磷肥制造业环境、健康与安全指南

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1、磷肥制造业环境 健康与安全指南磷肥制造业环境 健康与安全指南 1 磷肥制造业环境 健康与安全指南 前言 环境 健康与安全指南 简称 EHS指南 是技术参考文件 其中包括优质国际工业 实践 GIIP 所采用的一般及具体行业的范例 1 如果有世界银行集团的一个或多个成员国参 与项目 则应根据这些成员各自政策和标准的要求执行 EHS指南 本 EHS指南 是针对具 体行业 应与 通用EHS指南 共同使用 后者提供的指南针对所有行业都可能存在的EHS问 题 如果遇到复杂的项目 可能需要使用针对多个行业的指南 EHS 指南 所规定的指标和措施是通常认为在新设施中采用成本合理的现有技术就能实 现的指标和措施

2、 在对现有设施应用 EHS 指南 时 可能需要制定具体针对该场所的指 标 并需规定适当的达标时间表 在应用 EHS 指南 时 应根据每个项目确定的危险和风险灵活处理 其依据应当是环境 评估的结果 并应考虑到该场所的具体变量 例如东道国具体情况 环境的吸收能力 以及项目 的其他因素 具体技术建议是否适用应根据有资格和经验的人员提出的专业意见来决定 如果东道国的规则不同于 EHS 指南 所规定的指标和措施 我们要求项目要达到两者中 要求较高的指标和措施 如果根据项目的具体情况认为适于采用与本 EHS 指南 所含规定相 比要求较低的指标和措施 则在针对该场所进行的环境评估中需要对提出的替代方案作出详

3、尽 的论证 该论证应表明修改后的指标能够保护人类健康和环境 适用范围 磷肥制造业的 EHS 指南 涵盖了磷酸 普通过磷酸钙 SSP 重过磷酸钙 TSP 和氮 磷钾复合肥 NPK 生产设施的相关内容 附录 A 介绍了磷肥工业生产的基本情况 本文件包含下列章节 1 具体行业的影响与管理 2 指标与监测 3 参考文献和其他资料来源 1 定义是 熟练而有经验的专业人员在全球相似情况下进行同类活动时 按常理可预期其采用的专业技能 努力程度 谨慎程 度 预见性 熟练而有经验的专业人员在评估项目可采用的污染防控技术时可能遇到的情况包括 但不限于 不同程度的环 境退化 不同程度的环境吸收能力 不同程度的财务和

4、技术可行性 磷肥制造业环境 健康与安全指南磷肥制造业环境 健康与安全指南 2 附录 A 行业活动的通用描述 1 具体行业的影响与管理 本章概述了磷肥制造在操作阶段最严重的 EHS 问题 并提出如何对其进行管理的建议 关于如何管理大多数大型工业活动建造阶段和报废阶段各种常见 EHS 影响的建议包含于 通 用 EHS 指南 1 1 环境 与磷肥生产相关的环境问题如下 气体排放物 废水 危险物质 废弃物 噪声 气体排放物 燃烧源排放 涡轮机 锅炉 压缩机 泵及其他动力或热能设备中由于汽油或柴油燃烧产生的废气是 磷肥生产设施的废气排放源 通用 EHS 指南 中给出了装机容量不超过 50 兆瓦热量的小型

5、 燃烧源排放的管理指南 包括废气排放标准 节能管理指南有利于显著降低与能源生产相关 的废气排放 通用 EHS 指南 中也包含了该部分内容 磷肥生产是一个能源密集型工艺 需要大量使用化石燃料来产生能量 会生成大量温室气体 硝酸磷肥的生产需要使用二氧化 碳 在 通用 EHS 指南 中给出了 GHGs 生产管理的建议以及能源利用效率和节能方面的建 议 工艺排放物 磷酸生产 磷酸生产可采用两种不同的生产工艺 湿法工艺是化肥厂最常用的磷酸生产工艺 这些化肥厂利用酸 如硫酸 硝酸或盐酸 消化磷矿石 磷矿石中的磷酸三钙与浓硫酸反应产生磷酸和硫酸钙 一种不溶盐 热法生产工艺中 磷矿石 焦炭 硅土在电阻炉中反应

6、生成单质磷 之后单质磷依次经 氧化和水化处理生成酸 热法生产的的酸纯度很高 但是造价太高 因此该法生产规模 较小 主要用于工业磷酸盐的生产中 由于磷矿石通常含氟 2 4 因此在湿法工艺的磷矿石酸化过程中会排放出以氢氟酸 HF 和四氟化硅 SiF4 形式存在的气态氟化物 热法磷酸工艺的排放物通常包括磷酸盐 氟化物 粉尘 镉 铅 锌和一些放射性核素 钋 磷肥制造业环境 健康与安全指南磷肥制造业环境 健康与安全指南 3 210 和铅 210 磷矿石通过传送带或卡车转移到贮存仓库和研磨工序中 1 在磷矿石卸货 贮 存 处理和研磨的过程中 可能会形成含有非水溶性氟化物的粉尘排放物 气体排放防控措施推荐如

