濕法磷酸凈化裝置水平衡控制和綜合利用

李 緒，宮小康，龔世偉，吳科然

(1.宜都興發(fā)化工有限公司 湖北宜都 443300；2.湖北興發(fā)化工集團股份有限公司 湖北宜昌 443007)

濕法磷酸凈化裝置水平衡控制和綜合利用

李 緒1，2，宮小康1，龔世偉1，吳科然1

(1.宜都興發(fā)化工有限公司 湖北宜都 443300；2.湖北興發(fā)化工集團股份有限公司 湖北宜昌 443007)

簡要介紹了濕法磷酸凈化裝置水平衡情況。通過新建兩類自循環(huán)系統(tǒng)、發(fā)展2條梯級利用路線和增設(shè)1套屋面雨水隔離圍堰，有效減少了工藝水和脫鹽水的消耗量，降低了廢水排放量，實現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)水平衡和廢水的綜合利用，年節(jié)約生產(chǎn)成本約780萬元。

水平衡；含磷廢水；綜合利用；濕法凈化磷酸

宜都興發(fā)化工有限公司濕法磷酸凈化裝置設(shè)計生產(chǎn)能力為100 kt/a(以P2O5計)，實際運行消耗工藝水73.4 m3/h、脫鹽水45.2 m3/h，廢水排放量68.8 m3/h。由于濕法磷酸凈化裝置是在“836”項目一期工程的基礎(chǔ)上增設(shè)的，打破了園區(qū)已有的水平衡，對整個園區(qū)生產(chǎn)的平穩(wěn)運行產(chǎn)生了較大的影響。因此，控制好濕法磷酸凈化裝置的水平衡[1]，綜合利用生產(chǎn)水并降低廢水排放量至關(guān)重要。

1 改造前濕法磷酸凈化裝置水平衡情況

濕法磷酸凈化裝置水平衡涉及工藝水、脫鹽水、生活水、物料帶入的水、雨水等，共同組成了整個濕法磷酸凈化裝置的水平衡。系統(tǒng)運行過程中需補充工藝水73.4 m3/h，其中32.0 m3/h作為機封水，20.0 m3/h作為循環(huán)水補水；需補充的脫鹽水為45.2 m3/h，其中20.6 m3/h作為機封水，24.6 m3/h作為生產(chǎn)用水；生活污水1.0 m3/h，系統(tǒng)產(chǎn)生的外排廢水總量在68.8 m3/h。濕法磷酸凈化裝置實際運行水平衡如圖1所示。

從圖1可以看出，廢水外排量大的原因主要體現(xiàn)在以下3個方面：①機封水綜合利用效率低，僅作為清潔循環(huán)水補水，然后作為廢水被排放，造成較大的浪費；②沒有充分利用二次水，清潔循環(huán)水、噴淋水和酸性水利用效率低，部分直接排放，造成較大的浪費；③未實行清污分流，酸性水和清潔水全部混合在一起作為廢水，造成廢水量較大。

圖1 技改前濕法磷酸凈化裝置實際運行水平衡

隨著生產(chǎn)負(fù)荷的不斷提高，裝置生產(chǎn)逐漸規(guī)范化，整個園區(qū)廢水處理的壓力越來越大。為了實現(xiàn)整個園區(qū)的水平衡，要求濕法磷酸凈化裝置單套開車的廢水排放量小于15.0 m3/h。為減少廢水排放量，在原有水平衡的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)、合理的調(diào)整，并對水系統(tǒng)進行改造，有效提高了水再循環(huán)利用率，減少了清水補充量和外排廢水量。

2 水綜合利用

為了有效控制廢水排放量，重點減少系統(tǒng)補水量，實行二次水的梯級綜合利用，進而實現(xiàn)節(jié)約用水、減少廢水排放量的目標(biāo)。

2.1 建立自循環(huán)系統(tǒng)

2.1.1 機封水自循環(huán)

裝置區(qū)所有的機泵使用工藝水和脫鹽水作為機封水的降溫水，每小時消耗工藝水和脫鹽水的量非常大，機封水回水基本上作為清潔循環(huán)水補水使用或者直接排放，造成較大的浪費。技改前機封水消耗如圖2所示。

圖2 技改前機封水消耗

為此，對機封水進行改造，使機封水回水實現(xiàn)自循環(huán)，定期置換后再作為清潔循環(huán)水的補水。改造以后，機封水的消耗量由52.6 m3/h下降至11.2 m3/h，節(jié)水比例達到約78.7%，極大地減少了脫鹽水和工藝水的消耗。技改后機封水消耗如圖3所示。

圖3 技改后機封水消耗

2.1.2 噴淋水自循環(huán)

該裝置輔料罐區(qū)使用工藝水作為噴淋水，用水量為1.3 m3/h，這部分噴淋水基本都是直接排放至雨水井，造成很大的浪費。后改用清潔循環(huán)水作為噴淋水，雖然實現(xiàn)了節(jié)約工藝水的目的，但清潔循環(huán)水含磷量高，達不到排放要求。因此，對輔料罐區(qū)噴淋水進行自循環(huán)改造，使用工藝水作為清潔循環(huán)水進行噴淋降溫，考慮蒸發(fā)水量，每小時只需補水0.5 m3。

