小蘇打生產(chǎn)中“三廢”的產(chǎn)生及控制

范海榮,付宗鯤

(青島堿業(yè)股份有限公司,山東 青島 266043)

小蘇打生產(chǎn)中“三廢”的產(chǎn)生及控制

范海榮,付宗鯤

(青島堿業(yè)股份有限公司,山東 青島 266043)

總結(jié)了小蘇打生產(chǎn)中廢液、廢氣、廢渣產(chǎn)生的途徑及控制和處理辦法。

小蘇打生產(chǎn);廢液;廢氣;廢渣

小蘇打生產(chǎn)中會產(chǎn)生廢液、廢氣、廢渣等廢棄物。目前,在國家對環(huán)保要求日益嚴格的趨勢下,如何在實際生產(chǎn)中減少“三廢”的排放,將“三廢”進行合理的利用,是設(shè)計及生產(chǎn)中必須要考慮的問題。

1 小蘇打生產(chǎn)工藝

我公司的小蘇打生產(chǎn)原料主要分3部分:絕大部分為利用煅燒爐產(chǎn)生的輕灰化堿所得,即將煅燒爐尾氣旋風分離器分離下來的輕灰截取一部分,用小蘇打母液加熱溶解制成堿液;其次為母液洗滌煅燒爐尾氣所得熱堿液,即在煅燒爐尾氣旋風分離器后增設(shè)熱堿液洗滌塔,將旋風分離器不能分離的純堿細粉用加熱后的小蘇打母液循環(huán)洗滌制成堿液;再次為利用純堿生產(chǎn)中產(chǎn)生的除塵堿、次品堿等通過加熱溶解制成。符合濃度要求的堿液經(jīng)過澄清、精細過濾、降溫,在碳化塔內(nèi)與窯氣,即濃度40%的CO2氣碳化制堿。碳化懸浮液經(jīng)稠厚后用離心機進行固液分離,濕小蘇打經(jīng)氣流干燥器干燥,再經(jīng)旋風分離器氣固分離,然后經(jīng)流化床冷卻降溫,最后經(jīng)振動篩篩除堿疤后得到成品小蘇打。干燥尾氣及流化床尾氣經(jīng)除塵處理后排空。

2 廢液的產(chǎn)生及控制

2.1 廢液產(chǎn)生的原因及影響

由于我公司小蘇打生產(chǎn)工藝的特點,生產(chǎn)過程中部分煅燒爐爐頭爐尾密封水、小蘇打生產(chǎn)中產(chǎn)生的蒸汽冷凝水、堿液泵軸封水、生產(chǎn)低鹽小蘇打時離心機所加洗水、碳化塔煮塔所加水等進入小蘇打的堿液系統(tǒng),所以堿液系統(tǒng)是一個逐漸膨脹的系統(tǒng)。

堿液精細過濾器的定期清理會產(chǎn)生紅色(含鐵)堿性廢液;廢堿化堿每班過濾網(wǎng)清理及鍋底管線疏通排放也會產(chǎn)生含堿廢液;車間衛(wèi)生清理及跑冒滴漏也會產(chǎn)生少量含堿廢液。

系統(tǒng)膨脹后,多余的堿性廢液冒溢會造成嚴重的環(huán)保問題,其pH值超高,達不到排放標準,它與純堿生產(chǎn)過程排放的含鈣廢液發(fā)生化學反應(yīng)生成碳酸鈣,造成中心排水溝呈現(xiàn)乳狀渾濁,濁度嚴重超標。另一方面,堿液冒溢造成了純堿的浪費,提高了生產(chǎn)成本。

2.2 廢液的減排及控制辦法

小蘇打生產(chǎn)工藝設(shè)計時要充分考慮水系統(tǒng)的平衡,合理利用小蘇打生產(chǎn)中產(chǎn)生的蒸汽冷凝水,比如利用蒸汽冷凝水來煮塔、離心機洗網(wǎng)、清洗過濾器、補充再制品等。生產(chǎn)過程中要盡量做好再制品平衡,平衡好各堿液貯桶液位。堿液泵的軸封水要控制合適的用量,以減少進入系統(tǒng)的水量。盡量減少不必要的雜水進入系統(tǒng),將小蘇打堿液系統(tǒng)控制在微虧狀態(tài),從源頭上杜絕廢液的產(chǎn)生及冒溢。

