PVC聚合干燥尾氣達(dá)標(biāo)排放可行性研究

高燕軍，劉 勇，苗亞玲，崔萬理

（陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 榆林 719319）

1 PVC聚合干燥工序工藝流程

陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司化工分公司（以下簡稱北元化工）100萬t/a聚合裝置干燥工序采用的流化床干燥工藝，具體為漿料槽內(nèi)的漿料經(jīng)離心漿料過濾器過濾后用漿料循環(huán)泵送往離心機(jī)離心，漿料經(jīng)初步脫水后，通過破碎機(jī)破碎后進(jìn)入干燥床，由送風(fēng)機(jī)送來的風(fēng)經(jīng)過濾器換熱器后進(jìn)入干燥床風(fēng)室，控制一定風(fēng)壓、風(fēng)溫和流量下，使干燥床內(nèi)的漿料達(dá)到流化狀態(tài)后和干燥床內(nèi)的換熱器換熱，干燥后的一床物料在引風(fēng)機(jī)的作用下，通過旋風(fēng)分離器分離后，其物料進(jìn)入二床，濕空氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入廢氣洗滌塔洗滌后排空。二床物料通過下料器，在引風(fēng)機(jī)作用下經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后，氣體經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入尾氣洗滌塔洗滌后排空，干物料進(jìn)入成品篩完成粗細(xì)物料的分離，細(xì)物料經(jīng)二次輸送風(fēng)機(jī)送往包裝料倉，粗物料進(jìn)入廢料倉進(jìn)行處理。PVC聚合干燥工序工藝流程圖見圖1。

2 干燥尾氣洗滌塔帶料原因分析

工藝設(shè)計中從八旋旋風(fēng)分離器（干燥床引風(fēng)機(jī)出口）及二旋旋風(fēng)分離器（一次輸送風(fēng)機(jī)出口）分離出含少量極其細(xì)小的PVC顆粒的干燥尾氣，經(jīng)濕式洗滌器洗滌后排入大氣。但現(xiàn)實(shí)際運(yùn)行過程中，因經(jīng)主風(fēng)機(jī)與一次輸送風(fēng)機(jī)排入尾氣洗滌塔內(nèi)的濕空氣在塔內(nèi)出現(xiàn)偏流，尾氣不能均勻經(jīng)塔內(nèi)填料實(shí)現(xiàn)再分布，出現(xiàn)尾氣在塔內(nèi)流速過快（設(shè)計流速為2 m/s），塔內(nèi)填料及塔盤被吹翻而導(dǎo)致尾氣洗滌塔出現(xiàn)帶料現(xiàn)象，給現(xiàn)場環(huán)境治理與系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定帶來了一定的隱患，具體情況分析如下[1]。

尾氣在尾氣洗滌塔的流速為≤2 m/s。PVC聚合干燥工序主風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)工藝設(shè)計風(fēng)量見表1。

實(shí)際測定（環(huán)評），尾氣洗滌塔排風(fēng)口風(fēng)量為150 000～180 000 m3/h，即尾氣洗滌塔內(nèi)尾氣的流速為 2.62～3.14 m/s。

理論計算（實(shí)際運(yùn)行），尾氣洗滌塔排風(fēng)口排風(fēng)量為140 000～150 000 m3/h，即尾氣洗滌塔內(nèi)尾氣在實(shí)際運(yùn)行過程中的流速為2.58～2.67 m/s。實(shí)際運(yùn)行過程各工序點(diǎn)風(fēng)量具體見表2。

3 干燥尾氣洗滌塔帶料可行性方案

圖1 PVC聚合干燥工序工藝流程圖

表1 PVC聚合干燥工序主風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)工藝設(shè)計風(fēng)量

