氨、无机酸和化肥工业污染综合防治最佳可行技术

0绪论1
0.1概要1
0.1.1文件的范围1
0.1.2概述2
0.1.3生产和环境问题2
0.1.4最佳可行技术3
0.1.5结束语10
0.2引言10
0.2.1本书的地位10
0.2.2IPPC指令的相关法律义务和BAT技术的定义10
0.2.3本书的编写目的11
0.2.4资料来源12
0.2.5如何理解和使用本书12
0.3本书的范围13
1氨、无机酸和化肥生产概述14
1.1通用信息14
1.1.1概述14
1.1.2环境问题16
1.2综合生产基地19
1.2.1概述19
1.2.2示例20
1.2.3蒸汽和电力供应21
1.3排放和消耗水平22
1.4BAT备选技术23
1.4.1加强工艺的整合（一）23
1.4.2加强工艺的整合（二）25
1.4.3过剩蒸汽的处理25
1.4.4替换旧的PRDS阀26
1.4.5真空泵的优化/维护27
1.4.6物料平衡27
1.4.7废气中NOx的回收28
1.4.8本书介绍的其他技术30
1.4.9环境管理体系30
1.5常见的BAT技术36
1.5.1LVICAAF行业的通用BAT技术37
1.5.2环境管理的BAT技术38
2合成氨40
2.1概述40
2.2生产工艺和技术42
2.2.1概述42
2.2.2氨生产过程的主要产物43
2.2.3传统蒸汽重整工艺44
2.2.4部分氧化工艺49
2.2.5开车、停车及催化剂更换52
2.2.6存储和传输设备52
2.3消耗和排放水平53
2.3.1能耗53
2.3.2NOx排放54
2.3.3其他消耗水平56
2.3.4其他废气排放水平56
2.4BAT备选技术58
2.4.1改进的传统工艺59
2.4.2简化的一段重整工艺和增加的工艺空气量60
2.4.3热交换自热重整61
2.4.4改造：提高产能和能效62
2.4.5预重整63
2.4.6能源审计64
2.4.7先进过程控制66
2.4.8使用燃气涡轮机驱动工艺气压缩机66
2.4.9克劳斯(Claus)单元与尾气处理的联合67
2.4.10一段转化炉中的SNCR68
2.4.11CO2脱除系统的改进69
2.4.12助燃空气的预热70
2.4.13低温脱硫70
2.4.14等温变换71
2.4.15在氨转化炉中使用小颗粒催化剂72
2.4.16工艺冷凝液的汽提和循环72
2.4.17低压氨合成催化剂73
2.4.18部分氧化工艺合成气变换反应中使用耐硫催化剂73
2.4.19合成气的最终净化——液氮洗涤74
2.4.20间接冷却氨合成反应器75
2.4.21回收合成氨回路吹脱气中的氢75
2.4.22在闭合回路中除去吹脱气和闪蒸气中的氨76
2.4.23低NOx燃烧器77
2.4.24金属回收与废催化剂的处置77
2.4.25开车、停车和异常情况的处理78
2.4.26电解水制氢气合成氨79
2.5合成氨的BAT技术79
3硝酸82
3.1概述82
3.2生产工艺和技术83
3.2.1概述83
3.2.2原料预处理84
3.2.3氨气氧化84
3.2.4NO的氧化和在水中的吸收85
3.2.5尾气组成及减排85
3.2.6能量输出86
3.2.7浓硝酸的生产86
3.3消耗和排放水平87
3.4BAT备选技术93
3.4.1氧化催化剂的性能与寿命93
3.4.2氧化过程的优化95
3.4.3替代氧化催化剂97
3.4.4吸收工段的优化98
3.4.5扩展反应室使N2O分解101
3.4.6氧化反应器中N2O的催化分解103
3.4.7尾气中NOx和N2O的联合脱除106
3.4.8尾气中NOx和N2O的非选择性催化还原108
3.4.9NOx的选择性催化还原(SCR)110
3.4.10在吸收工段末端投加H2O2112
3.4.11开车和停车时NOx的脱除113
3.5硝酸生产的BAT技术115
3.6硝酸生产的新兴技术116
4硫酸118
4.1概述118
4.2生产工艺和技术123
4.2.1概述123
4.2.2催化剂126
4.2.3硫的来源和SO2的生产127
4.2.4H2SO4产品的处理130
4.3消耗和排放水平131
4.4BAT备选技术137
4.4.1单接触/单吸收工艺137
4.4.2双接触/双吸收工艺139
4.4.3增加第5级催化床的双接触工艺141
4.4.4使用铯助催化剂143
4.4.5单吸收工艺转变为双吸收工艺145
4.4.6更换砖拱转化器146
4.4.7提高进气O2/SO2比146
4.4.8湿式催化工艺148
4.4.9干/湿式催化组合工艺150
4.4.10SCR湿式催化组合工艺150
4.4.11原料气的净化过程151
4.4.12催化剂失活的预防措施152
4.4.13维持换热器效率153
4.4.14监测SO2浓度154
4.4.15能量的回收和输出154
4.4.16减少SO3排放157
4.4.17降低NOx排放158
4.4.18废水处理159
4.4.19用NH3净化尾气159
4.4.20用ZnO净化尾气160
4.4.21尾气处理：Sulfazide工艺161
4.4.22用H2O2净化尾气161
4.4.23工艺气中汞的去除162
4.5硫酸生产的BAT技术163
5磷酸165
5.1概述165
