一種新型節水環保洗滌塔設計及應用

趙思全

（甘肅甕福化工有限責任公司，甘肅 金昌 737000）

某磷酸生產裝置原尾氣處理系統流程為：含氟含塵尾氣經文丘里洗滌后進入第一洗滌塔、第二洗滌塔進行洗滌；洗滌后的尾氣經引風機送入第三洗滌塔；尾氣經洗滌后再進入除沫塔除沫除霧后進入煙囪排空。此處理系統存在占地面積大、洗滌效果不佳、設備多、能耗高、維修費用高、不易管理等問題。甘肅甕福化工有限責任公司針對存在問題設計了一種新型一體兩塔式多級洗滌節水環保洗滌塔。由新型一體兩塔式多級洗滌節水環保洗滌塔組成的尾氣處理新系統，取消了引風機前的第二洗滌塔，并用新塔替代了引風機后的第三洗滌塔和除沫塔兩塔，占地面積少，洗滌效率高，節水效果明顯。

1 新型洗滌塔結構

此節水環保洗滌塔是將傳統尾氣處理裝置引風機后的洗滌塔、除沫塔兩個塔集成一個塔，形成一體兩塔的結構形式。塔體從內部分為上下兩段，塔身采用16MnR鋼制作，內壁襯貼厚4 mm的預硫化膠板，在塔體內部設計安裝了兩個特殊結構形式的除沫器，根據“正碰除沫”“氣通液不通”的原理，形成兩級洗滌除沫裝置，從而達到除沫除霧的目的。塔體一段上環形布置2層噴頭（共8個），二段上環形布置3 層噴頭（共12 個），共5 層高效洗滌防堵噴頭。洗滌水通過循環泵經過5層高效防堵噴頭進行循環噴淋洗滌，從而能更充分地吸收尾氣中的氟和水蒸氣，極大地節約了工藝水用量。

新型一體兩塔式多級洗滌節水環保洗滌塔的結構見圖1。

圖1 新型一體兩塔式多級洗滌節水環保洗滌塔的結構

第一級除沫器采用16MnR 鋼制作，與塔體焊接在一起。焊縫經打磨處理后，除沫器整體內外均襯貼厚4 mm 的預硫化膠板。第二級除沫器采用玻璃鋼材質。所有環形布置的高效洗滌防堵噴頭均采用聚丙烯材質。

兩級除沫器均根據“正碰除沫”“氣通液不通”的原理，結合塔體結構形式進行設計。此結構形式的除沫器，克服了傳統絲網除沫器、填料除沫器等存在的結構復雜、組件較多、安裝難度大、容易結垢、需要定期清理且使用壽命短等缺點，具有結構簡潔實用、制作安裝方便、一次性安裝永久使用、結垢少、阻力小、在線自清理且冷凝除霧除沫效果好、經濟環保的特點。

2 新型洗滌塔工作流程

工藝水從第一層環形布置的高效洗滌防堵噴頭噴入第二段洗滌塔內，對塔內的尾氣進行噴淋洗滌；洗滌液從第二段洗滌塔下部的洗滌液出口排出，由循環洗滌泵送入第二層環形布置的高效洗滌防堵噴頭和第三層環形布置的高效洗滌防堵噴頭，再次對尾氣進行噴淋洗滌；多余的洗滌液從第一級除沫器的尾氣出口溢流到第一段洗滌塔內，從其下部的洗滌液出口排出，由循環洗滌泵送入第四層環形布置的高效洗滌防堵噴頭和第五層環形布置的高效洗滌防堵噴頭，對從初始尾氣入口進入的含氟含塵尾氣進行噴淋洗滌，經多次循環洗滌的洗滌液由溢流口溢流至第一洗滌塔。

含氟含塵尾氣從第一段塔體下部初始尾氣入口進入塔內，經過2層環形布置的高效洗滌防堵噴頭噴淋洗滌后，尾氣首先與第一級除沫器進行“正碰除沫”，氣體翻過除沫器而液體回流，即“氣通液不通”的原理，達到除沫的目的。未被吸收的尾氣進入第二段洗滌塔內，再次經過3層環形布置的高效洗滌防堵噴頭噴淋洗滌，洗滌后的尾氣經第二級除沫器再次進行“正碰除沫”，除霧除沫后的尾氣從煙囪排入大氣。

3 新型洗滌塔應用

由新型一體兩塔式多級洗滌節水環保洗滌塔組成的尾氣處理新系統，取消了引風機前的第二洗滌塔，并用新塔替代了引風機后的第三洗滌塔和除沫塔兩塔。尾氣處理新系統流程為：含氟含塵尾氣經文丘里洗滌后進入第一洗滌塔；洗滌后的尾氣經過引風機送入新設計的新型一體兩塔式多級洗滌節水環保洗滌塔內，尾氣經塔一段與二段兩級噴淋洗滌、兩級冷凝除霧除沫后從煙囪排空。

進入尾氣洗滌系統的氟總量為1 274 kg；尾氣引風機風量為160 000 m3/h，效率按75%計，則實際風量為120 000 m3/h，文丘里進口尾氣氟質量濃度為10 616 mg/m3，文丘里效率η1為93%，氟逸出率為7%。第一洗滌塔（舊塔）效率η2為70%，氟逸出率為30%；新建塔一段洗滌效率η3為85%，氟逸出率為15%；新建塔二段洗滌效率η4為85%，氟逸出率為15%。最終煙囪排出的尾氣氟質量濃度為：10 616 × 0.07 × 0.30 × 0.15 × 0.15 mg/m3=5.02 mg/m3，完全實現了尾氣達標排放。

4 結論

新型一體兩塔式多級洗滌節水環保洗滌塔一體兩塔式的結構形式，集洗滌與除沫于一體，減少了設備占用空間，節省了投資；采用的高效洗滌防堵噴頭，提高了洗滌效率，延長了清理周期，降低了勞動強度；塔內設置兩級高效除沫器，防止液滴被帶入大氣，節約了工藝水用量，改善了周邊環境，且特殊結構的除沫器與傳統絲網除沫器相比具有不易結垢堵塞、阻力小的優點。

此洗滌塔應用于濕法磷酸裝置尾氣洗滌中，除沫效果極佳，排放尾氣中氟質量濃度由10～11 mg/m3降低到5 mg/m3左右；工藝水用量由260 m3/h降低到245 m3/h，比原來減少15 m3/h，節水效果明顯，完全達到了節水環保的目的。