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盐酸吸收系统的尾气处理工艺改进赵晓东 任志刚 高延松(辽宁北方锦化聚氨酯有限公司物管中心)摘要:叙述了盐酸吸收系统尾气处理工艺流程优化设计,及设备选型、管材选择、改造方案和经验。关键词:盐酸吸收系统尾气、真空喷射、最大抽气量、工艺改进辽宁北方锦化聚氨酯有限公司物管中心800单元盐酸吸收装置有1个吸收塔和2个降膜吸收器及盐酸储罐、成品盐酸缓冲罐、稀酸水罐等,该装置用于副产HCL气体的吸收,满负荷时HCL量为5984Kg/hr,盐酸吸收装置稳定运行是公司能够稳定运行的一个必要条件,也是我公司废气排放方面环保能否达标的一个关键装置。1. 工艺改进前盐酸吸收系统运行概况盐酸吸收工艺流程为:1.1 原有装置存在的问题 盐酸自身物理化学特性: 强酸,浓度高时,具有极强的挥发性,氯化氢挥发后与空气中的水蒸气结合产生盐酸小液滴,形成酸雾。盐酸对于碳钢、304不锈钢等材料具有极强的腐蚀性。由于这些特性的存在,再加上工艺、设备等一些不完善因素,公司的盐酸吸收系统运行过程中,存在以下问题:1.1.1 盐酸装车时产生较大量的HCL尾气,对自然环境污染严重,而且生产框架也受到严重腐蚀:盐酸框架附近管路被严重腐蚀、变薄;盐酸框架一楼较多设备启动按钮不灵活,甚至按不动,设备有时不能正常开停。 1.1.2 盐酸储罐、成品盐酸缓冲罐、稀酸水罐等盐酸储罐尾气在洗涤罐吸收后,由于回收液管路管径太小,流量不能满足工艺需要,洗涤罐运行时出现两种情况:1.1.2.1 洗涤循环水量过小,不能充分吸收储罐尾气,大量HCL气体直排,形成污染。1.2.2.2 洗涤循环水量正常时,洗涤循环水不能有效回流,造成洗涤循环水从负压防止罐气孔溢出,同时导致盐酸储罐、成品盐酸缓冲罐、稀酸水罐等玻璃钢储罐升压,容易产生危险。上述问题的存在,不仅加大了操作难度,而且污染严重,远处看去,盐酸框架就象一个老式火车头烟筒一样,不停地冒着烟。2. 盐酸装车尾气处理工艺改进2.1 盐酸装车尾气处理方案的选择确定2.1.1 方案一:用液氯尾气处理系统吸收盐酸装车尾气经实践应用证明:利用现有液氯尾气吸收塔负压系统吸收盐酸装车尾气,可以有效的吸收装车盐酸尾气,但是由于大量的盐酸气体进入次氯酸钠循环吸收液,发生反应,造成了次氯酸钠有效氯浓度降低、分解、盐份析出、堵塞管路等现象,影响液氯尾气吸收系统正常运行,容易出现液氯尾气泄漏。此方案只能用于应急处理盐酸装车尾气,而不能长期使用。2.1.2 方案二:用离心风机负压系统吸收酸烟此方案有以下不利因素:2.1.2.1 离心风机风量大、吸收液浓度高时,容易产生二次污染;2.1.2.2 使用离心风机、吸收储罐等吸收设备造价高、安装时又耗用大量人力物力。2.1.3 方案三:用真空喷射装置吸收盐酸装车尾气2.1.3.1 此方案的工作原理:利用原有稀酸水循环泵P872作为动力源,与喷射头(文丘里管)及相应管线组合成一套负压装置,该装置用于吸收盐酸装车尾气。此方案工艺流程图如下:2.1.3.2 主要设备:真空喷射器,型号:ZSLF1-200 射流式单级玻璃钢防腐,最大抽气量200 m3/h此装置的极限真空度为0.093MPa,即绝压7KPa,水利射流真空喷射的特点是:真空度越低(绝压越高)抽气量越大,在真空度0.0067MPa时,抽气量可上升到200 m3/h。2.1.4 经过论证,方案三可行,优点如下:2.1.4.1 水力射流真空喷射泵工作介质为水或稀酸水,喷射后,HCL夹带的泡沫、水雾被抽吸到负压系统后,立即与水混合而被吸收,即使是在真空喷射器抽气量不是很大的情况下,也能够保持负压压力恒定,吸收效果平稳。2.1.4.2 可以利用原有稀酸水循环泵作喷射动力,减少投资,又节能。2.1.4.3 稀酸水循环使用,不增加新的工作介质,对原有吸收系统不增加负荷,不产生处理压力,无二次污染。2.1.4.4 仅增添一个射流喷射头,投资少,设备及管线安装相对容易。2.2 盐酸装车尾气处理工艺改进方案的实施及使用效果采购ZSLF1-200 射流式单级玻璃钢防腐喷射器,质量轻、价格低;安装管线使用超高分子量聚乙稀管;动力源采用P872A/B稀酸水循环备用泵,在生产负荷80%或以下时,可以用单台泵运行,流量一部分用于盐酸吸收,一部分用于真空射流喷射;经过配管、安装、调试后,在盐酸装车尾气吸收实际应用后证明:此项改造,工艺可靠、操作方便、可以将盐酸装车尾气全部吸收,杜绝装车尾气污染,该装置的使用,大量减少了HCL气体污染,社会效益立竿见影,由于回收了HCL气体,长期运行后,经济效益也将显现。