【文章內容簡介】 螢石粉含塵廢氣及氫氟酸生產工藝尾氣、渣氣。①鍋爐煙氣：擴改后鍋爐用煤量1200t/a，實際新增用煤量為550t/a，根據業(yè)主提供煤種成分，含硫量小于1％，其煙氣治理擬采用濕法脫硫處理裝置，實現(xiàn)達標排放。年排煙氣量1172萬Nm3，排氣筒高度50m，Φ1500mm，煙塵、。②回轉爐燃煤氣煙氣：本次技改，建設單位擬選用煤氣替代塊煤對回轉爐進行加熱，其優(yōu)點是清潔、熱效率高、煙塵少等，建設單位擬選用貴州等地的優(yōu)質無煙煤（含硫量≤％），年用煤量3000t。該煤氣發(fā)生爐為全水套結構，采用自動加煤，旋轉濕式灰盤自動排渣，各活動接口均采用水封裝置，煤氣發(fā)生爐配有除塵裝置，根據類比，煤氣發(fā)生爐生產廠家實測值，其煙氣排放中污染物煙塵、SO2濃度可達標，其煙氣年排放量2970萬標m3，煙塵排放濃度≤200mg/m3，SO2排放濃度≤850mg/m3，排氣筒高度為30米，Φ400mm。煤氣發(fā)生爐工藝流程如下：無煙煤 發(fā)生爐 燃燒爐 風機 轉爐水蒸氣 煙囪（30m）③螢石粉加料系統(tǒng)含塵廢氣：對于含塵廢氣擬選用袋式除塵處理，根據袋式除塵器除塵特性和除塵效率約95％，其粉塵排放基本可達排放標準，按風機風量1500m3/h計算，其廢氣排放量為1350萬m3/a，由于粉塵中主要為CaF2，考慮氟的影響，按氟化物含量排放標準9mg/m3計算，螢石粉塵排放濃度≤。由15m高，Φ150排氣筒排放。④生產工藝中的尾氣經硫酸吸收塔吸收，三級水洗后由30m、Φ220mm排氣筒排空，渣氣經一級水洗后由尾氣同一排氣筒排空，其風機風量為2500m3/h，則年排放量2250萬標m3/a，根據污染源類比分析尾氣SO氟化物均可達標，即SO2≤550mg/m3，氟化物≤9mg/m3。尾氣處理流程：尾氣 硫酸吸收 一級水洗 二級水洗 三級水洗 堿洗 排放 返回混酸槽 BHF⑤渣氣：轉爐渣氣經水洗塔吸收后由25m高的排氣筒排空，廢氣排放量720萬m3/a(風機風量1000m/h),其中SO2550 mg/m3，,氟化物9mg/m3。渣氣處理流程：渣氣 水洗塔 水洗塔 循環(huán)槽 堿洗 水處理表2—9 擴建項目大氣污染物達標情況分析污染物項 目污染源煙（粉）塵（mg/m3）SO2（mg/m3）氟化物（mg/m3）林格曼黑度（級）排放量（萬m3/a）鍋爐煙氣排放濃度≤200≤90011235排放速率評價標準2009001污染指數(shù)＜1≤1≤1回轉爐煙氣排放濃度≤200≤85012970排放速率評價標準2008501污染指數(shù)＜1≤1≤1螢石粉加料系統(tǒng)含塵廢氣排放濃度＜≤91350排放速率＜ kg/h≤ kg/h評價標準排放速率9污染指數(shù)＜1≤1生產工藝尾 氣排放濃度≤550≤92250排放速率 kg/h kg/h評價標準55015kg/h9污染指數(shù)≤1≤1渣 氣排放濃度≤550≤9720排放速率 kg/h評價標準5509污染指數(shù)≤1≤1，其中：粗冷凝、精餾間接冷卻循環(huán)水、冷凍機房補充新鮮水8m3/h；，為水洗塔吸收工藝尾氣中SiF4和HF和渣氣中的HF、H2SO4等，得到55％氟硅酸溶液、有水氫氟酸付產品；裝置場地沖洗廢水含氟濃度一般低于10mg/m3,設備大修或中央吸收洗滌器處在事故狀態(tài)時，一次排水量約為30m3，廢水中含HF 14400mg/L、H2S2F6 630 mg/L 、H2SO4 760 mg/L（此數(shù)據摘自《化工環(huán)境保護設計手冊》P153）。 m3/h。排放廢水主要是裝置場地、大修沖洗水和鍋爐除塵脫硫用水，鍋爐濕式除塵器用水擬排放的冷卻水，排水經初沉處理后與裝置場地沖洗廢水、大修沖洗水一并排入污水處理設施中和沉淀處理后達標排放。