پروژه کارآموزی مهندسی شیمی

بخشی از مقاله

مقدمه:
مجتمع پتروشیمی خراسان واقع در 17km شهرستان بجنورد ,دارای مساحت کل 200 هکتار که محوطه های صنعتی آن 30هکتار, محوطه های غیر صنعتی 82هکتار و فضای سبز آن 110 هکتار می باشد.
این مجتمع در اردیبهشت ماه 1371فعالیت های اصلی خود را شروع کرد. کارهای ساختمانی در تیرماه 1372 و عملیات نصب در تیرماه 1373 آغاز گردبد. شروع واحدهای آب و نیروگاه در بهمن 1374 و شروع بهره برداری در خردادماه 1375 بود.

خوراک این مجتمع 70000m^3/hr گاز طبیعی 850m^3/hr آب خام طراحی (450m^3/hr آب واقعی) می باشد.
در این مجتمع سیستم های کنترل و ابزار دقیق از نوع پیشرفته D.C.S استفاده شده است.

محصولات مجتمع:
آمونیاک:330000تن در سال (1000 تن در روز)
اوره:طراحی 495000تن در سال (1500تن در روز) و واقعی 1700تن در روز
کریستال ملامین:2000تن در سال (60تن در روز)
ظرفیت تولید برق:3×8مگاوات بعلاوه یک مگاوات ژنراتور اضطراری و 2.8مگاوات قابل استفاده از شبکه سراسری برق کشور.
ظرفیت تولید بخار:3×70تن در ساعت با فشار متوسط 40بار.
ظرفیت تولید ازت:60کیلوگرم در ساعت ازت مایع و 250 متر مکعب در ساعت به صورت گازی.
ظرفیت تصفیه آب:850متر مکعب در ساعت.
ظرفیت تولید آب بدون املاح:600متر مکعب در ساعت.
ظرفیت تولید هوای فشرده:2×1700متر مکعب در ساعت.
ظرفیت واحد کیسه گیری:210تن در ساعت.

ظرفیت ذخیره محصول اوره:70000تن.

ظرفیت ذخیره آمونیاک:2×10000تن.
ظرفیت ذخیره آب مصرفی:50000متر مکعب در ساعت.

برج های خنک کننده آب:17000متر مکعب در ساعت.
ظرفیت ذخیره محصول ملامین:2000تن.

محل مجتمع:بجنورد-کیلومتر 17 جاده مشهد
مساحت:200هکتار
سال تاسیس:1371
مالکیت:شرکت ملی صنایع پتروشیمی

کاربردهای اصلی محصولات:
آمونیاک:تولید کودهای شیمیایی بع عنوان سیال مبرد در سیکل های ترکیبی
اوره:کودهای شیمیایی-رزین های اوره فرم آلدئید و ملامین
ملامین:تولید رزین ها

گواهینامه های استاندارد دریافتی:

ایزو 9001 ویرایش 2000
ایزو 14001 ویرایش 2004
OHSAS 18001
دریافت گواهینامه تعهد به تعالی سازمان
نمودار تولید:

اوره پریل گازدی اکسید کربن گاز طبیعی
آمونیاک
گازهای برگشتی محلول اوره
ملامین

واحد تصفیه آب:بی به کیفیت مناسب آب برای سیستم های جبرانی (make up) خنک کننده ها و آب ورودی به بویلر و سیستم های آب آتشنشانی و آب سرویس در نظر گرفته شده است.
سیستم تصفیه آب شامل 4 واحد یا سیستم می باشد که عبارتند از:
الف)واحد تصفیه آب خام
ب)واحد اسمز معکوس
ج)واحد تصفیه کندانس
د)سیستم آب آشامیدنی

الف)واحد تصفیه آب خام:
آب خام مجتمع توسط رودخانه و 8 فقره چاه که در اطراف پتروشیمی حفر شده اند,تامین می شود(در 6 ماه اول سال(بهار و تابستان) که آب رودخانه برای مصارف کشاورزی استفاده می شود آب از چاهها و در 6ماه بعد از رودخانه تامین می شود).
مراحل تصفیه طی دو مرحله انجام می شود:

1-تصفیه فیزیکی:درکلاریفایر و فیلترهای شنی
2-تصفیه شیمیایی:در سیستم های R.O ,کربن اکتیوها و میکسبدها
واحد تصفیه آب خام شامل اجزای زیر است:
-کلاریفایر
-سمپ لجن و پمپ های انتقال لجن
-واحد تزریق مواد منعقد کننده
-سیستم تزریق پلیمر
-فیلترهای شنی ودمنده های مربوطبه آن
-سمپ آب شستشویمعکوس و پمپ های آب برگشتی
سمپ آب فیلتر شده و پمپهای مربوط به آن

کلاریفایر:
شمای طراحی کلاریفایر از سه منطقه ضروری برای شفاف سازی مناسب برخوردار است:
-منطقه اختلاط سریع :در قسمت مرکزی کلاریفایر که در آن آب خام و رسوب های برگشتی و مواد شیمیایی ورودی به سرعت باهم مخلوطمی شوند.
-منطقه اختلاط آرام:عملاختلاط آهسته امکان تشکیل Floc را فراهم می

سازدو ذرات Floc را در تماس نزدیک با ناخالصی های معلق قرار می دهد.

