元明粉生產工藝及環境影響分析

元明粉作為基礎化工原料，廣泛應用于合成洗滌劑、印染、玻璃、造紙、硫化堿、泡花堿等行業，同時還是醫藥、食品添加劑、硫酸鋇、硫酸鉀生產的原料。近年來，人們的環境意識逐步加強，中國對企業的節能減排工作納入重點，加強了對環境污染的控制。

1.1   工藝流程簡述

將原料芒硝送人化硝槽中，加入適量的補充水，與大氣冷凝器下水管來的熱循環渾硝液直接混合，熱循環渾硝液經換熱后，再被硝水真空泵送到大氣冷凝器，如此循環往復，以冷凝末效蒸發器的二次蒸汽。合格的渾硝液送往澄清槽中自然沉降，除去其中的泥沙等水不溶物。合格的清硝液送至蒸發器，蒸發后的硝漿分別順流壓人二、四效蒸發器。濃縮的硝漿送至旋液分離器，底流進入離心機進行固液分離，分離后的濕硝由離心機卸料口經流槽、螺旋輸送機送人氣流干燥筒進行干燥。干燥后的物料經旋風分離器氣固分離，氣體進人回收系統，固體經鎖氣器、旋振篩進入料倉，得到成品無水硫酸鈉。

1.2    水平衡

新鮮水主要用于蒸發系統的冷卻，少量用于補充回收水溶化芒硝，在冬季回收水蒸發少，可不用補充。鍋爐產生的生蒸汽用于蒸發系統和干燥系統。蒸發系統產生的冷凝水和結晶水全部重復利用。蒸發系統使用新鮮水作為冷卻水，用水量約為700t/d，蒸發產生的結晶水量為2 000 t/d，
冷凝水產生量為4 000 t/d。30%的冷凝水回用于鍋爐，三效蒸發器的冷凝水用于清洗蒸發器，四效冷凝水用于清洗離心機，清洗水均排人硝水回收池重復利用。工業用水重復利用率達88%。工藝水回用率達86%。

2   元明粉生產工藝環境影響分析

2.1   大氣環境影響分析

元明粉生產工藝主要的大氣污染物是干燥系統尾氣產生的硫酸鈉粉塵，目前，采用旋風除塵和旋流濕法除塵二級除塵裝置，通過降低熱風的流速，延長和改變尾氣的運行路線來收集硫酸鈉粉塵，使廢氣達標排放。此工藝在元明粉行業首創，在山西運城元明粉生產行業首次應用。除塵室內有隔板，隔板交錯布置，粉塵在密閉運行的路線中充分與熱水接觸，使懸浮移動液滴增加運動曲徑和吸附碰撞機會，溶于水中；含粉塵的水溶液全部回收，送至溶化工序，回用到生產系統中。廢氣經15m排氣筒排到大氣，排放質量濃度為80mg/m3，除塵效率92%以上。硫酸鈉屬強酸強堿鹽，pH為中性，其粉塵對大氣、周圍人群及農作物的影響很小。采用干法、濕法二級除塵，在粉塵達標排放的基礎上，不會影響干燥系統的正常運行，又能回收原料水硝(芒硝)5 500t/a。目前，市場對中性、大顆粒元明粉有需求，隨著工藝的進一步改進，粉塵的產生量將會大大減少，除塵系統的壓力將減小，除塵效率會更高。

2.2   水環境影響分析

元明粉生產中產生廢水主要是溶化鍋、澄清罐的清洗水，蒸發器的洗水，離心機清洗水等。清洗溶化鍋、澄清罐使用硝水回收池中的回收水，用水量分別為800 t/d和400t/d，洗后的水重新排人硝水回收池，用于溶化芒硝。蒸發器的清洗水用三效蒸發器的冷凝水，每天清洗兩次，用水量為900t/d，清洗水也同樣排人硝水回收池中。離心機使用四效冷凝水清洗，用水量為60 t/d，清洗水排人硝水回收池(回收池的容積4 000 m3)中。至此元明粉生產中的所有廢水全部回收利用，廢水達到零排放。元明粉生產對水環境的影響很小。由于其原料的特殊性質，含結晶水60%，結晶水產生量達2 000t/d。元明粉生產以蒸發為主，冷凝水的產生量為4 000t/d。清洗水的回收使用，不僅減少清洗水的排放，清洗水中少量的無機離子也得到回收利用。從以上分析及水平衡圖可知，生產中用水主要是設備的清洗水，這些清洗水用于除去硝水的泥沙及蒸發器中少量的硫酸鈉沉積。泥沙來源于原料芒硝的夾帶，近年來，機械化鏟硝不斷改進，芒硝中泥沙含量會逐漸減少，可以減少清洗用水量。在生產中注意蒸發器進水速度、硝水的質量(選用含雜質離子少的)、蒸發器材質的改進，以及新技術如超聲波的應用，嚴格操作規程，可以減少清洗的次數和清洗水的用量，水的重復利用率將更高。

上述措施雖然使廢水全部回收利用，但冷凝水并未得到充分的利用，可以增加一個回收池，利用冷凝水作為冷卻水循環使用，降低新鮮水的用量，提高水的重復利用率。

2.3   固體廢物影響分析

元明粉生產中產生的固體廢物，主要是溶化鍋及澄清罐中沉降的泥沙、石塊及荊笆。這些固體廢物是隨原料芒硝帶來的，年產生量為12 000t，占原料芒硝的1%。目前，大石塊用于料臺的鋪墊，小石塊及泥沙經過風化用于硝田道路的鋪設。隨著機械化鏟硝的發展，芒硝的生產得到改進，芒硝的質量會得到很大的提高，固體廢物產生量可以減小。生產工藝改進為大田硝水直接蒸發，固體廢物產生量可減至零。

中國芒硝資源非常豐富，元明粉生產工藝經過多年的開發研究，技術相對成熟。在提高資源回收率、合理開發的基礎上，應該走規模經濟之路，向精細化、自動化方向發展；走循環經濟之路，節能減排，清潔生產；走科技發展之路，提升產品質量，滿足市場需求。通過先進技術和設備的推廣和使用，生產過程加強管理，嚴格操作，其對環境的影響可以減小到零，成為名副其實的綠色化工產品，在保護環境的同時，為企業創造更大的經濟效益。

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