2.3 影响因素分析2.3.1 喷射水量、稀酸水泵P872A/B运行方式对装车尾气吸收系统的影响 表1 综合因素分析喷射水量m3/hP872A/B运行方式槽车娤酸口密封状态系统真空度Mpa抽气量m3/h尾气吸收效果15P872B单台运行,同时分流盐酸吸收用盖板遮挡装车口有少量缝隙0.006770槽车上方有少量酸雾15P872B单台运行,同时分流盐酸吸收无密封0.006770槽车上方有较多酸雾20P872B单台运行,同时分流盐酸吸收用盖板遮挡装车口有少量缝隙0.0067100槽车上方有微酸雾20P872B单台运行,同时分流盐酸吸收无密封0.0067100槽车上方有较多酸雾30P872B单台运行,同时分流盐酸吸收用盖板遮挡装车口有少量缝隙0.0067130槽车上方无任何酸雾30P872B单台运行,同时分流盐酸吸收无密封0.0067130槽车上方有较多酸雾40P872单台运行流量全部用于喷射用盖板遮挡装车口有少量缝隙0.0067150槽车上方无任何酸雾40P872单台运行流量全部用于喷射无密封0.0067150槽车上方酸雾减少明显45P872单台运行流量全部用于喷射用盖板遮挡装车口有少量缝隙0.0067200槽车上方无任何酸雾45P872单台运行流量全部用于喷射无密封0.0067200槽车上方酸雾减少明显2.3.2 酸水浓度对装车尾气吸收系统的影响首先根据表1实验结果,选择节能、操作方便、吸收效果最好的条件如下:喷射水量30 m3/h;P872B单台运行,同时分流盐酸吸收;用盖板遮挡装车口有少量缝隙。表2 喷射工作介质对尾气吸收系统的影响酸水浓度尾气吸收效果5%槽车上方无任何酸雾10%槽车上方无任何酸雾15%槽车上方无任何酸雾,但V872有微量酸雾20%槽车上方无任何酸雾,但V872有微量酸雾25%槽车上方无任何酸雾,但V872有少量量酸雾28%槽车上方无任何酸雾,但V872有较多酸雾2.4 水力射流真空喷射负压系统的改进与完善虽然此项改造,工艺可靠、操作方便、可以将盐酸装车尾气全部吸收,但是由于我厂的特殊情况:由其他生产单元来的盐酸要进入稀酸水循环罐,然后再次处理,而且浓度较高,这样会使真空喷射带来的不凝气体在稀酸水循环罐鼓泡,带出少量的酸气,因此,我们在以下方面还可以改进:2.4.1 控制来酸流量,尽量降低稀酸水循环罐中的酸水浓度。2.4.2 避开其他生产单元送酸时间,(其他生产单元打酸时不进行真空喷射),或在使用水力射流真空喷射时不处理其他生产单元的酸水。2.4.3 在适当的时侯,上一套不含酸的循环装置,用于真空喷射,当循环液浓度较高时,送稀酸水循环罐吸收处理。2.4.4 稀酸水循环罐排气到水封装置,将盐酸尾气全部吸收。3. 盐酸储罐尾气吸收工艺改进3.1 进行盐酸储罐尾气吸收工艺试验 经过试验,确定用稀酸水循环罐中浓度较低的酸水吸收盐酸储罐尾气。从分子碰撞上解释,盐酸浓度低时,H+和Cl-的距离变大,在水中碰撞的的几率减小,因而不容易形成HCl而挥发掉。将盐酸储罐、成品盐酸缓冲罐、稀酸水罐等盐酸储罐尾气用临时管线引入稀酸水循环罐,做水封鼓泡吸收。因为盐酸储罐尾气主要成份为HCL气体夹带的泡沫、水雾,可以被稀酸水循环罐中浓度较低的酸水吸收,实验效果很好:盐酸储罐尾气基本无泄露。初步确定工艺改进方案可行。3.2 经过论证确定方案如下:3.2.1 改进尾气吸收正负压防止罐工艺结构,将吸收液出料口管径由原来的DN25改为DN80,由于原正负压防止罐为玻璃钢罐,因此在利旧基础上,尽量少的在设备上开孔增加管口,采用插底管溢流方式排出吸收液,溢流管上方留平衡管,防止出现虹吸现象而影响液位。3.2.2 盐酸储罐尾气用管线引入稀酸水罐,做水封鼓泡吸收。3.2.3 用盐酸装车尾气吸收系统,吸收盐酸储罐尾气。3.3 盐酸吸收管路材料确定因为盐酸具有对碳钢、304不锈钢等材料极强的腐蚀性,因此首先排除了金属管材;又因为此项改造是用稀酸水循环罐中浓度较低的盐酸吸收尾气,也排除了使用钢衬四氟材料的可能性;使用耐酸塑料管材试验后,虽然耐酸塑料管短期使用12月没出现尾气泄漏问题,但由于它的柔软、易氧化脆裂等特点,存在酸烟泄露隐患,也排除了耐酸塑料管材;鉴于超高分子量聚乙稀管能耐7080温度的介质,而且管材轻、耐酸碱,因此确定使用超高分子量聚乙稀管材。3.4 方案确定后,进行了盐酸储罐尾气吸收工艺改造,基本杜绝了盐酸储罐尾气泄露。 作者简介:赵晓东(1971- ),男,中级工程师,从事液氯蒸发及盐酸吸收工艺研究。
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