-منطقه ته نشینی یا شفاف سازی بیرونی:در آن جریان رو به بالای آب تا اندازه ای کاهش یافته و اجازه ته نشینی رسوب را می دهد.
اجزای اصلی آن عبارتند از:

-مخزنی افقی دارای قطر 29 متر و ارتفاع 5 مترو کف شیبدار که در مرکز آن حلقه جمع آوری لجن قرار گرفته است.
-Centrepost :که نگهدارنده محرک اصلی واحد و نیز نگهدارنده درایو مربوط به آن می باشد.
-Draft tube :در مرکز قرار دارد که در بر گیرنده یک پره چرخان (Recirculator Im

peller) می باشد.
-Detention Shell : واسطه ای است برای جداسازی منطقه اختلاط از منطقه ته نشینی بیرونی.
-کلکتورهایی که در آب به صورت شعاعی غوطه ور می باشند و جمع آوری یکنواخت آب شفاف را از منطقه Settling بر عهده دارند و آب را به سمت مجرای جمع آوری که در قسمت فوقانی Detention Shell قرار دارد هدایت می کنند.
-لوله های ورودی و خرجی به ترتیب آب خام تصفیه نشده را به Draft tube و آب شفاف را از مجرای جمع آوری به فیلترهای شنی انتقال می دهد.
مکانیسم Scraper لجن به این صورت می باشد که به آرامی می چرخد و لجن ته نشین شده را از کف واحد به سمت حلقه جمع آوری لجن انتقال می دهد.
واحد معرف کلاریفایر هیدرولیک می باشد.سیتم هیدرولیک شامل مخزن و دو پمپ هیدرولیک می باشد.واحد محرک , کنترل دقیق بر رویدور دستگاه در محدوده مشخص ذیل دارد:
برای Recirculator 1.7-12rp
برای Scraper 0.013-0.67 rpm

در ابتدا آب خام از مخزن (Reservoir) که در ارتفاعات شمال شرقی مجتمعقرار دارد با توجه به اختلاف سطحی که بین استخر و کلاریفایر وجود دارد از طریق یک خط انتقال زیرزمینی وترد کلاریفایر می شود.
به لاین ورودی به کلاریفایر کلر (برای از بین بردن میکرو ارگاسم ها) و کلرید فریک (Fe〖cl〗_3) برای ته نشینی ذرات باردار کلوئیدی تزریق می شود.

آب شستشوی معکوس کثیف که حاصل تمیزکاری فیلترهای شنی می باشد به کلا

ریفایر برگندانده می شود که میزان آن از 10% جریان ورودی آب خام به کلاریفایر نباید تجاوز کند.
لجن به صورت ناپیوسته از کلاریفایر تخلیه می شود.بدین ترتیب که از حلقه جمع کننده مرکزی درون کلاریفایر به سمپ لجن در بیرونانتقال می یابد.
طراحی کلاریفایر براساس 850 m^3/hr کار می کند.
سمپ لجن و پمپ های مربوط به آن:

حوضچه لجن دارای ظرفیتm^3/hr 70 می باشد و قسمتی از آن به صورت زیر

زمینی است.دو پمپ انتقال لجن با ظرفیت 115 m^3/hr به صورت عمودی در سمپ غوطه ورمیباشد.حوضچه همچنین دارای یک لاین اصلی هوا با منافذ متعدد می باشد که به منظور همزدن محتویات داخل حوضچه طراحی و نصب گردیده است.
واحد تزریق کلر:
علت استفاده از کلر از بین بردن و یا غیر فعال نمودن میکرو ارگانیسم های موجوددر آب از جمله باکتریها , جلبکها و ... می باشد.فاکتورهای موثر روی عملکرد کلر عبارتند از کیفیت آب,کدریت مواد آلی,دما و PH آب.مثلا مواد آلی بل چسبیدن به سطح می توتنند باعث کاهش تاثیر ماده ضدعفونی کننده شوند,همچنین در PH کمتر از 7 کلر کارآیی موثرتری دارد.
برای سیستم تزریق کلر مجتمع از دو اتاق جداگانه استفاده شده است.جهت ایمنی کار ورودبه آنها از بیرون میسر میباشد.در اتاق,کلر تحت شرایط نرمال از واحد کلریناتور بوسیله خلآیی که آب عبوری در اجکتور ایجاد میکند به داخل آب کشش میگردد.میزان تزریق کلر توسط یک تنظیم کننده که هم به صورت دستی و هم به صورت خودکار قابل کنترل می باشد تنظیم می شود.

اتاق ذخیره سازی کلر در بر گیرنده تمام دستگاههای تحت فشار می باشد که مستعد برای نشت کلر می باشند,به همین خاطر با توجه به سنگینیکلز نسبت به هوافن های مکش برای تهویه در حالت نرمال و اضطراری که در اثر نشت کلر روی می دهد از سطحی نزدیک زمین عملکشش انجام می شود.
سیستم تزریق ماده منعقد کننده:
کلرور فریک یک منعقد کننده معدنی می باشد که قبل از کلاریفایر به لاین تزریق می شود.
علل استفتده از کلروفریک عبارتند از:

1-ایجاد لخته های با دانسیته بیشتر نسبت به دیگر منعقد کننده های معدنی
2-موثربودن در آب سرد
3-وسیع بودن محدوده PH (11- 4)

4-قیمت مناسب در بازار جهانی نسبت به دیگرمنعقد کننده ها
5-قدرت انعقادسازی بالا

واکنش هایی که انجام می شود:
Fe〖Cl〗_3+3Ca〖(HCO_3)〗_2 →2Fe〖(OH)〗_2+3Ca〖Cl〗_2+6CO_2
2Fe〖Cl〗_3+3Ca〖(OH)〗_2 →2Fe〖(OH)〗_3+3Ca〖Cl〗_2
وجودکاتیون هایی مانند 〖Fe〗^(2+) و 〖Fe〗^(3+) باعث جذب ذرات ریز معلق در آبها که دارای بار منفی می باشند و یکدیگررا دفع ی کنند, می شود و عمل خنثی سازی با استفاده از یون های ساده و یا کمپلکس های هیدراته باردار قوی انجام می گیرد.با توجه به غیر محلول بودن Fe〖(OH)〗_2 و Fe〖(OH)〗_3 هنگام رسوب نمودن , سایر ذرات را با خود ته نشین می نماید.
سیستم تزریق کلروفریک مجتمع شامل :
-یک مخزن ذخیره 20 m^3
-دو پمپتزریق با ظرفیت 100%
-درام قابل حمل که بر رویپمپعمل می کند
این سیستم برای میزان ثابتی از آب مورد نظر طراحی شده است.
از اشکالات عمده منعقد کننده های معدنی, تولید حجم زیاد لجن است که به راحتی آبخودرا از دست نمیدهندو ایجاد اشکال می کنند.از عوامل مهم و موثر در انعقاد میتوتن وجودمواد آلی در آب و مقدار و نوع مواد جامدی که در آب وجود دارند و دمای آب و PH را نام برد.
سیستم تزریق پلیمر:
معمولا پساز منعقد کننده اولیه , یک منعقد کننده پلیمری اضافه می شودتا باعث تخلیه شدن فلوک ها شده و از مصرف مقادیر زیاد مواد منعقد کننده صرفه جویی شود.کمکمنعقد کننده ها حدPH را که منعقد کننده با نتیجه خوب عملمی کند را افزایش می دهد و همچنین از حجم لجن های تولید شده می کاهد.