25013粗冷凝、精餾間冷水排放3循環(huán)池5冷 凍 站 4600鍋爐煙氣濕法除塵鍋 爐 房石灰排放沉淀池沖洗地面、大修廢水副產品AHF裝置尾氣、渣氣水洗鍋 爐 房圖2—6 水 平 衡 圖（t/h）本次擴建的噪聲主要是新增生產線各種泵、鼓引風機等，其聲功率級85～100dB，在設計、施工、安裝時，對高噪聲設備采取隔聲降噪措施，則廠界噪聲基本可達Ⅱ類標準。表2—10 主要設備的聲功率設 備 名 稱聲 功 率設 備 名 稱聲 功 率反應回轉爐100磁力泵93洗滌塔98壓縮機95風機96循環(huán)泵93各種冷凝器95各種鼓、引風機90～100主要是螢石制氫氟酸產生轉爐含氟石膏渣（主要成份為CaSO4）39950t/a，該渣夾帶有未反應完的H2SO4及HF等，經無害化處理后擬售于水泥廠作原料。鍋爐煤渣按年用煤量計算約產生400t/a，煤氣發(fā)生爐煤渣產生1000t/a,可處售用于磚廠制磚。表2—11 擴建項目“三廢”排放及治理措施一覽表 序號污染源名稱排 放 量污 染 物排放方式治理措施及排放去向1鍋爐煙氣1172萬m3/a煙塵、SO2連續(xù)SPC旋流塔板除塵脫硫器2回轉爐煙氣2970萬m3/a煙塵、SO2連續(xù)煤氣發(fā)生爐、沉降室除塵生產工藝尾氣2250萬m3/a氟化物、SO2連續(xù)尾氣經酸吸、三級水洗渣 氣720萬m3/a氟化物、SO2連續(xù)渣氣經一級水洗螢石粉加料系統(tǒng)含螢石粉塵廢氣1350萬m3/a螢石粉塵連續(xù)袋式除塵器生產廢水PH、F－連續(xù)排放至廠外南面博陽河轉爐含氟石膏渣39950t/aCaSO4間歇加石灰無害化處理后外售轉爐煤渣1000t/a煤渣間歇外 售鍋爐煤渣400t/a煤渣外 售噪 聲85～100dB風機、壓縮機間歇連續(xù)廠區(qū)附近環(huán)境表2—12 擴建前后污染物增減情況廢 氣廢 水固體廢棄物排放量104m3/a煙塵t/aSO2t/a氟化物t/a排放量104m3/aF—t/aCODt/a總量104t/a煤渣104t/a含氟石膏渣104t/a擴建前32647．21．75擴建后84623．995增減量5198－223－－－2．245 清潔生產分析清潔生產是以節(jié)能、降耗、減污為目標，以技術、管理為手段，通過對生產全過程的排污審計，篩選并實施污染防治措施，以消除和減少工業(yè)生產對人類健康與生態(tài)環(huán)境的影響，達到防治工業(yè)污染，提高經濟效益雙重目的的綜合措施。因此項目的清潔生產分析著重從以下幾個方面進行。 物耗、能耗水平及工藝先進性分析 目前，世界上生產氫氟酸的技校術路線有兩類，即以螢石為原料和以磷礦為初始原料的路線。螢石路線是通過螢石中的氟化鈣和硫酸反應，而后精制生產無水氟化氫的工藝。螢石粉與硫酸按一定配比加入回轉反應爐，加熱反應生成氟化氫及硫酸鈣。CaF2+H2SO4 CaSO4+2HF一般，工業(yè)上生產氫氟酸所用的螢石，是指氟化鈣含量在97%以上的酸級螢石。為了充分利用螢石資源，國外近年來開發(fā)了以含氟化鈣約90%左右的低品位螢石為原料制造高純度氫氟酸的方法。在磷礦石路線中，主要有直接利用磷礦石法、利用廢氣法和利用氟硅酸溶液法三種生產氫氟酸的方法。目前，工業(yè)上生產氫氟酸大多采用氟化鈣含量在97%以上的螢石路線，只有小規(guī)模利用廢氣法回收磷肥廠里氟化氫廢氣，其它磷礦石路線中的方法還處在開發(fā)階段。我國生產無水氟化氫已有三十年的歷史，但其生產技術遠遠落后于國外，表2—10列出了國內外AHF主要原料消耗對比情況。目前，我國大多數(shù)廠家仍沿用我國五十年代的老工藝反應器為熱效率低的直接外加熱式小型回轉爐，原料酸僅采用濃度為98%的硫酸，反應氣體精制采用粗餾、脫氣和精餾流程。這種工藝存在轉爐傳熱效果差、原料轉化率低、消耗高、設備腐蝕嚴重，操作環(huán)境惡劣等弊端。最近幾年，濟南化工廠、巨化公司引進萬噸級無水氟化氫生產技術所建裝置已投入生產，這些裝置同老工藝裝置相比，生產能力較大、單耗降低、設備腐蝕減輕、操作環(huán)境較好。 