針對含堿廢液的處理,可以采用集中回收處理法。在相對低洼處設(shè)立廢液回收池,確保所有的含堿廢液可通過地溝進入回收池內(nèi)?；厥粘刂虚g可設(shè)立隔板,沉淀后的清液進入隔板另一側(cè),可以串入母液系統(tǒng)用來化堿,多余的雜水用泵送往純堿系統(tǒng)化鹽用。通過工藝改造及嚴格管理完全可以實現(xiàn)廢液零排放。

當然,由于生產(chǎn)工藝的不同,廢液的產(chǎn)生量和處理方法會受客觀條件的制約,需要因地制宜。最好的辦法是減少雜水進入系統(tǒng),將小蘇打堿液系統(tǒng)控制在微虧狀態(tài),同時做好廢液的回收利用,可以從根本上解決再制品平衡問題,真正實現(xiàn)零排放。

3 廢氣的產(chǎn)生及控制

3.1 廢氣產(chǎn)生的原因及影響

小蘇打生產(chǎn)中的廢氣有2種:一種是碳化尾氣,另一種是含小蘇打堿塵的干燥尾氣和流化床尾氣。

碳化尾氣中含有10%～20%的CO2,每生產(chǎn)1t小蘇打大約排放700m3的含二氧化碳氣體。眾所周知,二氧化碳氣體的排放會導(dǎo)致全球變暖。我國已經(jīng)制定控制溫室氣體減排規(guī)劃,計劃到2020年我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%,并將制定相應(yīng)的國內(nèi)統(tǒng)計、監(jiān)測、考核辦法。目前發(fā)達國家已經(jīng)開始征收碳排放稅,國內(nèi)也開始大力倡導(dǎo)低碳概念。

干燥尾氣和流化床尾氣,含有細小的小蘇打堿性塵粒,會造成一定的空氣污染。根據(jù)經(jīng)驗,年產(chǎn)5萬t的小蘇打生產(chǎn)裝置,每小時的干燥尾氣量大約14000m3,流化床尾氣量大于5000m3。

3.2 碳化尾氣的減排及控制

小蘇打生產(chǎn)中二氧化碳的利用率約為60%,也就是說有40%的二氧化碳被排放到空氣中,有必要在碳化設(shè)備及工藝操作上進一步提高,以降低碳化尾氣濃度?？梢栽黾犹蓟叨然蛭矚獗飰翰僮?相當于延長了碳化吸收及反應(yīng)時間,相對低的堿液溫度也有利于降低尾氣濃度。設(shè)計中可以考慮尾氣的二次利用,曾有專家建議利用碳化尾氣加壓后用于預(yù)碳化及碳化塔的清洗,即利用二氧化碳濃度較低的碳化尾氣通入已經(jīng)煮好的碳化塔,可以起到預(yù)碳化、攪動、降溫的作用,有利于塔壁堿疤的進一步脫落,在實際生產(chǎn)中還未見實施,但值得探討和研究。我們曾用少量40%二氧化碳用于預(yù)碳化及碳化塔的清洗,最終因為有結(jié)晶析出,效果不理想而失敗。據(jù)筆者所知,一些生產(chǎn)藥用小蘇打的生產(chǎn)廠家由于使用的是高濃度純凈液態(tài)二氧化碳,碳化尾氣由于濃度較高,需要重復(fù)吸收利用。在沒有尾氣二次利用的生產(chǎn)工藝中,可以通過尾氣濃度的人工或在線監(jiān)控,控制尾氣中CO2含量<15%,盡可能減少排放濃度,同時降低生產(chǎn)成本。

3.3 含塵氣體的處理辦法

3.3.1干燥尾氣的處理

含小蘇打堿塵的氣體處理主要分為干法除塵及濕法除塵2種。

大多數(shù)的生產(chǎn)廠家采用干法除塵,即利用布袋除塵,除塵效果不是很理想。干燥尾氣利用布袋除塵時,由于干燥尾氣含有少量水蒸氣,會影響布袋的使用周期及除塵效果。利用加熱后的壓縮空氣對濾袋進行反吹,可相對延長濾袋的使用周期。隨著除塵設(shè)備的不斷改進,干法除塵器的使用效果及周期越來越好。

