关于三聚磷酸钠粉尘回收的建议

关于三聚磷酸钠粉尘回收的建议 第39卷第4期 2007年4月 无机盐工业 IN0RGANICCHEMICALSINDUSTRY47 关于三聚磷酸钠粉尘回收的建议 田立楠 (武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉430074) 摘要:简要介绍中国三聚磷酸钠粉尘产生的原因及回收的现状,分析了对粉尘中存 在的三聚磷酸钠进行回 收存在的主要问题.介绍了重力除尘法,惯性力除尘法,离心力除尘法,电除尘法及 湿式除尘法进行三聚磷酸钠粉 尘回收的利弊,指出采用超重力湿式除尘技术最为适合三聚磷酸钠粉尘的回收.同 时指出,综合各种因素,建议采 用氨一硫铵脱硫,采用碱液一亚硫酸铵吸收还原法脱除氮的氧化物较为适宜. 关键词:三聚磷酸钠;粉尘回收;超重力湿式除尘 中图分类号:TQ126.25文献标识码:A文章编号:1006—4990(2007)04—0047—03 Advicefordustreclamationoftrimericsodiumphosphate TianLinan (SchoolofChemicalEngineeringandPharmacy,WuhanlmthuteofTechnology,HubeiWuh an430074,China) Abstract:Thecausesofdustandcurrentdustreclamationstatusoftrimericsodiumphosphatei nChinawerebrieflyin— troduced.Themainproblemsofreclaimingthedustwhichcontainstrimericsodiumphosphat ewereanalyzed.Theadvantages anddisadvantagesofvariousdustremovalmethodsappliedinreclaimingtrimericsodiumph osphatedustwerediscussed, suchasgravitydustremovalmethod,inertiaforcedustremovalmethod,centrifugalforcedust removalmethodandwetdust removalmethod.Italsopointedoutthesupergravitywetdustremovaltechnologywasthemos tsuitablemethodtoreclaimtri— mericsodiumphosphatedust.Meanwhile,combiningvariouskindsoffactors,itsuggestedth atusingammonia—ammonium sulphatetoremovesulfurandusingalkalineliquor—-ammoniumsulfiteabsorption—-reductionmethodtoremovenitrogen oxidesWasbest. Keywords:trimericsodiumphosphate;dustreclamation;supergravitywetdustremoval 1三聚磷酸钠生产及粉尘的产生 目前三聚磷酸钠的世界年产量约为370万t,其 中中国年产量约为100万t.中国生产三聚磷酸钠 的企业有4O多家,大多是年产不到2万t的小厂, 年产量在2万t以上的不到lO家,其中又多是年产 5万t左右的中型厂,而稳居中国第一位的是湖北省 宜昌兴发集团有限责任公司,其三聚磷酸钠的年产 量已达到3O万t. 工业上生产三聚磷酸钠基本上采用2种 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 路 线:即用热法磷酸与纯碱中和,称为热法磷酸工艺; 湿法磷酸与纯碱中和,称为湿法磷酸工艺.用热法 磷酸生产三聚磷酸钠时,多采用干燥和聚合分开进 行,因而称为热法磷酸二步法.