Очистка воздуха в производствах аммиачной селитры старой постройки

Технические решения по очистке воздуха из гранбашен и доупарочных аппаратов в производстве аммиачной селитры старой постройки до содержания NH4NO3  не более 50 мг/м3

До настоящего времени на территории бывшего Советского Союза успешно эксплуатируются агрегаты производства аммиачной селитры, построенные по проектам ОАО «ГИАП», некоторые из них работают уже  более 50 лет назад. За эти годы значительно ужесточились требования к экологической безопасности производств, в частности, к нормам содержания аммиачной селитры в выбросах из гранбашен и доупарочных аппаратов в этих производствах. В то же время, на некоторых предприятиях в паро-воздушной смеси из доупарочных аппаратов содержание аммиачной селитры достигает 10 г/нм3 и столько же NH3. (расход ПВС из каждого доупарочного аппарата ~12 тыс. нм3/ч). Воздух из гранбашен (400 тыс. м3/ч из каждой) содержит NH4NO3 150-170 мг/м3.

В этой связи, актуальной и важной становится задача дооборудования агрегатов производства амселитры очистными аппаратами для доведения содержания вредных веществ в выбросах до санитарных норм.

При этом, использовать технические решения ОАО «ГИАП» по очистке аналогичных выхлопов в крупнотоннажных агрегатах АС-72 и АС-67, прошедших многолетнюю промышленную «обкатку», невозможно, в связи с износом строительных конструкций старых башен, не позволяющим нагружать гранбашни дополнительным оборудованием.

Для решения этой задачи требуется минимизировать вес дополнительного оборудования и одновременно разгрузить гранбашни на равную добавляемой нагрузке.

В качестве примера приведем технические решения, разработанные ОАО «ГИАП» для одного предприятия производства амселитры. Технологическая схема предложенной установки очистки приведена на следующем рисунке.

Принципиальная технологическая схема установки очистки воздуха

1-доупарочный аппарат; 2-подогреватель воздуха; 3-ц/б вентилятор; 4-промыватель паровоздушной смеси; 5-сборник раствора амселитры; 6,7-ц/б насос; 8-промыватель воздуха из гранбашни; 9-осевые вентиляторы

Предлагаемая схема включает в себя аппарат для очистки воздуха из гранбашен (8)  и промыватель паро-воздушной смеси из доупарочных аппаратов (4).

В этом случае разгрузка гранбашен обеспечивается реконструкцией узла очистки сокового пара из выпарных аппаратов получения плава под вакуумом и демонтажом ставшим ненужным ранее смонтированным оборудованием.

По нашему предложению был предусмотрен демонтаж 6ти промывателей сокового пара с общим весом 32 т с их заменой одним интенсивным промывателем с насадкой фирмы «TDR Industries Ltd», расположенным не на башне, а в транспортной пристройке к ней.

Дополнительную разгрузку башен возможно достичь также заменой тяжеловесных кирпичных стен надстройки на башнях на более легковесные.

Аппарат для очистки выхлопа, в котором используются элементы предложенные фирмой  «TDR Industries Ltd» имеет следующие характеристики:

Габариты аппарата:  Д=1500 мм, высота Н=7370 мм.

Материал:  нержавеющая сталь марки 304L и 12Х18Н10Т.

Промыватель ПВС

Промыватель ПВС

Технологический процесс очистки в этом аппарате включает:

  • Абсорбцию аммиака кислым раствором аммиачной селитры. Взаимодействие аммиака с азотной кислотой в растворе с образованием аммиачной селитры. Отмывку ПВС от капель раствора, унесенных из доупарочного аппарата, и частично от аэрозольных частиц аммиачной селитры на насадке с развитой поверхностью массообмена и высокой плотностью орошения.
  • Тонкую очистку ПВС от аэрозольных частиц в коагуляторе, в котором аэрозольные частицы укрупняются. Коагулятор орошается конденсатом сокового пара.
  • Тонкое улавливание капель в каплеуловителе.

Степень улавливания аэрозольных частиц обеспечивает на выходе содержание NH4NO3 50 мг/м3, аммиака не более 50 мг/м3

Аппарат очистки размещается в надстройках гранбашен рядом с доупарочным аппаратом.

Циркуляция 30%-ного раствора аммиачной селитры осуществляется высоконапорными насосами, так как сборник раствора амселитры и насосы к нему устанавливаются на нулевой отметке.

В связи с увеличением гидравлического сопротивления тракта воздуха через доупарочный аппарат и вновь устанавливаемого аппарата очистки существующие вентиляторы  воздуха заменяются новыми высоконапорными вентиляторами.

 

Аппарат очистки воздуха из гранбашен  имеет следующие характеристики:

Габариты аппарата:  L=5300 мм,  В=2700 мм,  Н=5000 мм.

Материал:  нержавеющая сталь марки 304L и 12Х18Н10Т.

Промыватель воздуха из гранбашни

Промыватель воздуха из гранбашни

Процесс очистки воздуха в этом аппарате осуществляется на двухуровневой насадке.

Основной нижний уровень состоит из сетчатых блоков, расположенных под углом 90° для развития поверхности массообмена. Блоки двухслойные, как и коагулятор в аппарате очистки ПВС  из доупарочных аппаратов.

Нижний слой орошается форсунками снизу и сверху раствором аммиачной селитры той же концентрации, что и в аппарате очистки ПВС. Расход циркулирующего раствора 160 м3/ч.

Верхний слой – каплеуловитель из сетчатых блоков. Периодически орошается конденсатом сокового пара.

Гарантийный показатель остаточного содержания NH4NO3 в воздухе – менее 50 мг/м3.

Не смотря на то, что гидравлическое сопротивление промывателя воздуха относительно невелико – порядка 120 мм вод. ст. в рассматриваемом примере потребовалась замена действующих вытяжных вентиляторов производительностью 100 тыс. м3/ч и напором 40 мм вод. ст. новыми  осевыми вентиляторами с большей производительностью и напором (производительностью 120-140 тыс. м3/ч с напором  140-170 мм вод. ст.)

Габариты осевого вентилятора с электродвигателем на одном валу позволяют разместить их на месте демонтируемых действующих вентиляторов.

Аппарат очистки размещается на крышах гранбашен по центру; вытяжные трубы сохраняются и на крыше подсоединяются к аппарату очистки.

Оборудование, включая корпуса аппаратов очистки, изготавливается в России или в Украине по конструкторской документации ОАО «ГИАП». По импорту поставляются только устройства, размещаемые внутри аппаратов очистки.

Поскольку каждый агрегат производства амселитры постройки 50-60 х годов имеет свои индивидуальные особенности по технологической схеме, компоновке доупарочных аппаратов, числу гранбашен и состоянию строительной части, для каждого из них требуется индивидуальный проект по очистке. Но принципиальные решения по узлам очистки в значительной степени совпадут с представленными выше.