BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
ISO 9001:2015
TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ
ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG ACID
PHOTPHORIC CỦA CÔNG TY DAP THUỘC
KHU CÔNG NGIỆP ĐÌNH VŨ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
HẢI PHÒNG – 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
ISO 9001:2015
TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ
ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG ACID
PHOTPHORIC CỦA CÔNG TY DAP THUỘC
KHU CÔNG NGIỆP ĐÌNH VŨ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
Sinh viên: Đàm Ngô Dũng
Người hướng dẫn: Th.S Đỗ Thị Hồng Lý
HẢI PHÒNG – 2018
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc
—————-o0o—————–
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên : Đàm Ngô Dũng – MSV : 1613102008
Lớp : ĐCL1001- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp
Tên đề tài : Tính toán và lựa chọn thiết bị điện hạ áp cho phân
xưởng Acid Photphoric của công ty DAP thuộc khu công nghiệp
Đình Vũ.
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (
về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp………………………………………………………………..:
CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Người hướng dẫn thứ nhất:
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công tác :
Nội dung hướng dẫn :
Trường Đại học dân lập Hải Phòng
Toàn bộ đề tài
Người hướng dẫn thứ hai:
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công tác :
Nội dung hướng dẫn :
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm 2018.
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày……tháng…….năm 2018
Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N
Sinh viên
Đàm Ngô Dũng
Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N
Cán bộ hướng dẫn Đ.T.T.N
Th.S Đỗ Thị Hồng Lý
Hải Phòng, ngày……..tháng……..năm 2018
HIỆU TRƯỞNG
GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ
– 6 –
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1.Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất
lượng các bản vẽ..)
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn
( Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày……tháng…….năm 2018
Cán bộ hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)
– 7 –
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu
ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết
minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện
( Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày……tháng…….năm 2018
Người chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)
– 8 –
LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt, nó có thể chuyển hoá dễ dàng
thành các dạng năng lượng khác như: nhiệt năng, cơ năng , hoá năng. Mặt khác
điện năng lại có thể dễ dàng truyền tải, phân phối đi xa.. Điện có mặt trong tất cả
các lĩnh vực kinh tế cũng như trong sinh hoạt đời thường. Đặc biệt là trong các
ngành công nghiệp và dịch vụ thì càng không thể thiếu được vì nó quyết định lỗ
lãi của xí nghiệp, quyết định đến giá cả cạnh tranh. Trong những năm gần đây
do chính sách mở cửa của nhà nước, vốn nước ngoài vào nước ta ngày càng tăng
do đó nhiều các nhà máy xí nghiệp, các khu công nghiệp càng cần có một hệ
thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và sinh hoạt.
Sau thời gian thực tập tại Công Ty DAP – VINACHEM Hải Phòng. Em
được nhận đề tài tốt nghiệp ” Tính toán và lựa chọn thiết bị điện hạ áp cho
phân xưởng Acid Photphoric của công ty DAP thuộc khu công nghiệp Đình
Vũ” do cô giáo Thạc Sĩ Đỗ Thị Hồng Lý hướng dẫn với nội dung sau:
Chương 1: Giới thiệu về khu công nghiệp Đình Vũ.
Chương 2: Xác định phụ tải tính toán phân xưởng Acid Photphoric (PA).
Chương 3: Lựa chọn các thiết bị điện hạ áp cho phân xưởng PA.
– 9 –
CHƯƠNG 1.
GIỚI THIỆU VỀ KHU CÔNG NGHIỆP ĐÌNH VŨ
1.1.VỊ TRÍ KHU CÔNG NGHIỆP VÀ GIAO THÔNG.
Địa điểm nằm ở lô đất GI-7 gần cuối bán đảo Đình Vũ và hạ lưu sông
Bạch Đằng từ Hải Phòng ra biển. Địa điểm cách trung tâm thành phố Hải Phòng
7 km, cách cảng Hải Phòng 5 km và cách sân bay Cát Bi 3 km. Bán đảo Đình Vũ
được nối với đường cao tốc số 5 Hải Phòng – Hà Nội. Liên doanh khu công
nghiệp Đình Vũ đã thiết kế qui hoạch tổng thể cùng với mạng lưới thông tin cho
toàn khu.
Có trục đường dọc bán đảo tới địa điểm GI-7. Trục đường này được nối
với các nhánh đường ngang tới các nhà máy được đầu tư trong khu. Trục đường
chính tại khu công nghiệp Đình Vũ từ điểm đầu của bán đảo tới đường cao tốc số
5 dài 3 km. Trục đường này được mở rộng lên 23 m với 4 làn xe chạy như đường
cao tốc số 5 hiện nay. Bán đảo Đình Vũ đã được phép của chính phủ Việt Nam
xây dựng thành khu kinh tế tổng hợp với tên gọi khu kinh tế Đình Vũ để tận
dụng địa điểm và các điều kiện về kinh tế, văn hoá và du lịch.