二步法具有生产 稳定,易于操作控制等特点,笔者以目前采用较多的 喷雾干燥回转缩聚二步法为例来探讨三聚磷酸钠粉 尘的回收. 在二步法生产过程中,中和后的混合溶液经高 位槽进入喷雾干燥塔中进行干燥,干燥后的正磷酸 钠盐干料由塔底排出,经螺旋输送机进入回转聚合 炉.喷雾干燥塔尾气带出的磷酸钠盐粉料由旋风除 尘器分离收集也送至回转聚合炉.物料在聚合炉内 停留2O,30min,此间粉状正磷酸钠盐在 350,450oC迅速脱水缩聚成三聚磷酸钠,然后经冷 却粉碎后即得成品.在得到成品三聚磷酸钠的同 时,另有一部分三聚磷酸钠由炉气自回转聚合炉的 尾端带出,这就形成了三聚磷酸钠粉尘. 2三聚磷酸钠粉尘回收的现状及其局限性 从回转聚合炉尾端出来的炉气为有害烟气,其 48无机盐工业第39卷第4期 成分如下:(SOx)=1%,2%,(NOx)<0.5%, (O)=13%,15%,(H2O)(气态)=5%,Fx 微量,三聚磷酸钠粉尘20,50g/m. 就中国40多家生产企业来看,大多数厂家没有 进行三聚磷酸钠粉尘的回收,仅少数厂家从环保的 角度用袋式除尘器脱除三聚磷酸钠粉尘,而真正做 到回收三聚磷酸钠粉尘的厂家未见报道. 若能将烟气中的三聚磷酸钠粉尘回收起来,一 个3万t/a生产装置,1a即可从烟气中回收三聚磷 酸钠950,2350t,可以为企业创造产值475, 1175万元.目前有少数生产厂家在聚合炉后安装 了袋式除尘装置,用以脱除烟气中的粉尘,但是用袋 式除尘器除三聚磷酸钠粉尘存在以下几个问题. 1)三聚磷酸钠易吸水易黏附,受潮后具有较强 的腐蚀作用,容易附着于布袋表面,形成糊状物对滤 袋造成腐蚀和堵塞. 2)烟气中的硫氧化物,氮氧化物,热磷酸不仅 具有较强的腐蚀性,更严重的是使烟气露点温度升 高,导致除尘器产生酸露,这不仅会使滤袋表面结 垢,堵塞,而且会腐蚀结构材料,进而使布袋除尘器 失效. 3)由于聚合温度一般比较高,在350,450?, 所排出的烟气会含有大量的高温水蒸气.高温水蒸 气比烟气中其他成分对滤袋除尘器的危害更大,它 不仅造成滤袋运行温度大幅降低,同时还会使酸雾 的影响更加严重. 4)含尘气体温度是滤材选用的重要因素.通 常把低于130?的含尘气体称为常温气体,高于 130?含尘气体称为高温气体,聚合炉尾端带出的 烟气温度高达300?,显然属超高温气体.就目前 的技术来看,选用以特殊的化学剂为基质的玻璃纤 维作为滤材并不难,其耐温可达330?以上,但这样 做会大大增加袋式除尘器的设备投资和运行成本. 由此可见,目前中国生产三聚磷酸钠的企业基 本未回收三聚磷酸钠粉尘,极少数以袋式除尘器脱 除三聚磷酸钠粉尘的厂家运行效果也不理想. 3对三聚磷酸钠粉尘回收的建议-9] 目前工业上常用的烟气除尘 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 归纳起来有6 大类,即重力除尘法,惯性力除尘法,离心力除尘法, 电除尘法,湿式除尘法以及过滤除尘法.下面依据 三聚磷酸钠粉尘回收的特点和要求,并结合以上工 业上常用的除尘方法分别加以讨论. 1)重力除尘法通过设置重力沉降室,使粉尘 靠自身的重力从气流中自然沉降下来,达到气尘分 离的目的.重力沉降室结构简单,阻力小,投资省, 可以处理高温气体,但除尘效率低,只对50m以 上的尘粒具有较好的粉尘捕集作用.含三聚磷酸钠 的烟气中有大量的高温水蒸气,且三聚磷酸钠粉尘 易吸水易粘附,显然用重力除尘法不适宜. 2)惯性力除尘法利用粉尘与气体分子在运 动中的惯性力不同,使粉尘从气流中分离出来.在 实际应用中实现惯性分离的一般方法是使含尘气流 冲击在档板上,使气流方向发生急剧改变,气流中的 尘粒惯性较大,不能随气流急剧转弯,便从气流中分 离出来.在惯性力除尘法中,除利用了粉尘粒子在 运动中的惯性力外,也利用了粉尘粒子的重力和离 心力.惯性除尘器适用于非粘性,非纤维性粉尘的 去除,其设备简单,阻力小,但分离效率低,也只能捕 集10m以上的粗尘粒.惯性力除尘法不适宜三 聚磷酸钠粉尘的脱除. 