CN105126588A - 一种磷复肥装置尾气净化及余热回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷复肥装置尾气净化及余热回收的方法。通过三级湿法处理尾气，三次洗涤(前两次酸洗，第三次水洗)之后的尾气中氟、氨、颗粒物的含量大幅降低，三级洗涤中吸收了尾气余热的洗涤液与液氨在蒸发器内进行热交换，换热降温后的洗涤液继续循环洗涤尾气，液氨吸热蒸发后形成气氨供磷肥装置生产磷肥使用，有利于提高物料反应热，降低装置能耗。该方法有效回收了装置尾气余热，降低尾气中氟、氨、颗粒物排放浓度，蒸发的气氨供装置生产使用，回收的冷凝水作为磷肥装置工艺水补给，提升能源利用效率，不产生二次污染，无新增污染源，较大程度上实现清洁生产与循环经济的综合利用。
Description
技术领域
本发明属于磷复肥生产技术领域，具体涉及一种针对磷复肥生产装置排出的含湿尾气进行净化及余热回收的方法。
背景技术
现有的磷复肥装置在生产时会有严重的尾气带液或“磷铵雨”现象，这些含有磷与氨的液滴不断从空中落向地面，严重污染厂区及周边环境。有企业尝试在尾气进烟囱之前增加气液分离设备(如除沫器等)，但收效甚微。或是通过加强尾气的洗涤以减少颗粒物和化学物质的含量，但存在能耗增加、增加操作难度，装置水难以平衡，洗涤液难以完全回收利用等问题。而在大气污染物排放限值方面，现有技术主要是通过酸洗回收尾气中的氨(NH3)，以使得尾气中的氨浓度达到《恶臭污染物排放标准GB14554-93》要求，但由于没有配套相应的除氟设备，造成氟化物的排放普遍超标。
同时，磷复肥装置排出的含湿尾气中含有大量热能，但现有技术并未有效利用，大量的热能随尾气直接排入大气，一方面造成能源的极大浪费，另一方面是许多磷复肥生产企业的能耗居高不下。
随着国家对环境保护的重视，新的《磷铵行业准入条件》(国家工信部2011年第31号)《大气污染物综合排放标准GB16297-1996》对尾气中颗粒物浓度的排放及能耗提出了更为严格的要求，相当多的老企业和老设备已经难以达标。如何在现有设备的基础上，用较低的成本有效解决磷复肥装置含湿尾气净化和热能的回收利用，就成为本领域亟待解决的技术问题，但现有技术中尚没有很好的解决办法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种磷复肥装置尾气净化及余热回收的方法，以降低磷铵尾气中氟、氨、颗粒物的排放浓度，并充分回收利用尾气中的热能，实现节能减排和保护环境。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
一种磷复肥装置尾气净化及余热回收的方法，包括以下步骤：
(1)将经过一级酸洗后的造粒尾气、干燥尾气和冷却尾气引入二级尾气洗涤塔进行二级酸洗；控制一、二级酸洗的洗涤液pH≤3；
(2)经过二级酸洗后的尾气引入三级尾气洗涤塔进行水洗，洗涤后的尾气由烟道排空；控制三级尾气洗涤塔洗涤液pH6～8，循环量≥700m3/h；
(3)完成三级尾气洗涤后的洗涤液引入液氨蒸发器换热降温，液氨吸收洗涤液的热量后蒸发成气氨，气氨再经缓冲后供磷复肥装置使用；控制进入液氨蒸发器的液氨压力为0.60～1.25MPa，温度≤15℃；降温后的三级尾气洗涤液返回三级尾气洗涤塔循环使用。
进一步的，收集尾气冷却冷凝中产生的冷凝水作为磷复肥装置工艺水补给，风机、减速机等设备的冷却水回流至循环水槽循环利用。
将步骤(3)所述降温后的三级尾气洗涤液中的10％～20％送至一级、二级洗涤塔，作为工艺水补给，通过与磷酸混配回收利用。
所述的一、二级酸洗中，酸洗后形成的磷铵料浆及洗涤液作为磷铵生产的原料。
针对步骤(1)中所述的造粒尾气，在造粒尾气洗涤塔内部，沿尾气流动方向设置19个倾斜的挡液板，挡液板与尾气流动方向的夹角成45度。
所述的挡液板为不锈钢材质，钼Mo含量2.00～3.00％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：有效回收装置尾气余热，降低尾气中氟、氨、颗粒物排放浓度，蒸发的气氨供装置生产使用，提升能源利用效率，不产生二次污染，无新增污染源，较大程度上实现清洁生产与循环经济的综合利用。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图；
图2是图1中造粒尾气洗涤塔的工艺改进框图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明做进一步地详细说明，但附图和实施例并不是对本发明技术方案的限定。
实施例1：
本发明成功应用于云南云天化股份有限公司红磷分公司30万吨/年磷肥生产装置(生产磷酸二铵和复合肥)，具体实施情况如下：
如图1所示，于一级尾气洗涤塔(造粒洗涤塔、干燥洗涤塔、冷却洗涤塔)、二级尾气洗涤塔加入磷酸及工艺水，使得一级、二级尾气洗涤塔内液体洗涤液pH≤3。
