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大型AZF工藝復(fù)合肥生產(chǎn)裝置尾氣處理技術(shù)改造

文檔作者：石學(xué)勇文檔來源：中國一阿拉伯化肥有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年04月26日
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第38卷第2期 化肥工業(yè) 2011年4月大型AZF工藝復(fù)合肥生產(chǎn)裝置尾氣處理技術(shù)改造石學(xué)勇(中國一阿拉伯化肥有限公司 秦皇島066003)摘要分析了引進(jìn)的AZF工藝尾氣處理系統(tǒng)原設(shè)計(jì)存在的問題，將原單塔單器處理流程改造為雙塔雙器處理流程并進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。改造后，不僅提高了造粒尾氣的氨回收率，減少了污染物排放量，而且簡(jiǎn)化了流程，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞AZF工藝尾氣處理優(yōu)化Technological Transformation for Treatment of Tail Gas fromLarge Compound Fertilizer Setup Based on AZF ProcessShi Xueyong(Sino—Arab Chemical Fertilizer Co．，Ltd． Qinhuangdao 066003)Abstract The problems are analyzed in the original design of the tail gas treatment system basedon the AZF Process introduced from abroad，and the original single column—single vessel treatment flowsheet is replaced by dual column-dual vessel flow sheet，with further optimization．After therenovation，not only is the recovery of ammonia from the granulation tail gas improved，the discharge ofpollutants reduced，but also the flow sheet is simplified，resulting in better economic and socialbenefit．Keywords AZF Process tailgas treatment optimization法國AZF公司自20世紀(jì)60年代初開始進(jìn)行管式反應(yīng)器的試驗(yàn)，首套采用該工藝的生產(chǎn)裝置于1976年建成投產(chǎn)。該工藝既可用于生產(chǎn)磷酸二銨(DAP)產(chǎn)品又可生產(chǎn)NPK產(chǎn)品，具有能耗低、產(chǎn)量大、操作靈活等特點(diǎn)。中國一阿拉伯化肥有限公司(以下簡(jiǎn)稱中一阿公司)一期工程的AZF生產(chǎn)裝置于1985年從法國Grande Paroisse(GP)公司引進(jìn)，于1991年建成投產(chǎn)。中一阿公司從1998年開始設(shè)計(jì)二期工程，裝置于2001年建成投產(chǎn)。為適應(yīng)多品種生產(chǎn)，二期工程進(jìn)行了系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)。隨著節(jié)能減排和環(huán)保要求的不斷提高，對(duì)生產(chǎn)尾氣進(jìn)行治理以減少污染物排放量、改善周邊環(huán)境、實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)始終是企業(yè)追求的目標(biāo)，同時(shí)也是企業(yè)的社會(huì)責(zé)任。