100 kt/a磷酸二銨裝置洗滌系統(tǒng)尾氣深度治理

張勇松

（秦皇島天鼎化工有限公司，河北 秦皇島 066003）

1 磷酸二銨裝置洗滌系統(tǒng)尾氣現(xiàn)狀

秦皇島天鼎化工有限公司（以下簡(jiǎn)稱公司）100 kt/a磷酸二銨（DAP）裝置尾氣由造粒尾氣、干燥尾氣組成，其中造粒尾氣量為38 000～54 000 m3/h，干燥尾氣量為40 000 m3/h。DAP裝置設(shè)有獨(dú)立的尾氣洗滌凈化系統(tǒng)，造粒尾氣經(jīng)二級(jí)文丘里洗滌后，再切向送入洗滌旋流塔洗滌（塔內(nèi)與干燥尾氣共同洗滌），然后由洗滌旋流塔頂部排氣筒排空。干燥尾氣經(jīng)一級(jí)文丘里洗滌后，再切向送入洗滌旋流塔洗滌（塔內(nèi)與造粒尾氣共同洗滌），然后由洗滌旋流塔頂部排氣筒排空。正常生產(chǎn)時(shí)排放尾氣溫度57 ℃，尾氣排放總量為90 000 m3/h，其中ρ（F-）≤1.52 mg/m3，ρ（NH3）≤7.23 mg/m3，ρ（顆粒物）約169.59 mg/m3，尾氣w（H2O）為11.36%（57 ℃時(shí)尾氣飽和濕含量）。由于尾氣水含量高、排放溫度較低，溫度達(dá)到相應(yīng)露點(diǎn)，凝結(jié)成水霧，造成磷酸二銨裝置洗滌系統(tǒng)尾氣排放口存在白色煙羽拖尾現(xiàn)象。從上述數(shù)據(jù)可以看出，DAP車間洗滌系統(tǒng)排放尾氣的顆粒物質(zhì)量濃度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了河北省地方標(biāo)準(zhǔn)DB13/ 1640—2012《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的上限值50 mg/m3，而且存在著白色煙羽拖尾現(xiàn)象。國(guó)家“十三五”規(guī)劃綱要提出以環(huán)境質(zhì)量改善為核心，建設(shè)生態(tài)文明，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境污染治理力度不斷加大，要求企業(yè)加大環(huán)保投入，采用有效可行的方法，切實(shí)解決生產(chǎn)造成的環(huán)境污染問(wèn)題，使排放物達(dá)到國(guó)家排放要求。

為符合國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求，公司對(duì)尾氣洗滌系統(tǒng)進(jìn)行改造以達(dá)到煙囪排放尾氣顆粒物質(zhì)量濃度＜10 mg/m3，改善尾氣排放視覺(jué)效果，消除白色煙羽拖尾現(xiàn)象，達(dá)到無(wú)痕排放的目標(biāo)。

2 尾氣治理工藝技術(shù)方案選擇

2.1 尾氣除塵工藝技術(shù)方案

目前尾氣除塵的工藝主要有以下幾種。

（1）重力沉降法：在較大的空間內(nèi)最大限度地降低氣流速度，接近靜態(tài)層流狀態(tài)，并盡量延長(zhǎng)沉降時(shí)間，使氣體內(nèi)夾帶的顆粒通過(guò)自身重力沉降下來(lái)，顆粒密度、粒徑越大，沉降分離效果越好。對(duì)于超細(xì)微顆粒，由于對(duì)氣流影響十分敏感，容易被氣流帶走而無(wú)法除去，重力除塵法除塵效率較低，占用空間大。

（2）尾氣水洗凈化法：常采用文丘里洗滌器、洗滌塔等對(duì)尾氣進(jìn)行充分混合洗滌，對(duì)尾氣內(nèi)粉塵、可溶性雜質(zhì)有較好的脫除效果。若要實(shí)現(xiàn)深度除塵，必將延長(zhǎng)洗滌流程，造成尾氣處理能耗高，并增加處理系統(tǒng)，占用空間。

（3）阻隔法：常采用袋式除塵器、膜分離器等設(shè)備阻隔捕集氣體內(nèi)夾帶的顆粒物，達(dá)到除塵的目的。袋式除塵器主要用于處理氣量大、塵含量較高的氣體，廣泛用于建材、化工等行業(yè)，具有處理氣量大、除塵效率高、操作簡(jiǎn)單、能耗低等優(yōu)點(diǎn)；對(duì)水含量較大、溫度較低（＜70 ℃）且粉塵有吸濕性的含塵氣體，除塵袋易堵塞，生產(chǎn)難以長(zhǎng)期正常運(yùn)行。膜分離器一般用于處理氣量較小、精度要求較高的凈化系統(tǒng)，連續(xù)性較差（需切換反吹再生），運(yùn)行成本較高，多用于精細(xì)、精密生產(chǎn)范疇。