三级尾气洗涤塔洗涤来自二级洗涤塔的尾气，待洗涤液温度高于40℃时，送入液氨蒸发器内进行热量交换，进蒸发器液氨(压力为1.10～1.25Mpa，温度为12～15℃),经蒸发器汽化后形成的气氨(压力为0.60～1.10Mpa，温度≥35℃)供生产装置使用。洗涤后的尾气由烟道排空。
三级尾气洗涤塔塔内洗涤液pH为7，比重1.10～1.20。
此阶段内，经过氨蒸发器液氨流量为8300-8500kg/h，吸收热量约0.98×108kJ/h，有效回收尾气余热；排放尾气中颗粒物6.79kg/h，氟化物(F)0.36kg/h，氨(NH3)0.52kg/h，有效降低了尾气中氟、氨、颗粒物排放浓度。
实施例2：
如图1所示，于一级尾气洗涤塔(造粒洗涤塔、干燥洗涤塔、冷却洗涤塔)、二级尾气洗涤塔加入磷酸及工艺水，使得一级、二级尾气洗涤塔内液体洗涤液PH≤3。
三级尾气洗涤塔洗涤来自二级洗涤塔的尾气，待洗涤液温度高于40℃时，送入液氨蒸发器内进行热量交换，进蒸发器液氨(压力为1.00～1.25Mpa，温度为6～12℃)，经蒸发器汽化后形成的气氨(压力为0.60～1.10Mpa，温度≥35℃)供生产装置使用。洗涤后的尾气由烟道排空。
三级尾气洗涤塔塔内洗涤液PH为7，比重1～1.05。
此阶段内，经过氨蒸发器液氨流量为8500-9000kg/h，吸收热量约1.12×108kJ/h，有效回收尾气余热；尾气中颗粒物6.12kg/h，氟化物(F)0.32kg/h，氨(NH3)0.53kg/h，有效降低了尾气中氟、氨、颗粒物排放浓度。
实施例3
重复实施例1，有以下不同点：如图2所示，针对所述的造粒尾气，在造粒尾气洗涤塔内部，沿尾气流通方向设置19个倾斜的挡液板，挡液板与尾气流动方向的夹角成45度；塔内气液惯性力作用后加速，达到气液分离要求。
增加挡液板后，造粒洗涤塔出口尾气含湿量由之前的69.27％降低至51.42％，有效降低了进入二级、三级尾气洗涤塔尾气含湿量，有利于提升尾气净化的效率。
该技术成功应用后，较大程度上实现清洁生产与循环经济的综合利用，以下为具体取得的效果：
1、尾气除湿与降温效果显著，基本消除烟囱“白雾”现象
项目实施后，尾气含湿量从18.6％降低至10.9％，烟温由57℃降低至47℃。较好地实现了磷肥尾气除湿与降温。烟囱排放“白雾”现象基本消失，基本上看不到烟囱处排放浓烈的尾气。
2、尾气余热得到有效回收利用
根据生产现状，经过氨蒸发器液氨流量为8500kg/h，液氨温度10℃，蒸发为气氨后温度45℃，此过程吸收热量为11099822.75kJ/h，较好地吸收了装置排放尾气夹带的热量，降低装置能源消耗。
3、尾气排放中氟、氨、颗粒物浓度显著降低
项目实施后，分公司先后委托云南中科检测技术有限公司、云南省红河州环境监测站对装置尾气进行监测，对比项目实施前，装置尾气排放值中氟、氨、颗粒物浓度显著降低。下表为监测结果：
颗粒物浓度达到《大气污染物综合排放标准GB16297-1996》(一级)和《磷铵行业准入条件》要求。氟化物(F)《大气污染物综合排放标准GB16297-1996》(二级)要求。氨(NH3)浓度在《恶臭污染物排放标准GB14554-93》要求基础上，有效降低了环境风险。
Claims (6)
1.一种磷复肥装置尾气净化及余热回收的方法，包括以下步骤：
(1)将经过一级酸洗后的造粒尾气、干燥尾气和冷却尾气引入二级尾气洗涤塔进行二级酸洗；控制一、二级酸洗的洗涤液pH≤3；
(2)经过二级酸洗后的尾气引入三级尾气洗涤塔进行水洗，洗涤后的尾气由烟道排空；控制三级尾气洗涤塔洗涤液pH6～8，循环量≥700m3/h；
(3)完成三级尾气洗涤后的洗涤液引入液氨蒸发器换热降温，液氨吸收洗涤液的热量后蒸发成气氨，气氨再经缓冲后供磷复肥装置使用；控制进入液氨蒸发器的液氨压力为0.60～1.25MPa，温度≤15℃；降温后的三级尾气洗涤液返回三级尾气洗涤塔循环使用。
2.根据权利要求1所述的磷复肥装置尾气净化及余热回收的方法，其特征在于：收集尾气冷却冷凝中产生的冷凝水作为磷复肥装置工艺水补给，风机、减速机等设备的冷却水回流至循环水槽循环利用。
3.根据权利要求1所述的磷复肥装置尾气净化及余热回收的方法，其特征在于：将步骤(3)所述降温后的三级尾气洗涤液中的10％～20％送至一级、二级洗涤塔，作为工艺水补给，通过与磷酸混配回收利用。
4.根据权利要求1所述的磷复肥装置尾气净化及余热回收的方法，其特征在于：所述的一、二级酸洗中，酸洗后形成的磷铵料浆及洗涤液作为磷铵生产的原料。
5.根据权利要求1所述的磷复肥装置尾气净化及余热回收的方法，其特征在于：针对步骤(1)中所述的造粒尾气，在造粒尾气洗涤塔内部，沿尾气流动方向设置19个倾斜的挡液板，挡液板与尾气流动方向的夹角成45度。
6.根据权利要求5所述的磷复肥装置尾气净化及余热回收的方法，其特征在于：所述的挡液板为不锈钢材质，钼Mo含量2.00～3.00％。
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