為此，中一阿公司進(jìn)行了復(fù)合肥生產(chǎn)尾氣處理新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)和試驗(yàn)，以期對(duì)生產(chǎn)裝置進(jìn)行進(jìn)一步本文作者的聯(lián)系方式：shixueyong@126．120111的優(yōu)化升級(jí)。1 AZF工藝單塔單器尾氣處理流程原設(shè)計(jì)的AZF工藝單塔單器尾氣處理流程見圖1。去管1．造粒文丘里洗滌器2．干燥文丘里洗滌器3．氣液分離器4．風(fēng)機(jī)5．洗滌塔6．GPR洗滌液輸送泵7，8，9．洗滌液循環(huán)泵圖l 原設(shè)計(jì)的AZF工藝單塔單器尾氣處理流程33萬方數(shù)據(jù)第38卷第2期 化肥工業(yè) 2011年4月干燥尾氣由風(fēng)機(jī)送至干燥文丘里洗滌器與洗滌液充分混合，尾氣中大部分的氨、粉塵被吸收凈化；氣液混合物經(jīng)氣液分離器分離后，液相經(jīng)洗滌液泵后循環(huán)使用，氣體進(jìn)入洗滌塔中進(jìn)行二次噴淋洗滌后排放。造粒尾氣經(jīng)管道噴淋初步洗滌后進(jìn)人造粒文丘里洗滌器，尾氣中大部分的氨、粉塵被吸收凈化；氣液混合物經(jīng)氣液分離器分離后，液體經(jīng)洗滌液泵后循環(huán)使用，氣體經(jīng)造粒尾氣風(fēng)機(jī)送至噴淋塔中洗滌后排放。原設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是造粒尾氣和干燥尾氣共用l臺(tái)氣液分離器和噴淋洗滌塔，洗滌液混合共用，具有工藝流程簡(jiǎn)潔、設(shè)備布置緊湊、占地空間小的特點(diǎn)，適合使用雙管式反應(yīng)器進(jìn)行DAP生產(chǎn)。該設(shè)計(jì)存在的主要問題是：該裝置主要用于使用單管式反應(yīng)器生產(chǎn)復(fù)合肥，干燥尾氣中氨含量很低，主要成分是粉塵，如與含氨量很高的造粒尾氣洗滌共用混合洗滌液，則在洗滌液的氮磷比高時(shí)，洗滌液與高溫的干燥尾氣混合后使氨的吸收效率大幅降低，造成干燥尾氣含氨量增高；同時(shí)，經(jīng)初步洗滌后的干燥尾氣與造粒尾氣混合，稀釋了造粒尾氣中的氨，降低了最后一級(jí)稀硫酸洗滌的化學(xué)吸收推動(dòng)力，造成尾氣中氨損失增大；隨著SACF(撒可富)造粒新技術(shù)的應(yīng)用，裝置生產(chǎn)能力大幅提高，因此裝置產(chǎn)生的尾氣量也大大增加，尾氣處理系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行，尾氣排放煙囪出現(xiàn)帶液現(xiàn)象，對(duì)環(huán)境造成很大的影響。2 改進(jìn)的AZF工藝雙塔雙器尾氣處理流程改進(jìn)后的AZF工藝雙塔雙器尾氣處理流程見圖2。l，2，6．造粒尾氣文丘里洗滌器3，5．氣液分離器4．干燥尾氣文丘里洗滌器7，8，11．洗滌器9，10．流化床尾氣文丘里洗滌器12．GPR洗滌液輸送泵13。14，15，16。17，18．洗滌液循環(huán)泵19．煙囪圖2 改進(jìn)后的AZF工藝雙塔雙器尾氣處理流程34針對(duì)原有設(shè)計(jì)中存在的問題并為滿足裝置擴(kuò)產(chǎn)后尾氣處理的需要，中一阿公司通過數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析，幾經(jīng)改造和生產(chǎn)試驗(yàn)，最終確定了雙塔雙器尾氣洗滌工藝流程，即采用氣相并聯(lián)、液相串聯(lián)流程，最大限度地利用了尾氣和洗滌液的濃度差，增大了化學(xué)吸收推動(dòng)力，降低了排放氣中的氨分壓，從而提高了洗滌效率、降低了原料消耗并減少了損失，實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)不增污。