Đề tài Cơ sở hoá lý chế tạo suppe phốt phát và thuyết minh dây chuyền sản xuất

ủa phản ứng này là : Q3 = q3.n MgCO3 = 23,45.26,752.103 = 627334,4 kcal/h Nhiệt của phản ứng : 4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O (5) q5 = 2.ΔH H2O + ΔH SiF4 - ΔHSiO2 - 4.ΔHHF = 2.68,37+ 362,10 – 198,80 – 4.64,4 = 42,44 kcal/mol Số mol HF sinh ra trong cả hai giai đoạn I và II, số mol này là : n HF = 10,996 + 69,530 = 80,52661 kmol/h nhiệt toả ra của phản ứng này là : Q5 = q5. nHF = 53,30.8,248.103 = 439618,4 kcal/h - Nhiệt phản ứng của giai đoạn II Nhiệt của phản ứng : Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O = 5 Ca(H2PO4)2.H2O + HF (6) q6 = 5. ΔH Ca(H2PO4)2.H2O + ΔH HF - 5 ΔH H2O - ΔHCa5F(PO4)3 - 7 ΔH H3PO4 = 5.816,82 + 64,4 – 5.68,17 – 7.304,30 – 1631,000 = 45,55 kcal/mol số mol Ca5F(PO4)3 tham gia phản ứng này là 12,3295.103 mol vậy nhiệt toả ra của phản ứng này là : Q6 = q6.n Ca5F(PO4)3 = 45,55. 12,3295.103 = 561608,725 kcal/h Nhiệt của phản ứng : Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 + 3H2O = 3Ca(H2PO4)2.H2O (7) q7 = 3. ΔH Ca(H2PO4)2.H2O - 3 ΔH H2O - ΔH Ca3(PO4)2 - 4.ΔH H3PO4 = 5.816,82 + 64,4 – 3.68,37 – 4.304,30 – 986,200 = 41,95 kcal/mol số mol Ca3(PO4)2 tham gia phản ứng này là 14,5.103 mol vậy nhiệt toả ra của phản ứng này là : Q7 = q7.n Ca3(PO4)2 = 41,95. 14,5.103 = 668275 kcal/h Tổng nhiệt toả ra của các phản ứng là : Qpư = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 = 1515295,21 kcal/h Đây là nhiệt toả ra của phản ứng trong phòng hoá thành khi sản suất đạt được sản phẩm là 1502852,940 tấn/năm Còn lượng nhiệt toả ra của phản ứng trong phòng hoá thành khi sản suất đạt được lượng sản phẩm là 260000 tấn/năm là Qtoả = 2621239,011 kcal/h Tổng nhiệt vào là :(gồm nhiệt Aptit mang vào, nhiệt do không khí mang vào, nhiệt của các phản ứng, nhiệt dung dịch axit mang vào) Qv = 227732,719 + 85854,124 + 2621239,011 + 1115834,528 = 4050660,382 kcal/h Nhiệt ra + Nhiệt do không khí mang ra : - CO2 : Q1’ = G1’ .C1’.t1’ G1’ là lượng khí CO2, G1’ = 743,916 kg/h C1’ = 0,207 kcal/kg.độ (II - 164) t1’ = 900C => Q1’ = 13859,1551 kcal/h - SiF4 : Q2’ = G2’ .C2’.t2’ G2’ là lượng khí SiF4, G2’ = 122,916 kg/h C2’ = 1,072 kcal/kg.độ (II - 96) t2’ = 900C => Q2’ = 11858,9357 kcal/h - Không khí ẩm mang ra : Không khí ẩm gồm : Hơi nước (gồm nước bay hơi trong phản ứng và hơi nước do không khí khô mang vào) : 1371,659 + 386,6 = 1758,259 kg/h Không khí khô : 22621,400 kg/h Nhiệt độ không khí ẩm ra là 900C , nhiệt dung riêng của hơi nước là 0,4508 kcal/kg.độ (IX - 158) và của không khí khô là 0,241 kcal/h (V- 382). vậy nhiệt độ do không khí ẩm mang ra là : Q3’ = 1758,259 – 0,4508 . 90 + 22621,400.0,241.90 = 561994,2501 kcal/h Vậy nhiệt do không khí mang ra là : Qkk = 13859,1551 ++ 11858,357 + 561994,2501 = 587712,341 kcal/h + Nhiệt tổn thất : Qtt = 0,01.Qv = 40506,604 kcal/h + Nhiệt do suppe tươi mang ra là : Qsp Ta có cân bằng : Tổng nhiệt vào = Tổng nhiệt ra 4050660,382 = 587712,341 + 40506,604 + Qsp ị Qsp = 3422441,437kal/h Bảng cân bằng nhiệt ở thiết bị hỗn hợp và hoá thành Nhiệt vào Kcal/h Nhiệt ra Kcal/h - Nhiệt do dung dịch axit 68% - Nhiệt do Apatit mang vào - Nhiệt do không khí mang vào - Nhiệt của các phản ứng 1115834,528 227732,719 85854,124 2621239,011 - Nhiệt do khí mang ra - Nhiệt tổn thất - Nhiệt do suppe mang ra 587712,341 40506,604 3422441,437 Tổng 4050660,382 Tổng 4050660,382 3. Cân bằng chất và cân bằng nhiệt cho máy sấy thùng quay Lượng quặng vào sấy l17317,779 kg/h đi vào hai máy sấy thùng quay, mỗi thùng là 8658,89 kg/h Nhiệt độ khí vào là 8000C Nhiệt độ khí ra 1300C Nhiệt độ quặng vào là 250C Nhiệt độ quặng ra khỏi máy sấy là 1000C Không khí vào đốt ở 250C và độ ẩm là tương đối là j = 80% Ta dùng than có thành phần sau : C : 76,08 % S : 0,8 % Tro : 10,32 % H2O : 12,8 % Khi đốt thì Than cháy không hoàn toàn 1,1 % Than cháy chuyển thành CO2 97,4 % Than cháy chuyển thành CO 1,5 % Không khí cấp dư với hệ số là a = 1,05 Tính cân bằng quá trình cháy với 1 kg C + O2 = CO2 C + O2 = CO S + O2 = SO2 Các bon cháy đến CO2: 0,7608.0,974 = 0,7410 kg Các bon cháy đến CO : 0,7608.0,0150 = 0,0114 kg Các bon còn lại trong tro là : 0,7608.0,011 = 0,0084 kg - Lượng oxi cần để chuyển 0,7410 kg các bon thành CO2 là : = 1,9760 kg khi ấy tạo thành 2,7170 kg CO2 - Lượng oxi cần để chuyển 0,0114 kg các bon thành CO là : = 0,0152 kg tạo thành 0,0266 kg CO - Lượng oxi cần để chuyển 0,008kg lưu huỳnh thành SO2 là : = 0,0080kg tạo thành 0,016 kg SO2 Tổng cộng cần có 1,9996 kg oxi . Do hệ số dư là 1,05 nên lượng oxi mà không khí cần cung cấp là : 1,9996.1,05 = 2,09958 kg Không khí khô có oxi chiếm 20% và nitơ chiếm 80%, lượng nitơ do không khí mang vào là 2,09958. = 8,39832 kg Tổng lượng không khí khô là 10,4979 kg Không khí vào đốt có d = 16,29.10-3 kg H2O/kg không khí khô Vậy lượng hơi nước vào theo không khí là : 16,29.10-3. 10,4979 = 0,1710 kg Hơi nước trong khí lò : 0,1710 + 0,128 = 0,299 kg Thành phần của khí lò : CO2 : 2,717 kg CO : 0,0266 kg O2 : 0,1 kg N2 : 8,39832 kg SO2 : 0,016 kg H2O : 0,299 kg Khi đốt 1kg than thì khí nóng đem vào máy sấy một lượng là : q = (m CO.C CO+ mCO.CCO + mO.CO+ mN.CN+ m SO.C SO).t + m HO.i HO C CO, CCO, CO, CN, C SO, là nhiệt dung riêng của các chất tương ứng ở nhiệt độ t = 8000C . i HO là entanpi của H2O ở 8000C . Tra bảng ta có : C CO : 1,089 kj/kg.độ CCO : 1,111 kj/kg.độ CO : 1,017 kj/kg.độ CN : 1,100 kj/kg.độ CSO : 0,766 kj/kg.độ i HO : 993 kcal/kg Thay số ta có : q = (2,717.1,089 + 0,027.1,111 + 0,1.1,017 + 8,39832.1,1 + 0,016.0,766).800 + 0,299. 993.4,1868 = 11115,82463 kj = 2654,9691 kcal - Quặng vào thùng sấy là : 8658,89 kg/h gồm quặng khô : 8658,89. = 7793,001 kg/h ẩm : 8658,89.= 865,889 kg/h - Quặng ra thùng sấy có độ ẩm là 2% gồm : quặng khô : 7793,001 kg/h ẩm : 7793,001 = 159,041 kg/h + Nhiệt vào thùng sấy : - Nhiệt do quặng mang vào gồm : nhiệt quặng khô : Q1 = mqk .C1.t1 = 7793,001 . 0,187.25 = 36432,28 kcal/h mqk là lượng quặng khô vào trong 1h : 7793,001 kg/h C1 là nhiệt dung riêng của quặng khô : 0,187 kcal/kg.