表2 PVC聚合干燥工序?qū)嶋H運(yùn)行過程風(fēng)量

通過改造，在現(xiàn)有干燥尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上再增加一套尾氣處理裝置（濾袋除塵裝置，即為除塵器，為負(fù)壓型），除塵器放安裝在二旋旋風(fēng)分離器與一次輸送風(fēng)機(jī)進(jìn)口之間，除塵器內(nèi)收集的細(xì)小的PVC樹脂經(jīng)過旋轉(zhuǎn)加料器輸送至二次輸送管線，經(jīng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)吹至PVC包裝大料倉，經(jīng)包裝后作為成品PVC樹脂進(jìn)行銷售。在改造項(xiàng)目中，為了避免尾氣處理裝置負(fù)壓過大而被抽癟，則在其進(jìn)口管線設(shè)置由壓差，當(dāng)壓差超過2 kPa時聯(lián)鎖停干燥床下料器；同時為了防止尾氣處理裝置所收集的PVC樹脂經(jīng)其緩沖料斗在下料存在團(tuán)聚等現(xiàn)象而造成下料不暢，則在其緩沖料斗及下料管線安裝脈沖式振蕩器；此外從干燥鼓風(fēng)機(jī)出口至尾氣處理裝置下料管線配置一根空氣管線，定期吹掃下料管線，防止其存在堵塞現(xiàn)象。改造后，八旋旋風(fēng)分離器（干燥床引風(fēng)機(jī)出口）排入大氣中的濕空氣經(jīng)現(xiàn)尾氣處理裝置排出，二旋旋風(fēng)分離器（一次輸送風(fēng)機(jī)出口）排出的干燥的空氣經(jīng)新增尾氣處理裝置而單獨(dú)排入大氣。經(jīng)過優(yōu)化與改造，一定程度上解決料尾氣洗滌塔的帶料現(xiàn)象，尾氣洗滌塔安全、穩(wěn)定的運(yùn)行得到了有效的保證，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性大大提高，同時避免了粉塵對環(huán)境的污染以及實(shí)現(xiàn)PVC樹脂粉塵的回收與利用。PVC聚合干燥尾氣除塵改造工藝流程圖和PVC聚合干燥新增袋式除塵器后工藝流程圖分別見圖2和圖3。

3.1 項(xiàng)目可行性分析

2017年干燥各生產(chǎn)線引風(fēng)機(jī)及一次輸送風(fēng)機(jī)出口壓力表處PVC樹脂粉塵取樣結(jié)果見表3。

表3 引風(fēng)機(jī)及一次輸送風(fēng)機(jī)出口壓力表處PVC樹脂粉塵取樣結(jié)果

圖2 PVC聚合干燥尾氣除塵改造工藝流程圖

圖3 PVC聚合干燥新增袋式除塵器后工藝流程圖

以上測試取樣口管線直徑均為10 mm，引風(fēng)機(jī)出口管線直徑為1 500 mm，03風(fēng)機(jī)出口管線直徑為800 mm。估算出引風(fēng)機(jī)出口管道通風(fēng)量是取樣口的22 500倍，一次輸送風(fēng)機(jī)出口通風(fēng)量是取樣口的6 400倍?？傮w計算出來A線引風(fēng)機(jī)每天粉塵量為2 055 g，A線一次輸送風(fēng)機(jī)每天粉塵量為1 890 g，B線引風(fēng)機(jī)每天粉塵量為1 440 g，B線一次輸送風(fēng)機(jī)每天粉塵量為52 608 g，C線引風(fēng)機(jī)每天粉塵量為89 228 g，C線一次輸送風(fēng)機(jī)每天粉塵量為17 051 g，D線引風(fēng)機(jī)每天粉塵量為39 214 g，D線一次輸送風(fēng)機(jī)每天粉塵量為25 655 g。根據(jù)以上計算結(jié)果并考慮誤差因素，總體評價出一次輸送風(fēng)機(jī)帶料較多，此外一次輸送風(fēng)機(jī)排出的是干燥空氣，適合使用布袋除塵進(jìn)行PVC物料回收。