采用該技術(shù)在中一阿公司一期裝置上進(jìn)行了改造，實(shí)踐證明：該技術(shù)不僅可提高設(shè)備生產(chǎn)能力、解決排空尾氣的帶液?jiǎn)栴}、減輕對(duì)環(huán)境污染，而且每年可回收氨約2 100 t，年直接經(jīng)濟(jì)效益400多萬元。中一阿公司在二期裝置上對(duì)該流程進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，即在造粒尾氣稀硫酸洗滌噴淋塔前增加一級(jí)文丘里稀硫酸洗滌，以確保氨的洗滌效率，降低尾氣排放氨的分壓；且對(duì)含塵的流化床冷卻尾氣也采用稀硫酸洗滌，并將含塵量很低的第3級(jí)流化床尾氣不經(jīng)濕法洗滌直接與造粒和干燥尾氣合并進(jìn)煙囪排放，降低了排放尾氣的濕含量，緩解了尾氣凝結(jié)成霧的現(xiàn)象，在夏季基本上看不到煙囪冒白煙。該洗滌流程在國內(nèi)隨后設(shè)計(jì)的幾套DAP或復(fù)合肥生產(chǎn)裝置上得到了推廣和應(yīng)用，推動(dòng)了國內(nèi)大型磷復(fù)肥生產(chǎn)裝置尾氣處理系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步。3 AZF工藝尾氣處理流程的優(yōu)化在改進(jìn)的雙塔雙器尾氣處理流程中，造粒尾氣洗滌是使用干燥尾氣洗滌溢流出的洗滌液，再補(bǔ)加部分硫酸、磷酸或工藝水。造粒尾氣洗滌液質(zhì)量比干燥尾氣洗滌液質(zhì)量差些，使含氨較高的造粒尾氣洗滌不充分，盡管在噴淋塔前增加了一級(jí)稀硫酸文丘里洗滌，但隨著中一阿公司產(chǎn)品品種的逐年增多和環(huán)保要求的不斷提高，目前尾氣處理系統(tǒng)氨回收能力略顯不足。在生產(chǎn)高氮磷比品種時(shí)，洗滌液的氮磷比和密度均高，氨投料不足而造成產(chǎn)品的氮含量無法再提高。如果簡(jiǎn)單地增加尾氣處理系統(tǒng)磷酸分配量，則會(huì)導(dǎo)致尾氣處理系統(tǒng)負(fù)荷過重，洗滌液密度嚴(yán)重超標(biāo)，使尾氣處理系統(tǒng)水平衡無法控制而難以正常操作，必須將部分洗滌液排至存儲(chǔ)系統(tǒng)后定期回收，且排放尾氣氨含量較高，生產(chǎn)某些品種產(chǎn)品時(shí)，氨含量排放超過國家最新的排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 16297--1996)指標(biāo)，萬方數(shù)據(jù)第38卷第2期 化肥工業(yè) 2011年4月目前的尾氣處理系統(tǒng)仍難以適應(yīng)多品種生產(chǎn)的要求。因此，對(duì)AZF尾氣處理工藝流程進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化。(1)優(yōu)化后的尾氣處理流程優(yōu)化后的AZF工藝尾氣處理流程見圖3。尾氣 放孛黿憩磷b=—]設(shè)備除塵尾氣 冷胃薩1，2，4，6，9，10．文丘里洗滌器3．稀磷酸洗滌氣液分離器5．濃磷酸洗滌氣液分離器7，8．噴淋洗滌塔1 1．旋流分離塔12．洗滌液輸送泵13，15，16，17，18．洗滌液循環(huán)泵14．濃磷酸循環(huán)輸送泵19．煙囪圖3優(yōu)化后的AZF工藝尾氣處理流程生產(chǎn)NPK復(fù)合肥時(shí)，干燥尾氣含氨量很低，主要是粉塵，為簡(jiǎn)化尾氣處理系統(tǒng)，干燥尾氣不經(jīng)磷酸洗滌，直接經(jīng)文丘里洗滌器用稀硫酸吸收尾氣中的氨和粉塵；氣液混合物經(jīng)氣液分離器分離后，液相經(jīng)洗滌液泵循環(huán)使用，氣體進(jìn)入洗滌塔中進(jìn)行二次噴淋洗滌，然后經(jīng)煙囪排放。由于造粒尾氣含氨量高，是洗滌的重點(diǎn)，因此造粒尾氣處理系統(tǒng)中增設(shè)了一級(jí)獨(dú)立的濃磷酸洗滌，提高了氨的吸收能力，同時(shí)取消了稀硫酸文丘里洗滌。