Lời cảm ơn Từ lâu loài người biết đến axit sunfuric Đầu tiên người ta chế tạo cách chưng sắt sunfat, đến nửa kỉ XV, họ đốt diêm tiêu bình chứa lớn thêm nước để sản xuất axit sunfuric dùng y học Đến năm 1770, nhà máy sản xuất axit sunfuric xây dựng nước Anh Nguyên tắc đốt lưu huỳnh muối nitrat bình kim loại sau dùng nước hấp thụ khí bay bình thủy tinh, đầu kỉ XIX họ bắt đầu đốt lưu huỳnh lò đốt Ở nước ta, năm 1959 nhà máy Suppe phốt phát Lâm Thao đời trợ giúp phủ Liên xô, có dây chuyền sản xuất axit sunfuric phương pháp tiếp xúc từ nguyên liệu quặng pirit Từ xây dựng đến nay, nhà máy không ngừng mở rộng phát triển, cải tiến kó thuật từ lò đốt lò khí với suất vạn tấn/năm, tới lò đốt lò tầng sôi với suất vạn tấn/năm Hiện nhà máy lắp đặt vào sản xuất dây chuyền sản xuất axit sunfuric từ nguyên liệu lưu huỳnh dây chuyền sản xuất đơn giản nhiều Đề tài “Thiết kế dây chuyền sản xuất oleum – axit axit sunfuric 240.000 tấn/năm” công việc tập làm kó sư sinh viên Nhờ giảng dạy tận tình q thầy cô khoa Hóa mà lòng đầy nhiệt tình, tận tâm thầy HOÀNG MINH NAM kính mến, đồng thời giúp đỡ bạn bè nỗ lực thân em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Phạm vi đề tài đưa hết lí luận lí thuyết tính toán chi tiết cho công đoạn sản xuất công nghệ sản xuất axit sunfuric Ở phạm vi đề tài đề cập tới sản xuất axit sunfuric phương pháp tiếp xúc phương pháp phổ biến nước toàn giới Trong năm học qua, q thầy cô giáo bước dẫn dắt em có kó tính toán lí luận người kó sư để làm luận văn Nội dung đề tài chắn nhiều thiếu sót, em mong muốn q thầy cô góp ý xây dựng để đạt đến hoàn thiện Em chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2004 Người viết PHẠM CÔNG THÀNH i Nhận xét Thầy ii MỤC LỤC Trang Chương TỔNG QUAN 1.1 Tính chất lí hóa axit sunfuric 1.2 Ứng dụng axit sunfuaric 1.3 Tình hình sản xuất, tiêu thụ axit sunfuaric Việt nam giới 1.4 Nguyên liệu sản xuất axit sunfuaric 1.4.1 Quặng pirit 1.4.2 Lưu huỳnh nguyên tố 1.4.3 Thạch cao 1.4.4 Các chất thải có chứa lưu huỳnh 1.5 Các qui trình công nghệ 1.5.1 Giới thiệu chung 1.5.2 Cơ chế lí hóa qui trình 1.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng 14 1.5.4 Các qui trình công nghệ sản xuất axit sunfuric 26 Chương NĂNG SUẤT THIẾT KẾ – ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY 2.1 Năng suất thiết kế .32 2.2 Đòa điểm xây dựng nhà máy .32 Chương QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1 Lựa chọn qui trình công nghệ sản xuất 3.1.1 Lập luận chọn lựa qui trình công nghệ sản xuất .34 3.1.2 Biện luận dây chuyền thiết bò 34 3.1.3 Thuyết minh qui trình công nghệ .38 3.2.Cân vật chất lượng 3.2.1.Cân cho bể nấu chảy lưu huỳnh 39 3.2.2 Cân cho lò đốt lưu huỳnh 42 3.2.3.Tính tháp tiếp xúc chuyển hóa từ SO2 thành SO3 50 3.2.4 Tính tháp sấy không khí .73 3.2.5 Tính tháp hấp thu .76 Chương TÍNH CƠ KHÍ 4.1 Tháp sấy không khí .82 4.2 Tháp hấp thụ 4.2.1.Tháp oleum 86 4.2.2.Tháp axit .89 4.3 Tháp chuyển hóa từ SO2 thành SO3 4.3.1 Thời gian trình chuyển hóa 92 4.3.2 Tính lượng xúc tác lớp 99 4.3.3 Kích thước thiết bò trở lực lớp tiếp xúc .101 4.3.4 Tính toán khí .102 4.4 Bề mặt truyền nhiệt iii 4.4.1 Bề mặt truyền nhiệt dòng khí 106 4.4.2 Dàn làm lạnh oleum axit .114 4.5 Các thiết bò phụ 4.5.1.Quạt gió 118 4.5.2 Bơm 119 4.5.3 Bồn chứa 125 Chương TÍNH KINH TẾ 5.1 Đánh giá hiệu kinh tế theo tiêu doanh nghiệp 126 5.2 Tính điện 126 5.3.Tính nước 128 5.4 Giá thành sản phẩm 128 5.5 Năng suất lao động 129 5.6 Thời gian thu hồi vốn 130 Chương BIỆN PHÁP XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG 131 Chương NGUYÊN TẮC AN TOÀN 132 Kết luận 134 Tài liệu tham khảo 135 Chương TỔNG QUAN 1.1 Tính chất lí hóa axit sunfuric Trong hóa học, axit sunfuric xem hợp chất anhidrit sunfuric với nước Công thức hóa học SO3.H2O H2SO4, khối lượng phân tử 98,08 Trong kó thuật hỗn hợp theo tỉ lệ SO với H2O gọi axit sunfuric Nếu tỉ lệ SO3/H2O < gọi dung dòch axit sunfuric, tỉ lệ SO 3/H2O >1 gọi dung dòch SO3 axit sunfuric hay oleum axit sunfuric bốc khói Thành phần dung dòch axit sunfuric đặc trưng phần trăm khối lượng H2SO4 SO3 Axit sunfuric chất lỏng sánh dầu, không màu, khối lượng riêng 1,859 g/cm3 00C, 1,837 g/cm3 150C Khi làm lạnh hóa rắn thành tinh thể nóng chảy 10,490C Tuy nhiên axit lỏng dễ chậm đông không hóa rắn 00C Ở 30 – 400C, bắt đầu bốc khói đun tiếp tạo SO Bắt đầu sôi 2900C nhiệt độ tăng nhanh ngừng giải phóng