5.2生产工艺和技术166
5.2.1概述166
5.2.2湿法工艺166
5.3消耗和排放水平172
5.4BAT备选工艺174
5.4.1二水物法（DH）174
5.4.2半水物法(HH)176
5.4.3单级过滤半水二水再结晶工艺177
5.4.4双级过滤半水二水再结晶工艺178
5.4.5双级过滤二水半水再结晶工艺180
5.4.6再制浆181
5.4.7氟化物的回收和脱除182
5.4.8矿石研磨粉尘的回收和去除183
5.4.9磷矿石的选择（一）184
5.4.10磷矿石的选择（二）185
5.4.11反应萃取去除H3PO4中的镉186
5.4.12使用除雾器187
5.4.13磷石膏的处置及价格稳定措施188
5.4.14磷石膏的升级189
5.4.15热法工艺190
5.5磷酸生产的BAT技术193
6氢氟酸194
6.1概述194
6.2生产工艺和技术195
6.2.1概述195
6.2.2萤石195
6.2.3反应过程及增产措施196
6.2.4工业废气处理198
6.2.5尾气处理199
6.2.6副产品硬石膏199
6.2.7产品的储存与输送199
6.3 消耗和排放水平200
6.3.1消耗量200
6.3.2大气污染物排放浓度200
6.3.3废液和固体废弃物201
6.4BAT备选技术201
6.4.1传热设计201
6.4.2回转窑热量回收203
6.4.3硬石膏的资源化与处置203
6.4.4氟硅酸的回收利用204
6.4.5萤石煅烧205
6.4.6尾气洗涤：氟化物205
6.4.7尾气的洗涤：氟化物及SO2和CO2207
6.4.8减少干燥、运输和储存过程中的粉尘排放量208
6.4.9废水处理209
6.4.10氟硅酸工艺210
6.5氢氟酸生产的BAT技术211
7氮磷钾复合肥（NPK）和硝酸钙（CN）213
7.1概述213
7.2生产工艺和技术215
7.2.1概述215
7.2.2磷矿石分解216
7.2.3直接中和（管式反应器）217
7.2.4预中和217
7.2.5氨化转鼓造粒217
7.2.6造粒及调理218
7.2.7Ca(NO3)2·4H2O转化成硝酸铵(AN)和石灰218
7.2.8磷酸铵的生产219
7.2.9废气排放及处理219
7.3消耗和排放水平219
7.4BAT备选技术224
7.4.1NOx减排224
7.4.2造粒（1）：喷浆造粒224
7.4.3造粒（2）：转鼓造粒225
7.4.4造粒（3）：造粒塔造粒226
7.4.5板束产品冷却器227
7.4.6热空气的循环利用230
7.4.7优化造粒过程的物料循环比231
7.4.8Ca(NO3)2·4H2O转化成硝酸钙(CN)232
7.4.9含NOx废气的多级洗涤233
7.4.10中和、蒸发和造粒工段废气的联合洗涤234
7.4.11洗涤液/清洗水的回用236
7.4.12废水处理237
7.5NPK复合肥生产的BAT技术238
8尿素和尿素硝铵(UAN)240
8.1概述240
8.2生产工艺和技术241
8.2.1尿素241
8.2.2尿素硝铵243
8.3消耗和排放水平244
8.4BAT备选技术249
8.4.1传统整体循环工艺249
8.4.2CO2汽提工艺250
8.4.3NH3汽提工艺251
8.4.4等压双循环工艺(IDR)252
8.4.5惰性气体中NH3的安全清洗253
8.4.6产品粉末回用到浓缩尿素溶液中254
8.4.7在传统装置中使用汽提技术255
8.4.8汽提工段的热集成256
8.4.9冷凝和反应在同一设备内进行257
8.4.10减少造粒过程中氨的排放259
8.4.11造粒废气的处理260
8.4.12工艺水处理261
8.4.13主要性能参数的监测263
8.4.14UAN生产的部分循环CO2汽提265
8.5尿素及尿素硝铵生产的BAT技术265
9硝酸铵(AN)与硝酸铵钙(CAN)267
9.1概述267
9.2生产工艺和技术269
9.2.1概述269
9.2.2中和反应270
9.2.3蒸发过程271
9.2.4工艺蒸汽的净化271
9.2.5造粒272
9.2.6冷却272
9.2.7调理273
9.3消耗和排放水平273
9.4BAT备选技术275
9.4.1中和工段的优化276
9.4.2回收余热以冷却过程水277
9.4.3能耗和蒸汽输出278
9.4.4蒸汽净化及冷凝液的处理和回用279
9.4.5自热造粒281
9.4.6废气处理281
9.5硝酸铵/硝酸铵钙生产的BAT技术282
10过磷酸钙284
10.1概述284
10.2生产工艺和技术285
10.2.1概述285
10.2.2原料286
10.3消耗和排放水平287
10.4BAT备选技术289
10.4.1避免熟化过程中的扩散排放289
10.4.2矿石粉碎粉尘的回收与减排289
10.4.3氟化物的回收和去除290
10.4.4洗涤液回用与生产工艺291
10.5过磷酸钙生产的BAT技术29111结束语293
11.1信息交流质量293
11.2对后续工作的建议294
附录Ⅰ本书中涉及的部分化合物的相对分子质量296
附录Ⅱ换算与计算297
附录Ⅲ缩写和解释298
附录Ⅳ化学式304
附录Ⅴ硫酸装置改造成本计算306
参考文献308