小苏打生产中“三废”的产生及控制

2011-04-01范海荣付宗鲲

纯碱工业 2011年5期

关键词：三废小苏打碱液

范海荣,付宗鲲

(青岛碱业股份有限公司,山东青岛 266043)

小苏打生产中“三废”的产生及控制

范海荣,付宗鲲

(青岛碱业股份有限公司,山东青岛 266043)

总结了小苏打生产中废液、废气、废渣产生的途径及控制和处理办法。

小苏打生产;废液;废气;废渣

小苏打生产中会产生废液、废气、废渣等废弃物。目前,在国家对环保要求日益严格的趋势下,如何在实际生产中减少“三废”的排放,将“三废”进行合理的利用,是设计及生产中必须要考虑的问题。

1 小苏打生产工艺

我公司的小苏打生产原料主要分3部分:绝大部分为利用煅烧炉产生的轻灰化碱所得,即将煅烧炉尾气旋风分离器分离下来的轻灰截取一部分,用小苏打母液加热溶解制成碱液;其次为母液洗涤煅烧炉尾气所得热碱液,即在煅烧炉尾气旋风分离器后增设热碱液洗涤塔,将旋风分离器不能分离的纯碱细粉用加热后的小苏打母液循环洗涤制成碱液;再次为利用纯碱生产中产生的除尘碱、次品碱等通过加热溶解制成。符合浓度要求的碱液经过澄清、精细过滤、降温,在碳化塔内与窑气,即浓度40%的CO2气碳化制碱。碳化悬浮液经稠厚后用离心机进行固液分离,湿小苏打经气流干燥器干燥,再经旋风分离器气固分离,然后经流化床冷却降温,最后经振动筛筛除碱疤后得到成品小苏打。干燥尾气及流化床尾气经除尘处理后排空。

2 废液的产生及控制

2.1 废液产生的原因及影响

由于我公司小苏打生产工艺的特点,生产过程中部分煅烧炉炉头炉尾密封水、小苏打生产中产生的蒸汽冷凝水、碱液泵轴封水、生产低盐小苏打时离心机所加洗水、碳化塔煮塔所加水等进入小苏打的碱液系统,所以碱液系统是一个逐渐膨胀的系统。

碱液精细过滤器的定期清理会产生红色(含铁)碱性废液;废碱化碱每班过滤网清理及锅底管线疏通排放也会产生含碱废液;车间卫生清理及跑冒滴漏也会产生少量含碱废液。

系统膨胀后,多余的碱性废液冒溢会造成严重的环保问题,其pH值超高,达不到排放标准,它与纯碱生产过程排放的含钙废液发生化学反应生成碳酸钙,造成中心排水沟呈现乳状浑浊,浊度严重超标。另一方面,碱液冒溢造成了纯碱的浪费,提高了生产成本。

2.2 废液的减排及控制办法

小苏打生产工艺设计时要充分考虑水系统的平衡,合理利用小苏打生产中产生的蒸汽冷凝水,比如利用蒸汽冷凝水来煮塔、离心机洗网、清洗过滤器、补充再制品等。生产过程中要尽量做好再制品平衡,平衡好各碱液贮桶液位。碱液泵的轴封水要控制合适的用量,以减少进入系统的水量。尽量减少不必要的杂水进入系统,将小苏打碱液系统控制在微亏状态,从源头上杜绝废液的产生及冒溢。

针对含碱废液的处理,可以采用集中回收处理法。在相对低洼处设立废液回收池,确保所有的含碱废液可通过地沟进入回收池内。回收池中间可设立隔板,沉淀后的清液进入隔板另一侧,可以串入母液系统用来化碱,多余的杂水用泵送往纯碱系统化盐用。通过工艺改造及严格管理完全可以实现废液零排放。

当然,由于生产工艺的不同,废液的产生量和处理方法会受客观条件的制约,需要因地制宜。最好的办法是减少杂水进入系统,将小苏打碱液系统控制在微亏状态,同时做好废液的回收利用,可以从根本上解决再制品平衡问题,真正实现零排放。

3 废气的产生及控制

3.1 废气产生的原因及影响

小苏打生产中的废气有2种:一种是碳化尾气,另一种是含小苏打碱尘的干燥尾气和流化床尾气。

碳化尾气中含有10%～20%的CO2,每生产1t小苏打大约排放700m3的含二氧化碳气体。众所周知,二氧化碳气体的排放会导致全球变暖。我国已经制定控制温室气体减排规划,计划到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%,并将制定相应的国内统计、监测、考核办法。目前发达国家已经开始征收碳排放税,国内也开始大力倡导低碳概念。

