凌世明

(天津大沽化工股份有限公司，天津 300455)

石灰乳預(yù)處理的特性由增稠工序和噴淋工序兩部分組成，增稠工序的主要作用是利用重力沉降原理對反應(yīng)后的電石渣漿(主要成分為Ca(OH)2，在輸送過程中與空氣中的CO2接觸，生成一部分CaCO3沉淀)進(jìn)行固液分離，實現(xiàn)上清液和石灰乳的分別利用，一是減少上清液中的懸浮物，提高上清液的質(zhì)量，使上清液能夠返送回乙炔發(fā)生器循環(huán)利用，并且減少廢水的排放量；二是對乙炔發(fā)生器排出的電石渣漿進(jìn)行濃縮增稠，提高其中的Ca(OH)2的濃度，降低石灰乳的輸送負(fù)荷。噴淋工序的主要采用濕法除塵技術(shù)，其基本原理是含塵氣體由鼓風(fēng)機(jī)通過送風(fēng)管進(jìn)入除塵塔下部，由于斷面變大，流速降低，并且粗顆粒粉塵先在氣流中沉降，較細(xì)粉塵隨氣流上升，噴淋下來水珠與粉塵氣流逆向運(yùn)動，粉塵被潤濕自重不斷增加，在重力作用下，克服氣流的升力而下降成泥漿水。噴淋系統(tǒng)的作用一方面是利用增稠器溢流出來的石灰水上清液在噴淋塔中進(jìn)行噴淋除塵，以除去電石破碎廠房除塵風(fēng)中的粉塵顆粒，另一方面含塵廢氣與堿性溶液充分接觸，去除廢氣中的SO2，使廢氣排放達(dá)到環(huán)保要求。

1 技術(shù)改造原因

環(huán)氧丙烷分廠石灰乳預(yù)處理系統(tǒng)于2006年建成投入運(yùn)行，經(jīng)過后續(xù)一系列的技術(shù)改造，目前共有4臺噴淋塔、3臺增稠器及相關(guān)機(jī)泵構(gòu)成。由于石灰乳上清液中固體懸浮物太多，極易造成噴淋塔的堵塞，以至于噴淋效果下降，所以噴淋塔需要定期進(jìn)行停車清理。在停車處理和清理噴淋塔塔板期間，需要乙炔發(fā)生器系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)停車或直接將含塵廢氣排放到大氣中，不僅給生產(chǎn)造成巨大損失，還容易造成環(huán)境污染，同時石灰水中的絮凝懸浮物附著在噴淋塔塔板及側(cè)壁上極難清理，清理作業(yè)時間較長。另外，隨著丙烷脫氫制丙烯項目的順利開車和市場形式逐漸好轉(zhuǎn)，環(huán)氧丙烷產(chǎn)品成功實現(xiàn)扭虧轉(zhuǎn)贏，而國內(nèi)電石法生產(chǎn)聚氯乙烯市場仍處于虧損狀態(tài)，所以環(huán)氧丙烷生產(chǎn)中降低電石泥（見表1，有效成分為Ca(OH)2）的消耗，充分利用每一噸石灰乳已經(jīng)成為大沽化人的迫切需要。綜合生產(chǎn)成本和運(yùn)行費用，結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)經(jīng)驗，經(jīng)過公司及分廠多方面仔細(xì)研究，最終決定新增一套噴淋除塵裝置，對增稠器的溢流水系統(tǒng)進(jìn)行改造，并對聚氯乙烯分廠來的排渣水在增稠器M-802進(jìn)行增稠，對底部的石灰渣漿進(jìn)行回收利用。

2 技術(shù)改造方案簡述

改造前的工藝主要流程為：乙炔發(fā)生器來的電石泥進(jìn)入增稠器M-801，經(jīng)過沉降分離，M-801底部的石灰乳被增濃至5%～8%，通過石灰乳泵P-801加壓經(jīng)分配臺由主管線、備用管線、三期管線分別輸送至環(huán)氧丙烷界區(qū)內(nèi)的增稠器M-162、M-262、M-362，用作皂化原料來生產(chǎn)環(huán)氧丙烷；M-801上部清水溢流至緩沖池，通過噴淋水泵送至噴淋塔頂部進(jìn)行噴淋除塵。乙炔發(fā)生器來的排渣液進(jìn)入增稠器M-802，經(jīng)過沉降分離，M-802底部的石灰渣被增濃后，送到壓濾進(jìn)行廢渣壓濾處理；M-802上部的清液流入緩沖池，也通過噴淋水泵送至噴淋塔中進(jìn)行除塵。噴淋水除塵后，流入噴淋塔下方緩沖池中，通過噴淋后水泵送入增稠器M-803中，經(jīng)過沉降分離后，M-803底部的石灰渣漿被增濃后，送到壓濾崗位進(jìn)行壓濾處理；M-803上部的清液流入2#緩沖池，通過泵輸送回乙炔站，作為乙炔發(fā)生器的原料水參加反應(yīng),來減少一次水用量和污水的排放量，實現(xiàn)減排的目的。