3)离心力除尘法利用含尘气体的流动速度, 使气流在除尘装置内沿一定方向作连续的旋转运 动,粉尘粒子在随气流的旋转中获得离心力,导致粒 子从气流中分离出来.离心力除尘的设备有旋风式 除尘器和旋流式除尘器2大类.离心式除尘器除尘 效率较高,对大于5m以上的粉尘颗粒具有较好 的去除效率.它适用非粘性及非纤维性粉尘的去 除,且可用于高温烟气的除尘.由于三聚磷酸钠粉 尘的吸水粘附性,采用离心力除尘法是不适宜的. 4)电除尘法利用高压电场产生的静电力的 作用实现固体粒子或液体粒子与气流的分离.电除 尘器的除尘效率比较高,可达99%以上,捕集细粉 性能优异,最小粒径可达0.05m.电除尘器阻力 小,可处理高温气体,在250,500?均可操作.聚 合炉出口烟气成分复杂,腐蚀性强,氧含量高,三聚 磷酸钠粉尘浓度大且粘附力大,所有这些都不利于 电除尘器的正常操作控制,也影响到电除尘器的安 全运行.此外,电除尘器和其他除尘设备相比,结构 复杂,耗用钢材较多,每个电场需配用一套高压电源 及控制装置,因此投资较大.从另一方面来看,目前 各企业要处理的含三聚磷酸钠粉尘的烟气量都不 大,每小时只有几万立方米,这样小的烟气量用电除 尘器来处理是不经济的. 5)湿式除尘法用液体(一般为水)洗涤含尘 气体,利用形成的液膜,液滴和气泡捕获气体中的尘 粒,尘粒随液体排除,气体得到净化.按除尘机制的 不同,湿式除尘器又有喷雾式,旋风式,贮水式,塔板 2007年4月田立楠:关于三聚磷酸钠粉尘回收的建议49 式,填料式及文丘里式等多种形式.湿式除尘器对 净化高温,高湿,易燃,易爆的气体有很高的效率和 很好的安全性.湿式除尘器在去除废气中粉尘粒子 的同时,还能通过液体的吸收作用将废气中有害气 态物去除,这是其他除尘方法无法做到的.显然,采 用湿式除尘法处理含三聚磷酸钠粉尘的烟气是比较 适宜的. 通过以上分析,再根据中国三聚磷酸钠的生产 现状,采用湿式除尘法处理含三聚磷酸钠粉尘的烟 气并进而回收三聚磷酸钠粉尘,是比较现实的.为 了减少投资,提高效率,笔者建议采用超重力技术作 为湿式除尘的主要手段.超重力技术通过旋转填料 床产生的强大离心力(或称超重力),使气液的流速 及填料的有效比表面积大大提高,液体在高分散,高 混合,强湍动以及界面急速更新的情况下与气体以 极大的相对速度在弯曲流道中接触,极大地强化了 传递过程的进行.超重力除尘装置具有除尘效率 高,切割粒径小,出口含尘量低,液气比小,设备体积 小(投资少)以及设备适应性好等优点,与其他湿式 除尘设备相比,用水量大大减少,也使得三聚磷酸钠 粉尘的回收相对容易的多. 三聚磷酸钠粉尘回收后的烟气中还有少量的氧 化硫,氧化氮以及微量的氟.从环保的角度讲,这种 有害烟气必须经过治理才能排放大气. 烟气脱硫的方法很多,其中有的经过了中试,有 的还处于小试阶段,真正为工业生产所采用的有十 多种.综合各种因素,笔者建议以氨一硫铵法为好. 该法的主要产品为硫酸铵,与氨法的其他方法相比, 设备少,不耗酸,投资省.目前,硫铵作为化肥在中 国有着较好的市场.硫铵特别适用于中国北方的碱 性土壤,也可作制取氮磷复合肥的原料.该法中国 有引进装置. 氮的氧化物种类很多,其中主要为NO和NO. 净化烟气中氮氧化物的方法也很多,有催化还原,吸 收和吸附3大类.权衡利弊,以采用碱液一亚硫酸 铵吸收还原法为好.该法工艺成熟,操作简单,吸收 液能够进行综合利用,运行费用低,净化效率也比较 高. 回收三聚磷酸钠粉尘后的烟气中氟的含量很 少,可不考虑氟的脱除. 随着烟气脱硫和脱硝技术的发展,各国都开展 了烟气同时脱硫脱硝技术的研究,要求其费用低于 传统高性能石灰/石灰石烟气脱硫(FGD)和选择性 催化还原烟气脱硝(SCR)组合工艺的费用.目 前,大多数新工艺尚处在研发阶段,还未投人工业 应用. 参考文献: [1]顾宗勤.关于中国精细磷化工发展的几点建议[J].现代化 工,2006,26(7):l一5. 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