Đồ Án quy trình sản xuất công nghệ của nhà máy cốc hoá thái nguyên

Đề tài: quy trình sản xuất công nghệ của nhà máy cốc hoá thái nguyên

Lời mở đầu
Là sinh viên năm cuối, sằp phải rời xa ghế nhà trường đi vào thực tế cuộc sống,lựa chọn nghề nghiệp cho tương lai. Nhằm mục đích tạo điều kiện cho sinh viên ra trường được thực hành và có kiến thức thực tế, BLĐ khoa Hóa- trường Đại học Khoa học đă phối hợp cùng nhà máy Cốc hóa – công ty cổ phần Gang thép Thỏi Nguyờn tổ chức đợt thực tập sản xuất trực tiếp tại các phân xưởng và pḥng thí nghiệm của nhà máy cho sinh viên Hóa Vô cơ - lớp Hóa K5 của trường. Đợt thực tập diễn ra từ 21/3/2011 đến 20/4/2011.
Đây là giai đoạn thực tập quan trọng, trang bị cho sinh viên sắp ra trường có được kiến thức thực tế, học hỏi kinh nghiệm cần thiết nhất từ môi trường làm việc trước khi rời ghế nhà trường ,do dược tiếp cận trực tiếp với môi trường và điều kiện làm việc sẽ giúp sinh viên định hướng,lựa chọn kỹ lưỡng nghề nghiệp sau này. V́ thế, tụi cựng nhúm thực tập đă cố gắng, tích cực, chủ động học tập nắm bắt quy tŕnh an toàn lao động, dây chuyền công nghệ, thiết bị sản xuất, t́m hiểu nguyên liệu đầu vào, sản phẩm, cũng như các phương pháp phân tích kiểm định chỉ tiêu, thành phần, chất lượng nguyên liệu và sản phẩm.
Trong suốt thời gian thực tập tại nhà máy, chúng tôi đă nhận được sự quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất từ phía Ban lănh đạo nhà máy, pḥng kĩ thuật công nghệ, cũng như các phân xưởng, các tổ sản xuất. Đặc biệt, sự hướng dẫn chỉ bảo tận t́nh của anh Nguyễn Quang Thiêm- cán bộ kĩ thuật- pḥng kĩ thuật công nghệ đó giỳp chúng tôi tiếp cận kiến thức, làm việc và hoàn thành đợt thực tập này.
Do thực tập trong thời gian ngắn,năng lực bản thân c̣n hạn chế nên nhận thức c̣n mang tính chủ quan và chắc chắn không tránh khỏi sai sót. Tôi rất mong nhận được sự góp ư,chỉ bảo của các thầy cô và các bạn.

Chân thành cảm ơn.
Thỏi Nguyờn, thỏng 4 năm 2011
Sinh viên thực tậpdata:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAEAAAABAQMAAAAl21bKAAAAA1BMVEXh5PJm+yKVAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAApJREFUCNdjYAAAAAIAAeIhvDMAAAAASUVORK5CYII=" class="mceSmilieSprite mceSmilie7" alt=":p" title="Stick Out Tongue :p">han Thị Mơ[/i]





[B]PHẦN I :GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY[/B]
Nhà máy Cốc húa Thỏi Nguyên là đơn vị trực thuộc Công ty Gang thép Thỏi Nguyờn, trụ sở đặt tại đường Cách Mạng Tháng Tám- phường Cam Giá- thành phố Thỏi Nguyờn- tỉnh Thỏi Nguyờn.
Được thành lập ngày 6/9/1963 gồm 4 phân xưởng sản xuất và 10 pḥng ban chức năng với hơn 500 công nhân, chủ yếu là bộ đội xuất ngũ và thanh niên nông thôn. Đến nay trải qua gần 50 năm xây dựng và phát triển với những biến cố thăng trầm, nhà máy đă trở thành một đơn vị vững mạnh đạt nhiều thành tựu to lớn hũa cựng sự phát triển mạnh mẽ của đất nước.Nhà máy có nhiệm vụ chính là sản xuất cốc luyện kim cung cấp cho quá tŕnh luyện gang của công ty Gang Thép Thỏi Nguyờn. Ngoài ra nhà máy c̣n sản xuất các sản phẩm hóa học khác nhau từ khí cốc thu được sau luyện cốc như: naphtalen, antraxen, dầu pḥng mục, bitum, nhựa rải đường