3.2 項(xiàng)目實(shí)施的經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）經(jīng)優(yōu)化與改造，一定程度上解決料尾氣洗滌塔的帶料現(xiàn)象，尾氣洗滌塔安全，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性大大提高，同時避免了粉塵對環(huán)境的污染。

（2）根據(jù)測試結(jié)果，4條線每天一次輸送風(fēng)機(jī)帶出的粉塵量為97 kg，則一年可回收PVC粉塵料約35.4 t。

3.3 干燥系統(tǒng)風(fēng)機(jī)進(jìn)出口風(fēng)壓富裕量核算

3.3.1 干燥一期一次輸送風(fēng)機(jī)進(jìn)出口風(fēng)壓富裕量核算

一次輸送風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力為-12 kPa，出口壓力為15 kPa，若在風(fēng)機(jī)出口增加一臺袋式除塵器，除塵器所增加的阻力2 kPa，則引風(fēng)機(jī)風(fēng)量變小，電流減小。若使一次輸送風(fēng)機(jī)出口不變，則電流需增加。

一次輸送風(fēng)機(jī)額定電流420 A，實(shí)際310 A，若增加 2 kPa的阻力，阻力為 12+2=14（kPa）。

電流：310×1.083=390 A＜420 A；

轉(zhuǎn)速：1 450×1.08=1 566（r/m）。

因此在原風(fēng)機(jī)出口增加一臺袋式除塵器，阻力增加2 kPa，在滿足現(xiàn)工藝需求的情況下，干燥一二期一次輸送風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流變大，但均低于風(fēng)機(jī)電機(jī)的額定電流。

3.3.2 干燥二期一次輸送風(fēng)機(jī)進(jìn)出口風(fēng)壓富裕量核算

一次輸送風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力為-12 kPa，出口壓力為15 kPa，若在風(fēng)機(jī)出口增加一臺袋式除塵器，除塵器所增加的阻力2 kPa，則引風(fēng)機(jī)風(fēng)量變小，電流減小。若使一次輸送風(fēng)機(jī)出口不變，則電流需增加。

一次輸送風(fēng)機(jī)：額定電流28 A，實(shí)際16 A左右，若增加2 kPa的阻力：阻力為12+2=14（kPa）。

14 kPa/12 kPa=1.17，

電流：16×1.083=20 A＜28 A；

轉(zhuǎn)速：1 450×1.08=1 566（r/m）。

因此在原風(fēng)機(jī)出口增加一臺袋式除塵器，阻力增加2 kPa，在滿足現(xiàn)工藝需求的情況下，干燥一二期一次輸送風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流變大，但均低于風(fēng)機(jī)電機(jī)的額定電流。

4 干燥尾氣洗滌塔帶料可行性總結(jié)

干燥傳統(tǒng)工藝為從八旋旋風(fēng)分離器（干燥床引風(fēng)機(jī)出口）及二旋旋風(fēng)分離器（一次輸送風(fēng)機(jī)出口）分離出含少量極其細(xì)小的PVC顆粒的干燥尾氣經(jīng)濕式洗滌器洗滌后排入大氣。改變傳統(tǒng)工藝流程，在現(xiàn)有干燥尾氣處理裝置的基礎(chǔ)上，再增加一套尾氣處理裝置（濾袋除塵裝置），將干燥從八旋旋風(fēng)分離器（干燥床引風(fēng)機(jī)出口）排入大氣中的濕空氣從現(xiàn)尾氣處理裝置排出，二旋旋風(fēng)分離器（一次輸送風(fēng)機(jī)出口）排出的干燥的空氣從新增尾氣處理裝置排出。

經(jīng)優(yōu)化與改造，一定程度上解決了尾氣洗滌塔的帶料現(xiàn)象，尾氣洗滌塔安全、穩(wěn)定運(yùn)行得到了有效地保證，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性大大提高，同時避免了粉塵對環(huán)境的污染以及實(shí)現(xiàn)粉塵的回收，增加了一定的經(jīng)濟(jì)效益。