Tổng diện tích của dự án: 71,875 ha.
Diện tích nhà máy: 27,9862 ha.
Diện tích hành lang băng tải tới cảng và diện tích cảng: 1,9646 ha.
Diện tích bãi thải gip tạm thời: 11,9243 ha.
Diện tích bải thải gip lâu dài: 30 ha.
– 10 –
1.2.NHỮNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ KHÍ HẬU.
Địa điểm xây dựng nằm trên khu đất GI-7. Mặt đất tự nhiên có độ cao
khoảng 1,5 m. Khu vực này đã được san lấp một phần và có độ cao mới là
4,95m, phần còn lại là vùng ngập mặn. Theo các tài liệu điều tra địa chất, địa
điểm xây dựng nhà máy có cấu tạo địa tầng như sau: Dưới lớp đất mới được san
lấp (cát hạt nhỏ mầu xám vân , xám xanh) dày trung bình 4 m là lớp đất tự nhiên
cát mịn với độ dày trung bình 5 m, sau đó đến lớp bùn sét mầu xám xanh ở trạng
thải dẻo chảy có độ dày trung bình 12 m. Tiếp đến là lớp đất sét mầu xám trắng
vân đỏ trạng thái dẻo cứng. Vì vậy các hạng mục công trình có tải trọng lớn cần
phải có giải pháp xử lý nền móng cho phù hợp.
Các số liệu về nước ngầm chỉ ra rằng đây là vùng ngập mặn với độ mặn
rất cao (hàm lượng ion clorua từ 600 mg/l đến 800 mg/l). Bán đảo Đình Vũ nằm
ở vùng cửa biển Nam Triệu của 3 con sông lớn (Sông Cấm, Sông Bạch Đằng và
Sông Lạch Tray) chảy ra biển.
Hải Phòng nằm ở vĩ độ 20o5 N và kinh độ 106 o E, do đó chịu ảnh hưởng
của khí hậu gió mùa và của biển. Khí hậu hàng năm có thể chia thành 2 mùa đó
là mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 tới tháng 10, nhiệt độ
trung bình là 25 oC. Các tháng nóng nhất là tháng 6 và tháng 7, có nhiều mưa và
giông bão. Hướng gió chủ yếu là hướng Đông Nam. Mùa khô kéo dài từ tháng
12 tới tháng 3, nhiệt độ trung bình dưới 20o C. Hướng gió chủ yếu là hướng
Đông Bắc. Tháng 4 và tháng 11 là tháng chuyển mùa. Lượng mưa trung bình là
16001800 mm/năm và chủ yếu vào mùa hè, chiếm tới 8090% tổng lượng
mưa.
Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình trong mùa hè khoảng 25 o C, nhiệt độ trung
bình trong mùa đông thường thấp hơn 20 o C.
– 11 –
Gió: Hướng gió biến đổi theo mùa: vào mùa đông (từ tháng 11 tới tháng 3
năm sau) gió Đông Bắc và gió Bắc chiếm ưu thế. Vào tháng 4 là giai đoạn
của gió Đông Nam và gió Nam. Gió Nam có tần số lớn nhất vào tháng 7,
trong khi gió Bắc và gió Đông Bắc có tần suất lớn nhất vào tháng 10.
Hải Phòng nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng mạnh của các cơn bão nhiệt
đới. Vận tốc gió đo được ở các trạm khí tượng lên tới 40m/giây, áp lực lên tới
100 kg/cm2. Tốc độ gió trung bình ghi được ở trạm Hòn Dáu là 5,1 m/giây, trạm
Phủ Liễn là 3,7 m/giây và trạm Cát Bi là 2,8 m/giây.
Chế độ mưa: Tại bán đảo Đình Vũ, hàng năm có 100-150 ngày mưa. Mùa
mưa bắt đầu từ tháng 4 và kết thúc vào tháng 10. Lượng mưa vào mùa này
chiếm hơn 80% lượng mưa cả năm.
Bức xạ nhiệt: tổng lượng bức xạ nhiệt ở khu vực Hải Phòng là khá cao,
khoảng 220-230 kcal/cm2 hàng năm. Bức xạ nhiệt lớn nhất vào tháng 7 và
thấp nhất vào tháng 12.
Độ ẩm: Bán đảo Đình Vũ là một trong các khu vực có độ ẩm cao với mức
trung bình là 80-85%.
Bão: Bão xuất hiện chủ yếu từ tháng 7 tới tháng 9. Trong một số năm bão
đến sớm ngay từ tháng 6 và kết thúc trong tháng 10. Trung bình hàng năm
có từ 1-2 trận bão đổ trực tiếp vào bán đảo Đình Vũ.
