濕法凈化磷酸溶劑回收工藝優(yōu)化

孫應(yīng)倫（甕福達州化工有限責(zé)任公司，四川達州 635000）

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濕法凈化磷酸溶劑回收工藝優(yōu)化

孫應(yīng)倫
（甕福達州化工有限責(zé)任公司，四川達州 635000）

摘 要：隨著濕法凈化磷酸溶劑萃取技術(shù)的不斷發(fā)展，高效回收利用溶劑已成為凈化磷酸行業(yè)降本增效的唯一途徑。工業(yè)生產(chǎn)中尾氣量大，溶劑回收難度大且效果不好。文章以甕福達州化工有限責(zé)任公司PPA裝置煙氣回收技術(shù)為例，簡述煙氣溶劑回收優(yōu)化工藝流程，大膽創(chuàng)新，降低溶劑消耗，節(jié)約企業(yè)成本，增強產(chǎn)品競爭力。

關(guān)鍵詞：磷酸溶劑萃取；溶劑回收；煙氣回收技術(shù)；優(yōu)化工藝流程

1 背景與現(xiàn)狀

濕法凈化磷酸領(lǐng)域普遍采用溶劑萃取工藝，通過溶劑萃取可實現(xiàn)萃取劑的循環(huán)回收利用，可降低濕法凈化磷酸生產(chǎn)成本。但溶劑易揮發(fā)的物理性質(zhì)，造成溶劑在濕法凈化磷酸裝置中消耗量大，從而增加了產(chǎn)品成本，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①生產(chǎn)濕法凈化磷酸的副產(chǎn)品萃余相帶走部分溶劑；②開停車系統(tǒng)排放蒸發(fā)損失；③部分廢水再生帶走；④系統(tǒng)煙氣冷卻效果不好，排入大氣中；⑤生產(chǎn)中的跑冒滴漏揮發(fā)損失。在上述五方面損失中，煙氣帶走溶劑量最大，為解決以上問題，作者經(jīng)過反復(fù)試驗，大膽采用新工藝方法，總結(jié)出了一種可以回收煙氣溶劑的有效的方法。

2 影響因素分析

我裝置凈化磷酸煙氣系統(tǒng)設(shè)計的冷媒介的溫度為4-6℃，冷卻能力不夠，煙氣溶劑含量大且有刺激性氣味，達不到環(huán)評要求。

3 工藝方案

1）利用新型乙二醇單螺桿冷凍機組A通過冷凍水系統(tǒng)形成閉合回路，將冷凍水制冷降溫至-12～-15℃，進行煙氣溶劑冷卻回收；

2）凈化系統(tǒng)含溶劑煙氣F經(jīng)過新增換熱器B冷卻降溫，將煙氣中溶劑回收至空載溶劑槽D，為萃取系統(tǒng)提供溶劑；達標煙氣H排至大氣；

3）后處理系統(tǒng)含溶劑煙氣G經(jīng)過新增換熱器C冷卻降溫，將煙氣中溶劑回收至空載溶劑槽E，經(jīng)溶劑連接管線送至D；達標煙氣I排至大氣。

4 經(jīng)濟效益分析

據(jù)目前PPA生產(chǎn)工藝條件知，煙囪X-295和X-395煙氣中溶劑含量為5 000mg/L，按照煙囪設(shè)計高度20m煙氣流速為15m/s計算：

凈化煙氣量為QV=3.14*0.15*0.15*15*3 600=3 800m3/h（非標況）；

損失溶劑量為QM=3 800m3/h*5g/m3=19kg/h；凈化年損失累計量為M=19*24*365=166.4t/a；

圖1 煙氣回收示意圖

后處理煙氣量QV=3.14*0.2*0.2*15*3 600=6 780m3/h（非標況），損失溶劑量為QM=6 780m3/h*5g/m3=33.9kg/h；

凈化年損失累計量為M=33.9*24*365=296.95t/a；

PPA裝置煙氣溶劑量總計為M總=166.4+296.95=463.35t/a；

技改后煙氣溶劑回收率70%計算，可回收溶劑量M收= 324.3t/a；

按溶劑平均單價13500元/t計算，損失量M損=437.8萬元/a；

5 設(shè)備設(shè)計選型

圖2 設(shè)備選型示意圖

換熱器傳熱系數(shù)：250W/m2·℃

系統(tǒng)煙氣溫度：T1=35℃

系統(tǒng)煙氣量8 000m3

冷凍給水溫度T2=-15℃

冷凍回水溫度T3=-12℃

達標煙氣溫度T4=1℃

冷凍水量Q=80m3/h

水比熱C=4.2J/kg·℃

因煙氣中溶劑量較少，故忽略相比潛熱，由換熱器經(jīng)驗公式可得：

Q熱=CM（T3-T2）=1×106kj

根據(jù)逆流對數(shù)平均溫差公式可計算：

平均溫差△T=29℃

H-296換熱面積A=Q/K△t=130m2

同理可計算H-246換熱面積A=83 m2；

故選取H-296換熱器面積150m2，H-246換熱面積100 m2

6 改造費用及改造效果

本次改造使用兩臺塊孔式換熱器（后處理系統(tǒng)換熱面積為150m2，凈化系統(tǒng)換熱面積為100m2），材料費用18萬元，使用兩臺冰機（制冷量），材料及安裝費200萬元，煙氣管道增加的材料費30萬元。

針對濕法凈化磷酸萃取生產(chǎn)過程中易揮發(fā)至煙氣中的溶劑實現(xiàn)有效回收利用，有效降低溶劑損耗量，給企業(yè)節(jié)省了大量成本，并減少煙氣刺激性氣味，符合環(huán)評要求。與2014年同期相比，溶劑單耗由12kg/t產(chǎn)品減少至8kg/t產(chǎn)品，可降低溶劑消耗400t/a，可節(jié)約成本400萬元/a，產(chǎn)生了較大經(jīng)濟效益。

7 結(jié)束語

通過對濕法凈化磷酸溶劑回收工藝中冰機選型、增加換熱器和管道等的技術(shù)改造，將系統(tǒng)冷媒介冷凍水溫度降低到-12～-15℃，使裝置溶劑單耗得到大幅度降低，達到裝置生產(chǎn)降本增效目的，現(xiàn)場溶劑氣味得到遏制，同時安全環(huán)保風(fēng)險得到保證。此工藝優(yōu)化方法適用于同類型濕法凈化磷酸裝置生產(chǎn)企業(yè)實施改造。

參考文獻

［1］ 黃美英，楊三可，李軍，等.溶劑萃取法凈化濕法磷酸的工藝研究［J］.磷肥與復(fù)肥，2004，（4）：9-11.

Wet Purification of Phosphoric Acid Solvent Recovery Process Optimization

Sun Ying-lun

Abstract：With the continuous development of wet cleaning phosphoric acid solvent extraction technology，efficient recycling solvent has become the only way to increase efficiency in purifying phosphoric acid industry.The volume of tail gas in industrial production of solvent recovery is difficult and the result is bad.Based on WFDZ chemical company PPA department device flue gas recycling technology as an example，the paper flue gas solvent recovery optimization process，bold innovation，reduce solvent consumption，saving the cost of enterprise，enhance the product competitiveness

Key words：phosphoric acid solvent extraction；solvent recovery；flue gas recovery technology；optimization of technological process

中圖分類號：TQ126.35

文獻標志碼：B

文章編號：1003–6490（2016）02–0095–02

收稿日期：2016–01–05

作者簡介：孫應(yīng)倫，（1975—），男，貴州興義人，工程師，主要從事凈化磷酸生產(chǎn)和技術(shù)管理工作。