độ t1 là nhiệt độ quặng vào 250C nhiệt ẩm: Q2 = m HO .C HO.t1 = 865,889.1.25 = 21647,225 kcal/h mH2O là lượng ẩm vào trong 1h : 865,889kg/h CH2O là nhiệt dung riêng của ẩm : 1 kcal/kg.độ t1 là nhiệt độ quặng vào 250C ị Nhiệt do quặng mang vào : 58079,505 kcal/h - Nhiệt do không khí nóng mang vào là : Giả sử ta đốt x kg/h than, thì lượng nhiệt do khí nóng mang vào là 2654,9691.x kcal/h + Nhiệt ra khỏi thùng sấy : - Nhiệt do khí mang ra : khí ra khỏi thùng sấy có các lượng khí tương tự như khí vào,nhưng có lượng nước tăng thêm do ẩm trong quặng bay hơi. Lượng nước này là : 865,889 – 159,041 = 706,848 kg/h Nhiệt do khí mang ra là : q1 = [ (2,717.C CO + 0,027.CCO + 0,1CO + 5,396 .CN + 0,016. C SO ).t + 0,299.i HO ].x + 706,848. i HO C CO, CCO, C O , CN, C SO, là nhiệt dung riêng của các chất tương ứng ở nhiệt độ t = 1300C . iH2O là entanpi của H2O ở 1300C . Tra bảng ta có : CCO : 0,884 kj/kg.độ CCO : 1,023 kj/kg.độ CO : 0,938 kj/kg.độ CN : 1,044 kj/kg.độ CSO: 0,644 kj/kg.độ i HO : 653,7 kcal/kg Thay số ta có : q1 = 2288,10332.x + 1934580,18. kj/h = 546,5041.x + 462066,538 kcal/h - Nhiệt do quặng đã sấy mang ra là : nhiệt quặng khô : Q1 = mqk .C1.t1 = 7793,00 mqk là lượng quặng khô vào trong 1h : 7793,001kg/h C1 là nhiệt dung riêng của quặng khô : 0,187 kcal/kg.độ t1 là nhiệt độ quặng vào 1300C nhiệt ẩm: Q2 = m HO .C HO.t1 = 15911 . 1 . 130 = 20675,33 kcal/h m HO là lượng ẩm vào trong 1h : 159,041kg/h CHO là nhiệt dung riêng của ẩm : 1 kcal/kg.độ t1 là nhiệt độ quặng vào 1300C ị Nhiệt do quặng mang ra là : 210123,184 kcal/h Coi như nhiệt tổn thất là không đáng kể, ta có cân bằng nhiệt sau : Tổng nhiệt vào = Tổng nhiệt ra 58079,505 + 2540,868x = 546,298x + 462066,538 + 210123,7843 ị x = 198,924 kg/h vậy khí nóng vào máy sấy gồm : CO2 : 540,477 kg/h CO : 5,371 kg/h O2 : 19,8924 kg/h N2 : 1670,166 kg/h SO2 : 3,183 kg/h H2O : 59,867 kg/h Bảng cân bằng chất và cân bằng nhiệt của máy sấy thùng quay Chất vào Kg/h Chất ra Kg/h - Quặng : quặng khô ẩm - Khí nóng : CO2 CO O2 N2 SO2 H2O 7793,001 865,889 540,477 5,371 19,8924 1670,166 3,183 59,478 - Quặng : quặng khô ẩm - Khí nóng : CO2 CO O2 N2 SO2 H2O 7793,001 540,477 5,371 19,8924 1670,166 3,183 766,326 Tổng 10957,4374 10957,4574 Nhiệt vào Kcal/h Nhiệt ra Kcal/h - Nhiệt khí nóng mang vào - Nhiệt do quặng mang vào 722764,626 58079,505 - Nhiệt do khí mang ra - Nhiệt do khí mang ra 570738,3214 210123,184 Tổng 780844,131 Tổng 780861,5054 Sai số .100%=0,00001% 4. Cân bằng nhiệt bộ phận hấp thụ khí flo ở phần tính toán cân bằng vật liệu ,ta coi như H2O và CO2 không bị hấp thụ ở bộ phận hấp thụ flo.Dovậy ta coi như bỏ qua một phần nhỏ hơi nước từ hỗn hợp khí chuyển vào dung dịch. a.Nhiệt lượng vào:(Qvào) Bao gồm nhiệt lượng do hỗn hợp khí ,nước đưa vào và nhiệt phản ứng. +Nhiệt lượng do hỗn hợp khí đưa vào:(Qk1) Như phần tính toán cân bằng nhiệt ở bộ phận hỗn hợp và hoá thành ,nhiệt lượng do khí mang ra ở 900c là: Qk1=572218,0806 (kcal/h) Tổn thất nhiệt trên ống dẫn chọn là 2%.Vậy nhiệt lượng do hỗn hợp khí mang vào là: Qkv=.Qk1=.572218,0806=560773,719 (kcal/h) Phản ứng 3SiF4 + 4H2O =2H2SiF6 +SiO2.H2O Nhiệt do phản ứng này toả ra là: ΔHpư =(2.Qs(H2SiF6) +Qs (SiO2) ) - (3.QT(SiF4) + 3.QT(H2O) ) Tra từ (IV) ta có: QsHSiF= 542,3 kcal/h ; Qs SiO= 208,1 kcal/h ; QtSiF = 360,1 kcal/h ; QtHO = 68,4 kcal/h ; ΔHpư =(2.542,3 + 208,1 )- (3.360,1 + 3.68,4 ) = 7,2 kcal/h Nhiệt toả ra để tạo thành 121,6028 kg/h H2SiF6 là : Qpư = 7,2..103 = 3040,07 kcal/h Nhiệt do nước mang vào: Q3 = CHO.GHO.t = 1.1588,3239.25 = 39708,0975 kcal/h Trong đó CHO =1 kcal/h là nhiệt dung của nước. GHO =1588,3239 kg/h là lượng nước vào bộ phận hấp thụ flo T=25oC là nhiệt độ của nước. Vậy tổng nhiệt vào : QV. QV = QKV+ Qpư + Q3 = 560773,719 + 3040,07 + 39708,0975 = 603521,8865 kcal/h. b.Nhiệt lượng ra:(Qra) Gồm nhiệt do hỗn hợp khí mang ra ở nhiệt độ 50oC ,do axit H2SiF6 10% mang ra và SiO2.H2O mang ra. Xác định nhiệt do khí mang ra: QK2 = (GCO.CCO + GHO.CHO +Gkkk.Ckkk + GSiF.C SiF).t Trong đó GCO,+ GHO, Gkkk, GSiF lần lượt là khối lượng của các khí thành phần hỗn hợp khí sau hấp thụ ,ta đã tính ở phần cân bằng ở bộ phận hấp thụ. ở nhiệt độ 680C tra (IV) ta có: Ckkk =1,008 kj/kg.độ = 0.241 kcal/kg.độ CCO= 0.855 kj/kg.độ = 0,2042 kcal/kg.độ C SiF= 0,1445 kcal/kg.độ CHO = 1,863 kj/kg.độ = 0,445 kcal/kg.độ Từ đó ta có: QK2 =(0,2042.342,2 + 2000,184.0,445 + 0,241.22621,400 + 1,33067.0,1445). = 436009,8 kcal/h. Nhiệt tổn thất lấy QTT = 5% nhiệt vào. QTT = 0,05.603521,8865 = 30176,09433 kcal/h. Nhiệt do SiO2.H2O mang ra: Gọi t là nhiệt độ của dung dịch H2SiF6 10% Q3' =G.C.t =32,9341.(.0,177 + .1).t = 12,0843.t kcal/h Trong đó G = 32,9341 kg/h là lượng SiO2.H2O tạo thành C = 0,177 kcal/kg.độ là nhiệt dung của SiO2 C = 1 kcal/kg.độ là nhiệt dung của nước 70,60,18 lần lượt là phân tử lượng của SiO2.H2O, SiO2,H2O Nhiệt do dung dịch H2SiF6 10% mang ra: Dung dịch H2SiF6 10% có chứa 121,6028 kg H2SiF6 Vậy trong 1216,028 kg dung dịch H2SiF6 10% chứa: 1216,028 - 121,6028 = 1994,4252 kg/h Nhiệt dung của H2SiF6 được tính theo công thức : CP = Ci.Ni kcal/mol.độ (IV-66) C = 2.4,3 + 5,8 +6.7,0 = 56,4 cal/mol.độ Trong đó CH = 4,3 cal/mol.độ CSi =5,8 cal/mol.độ CF = 7,0 cal/mol.độ C = 56,4 cal/mol.độ = = 0,391531 kcal/kg.độ Vậy nhiệt do dung dịch H2SiF6 mang ra là : Q4' = (121,6028.0,391531 + 1094,42521).t = 1142,036432.t kcal/kg.