Nói tóm lại, các số liệu thống kê đã chỉ ra rằng Hải Phòng nằm trong vùng
có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm và thuộc khu vực gió mùa của Đông Nam Châu Á.
1.3.CƠ CẤU TỔ CHỨC CỦA KHU CÔNG NGHIỆP.
Khu công ngiệp Đình Vũ được chia làm 3 khu vực sản xuất chính đó là:
* Khu hành chính: có nhiệm vụ tổ chức, quản lý sản xuất và kinh doanh.
– 12 –
* Khu sản xuất chính: gồm các xưởng sản xuất chính ( xưởng H2SO4,
xưởng H3PO4, xưởng Na2SiF6, xưởng DAP).
* Khu phục vụ sản xuất: gồm các kho nguyên liệu, kho sản phẩm, kho
tổng hợp, trạm phát điện, xưởng cơ khí, trạm làm lạnh nước tuần hoàn, kĩ
thuật và thí nghiệm, xử lý nước thải, trạm xử lý nước, bãi thải gip, trạm
cứu hỏa.
Hình 1.1.Sơ đồ tổ chức của khu công nghiệp.
Dự kiến trong tương lai khu công nghiệp mở rộng quy mô sản xuất lắp
đặt thêm các thiết bị hiện đại vì vậy việc thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo sự
gia tăng phụ tải trong tương lai. Về mặt kinh tế và kỹ thuật phải đề ra phương án
cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất, cũng như không quá
dư thừa không khai thác hết công suất dự trữ gây lãng phí. Vì vậy việc thiết kế,
lựa chọn các thiết bị cần phải đảm bảo cả về mặt kinh tế cũng như kỹ thuật.
Giám đốc điều hành
Phó giám đốc
Kế toán
tài chính
Kế
hoạch
Phòng
kỹ thuật
P.xưởng
PA
P.xưởng
DAP
P.x SA
– 13 –
1.4.THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA KHU CÔNG NGHIỆP.
Bảng 1.1.Danh sách phụ tải điện trong khu công nghiệp và công suất đặt
STT
Tên phụ tải
Số
lượng
Công suất
Tổng công suất
1
Trạm biến áp SA và nhiệt điện
2
1250kVA
2500kVA
2
Trạm biến áp DAP
2
2000kVA
4000kVA
3
Trạm biến áp tuần hoàn nước
nhiễm axit
1
1600kVA
1600kVA
4
Trạm biến áp PA
2
2000kVA
4000kVA
5
Trạm biến áp tuần hoàn nước sạch
2
630kVA
1260kVA
6
Trạm biến áp khu hành chính
2
500kVA
1000kVA
7
Trạm biến áp cảng
1
800kVA
800kVA
8
Trạm biến áp kho lưu huỳnh
1
1250kVA
1250kVA
9
Động cơ Common acid pump
(P0141)
1
220 kW
220kW
10
Động cơ Feeder water pump
(P0408b)
1
315kW
351kW
11
Động cơ Induced draft fan
(C0403)
1
200kW
200kW
12
Động cơ Primary air fan (C0401)
1
220kW
220kW
– 14 –
CHƯƠNG 2.
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG ACID
PHOTPHORIC (PA)
2.1.KHÁI QUÁT CHUNG.
Mục đích thiết kế phân xưởng acid photphoric bắt đầu từ khâu chuyển
apatit và acid sunphuric vào trong khuôn viên phân xưởng tới lúc kết thúc phân
phối acid photphoric đã cô đặc, acid floxilixic (18%) và bùn ra ngoài khuôn viên
phân xưởng, bao gồm bộ phận phản ứng, bộ phận lọc.
Phân xưởng bao gồm các bộ phận sau:
Phản ứng và phân huỷ.
Lọc.
Cô đặc acid.
Quá trình dihydrat được sử dụng cho sản xuất acid photphoric. Dây truyền
sản xuất đơn được sử dụng cho bộ phận lọc, trái lại bộ phận cô đặc acid dùng
dây chuyền sản xuất kép.
2.2.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.
2.2.1.Lựa chọn quy trình công nghệ.
Trong công nghệ ướt sản xuất acid photphoric, acid sunphuric tác dụng
với apatit thu được acid photphoric lỏng và canxi sunphat (gip), và sau đó acid
photphoric bị tách khỏi gip bằng quy trình lọc. Phản ứng chính được mô tả như
sau:
3Ca3(PO4)CaF2 + 10H2SO4 6H3PO4 + 10CaSO4.nH2O + 2HF
(2.1)
– 15 –
Giá trị n trong công thức trên có thể là 0, 1/2 hoặc 2 tuỳ thuộc vào dạng tinh
thể canxi sunphat, đó là vữa chết, vữa hemidydrat hoặc gip hydrat. Quá trình
dihydrate là quá trình sản xuất chiếm ưu thế trên thế giới, 80% các nhà máy sản
xuất acid photphoric trên thế giới đã và đang áp dụng quy trình dihydrate, sản
lượng acid photphoric được sản xuất theo quy trình này chiếm tới 85% tổng sản
phẩm acid photphoric trên thế giới sản xuất theo quy trình ướt. Do là một quy
trình sản xuất có ưu thế, quy trình dihydrate có những đặc điểm sau:
* Thu hồi P2O5 trong apatit cao
Quy trình công nghệ hoàn thiện, ổn định và đáng tin cậy.
