提鹽VOCs尾氣綜合治理

王向振

（唐鋼美錦（唐山）煤化工有限公司，河北唐山 063700）

隨環(huán)保要求日益嚴(yán)格，焦化企業(yè)現(xiàn)有工藝及環(huán)保治理水平已不能滿足環(huán)保超低排放要求及清潔綠色生產(chǎn)理念，提鹽工藝采用甲醇溶解硫氰酸鈉，濃縮釜不凝氣、精餾塔不凝氣經(jīng)原水洗塔凈化，由于工藝參數(shù)及負(fù)荷匹配不合理，造成廢氣VOCs甲醇含量遠(yuǎn)超排放標(biāo)準(zhǔn)。針對上述情況，實施了提鹽VOCs尾氣綜合治理，并達(dá)到了預(yù)期效果。

1 工藝概況

由脫硫工段送來的脫硫廢液經(jīng)管道送至提鹽工序的脫硫廢液槽區(qū)，經(jīng)脫硫廢液泵送至板框過濾器，去除其中的雜質(zhì)，雜質(zhì)回送至煤氣脫硫工段生產(chǎn)硫膏，過濾后的脫硫廢液送至脫色釜用活性炭脫色，脫色后的清液送至濾液槽儲存。濾液槽內(nèi)的清液經(jīng)過預(yù)蒸發(fā)釜預(yù)濃縮后通過清液泵送至濃縮釜，用蒸汽加熱濃縮后送至結(jié)晶釜用循環(huán)水冷卻結(jié)晶。結(jié)晶后的混鹽裝袋，用叉車運至精鹽工序進(jìn)行提純，如圖1所示。

圖1 混鹽工藝流程圖

混鹽主要成分為硫氰酸鈉、硫酸鈉和硫代硫酸鈉的混合物，由提升機(jī)提升至溶解釜入料口通過人工加料溶解，混鹽溶解劑使用甲醇。其中硫氰酸鈉溶于甲醇得到硫氰酸鈉溶液，硫代硫酸鈉和硫酸鈉不溶于甲醇通過過濾器過濾后，得到硫代硫酸鈉和硫酸鈉的混合物。硫氰酸鈉溶液送至濃縮釜濃縮后，濃縮液送至結(jié)晶釜結(jié)晶產(chǎn)生硫氰酸鈉晶體，再經(jīng)過離心、干燥后得到成品硫氰酸鈉。濃縮釜產(chǎn)生的甲醇蒸汽經(jīng)過精餾塔精餾提取出甲醇，回送系統(tǒng)循環(huán)使用，如圖2所示。

圖2 混鹽提純工藝流程圖

提鹽工段產(chǎn)生的VOCs氣體包括：混鹽溶解揮發(fā)氣、精鹽濃縮釜不凝氣、精餾塔不凝氣、干燥廢氣，含有的VOCs成分為甲醇。其中混鹽溶解揮發(fā)氣無治理設(shè)施，精鹽濃縮釜不凝氣、精餾塔不凝氣經(jīng)一套水洗塔凈化后外排，干燥廢氣經(jīng)旋風(fēng)+水浴除塵器凈化后外排，根據(jù)第三方檢測公司對外排廢氣進(jìn)行檢測，均存在超標(biāo)排放的現(xiàn)象，如表1所示。

表1 提鹽工段大氣污染物排放監(jiān)測

針對超標(biāo)排放現(xiàn)象，結(jié)合工藝流程，分析了超標(biāo)現(xiàn)象原因以及制定解決方案。

通過對現(xiàn)場工藝及治理設(shè)施運行情況進(jìn)行排查發(fā)現(xiàn)：脫硫液在提鹽工序產(chǎn)生的粗鹽，經(jīng)裝袋打包后由叉車送至精鹽工序提升機(jī)，提升至三樓人工加入精鹽溶解釜用甲醇進(jìn)行溶解，用于生產(chǎn)精鹽硫氰酸鈉。此工藝存在以下問題：人工裝袋打包、人工倒運、人工提升，人工卸料溶解，浪費人力、物力、財力；人工倒運易發(fā)生混鹽的泄漏飄灑等問題，造成環(huán)境污染；混鹽溶解使用甲醇，甲醇極易揮發(fā)，屬于易爆、有毒氣體，使用電葫蘆提升，人工卸料，易發(fā)生爆炸中毒等事故，存在安全風(fēng)險，加料口常開，混鹽溶解揮發(fā)氣無收集治理設(shè)施；精鹽濃縮釜不凝氣、精餾塔不凝氣超標(biāo)排放的主要原因為水洗塔、水浴除塵器規(guī)模較小，運行很短時間甲醇吸收度就達(dá)到飽和，多余的甲醇無法再吸收，隨著廢氣排入大氣。針對該情況，公司制定了相應(yīng)治理措施。