độ Tổng nhiệt ra : Qra = Qk2 + QTT + Q3' + Q4' = 436009,8 + 30176,09433 + 12,0843.t +1142,036432.t =466185,8943 + 1154,120732.t Cân bằng nhiệt vào và ra xác định nhiệt độ của dung dịch H2SiF6 10% Qvào = Qra 603521,8865 = 466185,8943 + 1154,120732.t t = 1190C Từ đó ta có : Q3' = 12,0843.119 = 1438,0317 kcal/h Q4' = 1142,036432.119 = 135902,3354 kcal/h Bảng cân bằng nhiệt tháp hấp thụ khí flo Nhiệt vào Kcal/h Nhiệt ra Kcal/h - Nhiệt do khí mang vào - Nhiệt phản ứng - Nhiệt do nước mang vào 562773,71900 3040,07000 39708,09750 - Nhiệt do khí mang ra - Nhiệt tổn thất - NhiệtdoSiO2.H2O mang ra -Nhiệt do dung dịch H2SiF6 mang ra 436009,80000 30176,09433 1438,03170 135902,33540 Tổng 603521,88650 Tổng 603526,26140 Sai số I. Tính và chọn thiết bị chính 1. Máy sấy thùng quay Thể tích khí ra khỏi thùng : CO2 540,477 kg/h Û 12,284 kmol/h CO 5,371 kg/h Û 0,192 kmol/h O2 19,8924 kg/h Û 0,6217 kmol/h N2 1670,166 kg/h Û 59649 kmol/h SO2 3,183 kg/h Û 0,050 kmol/h H2O 766,326 kg/h Û 42,574 kmol/h ------------- 115,371 kmol/h Thể tích của lượng khí trên là : V= nRT/p n là số mol khí vào thùng 115,371 kmol/h R là hằng số khí 22,4/273 T là nhiệt độ khí vào (273 + 130) K0 P là áp suất khí vào ằ 1at Thay vào công thức trên ta có V = 3814,9344 m3/h + Đường kính thùng quay : áp dụng công thức Dt = (VI-121) V là thể tích khí ẩm ra khỏi thùng, V = 3814,9344 m3/h là hệ số đầy của thùng khoảng từ 10 á 25 % , chọn = 10 % là vận tốc khí ra khỏi thùng chọn là 2 m/s thay số vào công thức trên ta có Dt = 1,134 m ,chọn Dt =1,15 m + Thể tích thùng quay áp dụng công thức Vt = U/A (VI-121) U là lượng ẩm bay hơi 706,848 kg/h A là cường độ bay hơi ẩm , chọn A = 47 kg ẩm/m3.h Vt = 15,0284 m3 + Chiều dài thùng quay áp dụng công thức Lt = = 14,88 m Ta chọn chiều dài thùng là 15 m + Thời gian lưu của vật liệu trong thùng quay = (VI-121) là khối lượng riêng của bột quặng chọn 2000 kg/m3 u1,u2 là độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, tương ứng là 10 %, 2% Thay số ta có = = 21,73 phút + Số vòng quay của thùng n = (VI-121) m, k là hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh và chiều chuyển động của khí. Chọn sấy cùng chiều, cánh đảo là loại cánh nâng. Tra bảng ta có m = 1, k = 0,7 (VI-122) là góc nghiêng của thùng sấy ta chọn là 20 Thay số ta có n = 12,202 vòng/phút + Công suất cần thiết để quay thùng N = 0,13.10-2.Dt3.Lt.a.n. a là hệ số phụ thuộc vào dạng cánh đảo tra bảng ta có a = 0,038 (VI-123) Thay số ta có N = 0,13.10-2.1,1343.15. 0,038.12,202. 2000 = 26,371 kw + Đường kính ống dẫn tác nhân sấy : Thể tích khí nóng vào thùng sấy : CO2 540,477 kg/h Û 12,284 kmol/h CO 5,371 kg/h Û 0,192 kmol/h O2 19,8924 kg/h Û 0,6217 kmol/h N2 1670,166 kg/h Û 59,649 kmol/h SO2 3,183 kg/h Û 0,05 kmol/h H2O 59,478 kg/h Û 3,3043 kmol/h ------------- 76,101 kmol/h Thể tích của lượng khí trên là : V= nRT/p n là số mol khí vào thùng 76,101 kmol/h R là hằng số khí 22,4/273 T là nhiệt độ khí vào (273 + 800) K0 P là áp suất khí vào ằ 1at Thay vào công thức trên ta có V = 6700,01 m3/h đường kính vào của tác nhân sấy : dv = ()0,5 (VI-181) V là thể tích khí vào 6700,01 m3/h là tốc độ khí trong ống dẫn chọn 3,5 m/s Thay số ta có dt = 0,771 m, chọn dt = 1 m + Đường kính ống dẫn tác nhân sấy ra ngoài : Thể tích của khí ra là V = 3814,9344m3/h áp dụng công thức dr = ()0,5 (VI-181) là tốc độ khí trong ống dẫn chọn 20 m/s ta có dr = 0,2981 m ,chọn dr = 0,26 m + Đường kính ống dẫn quặng vào : Lượng quặng vào mỗi thùng sấy là 8658,89 kg/h, khối lượng riêng của quặng là khoảng 1,5 tấn/m3 á 2,2 tấn/m3.Chọn 1,5 tấn/m3 Vậy thể tích quặng tối đa vào thùng là : = 5,3016 m3 Vận tốc khí vào chọn = 1 m/s áp dụng công thức d = ()0,5 (VI-181) ta có d = 0,045 m = 4,5 cm tính đường kính ống dẫn quặng ra tương tự do kích thước quặng vào nên ta chọn ống dẫn quặng là 300 cm Thùng làm bằng thép dày , bên ngoài có lớp bảo ôn để tránh tổn thất nhiệt và gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Thùng có f = 1,35m , L = 15 m, N = 26,371 kw Vỏ thùng bằng thép dày 10 mm , lớp bảo ôn dày 80 mm 2. Phòng hoá thành Lượng suppe tươi vào thùng là 31137,072 kg/h Khối lượng riêng của suppe tươi là = 1,5 tấn/m3 Thời gian lưu của suppe 1,5h á 2h, chọn tlưu = 1,5 h Chiều cao của suppe trong phòng hoá thành bằng chiều cao phòng hoá thành Ta có thể tích khối suppe tươi lưu trong phòng hoá thành là : Vsp = .tlưu = .1,5 = 31,137 m3 + Đường kính thùng ta chọn là 6,6 m + Đường kính Karusen Yêu cầu của Karusen là : Cắt hết được cả khối suppe ra sát thành thùng. Đồng thời phải gạt được suppe vào ống trung tâm. Không chạm vào ống trung tâm và vách chắn Chọn góc ôm của ống trung tâm bằng đường tròn sức , hay .360 = 2250 để thoả mãn hai yêu cầu trên thì : tâm quay phải nằm trên đường phân giác góc 2250 (góc ôm ống trung tâm) và đảm bảo không chạm vào thành thùng. Giả sử ta đã xác định được tâm của Karusen là Ok , tâm của thùng hoá thành là O. Từ Ok ta hạ đường OkT vuông góc với cạnh của góc 2250. Bán kính của Karusen là : r = OkT = OkV = R – OOk (R là bán kính phòng hoá thành) Góc (VOOk) = = 67,50 = Sin () = = ị r = 1,58 m Trên Karusen lắp dao cắt và dao cào, lắp nghiêng 600 so với phương tiếp tuyến, có độ dài hướng kính là 17 cm. Để đảm bảo dễ gia công, quá trình vận hành không chạm dao vào thùng thì ta chọn đường kính của Karusen là 1,4 m + Đường kính của ống trung tâm đường kính ống trung tâm phải đảm bảo dao gạt trong và dao gạt ngoài phải gạt được suppe rơi vào ống trung tâm Suppe cắt ở vị trí cao nhất vẫn rơi vào ống trung tâm Vậy bán kính trung tâm là : rtt = R – (2r + 2.BC) + BC + BK trong đó BC ,BK là độ dài hướng kính của dao cào và dao cắt ta chọn là 17 cm ị rtt = R – 2r = 3,3 – 2.1,4 = 0,5 m + Chiều cao của thùng - diện tích của dao cắt chiếm : Sdc = .(r + BC)2 =3,14.(1,4 + 0,17)2 = 7,74 m2 diện tích mặt cắt ngang ống trung tâm ống trung tâm làm bằng thép chịu axit dày 20 mm, Bên ngoài ốp gỗ có chiều dày giảm dần theo chiều quay của phòng hoá thành , ta lấy chiều dày trung bình là 150 mm, vậy diện tích ống trung tâm chiếm chỗ là : SOtt = ..(rtt + 0,02 + 0,15)2 = ..(0,5 + 0,02 + 0,15)2 = 0,88 m2 diện tích mặt cắt ngang phòng hoá thành là : Spht = .(R)2 = .