摘 " " "要：隨著我國不斷提升對環(huán)保標準的要求，在化工行業(yè)也擁有越來越高的尾氣排放要求，相關企業(yè)想要達到理想的環(huán)保效果必須完成尾氣除塵洗滌系統(tǒng)的改進。以現(xiàn)有的磷復肥裝置為基礎，在尾氣洗滌系統(tǒng)中應用管式洗滌器，能夠發(fā)揮非常好的環(huán)保效果?；诖?，首先簡單介紹管式洗滌器，然后分析磷復肥尾氣中的污染物及處理方法，最后探討在磷復肥尾氣凈化技改中管式洗滌器的應用。

關 "鍵 "詞：磷復肥尾氣凈化；管式洗滌器；技改應用

中圖分類號：X786 " " 文獻標識碼： A " " 文章編號： 1004-0935（2023）04-0577-04

自2016年開始，我國開始了治理磷復肥行業(yè)尾氣的工作，在原有120 mg·m-3顆粒物最高允許質量濃度的前提下，直接調整為低于120 mg·m-3的指標。在2019年我國對行業(yè)目標進行了進一步提升，開始重視有色煙羽的消除問題，制定了生產無可視煙的目標，在很大程度上提升了相關企業(yè)的環(huán)保工作壓力。同時，隨著復合肥裝置擁有越來越高的生產能力，很多企業(yè)開始通過提升資源利用率、降低成本投入、提升產品質量等措施提升自身競爭優(yōu)勢。想要使提升資源利用率和安全環(huán)保的問題有效解決，必須及時地更新和改造磷復肥生產裝置的技術。

1 "管式洗滌器概述

管式洗滌器屬于擁有較大長徑比的洗滌器，其擁有與文氏管洗滌器相似的結構，擁有高效、便捷、簡易的優(yōu)勢。正常情況下，管式洗滌器的主體為煙氣管線，將擁有循環(huán)回流功能的洗滌噴淋裝置放置在氣流通道上，洗滌液輸送利用循環(huán)洗滌泵完成，能夠使氣液接觸面積得到大幅度提升，能夠有效回收尾氣中的氨氣、粉塵以及熱量等，最重要的是還能夠使化學化工洗滌尾氣的效果得到增 " " 強[1-4]。在磷復肥裝置的尾氣凈化中運用管式洗滌器，能夠使尾氣中的粉塵濃度得到有效降低，預防管道結垢的情況，還能夠使回收利用磷、氮等資源的效率得到提升。

2 "磷復肥尾氣中的污染物及處理方法

2.1 "氮氧化物

第一，催化法。在實際應用中其主要包含以下兩種方法：一是催化還原法，其中還原劑為銨，這種方法的凈化效果約為75%左右，并且需要擁有高質量的管道設備，需要投入較高成本，當有氨泄漏的情況發(fā)生時，會有二次污染產生，擁有非常高的操作和儲存難度；二是催化分解法，通過這種方法能夠將這種污染物分解為氧氣和氮氣，這種方法不但擁有較為簡單的工藝，而且不會有二次污染產生，催化體系有金屬離子交換的分子篩、金屬氧化物等。但是這種方法也有一定的問題存在，并沒有被廣泛地應用于化肥行業(yè)中[5-7]。

第二，固體吸附法。在這種方法中氮氧化物使用吸附劑吸附，然后再進行脫附凈化處理。在正常情況下都是使用泥煤、硅膠、活性炭等吸附劑。當?shù)趸锸褂没钚蕴课胶?，可以借助堿液的定期處理實現(xiàn)再生。在很多時候活性炭會被活性纖維所替代，雖然擁有相似的效果，但是卻需要支出較高的成本?，F(xiàn)階段在國外的硝酸尾氣處理中已經(jīng)開始應用分子篩裝置，但是其同樣需要非常高的成本。使用泥煤完成吸附后，能夠將其作為肥料使用，但是其擁有非常復雜的吸附機理，需要較大的壓力損失，現(xiàn)階段仍然是相關人員正在攻克的難題。

第三，水吸收法?，F(xiàn)階段很多企業(yè)開始認同和應用這種方法，但是水與氮氧化物反應會有一氧化氮和硝酸形成，一氧化氮不會與水發(fā)生反應，在水中擁有很低的溶解度，所以在常壓情況下水吸收法無法達到較高的效率，通過對壓力進行合理提升，能夠為吸收過程提速。

2.2 "含氟氣體

第一，水吸收法。含氟氣體主要是四氟化硅和氟化氫，四氟化硅與水反應會有硅膠和氟硅酸形成，氟化氫極易與水相融。在很多工廠中都使用了這種方法，其擁有簡單的工藝且操作難度較低；但是含氟氣體擁有非常強的腐蝕性，可能嚴重腐蝕設備，溶膠體是生成硅膠的材料，可能使塔設備等堵塞。