Phạm vi áp dụng cho apatit rộng và hoạt động linh hoạt.
Hiệu suất hoạt động cao và bảo dưỡng ít.
Dây chuyền sản xuất đơn có quy mô lớn.
Kinh nghiệm vận hành được tích lũy thời gian dài trong lựa chọn vật liệu
và cấu trúc thiết bị, không cần chọn các “hợp kim phức tạp”.
2.2.2.Đặc tính quy trình công nghệ.
Bao gồm các bộ phận chính:
*Bộ phận phản ứng và lọc.
* Bộ phận cô đặc acid.
2.3.MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.
2.3.1.Bộ phận nạp liệu.
Bùn quặng photphat chứa 65% rắn được chuyển tới thùng phản ứng trong
phân xưởng acid photphoric từ bộ phận thùng chứa bùn thuộc khu vực kho chứa
apatit bơm sang. Acid sunfuric nồng độ 98% được bơm từ thùng chứa acid trong
khu kho acid đến thùng phản ứng và thùng rửa của bộ phận bốc hơi và cô đặc.
– 16 –
Phụ gia chống bọt trong thùng phi được chuyển vào phân xưởng và đổ bằng tay
vào thùng chứa phụ gia chống bọt. Sau khi đun nóng bằng hơi, phụ gia được
bơm đến bộ phận phản ứng và bộ phận cô đặc.
2.3.2.Phản ứng và phân huỷ.
Bộ phận này được thiết kế để sản xuất acid photphoric có nồng độ tối
thiểu là 26% P2O5.
a.Bộ phận phản ứng
Bùn quặng apatit chứa 65% rắn được chuyển tới một ngăn của thùng phản
ứng qua đường ống. Trước khi vào thùng phản ứng, bùn được đo bằng đồng hồ
đo lưu lượng và đồng hồ đo tỷ trọng để duy trì nạp liệu ổn định. Nồng độ
sunphat trong ngăn 3, qua lấy mẫu phân tích được duy trì ở mức thông thường là
25~30 g/l SO3, có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ lệ giữa dòng bùn
photphat và tổng số ion sunphat đưa vào thùng phản ứng. Tổng số ion sunphat
đưa vào có thể tính qua phân tích bằng tay lượng SO3 và đo lưu lượng acid hồi
lưu qua bơm acid hồi lưu cùng với lượng acid sunfuric nạp trực tiếp vào thùng
phản ứng. Giá trị tổng số được kiểm tra bằng cách thay đổi tổng lưu lượng acid
sunphuric nạp vào ngăn 1 và 2.
Acid sunphuric tiếp nhận vào khuôn viên này được trộn sơ bộ trước khi
đưa vào thùng phản ứng với axit hồi lưu từ bộ phận lọc trong đường ống được
thiết kế đặc biệt dạng chữ “T”. Acid hồi lưu có thể xem xét gồm 3 thành phần:
ion sunphat, acid sản phẩm và nước. Tác động của ion sunphat đã được nêu
trong tính toán của toàn bộ sunphat nạp vào thiết bị phản ứng và việc kiểm tra
lượng sunphat này. Các điểm đặt của lưu lượng và tỷ trọng của acid hồi lưu được
thay đổi để điều chỉnh số lượng tương đối axit sản phẩm. Việc đó sẽ điều chỉnh
hàm lượng chất rắn tới mức 33~35% trọng lượng và hàm lượng nước sẽ điều
– 17 –
chỉnh độ đậm đặc của acid sản phẩm tới mức trên 27% P2O5. Lưu lượng acid hồi
lưu được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh rút acid loãng đưa vào acid hồi lưu và
tỷ trọng bằng lượng nước rửa cặn đóng bánh.
Phụ gia chống bọt trong thùng phuy được đổ vào thùng chứa phụ gia
chống bọt. Nhiệt độ trong thùng được duy trì bằng ống xoắn hơi thấp áp. Có lắp
một máy đo mức để giúp cho công nhân vận hành kiểm tra duy trì mức chất lỏng
trong thùng. Bơm phụ gia chống bọt là một bơm định lượng, cấp liệu cho thiết bị
làm lạnh nhanh mức độ thấp. Phản ứng hoá học xảy ra trong thùng phản ứng là
phản ứng toả nhiệt, cùng với nhiệt của việc pha loãng acid sunphuric bổ sung,
điều đó có nghĩa là để duy trì nhiệt độ phản ứng như mong muốn 71~76C bảo
đảm cho việc sản xuất được tinh thể dihydrate thì bùn phản ứng phải được làm
lạnh.