(3,3)2 = 34,19 m2 Diện tích cắt ngang của khối suppe trong phòng hóa thành là: S = Spht - SOtt - Sdc = 34,19 – 0,88 – 7,74 = 25,57 m2 Chiều cao của khối suppe là : h = = 1,22 m Chiều cao của phòng hoá thành là : hht = 1,22. = 1,83 m Ta chọn chiều cao phòng hoá thành là 2,1 m + Đường kính ống dẫn bùn phản ứng Lượng bùn vào thùng hoá thành 31137.072 kg/h (lượng suppe tươi) 31,137 tấn/h Khối lượng riêng của bùn là 1,5 tấn/m3, => Thể tích bùn vào phòng hóa thành là = 20,782 m3 Đường kính của ống dẫn bùn phản ứng là : d = ()0,5 (V-181) V là thể tích bùn vào 31,317 m3/h là tốc độ dung dịch vào 5 m/s Thay số ta có d = 0,038 m Trong quá trình vận hành , đảm bảo vận hành liên tục không kết dính làm tắc đường ống nên ta chọn d = 0,4 m + Tốc độ quay của thùng : do thời gian lưu hoá suppe trong phòng hoá thành chiếm 5/8 thời gian quay của một thùng. Nên tốc độ quay một vòng của thùng là = 144 phút + Tốc độ quay của Karusen : từ tốc độ quay của thùng hoá thành , tra bảng 40 (modovan - 132) ta chọn tốc độ quay của Karusen là 7,55 vòng/phút Thùng được hàn , lắp ghép bằng thép dày = 10 mm bên trong được đổ bê tông, xây một lớp gạch chịu axit. Thùng có hai phần quay và đứng yên. Thùng quay còn nắp thùng và ống trung tâm đứng yên. Karusen quay ngược chiều với thùng hoá thành Tốc độ quay của thùng 1v/144 phút,động cơ chuyền động N = 4 kw, n = 960 v/phút Tốc độ quay của Karusen 7,55 vòng/phút. Động cơ chuyền động N = 10 kw, n = 960 v/phút ống trung tâm bằng thép được bọc gỗ bên ngoài trát vữa agamit III.Tính và chọn thiết bị phụ 1. Kho chứa apatit Kho chứa dùng để chứa và bảo quản nguyên liệu bảo đảm cho quá trình sản xuất liên tục trong 15 ngày, đề phòng quá trình vận chuyển nguyên liệu bị chậm Kho chứa rộng 30 m, ở giữa có 3 m dành cho tàu đi vào. Như vậy chiều rộng mỗi một bên của kho chứa là = 13,5 m. Apatit cấp cho sản suất là 17317,78kg/h Lượng apatit dự trữ trong 15 ngày là: 17317,78.24.15 = 6234400,8 kg 6234,4 tấn Khối lượng riêng của quặng là 1,5 tấn/m3 => Thể tích của đống apatit là = 4156,27 m3 lượng apatit trên chia làm hai dãy mỗi dãy có thể tích là 1908,575 m3, đống apatit vát nghiêng 500 so với phương ngang Mặt cắt ngang của đống apatit là : diện tích của mặt cắt ngang này là : S = ..()3.tang(500) = 383,82 m3 vậy số đống apatit mỗi bên là : = 5,4 đống ị chiều dài kho là 4,973.13,5 = 67,1355 m do việc quặng nhập về có hàm lượng không đồng đều, đôi khi cần phải đảo trộn nên ta chọn chiều dài kho là 80 m Ta chọn kho có chiều rộng là 30 m , chiều dài là 80 m. chiều cao 14,4 m 2. Kho ủ suppe quá trình ủ là 21 ngày đêm, dự trữ hàng trong 10 ngày năng suất của dây chuyền là 260. 000 tấn/năm có nghĩa là = 787,879 tấn/ngày vậy thể tích suppe chứa trong kho là : 787,879.(21 + 10) = 24424,25 tấn Khối lượng riêng của suppe = 1,1 á 1,5 tấn/m3 (XI) Ta chọn = 1,5 tấn/m3 => thể tích của suppe trong kho là = 16282,833 m3 Nhà kho có bề rộng là 30 m Suppe xếp thành từng đống , có độ vát là 40 0 . Đường kính mỗi đống là 30 m => thể tích mỗi đống là V = ..R3.tang(400) = ..153.tang(400) = 2965,506 m3 => Số đống suppe trong kho là = 5,5 đống vậy chiều dài của kho ủ là 5,5.30 = 165 m Ta chọn chiều dài kho là 170 m Chọn kho ủ có chiều rộng 30 m, chiều dài 170 m , chiều cao 18 m, có cầu trục 3. Máy nghiền búa Ký hiệu là M8-6B, bằng thép chịu mài mòn, có 72 lá búa và 24 thanh ghi bằng thép mangan Đường kính f = 800 mm Chiều dài L = 600 mm Động cơ điện là N =55 kw, n = 980 v/ph 4. Máy nghiền bi lượng quặng vào máy nghiền bi : 7793,001= 15586,002 kg/h 15,586 tấn/h Đường kính thùng ta chọn là D = 2 m Vận tốc thích hợp của thùng n = 32: = 22,63 vòng/ph (XII) Năng suất của máy Q = k.V.D0,6 (XII) k là hệ số hiệu chỉnh, chọn k = 1,2 V là thể tích thùng nghiền Thay số ta có 15,586 = 1,2.V.20,6 => V = 8,57m3 Chiều dài máy nghiền là L = = 2,73 m Ta chọn máy nghiền U/bM 207/265 f = 2070 mm L = 2650 mm N = 132 kw, n = 740 v/phút Tốc độ vòng quay 23,5 vòng Lượng bi 7,2 tấn sử dụng bi 30, 25, 20 mm 5. Xyclon nhóm 4 thiết bị này dùng để tách bụi của khí sau khi ra khỏi máy sấy thùng quay Thể tích của không khí vào tổ hợp Xyclon này là V1 = 3814,9344m3/h Như vậy thể tích khí vào mỗi xyclon là V = = 953,734 m3/h - Đường kính ống dẫn khí ra của mỗi xyclon dr = ()0,5 (VI-181) V là thể tích của khí vào xyclon m3/h là vận tốc của khí khi ra khỏi xyclon, ta chọn là 8 m/s Thay số ta có dr = ()0,5 = 0,21 m + Kích thước của ống vào xyclon ống đặt tiếp tuyến với thành thiết bị và mặt cắt có dạng hình chữ nhật, có chiều cao h và chiều rông b và tỷ số thường lấy là k. k = = 2 á 4 b = ()0,5 = ()0,5 = 0,07 m h = 0,24 m là vận tốc của khí khi trong ống vào xyclon, thường là 18 á 20 m/s , ta chọn = 18 m/s , ta chọn k = 3 + Đường kính của xyclon áp dụng công thức d = ()0,5 V là lưu lượng khí đi vào xyclon m3/s , V = m3/s là vận tốc quy ước thường 2,2 á 2,5 m/s, ta chọn là 2,4 m/s thay số ta có d = ()0,5 = 0,38 m + Chiều cao phần hình trụ,chiều cao phần hình nón của xclon tra bảng (III -3) (V-626) ta có chiều cao phần hình trụ = d = 0,45 m chiều cao phần hình nón = 0,755.d = 0,755.0,45 = 0,34 m 6. Thùng dự trữ H2SO4 95 % Thiết kế thùng dự trữ cho 8h sản xuất liên tục, mỗi giờ lượng axit 95% cần cho phân xưởng là 12,671 tấn. Như vậy lượng axit cần chứa trong bể là 12,671 = 101,368tấn lượng axit trên chứa vào hai thùng chứa mỗi thùng chứa 50,684 tấn Khối lượng riêng của axit 92 % là 1,824 tấn/m3 Hệ số đầy của thùng là 0,8 => thể tích mỗi thùng chứa là = 34,734 m3 đường kính thùng chọn là 3 m, chiều cao thùng là : h = = 5,34 m . Ta chọn h = 5,3 m thùng bằng có vỏ bằng thép 316L (thành phần C : 0,03 ,Mn :2 ,Si :1,0 , Ni : 10 -14 ,Mo : 2 ),= 10 mm, hàn lắp ghép. Bên trong là gạch chịu axit bằng vữa andemit 7. Thùng cao vị chứa H2SO4 92 % thùng thiết kế cho 0,5 h sản xuất. Hay chứa 12,071.0,5 = 6,336 tấn thể tích thùng là V = = 4,342 m3 chiều cao thùng chọn là h =2m vậy đường kính thùng là : d = ()0,5 = ()0,5 = 1,663 m Chọn d =1,6 m 8. Thùng cao vị chứa nước để pha loãng axit đưa vào thùng trộn lượng nước cho quá trình pha loãng là 4,472 tấn/h thùng thiết kế cho 0,5 h sản xuất. Do vậy lượng nước mà thùng chứa là 0,5. 4,472= 2,236 tấn khối lượng riêng của nước là 1 tấn/m3 Hệ số chứa của thùng là 0,8 => thể tích của thùng chứa là : V = = 2,795 m3 chiều cao của thùng chọn là 1,5 m => vậy đường kính thùng là : d = ()0,5 = ()0,5 = 1,54 m 9. Bơm axit 92 % Thùng cao vị thiết kế đặt cao hơn so với bơm 16 m Tỷ trọng của axit so với nước là 1,824 => chiều cao cột nước bơm cần đẩy là 16. 