鹽酸儲罐區的尾氣吸收系統的改善
日期：2019-05-10 來源： 作者：
摘 要: 鹽酸是一種無機強酸，在工業加工中有著廣泛應用，鹽酸主要來源: 一是通過氫氣和氯氣合成合成鹽酸。二是通過一些反應如氯化，酰化反應等化學反應產生，這種鹽酸一般為副產鹽酸。鹽酸濃度高時，具有極強的揮發性，氯化氫揮發后與空氣中的水蒸氣結合產生鹽酸小液滴，形成酸霧。大部分企業目前鹽酸儲罐為敞開式酸霧直排大氣，不僅對周邊的環境造成污染，對于設備，鋼平臺，儀表及管道等具有極強的腐蝕性，同時也威脅著員工的身體健康，因而企業在產品儲存過程中應強調對尾氣的吸收，并依據現場生產現狀針對性的對鹽酸尾氣吸收系統進行改進，繼而由此滿足工廠生產條件，且避免環境污染改善現場環境。
我公司有合成 30% 鹽酸儲罐 50m33 個，副產 30%鹽酸罐 50m32 個，車間鹽酸高位槽若干，為此鹽酸儲罐區的尾氣吸收系統裝置有效運行是我公司廢氣排放及成本控制方面一個關鍵裝置，鹽酸儲罐為常壓，在 2012年公司建立鹽酸儲罐區的尾氣吸收系統處理一套，整體運行效果較差，為此 2018 年通過技術改造，徹底解決了鹽酸儲罐區的尾氣吸收系統問題。
一、原有鹽酸儲罐區的尾氣吸收系統設計流程圖如下:
吸收流程簡介:
1、鹽酸儲罐尾通過用離心式引風機負壓系統吸收酸煙。
2、槽車卸車通過槽車卸車口軟管和卸車泵進口連接進行卸料。
3、在吸收塔內，循環泵產生循環液吸收處理。第一級吸收采用去離子水吸收( 吸收液回用) ，二級吸收采用堿液作為吸收液，用以中和廢氣中的 HCl 等酸性廢氣，中和原理是酸堿中和生成鈉鹽和水。鹽酸尾氣吸收系統主要設備參數:
( 1) 吸收塔: 廢氣處理量: 5000m3 /h，吸收塔直徑:Ф = 1400mm，吸 收 塔 填 料 高 度: H = 2000mm，數 量: 2臺。
( 2) 循環泵: 型號: 襯四氟磁力離心泵，流量: 15m3 /h，揚程: 25m，功率: 4kw，數量: 2 臺。
( 3) 引風機: 風量: 5000m3 /h，全壓: 1500 － 2000pa。轉速: 2900rpm。功率: 4． 0Kw。數量: 1 臺。
( 4) 冷卻器: 材質: 石墨，換熱面積: 10m2，數量: 2臺。
( 5) 緩沖罐: 材質: 玻璃鋼，體積: 1． 5m3，數量 1 臺。
3、原有系統存在的缺陷
3． 1 鹽酸儲罐在槽車卸料過程中，槽車處于敞開系統，進出在卸車過程中出現酸霧，對環境污染大。
3． 2 對罐區鋼結構平臺及其他碳鋼閥門，螺栓等
腐蝕非常嚴重，較多螺栓生銹不能正常用扳手卸下只能用割，增加安全風險。
3． 3 使用離心式引風機導致加速鹽酸揮發，鹽酸酸霧經過吸收，一級吸收液去離子水增加，同時用于冷卻器循環水量增加，二級液堿用量增加，平均液堿用量在 30L/天，吸收液進入廢水增加廢水處理量及加大成本。
3． 4 當一級吸收濃度超過 15% ，二級液堿吸收負荷增大，如沒有及時更換液堿吸收液，易造成鹽份析出、堵塞填料及管路等現象，影響尾氣吸收系統正常運行。
3． 5 設備較多，維護成本較大，站占空間大。
3． 6 原有鹽酸儲罐液位計為自制浮球液位計，在離心機引風機工作下，液位計開孔處大量空氣進入吸收系統，直接對吸收效果產生影響，吸收效果非常差。在離心式引風機故障及停止工作狀態下，鹽酸從液位計開孔處往外泄露。
3． 7 從堿洗塔出來的氣體帶有大量水霧帶入離心式引風機中積存液體，沖擊離心式引風機葉輪，引起離心式引風機振動，離心式引風機故障率高。
二、現有鹽酸儲罐區的尾氣吸收系統設計流程圖:
吸收流程簡介:
鹽酸儲罐內鹽酸封閉通過水封液封儲存，鹽酸儲罐和鹽酸槽車卸車通過氣相管連接在鹽酸卸車時平衡壓力。當鹽酸儲罐在存儲中由于氣溫變化致蒸汽壓升高等鹽酸氣沖破水封，沖破水封的氣體進入鹽酸液堿吸收塔內吸收。當鹽酸儲罐內鹽酸打入車間使用時，鹽酸儲罐內體積減小，大氣通過沖破液封進入鹽酸儲罐內。
改造后鹽酸儲罐尾氣吸收系統主要設備參數:
( 1) 吸收塔: 廢氣處理量: 800m3 /h，吸收塔直徑: Ф= 800mm，吸收塔填料高度: H = 2000mm，數量: 1 臺。
( 2) 循環泵: 型號: 襯四氟磁力離心泵，流量: 8m3 /h，揚程: 15m，功率: 2． 2kw，數量: 2 臺。
( 3) 冷卻 器: 材 質: 石 墨，換 熱 面 積: 5m2，數 量: 1臺。
( 4) 緩沖罐: 材質: 玻璃鋼，體積: 1． 5m3，數量 1 臺。
