元明粉生产工艺及环境影响分析
元明粉生产工艺及环境影响分析
元明粉作为基础化工原料，广泛应用于合成洗涤剂、印染、玻璃、造纸、硫化碱、泡花碱等行业，同时还是医药、食品添加剂、硫酸钡、硫酸钾生产的原料。近年来，人们的环境意识逐步加强，中国对企业的节能减排工作纳入重点，加强了对环境污染的控制。有报道从设备方面、管理方面、资源和原材料利用方面对元明粉生产工艺中的环保节能问题进行了论述，而系统地从环境影响的角度来评价元明粉生产工艺还未见报道。笔者全面系统地分析了元明粉生产工艺对环
境的影响。
1.1 工艺流程简述
将原料芒硝送人化硝槽中，加入适量的补充水，与大气冷凝器下水管来的热循环浑硝液直接混合，热循环浑硝液经换热后，再被硝水真空泵送到大气冷凝器，如此循环往复，以冷凝末效蒸发器的二次蒸汽。合格的浑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发器，蒸发后的硝浆分别顺流压人
二、四效蒸发器。浓缩的硝浆送至旋液分离器，底流进入离心机进行固液分离，分离后的湿硝由离心机卸料口经流槽、螺旋输送机送人气流干燥筒进行干燥。干燥后的物料经旋风分离器气固分离，气体进人回收系统，固体经锁气器、旋振筛进
入料仓，得到成品无水硫酸钠。
1.2 各工序产生的污染物(见图1(略))
1.3 水平衡(见图2(略)) 新鲜水主要用于蒸发系统的冷却，少量用于补充回收水溶化芒硝，在冬季回收水蒸发少，可不用补充。锅炉产生的生蒸汽用于蒸发系统和干燥系统。蒸发系统产生的冷凝水和结晶水全部重复利用。蒸发系统使用新鲜水作为冷却水，用水量约为700t/d，蒸发产生的结晶水量为2 000 t/d，冷凝水产生量为4 000 t/d。30%的冷凝水回用于锅炉，三效蒸发器的冷凝水用于清洗蒸发器，四效冷凝水用于清洗离心机，清洗水均排人硝水回收池重复利用。工业用水重复利用率达88%。工艺
水回用率达86%。
2 元明粉生产工艺环境影响分析
2.1 大气环境影响分析
元明粉生产工艺主要的大气污染物是干燥系统尾气产生的硫酸钠粉尘，目前，采用旋风除尘和旋流湿法除尘二级除尘装置，通过降低热风的流速，延长和改变尾气的运行路线来收集硫酸钠粉尘，使废气达标排放。此工艺在元明粉行业首创，在山西运城元明粉生产行业首次应用。除尘室内有隔板，隔板交错布置，粉尘在密闭运行的路线中充分与热水接触，使悬浮移动液滴增加运动曲径和吸附碰撞机会，溶于水中；含粉尘的水溶液全部回收，送至溶化工序，回用到生产系统中。废气经15m排气筒排到大气，排放质量浓度为80mg/m3，除尘效率92%以上。
硫酸钠属强酸强碱盐，pH为中性，其粉尘对大气、周围人群及农作物的影响很小。采用干法、湿法二级除尘，在粉尘达标排放的基础上，不会影响干燥系统的正常运行，又能回收原料水硝(芒硝)5 500t/a。目前，市场对中性、大颗粒元明粉有需求，随着工艺的进一步改进，粉尘的产生量将会大大减少，除尘系统的压力将减小，除尘效率会更高。
2.2 水环境影响分析 元明粉生产中产生废水主要是溶化锅、澄清罐的清洗水，蒸发器的洗水，离心机清洗水等。清洗溶化锅、澄清罐使用硝水回收池中的回收水，用水量分别为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。蒸发器的清洗水用三效蒸发器的冷凝水，每天清洗两次，用水量为900t/d，清洗水也同样排人硝水回收池中。离心机使用四效冷凝水清洗，用水量为60 t/d，清洗水排人硝水回收池(回收池的容积4 000 m3)中。至此元明粉生产中的所有废水全部回收利用，
废水达到零排放。
元明粉生产对水环境的影响很小。由于其原料的特殊性质，含结晶水60%，结晶水产生量达2 000t/d。元明粉生产以蒸发为主，冷凝水的产生量为4 000t/d。清洗水的回收使用，不仅减少清洗水的排放，清洗水中少量的无机离子也得到回收利用。
从以上分析及水平衡图可知，生产中用水主要是设备的清洗水，这些清洗水用于除去硝水的泥沙及蒸发器中少量的硫酸钠沉积。泥沙来源于原料芒硝的夹带，近年来，机械化铲硝不断改进，芒硝中泥沙含量会逐渐减少，可以减少清洗用水量。在生产中注意蒸发器进水速度、硝水的质量(选用含杂质离子少的)、蒸发器材质的改进，以及新技术如超声波的应用，严格操作规程，可以减少清洗的次数和清洗水的用量，水的重复利用率将更高。
上述措施虽然使废水全部回收利用，但冷凝水并未得到充分的利用，可以增加一个回收池，利用冷凝水作为冷却水循环使用，降低新鲜水的用量，提高水的重复利用率。
2.3 声环境影响分析
生产线设备运转的噪声源及其噪声值见表1。
表1 主要设备噪声及处理后噪声 名称 数量 噪声dB(A) 处理后噪声/dB(A)
轴流泵 12 70-75 60-65 离心机 8 60-65 50-55 鼓风机 4 80-85 70-75 旋振筛 2 60-65 50-55 泵类 80985 65-70 对设备的噪声治理首先是降低声源噪声，应在设备选型、操作工艺方面考虑，尽量选用低噪音设备。其次对已产生的噪声在传播途径上采用隔声、隔振、消声、吸声以及阻尼等措施。对于轴流泵、离心机可通过减震来降低噪音，对于鼓风机可设置消声装置，对于旋振筛、各种泵类噪声较大的设备可将其置于室内，设备可加防震垫，可采用隔声、吸声材料制作门窗、墙体。采取这些措施后，设备噪声可以降低10-20dB(A)。 2.4 固体废物影响分析
元明粉生产中产生的固体废物，主要是溶化锅及澄清罐中沉降的泥沙、石块及荆笆。这些固体废物是随原料芒硝带来的，年产生量为12 000t，占原料芒硝的1%。目前，大石块用于料台的铺垫，小石块及泥沙经过风化用于硝田道路的铺设。随着机械化铲硝的发展，芒硝的生产得到改进，芒硝的质量会得到很大的提高，固体废物产生量可以减小。生产工艺改进为大田硝水直接蒸发，固体废物产生量可减至零。 3 结语
中国芒硝资源非常丰富，元明粉生产工艺经过多年的开发研究，技术相对成熟。在提高资源回收率、合理开发的基础上，应该走规模经济之路，向精细化、自动化方向发展；走循环经济之路，节能减排，清洁生产；走科技发展之路，提升产品质量，满足市场需求。通过先进技术和设备的推广和使用，生产过程加强管理，严格操作，其对环境的影响可以减小到零，成为名副其实的绿色化工产品，在保护环境的同时，为企业创造更大的经济效益
