低温转化法生产硫基复合肥尾气处理的技改总结

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(武汉江汉化工设计有限公司，湖北 武汉 430223)

低温转化法生产硫基复合肥尾气处理的技改总结

李飞阔，张素霞，张庆安，何伟

(武汉江汉化工设计有限公司，湖北 武汉 430223)

采用传统氯化钾低温转化法生产硫基复合肥，在造粒干燥过程中产生的含氨、含尘尾气，经处理后难以达标排放。针对这个问题，对旋风除尘器、预洗涤器、洗涤器等进行技术改造，增加了静电除雾器。实践证明，经技改后排放尾气中的粉尘排放浓度可降到30 mg/m3以下，氨排放浓度可控制在50 mg/m3以内，达到国家现行尾气达标排放标准。

低温转化法；硫基复合肥；造粒干燥；尾气处理；技改

随着人们环保意识的日益增强，在“十三五”发展期间，我国磷复肥行业在加快供给侧改革步伐、实现结构性调整的同时，将执行更严格的“三废”排放指标，这也成为了磷复肥企业赖以生存和发展的基石。

湖北洋丰股份有限公司石桥驿基地建有1条12万t/a硫基复合肥生产线，采用氯化钾低温转化、造粒干燥一体机工艺。经处理后排放的干燥造粒尾气中，粉尘含量约200～450 mg/m3、氨含量约117～250 mg/m3，远高于GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》中粉尘颗粒物最高120 mg/m3的允许排放标准[1]与GB 14554—1993《恶臭污染物排放标准》[2]中氨的排放量。在原有装置设备的基础上，通过技术改造，不但降低了尾气排放中氨、粉尘的排放浓度，达到了国家现行排放标准，还提高了装置的开车率和经济效益。

1 工艺流程的优化

原尾气处理工艺流程见图1。含尘、含氨的造粒干燥机尾气通过单组旋风除尘器收尘后，再经文丘里洗涤器酸洗，预除沫器、旋风除沫器、洗涤器水洗，最后经尾气风机送至烟囱后放空。

图1 原造粒尾气处理工艺流程

由于原工艺中的旋风除尘效果差、洗涤过程中液气比小，致使喷嘴易堵塞，雾化效果差，除氨、洗尘不彻底。液沫夹带严重，尾气温度偏高，粉尘被带到尾气风机中，导致风机叶轮因结垢而运转不平衡，震动严重，严重影响了风机的安全、稳定运行。

针对原工艺在生产中的问题进行改造，改造后的流程见图2。含尘、含氨的造粒干燥机尾气通过双组旋风除尘器除去大部分粉尘后，经预洗涤器的五级管道洗和空塔分离，再进入文丘里、两级管道洗及空塔分离，彻底吸收尾气的氨，降低尾气温度和尘含量，最后通过尾气风机送往静电除沫器，再进一步除去尾气中夹带的细小雾沫，保证尾气中粉尘浓度达到排放指标。

图2 改造后的尾气处理工艺流程

为充分吸收尾气中的氨，在洗涤器循环槽内补入适量的磷酸，以保证洗涤槽中的pH值≤2。当预洗涤槽内洗涤液的N：n(P)>0.4，或密度>1.4时，经支管把预洗涤槽中渣浆送往界外，作为造粒的原料使用，保证尾气中的氨达标排放。

2 主要设备的改造

2.1 旋风除尘器

在生产过程中，本装置采用的干燥造粒一体机机头热风温度高达近520℃，机尾温度85℃，尾气中的含氨量高达1 342.28 mg/m3，粉尘高达6 000 mg/m3，风量102 539m3/h。

原旋风除尘器规格为φ2.4 m，H=9 m单组型式；现改为φ2.4 m，H=9 m双组蜗壳型式。除尘效率可由原来的70%～75%，提高到现在85%～90%，有效地降低了洗涤工序尾气中的尘含量。

2.2 预洗涤器

原预洗涤器采用喉径为φ0.8 m文丘里洗涤，液气比仅为0.6 L/m3(气)。改造后的预洗涤器采用竖管三级洗涤、横管两级洗涤，同时更换大流量的循环泵，使液气比提高到2.5 L/m3(气)，有效地提高了洗氨、除尘效率。