اساسا پلیمر فلوک های کوچک را به صورت پلی به هم وصل کرده و ذرات درشت تری را به وجودمیآورد که سریعا ته مشین می شود.باید در نظر داشت که اگر بخواهیم از پلیمر به تنهایی برای انعقاد سزی استفاده کنیم پلیمر باید از نوع کاتیونی باشد , زیرا اغلب ذرات کلوئیدی موجود در آب دارای بار منفی هستند و اگر از منعقد کننده های معدنیمانند کلروفریک استفاده می کنیم , در آن صورت پلیمر های آنیونی ترجیح دارد.پلیمرهایی با وزن مولکولی بیشتر یا به عبارتی طل زنجیر بزرگ تر مواد معلق را به طورموثر به هم متصل میکند.
کم یا زیاد مصرف کردن هر یک از مواد شیمیایی و نامناسب سرعت اختلاط , انعقاد و لخته س

ازی و ته نشینی را در کلاریفایر با مشکل روبرو خواهد کرد.

سیستم تزریق پلیمر در مجتمع شامل اجزای زیر می باشد:
-دو مخزن ذخیره سازی و آماده سازی که به هوپر های بارگیری پلیمرخشک و خنک کننده ها مجهز می باشند. ظرفیت هریک از مخازن 5 m^3 می باشد.
-دو پمپ تزریق با ظرفیت 100%

فیلتر های شنی:
فیلتراسیون یا صاف کردن یک روشفیزیکی برای حذف ذرات معلق در هر مایع از جمله آب است.این ذرات معلق می توانند گل , رنگ , مواد آلی , پلانکتون ها , باکتری ها و ذرات حاصل از خوردگی باشند.فیلتر ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد:

1-فیلتر های سطحی: عملجدا شدن ذرات معلق از مایع در عمق بسترکم انجام می شود.مثلا کاغذ صافی یا فیلتر های کیسه ای.
2-فیلتر های عمقی: عمل جدا شدن زرات معلق از مایع در اعماق بستر انجام می شود , مثلفیلتر های ثقلی یا فیلتر های فشاری.
در فیلتر های غمقی آب دارای ذرات معلق را از بستری از ذرات یک ماده که میتوتند شن یا ذغال انتراسیت باشد عبورمی دهند. در اثرعبورآب از خلل و فرج بین این ذرات مواد معلقآبگیر کرده و آب تقریبا عاری از مواد معلق به دست میآید. جمع شدن مواد معلق در خلل و فرج صافی باعث افزایش افت فشار میگردد که اگر این افت فشار از حد معینی تجاوزنماید باید فیلتر را شستشو داد.
فیلترهایی که در این مجتمع استفاده می شوند از نوع فیلتر های ثقلی شنیاست.بدنه فیلتر ها یک مجموعه پنج قسمتی از جنس بتن میباشد که ابعاد هریک عبارتند از:
عمق 3.7 m × عرض 3 m × طول 9 m

ذرات داخل بستر ذرات شن با قطر 0.6µm ,0.8,1 هستند.
دلیل استفاده از ذرات با قطر مختلف در بستر های شنی این است که پس از هر بک واش ذرات بازرگ تر در ته مخزن جمع شده و مانع خارج شدن ذرات ریزتر از ته بسترمی شود.
هریک از فیلتر ها در بر گیرنده توزیع کننده از جنس بتن می باشد که آب را در تمام طول فیلتر توزیع می کند.
ته فیلترشامل لجن گیرهای نگهدارنده شن می باشد که به منظور جمع آوری یکنواخت آب درخلال سرویس دهی و توزیع یکنواخت هوا و آب بک واش در خلال مرحله تمیز کاری

در نظر گرفته شده است.
فضای خالی در قسمت زیرین کففیلتر طراحی شده است که بهمنظور اطمینان از توزیع و یا جمع آوری یکنواخت آب در لجن گیرها می باشد.
آب از کلاریفایر در اثر ثقل به سمتفیلترجریان می یابد و وارد مجرای بتنی روباز میگردد. مجرای ورودی دارایپنج دریچه میباشد که جریان آب را به طور مساوی بین فیلترها توزیع میکند. m^3/hr می باشد.
آب در داخل هر فیلتر جریان یافته و پساز عبوراز بستر شنی وارد قسمتزیرین کف فیلتر می شود.
در مرحله بعد آباز ولو خروجی فیلتر به سمت حوضچه آب فیلترشده جریان مییابد.آب در فیلتر در سطح ثابتی توسطکنترل ولو خروجی تنظیم می شود.
هنگامی که بستر فیلتر کثیف می شود افت فشار در بستر افزایش می یابد کهدر این صورت کنترل ولو آب خروجی از فیلتر باید بیشتر باز شودتا سطح ثابتی از آب در فیلتر نگهداری شود.
فیلترها احتیاج به تمیزکاری و شستشو دارند. مرحله تمیزکاری بوسیله هریک از موارد زیر شروع میگردد.
(a مرحله تمیزکاری پس از افت فشار زیاد در هر بستر فیلتر به طور اتوماتیک شروع می گردد (اگرارتفاع به 70% حداکثر ارتفاع برسد ).
بک واش به صورت دستی یا اتوماتیک ( اگرارتفاع به 70% حداکثر ارتفاع برسد یا هر 24 ساعت ) انجام می شود.
(b مرحله تمیزکاری پس از فواصلزمانی ثابت (هر 24 ساعت ) به طوراتوماتیک شروع می گردد.
(c مرحله تمیزکاری به طور دستی توسط اپراطور شروع میگردد.
مراحل شستشو عبارتند از :

-فیلتر مورد نظر از سرویس خارج می گردد.