表1 石灰乳預(yù)處理崗位各取樣點取樣分析數(shù)據(jù)表

改造后流程圖見圖1所示,其主要流程為：新增噴淋系統(tǒng)包括4臺噴淋塔、1個噴淋水池、1個緩沖池、輸送機(jī)泵及其連接管道。新老噴淋系統(tǒng)并聯(lián)操作，在粉塵廢氣管的分支法蘭處各有1個插板可分別對新老噴淋系統(tǒng)進(jìn)行隔離，使兩套噴淋系統(tǒng)可以輪換操作運(yùn)行,也就是說從乙炔發(fā)生器來的粉塵廢氣以及增稠器M-801、M-802溢流下來的石灰水清液既可以去老噴淋系統(tǒng)，也可以去新噴淋系統(tǒng)，這樣避免了只有一套噴淋系統(tǒng)停車清理鈣垢時對乙炔站正常生產(chǎn)和環(huán)境污染的影響，實現(xiàn)化工生產(chǎn)的清潔性和連續(xù)性。在改造過程中,將增稠器M-801、M-802的溢流水口增設(shè)過濾網(wǎng)，對大塊浮灰及編織袋碎片等雜物進(jìn)行攔堵，一定程度上緩解機(jī)泵和噴淋塔的堵塞情況，延長了噴淋塔的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時間。

為節(jié)約使用電石灰，避免電石灰直接進(jìn)入壓濾崗位造成電石灰的流失，在改造過程中，將M-802底部渣漿用泵輸送至增稠器M-801進(jìn)料槽，經(jīng)過濾網(wǎng)過濾掉大塊碎石等雜物后，石灰渣漿液進(jìn)入M-801池中進(jìn)行增稠后輸送至環(huán)氧丙烷皂化崗位。管路改造后預(yù)計可回收乙炔發(fā)生器排渣水中的石灰乳1.05t/h。

3 技術(shù)改造后的運(yùn)行效果

改造后，如表2、表3所示，增稠器M-801、M-802溢流出的石灰水上清液中懸浮物含量降低，噴淋系統(tǒng)除塵效果明顯好轉(zhuǎn)，排放廢氣中的粉塵含量達(dá)到環(huán)保要求；乙炔發(fā)生器回用水的質(zhì)量也有一定程度上的改善，避免輸送管路發(fā)生結(jié)垢堵塞，回用水達(dá)到乙炔發(fā)生器的用水要求，上清液的回用量大大增加，減少了污水排放；在改造過程中，根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)經(jīng)驗，在增稠器溢流口及噴淋水泵入口增設(shè)過濾網(wǎng)，不但減少灰渣對輸送機(jī)泵的磨蝕，還減輕絮凝懸浮物對噴淋塔板的堵塞，延長噴淋塔的使用周期。

表2 項目實施前后進(jìn)噴淋塔水中懸浮物質(zhì)量含量對比表

表3 項目實施前后返回乙炔站水中懸浮物質(zhì)量含量對比表

圖1 石灰乳預(yù)處理崗位改造后的工藝流程圖

4 技術(shù)改造收益

4.1 噴淋后的上清液回用

上清液返回至乙炔發(fā)生器回用可減少污水排放約41000 t/月，按照每噸污水處理費用1元計算，節(jié)約污水處理費用41000元/月

4.2 減少廢氣中粉塵排放

由于噴淋塔能及時輪換清理，噴淋效果比以前得到增強(qiáng)，減少了粉塵廢氣排放，噴淋后廢氣中的粉塵含量接近于零，基本上解決了電石粉塵廢氣對周圍環(huán)境的污染，保證電石法聚氯乙烯生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3 輪換清理噴淋塔，保證乙炔發(fā)生器的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)

清理噴淋塔周期為2月一次，每次化工處理和清理時間為48h。項目實施后，兩套噴淋系統(tǒng)可以輪換清理，每年可為乙炔站減少停車288h。

4.4 石灰乳回收利用，增加經(jīng)濟(jì)效益

聚氯乙烯分廠來的排渣水中的石灰乳在M-802增濃后得到回收利用，為環(huán)氧丙烷生產(chǎn)提供保證。按每噸環(huán)氧丙烷消耗電石灰 1.6t計算，回收這些石灰乳可增產(chǎn)環(huán)氧丙烷0.65 t/h。