原预洗涤器后设有1台φ4 m，H=9 m旋风除沫器，气液分离效果差。现改为φ4 m空塔分离，高度增加至H=12 m，并在塔顶设置倒喇叭口的除沫设施，有效提高了分离效果。

2.3 洗涤器

原洗涤器规格为φ3.5 m，H=11 m，采用单层4个喷头均布喷淋方式，塔顶设置旋流板除沫。由于洗涤器内喷头数量少，喷淋覆盖率低，部分气体短路，导致塔顶除沫器结垢严重。

改造后洗涤器采用喉径为φ0.6 m的文丘里洗涤器，在洗涤过程中，气体首先进入收缩段后，流速增大，进入喉管时达到最大值。洗涤液从收缩段加入，气液两相间相对流速很大，液滴在高速气流下被雾化，气体湿度达到饱和，尘粒被水湿润。在扩散段，气液速度减小，压力回升，尘粒作为凝结核的凝聚作用加快，形成直径较大的含尘液滴，进而在后端空塔内被分离，除尘、洗氨效率可高达90%以上。经洗涤后的尾气，再采用φ3.8 m，H=9.8 m空塔进行气液分离。

2.4 增加静电除雾器

经洗涤后的尾气中还有较高含量的气溶胶，改造中在尾气风机后增加1台静电除雾器，通过静电控制装置和直流高压发生装置，将交流电变成直流电送至除雾装置中，空气分子被电离，液雾粒子在电场力的作用下集聚，在重力作用下流到收集槽，除去尾气中夹带的雾沫及气溶胶，保证尾气达标排放。

3 其他措施

(1)通过更换大流量的循环泵，提高喷淋量，增加喷淋液气比。

(2)将原采用的螺旋形喷头改换为高效防堵SMP喷头，其内部由2个S 形叶片形成最大畅通径，使液体通过时更流畅、无死角。在同等流量的情况下，其允许通过的固体颗粒直径比普通实心锥形喷嘴高出3倍，最大程度地避免了在恶劣工况下堵塞喷嘴的问题。喷头内部通道均为流线形，低压至20 kPa时也可喷射，有效地降低了液体雾化压力。

4 结语

(1)通过技术改造后的实际运行情况看，造粒干燥尾气中氨排放浓度控制在50 mg/m3以内，粉尘排放浓度在30 mg/m3以下，可达到国家现行标准。

(2)尾气排放中的尘含量降低，风机结垢得以缓解，清理时间也从改造前的1个月1次，延长至5～6个月1次。

(3)通过对硫基复合肥装置尾气处理设施进行技改后，不但解决了造粒干燥尾气中氨、粉尘排放超标的问题，还降低了装置的运行成本，提高了开车率。

[1]GB 16297—1996，大气污染物综合排放标准[S].

[2]GB 14554—1993，恶臭污染物排放标准[S].

修改稿日期：2017-09-01

TechnicalSummaryofTailGasTreatmentofSulfurBasedCompoundFertilizerProducedbyLowTemperatureConversionMethod

LI Fei-kuo，ZHANG Su-xia，ZHANG Qing-an，HE Wei

(WuhanJianghanChemicalDesignCo.，Ltd.，WuhanHubei430223，China)

It is difficult to discharge according to the emission standards the tail gas containing ammonia and dust，generated in granulation drying process when using the traditional potassium chloride low temperature conversion method to produce sulfur based compound fertilizer.To solve this problem，the technical transformation of the cyclone dust collector，pre-scrubber，scrubber，etc.has been implemented，and electrostatic precipitator added.It has been proved that the dust emission concentration in the exhaust emissions after the technical renovation can be reduced to 30 mg/m3，and the ammonia emission concentration controlled within 50 mg/m3.As a result，the national exhaust emission standards have been met.

low temperature conversion method；sulfur based compound fertilizer；granulation drying tail gas；tail gas treatment

10.3969/j.issn.1004-8901.2017.05.015

X701

B

1004-8901(2017)05-0054-02

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2017.05.015

李飞阔(1981年—)，男，河北石家庄人，2009年毕业于武汉工程大学化工工艺与工程专业，硕士，高级工程师，现主要从事磷化工项目设计及管理工作。