SO Hidrat lại chứa 98,3% H 2SO4và sôi 3380C H2SO4 hấp thụ mãnh liệt ẩm chất làm khô tốt, áp suất H 2O H2SO4 thảy 0,003mmHg 1.2 Ứng dụng axit sunfuric iv Axit sunfuric dùng rộng rãi nhiều lónh vực kinh tế quốc dân Đối với công nghiệp hóa học, axit sunfuric dùng sản xuất phân lân, axit vô (axit photphoric, hidro floric, boric), muối sunfat kim loại khác nhau, sản xuất thuốc nhuộm, chất màu vô hợp chất khác Một lượng lớn axit sunfuric, đặc biệt dạng oleum, dùng vào công nghiệp tổng hợp hữu cơ, thuốc nhuộm anilin, vật liệu sợi tổng hợp Axit sunfuric dùng làm môi trường hút nước dung dòch axit nitric, sấy khí, sản xuất chất nổ Người ta dùng axit sunfuric để làm sản phẩm dầu lửa sản phẩm thu từ nhựa than đá Trong luyện kim màu, axit sunfuric dùng chế biến thủy luyện, công nghiệp gia công kim loại dùng để làm màng oxit bề mặt kim loại nhiều lónh vực công nghiệp khác 1.3 Tình hình sản xuất, tiêu thụ axit sunfuric Việt nam giới Axit sunfuric sản phẩm có sản lượng lớn công nghiệp hóa học Trên giới hàng năm sản xuất 46 triệu Ở Mó, năm sản xuất hàng triệu axit sunfuric từ khí thải Sản lượng axit sunfuric giới tăng nhanh ngành công nghiệp phát triển mạnh (Bảng 1.1) Ở Việt nam có nhà máy sản xuất axit sunfuric: (Bảng 1.2) * Nhà máy Suppe phốt phát Lâm Thao (Tỉnh Vónh Phúc) * Nhà máy Suppe phốt phát Long Thành (Tỉnh Đồng Nai) * Nhà máy hóa chất Tân Bình (Tp Hồ Chí Minh) Bảng 1.1 Tăng trưởng axit sunfuric số nước giới (triệu tấn/năm) Tên nước Liên Xô Mó Pháp Anh Ý Đức Nhật Năm 1960 5,4 16,2 2,8 2,8 2,3 3,3 4,5 Năm 1970 Năm 1980 12,4 26,4 3,7 3,3 3,3 5,5 6,9 v 23 23 4,9 3,4 3,0 5,8 6,8 Bảng 1.2 Tăng trưởng axit sunfuric nước Việt nam (ngàn tấn/năm) Năm 1985 1992 2001 Miền Nam 12.000 52.000 68.571 Miền Bắc 180.000 240.000 214.000 1.4 Nguyên liệu sản xuất axit sunfuric Nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric phong phú, phổ biến pirit, lưu huỳnh, khí ngành luyện kim màu thu hỏa luyện quặng sunfu, khí H 2S thoát làm lưu huỳnh khỏi khí thiên nhiên công nghiệp, anhydrit, CaSO4 chất làm khí Tổng hàm lượng lưu huỳnh vỏ đất khoảng chừng 0,1% Bán sản phẩm chủ yếu để sản xuất axit sunfuric lưu huỳnh dioxit 1.4.1 Quặng pirit: 1.4.1.1 Pirit thường: Thành phần chủ yếu quặng pirit sắt sunfua FeS chứa 53,44% S 46,56% Fe FeS thường dạng tinh thể pirit hình lập phương (khối lượng riêng 4,95–5,0 g/cm 3), có dạng tinh thể macazit hình thoi (khối lượng riêng 4,55 g/cm3) Ở 4500C, macazit chuyển thành pirit có tỏa nhiệt Quặng pirit thường gặp loại khoáng màu vàng xám, khối lượng đổ đống khoảng 2200 đến 2400 kg/cm tùy theo kích thước hạt quặng Trong quặng có lẫn nhiều tạp chất hợp chất đồng (chủ yếu FeCuS 2, Cu2S, CuS), chì, kẽm, niken, bạc, vàng, coban, selen, telu, silic; muối cacbonat, sunfat canxi, magiê … Vì vậy, hàm lượng thực tế lưu huỳnh quặng dao động khoảng 30-52% Ngoài thấy loại hợp chất lưu huỳnh vi sắt có thành phần phức tạp Fe nSn+1 (n≥5) gọi pirotin hay pirit từ Quặng pirit có nhiều Nga, Tây Ban Nha, Nhật Bản, Canada, Bồ Đào Nha, Na uy, Italia … Ở miền Bắc nước ta phát số mỏ pirit, nói chung hàm lượng lưu huỳnh thấp (khoảng 20-30% S), trữ lượng không lớn 1.4.1.2 Pirit tuyển Trong quặng pirit có nhiều tạp chất, số tạp chất có giá trò đồng Nếu hàm lượng đồng quặng pirit lớn 1% đem quặng sản xuất đồng có lợi đốt trực tiếp để sản xuất axit sunfuric Trước đem luyện đồng, thường dùng phương pháp tuyển để làm giàu đồng quặng lên khoảng 15-20% Cu Phần bã thải trình tuyển chứa khoảng 3240%S gọi quặng pirit tuyển nổi, dùng để sản xuất axit sunfuric Cứ tuyển 100 quặng thu 15-20 tinh quặng đồng 80-85% pirit tuyển Nếu tiếp tục tuyển lần hai thu tinh quặng pirit chứa tới 45-50%S Quặng pirit tuyển có kích thước nhỏ (khoảng 0,1mm ) độ ẩm lớn (12-15%) gây khó khăn cho trình vận chuyển đốt Vì trước sử dụng phải sấy để giảm hàm ẩm xuống 1.4.1.3 Pirit lẫn than Than đá số mỏ có lẫn quặng pirit, có loại chứa tới 3-5%S làm giảm chất lượng than Vì phải loại bỏ cục than có lẫn pirit Phần than cục loại bỏ chứa tới 33-42%S 12-18%C gọi pirit lẫn than Pirit lẫn than có hàm lượng lưu huỳnh lớn đốt để sản xuất axit sunfuric hàm lượng cacbon lớn, cháy: - Nhiệt lượng tỏa lớn, làm nhiệt độ khí tăng cao, làm cho lò đốt mau chóng bò phá hủy vii - Tiêu tốn nhiều oxi làm giảm nồng độ SO2 O2 khí lò, gây khó khăn cho giai đoạn trình sản xuất Vì phải nghiền rửa quặng lẫn than để giảm hàm lượng cacbon