低溫轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)硫基復(fù)合肥尾氣處理的技改總結(jié)

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(武漢江漢化工設(shè)計(jì)有限公司，湖北 武漢 430223)

低溫轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)硫基復(fù)合肥尾氣處理的技改總結(jié)

李飛闊，張素霞，張慶安，何偉

(武漢江漢化工設(shè)計(jì)有限公司，湖北 武漢 430223)

采用傳統(tǒng)氯化鉀低溫轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)硫基復(fù)合肥，在造粒干燥過程中產(chǎn)生的含氨、含塵尾氣，經(jīng)處理后難以達(dá)標(biāo)排放。針對這個問題，對旋風(fēng)除塵器、預(yù)洗滌器、洗滌器等進(jìn)行技術(shù)改造，增加了靜電除霧器。實(shí)踐證明，經(jīng)技改后排放尾氣中的粉塵排放濃度可降到30 mg/m3以下，氨排放濃度可控制在50 mg/m3以內(nèi)，達(dá)到國家現(xiàn)行尾氣達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)。

低溫轉(zhuǎn)化法；硫基復(fù)合肥；造粒干燥；尾氣處理；技改

隨著人們環(huán)保意識的日益增強(qiáng)，在“十三五”發(fā)展期間，我國磷復(fù)肥行業(yè)在加快供給側(cè)改革步伐、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性調(diào)整的同時，將執(zhí)行更嚴(yán)格的“三廢”排放指標(biāo)，這也成為了磷復(fù)肥企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基石。

湖北洋豐股份有限公司石橋驛基地建有1條12萬t/a硫基復(fù)合肥生產(chǎn)線，采用氯化鉀低溫轉(zhuǎn)化、造粒干燥一體機(jī)工藝。經(jīng)處理后排放的干燥造粒尾氣中，粉塵含量約200～450 mg/m3、氨含量約117～250 mg/m3，遠(yuǎn)高于GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中粉塵顆粒物最高120 mg/m3的允許排放標(biāo)準(zhǔn)[1]與GB 14554—1993《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[2]中氨的排放量。在原有裝置設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)改造，不但降低了尾氣排放中氨、粉塵的排放濃度，達(dá)到了國家現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)，還提高了裝置的開車率和經(jīng)濟(jì)效益。

1 工藝流程的優(yōu)化

原尾氣處理工藝流程見圖1。含塵、含氨的造粒干燥機(jī)尾氣通過單組旋風(fēng)除塵器收塵后，再經(jīng)文丘里洗滌器酸洗，預(yù)除沫器、旋風(fēng)除沫器、洗滌器水洗，最后經(jīng)尾氣風(fēng)機(jī)送至煙囪后放空。

圖1 原造粒尾氣處理工藝流程

由于原工藝中的旋風(fēng)除塵效果差、洗滌過程中液氣比小，致使噴嘴易堵塞，霧化效果差，除氨、洗塵不徹底。液沫夾帶嚴(yán)重，尾氣溫度偏高，粉塵被帶到尾氣風(fēng)機(jī)中，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉輪因結(jié)垢而運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡，震動嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了風(fēng)機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

針對原工藝在生產(chǎn)中的問題進(jìn)行改造，改造后的流程見圖2。含塵、含氨的造粒干燥機(jī)尾氣通過雙組旋風(fēng)除塵器除去大部分粉塵后，經(jīng)預(yù)洗滌器的五級管道洗和空塔分離，再進(jìn)入文丘里、兩級管道洗及空塔分離，徹底吸收尾氣的氨，降低尾氣溫度和塵含量，最后通過尾氣風(fēng)機(jī)送往靜電除沫器，再進(jìn)一步除去尾氣中夾帶的細(xì)小霧沫，保證尾氣中粉塵濃度達(dá)到排放指標(biāo)。

圖2 改造后的尾氣處理工藝流程

為充分吸收尾氣中的氨，在洗滌器循環(huán)槽內(nèi)補(bǔ)入適量的磷酸，以保證洗滌槽中的pH值≤2。當(dāng)預(yù)洗滌槽內(nèi)洗滌液的N：n(P)>0.4，或密度>1.4時，經(jīng)支管把預(yù)洗滌槽中渣漿送往界外，作為造粒的原料使用，保證尾氣中的氨達(dá)標(biāo)排放。

2 主要設(shè)備的改造

2.1 旋風(fēng)除塵器

在生產(chǎn)過程中，本裝置采用的干燥造粒一體機(jī)機(jī)頭熱風(fēng)溫度高達(dá)近520℃，機(jī)尾溫度85℃，尾氣中的含氨量高達(dá)1 342.28 mg/m3，粉塵高達(dá)6 000 mg/m3，風(fēng)量102 539m3/h。

原旋風(fēng)除塵器規(guī)格為φ2.4 m，H=9 m單組型式；現(xiàn)改為φ2.4 m，H=9 m雙組蝸殼型式。除塵效率可由原來的70%～75%，提高到現(xiàn)在85%～90%，有效地降低了洗滌工序尾氣中的塵含量。