-فیلتر تا زمانی که سطح آب تقریبا به 20 cm بالای بستر شنی برسد از آب تخلیه می گزدد.
-تمیزکاری بستر با عبور یک مخلوط آب و هوادر مسیر پایین به بالا انجام می گیرد.
مزیت شستشو با آب و هوا این است که حجم آب دور ریز کاهش می یابد و میزان آن در مقایسه کمتر از حالتی است که شستشو فقط با آب انجام می پذیردو نیز استفاده از هوا باعث اختلاط می شود.
-خارج نمودن هوای محبوس در بستر با ورود آب به تنهایی انجام می پذیرد.
-در ادامه مرحله کوتاه ته نشینی در نظر گرفته شده است.

-فیلترمجددا پر می شود.
-فیلتر در سرویس قرار می گیرد.
هوای ورودی برای تمیزکاری فیلتر توسط دو دمنده تامین می شود.
آب ورودی برای تمیزکاری فیلتر از خروجی پمپ های آب فیلتر شده با ظرفیت 50% تامین می شود.
در خلال مرحله تمیزکاری قیلتر آب شستشوی معکوس کثیف که شامل مواد معلق می باشد از ذرات شن جدا می گردد و از طریق کانال جمع آوری آب بک واش تخلیه می گردد.
سمپآب شستشوی معکوس و پمپ های مربوط به آن:
سمپ آب شستشوی معکوس دارای یک بدنه بتنی 150 m^3 می باشد که در زیر فیلترها قرار گرفته است.
این حوضچه شامل دو پمپ آب برگشتی شستشویمعکوس با ظرفیت 40 m^3 می باشد. این پمپ ها به منظور برگشت آب شستشو به ورودی کلاریفایر عملمی کند.میزان آب برگشتی متناسب با آب خام ورودی تنظیم می شود.
سمپ آب فیلتر شده و پمپهای مربوط به آن :

این حوضچه نیز دارای بدنه بتنی می باشد. این سمپ در بر گیرنده سه پمپ 50% با ظرفیت هر کدام 450 m^3/hr می باشد. این پمپ ها وظایف زیر را بر عهده دارند:
-انتقال آب فیلتر شده از حوضچه به مخزن TK_01 کهدر خارج از واحدآب قرار دارد.
-تامین آب مورد نیاز برای تمیزکاری فیلترهای شنی.
-تامین خدمات لازم برای قسمت های مختلف کارخانه که عبارتند از:
-تامین آب فیلتر شده برای سیستم های تصفیه مقدماتی سیستم و تزریق مواد شیمیایی به واحد اسمز معکوس.
-تامین آب خنک کننده برای سیستم محرک هیدرولیک.

واحد اسمز معکوس ( R.O PLAN ) :
اگر یک غشاء نیمه تراوا بین دو محلول با غلظت متفاوت قرار گیرد مقدتری از حلال از یک طرف غشا به طرف دیگر غشا منتقل می شود. جهت حکتحلال به گونه ای است که محلول غلیظ تر را رقیق نماید. به این پدیده اسمز معکوس میگویند. اگر به سیستم اجازه داده شودتا به تعادل برسد در آن صورت سطح محلول غلیظ تر بالاتر از سطح محلول رقیق تر خواهد شد. این اختلاف سطح در دو طرف غشا را فشار اسمزی می گویند.این فشار به غلظت, دما و نوع ناخالصی بستگیدارد.

حال اگر به قسمت شامل محلولغلیظ تر فشاری بیشتر از فشار اسمزی وارد نماییم باعث حرکت محلولاز قسمت غلیظ تر به رقیق تر می گردد. به این فرآینداسمز معکوسمی گویند که عامل جداسازی , فشار مکانیکی است.
اسمز معکوسفرآیندی است فیزیکی که می توان بدین طریق از محلولی به کمک یک غشا نیمه تراوا , حلال تقریبا خالص تهیه کرد. به عنوان مثال به کمک این روش می توان از آب شور آب آشامیدنی تهیه کرد.

اسمز معکوس توانایی جداسازی تا 99% مواد معدنی و نیز 97% مواد آلی و کلوییدی آب را دارا می باشد. اسمز معکوس یک قسمت اساسی تصفیه آب برای مصارف صنایع مختلف نظیر تولید برق و پزشکی و ... می باشد.

غشا اسمز معکوس را نیمه تراوا می نامند چون غشا همچون یک فیلتر عمل می کند به گونه ای که مولکول های حلال از آن عبور کرده ولی مولکول های ناخالصی قادر به عبور از غشا نیستند. بنابراین غشا برای مولکول های ناخالصی نانراوامی باشد. اندازه گروه های یونی عامل مهمی در نفوذ یون در غشا با توجه به فضای بین قطعات پلیمری می باشد.