quặng xuống 3-6% (riêng lò lớp sôi đốt quặng có hàm lượng C cao) Ở miền Bắc nước ta, mỏ than Na dương (Lạng sơn) chứa nhiều lưu huỳnh (có mẫu từ 6-8%S) Việc nghiên cứu tách lưu huỳnh khỏi than có ý nghóa kinh tế kó thuật lớn tăng chất lượng than, đảm bảo an toàn (tránh tượng than bò bốc cháy) đồng thời tận dụng nguyên liệu ta phải mua nước 1.4.2 Lưu huỳnh nguyên tố(S) Lưu huỳnh nguyên tố dạng nguyên liệu tốt để sản xuất axit sunfuric vì: - Khi đốt S ta thu hỗn hợp khí có hàm lượng SO O2 cao Điều quan trọng việc sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc - Lưu huỳnh chứa tạp chất (đặc biệt hợp chất asen) cháy xỉ nên đơn giản dây chuyền sản xuất nhiều - Khi sản xuất với qui mô lớn xa nguồn nguyên liệu lưu huỳnh lại nguyên liệu rẻ tiền Lưu huỳnh sử dụng chủ yếu ngành công nghiệp sản xuất axit sunfuric (khoảng 50% tổng lượng S), công nghiệp giấy, xenlulô (khoảng 25%), nông nghiệp (10-15%)… 1.4.3 Thạch cao Thạch cao nguồn nguyên liệu phong phú để sản xuất axit sunfuric nhiều nước giới có mỏ thạch cao (CaSO4.2H2O CaSO4) Ngoài trình sản xuất axit photphoric, supe photphat kép, nitrophot, nitrophotka… thải lượng lớn CaSO Thường thường, từ thạch cao, người ta sản xuất liên hợp axit sunfuric ximăng Muốn thế, đốt hỗn hợp thạch cao, đất viii sét than lò quay Khi đó, CaSO bò khử, cho SO2 đem sản xuất axit sunfuric; phần xỉ lại thêm số phụ gia, đem nghiền để sản xuất ximăng 1.4.4 Các chất thải có chứa S 1.4.4.1 Khí lò luyện kim màu Khí lò trình đốt quặng kim loại màu quặng đồng, chì thiếc, kẽm… có chứa nhiều SO Đây nguồn nguyên liệu rẻ tiền để sản xuất axit sunfuric sản xuất đồng, thu 7,3 SO mà không cần lò đốt quặng dây chuyền sản xuất axit sunfuric Thành phần khí lò phụ thuộc vào nguyên liệu, cấu tạo lò điều kiện đốt Riêng lò nung lò lớp sôi, thành phần khí tương tự đốt quặng pirit nên dùng trực tiếp để sản xuất axit sunfuric Còn khí lò khác, dùng khí thiên nhiên (metan) để khử SO thành S 1.4.4.2 Khí dihidro sunfua Khi cốc hóa than, khoảng 50% lượng lưu huỳnh có than theo khí cốc, chủ yếu dạng H2S (95%) Lượng H2S khí cốc hàng năm toàn giới tới hàng triệu Thu hồi lượng H2S có ý nghóa kinh tế mà đảm bảo điều kiện vệ sinh công nghiệp Từ H2S sản xuất axit sunfuric theo phương pháp xúc tác ướt đem sản xuất lưu huỳnh nguyên tố 1.4.4.3 Khói lò Khi đốt than lò nồi hơi, lưu huỳnh hợp chất có than chuyển thành SO Hàng năm giới đốt hàng tỉ than, khói lò thải vào khí hàng chục triệu lưu huỳnh tất nhiên muốn sử dụng phải giải vấn đề thu hồi làm giàu khí SO thiết lập sơ đồ sản xuất axit sunfuric trực tiếp từ khí SO2 nghèo 1.4.4.4 Axit sunfuric thải Sau dùng axit sunfuric làm tác nhân hút nước, tinh chế dầu mỏ, sunfo hóa hợp chất hữu cơ… thu chất thải chức nhiều H 2SO4 (20-50%) Trong công nghệ gia công kim loại chế tạo máy, sau rửa kim loại thu chất thải chứa 2-4% H2SO4 khoảng 25% FeSO4 Chất ix thải sản xuất TiO2 chứa 15-20% H2SO4 45-55% FeSO4 Có hướng sử dụng chất thải này: - Tách tạp chất cô đặc để thu hồi H 2SO4 - Phân hủy nhiệt thu hồi SO2 để sản xuất axit sunfuric - Dùng trực tiếp vào mục đích không cần axit sunfuric Tóm lại, nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric phong phú Tỉ lệ dạng nguyên liệu dùng sản xuất axit sunfuric không ngừng thay đổi theo thời gian tùy nước Hiện nay, tính chung toàn giới tỉ lệ nguyên liệu dùng để sản xuất axit sunfuric sau: Lưu huỳnh chiếm khoảng 2/3, pirit 1/6, lại dạng nguyên liệu khác 1.5 Các qui trình công nghệ sản xuất axit sunfuric 1.5.1 Giới thiệu chung Nhìn chung, công nghệ sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc gồm giai đoạn sau: - Chuẩn bò nguyên liệu - Sản xuất khí SO2 - Tinh chế khí SO2 - Oxi hóa có xúc tác SO2 thành SO3 - Hấp thụ SO3 để tạo axit sunfuric (hoặc oleum) - Hoàn thành sản phẩm Đối với công nghệ sản xuất axit sunfuric theo phương pháp nitrozo nguyên lí từ khí SO2; song để oxi hóa thành SO3 cho sản phẩm axit sunfuric, người ta dùng NO2 hay dung dòch axit HNO3 1.5.2 Cơ chế lí hoá qui trình 1.5.2.1 Đốt nguyên liệu 1.5.2.1.1 Đốt pirit Khi đốt pirit, có phản ứng trung gian phân hủy nhiệt: t FeS2 → FeS + S2 – 103,9kJ (1-1) o Cấu tạo phân tử FeS2 tương tự cấu tạo phân tử peroxit kim loại hóa trò Vì vậy, trình phân hủy FeS giống phân hủy peroxit thành oxit oxi Hơi lưu x Đường kính m ống Số ống ống Số hàng ống hàng Số ống /hàng Tổng chiều dài ống m Lượng nước tưới kg/h ống Lượng dung dòch kg/h ống Khối lượng riêng kg/m3 dung dòch Tốc độ dung dòch m/s ống Tốc độ nước tưới m/s ống Chuẩn số Re ống Hệ số truyền nhiệt W/m2.