[B]Cơ cấu tổ chức và kết cấu sản xuất giữa các bộ phận[/B]:
[B]Kết cấu sản xuất giữa các bộ phận:[/B]

[IMG]http://image.*************/docresources/295371_files/image001.gif


Cơ cấu tổ chức và nhân sự của nhà máy:















PHẦN II: QUY TR̀NH SẢN XUẤT CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY CỐC HOÁ THÁI NGUYÊN
Chương I: Giới thiệu khỏi quát về kĩ nghệ luyờn cốc

I. Ư nghĩa của kĩ nghệ luyện cốc
Trước đây quá tŕnh sản xuất của ḷ cao dùng than gỗ. Măi đến thế kỷ 18, than cốc đă thay thế cho than gỗ trong sản xuất gang của ḷ cao. Đến nay trên thế giới hầu hết sử dụng than cốc để sản xuất gang từ quặng sắt.
Than gỗ đắt và hiếm; Than đá (than mỡ) có nhiều và rẻ, mặt khác sản xuất của ḷ cao đ̣i hỏi loại nhiên liệu chịu đựng được điều kiện nhiệt độ, chịu va đập lớn và không bị vỡ vụn. Than gỗ đă không đáp ứng được yêu cầu này. V́ thế đă nẩy sinh vấn đề luyện một loại nhiên liệu bền nhiệt, bền va đập và đáp ứng các chỉ tiêu khác phục vụ cho sản xuất của ḷ cao. Việc luyện than đá (than mỡ) thành than cốc đạt được mục đích trên, v́ vậy công nghệ luyện cốc phát triển mạnh mẽ theo bước phát triển của ngành luyện gang. Đồng thời đem lại nhiều sản phẩm hoá học quư thu được qua quá tŕnh cốc hoá than.
Quá tŕnh cốc hoá than ta thu được: Than Cốc, dầu cốc và khí cốc. Chưng cất dầu cốc ta thu được các sản phẩm hoá học: Phờnol, Naphtalen, Kcylenol, antracen.v.v. Từ khí cốc ta thu được: Ben zen, Tụluen, NH[SUB]3[/SUB], khí than sạch.v.v.
Bởi vậy việc chế biến than thành than cốc và đồng thời thu hồi chế biến các sản phẩm hoá của quá tŕnh cốc hoỏ cú một ư nghĩa quan trọng về mặt kỹ thuật và phương diện phát triển kinh tế.