( 5) 液封罐: 材質: 玻璃鋼，體積: 1． 0m3，數量 1 臺。
1、鹽酸儲罐尾氣吸收系統改進思路:
1． 1 鹽酸儲罐密閉化儲存，只有液封來保證鹽酸儲罐呼吸順暢，離心式引風機拆除。
1． 2 鹽酸儲罐與槽車平衡管連接使得卸車達到密閉化處理，鹽酸氯化氫氣體無任何泄露。
1． 3 儲罐鹽酸氣體液封，液體液面無空氣流動和分壓，極大的減少了鹽酸氯化氫揮發，鹽酸損耗減少，減少液堿損耗及等吸收設備利用，通過密閉存儲。
2、鹽酸儲罐尾氣處理系統改進部位:
2． 1 對鹽酸儲罐液位計更換:
2． 1． 1 鹽酸儲罐液位計由原來自制浮標液位計改為密閉式磁翻板液位計( 帶遠傳) ，原有液位計孔用盲板封堵。
2． 1． 2 磁翻板液位計利用鹽酸儲罐底部原有排凈口安裝，材質 304 襯四氟。磁翻板液位計優點: 原有液位計存在拉繩容易卡住、斷繩等缺陷，存在液位不準等情況，通過改造磁翻板液位計帶就地顯示和遠傳，同時連接廠區 DCS 中心控制室，設置高低限報警，對于液位監控，增加準確性和安全可靠性。
2． 2 鹽酸槽車卸車全封閉:
2． 2． 1 全封閉鹽酸槽車卸車系統包括: 鹽酸儲槽和鹽酸槽車，槽車液相管道，氣相管道，鹽酸輸送泵等組成。
2． 2． 2 全封閉鹽酸槽車卸車系統操作: 鹽酸儲罐的氣相口與鹽酸槽車的上端通過尾氣平衡管連通，鹽酸槽車和鹽酸輸送泵進口連接。向鹽酸儲槽卸料時，開啟鹽酸槽車出料閥，鹽酸輸送泵管道上的進料閥門，開啟鹽酸儲槽進料閥門，開啟鹽酸儲罐氣相閥門，使鹽酸儲槽和鹽酸槽車連通，啟動鹽酸輸送泵，鹽酸槽車體積減小，鹽酸儲槽內體積增大，鹽酸儲槽內氣體流向鹽酸槽車內，兩者保持壓力平衡，從而使鹽酸儲罐和鹽酸罐車安全運行，整個過程中，沒有氯化氫煙霧。
2． 2． 3 鹽酸槽車卸車全封閉優點: 使用安全，整個系統簡單、可靠，不產生氯化氫有效的節約成本，整個系統處于完成封閉的狀態，杜絕了氯化氫排放。
2． 3 鹽酸儲罐放空設置正，逆水封，逆水封的液封壓力大于正水封的液封壓力。當儲罐內酸霧壓力大于水封壓力酸霧從正水封沖出。當儲罐出料時大氣沖破水封進入儲罐，使得儲罐不抽癟。
2． 3． 1 正水封及逆水封高度設置: 鹽酸儲罐為常壓: 設計壓力 － 0． 01MPa ～ 0． 01MPa。鹽酸 20 攝氏度: HCL: 10． 6mmg，H2O: 5． 41mmg，總壓: 16． 01mmg． 為此正壓液封在 2． 4kpa，液 柱 高 度240mm H2O，負壓水封為 3． 0kpa，300mm H2O 為合理。
2． 3． 2 正水封及逆水封高度溢流管設置: 正水封及逆水封高度溢流管設置 U 型設置高度和正水封及逆水封高度等高，為防止虹吸溢流不能設置為倒 U 型，剛開始我司水封水封罐液面下設置倒 U 型水封，發生過水封罐內液體虹吸導水封罐內液位沒有。
2． 3． 3 水封罐設置: 正水封及逆水封罐設置液封液面以上氣相空間高度為液相空間高度大于 4 倍，有利于氣體氣液分離，水封罐正水封和逆水封安裝液位計，液位計材質為 F46 管液位計，便于觀察，F46 液位計是一款對于小型設備同時兼有優良耐腐蝕性非常實用的液位計。
3、鹽酸卸車進料管的加長
3． 1 鹽酸槽車卸車管插入鹽酸罐內離底部300mm，減少鹽酸液體的表面積，從而減少鹽酸酸霧的揮發。
3． 2 將原有鹽酸進料管 DN50 更換為 DN65，降低鹽酸硫酸對底部沖擊。
三、使用效果:
鹽酸儲罐及尾氣吸收系統通過上述 4 項優化改造，運行效果明顯。
1、該系統使用，大量減少了 HCL 氣體揮發，對原有吸收系統不增加負荷，不產生處理壓力，氯化氫排放遠低于國家排放標準。
2、鹽酸儲罐區整個環境等到明顯改善，儲罐區無任何酸霧產生。
3、系統運行穩定，設備投入運行半年，設備沒有故障產生。
4、經濟效益顯現，目前液堿消耗每天約 4L/天，電耗和液堿消耗成本節約約 92 元/天。
5、設備減少，減少一臺洗滌塔，一臺循環泵及一臺冷凝器，投入明顯減少，堿洗塔可以減小，維護更為簡便。
四、結語:
鹽酸儲罐尾氣問題的凸顯嚴重的影響到內部工作環境和公司外部環境，在環保要求日漸提升情況下，要求企業在生產過程中應重視鹽酸尾氣有效的處理，從工程設計改進、工藝流程改進等途徑入手來完善鹽酸儲罐尾氣處理，通過精細化管理使得鹽酸存儲告別以前臟、亂、差傳統化工企業環境，使企業達到高質量的發展，實現建設成為環境友好型和節約型社會企業提供保障。
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