dẫn lên bồn chứa D603. Cả 3 nguyên liệu ban đầu đều được cung cấp vào tháp từ trên đỉnh xuống theo 3 ngõ vào khác nhau. Khí clo đi theo đường ống nhỏ phía trong và khí hidro theo đường ống phía ngoài . Sự phối trộn của hai khí này diễn ra tại phần cuối của ống trước khi cháy. Sau giai đoạn bắt cháy là giai đoạn phản ứng. Khí axit tạo thành sẽ được dung dịch axit yếu hấp thu. Nước làm nguội đi từ dưới đáy tháp đi lên (phần dưới đi trong các ngăn ở lớp ngoài, còn phần trên đi trong khe giữ hai lớp vật liệu) làm nguội cho dung dịch axit đạt nồng độ cần thiết ra khỏi tháp, làm nguội cho lò và buồng đốt rồi đi ra ngoài. Sau khi ra khỏi tháp ngoài dung dịch axit sản phẩm còn có một lượng khí thừa (do ở đây là hấp thu xuôi chiều ) gồm có khí HCl, Clo, hydro, các khí trơ, hơi nước bão hòa. Lượng khí thừa này sẽ được dẫn qua tháp đệm hấp thu khí thừa. Trong đó khí thừa sẽ đi từ dưới lên, nước vô khoáng đi từ trên xuống đề hấp thu khí HCl tạo thành dung dịch HCl chảy xuống. Còn dòng khí trong tháp sẽ được ejector hút lên đưa vào bộ giải nhiệt. Trong bộ giải nhiệt ống chùm đặt đứng, nước làm nguội đi ngoài ống từ dưới lên rồi đi ra ngoài, khí thừa đi trong ống từ trên xuống, sau khi làm nguội tách thành hai phần: phần lỏng là dung dịch axit yếu kết hợp với dòng axit yếu ra khỏi tháp đệm tuần hoàn trở lại vào tháp axit làm dung dịch hấp thu; phần khí không ngưng được thai ra ngoài không khí. Dung dịch axit ra khỏi tháp được qua bộ phận đo tỉ trọng. Nếu đạt nồng độ 32% sẽ được chia thành 2 dòng thành phẩm và thứ phẩm. Thành phẩm đưa vào bồn chứa D605A đưa đi tiêu thụ. Cũng là axit đó nhưng đưa qua một bồn riêng D605B để lấy mẫu gọi là thứ phẩm. Nếu không đạt nồng độ điều chỉnh ngay lập tức các thông số vận hành để đạt nồng độ 32%. Đối với hệ thống AS 100: các thiết bị chính. Tháp tổng hợp axit AS 100 Nhiệm vụ : tổng hợp axit HCl 32%. Cấu tạo: gồm 4 phần chính: bec đốt, lò phản ứng, hấp thu, phân tách. Tháp được làm từ thép, riêng ở phần lò phản ứng tháp có 2 lớp. Lớp trong làm bằng graphilor 3. Lớp ngoài vẫn bằng thép. Graphilor là một loại grafit đặc biệt với đặc tính hiếm có được phát triển bằng quá trình hóa học. Trước khi dùng chế tạo thiết bị được tẩm sấy nhằm đảm bảo tính không thấm nước. Và grafilor 3 là một loại grafit hoàn thiện. Vận hành tháp axit Khởi động cần thực hiện các bước sau : Thông khí nitơ Đưa nước hấp thu vào hệ thống Nhập không khí vào becdot Tạo sự cháy hidro và không khí tại becđốt Thay thế không khí bằng clo Tăng năng suất Tăng lưu lượng nước hấp thu Tăng lưu lượng khí hydro Tăng lưu lượng khí clo ( Lý do phải tăng lưu lượng hydro trước clo là để đảm bảo cho lượng hydro dư, quá trình đốt cháy xảy ra hoàn toàn.) Ta phải tăng công suất từ từ. Sau mỗi lần tăng phải kiểm tra sự ổn định của dòng lưu chất, ngọn lửa chân không. Độ chân không trong tháp duy trì trong khoảng -80 mmH2O _ 60 mmH2O. Ngưng máy: Theo chương trình cài đặt của thống Khi một trong các điều kiện sau xảy ra, hệ thống tự ngưng. Lúc này van cấp khí hydro, clo đóng ; van cấp khí nitơ mở thông nitơ trong 2 phút. Ngọn lửa không cháy Cúp điện Lưu lượng nước làm nguội vào tháp tổng hợp thấp < 140 m3/h Lưu lượng nước hấp thu thấp < 1200 kg/h Đĩa an toàn vỡ Áp suất khí hydro thấp Áp suất khí clo thấp Khi xảy ra sự cố ngưng máy khẩn cấp này Trưởng ca tiến hành giảm tải điện phân đảm bảo năng lực tiêu thụ clo của các công đoạn còn lại. Công nhân tiến hành đóng các van tay. Sau khi ngưng tháp 15 phút mới đóng van cấp nước hấp thu vào tháp Nhấn nút ( acknowledge fault ) để xác định lỗi xảy ra khi máy Sau khi tiến hành khắc phục sự cố này nhấn nút ( acknowledge fault ) để reset lại lỗi Đưa hệ thống về lại trạng thái chờ khởi động Ngưng máy chủ động Giảm năng suất tháp xuống giá trị tối thiểu 45 tấn/ngày Khi lưu lượng giảm đến giá trị tối thiểu nhấn nút ( emergency stop) để đóng tháp Van tự động tự động khóa van cấp khí ; mở van thông khí nitơ khoảng 2 phút Sau khi thông nitơ đóng hết van tay. Sau 15 phút ngưng máy thì đóng van cấp nước hấp thu Đưa hệ thống về trạng thái chờ khởi động hoặc ngưng máy dài Ngưng máy khẩn cấp Trong trường hợp có sự cố đột xuất có thể dẫn đến ngưng hệ thống khẩn cấp bằng cách nhấn nút ( emergency stop ) để ngưng hệ thống. 