1,824 = 29,184 m Lưu lượng của axit là 12,671 tấn/h = 6,95 m3/h Ta chọn bơm làm bằng gang Chiều cao đẩy là 30 m Số vòng quay 1450 v/ph Công suất 9 kw Năng suất 8 m3/h 3. thùng trộn + Đường kính của ống dẫn dung dịch axit vào thùng trộn : Lượng dung dịch axit vào thùng trộn là : = Lượng dung dịch axit 95 % + lượng H2O = 12671,346 + 4472,24 = 17143,586 kg/h Khối lượng riêng của axit là 1,587 tấn/m3 (IX -146) ị Thể tích của dung dịch axit vào là : = 10,802 m3/h ị Đường kính của ống dẫn dung dịch axit : dax = ()0,5 (VI-181) V là thể tích dung dịch vào 10,802 m3/h là tốc độ dung dịch vào 4 m/s Thay số ta có dax =0,031 m, chọn dax = 0,031 m + Đường kính của ống dẫn quặng vào: Lượng quặng sấy vào thùng trộn là : = 16321,6285 kg/h Khối lượng riêng của quặng là 1,5 tấn/m3 ị Thể tích của quặng vào là : = 10,881 m3/h dq = ()0,5 (VI-181) V là thể tích dung dịch quặng vào 10,881 m3/h là tốc độ dung dịch quặng vào 5 m/s Thay số ta có dq = 0,028 m + Thể tích thùng trộn là Thể tích quặng và dung dịch vào thùng trộn là : V = 10,881 + 10,802 =21,683 m3/h Thời gian lưu lại của bùn từ 2 á 4 phút. Ta chọn 4 phút Hệ số đầy của thùng là 0,65 Vậy thể tích của thùng là : Vt = V. = 21,683. = 2,224 m3 , Thùng thiết kế bên trong gồm 4 hình trụ , tương ứng với 4 cánh khuấy.Thể tích mỗi phần trụ là : = 0,556 m3 Chiều cao thùng là 1 m => Đường kính của mỗi hình trụ là d = ()0,5 = ()0,5 = 0,84 m - Thùng làm bằng thép dày 10 mm, được xây lót bên trong bằng gạch chịu axit Chiều dày vỏ thiết bị là : = 2gạch + vữa đibazơ + vỏ thép = 2.40 + 10 + 10 = 100 mm Đường kính ngoài : ngoài = trong + 2. = 0,8 + 2.0,1 = 1 m Chiều dài thiết bị : L = 4. trong + 2. = 4.0,8 +2.0,1 = 3,4 m Chiều dài kể cả ống tháo liệu 500x500 mm Ltổng = 3,4 + 0,5 = 3,9 m Chiều cao toàn phần : H = 1 + 2.0,1 = 1,2 m - Xây bằng vữa agamit, đáy xây hai lớp gạch. - Cánh khuấy kiểu mái chèo, làm bằng thép hợp kim Silic cao chịu ăn mòn trong môi trường của thùng trộn - Thùng có 4 cánh khuấy , hai cánh trong quay cùng chiều 170v/phút . Hai cánh phía trong quay ngược chiều 132 v/phút. Các cánh đặt so le chứ không thẳng hàng để tăng cường đảo trộn - Thùng có cửa chảy tràn để khống chế thời gian lưu của bùn và tháo bùn khi có sự cố 10. Bể hấp thụ khí Flo Gồm hai bể , chọn bể có f = 2800 mm L = 6700 mm Làm bằng thép hình trụ rỗng, bên trong xây bằng gạch chịu axit, bằng vữa agamit Có hai trục cánh vảy tốc độ 450 v/phút động cơ điện N = 5,6 kw, n = 1000 v/phút Đáy bể đổ bê tông chịu axit 11. Tháp hấp thụ khí Flo chọn tháp có f = 2800 mm L =15800 mm Làm bằng thép hình trụ rỗng, hàn , lắp ghép bằng tôn dày 10 mm, bên trong xây lót gạch chịu axit Tháp có hai tầng , mỗi tầng 4 vòi phun 12. Quạt hút khí Flo Thể tích khí sau khi ra khỏi quạt 24000 m3/h Chọn quạt B – 112 –HHC Lưu lượng Q = 30 000 m3/h áp suất 400 mm H2O Động cơ điện 100 kw, n = 1450 v/phút Quạt làm bằng thép trắng (kể cả vỏ , trục , ..) Phần II : xây dựng A. Thuyết minh phần xây dựng I. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy Vị tría xây dựng nhà máy hết sức quan trọng, nó bảo đảm cho sự tồn tại và phát triển của nhà máy. Vị trí thuận lợi sẽ đảm bảo việc vận chuyển nguyên vật liệu không những được thuận lợi mà còn làm giảm cước phí vận chuyển, tạo điều kiện tốt để đưa sản phẩm tới thị trường đồng dễ dàng trong việc sử lý môi trường Yêu cầu về xây dựng của nhà máy : a. Về quy hoạch Vị trí xây dựng được lựa chọn phải phù hợp với quy hoạch lãnh thổ , quy hoạch vùng, quy hoạch cụm kinh tế công nghiệp đã được các cấp có thẩm quyền phê duyệt. Tạo điều kiện phát huy tối đa công suất của nhà máy và khả năng hợp tác sản xuất với các nhà máy khác lân cận. b. Về điều kiện tổ chức sản xuất Địa điểm xây dựng phải thoả mãn yêu cầu Phải gần nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất và gần nơi tiêu thụ sản phẩm cho nhà máy Gần nguồn cung cấp năng lượng , nhiên liệu như : điện, nước, hơi , khí nén, than, dầu … Các yêu cầu trên nhằm hạn chế tối đa chi phí cho vận chuyển, hạ giá thành sản phẩm, giúp nhà máy phát triển và có tính cạnh tranh cao c. Về điều kiện hạ tầng kỹ thuật Địa điểm xây dựng phải đảm bảo được sự hoạt động liên tục của nhà máy do vậy cần phải chú ý các yếu tố sau : Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia bao gồm đường bộ, đường sắt , đường sông , đường biển và kể cả đường hàng không Tận dụng tối đa hệ thống mạng lưới cung cấp điện, thông tin liên lạc và các hệ thống mạng lưới kỹ thuật khác Nếu điều kiện hạ tầng trên chưa có thì phải xét đến khả năng xây dựng nó trước mắt, cũng như trong tương lai. Nhiều nhà máy vấn đề vận chuyển chiếm đến 40 % á 60 % giá thành của sản phẩm d. Điều kiện xây lắp và vận hành nhà máy Khi xây dựng cần tính đến các khả năng sau : khả năng cung cấp vật liệu, vật tư xây dựng. Để giảm chi phí giá thành đầu tư xây dựng cơ bản của nhà máy. Hạn chế tối đa lượng vận chuyển vật tư xây dựng từ nơi xa đến. Khả năng cung ứng nhân công trong quá trình xây dựng nhà máy cũng như vận hành nhà máy sau này e. Về địa hình Khu đất được chọn phải có kích thước và hình dạng thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy trước mắt cũng như mở rộng nhà máy trong tương lai. Nơi xây dựng phải cao ráo, tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mực nước ngầm thấp tạo điều kiện tốt cho việc thoát nước thải và nước mặt dễ dàng. Khu đất phải bằng phẳng, có độ dốc tự nhiên tốt nhất là i = 0,5 á 1 % để hạn chế cho việc san lấp mặt bằng. f.Địa chất Không được nằm trên các vùng mỏ có khoáng sản hoặc địa chất không ổn định Cường độ khu đất xây dựng là 1,5 á 2,5 kg/cm2 g. Vệ sinh công nghiệp Do nhà máy thải ra chất độc, nước bẩn khói bụi và tiếng ồn, do vậy phải hạn chế tối đa ảnh hưởng xấu tới khu dân cư, khu di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh, … Địa điểm xây dựng phải thoả mãn các yêu cầu quy phạm, quy định về mặt bảo vệ môi trường vệ sinh công nghiệp. Có khoảng cách bảo vệ với các khu vực xung quanh. Vị trí thường nằm cuối hướng gió chủ đạo, nguồn nước thải đã sử lý của nhà máy ở cuối hạ lưu, cách bến dùng nước của khu dân cư là 500 m Từ các điều kiện trên ta chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại Lâm Thao – Phú Thọ II. Bố trí tổng mặt bằng Tổng mặt bằng của nhà máy bao gồm tất cả các phân xưởng sản xuất chính , phụ, nhà hành chính và các công trình sinh hoạt khác . Việc tính và chọn mặt bằng nhà máy theo nguyên tắc phân vùng bao gồm các vùng sau : 1. Vùng trước nhà máy Bố trí các nhà hành chính quản lý, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, gara ôtô xe đạp .. 