2.2 二次水的梯級綜合利用

2.2.1 酸性冷凝液梯級綜合利用

在整個水平衡中，酸性水占有相當(dāng)大的比重，主要是預(yù)處理和后處理酸性冷凝液，每小時產(chǎn)生22.6 m3，如果直接排放至廢水系統(tǒng)，使廢水量大幅增加。技改前酸性冷凝液水平衡如圖4所示。

經(jīng)綜合分析，酸性水可作為凈化反萃、配酸使用，還可以作為預(yù)處理真空泵補水。通過技改，酸性冷凝液最終作為凈化工序配酸、反萃和預(yù)處理真空泵補水用水。酸性水作為真空泵補水使用，置換后排至酸性循環(huán)水池，作為酸性循環(huán)水補水；酸性循環(huán)水作為過濾沖洗水和濾布沖洗水，最終作為廢水排放。由于實現(xiàn)了酸性水的梯級綜合利用，提高了水利用率，減少了廢水排放量，可節(jié)約工藝水20.0 m3/h。酸性冷凝液梯級綜合利用水平衡如圖5所示。

圖4 技改前酸性冷凝液水平衡

圖5 酸性冷凝液梯級綜合利用水平衡

2.2.2 清潔循環(huán)水的梯級綜合利用

在實際運行過程中，清潔循環(huán)水補水量在72.6 m3/h，其中約31.0 m3/h的清潔循環(huán)水必須通過直排管道排放，造成了很大的浪費。為此，將清潔循環(huán)水直接作為酸性循環(huán)水補水，增加1條清潔循環(huán)水―真空泵―酸洗循環(huán)水梯級綜合利用路線，實現(xiàn)清潔循環(huán)水的梯級綜合利用。技改前后清潔循環(huán)水和酸性循環(huán)水水平衡如圖6所示。

2.3 清污分流[2- 3]

在現(xiàn)場樓面砌筑雨水圍堰，雨水可選擇性進入污水管網(wǎng)和雨水管網(wǎng)，實現(xiàn)了裝置區(qū)內(nèi)雨水的清污分流。酸性水切換至裝置區(qū)內(nèi)走萃余酸或者廢水，正常雨水排放至裝置區(qū)外走雨水管線，減少裝置區(qū)因雨水帶來大量的廢水。

3 效益分析

通過工藝調(diào)整、水系統(tǒng)改造升級，工藝水消耗量由73.4 m3/h減少至26.0 m3/h，脫鹽水消耗量由45.2 m3/h減少至18.4 m3/h，廢水排放量由68.8 m3/h降至30.0 m3/h以下。技改后濕法磷酸凈化裝置實際運行水平衡如圖7所示。

通過新建兩類自循環(huán)系統(tǒng)、發(fā)展2條梯級利用路線和增設(shè)1套屋面雨水隔離圍堰，有效減少了濕法磷酸凈化裝置工藝水和脫鹽水的消耗量，實現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)水平衡和廢水的綜合利用。改造后，年(按300 d計)節(jié)省脫鹽水193 000 m3、工藝水340 000 m3，年降低生產(chǎn)成本約360萬元；年減少廢水排放量280 000 m3，年降低污水處理成本約420萬元。

圖6 技改前后清潔循環(huán)水和酸性循環(huán)水水平衡

圖7 技改后濕法磷酸凈化裝置實際運行水平衡

[1] 張濤，姚石林，文慧.濕法磷酸水平衡控制與綜合利用[J].磷肥與復(fù)肥，2010(1)：26- 27.

[2] 羅成文，魏麗招.濕法磷酸裝置綜合罐區(qū)雨水收集外排措施[J].磷肥與復(fù)肥，2015(2)：32- 33.

[3] 孫鳳江，李艷霞，孫永青，等.淺談焦化廠用水的綜合平衡與廢水零排放[C]∥河北冶金學(xué)會煉鐵技術(shù)暨學(xué)術(shù)年會論文集.2007：300- 305.

ControlandIntegratedUtilizationofWaterBalanceofPurifiedWetPhosphoricAcidUnit

LI Xu1,2, GONG Xiaokang1, GONG Shiwei1, WU Keran1

(1.Yidu Xingfa Chemical Co., Ltd., Yidu 443300, China；2.Hubei Xingfa Chemicals Group Co., Ltd., Yichang 443007, China)

A brief introduction is given of the water balance condition of purified wet phosphoric acid unit. By constructing two new types of self circulation system, developing two cascade utilization routes and building a set of roof isolation cofferdam of rainwater, the consumption of process water and desalted water is effectively decreased, and the wastewater discharge amount is reduced. The water balance within the system is achieved and production cost is reduced by about 7.8 million yuan annually.

water balance; phosphorus wastewater; comprehensive utilization; purified wet phosphoric acid

李緒(1980—)，男，化工工程碩士，湖北興發(fā)化工集團股份有限公司副總工程師，多年從事氯堿化工、硅化工、磷化工項目建設(shè)和裝置生產(chǎn)管理工作；xulixu01@163.com

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2016- 11- 17)