در تصفیه آب به روش اسمز معکوس غشا به میزان زیاد جذب کننده است و آب جذب شده به ساختمان آن می تواند با انتهای پلیمری غشا پیوند ایجاد کند. این خصوصیت به آب توانایی می دهد که به راحتی به ساختار پلیمری غشا نفوذ کرده و از آن عبور نماید. در اسمز معکوس جریان بخار آب ورودی به یک جریان خالص و یک جریان غلیظ تر تبدیل می شود که به دلیل پدیده اسمز معکوس همواره این جریان غلیظ تر باید وجود داشته باشد.معمولا مقدار این جریان با توجه به حلالیت نمک ها و یا فشار اسمز تایین می شود. با وجود عبور آب از غشا نیمه تراوا همواره مقدار معینی از نمک ها نیز از این غشا عبور می نماید. جریان آب محصول تابعی از فشار ورودی می باشد.

غشاهای مورد استفاده در سیستم R.O انواع مختلفی دارند. دو نوع بسیار معمول آن ها غشا سلولز استات و پلی آمید می باشد, که هر دو پلیمری می باشند. غشا مناسب برای اسمز معکوس باید خصوصیات خاصی داشته باشد. مثلا در برابر حمله مواد شیمیایی یا بیولوژیکی مقاوم بوده و قدرت تحمل فشار اعمال شده را داشته باشد و از همه مهمتر در برابر تغییرات PH مقاوم باشد. محدوده PH برای غشا پلی آمید 2-10 می باشد.
غشا مورد استفاده در سیستم های اینجا از نوع پلی آمید می باشد و آرایش آن از نوع حلزونی است. پلی آمید غشایی است که به دلیل شار محصول بالا به نحوی فزاینده ای رو به رشد است. پلی آمید دارای ساختمان شیمیایی آروماتیکی خطی است.
واحد اسمز معکوس در این مجتمع دارای اجزای اصلی زیر است:
-فیلترهای اکتیو کربن
-پمپهای فشار ضعیف R.O
-مبدل حرارتی آب تغذیه
-فیلترهای کارتریج R.O
-پمپ های فشار قوی R.O

-مدول های R.O
-دگازور آب تصفیه
-سیستم تزریق اسید ( اسید سولفوریک )
-سیستم تزریق SHMP
-سیستم تمیزکاری R.O

فیلترهای کربن اکتیو:
فیلتر کردن توسط کربن فعال شده در حذف مواد آلی معلق و محلول و نیز جدا کردن کلراین و کلرآمین بکار می رود. این نوعکربن می تواند کمک زیادی در کاهش غلظت آلودگی ها داشته باشد و نیز در عین حال می تواند یکی از عوامل بزرگ آلودگی باشد.
مواد کربن دار با استفاده از بخار و درجه حرارت بالا فعال شده اند. در فرآیند فعال سازی , مواد غیر کربنی حذف می شوند و نتیجه این کار خلل و فرج بالای ذرات کربن است. منافذ قابلیت جذب مواد آلی و نیز مواد آلی با پایه کربنی را دارا هستند. این جذب توسط نیروهای واندروالس صورت می گیرد.
استفاده از کربن فعال جهت جدا کردن جامدات معلق با غلضت زیاد و چربی های موجود , موجب نیاز به شستشوی معکوس متناوب بستر می شود که زمان شستشو به افت فشار در طول فیلتر وابسته است.

در این واحد دو بار از فیلتر کربن استفاده می شود. یک سری از آنها قبل از سیستم R.O به منظور پیش تصفیه آب ورودی به R.O و سری دیگر قبل از درام های رزین های یونی در ورودی آب های کندانس.
قبل از این فیلترها در لاین ورودی بی سولفیت سدیم به منظور حذف کلر آزاد به منظور جلوگیری از آسیب به غشای R.O تزریق می شود.
توضیحات بیشتر در مورد این فیلترها در قسمت تصفیه کند

انس آمده است.

پمپ های تغذیه فشار پایین R.O :
سیستم اسمز معکوس با آب فیلتر شده توسط چهار پمپ فشار پایین (LP) با ظرفیت هر یک 250 m^3/hr در نظر گرفته شده است که هر یک به منظورتامین نیازهای یک مدول از واحد R.O در نظر گرفته شده است.
استارت یا توقف هر یک از پمپ های مذکور همزمان با هر کدام از پمپ های فشار قوی (HP) واحد R.O صورت می پذیرد.
هریک از پمپ ها مجهز به یک ولو اتوماتیک برگشت جریان می باشد ک هترکیبی از نوع check/recycle می باشد.

مبدل حرارتی آب تغذیه R.O :

دمای آب از عوامل مهم در نرخ جریان محصول آب R.O است. بنابراین برای گرم کردن آب از یک مبدل حرارتی استفاده می شود.
آب فیلتر شده در یک درجه حرارتی کهبین 5 تا 30 درجه سانتی گراد متغیر می باشد , وارد واحدتصفیه آب می گردد.مبدل حرارتی از نوع “Plat type” می باشد که به منظور گرم کردن 733 m^3/hr آب تا درجه حرارت حداقل 16 درجه سانتی گراد با استفاده از آ

ب گرم کولینگ برگشتی (30 ̊C) در نظر گرفته شده است.
واحد اسمز معکوس با در نظر گرفتن آب تغذیه که کمتر از 16 ̊C نمی باشد برای دستیابی به عملکرد لازم طراحی شده است.
دمای آب خروجی با کنترل دستی (MANUALLY) ولوهای مسیر بای پاس و خروجی تنظیم می گردد. تنظیم لحظه ای فقط در صورتی که تغییرات کلی یا فصلی در درجه حرارت آب تغذیه روی دهد مورد نیاز می باشد و عملکرد مبدل حرارتی با توجه به استفاده از آب خنک کننده برگشتی (30 ̊C) محدود می شود. مبدل حرارتی را می توان در فصل تابستان با استفاده از مسیر بای پاس از سرویس خارج نمود.