Việc làm lạnh này bị tác động trong thiết bị làm lạnh nhanh mức độ thấp.
Bình này giữ được chân không nhờ bơm chân không của thiết bị làm lạnh và áp
suất được điều chỉnh bằng rút không khí ngay lập tức trước bơm chân không.
Bùn phản ứng được hồi lưu qua bình này bằng bơm thiết bị làm lạnh nhanh đặt ở
phần kéo dài của ngăn 4 của thùng phản ứng, hồi lưu bằng trọng lực đến đầu của
hệ thống phản ứng, ngăn 1. Việc bốc hơi nước từ bùn gây nên hiệu quả làm lạnh
trong bùn và do tỷ lệ hồi lưu rất cao, chênh lệch nhiệt độ chỉ có 2~3C. Do đó sự
bão hoà quá mức và sự đóng cặn được giảm thiểu trong thân của thiết bị làm
lạnh. Một máy đo tổn thất DCS được lắp để chỉ dẫn lượng bốc hơi.
Tỷ lệ hồi lưu cao quanh thiết bị phản ứng được cấp bởi bơm nạp của thiết
bị làm lạnh đồng thời cung cấp axit và sunphat đưa vào đầu hệ thống phản ứng,
ở đó bùn photphat được cấp tạo điều kiện tốt cho hoà tan và kết tinh. Hơi nước
thoát ra từ thiết bị làm lạnh đi qua thiết bị ngưng tụ sơ bộ của thiết bị làm lạnh, ở
đó nhiệt thừa trong hơi quá nhiệt được dùng để làm nóng nước gip hồi lưu là loại
– 18 –
nước nóng dùng cho việc rửa cặn đóng trên thiết bị lọc gip. Hơi sau đó được đưa
qua thiết bị ngưng tụ của thiết bị làm lạnh. Ở đây, việc ngưng tụ được thực hiện
hoàn toàn nhờ có nước làm lạnh hồi lưu từ tháp làm lạnh. Nước làm lạnh bị
nhiễm được thải vào thùng ngưng kín của thiết bị làm lạnh bằng nước, chảy tràn
nhờ trọng lực tới mương hồi lưu nước làm lạnh.
b.Bộ phận phân huỷ
Bùn từ ngăn 4 của thùng phản ứng chảy tràn nhờ trọng lực xuống thùng
phân huỷ gồm 2 ngăn. Sự duy trì thêm trong bùn khử bão hoà bảo đảm cho sự
kết tinh của gip và flo silicat được hoàn thiện tới mức cao nhất. Thời gian lưu để
hoàn thành sự phát triển của tinh thể và giảm độ quá bão hoà. Giảm độ quá bão
hoà có nghĩa là bùn đã hoàn thiện được cấp cho thiết bị lọc gip sẽ giảm được ảnh
hưởng đóng cặn và giảm hậu quả kết tinh ở bồn chứa acid loãng.
Sự sắp xếp phản ứng và phân huỷ bảo đảm ngăn được sự ngưng trệ của
quặng không phản ứng từ hệ thống phản ứng đến thiết bị lọc. Dự trữ để bổ sung
acid sunphuric vào ngăn đầu tiên của thùng phân huỷ (2.2202) cho phép có thể
độc lập kiểm soát mức sun phát trong bộ phận phản ứng và phân huỷ. Thùng
phân huỷ có một van nhiều chiều đặt trên tuyến dẫn tới thiết bị rửa khí nhằm duy
trì một sự giảm áp nhẹ trong các thùng phân huỷ tránh khí tạo thành thoát ra
ngoài. Bùn hoàn thiện từ ngăn thứ hai được bơm đến thiết bị lọc bằng bơm nạp
thiết bị lọc, do một máy truyền thay đổi tốc độ điều chỉnh lưu lượng.
c.Bộ phận lọc
Bùn được chuyển tới thiết bị lọc băng lắp cùng một hộp chân không và
một thiết bị tách lọc bên ngoài. Mọi dòng chảy từ thiết bị tách được đưa đến
thùng chứa dịch lọc hồi lưu. Hơi nước chân không từ thiết bị tách lọc chuyển tới
thiết bị lọc ngưng tụ, ở đây khí được rửa và hơi nước được ngưng tụ bằng nước
– 19 –
làm lạnh. Thùng kín của thiết bị ngưng tụ lọc thu nhận nước từ thiết bị ngưng tụ.
Nước này sau đó tràn vào máng nước làm lạnh hồi lưu.
