100 kt/a磷酸二铵装置洗涤系统尾气深度治理

张勇松

（秦皇岛天鼎化工有限公司，河北 秦皇岛 066003）

1 磷酸二铵装置洗涤系统尾气现状

秦皇岛天鼎化工有限公司（以下简称公司）100 kt/a磷酸二铵（DAP）装置尾气由造粒尾气、干燥尾气组成，其中造粒尾气量为38 000～54 000 m3/h，干燥尾气量为40 000 m3/h。DAP装置设有独立的尾气洗涤净化系统，造粒尾气经二级文丘里洗涤后，再切向送入洗涤旋流塔洗涤（塔内与干燥尾气共同洗涤），然后由洗涤旋流塔顶部排气筒排空。干燥尾气经一级文丘里洗涤后，再切向送入洗涤旋流塔洗涤（塔内与造粒尾气共同洗涤），然后由洗涤旋流塔顶部排气筒排空。正常生产时排放尾气温度57 ℃，尾气排放总量为90 000 m3/h，其中ρ（F-）≤1.52 mg/m3，ρ（NH3）≤7.23 mg/m3，ρ（颗粒物）约169.59 mg/m3，尾气w（H2O）为11.36%（57 ℃时尾气饱和湿含量）。由于尾气水含量高、排放温度较低，温度达到相应露点，凝结成水雾，造成磷酸二铵装置洗涤系统尾气排放口存在白色烟羽拖尾现象。从上述数据可以看出，DAP车间洗涤系统排放尾气的颗粒物质量浓度已远远超过了河北省地方标准DB13/ 1640—2012《工业炉窑大气污染物排放标准》的上限值50 mg/m3，而且存在着白色烟羽拖尾现象。国家“十三五”规划纲要提出以环境质量改善为核心，建设生态文明，随着国家对环境污染治理力度不断加大，要求企业加大环保投入，采用有效可行的方法，切实解决生产造成的环境污染问题，使排放物达到国家排放要求。

为符合国家对环保的要求，公司对尾气洗涤系统进行改造以达到烟囱排放尾气颗粒物质量浓度＜10 mg/m3，改善尾气排放视觉效果，消除白色烟羽拖尾现象，达到无痕排放的目标。

2 尾气治理工艺技术方案选择

2.1 尾气除尘工艺技术方案

目前尾气除尘的工艺主要有以下几种。

（1）重力沉降法：在较大的空间内最大限度地降低气流速度，接近静态层流状态，并尽量延长沉降时间，使气体内夹带的颗粒通过自身重力沉降下来，颗粒密度、粒径越大，沉降分离效果越好。对于超细微颗粒，由于对气流影响十分敏感，容易被气流带走而无法除去，重力除尘法除尘效率较低，占用空间大。

（2）尾气水洗净化法：常采用文丘里洗涤器、洗涤塔等对尾气进行充分混合洗涤，对尾气内粉尘、可溶性杂质有较好的脱除效果。若要实现深度除尘，必将延长洗涤流程，造成尾气处理能耗高，并增加处理系统，占用空间。

（3）阻隔法：常采用袋式除尘器、膜分离器等设备阻隔捕集气体内夹带的颗粒物，达到除尘的目的。袋式除尘器主要用于处理气量大、尘含量较高的气体，广泛用于建材、化工等行业，具有处理气量大、除尘效率高、操作简单、能耗低等优点；对水含量较大、温度较低（＜70 ℃）且粉尘有吸湿性的含尘气体，除尘袋易堵塞，生产难以长期正常运行。膜分离器一般用于处理气量较小、精度要求较高的净化系统，连续性较差（需切换反吹再生），运行成本较高，多用于精细、精密生产范畴。