فیلترهای CARTRIDGE واحد R.O :
جهت محافظت از المنتهای غشا در برابر گرفتگیتوسط ذرات بزرگ معمولا نیاز به فیلترهایی با اندازه مناسب دارند که اندازه اسمی منافذ آن ها بین 5 تا 25 میکرومتر است. این فیلترها در بالادست پمپ های فشار قوی R.O نصب می گردند تا پمپ و المنتهای غشا را در مقابل ذرات ریز محافظت کنند. همچنین این فیلترها قادر به حذف جامدات معلق که موجب گرفتگیغشا می شوند , هستند. اکثر سیستم های بزرگ R.O از این فیلترها در بالادست استفاده می کنند. این فیلترها دارای حداقل سطح مقطع هستند.
در اینجا آب فیلتر شده پس از مبدل حرارتی به سوی فیلترهای کارتریج جریان می یابد.
فیلترهای مذکور مجهز به ذرات 5 میکرونی مصرف شدنی (غیر قابل احیا) می باشندکه به منظور حفاظت المان های پایین دست R.O در مقابل خرابی ناگهانیناشی از رسوب

ذرات ریز طراحی شده

اند. Piping بالادست فیلترها مجهز به محل های تزریق مواد شیمیایی (اسید سولفوریک , هگزا متا فسفات سدیم) می باشد. یک مخلوط کننده به منظور اطمینان از یکنواخت شدن آب قبل از ورود به مدول ها طراحی شده است. جنس Piping به کار رفته در محل تزریق مواد شیمیایی از کربن استیل به فولاد ضد زنگ (Stainless) تغییر مییابد. فیلترهای کارتریج به یک پلات فرم مجهز شده است که برای تعمیرات و برداشتن هد فوقانی فیلترها(در خلال عملیات بیرون آوردن المان های فیلتر) مفید واقع می گردد.

پمپ های فشار بالای واحد (HIGH PRESSURE PUMPS)R.O :

چهار پمپ تقویت کننده (Booster) فشار قوی در واحد R.O موجودمی باشد که همگی از نوع سانتریفیوژ (عمودی) و مطابق با API610 می باشند. ظرفیت هریک از پمپ ها 250 m^3/hr می باشد. پمپ های مذکور فشار آب تغذیه را برای عملیات مناسب مدول های R.O به میزان مورد نیاز تقریبی 20 Kg/〖cm〗^2 (در شرایط طراحی) تامین می کند.
به محض اینکه هریک از مدول های R.O در سرویس قرار گیرد یا از سرویس خارج شود.پمپ های مذکور نیز از سرویس خارج یا در سرویس قرار می گیرند.

مدول های R.O :
چهار مدول R.O هریک دارای ظرفیت ورودی 244.3 m^3/hr می باشند و خروجی از مدول 183.3 m^3/hr (در شرایط طراحی) می باشد و ظرفیت طراحی واحد 550 m^3/hr (جریان خالص خروجی) می باشد که با در سرویس قرار گرفتن سه مدول امکان پذیر می گردد.هریک از مدول های R.O شامل 25 تیوب در مرحله اول و 13 تیوب در مرحله دوم می باشد. دو مرحله به طور سری قرار دارند (آب دفع شده از مرحله اول کهبه عنوان آب تغذیه مرحله دوم واقع می گردد).
توزیع جریان در هر مدول از قرار زیر است:
-مرحله اول (stage1) :
آب تغذیه (Feed) 244.3 m^3/hr
آب تصفیه شده (treated) 122.15 m^3/hr

آب دفع شده (reject) 122.15 m^3/hr
-مرحله دوم (stage2) :
آب تغذیه (Feed) 122.15 m^3/hr
آب تصفیه شده (treated) 61.1 m^3/hr

آب دفع شده (reject) 61.1 m^3/hr
-کل آب تصفیه 183.3 m^3/hr
-کل آب دفع شده 61.1 m^3/hr
بنابراین می توان دریافت که راندمان بازیافت هر مرحله 50% است , اما چون دو مرحله به طور سری در سرویس قرار می گیرند , بازیافت کلی 75% است.

هریک از تیوب های R.O دارای طول 6.7m و شش لایه از المان های غشای نیمه تراوامی باشد (هر لایه دارای طول 1m و قطر 200mm).

تیوب های تحت فشار از جنس پلاستیک فایبرگلاس (FRP) ساخته شده اند. تیوب ها در بر گیرنده درپوش (CAP) همراه با Seal Ring و نگهدارنده clips می باشند.

شمای اصلی عملیات و کنترل به قرار زیر می باشند:
-آب تغذیه از طریق پمپ های فشار پایین R.O , مبدل حرارتی و فیلترهای کارتریج هدایت می گردد.
-آب تغذیه توسط کنترل ولو جریان ورودی به مرحله اول R.O وارد می گردد.
-جریان آب تصفیه در مرحله اول و دوم به طور جداگانه (قبل از جمع شدن در header مشترک آب تغذیه خروجی) اندازه گیری می شود.
هدر خرجی شامل ولو افت فشار اتوماتیک می باشد که هر زمان مدول از سیستم خارج شود باز می شود (برای جلوگیری از صدمه ناشی از برگشت جریان back pressure بر روی غشای نیمه تراوا). در ضمن از Rupture disk نیز برای حفاظت استفاده شده است.

-جریان دفع (reject) از مرحله اول به نزدیکی هدر ورودی مرحله دوم ملحق می گردد.
-جریان دفع مرحله دوم از طریق کنترل ولو جریان خروجی کنترل و اندازه گیری می شود.
-سیستم کنترل جریان و موازنه جریان به طور اتوماتیک و با استفاده از کنترل جریان ورودی به مدول و کنترل ولو جریان reject صورت می گیرد.
-مدول های R.O با توجه به سطح آب در مخزن آب تصفیه (TK_19)R.O که در خارج از واحد آب قرار دارد در سرویس قرار می گیرد و یا از سرویس خارج می گردد.
-لمان های R.O بایستی در زمانی که واحد shut down داده باشد با آب DM شستشو گردند.این عمل به طور اتوماتیک با ورود آب شستشو به لاین بالادست کنترل ولو جریان ورودی و تخلیه آب reject به قسمت drain انجام می پذیرد. مبزان کمی از آب تصفیه در همین زمان از طریق شیر افت فشار خارج می گردد.شیر مذکور بر روی هدر آب تصفیه خارج می گردد.
آب دفع ترکیبی از مرحله مدول های R.O از طریق هدر پساب به واحد پساب هدایت می گردد.آب تصفیه ترکیبی از هر دو مرحله مدول های R.O به دگازور که در خارج از واحد قرار دارد انتقال می یابد.