2.2 預(yù)洗滌器

原預(yù)洗滌器采用喉徑為φ0.8 m文丘里洗滌，液氣比僅為0.6 L/m3(氣)。改造后的預(yù)洗滌器采用豎管三級洗滌、橫管兩級洗滌，同時更換大流量的循環(huán)泵，使液氣比提高到2.5 L/m3(氣)，有效地提高了洗氨、除塵效率。

原預(yù)洗滌器后設(shè)有1臺φ4 m，H=9 m旋風(fēng)除沫器，氣液分離效果差。現(xiàn)改為φ4 m空塔分離，高度增加至H=12 m，并在塔頂設(shè)置倒喇叭口的除沫設(shè)施，有效提高了分離效果。

2.3 洗滌器

原洗滌器規(guī)格為φ3.5 m，H=11 m，采用單層4個噴頭均布噴淋方式，塔頂設(shè)置旋流板除沫。由于洗滌器內(nèi)噴頭數(shù)量少，噴淋覆蓋率低，部分氣體短路，導(dǎo)致塔頂除沫器結(jié)垢嚴(yán)重。

改造后洗滌器采用喉徑為φ0.6 m的文丘里洗滌器，在洗滌過程中，氣體首先進(jìn)入收縮段后，流速增大，進(jìn)入喉管時達(dá)到最大值。洗滌液從收縮段加入，氣液兩相間相對流速很大，液滴在高速氣流下被霧化，氣體濕度達(dá)到飽和，塵粒被水濕潤。在擴(kuò)散段，氣液速度減小，壓力回升，塵粒作為凝結(jié)核的凝聚作用加快，形成直徑較大的含塵液滴，進(jìn)而在后端空塔內(nèi)被分離，除塵、洗氨效率可高達(dá)90%以上。經(jīng)洗滌后的尾氣，再采用φ3.8 m，H=9.8 m空塔進(jìn)行氣液分離。

2.4 增加靜電除霧器

經(jīng)洗滌后的尾氣中還有較高含量的氣溶膠，改造中在尾氣風(fēng)機(jī)后增加1臺靜電除霧器，通過靜電控制裝置和直流高壓發(fā)生裝置，將交流電變成直流電送至除霧裝置中，空氣分子被電離，液霧粒子在電場力的作用下集聚，在重力作用下流到收集槽，除去尾氣中夾帶的霧沫及氣溶膠，保證尾氣達(dá)標(biāo)排放。

3 其他措施

(1)通過更換大流量的循環(huán)泵，提高噴淋量，增加噴淋液氣比。

(2)將原采用的螺旋形噴頭改換為高效防堵SMP噴頭，其內(nèi)部由2個S 形葉片形成最大暢通徑，使液體通過時更流暢、無死角。在同等流量的情況下，其允許通過的固體顆粒直徑比普通實(shí)心錐形噴嘴高出3倍，最大程度地避免了在惡劣工況下堵塞噴嘴的問題。噴頭內(nèi)部通道均為流線形，低壓至20 kPa時也可噴射，有效地降低了液體霧化壓力。

4 結(jié)語

(1)通過技術(shù)改造后的實(shí)際運(yùn)行情況看，造粒干燥尾氣中氨排放濃度控制在50 mg/m3以內(nèi)，粉塵排放濃度在30 mg/m3以下，可達(dá)到國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

(2)尾氣排放中的塵含量降低，風(fēng)機(jī)結(jié)垢得以緩解，清理時間也從改造前的1個月1次，延長至5～6個月1次。

(3)通過對硫基復(fù)合肥裝置尾氣處理設(shè)施進(jìn)行技改后，不但解決了造粒干燥尾氣中氨、粉塵排放超標(biāo)的問題，還降低了裝置的運(yùn)行成本，提高了開車率。

[1]GB 16297—1996，大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB 14554—1993，惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

修改稿日期：2017-09-01

TechnicalSummaryofTailGasTreatmentofSulfurBasedCompoundFertilizerProducedbyLowTemperatureConversionMethod

LI Fei-kuo，ZHANG Su-xia，ZHANG Qing-an，HE Wei

(WuhanJianghanChemicalDesignCo.，Ltd.，WuhanHubei430223，China)

It is difficult to discharge according to the emission standards the tail gas containing ammonia and dust，generated in granulation drying process when using the traditional potassium chloride low temperature conversion method to produce sulfur based compound fertilizer.To solve this problem，the technical transformation of the cyclone dust collector，pre-scrubber，scrubber，etc.has been implemented，and electrostatic precipitator added.It has been proved that the dust emission concentration in the exhaust emissions after the technical renovation can be reduced to 30 mg/m3，and the ammonia emission concentration controlled within 50 mg/m3.As a result，the national exhaust emission standards have been met.

low temperature conversion method；sulfur based compound fertilizer；granulation drying tail gas；tail gas treatment

10.3969/j.issn.1004-8901.2017.05.015

X701

B

1004-8901(2017)05-0054-02

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2017.05.015

李飛闊(1981年—)，男，河北石家莊人，2009年畢業(yè)于武漢工程大學(xué)化工工藝與工程專業(yè)，碩士，高級工程師，現(xiàn)主要從事磷化工項(xiàng)目設(shè)計(jì)及管理工作。