đ ộ Bề mặt truyền m2 nhiệt 0,186 0,256 0,186 45 116 33 29 33 225 1160 330 95516,83 248466,1 56477,6 1124931, 1202545,1 60697,4 59 9 1974,2 1836,5 1831,2 1,244 0,926 0,362 1,069 1,725 1,57 26955,5 66,33 131,476 44535,43 13236,7 75,88 32,31 932,93 192,54 4.5 Các thiết bò phụ: 4.5.1 Quạt gió: Gồm có : sử dụng cái, dự phòng + Công thức tính công suất quạt gió: Q.H ρ g N= (kW) 1000.η (4-37) Q: suất quạt gió (m3/s) H: trở lực toàn phần (mH2O) ρ : khối lượng riêng khí vào hệ thống(kg/m 3) η : hiệu suất quạt chọn η = 0,7 g : gia tốc trọng lực (m/s2); g = 9,81 m/s2 * Tính Q: suất quạt gió thể tích khí điều kiện làm việc Vk Ta có : V0 = 66630,91 (m3/h) [từ bảng (3.24)] Theo công thức (3-4), chọn nhiệt độ làm việc 270C cxlii Vk = 66630,91.(1 + 27/273) = 73220,78 m 3/h ⇒ Q = 20,34 m3/s * Tính ρ: Với khối lượng khí Gk = 84998,05 kg/h = 23,61 kg/s [bảng (3.24)] ρ = Gk/Q = 23,61/20,34 = 1,1608 kg/m3 * Tính H: bao gồm H = ∆ps + ∆pp + ∆ptx + ∆pnh + ∆po + ∆pa + ∆pxl + ∆pống = H’ + ∆pống Trong đó: ∆ps : trở lực tháp sấy 7066,44 N/m2 ∆pp : trở lực vòi phun, chọn 900 N/m2 ∆ptx : trở lực tháp tiếp xúc 78522,04 N/m2 ∆pnh : trở lực nồi 6750 N/m2 ∆po : trở lực tháp oleum 5783,71 N/m2 ∆pa : trở lực tháp axit 6084,04 N/m2 ∆pxl : trở lực tháp xứ lí môi trường chọn 2869,29 N/m2 Từ tính H’=7066,44+900+78522,04+6750+5783,71+6084,04+2869,29 =107872,51 N/m2 ∆pống : trở lực ống (N/m2); ∆pống = 0,5.H’ = 0,5 107872,51= 53936,255N/m2 Do H = 107872,51 + 53936,255 = 161808,765 N/m = 16,5 mH2O Thay số liệu vào công thức (4-37), tính được: N= 20,34.16,5.1,1608.9,81 = 5,46 kW 1000.0,7 + Công suất thực tế : N’ = 1,2.N = 5,46.1,2 = 6,55 kW hay 8,9 HP Chọn quạt khí có công suất HP, suất 25 m 3/s 4.5.2 Bơm: 4.5.2.1 Bơm lưu huỳnh lỏng: - Lưu lượng khối lượng lưu huỳnh lỏng: 15032,82 kg/h - Khối lượng riêng lưu huỳnh nhiệt độ 140 0C ρ = 1788,1 kg/m3 cxliii - Tính thể tích lưu huỳnh V = 15032,82/1788,1 = 8,41 m /h - Chọn ống dẫn lưu huỳnh có đường kính 0,055m; 0,061m [2 in] - Tốc độ lưu huỳnh ống, theo công thức (4-31) W= 8,41.4 = 0,983 m/s 3600.π 0,0552 + Chuẩn số Re: độ nhớt lưu huỳnh lỏng 140 0C, µ = 0,0081 N.s/m2 Theo công thức (3-8): Re = 0,983.0,055.1788,1 = 11935 0,0081 Vì Re > 4000 nên dùng công thức: λ= (1,8 lg Re− 1,64) λ= = 0,0308 (1,8 lg 11935 − 1,64) (4-38) - Chiều dài ống dẫn l = 5m - Trở lực đường ống:  l W λ + ξ h=   (m)  d  2.g (4-39) Trong ξ: trở lực cục bao gồm Cửa vào: 1,0 ; Cửa ra: 1,0; Van hút : 0,05; Van đẩy: 0,05; Khuỷu 900 (2cái): 2,26 ξ = 1,0 + 1,0 + 0,05 + 0,05 + 2,26 = 4,36  ⇒ h =  0,0308   0,9832 + 4,36  = 0,353 m 0,055  2.9,81 + Chiều cao hình học bơm lưu huỳnh m; chiều cao toàn phần: H = + 0,353 = 3,353m + Công suất bơm, công thức (4-37), ta có: N= 8,41.3,353.1788,1.9,81 = 0,196 kW 3600.1000.0,7 + Công suất thực tế : N’ = 1,2.0,196 = 0,2355 kW hay 0,32 HP Chọn bơm li tâm có công suất ½ HP cxliv 4.5.2.2 Bơm axit tưới tháp sấy không khí: Bơm đặt trước dàn lạnh, axit bơm có nồng độ 95 %H2SO4, chọn điều kiện làm việc bơm nhiệt độ trung bình 430C ta có: - Lưu lượng khối lượng axit tưới : 60697,49 kg/h - Khối lượng riêng axit tưới: ρ = 1831,2 kg/m3 - Thể tích axit tưới: V = 33,46 m3/h - Chọn ống dẫn axit có đường kính 0,18m; 0,186m - Tốc độ axit ống : W = 0,362 m/s + Chuẩn số Re: Re = 13236,74 Vì Re > 4000 nên dùng công thức (4-38) λ= = 0,03 [1,8 lg(13236,74) − 1,64]2 + Chiều dài ống dẫn tổng cộng : - Từ bơm tới dàn lạnh : m - Chiều dài ống dàn lạnh : 330 m - Từ dàn lạnh đến đỉnh tháp tưới: 15 m - Chiều dài khuỷu nối dàn lạnh gồm 32 : 0,54.32 = 17,28 m - Tổng chiều dài l = + 330 + 15 + 17,28 = 370,28 m + Trở lực cục bao gồm Cửa vào: 0,5 ; Cửa ra: 1,0; Van hút : 0,05; Van đẩy: 0,05; Khuỷu 900 (4cái): 1,2.4 = 4,8; Khuỷu uốn cong có bán kính cong: R = l/π = 0,54/π = 0,172 3,   0,18   180   ξ’ = 32.0,131 + 0,16. = 20,39  0,172   90  Tổng cộng trở lực cục : ξ = 0,5 + 1,0 + 0,05 + 0,05 + 4,8 + 20,39 = 26,79 + Trở lực đường ống tính theo công thức (4-39)  h =  0,03  370,28  0,362 + 26,39  = 0,59 m 0,18  2.9,81 Chiều cao hình học bơm axit 10 m; chiều cao toàn phần: cxlv H = 10 + 0,59 = 10,59m + Công suất bơm, công thức (4-37), ta có: N= 33,46.10,59.1831,2.9,81 = 2,526 kW 3600.1000.0,7 + Công suất thực tế : N’ = 1,2.2,526 = 3,03 kW hay 4,124 HP Chọn