干燥尾气和流化床尾气,含有细小的小苏打碱性尘粒,会造成一定的空气污染。根据经验,年产5万t的小苏打生产装置,每小时的干燥尾气量大约14000m3,流化床尾气量大于5000m3。

3.2 碳化尾气的减排及控制

小苏打生产中二氧化碳的利用率约为60%,也就是说有40%的二氧化碳被排放到空气中,有必要在碳化设备及工艺操作上进一步提高,以降低碳化尾气浓度。可以增加碳化塔高度或尾气憋压操作,相当于延长了碳化吸收及反应时间,相对低的碱液温度也有利于降低尾气浓度。设计中可以考虑尾气的二次利用,曾有专家建议利用碳化尾气加压后用于预碳化及碳化塔的清洗,即利用二氧化碳浓度较低的碳化尾气通入已经煮好的碳化塔,可以起到预碳化、搅动、降温的作用,有利于塔壁碱疤的进一步脱落,在实际生产中还未见实施,但值得探讨和研究。我们曾用少量40%二氧化碳用于预碳化及碳化塔的清洗,最终因为有结晶析出,效果不理想而失败。据笔者所知,一些生产药用小苏打的生产厂家由于使用的是高浓度纯净液态二氧化碳,碳化尾气由于浓度较高,需要重复吸收利用。在没有尾气二次利用的生产工艺中,可以通过尾气浓度的人工或在线监控,控制尾气中CO2含量<15%,尽可能减少排放浓度,同时降低生产成本。

3.3 含尘气体的处理办法

3.3.1干燥尾气的处理

含小苏打碱尘的气体处理主要分为干法除尘及湿法除尘2种。

大多数的生产厂家采用干法除尘,即利用布袋除尘,除尘效果不是很理想。干燥尾气利用布袋除尘时,由于干燥尾气含有少量水蒸气,会影响布袋的使用周期及除尘效果。利用加热后的压缩空气对滤袋进行反吹,可相对延长滤袋的使用周期。随着除尘设备的不断改进,干法除尘器的使用效果及周期越来越好。

我公司多年来对干燥尾气的除尘采用湿法除尘,即利用热碱液与干燥尾气在水洗塔内逆流接触洗涤,达到碱液降温与干燥尾气除尘的双重效果,除尘效果较好,经济节能。湿法除尘塔的设计尤为关键,尾气在塔内的流速、碱液喷头的选型及适宜的喷淋密度非常重要,否则可能造成除尘塔内结疤严重,使用周期短而影响生产的正常运行。

尾气中含尘量与旋风分离器能力也有重要的联系,必要时可设立两级旋风分离,以减轻除尘器的压力,保证尾气达标排放。

3.3.2 流化床尾气的处理

我公司的流化床尾气采用干法除尘,即利用2台自反吹扁袋除尘器,开一备一。由于除尘器放在室外,时间一长密封变差,下雨阴天时潮湿的空气易吸入除尘器,造成布袋透气性下降,影响生产及操作。如果除尘灰不是单独包装而直接进入成品仓,清理布袋产生的碱疤及除尘器壁上的铁锈还会对产品质量造成一定影响。工艺设计及生产中要充分考虑以上影响,建议除尘器与产品接触部分采用不锈钢材质,除尘器最好放在室内,条件所限必须放在室外的,则要定期检查各部件的密封性,以避免阴雨天布袋除尘器吸入潮气而影响滤袋的透气性。保证除尘器的正常使用,才能保证尾气达标排放。

4 废渣的产生及处理

4.1 废渣产生的途径

小苏打生产中的废渣主要有2种:一是生产过程中产生的废料,主要为清理干燥管产生的湿料及碱疤,其次还有振动筛筛出的碱疤、设备检修产生的废小苏打、破包落地小苏打等;二是少量的含碱废泥,主要为清理过滤器产生的污水及生产中含碱废液沉淀后的淤泥。

4.2 废渣的控制及处理

对于小苏打生产过程中产生的废料,首先要通过工艺操作尽量减少。比如:清理干燥立管是产生废料的主要来源,尽量提高结晶质量,保证湿小苏打进干燥管时分散均匀,合理调节干燥风量,保证干燥管畅通,这些措施可有效延长干燥管的使用周期,减少清理干燥管次数及每次产生的废料量。其次可以通过严格精细的管理,将生产中产生的废料进行区分,不含杂物的干净小苏打及碱疤可以返回纯碱系统经煅烧制成纯碱,被污染的含杂质小苏打则联系外卖处理。

至于含碱淤泥可在每年的停产检修期间集中清挖作为工业垃圾处理。