聯堿裝置生產現場游離氨綜合治理

劉曉衛，吳 奇

(1.陜西興化集團有限責任公司聯堿中心，陜西興平 713100 2.山東海化股份有限公司純堿廠，山東濰坊 262737)

1 現狀分析

興化集團聯堿中心擁有年產30萬t純堿及30萬t氯化銨聯合制堿裝置，生產現場揮發性游離氨濃度較高，氨味大，操作環境惡劣，現場刺鼻的氨味讓人難以忍受。氨源主要來自三方面：

一是濕銨輸送系統，濕銨含水量一般在6%～8%左右，在1#、2#濕銨輸送皮帶上方揮發性游離氨濃度較高，經分析，輸送皮帶周圍空氣氨含量最高達到135 mg/m3。

二是重堿分離、輸送系統，碳化塔生成的重堿懸浮液經濾堿機固液分離后進入1#重堿皮帶、2#重堿皮帶、3#重堿皮帶，最后進入煅燒爐分解，在此過程中， 3條重堿輸送皮帶就是揮發性游離氨的根源。因為經濾堿機固液分離后的重堿含水量高達16%～20%，大量游離氨溶解在重堿水中，因而3條重堿皮帶輸送系統周圍氨味較大。

三是各母液儲桶排氣口、人孔，結晶器、稠厚器溢流口揮發性游離氨。由于母液在儲桶及結晶器內流動，且具有一定的溫度，特別是熱AI，溫度高達50 ℃，游離氨2.55 mol/L，這就使現場揮發性游離氨濃度高，環境惡劣。

由環保要求越來越嚴格，公司決定對聯堿裝置現場無組織排放的游離氨進行階段性的改造治理。

2 工藝方案的確立

關于聯堿裝置暴空氨治理后排放標準，純堿行業還沒有現行的標準，我們從現行國家標準中選取《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)、《大氣污染物綜合排放標準》(GB16296-2017)、《中華人民共和國國家職業衛生標準》(GB238-2006)要求的排放指標作為技術改造要達到的排放標準。現場皮帶周圍氨濃度<30 mg/m3的職業衛生標準。

目前針對含氨廢氣處理吸收主要有化學及物理吸收法兩種。

氨的化學吸收法類似于酸霧處理的液體吸收法，酸液吸收常用的吸收劑有H2SO4、HCl等水溶液，所采用的的凈氨設備主要有洗滌塔、泡沫塔、填料塔、斜孔板塔等。此種路線吸收所產生的(NH4)2SO4、NH4Cl鹽類物質還需要下道工序處理，流程較為復雜，不適合我廠現狀。

氨的物理吸收法是指用水吸收工業廢氣中的氨氣，達到一定濃度后需置換洗滌液，避免吸收率降低，尾氣超標。根據我廠實際情況，綜合考慮，采用物理吸收法，吸收劑采用生活水或污水。

濕銨皮帶及重堿皮帶周圍暴空氨治理分收集與處理兩個過程，在皮帶上方安裝玻璃鋼罩子，下沿懸掛塑料透明簾子，經抽風管由風機送至氨回收洗滌塔與洗滌水逆向接觸吸收，處理后的尾氣達標排放至大氣中，噴淋洗滌液循環使用，達到一定濃度后排至污水池再進入母液系統。

3 改造內容

3.1 集氣罩選型

考慮到皮帶輸送機輸送的物料均有一定的腐蝕作用，集氣罩采用耐腐蝕的FRP玻璃鋼材質，為了安裝及檢修方便每塊集氣罩長度均在4 m，寬度均比皮帶寬度略大，集氣罩高度0.5 m，以下部分1.3 m用PVC透明卷簾懸掛，總高度距地高度1.8 m，集氣罩之間用螺栓連接，支架選用∠50×5的316L不銹鋼角鋼焊接而成。

表1 集氣罩規格參數

3.2 風機的選型

考慮到5條皮帶所處位置，將距離較近的濕銨皮帶除氨裝置放置在氯化銨離心樓旁，稱為濕銨除氨裝置，將3條重堿皮帶除氨裝置放置在煅燒一樓西北角，稱為重堿除氨裝置，共計兩套除氨裝置。考慮的介質具有一定的腐蝕性，風機選用離心式通風機，材質316L，風機風量依據皮帶長度及現場游離氨濃度計算得出。

表2 兩套除氨裝置風機規格參數

3.3 洗滌塔的選型

依據風機風量及水對氨的吸收率洗滌塔選用兩種規格，濕銨工序洗滌塔直徑d=3 000 mm,重堿工序洗滌塔直徑d=3 400 mm,高度均為12 m，材質FRP。噴嘴選用螺旋實心錐噴嘴，噴嘴夾角120°，每層噴嘴6個，每層噴嘴錯開呈正三角形分布，確保噴灑全面積覆蓋，最大限度的發揮噴淋洗滌作用。洗滌塔有三段填料，填料選用CPVC鮑爾環，形狀呈“米”字形，頂部安裝PVC收水器及不銹鋼316L絲網除沫器。

排氣筒尺寸直徑DN1200，材質FRP，安裝后對地高度30 m。

3.4 洗滌供水選用

洗滌后形成的稀氨水進入儲桶下部，循環對含氨空氣進行淋洗，當稀氨水的總濃度達到設定值時(飽和)，對洗滌水進行置換。

如果采用清水洗滌，每天約需排放20 m3的污水，對水平衡造成一定的影響，通過對聯堿裝置的污水進行分析，游離氨0.2～0.5 mol/L,固定銨0.4～0.8 mol/L，全氯0.8～1.5 mol/L，pH值8～9。污水中游離氨距離飽和溶解度3.8 mol/L還有很大濃度差，故采用污水洗滌，但是考慮到長期用污水洗滌會對填料等造成一定的結垢，同時也配置的清水流程，具體在運行中擇機切換。

重堿洗滌塔單個周期消耗水量14～20 m3，一般更換周期：2天1換。

濕銨洗滌塔單個周期消耗水量18～23 m3，一般更換周期：2天1換。

4 改造效果

本次改造對濕銨皮帶及重堿皮帶周圍氨進行治理，效果比較明顯，監測點氨濃度大幅降低，幾乎已經聞不到氨味，同時通過洗滌后的尾氣經第三方檢測，排放氨速率符合《惡臭污染物排放標準》(GB14554-1993)，達到了預期的目標值。

經過對1#濕銨皮帶、2#濕銨皮帶、1#重堿皮帶、2#重堿皮帶、3#重堿皮帶共計5條皮帶暴空氨的技術改造，投運后效果比較明顯，皮帶周圍各監測點氨濃度13～25 mg/m3。

此次改造我們也積累了一些經驗，例如為降低尾氣流速，減小液滴夾帶，可將回收洗滌塔結構改造為異徑塔，即塔頂直徑大于塔中部及下部，可有效降低空塔流速，大大降低尾氣帶液滴現象。在后期改造中，我們將采用異徑洗滌塔。各母液儲桶排氣口、人孔，結晶器、稠厚器溢流口揮發性游離氨治理項目已經提上議程，正在有序進行中，有望在年底可投入使用，屆時現場氨治理工作將全面完成。