第二，堿液吸收法。堿液完成含氯氣體吸收后，能夠用于氟硅酸鈉、冰晶石的制作，部分企業(yè)會利用這種方法完成副產品回收。常用的堿性溶液為石灰乳、氨水等。當四氟化硅為含氯氣體的主要成分時，硅膠會導致嚴重堵塞，只會達到較低的吸收 " 效率。

2.3 "氨氣

氨氣的吸收大多使用酸性溶液或水，氨氣在水中擁有非常大的溶解度，水吸收后會有氨水形成能夠回收利用；但是因為氨水之間能夠實現(xiàn)氣液平衡，所以并不能取得非常好的吸收效果，對于氨氣的吸收可以利用降溫或加壓措施優(yōu)化。在吸收時使用酸性溶液會有銨鹽產生，能夠取得比水吸收更好的吸收效果，不會污染環(huán)境，能夠回收利用其副產物。

2.4 "水汽

正常情況下相關人員都是利用除霧器法、固體吸附劑法、吸濕溶液法或冷卻法處理尾氣。其中除霧器法只能夠脫除部分或過飽的水汽，效果并不理想；固體吸附劑法深度除濕中較為適用，但是由于成本方面的因素，其除濕只針對小氣量氣體；吸濕溶液法，這種方法的除濕也是以小氣量為對象；冷卻法在高濕高溫的情況下較為適用，能夠滿足大氣量除濕要求。

2.5 "磷肥尾氣處理工藝

因為干法處理大多擁有相對較高的成本，現(xiàn)階段很多企業(yè)在處理磷復肥尾氣時都是采用濕法。大多情況下都使用吸收塔作為濕法處理設備，傳質與傳熱大多通過重力作用完成，因為只存在較小的氣液接觸面積、較低的工作效率等，已經(jīng)無法使尾氣處理要求得到滿足，亟需根據(jù)企業(yè)實際情況完成尾氣凈化改造工作。

3 "管式洗滌器的實際應用

化肥行業(yè)的尾氣洗滌工作不但能夠決定污染介質排放是否達標，還能夠直接影響資源回收率、運行工藝設備的穩(wěn)定性等。某化肥企業(yè)通過對現(xiàn)有環(huán)境、設施設備等進行充分利用，在硫酸銨、磷酸銨等生產裝置上開展了優(yōu)化與技改工作，通過增加洗滌流程、管式預洗滌器利用，有效地融合了各種洗滌設備，如洗滌塔、文丘里洗滌器等，改造后洗滌效果非常理想，并且管道結垢得到了有效抑制。另外，在停車清理和檢修的過程中，通過對循環(huán)回路進行利用能夠清洗尾氣管線[8-10]。

3.1 "磷肥尾氣處理工藝

3.1.1 "技術改造背景

該公司磷酸一銨裝置的磷酸銨制作工藝為中和料漿濃縮法。在剛設計該裝置時凈化方式為沉降室物理凈化，2個噴霧干燥塔的尾氣會在完成換熱降溫后在塔頂排出，換熱降溫所用的材料為霧化料漿，在沉降室中會完成排空、除塵處理，并定期回收粉塵。尾氣擁有50～55 ℃的溫度，合計100 000 m3·h-1排放量，水蒸氣是干燥尾氣的主體，同時還存在各種污染介質，如氨氣、氟化物等。

當剛運行沉降室時，其擁有完備的社會功能，取得了較為理想的運行效果，但是由1個沉降室負責2個噴霧干燥塔，只擁有較低的收塵效率，粉塵溢出的情況經(jīng)常出現(xiàn)，再加上沉降室只擁有較小的有效容積，在維護、運行、清理沉降室方面需要投入較高成本。

3.1.2 "技術改造方案

為了使上述問題得到有效解決，該公司將原有的沉降室用旋流除沫器+管式洗滌器替代，并且有效利用了濕法除塵工藝。

與尾氣凈化工序的實際情況相結合，對所有噴霧干燥塔出口風管長度進行了適當延長，并分別完成了3個噴頭的安裝，完成循環(huán)洗滌泵和液封槽的配備，順流噴淋洗滌，詳細工藝流程如圖1。

洗滌泵擁有55 m的揚程、450 m3·h-1的循環(huán)流量，在開始循環(huán)洗滌時中和反應器中會流入部分洗滌液，同時濃縮系統(tǒng)的冷凝液會定期補充和置換洗滌液，保持其擁有1 200～1 250 kg·m-3的密度，保證其吸收性和流動性良好，洗滌液和噴淋洗滌的尾氣最終都會進入旋流除沫器，在完成氣液分離處理后同時完成排空，能夠避免粉塵堆積，擁有更好的尾氣凈化效果，能夠使環(huán)保排放的要求得到滿足。