II. Nguyên liệu và các sản phẩm của quá tŕnh cốc hóa
1. Nguyên liệu
- Nguyên liệu ở ḷ cốc Thỏi Nguyờn được nhập về chủ yếu từ mỏ
than Phấn Mễ, than Colombia, ngoài ra c̣n nhập từ 1 số nơi khác như than Làng Cẩm, than Úc
- Than nguyên liệu nhập về được kiểm định phân tích các thành phần chỉ tiêu kĩ thuật như độ ẩm, độ tro, hàm lượng S, hàm lượng chất bốc, độ co, đô chảy dẻo đảm bảo đạt yêu cầu. Sau đó than được chế biến tại phân xưởng than trước khi đưa đi luyện cốc, nhằm đảm bảo các thông số kĩ thuật cần thiết.
2. Sản phẩm cốc hoá và ứng dụng
- Quá tŕnh cốc hoá là quá tŕnh đốt nóng than phối liệu ở nhiệt độ cao trong buồng lũ kớn, không có không khí tham gia. Kết quả của quá tŕnh cốc hoá ta thu được sản phẩm chính là cốc luyện cục rắn lại trong ḷ và các sản phẩm được tách ra từ quá tŕnh cốc hoá.
- Tỉ lệ thu hồi các sản phẩm trong quá tŕnh luyện cốc phụ thuộc vào chất lượng than phối liệu, với mỗi loại than phối liệu khác nhau th́ tỉ lệ thu hồi các sản phẩm cũng khác nhau.
- Than phối liệu dùng để luyện cốc thông thường cú cỏc chỉ tiêu, tính chất kỹ thuật sau:
A[SUP]C[/SUP]£12%, V[SUP]C[/SUP]= 20¸25%; S = 0,9¸1,2%; X=35¸40mm; Y=17mm
Trong điều kiện b́nh thường, với nhiệt độ nấu luyện như Nhà máy chúng ta, thành phần các sản phẩm thu hồi giao động như sau: (Tính theo % trọng lượng than cốc).
- Toàn cốc khô (73-78,5%).
- Dầu cốc (2,3-3,0%).
- Khí than phát sinh (sau khi đă làm sạch dầu cốc, NH[SUB]3[/SUB] .v.v .): 280-300m[SUP]3[/SUP].
- Ngoài ra c̣n ben zen, NH[SUB]3[/SUB], nước kết hợp v.v .
* Ứng dụng
a. Than Cốc: Là nhiên liệu quan trọng không thể thiếu được của ngành công nghiệp luyện kim, chủ yếu để luyện quặng sắt thành gang trong ḷ cao, ngoài ra than cốc được dùng trong các ḷ đúc, ḷ phát sinh, trong luyện kim mầu.v.v., than cốc cũn dựng dể sản xuất hồ điện cực, phân lân nung chẩy, sản xuất đất đốn.v.v .
b. Dầu cốc: Là một sản phẩm gồm trên 350 chất khác nhau, chúng thuộc nhiều loại Cacbuahyđrụ khác nhau. Hợp chất thơm trung tính, các hợp chất dị vũng phờnol và base. Đa số các chất có hàm lượng nhỏ, nờn khụng tách riêng biệt. Ở Nhà máy ta, dầu cốc được đem chưng tách để thu các sản phẩm có hàm lượng lớn và có giá trị cho nền kinh tế Quốc dân như: Nỏphtalen, antraxen, bi tum, dầu pḥng mục, nhựa đường. Các sản phẩm này được làm nguyên liệu trong thuốc nhuộm, làm hồ điện cực hay làm nhiên liệu.v.v .
c. Khí cốc nghịch: Dùng làm nhiên liệu đốt gia nhiệt ḷ cốc, sấy lũ thộp, ḷ cao, nung phụi thộp, đốt gia nhiệt nồi hơi, chưng dầu cốc.v.v .
Ngoài ra từ hỗn hợp khí cốc c̣n có thể thu được các sản phẩm hoá học như: Benzen, Tụluen, Xylen, phờnol, NH[SUB]3[/SUB], một số hợp chất dùng làm nguyên liệu sản xuất thuốc y dược, sản xuất phân bón sulphỏtanmụn (NH[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB]SO[SUB]4 [/SUB] .