我公司多年來對干燥尾氣的除塵采用濕法除塵,即利用熱堿液與干燥尾氣在水洗塔內(nèi)逆流接觸洗滌,達到堿液降溫與干燥尾氣除塵的雙重效果,除塵效果較好,經(jīng)濟節(jié)能。濕法除塵塔的設(shè)計尤為關(guān)鍵,尾氣在塔內(nèi)的流速、堿液噴頭的選型及適宜的噴淋密度非常重要,否則可能造成除塵塔內(nèi)結(jié)疤嚴重,使用周期短而影響生產(chǎn)的正常運行。

尾氣中含塵量與旋風分離器能力也有重要的聯(lián)系,必要時可設(shè)立兩級旋風分離,以減輕除塵器的壓力,保證尾氣達標排放。

3.3.2 流化床尾氣的處理

我公司的流化床尾氣采用干法除塵,即利用2臺自反吹扁袋除塵器,開一備一。由于除塵器放在室外,時間一長密封變差,下雨陰天時潮濕的空氣易吸入除塵器,造成布袋透氣性下降,影響生產(chǎn)及操作。如果除塵灰不是單獨包裝而直接進入成品倉,清理布袋產(chǎn)生的堿疤及除塵器壁上的鐵銹還會對產(chǎn)品質(zhì)量造成一定影響。工藝設(shè)計及生產(chǎn)中要充分考慮以上影響,建議除塵器與產(chǎn)品接觸部分采用不銹鋼材質(zhì),除塵器最好放在室內(nèi),條件所限必須放在室外的,則要定期檢查各部件的密封性,以避免陰雨天布袋除塵器吸入潮氣而影響濾袋的透氣性。保證除塵器的正常使用,才能保證尾氣達標排放。

4 廢渣的產(chǎn)生及處理

4.1 廢渣產(chǎn)生的途徑

小蘇打生產(chǎn)中的廢渣主要有2種:一是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料,主要為清理干燥管產(chǎn)生的濕料及堿疤,其次還有振動篩篩出的堿疤、設(shè)備檢修產(chǎn)生的廢小蘇打、破包落地小蘇打等;二是少量的含堿廢泥,主要為清理過濾器產(chǎn)生的污水及生產(chǎn)中含堿廢液沉淀后的淤泥。

4.2 廢渣的控制及處理

對于小蘇打生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料,首先要通過工藝操作盡量減少。比如:清理干燥立管是產(chǎn)生廢料的主要來源,盡量提高結(jié)晶質(zhì)量,保證濕小蘇打進干燥管時分散均勻,合理調(diào)節(jié)干燥風量,保證干燥管暢通,這些措施可有效延長干燥管的使用周期,減少清理干燥管次數(shù)及每次產(chǎn)生的廢料量。其次可以通過嚴格精細的管理,將生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料進行區(qū)分,不含雜物的干凈小蘇打及堿疤可以返回純堿系統(tǒng)經(jīng)煅燒制成純堿,被污染的含雜質(zhì)小蘇打則聯(lián)系外賣處理。

至于含堿淤泥可在每年的停產(chǎn)檢修期間集中清挖作為工業(yè)垃圾處理。

5 結(jié) 語

公司正在進行5萬t小蘇打碳回收升級改造項目,即將鍋爐煙道氣(含CO2約15%)用于純堿生產(chǎn),節(jié)約出來的窯氣用于小蘇打生產(chǎn),以減少碳排放。相信伴隨小蘇打生產(chǎn)工藝的不斷進步,人們環(huán)保意識的不斷加強,“三廢”的產(chǎn)生及非達標排放會越來越少,我們生存的環(huán)境也會越來越好。

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1005-8370(2011)05-25-03

2011-07-01

范海榮(1973—),1995年畢業(yè)于青島化工學院化工專業(yè),大學本科、工程師?，F(xiàn)在青島堿業(yè)股份有限公司小蘇打車間,主要從事工藝管理工作。