2. Vùng sản xuất Bố trí các phân xưởng : Phân xưởng suppe và phân xưởng axit Phân xưởng sấy nghiền apatit Các phân xưởng phụ trợ như phân xưởng điện, nước , cơ khí, mộc nề 3. Vùng các công trình phụ Gồm các trạm bơm, trạm biến thế điện, lọc nước, kho vật liệu … 4. Vùng giao thông Gồm các công trình đường xá, đường bộ và đường sắt, kho tàng , bến bãi , sân ga 5. Vùng nhà sinh hoạt , nhà ăn, trạm y tế, … III. Thiết kế phân xưởng sản xuất suppe 1. Đặc điểm của sản xuất phân xưởng Quá trình công nghệ của phân xưởng được tiến hành theo dây chuyền liên tục, quá trình tiến hành ở các thiết bị kín, máy móc làm việc tự động hoá cao. Công nhân làm theo chế độ 3 ca 4 kíp. ở những bộ phận nóng, thải nhiều khí độc ngoài thông gió tự nhiên còn có thông gió nhân tạo bằng hệ thống hút bụi vệ sinh Hệ thống dây chuyền phức tạp, gồm nhiều công đoạn khác nhau có các thiết bị khác nhau. Sự dò gỉ của khí độc, ăn mòn hoá chất , cháy nổ … do vậy phải có bố trí phòng hộ, quy tắc an toàn lao động Nền nhà phân xưởng suppe làm bằng ximăng chịu axit, nhà khung bằng thép, dễ lắp ráp, lắp đặt . Tiện lợi khi mở rộng xưởng 2. Chọn hướng nhà Nhà quay về hướng Nam đảm bảo thông gió cho xưởng, tránh nắng chiếu trực diện vào xưởng, các thiết bị toả nhiệt và gây ô nhiễm môi trường bố trí ở phía bắc(cuối hướng gió chủ đạo) để lợi dụng gió hạn chế ảnh hưởng của chúng tới môi trường làm việc của phân xưởng. 3. Chọn bước cột và nhịp nhà Nhà được xây dựng phải thoả mãn các yêu cầu sau Thoả mãn bố trí, vận chuyển và lắp đặt các thiết bị Công nhân đi lại an toàn và dễ dàng Thích hợp với việc thay đổi lắp đặt thiết bị mới hay mở rộng phân xưởng Chọn bước cột ngoài là 6 m, bước cột giữa là 12 m 4. Chọn chiều cao nhà căn cứ vào độ cao bố trí thiết bị Độ cao vận chuyển lắp ráp thiết bị điều kiện thông gió và chiếu sáng 5. Bảng thống kê các công trình xây dựng Stt Tên công trình Kích thước Diện tích m2 Dài Rộng 1 Phân xưởng Axit 135 56 7560 2 Kho apatit + kho than 80 30 2400 3 Bãi thải rắn 54 21 1134 4 Trạm bơm axit sunfurich 12 9 108 5 Nhà điều chế 42 30 1260 6 Kho ủ suppe 160 30 4800 7 Cầu tải apatit sang nghiền 40 2,5 100 8 Trạm bơm nước 12 6 72 9 Bể lắng nước 30 9 270 10 Nhà cơ khí 48 18 864 11 Kho thiết bị 48 18 864 12 Nhà phân tích 18 12 216 13 Trạm biến thế 12 12 144 14 Nhà ăn ca 18 6 108 15 Nhà sửa chữa 30 12 360 16 Nhà hành chính 24 12 288 17 Nhà để xe đạp 18 12 216 18 Nhà y tế 24 12 288 19 Kho ngoài trời 54 23 1242 20 Nhà vệ sinh 24 6 144 21 Hội trường 36 12 423 22 Trạm cứu hoả 12 6 72 23 Gara ô tô 30 9 270 24 Nhà bảo vệ 6 4 24 25 Sấy nghiền 24 18 432 26 Nhà tắm 24 12 288 27 Thư Viện 48 18 864 28 Tổng diện tích xây dựng 24811 Phần III Điện kỹ thuật Điện được dùng ở nhà sản xuất, kho chứa, đèn bảo vệ, phòng hành chính …, mạng điện phân xưởng được bắt với hai hệ thống biến thế đề phòng sự cố một hệ thống bị hỏng Nguồn điện đưa về phân xưởng có điện thế là 35 kv nên cần có trạm biến áp hạ điện thế xuống 220 v và 380 v để dùng cho thắp sáng và vận hành máy móc thiết bị. Hệ thống điện của phân xưởng I. Điện thắp sáng 1. Số đèn thắp sáng ở kho chứa quặng Số đèn chiếu sáng ở kho là n1 = S là diện tích được chiếu sáng w là công suất riêng (w/m2) phụ thuộc vào độ chiếu sáng và chiều cao từ bề mặt lao động đến đèn, chọn w = 7 w/m2 P là công suất riêng của bóng đèn, chọn P = 200 w Thay số ta có n1 = = 84 đèn 2. Số đèn ở phân xưởng sấy nghiền P = 200 w n2 = = 25,62 26 đèn 3. Số đèn ở phòng thí nghiệm phân xưởng P = 200 w n3 = 8 đèn 4. Số đèn ở phòng quản đốc, trưởng ca, hội trường P = 100 w n4 = 8 đèn 5. Số đèn ở công đoạn sấy nghiền P = 200 w n5 = 15 đèn 6. Số đèn ở đường băng tải P = 100 w n6 = 18 7. Số đèn bảo vệ P = 100 w n5 = 30 đèn 8. Số đèn ở nhà tắm, nhà sinh hoạt P = 100 w n5 = 10 đèn 9. Số đèn ở kho ủ suppe P = 200 w n9 = 168 đèn 10. Phân xưởng điều chế P = 200 w n9 = 38 đèn Số đèn 100 w dùng cho phân xưởng 8 + 18 + 30 + 10 = 66 đèn Số đèn 200 w dùng cho phân xưởng 84 + 26 + 8 + 168 + 138 = 424 đèn Công suất dùng cho các đèn 66.100 + 424.200 = 91400 w = 91,4 kw Một năm bóng đèn chiếu trong 365 ngày, mỗi ngày chiếu trong 12 tiếng, như vậy điện năng tiêu thụ bóng đèn trong một năm là : 91,4.365.12 = 400332 kw.h = 4,003.105 kw.h ii. Điện năng tiêu hao cho dây chuyền sản suất Stt Thiết bị dùng động cơ Số lượng Công suất kw Số giờ chạy Tiêu thụ kw.h 1 Cầu trục 15 tấn 2 224 7920 35,48 .105 2 Băng tải xích 2 4 7920 0,634. 105 3 Băng tải xúc than 2 4 7920 0,634. 105 4 Băng tải cao su 4 4 7920 1,268. 105 5 Quạt cấp gió cho lò đốt 2 3 7920 0,475.105 6 Quạt hút khí sấy 2 7 7920 1,109.105 7 Quạt hút cao áp 1 75 7920 5,940. 105 8 Máy sấy thùng quay 2 14 7920 2,218.105 9 Máy nghiền bi 1 132 7920 10,454.105 10 Vít tải bột 1 1 7920 0,079.105 11 Thùng hỗn hợp 1 28 7920 2,218.105 12 Bơm axit 1 9 7920 0,713.105 13 Phòng hoá thành 1 14 7920 1,109.105 14 Máy đánh tơi 1 7 7920 0,554.105 15 Buồng hấp thụ HF 2 5,6 7920 0.444.105 16 Bơm axit H2SiF6 1 4 7920 0,634. 105 17 Quạt hút khí Flo 1 100 7920 7,92.105 Tổng 71,883.105 Vậy tổng điện năng tiêu tốn trong một năm sản xuất là : 4,003.105 + 71,883.105 = 75,886.105 kw.h Phần iV Kinh tế kỹ thuật I. Hệ thống tổ chức quản lý trong xí nghiệp 1. Sơ đồ hệ thống tổ chức quản lý trong phân xưởng Giám đốc Tạp vụ Thủ kho LĐTL- Kế toán KT điện KT cơ khí Trưởng ca P.giám đốc Tổ sửa chữa điện Tổ vận hành Thí nghiệm Tổ sửa chữa cơ khí 2. Tổ chức bộ máy làm việc của công nhân Nhà máy làm việc theo 3 ca, 4 kíp để đảm bảo công nhân làm việc điều độ, sản xuất liên tục a. Bố trí công nhân trực tiếp sản xuất Stt Vị trí sản xuất Số người trong một ca Tổng số 1 Trưởng ca 1 4 2 Cầu trục kho apatit + Kho ủ 2 8 3 Công nhân dỡ hàng 3 12 4 Bun ke chứa quặng 1 4 5 Băng tải apatit lên sấy 1 4 6 Băng tải than 1 4 7 Lò đốt + máy búa + thùng sấy 2 8 8 Băng tải sang nghiền bi + máy nghiền bi + băng tải bột apatit 1 4 9 Phòng hoá thành và thùng trộn 3 12 10 Băng tải suppe tươi + băng tải bột trung hoà + máy đánh tung 1 4 11 Công nhân xuất sản phẩm 5 20 12 Cơ điện trực nhật 2 8 13 Hấp thụ khí Flo 1 4 14 Tổng 96 b. Công nhân phục vụ sửa chữa và thí nghiệm Stt Các tổ Số người trong tổ 1 Điện 10 2 Cơ khí 20 3 Thí nghiệm 10 4 Tổng 40 c. Công nhân sản xuất gián tiếp Stt Chức vụ Số lượng người 1 Giám đốc 1 2 Phó giám đốc 1 3 Kỹ thuật cơ khí 1 4 Kỹ thuật điện 1 5 Trưởng phòng thí nghiệm 1 6 Kế toán và lao động tiền lương 2 7 Tạp vụ và lao động thủ kho 4 8 Tổng 11 Tổng số cán bộ công nhân trong phân xưởng 96 + 40 + 11 = 147 người II. Vốn đầu tư 1. Đầu tư vào nhà xưởng Stt Tên công trình Diện tích (m2) Đơn giá (triệu Đồng/m2) Thành tiền (Triệu đồng) 1 Kho ủ 4800 2 9600 2 Kho chứa quặng 2400 1 2400 3 Nhà chế hoá 1260 6 7560 4 Nhà sấy nghiền 432 3 1296 5 Đường băng tải sang chế hoá + Sang nghiền 150 1 150 6 Tổng 21006 T1 = 21006 triệu đồng - Tiền xây dựng nhà gián tiếp T2 gồm : nhà hành chính, phòng thí nghiệm, căng tin T2 = 0,2 T1 = 0,2. 