دگازور (DEGASSER) آب تصفیه R.O :
کار اصلی دگازور کاهش دی اکسید کربن است و به صورت برجی است که از بالای آن آب به طرف پایین جریان دارد , در حالی که از پایین آن هوا دمیده می شود. در داخل دگازور هرچه هوا با آب بیشتر در تماس قرار بگیرد مطلوبتر است چون در شرایط ایده آل و تعادلی علظت دی اکسید کربن در آب متناسب با فشار جزیی آن در هوا می شود که بسیار کم است.
برای ایجاد تماس بیشتر در داخل برج تمهیداتی اندیشیده اند. مثلا از Packing هایی استفاده کرده اند تا هوا و آب هرچه بیشتر با هم در تماس باشندو یا استفتده از یک توزیع کننده در ورودی.

مشخصات دگازور مجتمع در زیر آمده است:
این دگازوردارای یک برج به ارتفاع 3.8m و قطر 3.35m که از جنس فولاد زنگ نزن ساخته شده می باشد و بر روی یک حوضچه بتنی با ظرفیت 150m^3 قرار گرفته است.قسمت فوقانی سمپ تقریبا 5m بالاتر از سطح زمین است.
دگازوربرای آب تصفیه یه میزان 550m^3/hr طراحی شده است و ترکیب اصلی زیر را دارا میباشد:
-طراحی دگازور که بر اساس جریان متقابل (Counter Current) استوار است.
-توزیع کننده ورودی (stainless steel)
-بستر پر شده از ذرات pall rings (با قطر 50mm) و عمق بستر 2.46m (کهبر روی صفحه مشبک “grating” از جنس FRP نگهداشته شده است).
-دو فن 100% با ظرفیت 8961 Nm/hr

-رطوبت گیر (Demister) و قسمت خروجی (Ventstack)
-دگازور درفضای روباز قرار گرفته است و توسط عایق حرارتی و روکش از برودت جلوگیری می شود. حوضچه مذکور به منظور جلوگیری از یخ زدگی که در اثر shut downx طولانی واحد روی می دهد در نظر گرفته شده است.
یک مسیر بای پاس (by pass) برای دگازوردر نظر گرفته شده است که به سمت مخزن آب تصفیه (TK_19)R.O امتداد می یابد.

آب تصفیه R.O از سمپ دگازور برای سرویس دهی به پمپ های تغذیه mixed bed و پمپ های جبرانی آب خنک کننده انتقال می یابد.
کنترل سطح آب در سمت دگازور به طور خلاصه به شرح زیر است:
-آب تصفیه R.O اضافی که مازاد بر نیاز می باشد از طریق یک پمپ و یک کنترل ولو به مخزن TK_19 انتقال می یابد.
-کمبود آب R.O که با کاهش آب در سمپ مشخص می شود, توسط جریان ثقلی آب از مخزن (TK_19) توسط یک ولو به سمت دگازورصورت می پذیرد.
سیستم تزریق اسید سولفوریک:
برای جلوگیری از ایجادرسوب کربنات کلسیم روی غشا در اثر غلیظ تر شدن این نمک , قبل از ورود آب به ترین ها , به آن اسید سولفوریک تزریق می شود تا غلظت یون کربنات با توجه به رابطه زیر کاهش یابد و بی کربنات کلسیم که نمک محلولی است تشکیل گردد.
2CaCO_3+H_2 〖SO〗_4↔ Ca〖(HCO_3 )〗_2+Ca〖SO〗_4
〖(CO_3)〗^(2-)+H^+↔〖(HCO_3)〗^-
قسمت های مختلف این سیستم عبارتند از:
-یک مخزن تزریق اسید غلیظ از جنس کربن استیل و مجهز به خشک کن(دیسکاتور)با ظرفیت 500lit .
-دو پمپ 100%

مخزن تزریق اسید توسط جریان ثقلی از مخزن ذخیره اسید تامین می گردد. اسید به نقطه تزریق که در بالادست static mixer قرار دارد انتقال می یابد. پمپ ها مجهز به کنترل الکترونی می باشند و میزان تزریق به طور اتوماتیک به منظور نگه داشتن PH آب تغذیه (PH=6.2) اندازه گیری می شود(در قسمت پایین دست فیلترهای کارتریج).
سیستم تزریق بی سولفیت سدیم:
غشا پلی آمید شدیدا نسبت به مواد اکسید کننده مانند کلرین و کلرآمین حساس است, لذا برای حذف کلر آزاد از آب ورودی به ترین های R.O بی سولفیت سدیم قبل از فیلترکربن ها به آب تزریق میگردد.

