1氰尿酸原生产工艺及存在的问题
1.1氰尿酸原生产工艺
将固态尿素和催化剂混合放在瓷盆中,送入由耐火砖砌成的煅烧窑中,通过熔融热解形成含有多种氰尿酰胺盐、氨基甲酸酯及缩二脲的粗氰尿酸(含氰尿酸约70%~80%)并放出氨气。粗氰尿酸经破碎,加入硫酸在搪瓷釜中酸煮,漂洗后抽干,制成湿的精品氰尿酸。熔融热解过程中放出的氨气通过保温烟道送入吸收塔,用购买的稀硫酸吸收得到硫酸铵,而粗品氰尿酸在酸煮、漂洗过程的稀酸水却直接排放,氰尿酸原生产工艺如图1。
1.2原生产工艺存在的问题
(1)粗品氰尿酸的生产过程中窑炉采用碳化硅板箱式加热,碳化硅板间的密封在高温(窑内温度在300℃~350℃)下很难长时间保持,容易裂缝,明火在窑内燃烧爆炸,安全性较差。(2)煅烧窑窑门经常开启,热量损失大,而且窑内温度高,容易烫伤操作人员,存在安全性隐患。(3)精品氰尿酸的生产过程中加酸煮沸时,没有搅拌装置,反应时间长且不均匀,反应不充分,所生产精品氰尿酸主含量97%~97.5%,酰胺含量高。(4)精品氰尿酸的生产过程中冲洗工序没有搅拌,冲洗不完全、不彻底,杂质含量高。(5)精品氰尿酸的生产过程中加水洗涤用水后直接排放,用水量大,且污水处理费用高。
2氰尿酸改造后生产工艺以及生产过程中的效益
2.1氰尿酸改造后生产工艺
将固体尿素和催化剂混合放在瓷盆中,送入由铁板制成的铁箱煅烧窑中,通过熔融热解形成粗氰尿酸并放出氨气。粗氰尿酸经破碎,再经雷蒙磨粉机磨粉,在送入制浆罐内加水制浆,然后将浆液用泵打入带搅拌的精品反应釜,在精品反应釜中加硫酸酸煮,反应完成后打入带搅拌的脱酸釜,漂洗后到抽滤槽抽干,制成湿的精品氰尿酸。熔融热解过程中放出的氨气通过保温烟道送入吸收塔,用稀硫酸水吸收得到硫酸铵,而粗品氰尿酸在酸煮、漂洗过程的稀酸水回收,用于制浆、脱酸,制硫酸铵,如图2。
2.2改造后生产过程中的效益
(1)将耐火砖改为密封铁箱加热。一是可以提高导热效率;二是加强了密封性,防止了明火在窑内燃烧和爆炸,提高了安全系数。(2)将原煅烧窑两端单层手动窑门改为每端双层液压自动门。手动门改为自动门可减轻劳动强度,使操作人员远离窑门,提高安全性;每端单层门改为双层门,它是外层门提起时,内层门全部关闭,加热区与外界隔离,热量损失少,并且外界空气不能进入窑内,可以避免窑内燃烧爆炸,提高操作的安全性。(3)将粗品氰尿酸破碎后制成浆液,然后用泵打入精品反应釜反应。改变了以前将破碎后的粗品氰尿酸直接投入精品反应釜的操作方法,这样可以减少劳动强度,也有利于加快反应速度,缩短反应时间,反应完全,提高产品质量,降低成本。(4)精品反应釜上增加搅拌装置,可保证反应充分,加快反应速度,缩短反应时间,提高产品质量。(5)在精品反应釜工序后,增加带搅拌的脱酸反应釜和3个稀酸水回收罐,脱酸反应釜内物料需要洗涤3次,将3次洗涤的稀酸水分别放入3个稀酸水回收罐内,这有利于酸洗充分,提高产品的pH值,并且可以减少用水量,节约成本。(6)将抽滤槽排出的稀酸水回收利用,将一部分稀酸水用于吸收煅烧窑排出的氨气,制成副产品硫酸氨;一部分用于配制粗品氰尿酸浆液;一部分用于脱酸反应釜的第一次酸洗。保证废酸水充分利用,达到环保要求,并且大大降低了用水量,节约成本,达到降本增效的目的。
3氰尿酸工艺改造前后产品质量、产品消耗及污染物产生对比
3.1产品质量对比
从表1看出,改造前后效果比较明显,改造前后产品质量有了大幅度的提高,氰尿酸主含量增加了1.49%,pH值提高了0.35,酰胺含量降低了0.19%。这大大有利于后序三氯异氰尿酸的生产,特别是酰胺含量的降低,增加了生产的安全性。
3.2污染物产生对比
表3表明,生产过程中产生的废水和固体废弃物全部得到综合利用变废为宝。产生的废气经除尘、脱硫以减轻对环境的危害。废水的排放达到零排放,环境得到有效控制,成本下降,对后续三氯异氰尿酸的生产提供了保障。
4技术改造总体评价
通过对国内几家生产企业的专访并对现有氰尿酸生产工艺在技术层面上进行了交流,最后完成了氰尿酸生产工艺的改造。对氰尿酸生产线进行了设计和改造,优化了生产工艺。2条粗品窑增加了8道自动控制液压门,解决了氰尿酸生产线安全生产工艺问题。环境达到设计要求,成本和消耗有大幅度的降低。
作者:田蕾 乌英嘎 海泉 单位:内蒙古兰太实业股份有限公司
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