7、下 根据 P2O5含量 氟含量 CaO P2O5比例和物理性质选择合适的磷矿石 尽量降低湿法 工艺对酸的需求量 减少向环境排放的废物 提高磷石膏的再利用率 采用适当尺寸的筛选机和研磨机 如辊式或链式研磨机 使用覆盖式传送带和室内仓库 采取良好的日常管理措施 如经常清洁和打扫设备表面和码头 利用运转正常且维护良好的织物过滤器 陶瓷过滤器和 或旋风除尘器 回收磷矿石研 磨过程中产生的粉尘 用净化系统 如空喷雾塔 填料床 错流洗涤器和旋流柱洗涤器等 排放的气态氟化物 进行处理 氟以氟硅酸的形式回收 其中的硅石经过滤除去 氟硅酸 H2SiF6 稀溶液 可用作净化剂 回收氟硅酸是减少氟化物排放的另一可行

8、方法 工艺排放物 过磷酸钙磷肥生产 除了过磷酸钙造粒和粉碎之外 磷矿石的装货 缺货 研磨和熟化也可能会产生粉尘 在 酸化 造粒和干燥过程中 可能会产生气态的氢氟酸 HF 四氟化硅 SiF4 和氯化物 而 在硝铵肥的干燥和中和过程中 则可能会产生氨气 NH3 和氮氧化物 NOx 另外 与酸发 生反应时 磷矿石内的少量有机化合物 包括硫醇 释放出来 会产生臭味 2 应采用 磷酸生产 一节中所述类似方法 防止并控制磷矿石粉尘排放 其他废气排放防 控措施如下 相比较熟化工艺中间接排放的颗粒而言 直接造粒可降低无组织排放的水平 若采用间 接造粒 则应在带通风口的室内进行熟化工序 而且此通风口应与净化系统

9、或造粒装置 相连 利用平板式冷却系统 降低气流需求 如取代转鼓或者流化床冷却器 为避免额外产生废水 在处理中和 造粒 干燥 包膜和产品冷却等过程中产生的以及 从设备排气口排出的废气时 可考虑用织物过滤器或高效旋风除尘器和 或以织物过滤 器代替湿式洗涤系统 滤后气体应作为干燥燃烧系统的掺混空气加以回收利用 为尽量减少造粒工序的排放物 应在产品粒径分布测量系统中使用浪涌加料斗 对造粒 工序进行循环控制 工艺排放物 复合肥生产 氮磷钾复合肥一般以混酸或硝酸磷肥为生产原料 用混酸生产氮磷钾复合肥时 排放物包 括氨化反应器排放的氨气 氮氧化物 NOx 主要是一氧化氮 NO 和二氧化氮 NO2 磷矿石消化

10、过程中的一些硝酸 气溶胶 包括氨和酸性组分发生气相中和反应以及反应混合物 沸腾时升华形成的硝酸铵 NH4NO3 氟化铵 NH4F 和氯化铵 NH4Cl 干燥和冷却转鼓 中产生的化肥粉尘以及其他来源的排放物 如筛选机 粉碎机和传送机 1 IPPC BREF 2006 和 EFMA 2000a 2 IPPC BREF 2006 年 10 月 磷肥制造业环境 健康与安全指南磷肥制造业环境 健康与安全指南 4 用硝酸磷肥生产氮磷钾复合肥时产生的废气排放物与上述利用混酸生产时的排放物相似 但还包括氨和氯化氢 HCl 反应时由于在粉末中混入氯化钾而形成的氯化铵 NH4Cl 气溶 胶 如干燥机和造粒机中 1

11、 硝酸磷肥中和过程释放的氨气也是重要的废气排放物 四水合 硝酸钙 CNTH 经验式 Ca NO3 2 4H2O 的转化 硝酸铵 AN 经验式NH4NO3 的蒸发 以及造粒过程也都可能产生氨气 各生产步骤也可能会形成硝酸铵气溶胶 滚筒造粒机 旋风 除尘器和净化系统排出的废气中还可能含有氯化氢 HCl 2 气体排放防控措施推荐如下 采取控制反应器温度 3 优化矿石 酸配比及添加尿素溶液等措施 减少用于磷矿石消化 的硝酸释放出的氮氧化物 用喷雾塔洗涤器处理消化反应器排放的废气 来回收氮氧化物和氟化物 也可通过添加 氨水来调节 pH 值 选择有机物和亚铁盐含量低的高品位磷矿石 减少氮氧化物和臭气的排放