bơm li tâm có công suất ¼ HP 4.5.2.3 Bơm oleum tưới tháp oleum: Bơm đặt trước dàn lạnh, oleum bơm có nồng độ109 %H2SO4, chọn điều kiện làm việc bơm nhiệt độ trung bình 46,50C ta có: - Lưu lượng khối lượng oleum tưới : 1192989,95 kg/h - Khối lượng riêng oleum tưới: ρ = 1974,2 kg/m3 - Thể tích oleum tưới: V = 569,82 m3/h - Chọn ống dẫn oleum có đường kính 0,18m; 0,186m - Tốc độ oleum ống : W = 1,244 m/s + Chuẩn số Re: Re = 26955,5 Vì Re > 4000 nên dùng công thức (4-38) λ= = 0,025 [1,8 lg(26955,5) − 1,64]2 + Chiều dài ống dẫn tổng cộng : - Từ bơm tới dàn lạnh : m - Chiều dài ống dàn lạnh : 5.5.9 = 225 m - Từ dàn lạnh đến đỉnh tháp tưới: 16 m - Chiều dài khuỷu nối dàn lạnh gồm 60 : 0,54.40 = 21,6 m - Tổng chiều dài l = + 225 + 16 + 21,6 = 270,6 m + Trở lực cục bao gồm Cửa vào: 0,5 ; Cửa ra: 1,0; Van hút : 0,05; Van đẩy: 0,05; Khuỷu 900 (4cái): 1,2.4 = 4,8; Khuỷu uốn cong có bán kính cong: R = l/π = 0,54/π = 0,172 3,   0,18   180   ξ’ = 40.0,131 + 0,16. = 25,49  0,172   90  Tổng cộng trở lực cục : cxlvi ξ = 0,5 + 1,0 + 0,05 + 0,05 + 4,8 + 25,49 = 31,89 + Trở lực đường ống tính theo công thức (4-39) 270,6   1,244 , 025 + 31 , 89   h= = 5,48 m 0,18   2.9,81 Chiều cao hình học bơm oleum 10 m; chiều cao toàn phần: H = 10 + 5,48 = 15,48m + Công suất bơm, công thức (4-37), ta có: N= 569,82.15,48.1974,2.9,81 = 59,3 kW 3600.1000.0,8 + Công suất thực tế : N’ = 1,2.59,3 = 71,18 kW hay 96,84 HP Chọn bơm li tâm có công suất 50 Hp bơm mắc nối tiếp 4.5.2.4 Bơm axit tưới tháp axit: Bơm đặt trước dàn lạnh, axit bơm có nồng độ 98,3% H2SO4, chọn điều kiện làm việc bơm nhiệt độ trung bình 490C ta có: - Lưu lượng khối lượng axit tưới : 1202545,19 kg/h - Khối lượng riêng axit tưới: ρ = 1836,5 kg/m3 - Thể tích axit tưới: V = 654,8 m3/h - Chọn ống dẫn axit có đường kính 0,25m; 0,256m - Tốc độ axit ống : W = 0,926 m/s + Chuẩn số Re: Re = 44535,43 Vì Re > 4000 nên dùng công thức (4-38) λ= = 0,022 [1,8 lg(78963,53) − 1,64]2 + Chiều dài ống dẫn tổng cộng : - Từ bơm tới dàn lạnh : m - Chiều dài ống dàn lạnh : 1160 m - Từ dàn lạnh đến đỉnh tháp tưới: 17 m - Chiều dài khuỷu nối dàn lạnh gồm 112 : 0,54.112 = 60,48 m - Tổng chiều dài l = + 1160 + 17 + 60,48 = 1245,48 m cxlvii + Trở lực cục bao gồm Cửa vào: 0,5 ; Cửa ra: 1,0; Van hút : 0,05; Van đẩy: 0,05; Khuỷu 900 (5cái): 1,2.4 = 4,8; Khuỷu uốn cong có bán kính cong: R = l/π = 0,54/π = 0,172 3,   0,25   180   ξ’ = 112.0,131 + 0,16. = 162  0,172   90  Tổng cộng trở lực cục : ξ = 0,5 + 1,0 + 0,05 + 0,05 + 4,8 + 162 = 168,4 + Trở lực đường ống tính theo công thức (4-39) 1245,48   0,926 , 022 + 168 ,  h=  = 12,15 m 0,25   2.9,81 Chiều cao hình học bơm axit 12 m; chiều cao toàn phần: H = 12 + 12,15 = 24,15m + Công suất bơm, công thức (4-37), ta có: N= 654,8.24,15.1836,5.9,81 = 98,92 kW 3600.1000.0,8 + Công suất thực tế : N’ = 1,2.98,92 = 118,7 kW hay 161,5 HP Chọn bơm li tâm loại công suất 60 HP: bơm, loại 50HP: bơm mắc nối tiếp 4.5.2.5 Bơm nước tưới dàn lành làm lạnh 4.5.2.5.1 Bơm nước tưới dàn lạnh ôleum Chọn điều kiện làm việc bơm nhiệt độ trung bình 250C, ta có: - Lưu lượng khối lượng nước tưới : 95516,83 kg/h - Khối lượng riêng nước tưới: ρ = 998 kg/m3 - Thể tích nước tưới: V = 95,71 m3/h - Chọn ống dẫn nước có đường kính 0,18m; 0,186m ; (ống nhựa) - Tốc độ nước ống : W = 1,06 m/s - Độ nhớt nước: µ = 0,001 N.s/m2 + Chuẩn số Re: Theo công thức (3-8): Re = 1,06.0,18.998 = 190418,4 0,001 cxlviii Vì Re > 4000 nên dùng công thức (4-38), tính hệ số ma sát λ= = 0,016 [1,8 lg(190418,4) − 1,64]2 + Chiều dài ống dẫn tổng cộng : cho l = 10 m + Tổng trở lực cục : ξ = + Trở lực đường ống : với số liệu trở lực không đáng kể nên chọn chiều cao hình học bơm H = 5m + Công suất bơm, công thức (4-37), ta có: N= 95,71.5.998.9,81 = 1,86 kW 3600.1000.0,7 + Công suất thực tế : N’ = 1,2 1,86 = 2,23 kW hay HP Chọn bơm li tâm có công suất HP 4.5.2.5.2 Bơm nước tưới dàn lạnh axit tưới tháp axit Chọn điều kiện làm việc bơm nhiệt độ trung bình 250C, ta có: - Lưu lượng khối lượng nước tưới : 248466,1 kg/h - Khối lượng riêng nước tưới: ρ = 998 kg/m3 - Thể tích nước tưới: V = 249 m3/h - Chọn ống dẫn nước có đường kính 0,25m; 0,256m ; (ống nhựa) - Tốc độ nước ống : W = 1,725 m/s - Độ nhớt nước: µ = 0,001 N.s/m2 Tính toán tương tự bơm nước tưới dàn lạnh oleum, ta có : + Hệ số ma sát λ = 0,019 + Chiều dài ống dẫn tổng cộng : cho l = 10 m + Tổng trở lực cục : ξ = + Trở lực