小蘇打生產中“三廢”的產生及控制

范海榮,付宗鯤

(青島堿業股份有限公司,山東 青島 266043)

小蘇打生產中“三廢”的產生及控制

范海榮,付宗鯤

(青島堿業股份有限公司,山東 青島 266043)

總結了小蘇打生產中廢液、廢氣、廢渣產生的途徑及控制和處理辦法。

小蘇打生產;廢液;廢氣;廢渣

小蘇打生產中會產生廢液、廢氣、廢渣等廢棄物。目前,在國家對環保要求日益嚴格的趨勢下,如何在實際生產中減少“三廢”的排放,將“三廢”進行合理的利用,是設計及生產中必須要考慮的問題。

1 小蘇打生產工藝

我公司的小蘇打生產原料主要分3部分:絕大部分為利用煅燒爐產生的輕灰化堿所得,即將煅燒爐尾氣旋風分離器分離下來的輕灰截取一部分,用小蘇打母液加熱溶解制成堿液;其次為母液洗滌煅燒爐尾氣所得熱堿液,即在煅燒爐尾氣旋風分離器后增設熱堿液洗滌塔,將旋風分離器不能分離的純堿細粉用加熱后的小蘇打母液循環洗滌制成堿液;再次為利用純堿生產中產生的除塵堿、次品堿等通過加熱溶解制成。符合濃度要求的堿液經過澄清、精細過濾、降溫,在碳化塔內與窯氣,即濃度40%的CO2氣碳化制堿。碳化懸浮液經稠厚后用離心機進行固液分離,濕小蘇打經氣流干燥器干燥,再經旋風分離器氣固分離,然后經流化床冷卻降溫,最后經振動篩篩除堿疤后得到成品小蘇打。干燥尾氣及流化床尾氣經除塵處理后排空。

2 廢液的產生及控制

2.1 廢液產生的原因及影響

由于我公司小蘇打生產工藝的特點,生產過程中部分煅燒爐爐頭爐尾密封水、小蘇打生產中產生的蒸汽冷凝水、堿液泵軸封水、生產低鹽小蘇打時離心機所加洗水、碳化塔煮塔所加水等進入小蘇打的堿液系統,所以堿液系統是一個逐漸膨脹的系統。

堿液精細過濾器的定期清理會產生紅色(含鐵)堿性廢液;廢堿化堿每班過濾網清理及鍋底管線疏通排放也會產生含堿廢液;車間衛生清理及跑冒滴漏也會產生少量含堿廢液。

系統膨脹后,多余的堿性廢液冒溢會造成嚴重的環保問題,其pH值超高,達不到排放標準,它與純堿生產過程排放的含鈣廢液發生化學反應生成碳酸鈣,造成中心排水溝呈現乳狀渾濁,濁度嚴重超標。另一方面,堿液冒溢造成了純堿的浪費,提高了生產成本。

2.2 廢液的減排及控制辦法

小蘇打生產工藝設計時要充分考慮水系統的平衡,合理利用小蘇打生產中產生的蒸汽冷凝水,比如利用蒸汽冷凝水來煮塔、離心機洗網、清洗過濾器、補充再制品等。生產過程中要盡量做好再制品平衡,平衡好各堿液貯桶液位。堿液泵的軸封水要控制合適的用量,以減少進入系統的水量。盡量減少不必要的雜水進入系統,將小蘇打堿液系統控制在微虧狀態,從源頭上杜絕廢液的產生及冒溢。

針對含堿廢液的處理,可以采用集中回收處理法。在相對低洼處設立廢液回收池,確保所有的含堿廢液可通過地溝進入回收池內。回收池中間可設立隔板,沉淀后的清液進入隔板另一側,可以串入母液系統用來化堿,多余的雜水用泵送往純堿系統化鹽用。通過工藝改造及嚴格管理完全可以實現廢液零排放。

當然,由于生產工藝的不同,廢液的產生量和處理方法會受客觀條件的制約,需要因地制宜。最好的辦法是減少雜水進入系統,將小蘇打堿液系統控制在微虧狀態,同時做好廢液的回收利用,可以從根本上解決再制品平衡問題,真正實現零排放。

3 廢氣的產生及控制

3.1 廢氣產生的原因及影響

小蘇打生產中的廢氣有2種:一種是碳化尾氣,另一種是含小蘇打堿塵的干燥尾氣和流化床尾氣。

碳化尾氣中含有10%～20%的CO2,每生產1t小蘇打大約排放700m3的含二氧化碳氣體。眾所周知,二氧化碳氣體的排放會導致全球變暖。我國已經制定控制溫室氣體減排規劃,計劃到2020年我國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%,并將制定相應的國內統計、監測、考核辦法。目前發達國家已經開始征收碳排放稅,國內也開始大力倡導低碳概念。

干燥尾氣和流化床尾氣,含有細小的小蘇打堿性塵粒,會造成一定的空氣污染。根據經驗,年產5萬t的小蘇打生產裝置,每小時的干燥尾氣量大約14000m3,流化床尾氣量大于5000m3。