4. Sự cố và cách khắc phục Không thể đánh lửa. Không cung cấp được khí H2 và Cl2. Kết nối điện sai của thiết bị điều khiển. Van đóng H2 và Cl2 bị kẹt. Các van tay đóng. Đĩa hạn dòng đặt ngược dòng. Áp suất khí thấp. ∆P khí instrument (phân phối) ∆P becđốt. ∆P đường ống. Bộ ngăn lửa bị kẹt. Khí có chứa thành phần rắn. Đường ống không chảy. Nhiệt độ tháp cao. Nhiệt độ xung quanh tháp cao. Quá trình hấp thu không triệt để trong hệ thống tuần hoàn. Làm nguội không hiệu quả. Đóng cáu trên bề mặt trao đổi nhiệt. Nước bẩn. Bề mặt vách ngăn bị hỏng. Áp suất nước cooling tower cao. Lưu lượng nước cooling tower cao. Phân phối nước không thích hợp trong hệ thống tuần hoàn. Bộ phân phối bị hỏng. Vách ngăn của bộ phân phối bị hỏng. Khối thứ I bị hỏng. Có O2 trong khí. Vận hành vượt năng lực. Khối hấp thu bị bít lại. Becđốt bị vỡ. Đầu dò nhiệt độ/bộ truyền bị hỏng hoặc không hiệu chỉnh được. Nhiệt độ cao trên 1 mặt tháp. Chất lượng axit. Axit có màu vàng. Clo tự do. Tỷ lệ H2 dư không thích hợp. Trộn khí không đúng tỷ lệ. Sắt trong axit. Ăn mòn đường ống H2/Cl2/nước quá trình). Pb hoặc Hg trong axit. Sự ô nhiễm do khí đến từ bình điện phân. Năng suất thấp. Thiết bị có kích cỡ nhỏ. Nhiệt độ tháp cao. Lưu lượng khí H2 và / hoặc khí Cl2 không thích hợp. Áp suất khí thấp. ∆P khí instrument. ∆P béc đốt. ∆P đường ống. Bộ ngăn lửa bị kẹt. Đường ống không chảy. Khí có chứa thành phần rắn. Ống dẫn của becđốt bị hỏng. Chất lượng khí. Có nước đọng lại. Bộ ngăn lửa hoặc thiết bị đọng sương hoạt động không hiệu quả. Lưới bị kẹt. Nước ngưng không xả được. Khí nguội. Khí clo chứa Na. NaCl bám trên becđốt. Khí clo chứa Na. Ngọn lửa có màu vàng hoặc có ánh vàng. Có sự thành tinh thể (cát). Khí clo chứa Na. Ngưng và chạy máy liên tục. Sự chấn động của các đường ống. Lưu lượng cao. Vận hành vượt công suất. Lưu lượng kế H2 hoặc Cl2 có vấn đề. Tháp đệm bị phá hỏng. Sự cố nổ tháp. Sự có mặt của khí O2 + H2. Thông khí N2 không hiệu quả. Những chấn động không có lợi. Khí N2 thông tháp quá mạnh. Sự ăn mòn khối graphite. Sự xuất hiện của khí Cl2 ẩm. Tỷ lệ khí H2 dư không thích hợp. Trộn khí không đúng tỷ lệ. Lượng H2 dư không phù hợp. Cài đặt tỷ lệ H2/Cl2 không đúng. Điều khiển lưu lượng khí H2 không tốt. Lưu lượng kế H2 có vấn đề. Áp suất khí H2 tại nguồn không tương thích. Điều khiển lưu lượng khí Cl2 không tốt. Lưu lượng kế Cl2 có vấn đề. Áp suất khí Cl2 tại nguồn quá cao hoặc không phù hợp. Tỉ lệ phối trộn H2/Cl2 không đúng. Áp suất khí thấp tại ngõ vào của becđốt. Áp suất khí không ổn định. Becđốt bị hỏng. Lắp đặt bécđốt sai. Sự có mặt của khí HCl trong khí thừa. Nhiệt độ tháp hấp thu khí thừa cao. Lưu lượng khí HCl đến tháp hấp thu khí thừa cao. Vận hành vượt quá công suất. Sản xuất nhiều axit đậm đặc ở nhiệt độ cao. Sự có mặt Cl2 trong khí thừa. Tỷ lệ khí H2 dư không phù hợp. Trộn khí không phù hợp. Thân becđốt bị phá hỏng (nhiệt độ cao). Ngọn lửa cháy ngược trong ống. Vận hành với công suất thấp. Áp suất khí H2/Cl2 thấp hoặc không ổn định. VI KHU HÓA LỎNG CLO: Clo töø K601A/B/C 1.Sơ đồ khối nước thủy cục Laøm nguoäi Saáy khoâ H2SO4 đđ Neùn H2SO4 đđ Saûn xuaát nöôùc Javen Gas R22 Hoùa loûng Khí không ng