本項目的氫氟酸生產線采用國內開發(fā)的10000 t/a無水氟化氫生產技術，該技術螢石粉進行干燥；反應部分設單臺回轉反應爐、該爐用燃氣的煙道氣通過夾套加熱；粗氟化氫采用洗滌、冷凝、精餾、脫氣流程；爐渣中和部分采用干法處理；尾氣處理采用硫酸吸收、水洗流程。表2—10 國內外AHF主要原料消耗情況 項 目 名 稱主要原料消耗(t/tAHF)螢石粉(CaF2≥97%)硫酸(H2SO4100%)國家二級化工企業(yè)考核指標1990年我國先進水平1988年我國17個主要生產廠平均水平美國Stauffer瑞士Buss美國Du Pont工藝先進性具體表現(xiàn)在： ⑴項目生產工藝采用較成熟的生產工藝——螢石制無水氫氟酸干法生產工藝，在工藝路線中將污染最大的外加熱轉爐進行了改革，改燃煤為燃煤氣，大大減少了煙塵及SO2排放； ⑵采用較先進的大型轉爐，原料加用發(fā)煙硫酸，提高反應效率和CaF2轉化率。在轉爐反應器出氣口增設洗滌塔，凈化生成氣態(tài)HF，以利于后處理工藝精餾提純，提高了產品得率和品質。工藝尾氣水洗前增設了H2SO4吸收塔進一步凈化尾氣和回收H2SO4，實現(xiàn)系統(tǒng)內密閉循環(huán)，減少原料耗量。⑶反應轉爐終端出渣（硫酸鈣）為封閉式的渣庫，用消石灰中和渣中的H2SOHF，對渣進行無害化處理，即將廢氣引至水吸收塔，除去氟化物等，減少了硫酸氣、氟化物、粉塵的無組織排放。⑷項目所采用氟化氫整套生產裝置系統(tǒng)基本處于微負壓狀態(tài)下，操作可實現(xiàn)基本無跑、冒、滴、漏，較好地控制污染物排放。⑸在螢石倉加料工序增設了集氣、布袋除塵設施，減少了加料時的無組織粉塵排放，同時也減少了物耗。 物耗、能耗水平項目物耗、能耗與技改前及國內同行業(yè)水平比較列表如下：表211 物耗、能耗比較表序號品名項目單耗國外企業(yè)單耗國內企業(yè)單耗技改前單耗1螢石粉298％、105％硫酸(98%)3電力505kwh/500600kwh520kwh備注螢石粉單耗較低是螢石粉進行了烘干預處理。從上表211中的數(shù)據顯示，，項目生產物耗水平與國內外同行業(yè)相比處于先進水平。 水資源利用根據項目水平衡圖，其主要用水量為循環(huán)冷卻水，其用水量為850t/h，其中循環(huán)水842t/h，補充新鮮水8t/h，水循環(huán)利用率為99％。 產品結構分析氫氟酸可以做為基礎材料用于稀土金屬的提煉、冶煉工業(yè)、核工業(yè)、氟化鹽工業(yè)；也是深加工其他氟產品，如碳氟化合物、氟樹脂、合成氟橡膠、溶劑、膠脂劑、表面活性劑和滅火劑、氟農藥等不可缺少的原料；同時氟化物也應用于節(jié)能、新能源開拓，如應用于原子能工業(yè)的元素制備，應用于太陽能收集器的聚氟乙烯。此外，在農業(yè)除草劑、醫(yī)藥人工臟器、人造血管及含氟化抗癌劑等均需用氟化物。因此，氟化工行業(yè)有良好的市場前景。 廢物循環(huán)回收利用分析廢物循環(huán)回收利用，既可減少廢物排放，又可降低物耗、能耗。本項目廢物循環(huán)回收利用包括以下幾個方面：⑴104t，售于水泥廠為原料，成為生產副產品。⑵循環(huán)混酸：將冷凝和脫氣工藝產生的末凝氣體在硫酸吸收塔用硫酸吸收，吸收液用于洗滌粗氟化氫氣體后同發(fā)煙硫酸一起加入回轉反應爐，使混酸完全在密閉的循環(huán)系統(tǒng)中重復使用，無廢酸排出，提高了原料利用率。⑶工藝尾氣經硫酸吸收塔吸收，用三個串聯(lián)的水洗塔處理含SiFHF廢氣，洗滌水逐級循環(huán)吸收，渣氣經一級水洗塔處理，當洗滌液中氫氟酸、氟硅酸含量達到一定濃度時，作為副產品有水氫氟酸、氟硅酸外銷，工藝尾氣和渣氣由同一排氣筒達標排放。 因此項目所采用的工藝從物耗、排污，產率等諸多方面都較先進，基本符合清潔生產要求。 區(qū)域環(huán)境概況 建設項目所在地理位置、地形、地貌德安縣位于江西省的北部，地處南昌市與九江市之間，縣城地理坐標為東經115176。45′，北緯29176。20′。本次技改項目位于德安氟化總廠的廠區(qū)內，廠址座落于江西省