（4）静电除尘法：含尘气体经过高压静电场时被电离成正离子和负离子，尘粒与负离子结合带负电后，趋向阳极表面沉积而被收集。静电除尘法除尘效率高，可以净化较大气量含尘气体，能够除去的粒子粒径范围较宽，可净化温度较高的含尘烟气。静电除尘器结构简单，气流速度低、压力损失小，能量消耗比其他类型除尘器低，可以实现微机控制、远距离操作，在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。静电除尘法根据处理净化尾气的特性，分为干式静电除尘和湿式静电除尘。

DAP 装置尾气尘含量较高，经除尘效率为90%～95%的静电除尘器处理后，尾气ρ（颗粒物）可降低至10 mg/m3以下。由于尾气经洗涤后含有水，因此宜采用湿式静电除尘器除尘。

2.2 尾气除白烟工艺方案

气体除湿、降湿常用的方法有以下几种：

（1）吸附除湿法：采用吸附除湿剂（或干燥剂）吸附气体中的水。此法气体处理量小，吸附除湿剂再生能耗高，不适用于工业气体除湿。

（2）冷却除湿法：将含水气体进行冷却降温，使气体中的水部分冷凝下来，达到除湿效果。目前通常采用循环冷却水（30～ 35 ℃）或循环低温水（2～7 ℃）对气体进行冷却，处理气体量较大时，能耗相对较高。

（3）加热降湿法：将含饱和水汽的气体加热升温，降低含湿气体的相对湿度，尽量远离露点。目前通常采用蒸汽加热或电加热对气体进行加热升温，处理气量较大时，能耗相对较高。此方法目前被广泛应用于消除排放尾气白烟。

（4）先冷却后加热法：先对气体进行冷却降温，从而降低含湿气体饱和水量，除去部分过饱和水，然后对气体加热升温（一般升至80 ℃），再通过烟囱排入大气。此法国内多用于热电厂烟气经脱硫、脱硝处理后消除排放尾气白烟，脱白效果较好，但处理能耗较高，适合于拥有可利用废热的企业。

经多方调研及实地考察，公司决定采用浙江杭州某环保公司的专利技术HINO 空气能白烟消除工艺。与目前普遍采用的尾气冷却升温除白烟工艺相比，HINO 空气能白烟消除工艺具有工艺流程短、操作简单、能耗较低的优点。

3 总体工艺改造流程

将洗涤塔与上部的烟囱断开，洗涤后的尾气直接从洗涤塔进入湿式静电除尘器进行除尘，净化后的尾气再经HINO 空气能白烟消减系统消白后放空。因湿式静电除尘器的阻力在300 Pa 左右，HINO 空气能白烟消减装置阻力在700 Pa 左右，所以在湿式静电除尘器之前须加装1台增压风机（风量为90 000 m3/h，风压1 000 Pa）。DAP洗涤尾气经增压风机送入湿式静电除尘器净化，ρ（颗粒物）降到10 mg/m3左右；经过净化后的DAP含湿尾气再进入HINO 空气能白烟消减装置，使含湿尾气过饱和而脱除部分水及其中的颗粒物；降温脱水的尾气与经过HINO 空气能白烟消减装置升温的空气在烟囱中充分混合后排放，可有效消除尾气排放白色烟羽，达到无痕排放。

湿式静电除尘器冲洗水设有冲洗水槽，冲洗水全部来自HINO 空气能白烟消减装置产生的冷凝水。湿式静电除尘器冲洗为间歇过程，冲洗后的水作为原尾气洗涤系统的补充水，可将除去的DAP粉尘全部回收利用。因此，洗涤系统尾气经净化后不仅实现达标排放而且回收了磷资源。

4 改造后达到的效果

100 kt/a DAP装置洗涤系统尾气经深度治理后，排放尾气ρ（颗粒物）由170 mg/m3降至＜10 mg/m3。经深度除尘的尾气，通过HINO 空气能白烟消减装置处理，尾气排放白烟拖尾现象得到消除，尾气排放视觉效果改善，各排放指标均低于国家超低排放标准。