đường ống : với số liệu trở lực không đáng kể nên chọn chiều cao hình học bơm H = 5m + Công suất bơm, công thức (4-37), ta có: N= 249.5.998.9,81 = 4,837 kW 3600.1000.0,7 + Công suất thực tế : N’ = 1,2 4,837 = 5,8 kW hay 7,9 HP Chọn bơm li tâm có công suất HP 4.5.2.5.3 Bơm nước tưới dàn lạnh axit tưới tháp sấy cxlix Chọn điều kiện làm việc bơm nhiệt độ trung bình 250C, ta có: - Lưu lượng khối lượng nước tưới : 56477,62 kg/h Với lưu lượng chọn bơm li tâm có công suất 1¾ HP 4.5.2.5.4 Bơm nước cung cấp thiết bò truyền nhiệt Chọn điều kiện làm việc bơm nhiệt độ trung bình 250C, - Lưu lượng khối lượng nước ước tính : 10000 kg/h Với lưu lượng chọn bơm li tâm có công suất HP 4.5.3 Bồn chứa : Các bồn chứa oleum hay axit có xây lót lớp gạch chòu axit (62x3) = 186 mm; Vỏ bồn chứa làm thép CT3 dày 20mm * Bồn chứa thành phẩm oleum 110% H2SO4 : H = 10 m; Dngoài = 15 m; Dtrong = 14,6 m (Sức chứa 1200 m3) * Bồn chứa thành phẩm axit 98,8% H2SO4 : H = 10 m; Dngoài = 15 m; Dtrong = 14,6 m (Sức chứa 1200 m3) * Bồn chứa axit 95% H2SO4 : H = 10 m; Dngoài = 10 m; Dtrong = 9,8 m (Sức chứa 530 m3) Chửụng TÍNH KINH TẾ 5.1 ẹaựnh giaự hieọu quaỷ kinh teỏ theo chổ tiẽu cuỷa doanh nghieọp – Suaỏt ủầu tử – Giaự thaứnh saỷn phaồm – Thụứi gian thu hồi voỏn – Naờng suaỏt lao ủoọng Trong saỷn xuaỏt axit sunfuphic, yeỏu toỏ cõng ngheọ, naờng suaỏt dãy chuyền laứ raỏt quan tróng hai yeỏu toỏ trẽn goựp phần laứm giaỷm giaự thaứnh saỷn phaồm Dãy chuyền caứng lụựn tổ suaỏt ủầu tử caứng giaỷm 5.2 Tớnh ủieọn cl Baỷng 5.1 Cõng suaỏt ủieọn cuỷa caực thieỏt bũ cụ baỷn Thieỏt bũ Soỏ lửụùng Cõng suaỏt (kW) Tiẽu thú (kW) Quát saỏy khõng 6,55 13,1 khớ 10 0,3 Quát táo gioự Bụm axit thaựp 3,03 3,03 saỏy Bụm oleum thaựp 35,59 106,77 oleum Bụm axit thaựp 39,57 79,14 mono Bụm lửu huyứnh 0,235 0,235 loỷng 10 10 Bụm nửụực 1,34 2,68 Bụm thaứnh phaồm 217,955 Coọng Heọ soỏ sửỷ dúng cõng suaỏt yẽu cầu so vụựi cõng suaỏt chón ủoọng cụ, tớnh trung bỡnh cho caực ủoọng cụ laứ 0.8 - Vụựi caực ủoọng cụ laứm vieọc thửụứng xuyẽn cần : 217,955 x 0,8 = 174,36 kW Tớnh cho 1naờm laứm vieọc (320ngaứy)= 174,36 x 24 x 320 = 13339084,8 kW Caực ủoọng cụ khõng sửỷ dúng liẽn túc, cần vụựi cõng suaỏt tiẽu thú ủieọn 174,36kW coi nhử laứ 45 ngaứy naờm vaọy lửụùng ủieọn ủeồ sửỷ dúng cho loái naứy laứ: 174,36 x 24 x 45 = 188308,8 kW * ẹieọn duứng cho thaộp saựng _ Lửụùng ủieọn boỏ trớ phaỷi ủaỷm baỷo ủuựng yẽu cầu aựnh saựng ủửụùc ủaựnh giaự baống quang thõng ụỷ nụi cần ủoọ saựng: φ= E.S K Z η E: ủoọ rói nhoỷ nhaỏt theo yẽu cầu cuỷa nhaứ nửụực (lux ) S: ủieọn tớch cần ủửụùc chieỏu saựng (m2) K:heọ soỏ an toaứn ( 1,5 ÷ 1,7 ) phú thuoọc vaứo ủaởc ủieồm cuỷa phoứng, phoứng toỏi nhiều khoựi búi seừ chón heọ soỏ lụựn cli Z= E tb : tổ soỏ ủoọ rói trung bỡnh vaứ ủoọ rói nhoỷ nhaỏt (1 E ÷ 1,25 ) η : heọ soỏ sửỷ dúng (0,7) P’: cõng suaỏt boựng ủeứn (W); P: toồng cõng suaỏt (W) ẹeồ thuaọn tieọn cho vieọc chieỏu saựng vaứ ủaỷm baỷo an toaứn cho saỷn xuaỏt nẽn sửỷ dúng boựng ủeứn coự cõng suaỏt nhử sau: 150W thaộp saựng cho khu saỷn xuaỏt coự ủoọ rói E = 30lux 100W thaộp saựng cho khu sinh hoát, kho chửựa E = 20lux 60 W thaộp saựng ủửụứng ủi … vv Toồng coọng soỏ boựng ủeứn ủửụùc tớnh theo cõng thửực n = φ/F φ : quang thõng nụi chieỏu saựng, F : quang thõng boựng ủeứn chón F = 64 Baỷng 5.2 Cõng suaỏt ủieọn cuỷa caực thieỏt bũ chieỏu saựng Nụi chieỏu saựng Khu sx chớnh Khu sx phú S (m2) E (lux) P' (W) Nhaứ aờn, beỏp, veọ sinh ẹửụứng ủi Nhaứ xe, baỷo veọ Bieỏn ủieọn P(W) φ 15871 6413 1140 7925 4145 4419 1918 4017 1145 100.4 47096 6771.4 3160 30 150 106 1277 30 150 43 30 150 20 100 79 20 100 41 1320 20 100 44 573 20 100 19 2000 60 67 570 60 19 50 60 Phoứng thớ 227 nghieọm Kho nguyẽn vaọt 2367 lieọu Kho axit 1238 Khu haứnh chớnh n 428 Toồng coọng clii 2736.4 486.43 5072.1 2652.9 2828.6 1227.9 4285.7 1221.4 107.14 Trung bỡnh ngaứy thaộp saựng 12 giụứ Lửụùng thaộp saựng cho moọt naờm : 47,096 x 12 x 320 = 180848,64 kW Lửụùng ủieọn duứng cho sửỷa chửừa vaứ ủo lửụứng kieồm tra thieỏt bũ vaứ nhửừng phaựt sinh khaực vụựi ủũnh mửực baống 5% toồng ủieọn lửụùng cho thieỏt bũ vaứ thaộp saựng 180848,64 x 0,05 = 9042,43 kW Toồng lửụùng ủieọn tiẽu thú chieỏu saựng: 180848,64 + 9042,43 = 189891,1 kW Toồng coọng tiền ủieọn chieỏu saựng: 189891,1 x 500 = 94945536 ủồng 5.3 Tớnh nửụực  Nửụực duứng cho daứn laứm lánh axit, ta duứng trửùc tieỏp tửứ nguồn nửụực ngầm Nửụực