III. Vai tṛ của than cốc luyện kim trong công nghiệp
Nguyên tắc chung của việc luyện gang là dùng Oxit carbon (CO) khử Oxit sắt trong ḷ cao, than cốc trong ḷ cao vừa cháy để cung cấp nhiệt nung quặng vừa thực hiện phản ứng hoàn nguyên quặng để tạo gang:
C + O[SUB]2[/SUB]= CO[SUB]2[/SUB] + Q[SUB]1.[/SUB]
CO[SUB]2[/SUB] + C= 2CO - Q[SUB]2.[/SUB]
Sau đó, CO khử Fe[SUB]2[/SUB]O[SUB]3[/SUB] Fe[SUB]3[/SUB]O[SUB]4 [/SUB]FeO Fe.
3Fe[SUB]2[/SUB]O[SUB]3[/SUB] + CO = 2Fe[SUB]3[/SUB]O[SUB]4[/SUB] + CO[SUB]2[/SUB] - Q[SUB]3.[/SUB]
Fe[SUB]3[/SUB]O[SUB]4[/SUB] + CO = 3FeO + CO[SUB]2[/SUB] - Q[SUB]4[/SUB]
FeO + CO = Fe + CO[SUB]2[/SUB] – Q[SUB]5[/SUB]
Các Oxit Mangan (MnO), Oxit silớc (Si[SUB]2[/SUB]O[SUB]3[/SUB]) trong gang cũng bị khử để tạo thành Mn và Si.
Hỗn hợp sắt với Mangan, Silớc, Carbon, Lưu huỳnh và Phốtpho tạo thành gang chảy lỏng trong ḷ. Phần tạp chất có trong quặng được chất trợ dung (đá vôi) khử tạo thành xỉ nổi trên mặt nước gang và được tháo ra ngoài.
Để luyện 1 tấn gang cần 0,74 - 0,8 tấn cốc. Thực tế ở ḷ cao gang thép Thái Nguyên tiêu hao cốc nhiều hơn. Như vậy, trong giá thành của một tấn gang th́ cốc chiếm khoảng 40% hoặc hơn nữa. Những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của ḷ cao phụ thuộc đáng kể vào tính chất cơ, lư của cốc. Như vậy, cốc có vai tṛ rất quan trọng để sản xuất gang ở ḷ cao đạt năng suất cao và chất lượng tốt.
Chương II. Công nghệ chuẩn bị nguyên liệu
luyện cốc
I. Lưu tŕnh công nghệ
1. Sơ đồ lưu tŕnh công nghệ

[TABLE="align: left"]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD="colspan: 3, align: left"][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD="align: left"][/TD]
[/TR]
[/TABLE]






































