复合肥装置中燃煤蒸汽锅炉烟气处理工艺改造.pdf

2 2 化肥工业 第 4 0卷第 2期 复合肥装置中燃煤蒸汽锅炉烟气处理工艺改造 石学勇， 张兵印， 王金铭 中国 一阿拉伯化肥有限公 司 河北秦皇 岛0 6 6 0 0 3 摘要分析 了目前 复合肥 生产装置 中燃煤蒸汽锅炉烟 气处理现状 以及 各处理工艺的优缺点 ， 并提 出 了采用 燃煤蒸汽锅炉联产热风和氨法脱硫新工 艺的改造 方案 ， 即用锅炉的 高位 热能产 蒸汽， 低位热能产 热风 ， 实现热 能 的分级 利用 ， 再利用复合肥装置的洗涤 系统 对烟 气进行氨 法脱硫 。改造后 ， 锅 炉烟气全部得到回收 ， 效益显著。 关键 词复合 肥蒸汽锅炉联 产热风氨法脱硫 Re no v a t i o n o f Pr o c e s s f o r Tr e a t m e n t o f Fu m e f r o m Co a l - Bur n i ng St e a m Bo i l e r i n Co m p o u nd Fe r t i l i z e r Uni t S h i Xu e y o n g ， Z h a n g B i a g y i n， Wa n g J i n mi n g S i n o A r a b C h e m i c a l F e r t i l i z e r C o ． ，L t d ． H e b e i Q i n h u a n g d a o 0 6 6 0 0 3 Abs t r a c t An a n a l y s i s i s ma d e o f t h e p r e s e n t s t a t u s o f t r e a t me n t o f f u me f r o m t h e c o a l b u r n i n g s t e a m b o i l e r i n a c o mp o u n d f e r t i l i z e r pr o d uc t i o n u n i t a n d t h e a d v a n t a g e s a n d d r a wb a c ks o f v a r i o us t r e a t me n t p r o c e s s e s ．A r e n o v a t i o n s c he me i s p r o p o s e d f o r t h e us e o f C O p r o d u c e d h o t a i r i n t he c o a l - b u r n i n g s t e a m b o i l e r a n d a n e w t e c h n o l o g y for d e s u l f u r i z a t i o n wi t h a mmo ni a，v i z ． ，t he h i g h - l e v e l he a t fro m t h e b o i l e r i s u s e d t o g e n e r a t e s t e a m ，a n d t h e l o w l e v e l h e a t t o g i v e h o t a i r ，t h e r e b y r e a l i z i n g t h e s t a g e - wi s e u t i l i z a t i o n o f h e a t e n e r g y，a n d t h e s c r u b bi n g s y s t e m i n t h e c o mpo u n d f e r t i l i z e r u n i t i s us e d t o t r e a t t h e fume for d e s u l f u r i z a t i o n wi t h a mmo n i a ． Afte r t h e r e n o v a t i o n， a l l o f t h e b o i l e r fu me i s r e c o v e r e d，g i v i n g a b e n e fic i a l r e s u l t ． Ke y wo r d s c o mp o u n d f e r t i l i z e r s s t e a m b o i l e r C O p md u c e d h o t a i r d e s u l f u r i z a t i o n w i t h a mmo n i a 我国复合肥行业竞争 日益激烈 ， 在保证产 品 质量的前提下 ， 降低生产成本是保持产品竞争优 势的关键 ， 而复合肥生产过程 中的主要 能耗是干 燥煤耗和设备 电耗。在复合肥装置生产过程 中， 使用燃煤蒸汽锅炉为生产提供蒸汽， 经回收低位 热能后 的 1 2 5℃烟气经水洗冷却和除尘 、 加氢氧 化钠 钠碱 脱硫后排放 。这部分高温烟气 的排 放 ， 不仅浪费 了热 能 、 增加 了排放污染 ， 还需要消 耗大量的工艺水 、 钠碱和电能 ， 运行费用较高。另 外 ， 复合肥的干燥工序需要 1 0 0～2 0 0℃的热风 ， 尤其是国内尿基复合肥生产大多采用低温大风量 烘干操作工艺， 由燃煤锅炉供给5 0 0～ 1 0 0 0 oC 燃 烧热风 ， 然后用冷空气稀释并降温至 2 0 0℃以下 用于产品干燥 ， 造成大量热能的浪费。