（4）靜電除塵法：含塵氣體經(jīng)過(guò)高壓靜電場(chǎng)時(shí)被電離成正離子和負(fù)離子，塵粒與負(fù)離子結(jié)合帶負(fù)電后，趨向陽(yáng)極表面沉積而被收集。靜電除塵法除塵效率高，可以凈化較大氣量含塵氣體，能夠除去的粒子粒徑范圍較寬，可凈化溫度較高的含塵煙氣。靜電除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣流速度低、壓力損失小，能量消耗比其他類型除塵器低，可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制、遠(yuǎn)距離操作，在冶金、化學(xué)等工業(yè)中用以凈化氣體或回收有用塵粒。靜電除塵法根據(jù)處理凈化尾氣的特性，分為干式靜電除塵和濕式靜電除塵。

DAP 裝置尾氣塵含量較高，經(jīng)除塵效率為90%～95%的靜電除塵器處理后，尾氣ρ（顆粒物）可降低至10 mg/m3以下。由于尾氣經(jīng)洗滌后含有水，因此宜采用濕式靜電除塵器除塵。

2.2 尾氣除白煙工藝方案

氣體除濕、降濕常用的方法有以下幾種：

（1）吸附除濕法：采用吸附除濕劑（或干燥劑）吸附氣體中的水。此法氣體處理量小，吸附除濕劑再生能耗高，不適用于工業(yè)氣體除濕。

（2）冷卻除濕法：將含水氣體進(jìn)行冷卻降溫，使氣體中的水部分冷凝下來(lái)，達(dá)到除濕效果。目前通常采用循環(huán)冷卻水（30～ 35 ℃）或循環(huán)低溫水（2～7 ℃）對(duì)氣體進(jìn)行冷卻，處理氣體量較大時(shí)，能耗相對(duì)較高。

（3）加熱降濕法：將含飽和水汽的氣體加熱升溫，降低含濕氣體的相對(duì)濕度，盡量遠(yuǎn)離露點(diǎn)。目前通常采用蒸汽加熱或電加熱對(duì)氣體進(jìn)行加熱升溫，處理氣量較大時(shí)，能耗相對(duì)較高。此方法目前被廣泛應(yīng)用于消除排放尾氣白煙。

（4）先冷卻后加熱法：先對(duì)氣體進(jìn)行冷卻降溫，從而降低含濕氣體飽和水量，除去部分過(guò)飽和水，然后對(duì)氣體加熱升溫（一般升至80 ℃），再通過(guò)煙囪排入大氣。此法國(guó)內(nèi)多用于熱電廠煙氣經(jīng)脫硫、脫硝處理后消除排放尾氣白煙，脫白效果較好，但處理能耗較高，適合于擁有可利用廢熱的企業(yè)。

經(jīng)多方調(diào)研及實(shí)地考察，公司決定采用浙江杭州某環(huán)保公司的專利技術(shù)HINO 空氣能白煙消除工藝。與目前普遍采用的尾氣冷卻升溫除白煙工藝相比，HINO 空氣能白煙消除工藝具有工藝流程短、操作簡(jiǎn)單、能耗較低的優(yōu)點(diǎn)。

3 總體工藝改造流程

將洗滌塔與上部的煙囪斷開(kāi)，洗滌后的尾氣直接從洗滌塔進(jìn)入濕式靜電除塵器進(jìn)行除塵，凈化后的尾氣再經(jīng)HINO 空氣能白煙消減系統(tǒng)消白后放空。因濕式靜電除塵器的阻力在300 Pa 左右，HINO 空氣能白煙消減裝置阻力在700 Pa 左右，所以在濕式靜電除塵器之前須加裝1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)（風(fēng)量為90 000 m3/h，風(fēng)壓1 000 Pa）。DAP洗滌尾氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)送入濕式靜電除塵器凈化，ρ（顆粒物）降到10 mg/m3左右；經(jīng)過(guò)凈化后的DAP含濕尾氣再進(jìn)入HINO 空氣能白煙消減裝置，使含濕尾氣過(guò)飽和而脫除部分水及其中的顆粒物；降溫脫水的尾氣與經(jīng)過(guò)HINO 空氣能白煙消減裝置升溫的空氣在煙囪中充分混合后排放，可有效消除尾氣排放白色煙羽，達(dá)到無(wú)痕排放。

濕式靜電除塵器沖洗水設(shè)有沖洗水槽，沖洗水全部來(lái)自HINO 空氣能白煙消減裝置產(chǎn)生的冷凝水。濕式靜電除塵器沖洗為間歇過(guò)程，沖洗后的水作為原尾氣洗滌系統(tǒng)的補(bǔ)充水，可將除去的DAP粉塵全部回收利用。因此，洗滌系統(tǒng)尾氣經(jīng)凈化后不僅實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放而且回收了磷資源。

4 改造后達(dá)到的效果

100 kt/a DAP裝置洗滌系統(tǒng)尾氣經(jīng)深度治理后，排放尾氣ρ（顆粒物）由170 mg/m3降至＜10 mg/m3。經(jīng)深度除塵的尾氣，通過(guò)HINO 空氣能白煙消減裝置處理，尾氣排放白煙拖尾現(xiàn)象得到消除，尾氣排放視覺(jué)效果改善，各排放指標(biāo)均低于國(guó)家超低排放標(biāo)準(zhǔn)。