3.2 碳化尾氣的減排及控制

小蘇打生產中二氧化碳的利用率約為60%,也就是說有40%的二氧化碳被排放到空氣中,有必要在碳化設備及工藝操作上進一步提高,以降低碳化尾氣濃度。可以增加碳化塔高度或尾氣憋壓操作,相當于延長了碳化吸收及反應時間,相對低的堿液溫度也有利于降低尾氣濃度。設計中可以考慮尾氣的二次利用,曾有專家建議利用碳化尾氣加壓后用于預碳化及碳化塔的清洗,即利用二氧化碳濃度較低的碳化尾氣通入已經煮好的碳化塔,可以起到預碳化、攪動、降溫的作用,有利于塔壁堿疤的進一步脫落,在實際生產中還未見實施,但值得探討和研究。我們曾用少量40%二氧化碳用于預碳化及碳化塔的清洗,最終因為有結晶析出,效果不理想而失敗。據筆者所知,一些生產藥用小蘇打的生產廠家由于使用的是高濃度純凈液態二氧化碳,碳化尾氣由于濃度較高,需要重復吸收利用。在沒有尾氣二次利用的生產工藝中,可以通過尾氣濃度的人工或在線監控,控制尾氣中CO2含量<15%,盡可能減少排放濃度,同時降低生產成本。

3.3 含塵氣體的處理辦法

3.3.1干燥尾氣的處理

含小蘇打堿塵的氣體處理主要分為干法除塵及濕法除塵2種。

大多數的生產廠家采用干法除塵,即利用布袋除塵,除塵效果不是很理想。干燥尾氣利用布袋除塵時,由于干燥尾氣含有少量水蒸氣,會影響布袋的使用周期及除塵效果。利用加熱后的壓縮空氣對濾袋進行反吹,可相對延長濾袋的使用周期。隨著除塵設備的不斷改進,干法除塵器的使用效果及周期越來越好。

我公司多年來對干燥尾氣的除塵采用濕法除塵,即利用熱堿液與干燥尾氣在水洗塔內逆流接觸洗滌,達到堿液降溫與干燥尾氣除塵的雙重效果,除塵效果較好,經濟節能。濕法除塵塔的設計尤為關鍵,尾氣在塔內的流速、堿液噴頭的選型及適宜的噴淋密度非常重要,否則可能造成除塵塔內結疤嚴重,使用周期短而影響生產的正常運行。

尾氣中含塵量與旋風分離器能力也有重要的聯系,必要時可設立兩級旋風分離,以減輕除塵器的壓力,保證尾氣達標排放。

3.3.2 流化床尾氣的處理

我公司的流化床尾氣采用干法除塵,即利用2臺自反吹扁袋除塵器,開一備一。由于除塵器放在室外,時間一長密封變差,下雨陰天時潮濕的空氣易吸入除塵器,造成布袋透氣性下降,影響生產及操作。如果除塵灰不是單獨包裝而直接進入成品倉,清理布袋產生的堿疤及除塵器壁上的鐵銹還會對產品質量造成一定影響。工藝設計及生產中要充分考慮以上影響,建議除塵器與產品接觸部分采用不銹鋼材質,除塵器最好放在室內,條件所限必須放在室外的,則要定期檢查各部件的密封性,以避免陰雨天布袋除塵器吸入潮氣而影響濾袋的透氣性。保證除塵器的正常使用,才能保證尾氣達標排放。

4 廢渣的產生及處理

4.1 廢渣產生的途徑

小蘇打生產中的廢渣主要有2種:一是生產過程中產生的廢料,主要為清理干燥管產生的濕料及堿疤,其次還有振動篩篩出的堿疤、設備檢修產生的廢小蘇打、破包落地小蘇打等;二是少量的含堿廢泥,主要為清理過濾器產生的污水及生產中含堿廢液沉淀后的淤泥。

4.2 廢渣的控制及處理

對于小蘇打生產過程中產生的廢料,首先要通過工藝操作盡量減少。比如:清理干燥立管是產生廢料的主要來源,盡量提高結晶質量,保證濕小蘇打進干燥管時分散均勻,合理調節干燥風量,保證干燥管暢通,這些措施可有效延長干燥管的使用周期,減少清理干燥管次數及每次產生的廢料量。其次可以通過嚴格精細的管理,將生產中產生的廢料進行區分,不含雜物的干凈小蘇打及堿疤可以返回純堿系統經煅燒制成純堿,被污染的含雜質小蘇打則聯系外賣處理。

至于含堿淤泥可在每年的停產檢修期間集中清挖作為工業垃圾處理。

5 結 語

公司正在進行5萬t小蘇打碳回收升級改造項目,即將鍋爐煙道氣(含CO2約15%)用于純堿生產,節約出來的窯氣用于小蘇打生產,以減少碳排放。相信伴隨小蘇打生產工藝的不斷進步,人們環保意識的不斷加強,“三廢”的產生及非達標排放會越來越少,我們生存的環境也會越來越好。

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1005-8370(2011)05-25-03

2011-07-01

范海榮(1973—),1995年畢業于青島化工學院化工專業,大學本科、工程師。現在青島堿業股份有限公司小蘇打車間,主要從事工藝管理工作。