Một bơm chân không của thiết bị lọc được thông với khí quyển qua ống
giảm thanh hoàn toàn riêng biệt. Nó được dùng để duy trì hệ thống dưới áp suất
âm và dùng một ống rút hơi để kiểm soát chân không. Máy lọc này được lắp
cùng một tủ hút khí của máy lọc, thông với hệ rửa khí và cũng có một máng lát
gạch chịu acid dưới thiết bị lọc (5.2105) để hứng các giọt chảy. Sau khi nạp bùn
vào máy lọc có một phần tiết diện nhỏ ban đầu không có chân không cho phép
tinh thể gip lớn hơn đọng lại và tạo thành một lớp lót tự nhiên giúp lọc những
chất rắn nhỏ hơn và đồng thời giảm tắc vải lọc.
Bộ phận tiếp theo là phần lọc sơ bộ hoặc cửa mù, ở đây tạo phần dung
dịch lọc đầu tiên của sản phẩm acid, đôi khi mù có chất rắn và nó luôn luôn được
pha loãng bằng nước và được lấy ra trong các lỗ và kẽ vải sao cho dung dịch lọc
ban đầu này không ảnh hưởng tới chất lượng acid sản phẩm, dung dịch này hồi
lưu được thải vào bộ phận acid hồi lưu qua đường hút của bơm acid. Lượng acid
loãng sản xuất ra được bơm acid của máy lọc bơm sang thùng chứa acid của máy
lọc qua máy đo lưu lượng và tỷ trọng, trong khi lượng dư acid sản phẩm cần thiết
cho việc điều chỉnh chất rắn trong thiết bị phản ứng được đưa vào ống hút của
bơm acid hồi lưu van van điều chỉnh mức.
Sau khi tách nước cái, gip đóng bánh được rửa ngược chiều trong 2 giai
đoạn. Giai đoạn cuối trước khi gip thải được dùng nước từ bình ngưng tụ sơ bộ
thiết bị làm lạnh mức độ thấp qua thùng chứa nước hồi lưu bằng bơm của thùng
nước hồi lưu ở bộ phận phản ứng. Lưu lượng nước rửa cặn đóng bánh có thể
điều chỉnh bằng tay nhờ máy đo tỷ trọng kiểm tra định lượng đặt trên đường acid
hồi lưu để điều chỉnh nồng độ acid sản phẩm.
– 20 –
Dung dịch lọc từ rửa bã lọc cuối cùng được tháo từ bộ phận phân phối đến
ống hút của máy bơm lọc số 1 để bơm rửa bã lọc thứ hai. Dung dịch lọc từ rửa
bã lọc thứ hai này dẫn từ bộ phân phối tới ống hút bơm lọc số hai để bơm rửa bã
lọc thứ nhất. Dịch lọc từ việc rửa này chảy từ bộ phân phối lọc đến ống hút của
bơm acid hồi lưu. Để nhanh chóng trở lại từ trạng thái lật ngược trong quá trình
lọc gây ngập máy lọc, một bộ điều chỉnh bằng tay được lắp trên sàn máy lọc để
phân dòng một phần rửa axit loãng trực tiếp đến bơm axit hồi lưu.
Gip sau 3 giai đoạn rửa được rửa bằng nước gip hồi lưu từ hồ chứa bó thải
gip tới bồn chứa bựn gip, và sau đó được bơm ra bói thải gip tạm thời. Sau khi
thải bã lọc, vải lọc được rửa bằng nước ấm. Nước này chứa chất rắn được thu lại
trong thùng rửa bã lọc.
d.Bộ phận cô đặc acid
Lượng acid photphoric loãng đã cân từ khu vực kho chứa acid photphoric
được bổ sung vào vòng hồi lưu cưỡng bức và bốc hơi chân không trong bộ phận
cô đặc. Sau khi trộn với acid hồi lưu đã được đun nóng, sẽ được đưa vào buồng
hoá hơi nhanh, ở đây nước bốc hơi một cách nhanh chóng. Sau đó một phần acid
photphoric đã cô đặc được bơm ra ngoài như sản phẩm. Phần còn lại được bơm
vào trao đổi nhiệt grafit bằng bơm tuần hoàn acid photphoric đặc như là acid hồi
lưu. Và sau đó được đun nóng bằng hơi thấp áp và tiếp tục giữ cho vòng này
tuần hoàn.
Phần nước ngưng từ trao đổi nhiệt grafit được trở lại hệ thống nồi hơi để
tiết kiệm nước mềm và năng lượng. Hơi nước thoát ra từ phòng hoá hơi bao gồm
flo và bột P2O5 , được đưa vào tháp hấp thụ flo sau khi bột P2O5 được tách nhờ
thiết bị tách sương xoáy tụ. Dung dịch rửa là dung dịch rửa khí đuôi từ bộ phận
phản ứng và lọc. Chức năng của thiết bị tách sương xoáy tụ là nhằm cải thiện thu
hồi P2O5 và bảo đảm chất lượng sản phẩm phụ acid floxilixic.
