PVC聚合干燥尾氣達標排放可行性研究

高燕軍，劉 勇，苗亞玲，崔萬理

（陜西北元化工集團股份有限公司，陜西 榆林 719319）

1 PVC聚合干燥工序工藝流程

陜西北元化工集團股份有限公司化工分公司（以下簡稱北元化工）100萬t/a聚合裝置干燥工序采用的流化床干燥工藝，具體為漿料槽內的漿料經離心漿料過濾器過濾后用漿料循環泵送往離心機離心，漿料經初步脫水后，通過破碎機破碎后進入干燥床，由送風機送來的風經過濾器換熱器后進入干燥床風室，控制一定風壓、風溫和流量下，使干燥床內的漿料達到流化狀態后和干燥床內的換熱器換熱，干燥后的一床物料在引風機的作用下，通過旋風分離器分離后，其物料進入二床，濕空氣經引風機送入廢氣洗滌塔洗滌后排空。二床物料通過下料器，在引風機作用下經旋風分離器分離后，氣體經引風機排入尾氣洗滌塔洗滌后排空，干物料進入成品篩完成粗細物料的分離，細物料經二次輸送風機送往包裝料倉，粗物料進入廢料倉進行處理。PVC聚合干燥工序工藝流程圖見圖1。

2 干燥尾氣洗滌塔帶料原因分析

工藝設計中從八旋旋風分離器（干燥床引風機出口）及二旋旋風分離器（一次輸送風機出口）分離出含少量極其細小的PVC顆粒的干燥尾氣，經濕式洗滌器洗滌后排入大氣。但現實際運行過程中，因經主風機與一次輸送風機排入尾氣洗滌塔內的濕空氣在塔內出現偏流，尾氣不能均勻經塔內填料實現再分布，出現尾氣在塔內流速過快（設計流速為2 m/s），塔內填料及塔盤被吹翻而導致尾氣洗滌塔出現帶料現象，給現場環境治理與系統運行穩定帶來了一定的隱患，具體情況分析如下[1]。

尾氣在尾氣洗滌塔的流速為≤2 m/s。PVC聚合干燥工序主風機及引風機工藝設計風量見表1。

實際測定（環評），尾氣洗滌塔排風口風量為150 000～180 000 m3/h，即尾氣洗滌塔內尾氣的流速為 2.62～3.14 m/s。

理論計算（實際運行），尾氣洗滌塔排風口排風量為140 000～150 000 m3/h，即尾氣洗滌塔內尾氣在實際運行過程中的流速為2.58～2.67 m/s。實際運行過程各工序點風量具體見表2。

3 干燥尾氣洗滌塔帶料可行性方案

圖1 PVC聚合干燥工序工藝流程圖

表1 PVC聚合干燥工序主風機及引風機工藝設計風量

表2 PVC聚合干燥工序實際運行過程風量

通過改造，在現有干燥尾氣處理裝置的基礎上再增加一套尾氣處理裝置（濾袋除塵裝置，即為除塵器，為負壓型），除塵器放安裝在二旋旋風分離器與一次輸送風機進口之間，除塵器內收集的細小的PVC樹脂經過旋轉加料器輸送至二次輸送管線，經羅茨鼓風機吹至PVC包裝大料倉，經包裝后作為成品PVC樹脂進行銷售。在改造項目中，為了避免尾氣處理裝置負壓過大而被抽癟，則在其進口管線設置由壓差，當壓差超過2 kPa時聯鎖停干燥床下料器；同時為了防止尾氣處理裝置所收集的PVC樹脂經其緩沖料斗在下料存在團聚等現象而造成下料不暢，則在其緩沖料斗及下料管線安裝脈沖式振蕩器；此外從干燥鼓風機出口至尾氣處理裝置下料管線配置一根空氣管線，定期吹掃下料管線，防止其存在堵塞現象。改造后，八旋旋風分離器（干燥床引風機出口）排入大氣中的濕空氣經現尾氣處理裝置排出，二旋旋風分離器（一次輸送風機出口）排出的干燥的空氣經新增尾氣處理裝置而單獨排入大氣。經過優化與改造，一定程度上解決料尾氣洗滌塔的帶料現象，尾氣洗滌塔安全、穩定的運行得到了有效的保證，系統運行穩定性大大提高，同時避免了粉塵對環境的污染以及實現PVC樹脂粉塵的回收與利用。PVC聚合干燥尾氣除塵改造工藝流程圖和PVC聚合干燥新增袋式除塵器后工藝流程圖分別見圖2和圖3。