因此 ， 为了 本文作者的联系方式 0 3 3 5 3 1 6 1 0 6 0 ， s h i x u e y o n g 1 2 6 ． c o rn 实现节能 、 减排 、 降耗 、 增效 ， 综合回收利用复合肥 装置中燃煤蒸汽锅炉的烟气势在必行。 1 燃煤蒸汽锅炉烟气处理现状 目前 ， 国 内外 燃 煤 蒸 汽 锅 炉 烟 气 温 度 为 1 8 0℃左右 处理一般是先通过省煤器 ， 由锅炉给 水回收部分热能， 温度降至 1 2 0 ～ 1 2 5 后经除尘 脱洗塔湿法冷却除尘， 同时加入钠碱脱硫后直接 排放 ， 脱硫废水定期排放 。由于烟气低位热 能的 流失， 现有燃煤蒸汽锅炉运行热效率大多在 7 5 ％ 左右 ， 且工艺水消耗量大。 复合肥企业通常采用的钠碱法脱硫工艺具有 脱硫效率高、 操作简单的优点， 但钠离子进入废水 经回收后带人复合肥产品中， 不但造成浪费 ， 而且 2 0 1 3年 4月 石学勇等 复合肥装置中燃煤蒸汽锅炉烟气处理工艺改造 2 3 钠离子含量过高还会影 响产 品质量。 目前 ， 可供 选择的其他烟气脱硫技术有干法和湿法 2种。干 法脱硫 由于运行不稳定 、 脱硫效率不高 、 副产物难 以处理 ， 目前应用较少 ； 湿法脱硫工艺尽管存在占 地面积大 、 投资大 、 设备容易腐蚀的缺点 ， 但运行 稳定 、 脱硫效率高。所 以， 为 了保证环保指标 ， 一 般采用湿法脱硫工艺 ， 主要代表工艺有石膏法 、 氨 法 、 镁法 、 钠碱法等。石膏法脱硫工艺简单成熟 ， 但副产脱硫石膏处理难度大， 适 用于有 配套石膏 处理装置的大型锅炉 ， 如火力发 电厂锅炉等。氨 法脱硫技术经不断探索 、 改进后 已成熟 ， 其特点是 脱硫效率高， 副产物硫酸铵易于回收利用， 具有同 步除尘 、 脱硫 、 脱硝一体化功能 ， 液气 比小 ， 运行成 本低 ， 适应烟气量 、 含硫量 、 粉尘含量 、 反应温度变 化范围大的工况 ， 但所需 的配套设施投资大。总 之 ， 目前燃煤蒸汽锅炉烟气处理工艺还 比较简单 ， 且存在设备投资大 、 水和碱消耗多 、 运行能耗高 、 副产物难以回收等问题 ， 同时增加 了废水 、 废气和 固体废弃物的排放和污染。 2 燃煤蒸汽锅炉烟气处理工艺的改造 2 ． 1 改造方案 用锅炉的高位热能产蒸汽 ， 低位热能产热风 ， 实现热能的分级利用 ， 降低生产能耗 ； 然后直接利 用复合肥装置的洗涤 系统进行氨法脱硫 ， 节省脱 硫装置投资 ， 减少尾气排放 ， 实现 副产 物综 合 回 收。燃煤蒸汽锅炉烟气 回收和氨法脱硫工艺流程 如图 1所示 。 图 1 燃煤蒸汽锅炉烟气 回收和 氨法脱硫 工艺流程 在复合肥装置需要热风时， 锅炉烟气首先进 入双级多管除尘器进行干法除尘 ， 达到烟气含 尘 排放指标后的锅炉热气流在引风机的作用下， 通 过切换阀进入热风炉配风室内与热风炉产生的热 风混合 ， 然后经管道引至干燥机。 当复合肥装置暂时不需要热风时， 关闭锅炉 通向干燥机的阀门， 烟气经省煤器降温、 多管除尘 器干法除尘 、 喷淋洗涤塔 阀门后直接进入干燥尾 气喷淋洗涤塔 ， 脱硫后 由尾气烟 囱排放。在洗涤 液循环槽中补入适量 的氨或氨水 ， 保持洗涤液 p H 在 4～5 ， 脱硫后 的硫酸铵稀溶液定期输送至废液 罐作为生产补充用水而 回收利用。 2 ． 2 投资和效益分析 1 项 目投资 拆除原有湿 法除尘 、 钠碱脱 硫装置 ， 新增管 线 、 阀门 、 风机 、 双级多管除尘器等设备 ， 改造总投 资约 1 4 0万元。 2 效益分析 直接 经济 效益 每 台蒸 汽锅 炉产 生温度 为 1 8 0℃的热烟气 2 8 0 0 0 m ／ h ， 经省煤器后温度降 至约 1 2 0 o C， 常温空气 加热需耗标煤 7 5 ． 6 k g ／ h ； 按 2台锅炉每天运行 2 0 h、 年运行 3 0 0 d 、 标煤价 7 5 0元／ t 计 ， 2台锅炉年节约燃煤费用约 6 8万元 ； 此外 ， 每年可节约燃煤排污费约 1万元， 节约脱硫 系统加碱和运行费用 1 5万元 ； 每年可回收 S 0 和 N O 分别为7 ． 7 t 和6 ． 7 t ， 折合费用约 1 万元。 间接经济效益 利用复合肥装 置尾气洗涤系 统设备进行锅炉烟气脱硫洗涤， 可节省新建脱硫 设备投资约 1 2 0万元 ， 基本补偿了该项 目投资费 用 ， 并节约了占地 ； 如原有装置有干法除尘设备 ， 只需新增部分管线 、 阀门， 更换尾气风机 ， 可进一 步降低投资费用。 社会效益 通过 降低燃煤 消耗 ， 年 减少 C O 排放 2 4 3 0 t ， 并减少了废水 、 废气 以及 S O 和 N O 的排放量 ， 实现低碳清洁生产 ， 有显著的环保和社 会效益。 3 结语 采用新工艺改造后 ， 锅炉烟气全部得到回收， 减少 了干燥热风炉的热风用量 ， 从 而可降低燃煤 消耗 ， 减少尾气烟尘以及 C O ， S O ， N O 排放量 ， 实现低碳清洁生产 ， 同时提高了锅炉 的热效率 和 产气量 。直接利用 复合肥生产装 置 中的尾气洗 涤塔进行 氨法脱 硫 ， 节 省 了锅 炉尾气 脱硫 设备 投资， 同时可回收 S O 和洗涤废水， 降低了水、 碱消耗 ， 副产 物可 作为 复合肥 原料 全部 得到 回 收利用 。 收稿 日期2 0 1 2 ． 0 8 - 2 0