提盐VOCs尾气综合治理

2021-04-30王向振

化工设计通讯 2021年4期

王向振

（唐钢美锦（唐山）煤化工有限公司，河北唐山 063700）

随环保要求日益严格，焦化企业现有工艺及环保治理水平已不能满足环保超低排放要求及清洁绿色生产理念，提盐工艺采用甲醇溶解硫氰酸钠，浓缩釜不凝气、精馏塔不凝气经原水洗塔净化，由于工艺参数及负荷匹配不合理，造成废气VOCs甲醇含量远超排放标准。针对上述情况，实施了提盐VOCs尾气综合治理，并达到了预期效果。

1 工艺概况

由脱硫工段送来的脱硫废液经管道送至提盐工序的脱硫废液槽区，经脱硫废液泵送至板框过滤器，去除其中的杂质，杂质回送至煤气脱硫工段生产硫膏，过滤后的脱硫废液送至脱色釜用活性炭脱色，脱色后的清液送至滤液槽储存。滤液槽内的清液经过预蒸发釜预浓缩后通过清液泵送至浓缩釜，用蒸汽加热浓缩后送至结晶釜用循环水冷却结晶。结晶后的混盐装袋，用叉车运至精盐工序进行提纯，如图1所示。

图1 混盐工艺流程图

混盐主要成分为硫氰酸钠、硫酸钠和硫代硫酸钠的混合物，由提升机提升至溶解釜入料口通过人工加料溶解，混盐溶解剂使用甲醇。其中硫氰酸钠溶于甲醇得到硫氰酸钠溶液，硫代硫酸钠和硫酸钠不溶于甲醇通过过滤器过滤后，得到硫代硫酸钠和硫酸钠的混合物。硫氰酸钠溶液送至浓缩釜浓缩后，浓缩液送至结晶釜结晶产生硫氰酸钠晶体，再经过离心、干燥后得到成品硫氰酸钠。浓缩釜产生的甲醇蒸汽经过精馏塔精馏提取出甲醇，回送系统循环使用，如图2所示。

图2 混盐提纯工艺流程图

提盐工段产生的VOCs气体包括：混盐溶解挥发气、精盐浓缩釜不凝气、精馏塔不凝气、干燥废气，含有的VOCs成分为甲醇。其中混盐溶解挥发气无治理设施，精盐浓缩釜不凝气、精馏塔不凝气经一套水洗塔净化后外排，干燥废气经旋风+水浴除尘器净化后外排，根据第三方检测公司对外排废气进行检测，均存在超标排放的现象，如表1所示。

表1 提盐工段大气污染物排放监测

针对超标排放现象，结合工艺流程，分析了超标现象原因以及制定解决方案。

通过对现场工艺及治理设施运行情况进行排查发现：脱硫液在提盐工序产生的粗盐，经装袋打包后由叉车送至精盐工序提升机，提升至三楼人工加入精盐溶解釜用甲醇进行溶解，用于生产精盐硫氰酸钠。此工艺存在以下问题：人工装袋打包、人工倒运、人工提升，人工卸料溶解，浪费人力、物力、财力；人工倒运易发生混盐的泄漏飘洒等问题，造成环境污染；混盐溶解使用甲醇，甲醇极易挥发，属于易爆、有毒气体，使用电葫芦提升，人工卸料，易发生爆炸中毒等事故，存在安全风险，加料口常开，混盐溶解挥发气无收集治理设施；精盐浓缩釜不凝气、精馏塔不凝气超标排放的主要原因为水洗塔、水浴除尘器规模较小，运行很短时间甲醇吸收度就达到饱和，多余的甲醇无法再吸收，随着废气排入大气。针对该情况，公司制定了相应治理措施。

2 综合治理方案

2.1 混盐溶解工艺优化方案

经认真研究分析确定如下工艺改进方案：取消粗盐工序的脱硫液结晶干燥、离心分离、人工打包、叉车倒运和精盐工序的电葫芦提升环节，将粗盐工序的粗盐浓缩液，用泵直接打到精盐工序四层的结晶釜，具体改造方案如下：

将现有两套粗盐干燥结晶釜改造为浓缩釜，并于粗盐厂房一层新建两座浓缩液储罐，浓缩液通过管道直接进入储罐储存，用泵通过管道直接送至精盐厂房四层。精盐厂房四层新建一座结晶釜，用于接收粗盐工艺送过来的浓缩液并结晶，精盐厂房三层新建一套干燥流化床，流化床上料口通过管道与结晶釜连接，流化床下料口通过管道分别与现有三个粗盐加料口连接，实现粗盐溶解自动加料。

2.2 废气综合治理方案

混盐溶解气目前无收集处理设施，经过混盐溶解工艺改造后，加料方式改为自动加料，加料口通过管道密封，产生废气通过混盐干燥流化床废气收集装置送至精盐干燥废气处理设施净化后外排。

由于原塔的治理能力不足，无法满足废气排放要求，经过研究，在原来甲醇尾气治理的基础上增加了一个新的甲醇尾气洗涤塔，与原尾气治理系统串联使用。新洗涤塔，直径1.6m，塔高8m，循环量约30m3/h，用水作为洗涤剂，废气由水洗塔底部进入，通过与上部喷淋设施喷洒的洗涤剂逆向接触去除废气中含有的甲醇、颗粒物等污染物。

主要改造内容包括：

原水洗塔排放口安装阀门1，阀门1前安装管道1引至精盐干燥治理设施引风机前管道并安装阀门2。精盐干燥治理设施引风机后管道安装阀门3，阀门3前引出管道2至新建水洗塔并安装阀门4，新建水洗塔出口安装管道3引至元精盐干燥治理设施排放口。

改造完成后，阀门1、阀门3关闭，阀门2、阀门4开启，精盐干燥废气经原处理设施处理后进入新建水洗塔洗涤；浓缩釜不凝气和精馏塔不凝气通过原水洗塔洗涤后进入新建水洗塔进一步处理。洗涤塔产生的废水回提盐系统不外排。甲醇尾气治理后的工艺流程图如图3所示。

图3 废气综合治理工艺流程图

新建水洗塔采用下部进废气，顶部排气方式，洗涤水从水洗塔除雾器下部进入塔，通过水洗塔内部的喷淋装置喷洒与甲醇气体逆向接触吸收废气中的甲醇。为增加气、液接触面积和接触时间，进气口与喷淋设施之间填充填料，填料层高2m，填料采用聚丙烯（PP）材质DN50的填料球。洗涤后含甲醇的废水从水洗塔底部排除，送往废水浓缩罐进一步处理。新洗涤塔结构图如图4所示。