21006= 4201,2 triệu đồng - Tiền xây dựng đường xá và các công trình phụ T3 T3 = 0,25 T1 = 0,25. 21006= 5251,5 triệu đồng - Tổng đầu tư vốn vào xây dựng = T1 + T2 + T3 = 21006 + 4201,2 + 5251,5 = 30458,7 triệu đồng - Khấu hao xây dựng : gồm khấu hao cơ bản 2 %, khấu hao sửa chữa lớn 1%, tổng cộng là 3 % TKHXD = 0,03. 30458,7 = 913,761 triệu đồng 2. Đầu tư vào thiết bị Stt Tên thiết bị Số lượng Đơn giá (triệu đồng/thiết bị) Thành tiền (triệu đồng) 1 Cầu trục 15 tấn 2 800 160 2 Bun ke chứa quặng 2 5 10 3 Băng tải than 2 13 26 4 Băng tải quặng 2 13 26 5 Băng tải xích 2 60 120 6 Bun ke chứa than 2 4 8 7 Lò đốt 2 30 60 8 Thùng sấy 2 10000 20000 9 Quạt cấp gió cho lò đốt 2 5 10 10 Quạt hút khí nóng 2 10 20 11 Quạt hút vệ sinh 2 6 12 12 Máy nghiền búa 2 500 1000 13 Tổ xyclon nhóm 4 2 75 150 14 Tổ xyclon nhóm 6 2 80 160 15 Xyclon đơn 2 20 40 16 Thuỷ phong 3 30 90 17 Máy cung cấp đĩa 1 1 1 18 Máy nghiền bi 1 15000 15000 19 Cân định lượng 1 5 5 20 Bể dự trữ H2SO4 2 40 80 21 Thùng cao vị chứa nước 1 10 10 22 Thùng cao vị chứa axit 1 16 16 23 Thùng hỗn hợp 1 15000 15000 24 Phòng hoá thành 1 15000 15000 25 Bun ke cân định lượng 1 2 2 26 Thiết bị rút nhiệt axit 1 50 50 27 Băng tải suppe 1 10 10 28 Quạt mát cho công nhân 3 1 3 29 Bunke chứa suppe suất kho 1 8 8 30 Băng tải chuyển sản phẩm 3 10 30 31 Phòng hấp thụ 2 40 80 32 Tháp hấp thụ 1 60 60 33 Tháp tách giọt 3 20 60 34 Bể chứa H2SiF4 10 % 1 11 11 35 Quạt phóng không 1 100 100 36 Bơm axit H2SO4 2 5 10 37 Bơm H2SiF4 2 5 10 37 Bơm nước 2 3 6 38 Tổng 67444 T1 = 67444 triệu đồng - Tiền mua thiết bị phụ là : T2 = 5 %.T1 = 3372,2 triệu đồng - Tiền thiết bị đo lường : T3 = 10%. T1 = 6744,4 triệu đồng - Tiền đầu tư vào vệ sinh công nghiệp T4 = 5% . T1 = 3372,2 triệu đồng - Tiền đầu tư vào thiết bị khác T5 = 10%. T1 = 6744,4 triệu đồng - Tiền đầu tư vào lắp ráp thiết bị T6 = 20%. T1 = 13488,8 triệu đồng - Tổng tiền đầu tư vào các thiết bị = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6 = 101166 triệu đồng - Khấu hao thiết bị bình quân bằng 10 % tổng đầu tư vào thiết bị Tkh = 10% . = 0,1. 101166 = 10116,6 triệu đồng 3. Tổng vốn đầu tư vào tài sản cố định gồm đầu tư vào xây dựng và thiết bị Ttổng = 30458,7 + 101166= 131624,7 triệu đồng 4. Khấu hao tài sản cố định hàng năm : TKHTSCĐ = 913,761 + 10116,6 = 11030,361 triệu đồng III. Giá thành sản phẩm 1. Chi phí về nguyên liệu (kể cả vận chuyển) : TT Nguyên liệu Tiêu hao (t/năm) Đơn giá triệu đồng Thành tiền (triệu đồng) 1 Apatit 125965,95330 162,442.10-3 20462,16140 2 Axit H2SO4 84463,60270 835,468.10-3 70566,63722 3 Than 4607,38872 135.10-3 621,99750 4 Nước sạch 43756,53401 241.10-6 10,54532 5 Điện (Kw.h) 75,886.105 1000.10-6 7588,60000 6 Tổng 99249,94141 2. Tiền lương chính cho cán bộ công nhân viên Lương trung bình cho một người là 1,6 triệu đồng /tháng Tiền lương chính cho cán bộ công nhân viên = 1,6.12.147 = 2822,4 triệu đồng 3. Tiền phụ cấp ngoài lương Phụ cấp khu vực : không có Phụ cấp khác (ốm đau, sinh đẻ) lấy bằng 5% lương chính 0,05. 2822,4 = 141,12 triệu Phụ cấp độc hại lấy bằng 10% lương chính 0,1. 2822,4 = 282,24 triệu Thưởng sáng kiến khen thưởng lấy bằng 3% lương chính 0,03. 2822,4 = 84,67 triệu Bồi dưỡng độc hại lấy bằng 3% lương chính 0,03. 2822,4 = 84,67 triệu Tổng tiền phụ cấp ngoài lương : 2822,4 + 141,12 + 282,24 + 84,67 + 84,67 = 3415,1 triệu 4. Chi phí ngoài sản xuất lấy bằng 10% lương chính = 0,1. 2822,4 = 282,24 triệu 5. Khấu hao tài sản cố định hàng năm : 11030,361triệu đồng Bảng ước tính giá thành sản phẩm Tt Khoản mục chi Tiền (triệu đồng) 1 Nguyên liệu + Năng lượng + Nước 99249,94141 2 Lương chính 2822,4 3 phụ cấp ngoài lương 3415,1 4 Chi phí ngoài sản xuất 282,24 5 Khấu hao tài sản cố định hàng năm 11030,361 6 Tổng 116800,0424 6. Giá thành một đơn vị sản phẩm Gsp = = = 0,50783 triệu/tấn SL là sản lượng hàng năm 230 000 tấn 7. Lãi và thu hồi vốn hàng năm a. Lãi hàng năm L = SL(B – Gsp ) = 230 000.(0,6 - 0,504) = 21199,1 triệu B là giá bán một đơn vị sản phẩm lấy 0,6 triệu/tấn b. Tỷ suất lãi .100 = .100% = 18,15 % c. Thời gian thu hồi vốn T = Ttổng /L = = 6,21 năm Ttổng là tổng vốn đầu tư vào tài sản cố định gồm đầu tư vào xây dựng và thiết bị Phần V An Toàn lao động I. Mục đích và ý nghĩa Quá trình sản xuất, mục đích cuối cùng là phục vụ nhu cầu và lợi ích của con người. Do vậy đảm bảo an toàn cho con người là yếu tố hàng đầu Dây chuyền sản xuất của chúng ta là sản xuất hoá chất, sinh bụi, khí độc và tiếng ồn … Nên công tác an toàn là một vấn đề hết sức quan trọng. Có quá trình gây hại sức khoẻ ngay lập tức, có quá trình gây hại lâu dài có thể là nhìn thấy và không nhìn thấy. Nên công tác công tác an toàn lao động cần tuân thủ một cách chặt chẽ, chấp hành một cách tự giác. II. Nội dung của kỹ thuật an toàn Đặc điểm của nhà máy Nhiều bụi do sây nghiền apatit thành dạng bột Ån mòn, gây bỏng , làm hỏng các các công trình thiết bị làm mất an toàn cho con người Khí Flo sinh ra trong quá trình sản xuất rò rỷ gây ảnh hưởng cho con người ồn do máy nghiền hoạt động Do sử dụng điện trên diện rộng nên tai nạn về điện cũng dễ xảy ra Dây chuyền dài, nhiều máy vận chuyển, phân xưởng cao cũng dễ gây tai nạn trong quá trình vận hành Các biện pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn lao động a.Trong xây dựng nhà máy Nhà phải đảm bảo thông gió tự nhiên, chiếu sáng tốt