2 綜合治理方案

2.1 混鹽溶解工藝優(yōu)化方案

經(jīng)認(rèn)真研究分析確定如下工藝改進(jìn)方案：取消粗鹽工序的脫硫液結(jié)晶干燥、離心分離、人工打包、叉車倒運和精鹽工序的電葫蘆提升環(huán)節(jié)，將粗鹽工序的粗鹽濃縮液，用泵直接打到精鹽工序四層的結(jié)晶釜，具體改造方案如下：

將現(xiàn)有兩套粗鹽干燥結(jié)晶釜改造為濃縮釜，并于粗鹽廠房一層新建兩座濃縮液儲罐，濃縮液通過管道直接進(jìn)入儲罐儲存，用泵通過管道直接送至精鹽廠房四層。精鹽廠房四層新建一座結(jié)晶釜，用于接收粗鹽工藝送過來的濃縮液并結(jié)晶，精鹽廠房三層新建一套干燥流化床，流化床上料口通過管道與結(jié)晶釜連接，流化床下料口通過管道分別與現(xiàn)有三個粗鹽加料口連接，實現(xiàn)粗鹽溶解自動加料。

2.2 廢氣綜合治理方案

混鹽溶解氣目前無收集處理設(shè)施，經(jīng)過混鹽溶解工藝改造后，加料方式改為自動加料，加料口通過管道密封，產(chǎn)生廢氣通過混鹽干燥流化床廢氣收集裝置送至精鹽干燥廢氣處理設(shè)施凈化后外排。

由于原塔的治理能力不足，無法滿足廢氣排放要求，經(jīng)過研究，在原來甲醇尾氣治理的基礎(chǔ)上增加了一個新的甲醇尾氣洗滌塔，與原尾氣治理系統(tǒng)串聯(lián)使用。新洗滌塔，直徑1.6m，塔高8m，循環(huán)量約30m3/h，用水作為洗滌劑，廢氣由水洗塔底部進(jìn)入，通過與上部噴淋設(shè)施噴灑的洗滌劑逆向接觸去除廢氣中含有的甲醇、顆粒物等污染物。

主要改造內(nèi)容包括：

原水洗塔排放口安裝閥門1，閥門1前安裝管道1引至精鹽干燥治理設(shè)施引風(fēng)機(jī)前管道并安裝閥門2。精鹽干燥治理設(shè)施引風(fēng)機(jī)后管道安裝閥門3，閥門3前引出管道2至新建水洗塔并安裝閥門4，新建水洗塔出口安裝管道3引至元精鹽干燥治理設(shè)施排放口。

改造完成后，閥門1、閥門3關(guān)閉，閥門2、閥門4開啟，精鹽干燥廢氣經(jīng)原處理設(shè)施處理后進(jìn)入新建水洗塔洗滌；濃縮釜不凝氣和精餾塔不凝氣通過原水洗塔洗滌后進(jìn)入新建水洗塔進(jìn)一步處理。洗滌塔產(chǎn)生的廢水回提鹽系統(tǒng)不外排。甲醇尾氣治理后的工藝流程圖如圖3所示。

圖3 廢氣綜合治理工藝流程圖

新建水洗塔采用下部進(jìn)廢氣，頂部排氣方式，洗滌水從水洗塔除霧器下部進(jìn)入塔，通過水洗塔內(nèi)部的噴淋裝置噴灑與甲醇?xì)怏w逆向接觸吸收廢氣中的甲醇。為增加氣、液接觸面積和接觸時間，進(jìn)氣口與噴淋設(shè)施之間填充填料，填料層高2m，填料采用聚丙烯（PP）材質(zhì)DN50的填料球。洗滌后含甲醇的廢水從水洗塔底部排除，送往廢水濃縮罐進(jìn)一步處理。新洗滌塔結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

圖4 新建水洗塔結(jié)構(gòu)圖

檢測結(jié)果如表2所示：

表2 改造后甲醇廢氣排放口監(jiān)測結(jié)果 單位（mg/m3）

3 結(jié)束語

通過實施了混鹽溶解工藝優(yōu)化輔以廢氣綜合治理技術(shù)，實現(xiàn)了改造后廢氣甲醇含量124.5mg/m3的超低排放效果。源頭治理為焦化環(huán)保治理的先進(jìn)理念，如何研發(fā)低污染性溶劑代替甲醇，及將揮發(fā)分氣體燃燒或降解成無機(jī)小分子，是提鹽VOCs綜合治理的綠色清潔生產(chǎn)發(fā)展方向。