sửỷ dúng cho sinh hoát, pha cheỏ axit, nồi hụi yẽu cầu phaỷi xửỷ lớ lóc sách * Nguồn nửụực sửỷ dúng cho caực daứn laứm lánh - Axit saỏy : 56477,62 x 24 x 320 = 433748 m3 /naờm - Oleum: 95516,83 x 24 x 320 = 733569,3 m3 /naờm - Mono axit : 248466,1 x 24 x 320 =1908220 m - Nửụực sửỷ dúng ủeồ rửỷa veọ sinh phãn xửụỷng vaứ hụi bụm thaứnh phaồm khoaỷng 10000 m3 /naờm Toồng coọng 3085537,3 m3 /naờm ; laỏy troứn 3,1 trieọu m3 /naờm * Nửụực ủaừ qua xửỷ lớ - Nồi hụi 15000 x 24 x 320 = 115200 m3 /naờm - Nửụực sửỷ dúng cho phoứng thớ nghieọm ửụực khoaỷng 300 m3 /naờm - Nửụực sinh hoát ửụực khoaỷng 50000 m3 /naờm Toồng coọng: 165500 m3 /naờm Toồng coọng tiền nửụực : 165500 x 1000 = 165,5 trieọu ủồng 5.4 Giaự thaứnh saỷn phaồm Mói chi phớ coự liẽn quan tụựi vaỏn ủề saỷn xuaỏt ủều theồ hieọn ủuựng vaứ ủuỷ giaự thaứnh saỷn phaồm cliii - Nhửừng hán múc chieỏm tổ tróng lụựn nhaỏt caỏu thaứnh giaự thaứnh axit sunfuriclaứ tiẽu hao nguyẽn lieọu, chi phớ liẽn quan tụựi voỏn ủầu tử a Tiẽu hao nguyẽn lieọu tuyứ vaứo mửực sửỷ dúng lửu huyứnh, ủiều naứy ủửụùc theồ hieọn ụỷ mửực ủoọ chuyeồn hoựa SO2 thaứnh SO3 Theo lớ thuyeỏt lửụùng tiẽu hao cho taỏn H2SO4 laứ 0,326 ủiều kieọn saỷn xuaỏt hieọn ( bũ maỏt ủieọn vaứ moọt soỏ sửù coỏ kú thuaọt khaực ) b Giaự thaứnh phú thuoọc vaứo dáng nguyẽn lieọu khõng gioỏng nhau, ủoự 1% lửu huyứnh quaởng pirit nhaọp 1,25 ủeỏn 1,4 USD Coứn 1% lửu huyứnh tinh chaỏt laứ 1,5 ủeỏn 1,7 USD Tớnh theo giaự nhaọp caỷng Vieọt Nam c Naờng suaỏt dãy chuyền cháy heỏt cõng suaỏt thỡ tiẽu hao ủũnh mửực chi phớ coự liẽn quan tụựi voỏn ủầu tử vaứ chi phớ quaỷn lớ vv cho taỏn saỷn phaồm giaỷm ủaựng keồ Do heọ thoỏng dãy chuyền saỷn xuaỏt laứ heọ thoỏng liẽn túc vaứ ủồng nhaỏt - Neỏu tớnh khaỏu hao taứi saỷn coỏ ủũnh chieỏm 35% - 38% thỡ giaự thaứnh axit sunphuric, neỏu cháy giaỷm taỷi thỡ giaự thaứnh seừ taờng lụựn hụn, vỡ taứi saỷn coỏ ủũnh khaỏu hao tổ leọ vụựi saỷn lửụùng naờm - ễÛ nửụực ta, vieọc ủũnh giaự thửụng phaồm axit cõng ty hoựa chaỏt cụ baỷn Miền Nam vaứ cõng ty Phãn boựn hoựa chaỏt Miền Nam tớnh toaựn Chổ quy ủũnh cho axit kú thuaọt Khung giaự cho pheựp thay ủoồi voứng thaựng toồng keỏt mửực tiẽu hao nguyẽn nhiẽn lieọu seừ baựocaựo vụựi toồng cõng ty vaứ toồng cõng ty seừ phoỏi hụùp vụựi caực cõng ty saỷn xuaỏt axit sunphuric nửụực vaứ qui ủũnh giaự - Bieọn phaựp há giaự thaứnh, taờng naờng suaỏt dãy chuyền raỏt coự hieọu quaỷnhung cuừng bũ giụựi hán vaứ raứng buoọc bụỷi khaỷ naờng cheỏ táo thieỏt bũ, khaỷ naờng cung caỏp nguyẽn lieọu vaứ khaỷ naờng tiẽu thú nửụực bụỷi cụ cheỏ thũ trửụứng coự cliv nhiều cánh tranh, vaứ vaỏn ủề caỏp thieỏt hieọn laứ mõi trửụứng - Giaự thaứnh saỷn phaồm ủửụùc tớnh theo cõng thửực Z= A + K1 + K N Trong ủoự : Z : giaự thaứnh ủụn vũ saỷn phaồm ( ủ/ t ) A : toồng chi phớ cho xãy dửùng (ủ) K1: khaỏu hao xãy dửùng (ủ) K2 : khaỏu hao thieỏt bũ (ủ) N : Naờng suaỏt cuỷa phãn xửụỷng tớnh baống lửụùng saỷn phaồm táo thaứnh 5.5 Naờng suaỏt lao ủoọng Naờng suaỏt lao ủoọng bieồu thũ baống lửụùng axit sunphuric cõng nhãn laứm moọt ủụn vũ thụứi gian, hay soỏ ngửụứi/giụứ 5.6 Thụứi gian thu hồi voỏn Thụứi gian thu hồi voỏn ủầu tử chia cho lụùi nhuaọn roứng Sau ủãy laứ nhửừng chi phớ tham khaỷo liẽn quan ủeỏn voỏn ủầu tử naờm tớnh chung cho ngaứnh axit ụỷ nửụực ta maứ toồng cõng ty qui ủũnh : - Mửực giaỷm giaự trũ cuỷa thieỏt bũ : 6,67% voỏn ủầu tử - Laừi suaỏt : 4% voỏn ủầu tử - Duy trỡ baỷo quaỷn thieỏt bũ : 5% voỏn ủầu tử - Thueỏ vaứ voỏn baỷo hieồm : 2% voỏn ủầu tử - Hoaứn lái voỏn ủầu tử :10% voỏn ủầu tử Toồng coọng : 27, 67 % voỏn ủầu tử /naờm Thụứi gian thu hồi voỏn = 100/27,27 = 42 thaựng Chương BIỆN PHÁP XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Mặc dù nồng độ khí thải nồng độ cho phép với chiều cao ống khói qui đònh có cố làm nâng cao nồng độ SO 2, SO3 mức cho phép, dừng máy để sửa chữa, lúc khởi động chạy lại clv tiêu, hiệu suất chuyển hóa, hấp thụ xuống mức cho phép làm hao tổn nguyên liệu (S) ô nhiễm môi trường Có thể hấp thụ SO2 dung dòch NH3 , soda Vì NH3 lỏng độc hại nên phương pháp không sử dụng Dựa vào khả hấp thụ SO2 dung dòch soda qua phản ứng sau : 2Na2CO3 + SO2 + H2O = 2NaHCO3 + Na2SO3 2NaHCO3 + SO2 = Na2SO3 + 2CO2 + H2O Độ hòa tan Na2SO3 nước giảm theo nhiệt độ nên giảm nhiệt độ dung dòch NaHSO kết tinh cho tinh thể Na2S2O5 (Natri pirosulfit) Natri pirosulfit kó thuật có hàm lượng Tỷ trọng : > 36% NaHSO3 : < Na2SO3; : < 0,02 FeO SO2 tự Như nồng độ SO2 khí thải đạt yêu cầu cho sản xuất Natri pirosulfit thương phẩm người ta sử dụng soda để sử lí khí SO tức hấp thụ khí SO2 thừa không hấp thụ hết, để tránh làm ô nhiễm môi trường clvi [...]