Các phân xưởng sinh bụi, khí độc đặt cuối hướng gió Phân xưởng cao thì cần có lan can an toàn b. An toàn về vận chuyển Phân xưởng dùng băng tải, cầu trục, vít tải, máy nghiền , máy sấy, các động cơ chuyền động cần thực hiện các biện pháp sau : Che chắn các bộ phận chuyển động Bố trí nút ngắt ở nơi thuận tiện cho dễ sử dụng Các cầu trục phải lắp đủ phanh, không được đứng dưới cầu trục khi đang làm việc c. An toàn về điện Điện có bao bọc cách ly Có tiếp đất bảo vệ Hệ thống cầu dao công tắc phải có hộp bảo vệ và đặt nơi thuận tiện Dùng các bộ phận tự ngắt mạch khi sự cố xảy ra III. Những nguyên tắc cơ bản trong quá trình lao động sản xuất 1- Tất cả những người vào làm việc trong phân xưởng phải được trang bị các phương tiện bảo hộ lao động như gang tay, khẩu trang, quần áo, mũ, dầy kính, mặt nạ, ủng cao su, phù hợp với vị trí làm việc. 2- Chỉ được phép cho máy chạy khi đã kiểm tra toàn bộ, khắc phục các thiếu sót trong máy cũng như các bộ phận chuyền chuyển động của máy không có người có người sửa chữa hoặc đứng gần. 3- Khi thấy máy tiếp tục làm việc sẽ sảy ra các sự cố cho máy hoặc tai nạn cho người phải lập tức dừng máy ngay và treo biển cấm đóng điện có người đang làm việc. 4- Khi tiến hành sửa chữa máy phải tiến hành dừng máy, cắt điện, treo biển cấm đóng điện có người đang làm việc 5- Khi sửa chữa các đường ống dẫn axit, bơm axit, thùng chứa axit phải tháo hết axit và phải trung hoà bằng vôi khi sửa chữa các đường ống dẫn khí, hơi nước có áp lực phải giảm áp suất trong các đường ống hay thùng chứa xuống bằng áp suất ngoài trời. 6- Khi sửa chữa và vệ sinh trong phòng hoá thành, bể hấp thụ tháp hấp thụ cần phải cho quạt hút khí Flo hoạt động với công suất tối đa cho phép, phải có các dụng cụ bảo vệ như mặt nạ phòng hơi độc, quần áo, giầy cao su, găng tay cao su, điều kiện thông gió phải tốt, bố trí người canh phòng người bên trong làm việc. 7- Khi có axit chảy từ trên cao xuống hoặc muốn đưa vật từ trên cao xuống đất phải khoanh vùng và treo biển cấm người qua lại 8- Cấm sửa chữa, bảo dưỡng, lau chùi, vệ sinh bất cứ một máy nào khi máy đang làm việc. 9- Tất cả các bộ phận truyền chuyển động như : khớp trục nối, bánh xe, xích kép, dây croa của tất cả các loại máy đều phải có vỏ chắn bảo hiểm. 10- Tất cả các dây bảo hiểm phải có dây tiếp đất tốt, dây này phải được thường xuyên kiểm tra. 11- Cấm đi lại leo trèo trên các đường ống. Khi làm việc trên cao phải có dây an toàn. 12- Cần tiến hành vệ sinh bể hấp thụ, tháp hấp thụ, các đường ống dẫn khí Flo kịp thời để khí Flo không bay ra phân xưởng. 13- Khi bị cháy về điện phải lập tức dập tắt đám cháy bằng bình chống cháy hoặc bằng cát. 14- Khi bị điện giật phải lập tức phải cứu người ra khỏi dòng điện. Nếu nạn nhân bị ngừng thở phải hô hấp nhân tạo, sau đó đưa ra trạm cấp cứu. 15- Trong trường hợp bị bỏng axit phải xối nước mạnh, rửa cho sạch axit, sau đó trung hoà bằng dung dịch NaHCO3 5% và đưa bệnh nhân ra trạm cấp cứu. 16- Giữ áp suất âm trong lò đốt đúng tiêu chuẩn kỹ thuật để tránh phì lưa ra ngoài, gây bỏng và ngộ độc hoá chất. 17- Cấm dùng đèn sách tay có điện thế lớn hơn 36 V 18- Các dụng cụ chống khí độc, phòng cứu hoả phải được để đúng nơi quy định và phải được giữ gìn sạch sẽ. 19- Khi có người trong xưởng bị tai nạn cần phải sơ cứu ngay sau đó đưa đi chạm cấp cứu và phải báo cho trưởng ca giám đốc. 20- Tất cả những người làm việc trong phân xưởng cần thực hiện nghiêm chỉnh các nguyên tắc an toàn lao động, phải được học tập các bản chỉ dẫn về an toàn lao động có kiểm tra định kỳ sức khoẻ do công ty tổ chức. 21- Có các bảng chỉ dẫn cho công nhân vận hành vị trí sản xuất Kết luận Qua thời gian làm việc cố gắng và khẩn trương, được sự giúp đỡ tận tình của thầy hướng dẫn cũng như các thầy cô giáo khác trong bộ môn, công việc thiết kế phân xưởng suppe phốt phát đơn 260.000 tấn/năm đã được hoàn thành. Quá trình thực tập tốt nghiệp này là dịp bổ ích giúp tôi biết được trình tự, cách thức tiến hành các phương pháp thiết kế nhà máy để trong quá trình làm việc có thể hoàn thành tốt hơn công việc hiện nay và hoàn thành các bản thiết kế các xí nghiệp hoá chất được giao nhiệm vụ. Đồng thời trong thời gian thiết kế cũng là dịp để tôi củng cố lại kiến thức đã học và mở rộng thêm kiến thức mới Trong quá trình thiết kế, dù đã cố gắng hết sức nhưng không thể tránh khỏi sai sót. Rất mong được các thầy cô giáo và các bạn giúp đỡ để hoàn thành tốt hơn các bản thiết kế sau này. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Thầy Giáo Lê Xuân Thành, các thầy cô trong bộ môn và tất cả các bạn. Hà Nội, ngày 26 tháng 4 năm 2005 Sinh viên thực hiện Lê Ngọc Anh Tài liệu tham khảo I. Nguyễn An. Kỹ thuật phân khoáng, 1973. II. P.V. Đưbina, A. X. Xoloveva, YU. I. Visnyak, người dịch Nguyễn An. Tính toán công nghệ sản xuất các chất vô cơ tập II, 1983. III. Sổ tay kỹ sư hoá chất. Vương Đình Nhân, 1961. IV. Tập thể tác giả, Sổ tay hoá lý. V. Bộ môn Quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất(Khoa hoá, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội). Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập I, 1978. VI. Bộ môn Quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất(Khoa hoá, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội). Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất tập II, 1999 VII. Đỗ văn Đài, Nguyễn Bin, Phạm xuân Toản, Đỗ ngọc Cử, Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học tập I, 1999. XIII. Đỗ văn Đài, Nguyễn Bin, Phạm xuân Toản, Đỗ ngọc Cử, Đinh văn Huỳnh. Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học tập II, 2000. IX. Đỗ Bình. Công nghệ Axit sunfuric, 2001. X. Công ty suppe phốt phát và hoá chất lâm thao. Công nghệ sản xuất suppe phốt phát, 2000. XI. Công ty suppe phốt phát và hoá chất lâm thao. Quy trình sản xuất suppe phốt phát XII. Công ty suppe phốt phát và hoá chất lâm thao. Lưu trình công nghệ và thiết bị XIII. I. Moldoval, N. Popovici, G. Chivu. The technology of mineral fertilizers, 1969. XIV. Pgs. Ngô Bình, Pts Phùng ngọc Thạch, Nguyễn mạnh Hậu, Phan đình Tính. Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp, 1997.