低溫轉化法生產硫基復合肥尾氣處理的技改總結

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(武漢江漢化工設計有限公司，湖北 武漢 430223)

低溫轉化法生產硫基復合肥尾氣處理的技改總結

李飛闊，張素霞，張慶安，何偉

(武漢江漢化工設計有限公司，湖北 武漢 430223)

采用傳統氯化鉀低溫轉化法生產硫基復合肥，在造粒干燥過程中產生的含氨、含塵尾氣，經處理后難以達標排放。針對這個問題，對旋風除塵器、預洗滌器、洗滌器等進行技術改造，增加了靜電除霧器。實踐證明，經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，達到國家現行尾氣達標排放標準。

低溫轉化法；硫基復合肥；造粒干燥；尾氣處理；技改

隨著人們環保意識的日益增強，在“十三五”發展期間，我國磷復肥行業在加快供給側改革步伐、實現結構性調整的同時，將執行更嚴格的“三廢”排放指標，這也成為了磷復肥企業賴以生存和發展的基石。

湖北洋豐股份有限公司石橋驛基地建有1條12萬t/a硫基復合肥生產線，采用氯化鉀低溫轉化、造粒干燥一體機工藝。經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，遠高于GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》中粉塵顆粒物最高120 mg/m3的允許排放標準[1]與GB 14554—1993《惡臭污染物排放標準》[2]中氨的排放量。在原有裝置設備的基礎上，通過技術改造，不但降低了尾氣排放中氨、粉塵的排放濃度，達到了國家現行排放標準，還提高了裝置的開車率和經濟效益。

1 工藝流程的優化

原尾氣處理工藝流程見圖1。含塵、含氨的造粒干燥機尾氣通過單組旋風除塵器收塵后，再經文丘里洗滌器酸洗，預除沫器、旋風除沫器、洗滌器水洗，最后經尾氣風機送至煙囪后放空。

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。液沫夾帶嚴重，尾氣溫度偏高，粉塵被帶到尾氣風機中，導致風機葉輪因結垢而運轉不平衡，震動嚴重，嚴重影響了風機的安全、穩定運行。

針對原工藝在生產中的問題進行改造，改造后的流程見圖2。含塵、含氨的造粒干燥機尾氣通過雙組旋風除塵器除去大部分粉塵后，經預洗滌器的五級管道洗和空塔分離，再進入文丘里、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，最后通過尾氣風機送往靜電除沫器，再進一步除去尾氣中夾帶的細小霧沫，保證尾氣中粉塵濃度達到排放指標。

圖2 改造后的尾氣處理工藝流程

為充分吸收尾氣中的氨，在洗滌器循環槽內補入適量的磷酸，以保證洗滌槽中的pH值≤2。當預洗滌槽內洗滌液的N：n(P)>0.4，或密度>1.4時，經支管把預洗滌槽中渣漿送往界外，作為造粒的原料使用，保證尾氣中的氨達標排放。

2 主要設備的改造

2.1 旋風除塵器

在生產過程中，本裝置采用的干燥造粒一體機機頭熱風溫度高達近520℃，機尾溫度85℃，尾氣中的含氨量高達1 342.28 mg/m3，粉塵高達6 000 mg/m3，風量102 539m3/h。

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

2.2 預洗滌器

原預洗滌器采用喉徑為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。

原預洗滌器后設有1臺φ4 m，H=9 m旋風除沫器，氣液分離效果差?，F改為φ4 m空塔分離，高度增加至H=12 m，并在塔頂設置倒喇叭口的除沫設施，有效提高了分離效果。

2.3 洗滌器

原洗滌器規格為φ3.5 m，H=11 m，采用單層4個噴頭均布噴淋方式，塔頂設置旋流板除沫。由于洗滌器內噴頭數量少，噴淋覆蓋率低，部分氣體短路，導致塔頂除沫器結垢嚴重。

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，氣體首先進入收縮段后，流速增大，進入喉管時達到最大值。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，氣體濕度達到飽和，塵粒被水濕潤。在擴散段，氣液速度減小，壓力回升，塵粒作為凝結核的凝聚作用加快，形成直徑較大的含塵液滴，進而在后端空塔內被分離，除塵、洗氨效率可高達90%以上。經洗滌后的尾氣，再采用φ3.8 m，H=9.8 m空塔進行氣液分離。

2.4 增加靜電除霧器

經洗滌后的尾氣中還有較高含量的氣溶膠，改造中在尾氣風機后增加1臺靜電除霧器，通過靜電控制裝置和直流高壓發生裝置，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，保證尾氣達標排放。

3 其他措施

(1)通過更換大流量的循環泵，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 結語

(1)通過技術改造后的實際運行情況看，造粒干燥尾氣中氨排放濃度控制在50 mg/m3以內，粉塵排放濃度在30 mg/m3以下，可達到國家現行標準。

(2)尾氣排放中的塵含量降低，風機結垢得以緩解，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)通過對硫基復合肥裝置尾氣處理設施進行技改后，不但解決了造粒干燥尾氣中氨、粉塵排放超標的問題，還降低了裝置的運行成本，提高了開車率。

[1]GB 16297—1996，大氣污染物綜合排放標準[S].

[2]GB 14554—1993，惡臭污染物排放標準[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年畢業于武漢工程大學化工工藝與工程專業，碩士，高級工程師，現主要從事磷化工項目設計及管理工作。