3.2 "磷酸二銨裝置

該公司的磷酸二銨裝置是粒狀重過磷酸鈣裝置經(jīng)過改良才投入使用的，在調整產品結構后在一定程度上提升了洗滌強度，特別是在很大程度上增加了造粒尾氣洗滌系統(tǒng)氣氨和蒸汽的溢出，亟需全面優(yōu)化尾氣洗滌系統(tǒng)，在磷酸二銨洗滌系統(tǒng)的技改中管式洗滌器同樣得到了有效應用。

3.2.1 "造粒尾氣預洗滌

原有的造粒尾氣洗滌系統(tǒng)使用的是洗滌塔+文丘里洗滌器的方式。當管反工藝+預中和被雙管式反應器工藝所取代后，在轉鼓氨化造粒機中發(fā)生了強烈且連續(xù)的氨酸中和反應，再加上磷酸二銨在造粒時擁有1.75～1.95的中和度，在轉鼓氨化造粒機的有限空間內會存在大量氨氣、熱量、蒸汽等，會在很大程度上提升造粒機溢出的粉塵和氨氣數(shù)量，轉鼓氨化?；纬傻陌闭魵鈸碛休^高的分壓，再加上造粒機尾氣風機無法達到相應的性能要求，導致并不能完全的抽出與洗滌凈化造粒機所產生的尾氣，使造粒機擁有越來越復雜的固、液、氣相環(huán)境。

在文丘里洗滌過程中，氨氣會與洗滌液中的磷酸產生中和反應導致大量的熱量產生，與溢出的磷酸銨粉塵接觸，能夠形成擁有較高密度和中和度的洗滌液，甚至會有部分磷酸銨料漿形成，由于擁有過高的氣速，會出現(xiàn)非常明顯的液沫夾帶情況，在這個過程中氨洗滌器氣液分離器的旋流板上會粘結附聚料漿或洗滌液，會導致造粒尾氣的氣流通道漸漸變小，對實時轉移造粒尾氣形成限制，同時滯留大量蒸汽，最終導致蒸汽在造粒機中形成惡性循環(huán)，會導致造粒機的干燥和氨化?；Ч档?，導致造粒物料出現(xiàn)圓潤度低、結疤、黏結等情況，使提升產品質量受到不利影響，更對充分固定和回收粉塵、氟、氨等不利。

為了使上述問題得到有效解決，使凈化尾氣和回收資源的效果得到提升，該公司選擇了管式洗滌前置洗滌的方案，具體改造方案如圖2。

為了滿足治理尾氣和改善磷酸銨產品質量的要求，將1個2.4 m×3.5 m的循環(huán)液封槽放置在地面上；通過原造粒機出口風管的利用，將管式預洗滌器放置在文丘里之前，設置擁有100 m3·h-1流量的噴頭4個，洗滌液的輸送動力使用擁有55 m揚程、 "560 m3·h-1流量的耐腐蝕輸送泵，循環(huán)泵出口部分向管式反應器配酸槽分流，從而完成管式反應器用酸的調制；將1個200 m3·h-1噴頭布置在文丘里洗滌器上，全面更換調整臥式洗滌器的噴頭噴射和文丘里連接三通，在布置過程中位置應該錯開保證氣液接觸更加全面，保證充分洗滌尾氣，從而使凈化尾氣和回收資源的效果得到提升。

管式洗滌器利用順向噴淋洗滌的方式，能夠使尾氣風機風壓、風量不足的問題得到解決，能夠使后置風機的抽風效果得到一定程度提升，保持管道處于負壓狀態(tài)，能夠滿足實時轉移造粒尾氣的要求，從而使造粒機的氨化粒化和中和反應環(huán)境得到 " 改善。

3.2.2 "干燥、冷卻、除塵尾氣洗滌

因為磷酸二銨裝置是技改重過磷酸鈣裝置得來，所以原本只具有較為簡單的洗滌設施，主要通過尾氣風機抽風入塔兩極串燒洗滌的方式洗滌干燥尾氣，尾氣的主要成分為磷酸銨高溫干燥過程中產生的水蒸氣、磷酸銨粉塵以及氨氣等；同時以風機入塔洗滌的方式洗滌冷卻、除塵尾氣，尾氣的主要成分是設備冷卻、輸送期間產生的粉塵，因為在洗滌環(huán)節(jié)中洗滌管壁上存在較大的濕度，所以冷卻、除塵、干燥尾氣在進入這些地點后會產生吸附、結垢的情況，擁有非常大的清理難度[11]。