سیستم تزریق بی سولفیت سدیم عبارت است از :
-دو مخزن تزریق (FRP) دویست لیتری که مجهز به همزن و نشان دهنده سطح مایع و (Dissolving basket) می باشد.
-دو پمپ 100%
این سیستم با در نظر گرفتن یک مخزن و پمپ در حال سرویس طراحی شده است , در حالی که پمپ و مخزن دیگر آماده سرویس هستند و یا آماده بذای شارژ مواد شیمیایی و آب.
پمپ ها مجهز به کنترل الکترونی می باشند و میزان تزریق به طور اتوماتیک برای خنثی نمودن کلر آزاد در آب تغذیه اندازه گیری می شود.
از آب فیلتر شده برای رقیق سازی محلول های شیمیایی استفاده می شود.
سیستم تزریق سدیم هگزامتافسفات (SHMP):
با توجه به تزریق اسید و واکنش بی سولفیت سدیم دیده می شود که یون 〖SO_4〗^(2-) در آب افزایش یافته است. جهتجلوگیری از یه اشباع رسیدن سولفات کلسیم , یک ماده ممانعت کننده مثل سدیم هگزامتافسفات به آب ورودی به فیلتر کارتریج تزریق می گردد تا املاح اشباع شده سولفات کلسیم را به محلول نگهدارد.
سیستم تزریق SHMP شامل اجزای زیر می باشد:
-دو مخزن هزار لیتری که از جنس FRP می باشد و مجهز به Disolving basket همزن و نشان دهنده سطح مایع (Level gauge) می باشد.
--دو پمپ 100%
سیستم محلول های تمیزکاری R.O :
این سیستم شامل اجزای زیر می باشد:
-یک مخزن 6m^3
-دو پمپسانتریفیوژ
-یک فیلتر کارتریج

واحد تصفیه کندانس:
این واحد شامل اجزای زیر می باشد:
-پمپ های تقویت فشار کندانس
-فیلترهای کربن اکتیو
مبدل های تعویض یونی (mixed bed)
-سیستم احیای mixed bed با استفاده از اسید سولفوریک و سیستم های ذخیره سازی تزریق اسید
-سیستم احیای mixed bed با استفاده سود سوزآور (کاستیک) و سیستم های ذخیره سازی و تزریق کاستیک
پمپ های تقویت فشار کندانس:
کندانس های ترکیبی (Combine condensate) که شامل کندانس های پروسس واحدهای آمونیاک و اوره می باشد , وارد واحد تصفیه آب می گردد (به صورت یک جریان مجزا برای تصفیه در فیلترهای کربن فعال و مبدل های Mixed bed).
این پمپ ها به منظور اطمینان از هد کافی برای عبور جریان (میزان طراحی 344m^3/hr) از فیلترهای کربن اکتیو و میکس بدها.
سه پمپ 50% هریک با ظرفیت 175m^3/hr به صورت موازی قرار گرفته اند , همراه با سایر ملزومات که در زیر آمده است:

-مسیر بای پاس که شامل چک ولو می باشد برای پمپ ها در نظر گرفته شده است.برای اینکه جریان کمی از کندانس به هنگام راه اندازی بتواند وارد کربن اکتیو شودبدون اینکه از پمپ ها استفاده شود.
-شیرهای کنترل جریان خروجی و برگشتی از پمپ به گونه ای در ارتباط با هم طراحی شده اند که فشار نسبتا ثابت 3 Kg/〖cm〗^2 در لاین اصلی مکش پمپ تامین می شود.

فیلترهای کربن فعال:

سه فیلتر فشاری با ظرفیت 50% برای جداسازی ناخالصی های آلی معین با ظرفیت344m^3/hr در نظر گرفته شده است.
هر فیلتر دارای قطر 3.35m و ارتفاع 2.9m می باشد و دارای کف مسطح همراه سیستم تخلیه جانبی و هدر می باشد که از جنس فولاد ضدزنگ می باشد. درون فیلتر با پوشی از اپوکسی پوشیده شده است و بسترکربن فعال دارای ضخامت 1.46m می باشد.
کندانس از بالای فیلتر وارد می شود و از میان ذرات کربن فعال (carbon media) به سمت پایین جریان می یابد که مواد آلی و معلق از کندانس جدا می گردند.
این عمل موجب افزایش اتلاف فشار در داخل بستر, همراه با فشرده شدن بسترمی گردد.
در شرایط طبیعی دو فیلتر در حال سرویس (با ظرفیت طراحی 344m^3/hr ) می باشد و دیگری در مرحله تمیزکاری یا آماده می باشد.
بستر فیلتر به طور متناوب بعد از عمل تصفیه حجم معینی از کندانس یا موقعی که افت فشار تا میزان تقریبی 0.35Kg/〖cm〗^2 افزایش می یابد , وارد مرحله شستشو معکوس می گردد.
بستر فیلتر توسط مراحل زیر تمیز می گردد:
-مرحله شستشوی معکوس بستر به مدت 10 دقیقه (از پایین به بالا) با استفاده از آب فیلتر شده منشعب از هدر خروجی صورت می پذیرد.
-آبکشی (Rinse) بستر در جهت بالا به پایین با استفاده از آب هدر ورودی صورت

می گیرد.

مبدل های تعویض یونی MIXED BED:
رزین های تعویض یونی ذرات جامدی هستند که می توانند یون های نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکیوالان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند.
رزین ها شامل بار مثبت کاتیونی و بار منفی آنیونی می باشند به گونه ای که از نظر الکتریکی خنثی هستند. در اثر تعویض یونی کاتیون ها یا آنیون های موجود در محلول با کاتیون ها و آنیون های موجود در رزین تعویض می شوند به گونه ای که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی

خنثی باقی می مانند.

در اینجا کندانس تصفیه شده که از فیلترهای کربن فعال خارج می گردد با کندانس های تصفیه حاصل از واحد R.O مخلوط شده و به عنوان خوراک پمپ های تغذیه Mixed bed واقع می گردند. سه سری میکس بد برای تامین آب با کیفیت مورد نیاز در نظر گرفته شده اندکه در حالت نرمال دو تا در سرویس می باشند(برای تامین جریان با ظرفیت طراحی 370m^3/hr ) و یکی دیگر در مرحله احیا یا آماده می باشد.
هرواحد میکس بد دارای قطر 2.9m و ارتفاع 4.115m و نیز دارای یک کف مسطح همراه با هدر و سیستم تخلیه جانبی می باشد. بستر با ضخامت 2.25m شامل رزین با مشخصات زیر می باشد:
-6.233m^3 رزین کاتیونی اسید قوی
-6.8m^3 رزین آنیونی قوی