環氧丙烷生產中噴淋除塵裝置技術改造

凌世明

(天津大沽化工股份有限公司，天津 300455)

石灰乳預處理的特性由增稠工序和噴淋工序兩部分組成，增稠工序的主要作用是利用重力沉降原理對反應后的電石渣漿(主要成分為Ca(OH)2，在輸送過程中與空氣中的CO2接觸，生成一部分CaCO3沉淀)進行固液分離，實現上清液和石灰乳的分別利用，一是減少上清液中的懸浮物，提高上清液的質量，使上清液能夠返送回乙炔發生器循環利用，并且減少廢水的排放量；二是對乙炔發生器排出的電石渣漿進行濃縮增稠，提高其中的Ca(OH)2的濃度，降低石灰乳的輸送負荷。噴淋工序的主要采用濕法除塵技術，其基本原理是含塵氣體由鼓風機通過送風管進入除塵塔下部，由于斷面變大，流速降低，并且粗顆粒粉塵先在氣流中沉降，較細粉塵隨氣流上升，噴淋下來水珠與粉塵氣流逆向運動，粉塵被潤濕自重不斷增加，在重力作用下，克服氣流的升力而下降成泥漿水。噴淋系統的作用一方面是利用增稠器溢流出來的石灰水上清液在噴淋塔中進行噴淋除塵，以除去電石破碎廠房除塵風中的粉塵顆粒，另一方面含塵廢氣與堿性溶液充分接觸，去除廢氣中的SO2，使廢氣排放達到環保要求。

1 技術改造原因

環氧丙烷分廠石灰乳預處理系統于2006年建成投入運行，經過后續一系列的技術改造，目前共有4臺噴淋塔、3臺增稠器及相關機泵構成。由于石灰乳上清液中固體懸浮物太多，極易造成噴淋塔的堵塞，以至于噴淋效果下降，所以噴淋塔需要定期進行停車清理。在停車處理和清理噴淋塔塔板期間，需要乙炔發生器系統進行相應停車或直接將含塵廢氣排放到大氣中，不僅給生產造成巨大損失，還容易造成環境污染，同時石灰水中的絮凝懸浮物附著在噴淋塔塔板及側壁上極難清理，清理作業時間較長。另外，隨著丙烷脫氫制丙烯項目的順利開車和市場形式逐漸好轉，環氧丙烷產品成功實現扭虧轉贏，而國內電石法生產聚氯乙烯市場仍處于虧損狀態，所以環氧丙烷生產中降低電石泥（見表1，有效成分為Ca(OH)2）的消耗，充分利用每一噸石灰乳已經成為大沽化人的迫切需要。綜合生產成本和運行費用，結合現有生產經驗，經過公司及分廠多方面仔細研究，最終決定新增一套噴淋除塵裝置，對增稠器的溢流水系統進行改造，并對聚氯乙烯分廠來的排渣水在增稠器M-802進行增稠，對底部的石灰渣漿進行回收利用。

2 技術改造方案簡述

改造前的工藝主要流程為：乙炔發生器來的電石泥進入增稠器M-801，經過沉降分離，M-801底部的石灰乳被增濃至5%～8%，通過石灰乳泵P-801加壓經分配臺由主管線、備用管線、三期管線分別輸送至環氧丙烷界區內的增稠器M-162、M-262、M-362，用作皂化原料來生產環氧丙烷；M-801上部清水溢流至緩沖池，通過噴淋水泵送至噴淋塔頂部進行噴淋除塵。乙炔發生器來的排渣液進入增稠器M-802，經過沉降分離，M-802底部的石灰渣被增濃后，送到壓濾進行廢渣壓濾處理；M-802上部的清液流入緩沖池，也通過噴淋水泵送至噴淋塔中進行除塵。噴淋水除塵后，流入噴淋塔下方緩沖池中，通過噴淋后水泵送入增稠器M-803中，經過沉降分離后，M-803底部的石灰渣漿被增濃后，送到壓濾崗位進行壓濾處理；M-803上部的清液流入2#緩沖池，通過泵輸送回乙炔站，作為乙炔發生器的原料水參加反應,來減少一次水用量和污水的排放量，實現減排的目的。

表1 石灰乳預處理崗位各取樣點取樣分析數據表

改造后流程圖見圖1所示,其主要流程為：新增噴淋系統包括4臺噴淋塔、1個噴淋水池、1個緩沖池、輸送機泵及其連接管道。新老噴淋系統并聯操作，在粉塵廢氣管的分支法蘭處各有1個插板可分別對新老噴淋系統進行隔離，使兩套噴淋系統可以輪換操作運行,也就是說從乙炔發生器來的粉塵廢氣以及增稠器M-801、M-802溢流下來的石灰水清液既可以去老噴淋系統，也可以去新噴淋系統，這樣避免了只有一套噴淋系統停車清理鈣垢時對乙炔站正常生產和環境污染的影響，實現化工生產的清潔性和連續性。在改造過程中,將增稠器M-801、M-802的溢流水口增設過濾網，對大塊浮灰及編織袋碎片等雜物進行攔堵，一定程度上緩解機泵和噴淋塔的堵塞情況，延長了噴淋塔的正常運轉時間。

為節約使用電石灰，避免電石灰直接進入壓濾崗位造成電石灰的流失，在改造過程中，將M-802底部渣漿用泵輸送至增稠器M-801進料槽，經過濾網過濾掉大塊碎石等雜物后，石灰渣漿液進入M-801池中進行增稠后輸送至環氧丙烷皂化崗位。管路改造后預計可回收乙炔發生器排渣水中的石灰乳1.05t/h。

3 技術改造后的運行效果

改造后，如表2、表3所示，增稠器M-801、M-802溢流出的石灰水上清液中懸浮物含量降低，噴淋系統除塵效果明顯好轉，排放廢氣中的粉塵含量達到環保要求；乙炔發生器回用水的質量也有一定程度上的改善，避免輸送管路發生結垢堵塞，回用水達到乙炔發生器的用水要求，上清液的回用量大大增加，減少了污水排放；在改造過程中，根據現有生產經驗，在增稠器溢流口及噴淋水泵入口增設過濾網，不但減少灰渣對輸送機泵的磨蝕，還減輕絮凝懸浮物對噴淋塔板的堵塞，延長噴淋塔的使用周期。

表2 項目實施前后進噴淋塔水中懸浮物質量含量對比表

表3 項目實施前后返回乙炔站水中懸浮物質量含量對比表

圖1 石灰乳預處理崗位改造后的工藝流程圖

4 技術改造收益

4.1 噴淋后的上清液回用

上清液返回至乙炔發生器回用可減少污水排放約41000 t/月，按照每噸污水處理費用1元計算，節約污水處理費用41000元/月

4.2 減少廢氣中粉塵排放

由于噴淋塔能及時輪換清理，噴淋效果比以前得到增強，減少了粉塵廢氣排放，噴淋后廢氣中的粉塵含量接近于零，基本上解決了電石粉塵廢氣對周圍環境的污染，保證電石法聚氯乙烯生產的安全穩定運行。

4.3 輪換清理噴淋塔，保證乙炔發生器的連續穩定生產

清理噴淋塔周期為2月一次，每次化工處理和清理時間為48h。項目實施后，兩套噴淋系統可以輪換清理，每年可為乙炔站減少停車288h。

4.4 石灰乳回收利用，增加經濟效益

聚氯乙烯分廠來的排渣水中的石灰乳在M-802增濃后得到回收利用，為環氧丙烷生產提供保證。按每噸環氧丙烷消耗電石灰 1.6t計算，回收這些石灰乳可增產環氧丙烷0.65 t/h。