– 21 –
Bên cạnh tháp hấp thụ khí flo có một bộ ngưng tụ khí áp, ở đây nước sẽ
tiếp xúc trực tiếp với nước làm lạnh hồi lưu acid và sẽ được ngưng tụ. Khí không
ngưng tụ sẽ được thoát ra không khí qua vòi phun hơi để tạo chân không cho hệ
thống. Nước làm lạnh hồi lưu acid từ bộ ngưng tụ khí áp và bộ ngưng tụ giữa của
vòi phun hơi sẽ chảy vào thùng nước hồi lưu và sau đó trở lại trạm nước hồi lưu.
Trong quá trình này có một thùng rửa của thiết bị bốc hơi đặt ở khu kho acid
photphoric. Trong thùng 5% acid sunphuric được dùng để rửa định kỳ hệ tuần
hoàn cô đặc.
2.4. CÁCH BỐ TRÍ.
2.4.1.Bộ phận lọc phản ứng và tháp lọc khí.
Phân xưởng acid photphoric được chia thành : bộ phận phản ứng, bộ phận
lọc và bộ phận cô đặc acid. Bố trí thiết bị điện, đo lường trong 3 bộ phận này là
tập trung. Cách bố trí ngoài trời sẽ được lựa chọn đối với bộ phận phản ứng.
Thùng phản ứng, thùng phân huỷ và tháp lọc khí được định vị trên sàn ngoài
(EL0.300). Hệ làm lạnh nhanh mức độ thấp và ống khói đặt trên khung bên
cạnh thùng phản ứng. Chiều rộng của khung là 15m, chiều cao khung trong một
số diện tích là EL23.000. Các bơm và thùng kín được đặt trên tầng trệt
(EL0.000). Buồng làm lạnh nhanh mức độ thấp được đặt trên tầng hai
(EL7.000).
Bộ ngưng tụ sơ bộ và bộ ngưng tụ được đặt trên tầng 3 (EL16.000). Quạt
khí và ống khói được đặt ở tầng 4 (EL23.000). Đối với bộ phận lọc, sẽ sử dụng
nhiều tầng để bố trí thiết bị . Chiều dài của toàn bộ toà nhà là 45m, chiều rộng là
10m. Bơm và máy đánh nhão gip đặt trên tầng trệt (EL0.000). Quạt đệm không
khí được đặt ở tần 2 (EL7.000), máy lọc được bố trí trên tầng 3 (EL10.800), một
– 22 –
sàn thao tác được lắp xoay quanh máy lọc, trên đó đặt thiết bị tách dung dịch-
khí, bộ tách sương, bộ ngưng tụ để việc vận hành và bảo dưỡng được thuận tiện.
2.4.2.Bộ phận cô đặc acid.
Toàn bộ bố trí của bộ phận này được gắn kết lại, phòng kiểm tra và vận
hành của bộ phận này được đặt cùng với phòng kiểm tra và vận hành của bộ
phận phản ứng và lọc. Có 2 dây chuyền sản xuất cho cô đặc và được đặt ngoài
trời theo cách song song, như vậy sẽ thuận tiện cho quản lý vận hành và an toàn
cho sản xuất. Chiều dài của khung là 36m, chiều rộng của mỗi dây chuyền là 9m,
và chiều cao của khung trong một số khu vực là EL25.800. Có 6 tầng bao gồm
EL0.000, EL8.700, EL14.000, EL18.400, EL22.500 và EL25.800 tương ứng
mỗi tầng.
Trong bộ phận cô đặc này, đa số thiết bị là thùng đứng và bơm được đặt ở
mặt đất, như thùng hồi lưu của tháp hấp thụ flo, thùng nước hồi lưu, bơm hồi lưu
acid photphoric đã cô đặc, v.v… Một số thùng đứng ví dụ như buồng làm lạnh,
bộ khử mù cyclon, bộ ngưng tụ khí áp, được lắp đặt trên nhiều tầng. Để lắp đặt
và bảo dưỡng thuận tiện thì trao đổi nhiệt grafit được đặt ở cuối trục A của thiết bị
đó.
2.5.CÁC YÊU CẦU VỀ CUNG CẤP ĐIỆN CỦA KHU CÔNG NGHIỆP.