造粒尾氣首先經(jīng)管道文丘里洗滌器和立式文丘里洗滌器用稀磷酸充分洗滌，尾氣中大部分的氨和粉塵被吸收凈化；氣液混合物經(jīng)氣液分離器分離后，液體經(jīng)洗滌液泵循環(huán)使用，部分洗滌液送管式反應(yīng)器(GPR)，用于調(diào)節(jié)造粒工藝條件；氣體再進(jìn)文丘里洗滌器用濃磷酸進(jìn)行深度洗滌，以充分吸收尾氣中的殘氨；洗滌尾氣后的濃磷酸部分循環(huán)使用，其余經(jīng)計(jì)量后送GPR反應(yīng)造粒；尾氣進(jìn)入噴淋塔中用稀硫酸脫氟、除氨后進(jìn)人煙囪排放。(2)優(yōu)化后AZF工藝尾氣處理流程的特點(diǎn)充分利用原料尾氣處理系統(tǒng)第3反應(yīng)器的功能和原料磷酸的吸收能力，新增設(shè)獨(dú)立的濃磷酸洗滌，優(yōu)化了工藝流程，可改善尾氣處理系統(tǒng)的操作，提高造粒尾氣氨回收率，減少污染物排放量；同時(shí)簡(jiǎn)化了干燥尾氣洗滌流程，減少了占地面積，充分利用了現(xiàn)有設(shè)備。利用流化床設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了尾氣分級(jí)利用．即充分利用現(xiàn)有的冷卻尾氣，通過干濕尾氣混合降濕，可以回收部分物料和尾氣顯熱。4 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益(1)直接經(jīng)濟(jì)效益年回收氨約303．8 t，按3 500形t計(jì)，價(jià)值約106萬元；回收粉塵72 t，價(jià)值18萬元；回收尾氣熱量(尾氣和伴熱風(fēng))折標(biāo)煤1 027．6 t，約77萬元；合計(jì)直接經(jīng)濟(jì)效益為201萬元。(2)間接效益和社會(huì)效益增加了洗滌級(jí)數(shù)，增強(qiáng)了洗滌效果，尾氣顯熱得到回收，尾氣帶液減少；流化床尾氣通過干法除塵回收部分物料，粉塵排放量減少，尾氣排放溫度提高，排放尾氣濕度降低，尾氣凝液現(xiàn)象減少；排放煙囪從40 m提高至60 m，增加了尾氣排放擴(kuò)散高度，廠區(qū)周圍環(huán)境明顯改善。5 結(jié)語AZF尾氣處理系統(tǒng)具有流程簡(jiǎn)潔、設(shè)備緊湊的特點(diǎn)，經(jīng)不斷改進(jìn)優(yōu)化，提高了洗滌效率，降低了尾氣中氨、粉塵、酸和氟的排放量，滿足了生產(chǎn)要求，達(dá)到了國家排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著復(fù)合肥生產(chǎn)品種不斷增多，尤其是高氮復(fù)合肥和超高養(yǎng)分復(fù)合肥等高氮磷比產(chǎn)品的開發(fā)，對(duì)AZF工藝生產(chǎn)復(fù)合肥裝置的尾氣處理系統(tǒng)提出了更高的要求。因此，建議繼續(xù)結(jié)合噴頭改進(jìn)、增加管道噴淋、增大分離空間等局部改造措施，深入挖掘裝置潛力，以提高AZF尾氣處理系統(tǒng)應(yīng)對(duì)氨洗滌負(fù)荷重、尾氣處理量波動(dòng)大等不利狀況的能力，以期進(jìn)一步提升AZF工藝的操作靈活性，滿足多品種生產(chǎn)的要求。參考文獻(xiàn)[1] 田野，摘．AZF復(fù)合肥料生產(chǎn)工藝[J]．化工科技動(dòng)態(tài)，1990，6(11)：22—15．[2】 王維民，曹濤，張兵印．AZF工藝尾氣尾氣處理系統(tǒng)的特點(diǎn)及其在我公司的應(yīng)用[J]．磷肥與復(fù)肥，1997，12(3)：36-38．[3] 錢曙光，陳德華．AZF雙管工藝尾氣處理系統(tǒng)帶液?jiǎn)栴}及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造的探討[J]．硫磷設(shè)計(jì)，1999，(4)：1-3．[4] 張曉光．AZF工藝尾氣處理系統(tǒng)的改造[J]．磷肥與復(fù)肥，2007，22(6)：41-42．(收稿日期2010．124)9

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