... dạng mù axit ở các tháp rửa, sau đó lại phải tách hết mù ở các lọc điện ướt Những điểm mâu thuẫn trên làm cho dây chuyền sản xuất axit sunfuric trở nên phức tạp xxxv Nguyên liệu (FeS2 , không khí) Đốt Làm nguội Xử lí khí thải Axit Lọc điện khô Tưới axit Hấp thụ axit Rửa Tưới oleum Hấp thụ oleum Lọc điện ướt Làm nguội Sấy Oleu m Chuyển hóa SO2 Tách giọt Làm nguội Hình 1.6 Sơ đồ khối sản xuất axit sunfuric. .. Vì vậy, cho hỗn hợp khí chứa SO 3 qua tháp có tưới oleum (tháp oleum) Như đã biết, oleum là dung dòch axit sunfuric 100% có dư SO 3 nên áp suất hơi riêng phần của SO3 trên nó khá lớn Do hấp thụ SO3, nồng độ oleum tăng Pha loãng nó bằng lượng axit thu được ở tháp monohidrat (hay mono) Lượng oleum lấy dư ra làm sản phẩm đưa về kho Khi sản xuất axit sunfuric theo phương pháp xúc tác ướt, trong khí ra... thành oleum Đầu tiên SO3 hòa tan vào dung dòch H2SO4, sau đó phản ứng với nước trong đó: nSO3 + H2O = H2SO4 + (n-1)SO3 (4-18) Tùy theo tỉ lệ giữa lượng SO3 và H2O mà nồng độ axit thu được sẽ khác nhau: Khi n > 1 sản phẩm là oleum xviii Khi n = 1 sản phẩm là monohidrat (axit sunfuric 100%) Khi n < 1 sản phẩm là dung dòch axit loãng Thông thường, người ta có xu hướng sản xuất toàn bộ sản phẩm ở dạng oleum. .. monohidrat sang Lượng axit sấy dư liên tục đưa về kho chứa axit monohidrat Ở công đoạn rửa, do hấp thụ mù axit nên nồng độ axit chảy ra từ tháp tăng ẩm tăng, phải bổ sung nước để giữ cho nồng độ ổn đònh Lượng axit dư đưa sang tháp rửa II Lượng dư ở tháp rửa II đưa sang tháp rửa I liên tục đưa về kho chứa axit loãng xxxiv Như vậy, ở nhà máy sản xuất axit sunfuric thường có 3 dạng sản phẩm: oleum 20% SO 3 tự... sấy không đủ để tạo thành axit sunfuric có nồng độ qui đònh thì phải bổ sung nước vào công đoạn hấp thụ hoặc vào công đoạn sấy Nếu axit sấy không nhả hết SO 2 hòa tan trong đó thì tốt nhất là bổ sung nước vào thùng chứa của tháp hấp thụ monohidrat để giảm lượng axit sấy và do đó giảm tổn thất SO2 hòa tan trong axit đó Nếu chỉ sản xuất axit sunfuric đậm đặc mà không sản xuất oleum thì lại bổ sung nước... hòa trên axit giảm, do đó động lực hấp thụ tăng Như vậy nồng độ axit sunfuric càng lớn thì bề mặt đệm trong tháp sấy càng nhỏ Tổn thất SO2 theo axit sấy: Khi sấy hỗn hợp khí lò bằng dung dòch axit sunfuric, đồng thời cũng xảy ra quá trình hấp thụ SO2 Trong điều kiện sản xuất axit chảy ra từ tháp sấy (nồng độ khoảng 95% H2SO4, nhiệt độ 40-50 0C) hòa tan tới 0,15% SO2 Axit này dùng để pha loãng axit tưới... dẫn axit 1.5.4 Các qui trình công nghệ sản xuất axit sunfuric: 1.5.4.1 Qui trình công nghệ sản xuất axit sunfuric theo phương pháp tiếp xúc từ quặng pirit Khí lò từ lò đốt quặng được làm nguội trong nồi hơi tận dụng nhiệt, tách bụi trong xyclon và lọc điện khô, có nhiệt độ 300-4000C đi vào công đoạn làm sạch khí để tách các tạp chất có hại đối với chất xúc tác xxxiii tháp rửa tưới dung dòch axit sunfuric. .. nhiệt làm axit tưới bò nóng lên Vì vậy axit chảy từ ra từ các tháp đó phải được làm nguội trước khi tưới tuần hoàn trở lại Do hấp thụ SO3 nên nồng độ axit tưới ở các tháp hấp thụ sẽ tăng Để giữ nồng độ axit tưới không đổi, phải bổ sung axit sấy vào thùng chứa axit monohidrat, bổ sung axit monohidrat vào thùng chứa oleum tháp sấy, do hấp thụ hơi nước nên nồng độ axit tưới giảm Vì vậy phải bổ sung axit từ... Cân bằng nước trong hệ thống: Do hấp thụ hơi nước trong hỗn hợp khí nên axit ở tháp sấy bò pha loãng ra, lượng axit này sẽ chuyển sang công đoạn hấp thụ, ở đó lượng nước trong axit phản ứng với SO3 tạo thành H2SO4 Lượng nước theo axit sấy sang công đoạn hấp thụ càng ít thì phần sản phẩm lấy ra ở dạng oleum càng nhiều Phần oleum sản xuất được cũng phụ thuộc cả vào nồng độ SO 2 vì nồng độ SO2 càng lớn thì... loãng nhiệt độ axit tăng và SO 2 sẽ tách ra khỏi axit và đi vào khí quyển đi vào khí quyển gây tổn thất SO2 Nồng độ axit càng lớn, nhiệt độ càng thấp thì tổn thất SO2 càng cao Khi sấy khí bằng dung dòch axit sunfuric, lượng nhiệt tỏa ra rất lớn Vì vậy axit bò đun nóng và bay hơi một phần Hơi axit bay lên đi theo dòng khí nguội hơn và ngưng tụ trong thể tích (tạo mù axit) Nồng độ dung dòch axit và nhiệt