3.1 項目可行性分析

2017年干燥各生產線引風機及一次輸送風機出口壓力表處PVC樹脂粉塵取樣結果見表3。

表3 引風機及一次輸送風機出口壓力表處PVC樹脂粉塵取樣結果

圖2 PVC聚合干燥尾氣除塵改造工藝流程圖

圖3 PVC聚合干燥新增袋式除塵器后工藝流程圖

以上測試取樣口管線直徑均為10 mm，引風機出口管線直徑為1 500 mm，03風機出口管線直徑為800 mm。估算出引風機出口管道通風量是取樣口的22 500倍，一次輸送風機出口通風量是取樣口的6 400倍。總體計算出來A線引風機每天粉塵量為2 055 g，A線一次輸送風機每天粉塵量為1 890 g，B線引風機每天粉塵量為1 440 g，B線一次輸送風機每天粉塵量為52 608 g，C線引風機每天粉塵量為89 228 g，C線一次輸送風機每天粉塵量為17 051 g，D線引風機每天粉塵量為39 214 g，D線一次輸送風機每天粉塵量為25 655 g。根據以上計算結果并考慮誤差因素，總體評價出一次輸送風機帶料較多，此外一次輸送風機排出的是干燥空氣，適合使用布袋除塵進行PVC物料回收。

3.2 項目實施的經濟效益分析

（1）經優化與改造，一定程度上解決料尾氣洗滌塔的帶料現象，尾氣洗滌塔安全，系統運行穩定性大大提高，同時避免了粉塵對環境的污染。

（2）根據測試結果，4條線每天一次輸送風機帶出的粉塵量為97 kg，則一年可回收PVC粉塵料約35.4 t。

3.3 干燥系統風機進出口風壓富裕量核算

3.3.1 干燥一期一次輸送風機進出口風壓富裕量核算

一次輸送風機進口壓力為-12 kPa，出口壓力為15 kPa，若在風機出口增加一臺袋式除塵器，除塵器所增加的阻力2 kPa，則引風機風量變小，電流減小。若使一次輸送風機出口不變，則電流需增加。

一次輸送風機額定電流420 A，實際310 A，若增加 2 kPa的阻力，阻力為 12+2=14（kPa）。

電流：310×1.083=390 A＜420 A；

轉速：1 450×1.08=1 566（r/m）。

因此在原風機出口增加一臺袋式除塵器，阻力增加2 kPa，在滿足現工藝需求的情況下，干燥一二期一次輸送風機運行電流變大，但均低于風機電機的額定電流。

3.3.2 干燥二期一次輸送風機進出口風壓富裕量核算

一次輸送風機進口壓力為-12 kPa，出口壓力為15 kPa，若在風機出口增加一臺袋式除塵器，除塵器所增加的阻力2 kPa，則引風機風量變小，電流減小。若使一次輸送風機出口不變，則電流需增加。

一次輸送風機：額定電流28 A，實際16 A左右，若增加2 kPa的阻力：阻力為12+2=14（kPa）。

14 kPa/12 kPa=1.17，

電流：16×1.083=20 A＜28 A；

轉速：1 450×1.08=1 566（r/m）。

因此在原風機出口增加一臺袋式除塵器，阻力增加2 kPa，在滿足現工藝需求的情況下，干燥一二期一次輸送風機運行電流變大，但均低于風機電機的額定電流。

4 干燥尾氣洗滌塔帶料可行性總結

干燥傳統工藝為從八旋旋風分離器（干燥床引風機出口）及二旋旋風分離器（一次輸送風機出口）分離出含少量極其細小的PVC顆粒的干燥尾氣經濕式洗滌器洗滌后排入大氣。改變傳統工藝流程，在現有干燥尾氣處理裝置的基礎上，再增加一套尾氣處理裝置（濾袋除塵裝置），將干燥從八旋旋風分離器（干燥床引風機出口）排入大氣中的濕空氣從現尾氣處理裝置排出，二旋旋風分離器（一次輸送風機出口）排出的干燥的空氣從新增尾氣處理裝置排出。

經優化與改造，一定程度上解決了尾氣洗滌塔的帶料現象，尾氣洗滌塔安全、穩定運行得到了有效地保證，系統運行穩定性大大提高，同時避免了粉塵對環境的污染以及實現粉塵的回收，增加了一定的經濟效益。