受到洗滌泵揚程的限制，無法將更多的噴淋設備設置在洗滌塔的高層，于是對與洗滌塔擁有相同高度的風管進行利用，對于相對較低的位置高度，更換為不銹鋼耐酸材質的管道，拓寬管徑，并完成3組順流噴淋噴頭的安裝，在這種情況下尾氣和管式洗滌器噴淋的洗滌液會同時進入洗滌塔，同時將噴頭分3層設置在塔內，保持360°環(huán)繞錯位噴淋，有機結合雙重洗滌，能夠使管道結構問題得到有效解決，由于噴淋洗滌不足情況導致的各種污染介質頻繁溢出問題，如粉塵、氨氣等，通過有效平衡洗滌系統(tǒng)的三相、氣相、固相能夠取得非常理想的凈化效果。

3.3 "硫酸銨技改應用

該公司的硫酸銨裝置使用的是干燥一體化+噴漿造粒工藝，其原料為硫酸銨料漿，噴漿?；⒓訅喊被?，完成粒狀硫酸銨制作，生產流程包括制漿和原料、干燥與噴漿造粒、篩分破碎、洗滌尾氣以及產品包裝等工序。硫酸銨生產裝置干燥尾氣擁有70～90 ℃的溫度和150 000 m3·h-1流量，其主要成分為水蒸氣，同時含有其他污染介質少量，如粉塵、氣溶膠、氣氨等。在原設計中凈化和排空尾氣使用旋流除沫 " "器+文丘里工藝，但是隨著運行時間越來越長也在不斷地降低凈化效果，在尾氣排放過程中臨界污染物濃度超標的情況經(jīng)常出現(xiàn)。

該公司將旋風除塵器設置在了造粒干燥機的出口處，能夠完成高溫煙氣中不溶性煤灰的搜集；使用碳鋼襯膠風管替代旋流除沫器與文丘里洗滌器之間的風管，完成4個噴頭的設置，最終一整套管式洗滌系統(tǒng)形成。利用順流噴淋的方式噴射洗滌液，液封槽為原有旋流除沫器的低位槽，只需要完成簡要裝置的增加，如噴頭、洗滌泵等，就能夠打造文丘里洗滌器+管式洗滌器+旋流除沫器的復合洗滌凈化模式。在封液槽中添加料漿濃縮冷凝液作為補充水，洗滌液應該控制1 200 kg·m-3以下的密度，應達到400 m3·h-1洗滌循環(huán)流量，不但能夠使生產裝置的液相平衡得到保持，還能夠達到理想的凈化尾氣的效果，經(jīng)過實測能夠到達80 mg·m-3以下的排放粉塵質量濃度，能夠使國家相關排放標準得到滿足。

4 "結束語

綜上所述，管式洗滌器具有高效性、簡易性的優(yōu)勢并且能夠靈活地完成安裝工作，在磷酸一銨、磷酸二銨、硫酸銨等生產裝置中都能夠有效適用，特別是對于現(xiàn)有生產裝置的尾氣排放環(huán)節(jié)，能夠根據(jù)實際情況開展技改工作，其通過有效結合前端和后端的各種裝置，能夠發(fā)揮相輔相成的作用，實現(xiàn)洗滌中心前置，能夠使其他洗滌設備的負荷有效降低，能夠促進預沖式導管洗滌循環(huán)回路形成，能夠使資源消耗和安全環(huán)保風險降低，能夠使資源回收率和洗滌液循環(huán)效率得到提升，并且能夠使尾氣排放系統(tǒng)結垢積聚的問題得到有效解決，在系統(tǒng)停止運行時還能夠清洗煙氣管線，能夠使清理強度降低。另外，在采用順流噴淋洗滌方式時，與文丘里洗滌器相比，管道洗滌器擁有更小的管道阻力，噴淋時能夠使設備的抽風效果得到提升，能夠使風機抽風不足問題得到解決，能夠發(fā)揮非常明顯的資源回收利用和洗滌凈化提升效果，可以有效地應用于濕法洗滌系統(tǒng)等。

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Application of Tubular Scrubber in Tail Gas

Purification of Phosphorus Compound Fertilizer

HE Xiao-yun

（Gansu Wengfu Chemical Co.， Ltd.， Jinchang Gansu 737202， China）

Abstract： "With the continuous improvement of environmental protection standards in China， the chemical industry also has higher and higher exhaust emission requirements. If relevant enterprises want to achieve the desired environmental protection effect， they must complete the improvement of the exhaust gas dust removal and washing system. Based on the existing phosphorus compound fertilizer device， the application of a tubular scrubber in the exhaust gas scrubbing system can exert a very good environmental protection effect. Based on this， the tubular scrubber was introduced， then the pollutants and treatment methods in the tail gas of phosphorus compound fertilizer were analyzed， and finally the application of the tubular scrubber in the technical transformation of phosphorus compound fertilizer exhaust gas purification was discussed.

Key words： Purification of tail gas of phosphorus compound fertilizer; Tubular scrubber; Application of technical transformation