联碱装置生产现场游离氨综合治理

刘晓卫，吴 奇

(1.陕西兴化集团有限责任公司联碱中心，陕西兴平 713100 2.山东海化股份有限公司纯碱厂，山东潍坊 262737)

1 现状分析

兴化集团联碱中心拥有年产30万t纯碱及30万t氯化铵联合制碱装置，生产现场挥发性游离氨浓度较高，氨味大，操作环境恶劣，现场刺鼻的氨味让人难以忍受。氨源主要来自三方面：

一是湿铵输送系统，湿铵含水量一般在6%～8%左右，在1#、2#湿铵输送皮带上方挥发性游离氨浓度较高，经分析，输送皮带周围空气氨含量最高达到135 mg/m3。

二是重碱分离、输送系统，碳化塔生成的重碱悬浮液经滤碱机固液分离后进入1#重碱皮带、2#重碱皮带、3#重碱皮带，最后进入煅烧炉分解，在此过程中， 3条重碱输送皮带就是挥发性游离氨的根源。因为经滤碱机固液分离后的重碱含水量高达16%～20%，大量游离氨溶解在重碱水中，因而3条重碱皮带输送系统周围氨味较大。

三是各母液储桶排气口、人孔，结晶器、稠厚器溢流口挥发性游离氨。由于母液在储桶及结晶器内流动，且具有一定的温度，特别是热AI，温度高达50 ℃，游离氨2.55 mol/L，这就使现场挥发性游离氨浓度高，环境恶劣。

由环保要求越来越严格，公司决定对联碱装置现场无组织排放的游离氨进行阶段性的改造治理。

2 工艺方案的确立

关于联碱装置暴空氨治理后排放标准，纯碱行业还没有现行的标准，我们从现行国家标准中选取《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)、《大气污染物综合排放标准》(GB16296-2017)、《中华人民共和国国家职业卫生标准》(GB238-2006)要求的排放指标作为技术改造要达到的排放标准。现场皮带周围氨浓度<30 mg/m3的职业卫生标准。

目前针对含氨废气处理吸收主要有化学及物理吸收法两种。

氨的化学吸收法类似于酸雾处理的液体吸收法，酸液吸收常用的吸收剂有H2SO4、HCl等水溶液，所采用的的净氨设备主要有洗涤塔、泡沫塔、填料塔、斜孔板塔等。此种路线吸收所产生的(NH4)2SO4、NH4Cl盐类物质还需要下道工序处理，流程较为复杂，不适合我厂现状。

氨的物理吸收法是指用水吸收工业废气中的氨气，达到一定浓度后需置换洗涤液，避免吸收率降低，尾气超标。根据我厂实际情况，综合考虑，采用物理吸收法，吸收剂采用生活水或污水。

湿铵皮带及重碱皮带周围暴空氨治理分收集与处理两个过程，在皮带上方安装玻璃钢罩子，下沿悬挂塑料透明帘子，经抽风管由风机送至氨回收洗涤塔与洗涤水逆向接触吸收，处理后的尾气达标排放至大气中，喷淋洗涤液循环使用，达到一定浓度后排至污水池再进入母液系统。

3 改造内容

3.1 集气罩选型

考虑到皮带输送机输送的物料均有一定的腐蚀作用，集气罩采用耐腐蚀的FRP玻璃钢材质，为了安装及检修方便每块集气罩长度均在4 m，宽度均比皮带宽度略大，集气罩高度0.5 m，以下部分1.3 m用PVC透明卷帘悬挂，总高度距地高度1.8 m，集气罩之间用螺栓连接，支架选用∠50×5的316L不锈钢角钢焊接而成。

表1 集气罩规格参数

3.2 风机的选型

考虑到5条皮带所处位置，将距离较近的湿铵皮带除氨装置放置在氯化铵离心楼旁，称为湿铵除氨装置，将3条重碱皮带除氨装置放置在煅烧一楼西北角，称为重碱除氨装置，共计两套除氨装置。考虑的介质具有一定的腐蚀性，风机选用离心式通风机，材质316L，风机风量依据皮带长度及现场游离氨浓度计算得出。

表2 两套除氨装置风机规格参数

3.3 洗涤塔的选型

依据风机风量及水对氨的吸收率洗涤塔选用两种规格，湿铵工序洗涤塔直径d=3 000 mm,重碱工序洗涤塔直径d=3 400 mm,高度均为12 m，材质FRP。喷嘴选用螺旋实心锥喷嘴，喷嘴夹角120°，每层喷嘴6个，每层喷嘴错开呈正三角形分布，确保喷洒全面积覆盖，最大限度的发挥喷淋洗涤作用。洗涤塔有三段填料，填料选用CPVC鲍尔环，形状呈“米”字形，顶部安装PVC收水器及不锈钢316L丝网除沫器。

排气筒尺寸直径DN1200，材质FRP，安装后对地高度30 m。

3.4 洗涤供水选用

洗涤后形成的稀氨水进入储桶下部，循环对含氨空气进行淋洗，当稀氨水的总浓度达到设定值时(饱和)，对洗涤水进行置换。

如果采用清水洗涤，每天约需排放20 m3的污水，对水平衡造成一定的影响，通过对联碱装置的污水进行分析，游离氨0.2～0.5 mol/L,固定铵0.4～0.8 mol/L，全氯0.8～1.5 mol/L，pH值8～9。污水中游离氨距离饱和溶解度3.8 mol/L还有很大浓度差，故采用污水洗涤，但是考虑到长期用污水洗涤会对填料等造成一定的结垢，同时也配置的清水流程，具体在运行中择机切换。

重碱洗涤塔单个周期消耗水量14～20 m3，一般更换周期：2天1换。

湿铵洗涤塔单个周期消耗水量18～23 m3，一般更换周期：2天1换。

4 改造效果

本次改造对湿铵皮带及重碱皮带周围氨进行治理，效果比较明显，监测点氨浓度大幅降低，几乎已经闻不到氨味，同时通过洗涤后的尾气经第三方检测，排放氨速率符合《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)，达到了预期的目标值。

经过对1#湿铵皮带、2#湿铵皮带、1#重碱皮带、2#重碱皮带、3#重碱皮带共计5条皮带暴空氨的技术改造，投运后效果比较明显，皮带周围各监测点氨浓度13～25 mg/m3。

此次改造我们也积累了一些经验，例如为降低尾气流速，减小液滴夹带，可将回收洗涤塔结构改造为异径塔，即塔顶直径大于塔中部及下部，可有效降低空塔流速，大大降低尾气带液滴现象。在后期改造中，我们将采用异径洗涤塔。各母液储桶排气口、人孔，结晶器、稠厚器溢流口挥发性游离氨治理项目已经提上议程，正在有序进行中，有望在年底可投入使用，届时现场氨治理工作将全面完成。