2. Thuyết minh sơ đồ
- Than đă tuyển sạch chở từ mỏ về đổ ở băi than, đổ đống riêng từng loại, dùng xe ủi đầm nén.
- Băi than có nhiệm vụ dự trữ và bảo quản than để sản xuất cốc. Lượng than dự trữ trên kho tuỳ thuộc vào khả năng cung cấp của nơi sản xuất than thông thường với lượng dự trữ 2¸3 tháng. Khi sản xuất, than được xe ủi đẩy từng loại vào hầm than. Hầm chứa than gồm 12 phễu chứa riêng biệt (dung tích 1 phễu là 70m[SUP]3[/SUP]). Trên miệng hầm có sàn lưới thép 150x150mm.
- Than từ phễu chứa rót xuống băng tải 1 đưa xuống băng tải 2, qua băng tải 3 vào các phễu chứa ở kho pha trộn. Ở kho trộn có 5 phễu chứa, dung tích 1 phễu là 150m[SUP]3[/SUP]. Dưới mỗi phễu có 1 mâm trộn để điều chỉnh lượng than xuống băng tải 4 theo tỷ lệ phối liệu quy định. Từ băng tải 4, than được đưa vào máy nghiền kỹ (kiểu búa). Trước khi vào máy nghiền kỹ than được qua 1 nam châm điện từ để hút sắt, thép lẫn trong phối liệu.
- Máy nghiền kỹ có nhiệm vụ vừa nghiền vừa trộn phối liệu than. Yêu cầu than ra khỏi máy nghiền kỹ có cỡ hạt từ 0- 3mm theo yêu cầu kỹ thuật, thông thường cỡ hạt này chiếm 87% ±1. Sau đó than phối liệu được băng tải 5 và băng tải 6 đưa lên tháp than. Tháp than có thể chứa được » 800 tấn than phối liệu.
II. Các thông số kĩ thuật của phối liệu than luyện cốc
- Để sản xuất cốc luyện kim đạt yêu cầu chất lượng cần có phối liệu than đảm bảo các thông số kỹ thuật sau đây:
1) Độ ẩm: W[SUP]P[/SUP] = 7- 10%, tốt nhất = 8%
2) Hàm lượng lưu huỳnh: S = 0,941,2%, càng thấp càng tốt.
3) Độ tro: A[SUP]C[/SUP] £ 10% (càng nhỏ càng tốt).
4) Hàm lượng chất bốc (V[SUP]C[/SUP]): V[SUP]C [/SUP]=22,3%, tốt nhất =25%.
5) Cỡ hạt than từ 0 - 3mm cho phép : 87% ±1
6) Độ co: X= 35 - 40 mm
7) Độ cốc hoá( độ chảy dẻo): Y= 10 – 20 mm
III. Sự biến chất của than khi bị oxi hoá
- Quá tŕnh ụxy hoỏ than là quá tŕnh tự ụxy hoỏ xảy ra dưới tác dụng của ụxy cú trong không khí và một số điều kiện tự nhiên khác như: Mưa phùn, sấm sét, kích thước hạt v.v.
- Kết quả của quá tŕnh tự ụxy hoỏ làm thay đổi tính chất hoá học và vật lư của than như:
+ Than khi tự ụxy hoỏ thỡ tính chất vật lư thay đổi, thành phần hoá học của than cũng bị thay đổi. Hàm lượng C giảm, H[SUB]2[/SUB] và O[SUB]2[/SUB] tăng.
+ Chất bốc tăng đối với than có độ biến tính cao và giảm đối với than có độ biến tính thấp.
+ Nhiệt trị và khả năng kết dính giảm, ẩm nội tăng.
+ Nhiệt độ tự bốc cháy (nhiệt độ bùng cháy) giảm rơ rệt.
Nhiệt độ bùng cháy của một số loại than:
Than nâu: 150 – 160[SUP]O[/SUP]C
Than lửa dài và than khí: 170 - 190[SUP]O[/SUP]C
Than gầy: 190 - 210[SUP]O[/SUP]C
Antraxit: > 220[SUP]O[/SUP]C
+ Hiệu suất nhựa của quá tŕnh bán cốc sẽ giảm, độ tro của than tăng. Độ bền cơ giảm nếu sự ô xy hoỏ sơu.
Tóm lại: Khi than tự ô xy hoá mọi tính chất của than đều thay đổi, đặc biệt giảm khả năng kết cốc. V́ vậy cần phải bảo quản để pḥng và chống ô xy hoá than là rất quan trọng.
* Các phương pháp bảo quản than tránh tự ô xy hoá:
+ Phương pháp cơ lư:
a) Bảo quản kín: Để than ở trong các boong ke đặc biệt hoặc ngâm dưới nước.
b) Bảo quản nửa kín: Bảo quản ở kho có mái che, đầm nén, đánh đống.
c) Bảo quản hở: Bảo quản than cú dựng chế độ thông gió, bảo quản cú dựng cỏc tác nhân hoá học làm ức chế quá tŕnh ô xy hoá.
+ Phương pháp hoá học:
Nguyên tắc của phương pháp này là dựng cỏc chất hoá học để ngăn ngừa quá tŕnh tự oxy hoá than. Những chất được dùng vào mục đích đó gọi là chất ức chế hoá học – Một số chất ức chế thường dùng là: Na[SUB]2[/SUB]CO[SUB]3[/SUB], CaCl[SUB]2[/SUB], Ca(OH)[SUB]2[/SUB], Ca(HCO[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB], NH[SUB]4[/SUB]OH v.v .
Cơ chế của phương pháp dùng chất ức chế hoá học: (Giả sử chất ức chế ta dùng là Ca(HCO[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB] .
2R COOH + Ca(HCO[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB] (R COO)[SUB]2[/SUB]Ca + CO[SUB]2[/SUB] +H[SUB]2[/SUB]O
Trong đó: R COOH là gốc có trong than
Thực chất phản ứng trên xẩy ra như sau:
Ca(HCO[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB] CaCO[SUB]3[/SUB] + CO[SUB]2[/SUB] + H[SUB]2[/SUB]O