12、 采用 磷酸生产 一节中所述方法 控制颗粒物的排放 防止和 或控制造粒及产品冷却过程的废气排放 用循环使用磷酸铵或硫代磷酸铵溶液的文丘里洗涤器 净化造粒机和干燥机排出的气 体 净化后的气体通过用酸溶液浸湿的旋流柱排出 净化之前 先用高效旋风除尘器除去干燥机废气中的颗粒物 回收冷却机排放的气体 除尘之后用作干燥机的二次风 利用酸溶液净化 处理排放的氨气 利用 磷酸生产 一节中所述净化系统 控制氟化物的排放 采取合适的控制措施 如多级净化 转化为氰化物 减少磷矿石消化 冲砂以及四水 合硝酸钙过滤过程的废气排放 利用以硝酸和 或硫酸混合物为洗涤液的逆流洗涤器 去除硝酸磷肥中和过程排放的氨 气 调节洗

13、涤液的 pH 使其净化效率最高 pH3 4 利用以酸溶液为洗涤液的洗涤器 处理造粒 干燥过程释放的氨气 用硝酸磷肥生产氮磷钾复合肥时 尽量避免含氮氧化物的废气与含氨气的废气接触 以 防止气溶胶的产生 安装旋风除尘器和洗涤器 减少气溶胶排放 回收利用热空气 减少氟化物排放 无组织排放 无组织排放主要产生于管道 阀门 连接件 法兰 密封圈 开口管线 浮顶储罐 泵 密封 燃气输送系统 压缩器密封 减压阀 储罐或露天矿 油栏的操作泄漏以及产品装卸操 作 1 这些排放物会发生 廷德尔效应 堆放时会产生蓝色薄雾 2 EIPPCB BREF 2006 和 EFMA 2000b c 3 高温导致更多氮氧化物生

14、成 磷肥制造业环境 健康与安全指南磷肥制造业环境 健康与安全指南 5 无组织排放的减排措施推荐如下 设计 运行和维护过程中 选用合适的阀门 法兰和配件 在相关部位 尤其是阀竿和减压阀底座处的填料箱 设置监测 维护和维修设备 来减 少或排除意外泄露 在敏感区域安装泄露检测和持续监测设备 安装减压阀取代储罐顶部的开式通风口 在所有存储站和卸料站安装蒸气回收装置 蒸 汽处理系统可采用多种处理方法 如炭吸收 冷却 收集后回用及燃烧 废水 废水排放 磷酸生产 磷酸生产车间排放的废水包括真空冷凝器和气体净化系统的排放物 其中真空冷凝器和气 体净化系统用于浓缩和净化生产过程中产生的蒸汽 酸性蒸汽冷凝液中包含

15、氟和少量磷酸 磷 石膏是湿法磷酸工艺的一种副产品 料浆中的水用于输送磷石膏 如果这些水没有返回工艺流 程进行再循环 就可能作为污水排放出来 处理石膏的废水含有大量杂质 如磷和氟的化合物 镉及其他重金属 放射性核素 原料贮存库排放的废水可能含有重金属 如镉 汞和铅 氟 化物和磷酸 热法磷酸工艺排放的废水可能含有磷和氟的化合物 粉尘 重金属以及放射性核 素 如钋 210 和铅 210 废水处理措施推荐如下 1 选择杂质含量较小的磷矿石生产较清洁的石膏 减少石膏处理带来的潜在影响 考虑采用干法工艺进行废气处理 减少污水的产生 相对于湿式净化 为减少氟化物 排放 可能需要安装配有适当洗涤液的洗涤器 回

16、收反应器和蒸发器排放的氟 作为商用副产品 氟硅酸 若不回收氟 则用生石灰或石灰石中和洗涤器中的洗涤液 并使氟沉淀为固态氟化钙之 后 再处理洗涤液 输送磷石膏所用的水经沉降处理后 再回收利用 若可行 则应考虑用海水作为洗涤液 以促进氟反应生成无害的氟化钙 把真空冷却机和真空蒸发机中的蒸汽输送到分离器中 去除其中的磷酸液滴 从而尽可 能减小含有五氧化二磷的洗涤器废水带来的污染 利用雾沫分离器 使洗涤器废水中五氧化二磷的污染尽可能小 此外 还可采用磷酸铵 镁 鸟粪石 或磷酸钙共沉淀法 去除磷酸盐 考虑使用有机溶剂络合萃取磷酸 使其含量达到 95 废水排放 过磷酸钙化肥生产 磷肥生产中废水的主要来源是处理废气的湿式净化系统 污染物可包括可滤除的固体 总 磷 氨 氟化物 重金属 镉 汞 铅等 以及化学需氧量 COD 应尽可能循环使用洗涤 器洗涤液 由过磷酸钙和磷矿石混合组成的酸化磷肥 PAPR 以及普通过磷酸钙 SSP 和重 过磷酸钙 TSP 的生产过程 均可降低废水的产生量 2 1 IPPC BREF 2006 和 EFMA 2000a 2 IPPC BREF 2006 磷肥制造业环境 健康与