濾過洗水流程優化降氨改造

(山東海化股份有限公司純堿廠，山東濰坊 262737)

1 改造背景

純堿生產過程中特別是碳化取出液的分離、重堿運輸、重堿二次脫水過程中，由于物料處于曝空狀態，致使部分游離氨從濕重堿中逸出，特別是高溫季節個別崗位氨味大，作業環境惡劣。多年來山東海化純堿一直致力于現場氨味的治理，如在氨曝空的區域增設直流風機進行強制對流，在運輸皮帶機和轉運溜管口上增設負壓引風機等設施，進行現場氨味的治理。但由于重堿的過濾、轉運過程流程長，區域面積大，這些措施雖對現場作業環境改善起到了一定作用，但作業現場的氨味仍不能徹底有效解決。

2 原因分析

重堿的主要成分為碳酸氫鈉(NaHCO3)、碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸氫銨、氯化鈉和水，而其中的游離氨主要以NH4HCO3和NH3·H2O形式存在。碳酸氫銨在環境溫度10 ℃以下時，化學性質穩定，基本不分解;10～20 ℃時，分解不顯著;30 ℃以上時，大量分解；NH3·H2O(一水合氨)化學性質不穩定，超過32 ℃易揮發逸出氨。因此我們感覺在環境溫度低于30 ℃時，重堿轉運曝空區域，氨味并不嚴重。高溫季節環境溫度超過30 ℃以上時，雖然濾過的洗水溫度、出堿液溫度控制與其它季節相差不大，但現場氨的外逸較溫度低時強烈。

溫度越高游離氨的外逸揮發越高，游離氨的濃度越高氨的外逸揮發也越高。現場環境和氨堿的操作工藝溫度我們不易改變，比較有效的方法是降低重堿游離氨的含量。重堿中游離氨主要是來自碳化取出液和洗滌重堿的含氨洗水，而降低碳化取出液的游離氨需調整氨鹽比，這樣必然會導致轉化率的降低，因此我們只能從降低洗水含氨方面入手來有效改善現場環境。

3 洗水流程改造

山東海化純堿原濾過工序的洗水，主要是利用淡液塔蒸餾回收氨后的廢淡液，經鈦板降溫后分別去濾過工序和吸收工序的凈氨器，作為洗滌含氨尾氣的凈氨水，然后再去煅燒工序的爐氣洗滌塔，洗滌回收爐氣中的氨，廢淡液經過二級洗滌凈氨后送至重堿濾過工序，作為重堿的洗滌水。此時重堿洗水中的FNH3達到10～12 tt,溫度在30～35 ℃之間，其中FNH3主要來自于對爐氣的洗滌，原流程如圖1。

為降低濾過洗水的含氨，我們對整個濾過洗水流程進行了重新優化改造，一是將吸收工序的凈氨器的凈氨洗水改用精鹽水凈氨；二是對爐氣洗滌塔的洗水進行循環洗滌改造，通過原鈦板換熱器將循環洗滌爐氣產生的熱量及時移出(<30 ℃)，以保證洗滌效果，達到一定濃度的爐氣洗滌液(60 tt)，再送至爐氣冷凝塔噴淋爐氣，最終形成FNH3在100～120 tt的煅燒冷凝液去淡液塔蒸氨；三是在重堿一樓增設濾過洗水槽和濾過洗水泵將從濾過凈氨器返回的凈氨洗水，送至洗水高位槽。改造后濾過洗水的FNH3，由原來的10～12 tt降至1～2 tt。改造后流程如圖2。

圖1 濾過洗水流程圖

圖2 改造后的洗水流程

4 改造后的洗水和淡液平衡效果

改造前濾過洗水主要來自于淡液塔蒸餾后的廢淡液，基本可以滿足生產需求，若遇外界波動時，補充少量的熱電軟水，改造前洗水當量大約0.60 m3/t堿，改逅后由于洗水含氨降低，洗水粘度下降，洗水當量降至0.58 m3/t堿。改造后由于煅燒爐氣洗滌凈氨的需要，利用原先煅燒爐氣洗滌液泵，對爐氣進行循環洗滌，控制循環洗滌液濃度在60 tt、溫度<30 ℃,為維持濃度適宜保證洗滌凈氨效果，經查定約需持續補入0.12 m3/t堿的濾過凈氨塔的出水，達到濃度要求的爐氣洗滌液再持續送至爐氣冷凝塔中。改造前后具體洗水平衡情況對比如圖3、圖4。

圖3 改造前洗水平衡表

圖4 改造后的洗水平衡表

改造后部分循環洗滌液送至冷凝塔作為冷凝塔的補水，來調節煅燒爐氣冷凝液的濃度，這樣提高了煅燒冷凝液當量(由原來的0.247 m3/t堿，提高至0.309 m3/t堿)，煅燒冷凝液量的增加，必將增加蒸餾工序淡液塔的負荷，改造前計劃對淡液蒸餾塔補充部分一次汽來相應提高淡液塔的能力，但經過對淡液蒸餾塔進行工藝參數和指標調整(即將廢淡液含氨控制指標提高至<1.0 tt),改造后在沒有補充一次蒸汽的前提下，即可完全消耗掉改造后增加的這部分煅燒冷凝液量，淡液塔能力的提升又提高了廢淡液的產量，因此改造后整個系統的洗水仍能實現平衡。

5 結 語

經對濾過洗水流程優化降氨改造，重堿濾過工序的重堿洗水含氨降至1～2 tt，重堿濾過工序以及重堿轉運過程中外逸的氨大幅下降，高溫生產季節時的作業現場氨味有了明顯改善。改造前洗水流程因考慮洗水的平衡問題，濾過、吸收工序的凈氨塔加水量受制于堿車洗水用量，加水不穩定時有起伏，這樣勢必會影響凈氨塔的凈氨效果。改造后吸收工序采用精鹽水凈氨，洗水量較原先提高50%，濾過凈氨塔洗水量也提高了50%，對凈氨效果起到了良好的促進作用，在環境改善的同時噸堿的氨耗也隨著下降。