Các yêu cầu về cung cấp điện phải đảm bảo 4 yêu cầu cơ bản đó là: Độ tin
cậy cấp điện, chất lượng điện, an toàn điện và tính kinh tế. Ngoài ra cần lưu ý
sao cho cấp điện thật đơn giản, dễ thi công, dễ vận hành, dễ sử dụng, dễ phát
triển… Dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra
phương thức cấp điện cho từng thiết bị và các phân xưởng. Đánh giá tổng thể
khu công nghiệp ta thấy: phụ tải chủ yếu của khu công nghiệp là các động cơ
điện có công suất lớn, trung bình, nhỏ và các thiết bị chiếu sáng. Nếu mất điện sẽ
– 23 –
gây ra nhiều phế phẩm, gây lãng phí sức lao động rất nhiều đồng thời gây thiệt
hại lớn về kinh tế. Vì vậy khu công nghiệp được đánh giá là hộ tiêu thụ loại I, vì
vậy yêu cầu về cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục.
2.6.THỐNG KÊ PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƯỞNG PA.
Bảng 2.1.Danh sách phụ tải điện phân xưởng PA.
STT
Tên phụ tải
Số
lượng
Công suất
(kW)
1
Defoamer pump
1
0,25
2
Dihydrate filter slurry feed pump
1
30
3
Phosphate slurry transfer pump to attack
1
37
4
Digestion tank agitator
1
55
5
Attack tank agitator
2
132
6
Vacuum pump
1
160
7
Cake wash agitor
1
3
8
Weak acid product pump
1
30
9
Condenser seal tank pump
1
30
10
Filter cloth wash pump
1
45
11
Fast emtying pump
1
45
12
Product acid transfer pump
2
11
13
Concentrated acid sump pump
1
15
14
Acid sump pump
1
15
15
Condensate pump
2
15
16
Filter blowing fan
1
4
17
Filter drying fan
1
4
18
Cake wash water pump
1
22
STT
Tên phụ tải
Số
lượng
Công suất
(kW)
19
Fluosilic acid producttion pump
2
11
20
Weak filtrate wash pump
1
22
21
Fume scrubber pump to precondenser
2
22
22
Hoist for M0211
1
8,3
23
Fume scrubber transfer pump
1
30
24
Flash cooler circulator
1
90
25
Digestion tank agitator
1
55
26
Attack tank agitator
2
132
– 24 –
27
Scrubber fan
1
110
28
Acid sump agitator
1
5,5
29
Concentrated acid sump agitator
1
5,5
30
Recycle acid pump
1
37
31
Fluorine scrubber recirculation pump
2
37
32
1#Belt conveyor
1
7,5
33
Condenser seal tank pump
1
200
34
Filter drying fan
1
250
35
Evaporator circulation pump
2
400
36
Condenser seal tank pump
3
280
2.7.CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN (PTTT).
2.7.1.Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.
Thường dùng phương pháp này khi thông tin mà ta biết được là diện tích
F ( m2 ) của khu chế xuất và ngành công nghiệp ( nặng hay nhẹ ) của khu chế
xuất đó. Mục đích là dự báo phụ tải để chuẩn bị nguồn ( như nhà máy điện,
đường dây không, trạm biến áp ).
Từ các thông tin trên ta xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một
đơn vị diện tích sản xuất.
Ptt=P0.F
(2.2)
Trong đó:
P0 [kW/ m2] – suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.
F[ m2 ]– diện tích sản xuất có bố trí các thiết bị dùng điện.
Để xác định (p0) ta dựa vào kinh nghiệm:
– Đối với các ngành công nghiệp nhẹ ( dệt, may, giầy dép, bánh kẹo,… )
ta lấy P0= ( 100 200 ) kVA/ m2
– 25 –
– Đối với các ngành công nghiệp nặng ( cơ khí, hoá chất, dầu khí, luyện
kim, xi măng,… ) ta lấy P0= ( 300 400 ) kVA/ m2.
Phương pháp này cho kết quả gần đúng. Nó được dùng cho những phân
xưởng có mật độ máy móc phân bố tương đối đều như: phân xưởng dệt, sản xuất
vòng bi, gia công cơ khí…v.v. Nó được dùng để tính toán thiết kế chiếu sáng.
2.7.2.Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản
phẩm.
Nếu khu chế xuất đó là một xí nghiệp và biết được sản lượng thì ta xác
định phụ tải tính toán cho khu chế xuất theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn
vị sản phẩm và tổng sản lượng.
max
0
w
.
T
M
P
tt
(2.3 )
tg
P
Q
tt
tt
.
(2.4)
Trong đó:
W0: Điện năng cần thiết để sản xuất 1 sản phẩm( kWh/ 1sp ):
M: Tổng sản phẩm sản xuất trong 1 năm(sp).
Tmax( h ):Thời gian sử dụng công suất lớn nhất.
2.7.3.Xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu knc
Thông tin mà ta biết được là diện tích nhà xưởng F ( m2 ) và công suất đặt
Pđ ( kW ) của các phân xưởng và phòng ban của nhà máy. Mục đích là:
Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng.
Chọn biến áp cho phân xưởng.
Chọn dây dẫn về phân xưởng.
Chọn các thiết bị đóng cắt cho phân xưởng.
