濕法磷酸裝置清洗液合理利用途徑

周凌翔

（云南云天化股份有限公司紅磷分公司，云南 開遠 661699）

濕法磷酸裝置清洗液合理利用途徑

周凌翔

（云南云天化股份有限公司紅磷分公司，云南 開遠 661699）

針對濕法磷酸生產(chǎn)中裝置清洗液利用率不高的問題，經(jīng)過多年生產(chǎn)實踐，摸索總結(jié)出一套合理利用清洗液的方法。此方法可以優(yōu)化現(xiàn)有清堵方式，提高工作效率、降低人工清理成本。

濕法磷酸；裝置；清洗液

云南云天化股份有限公司紅磷分公司（以下簡稱分公司），始建于1966年，地處西南邊陲重鎮(zhèn)——開遠市，距國家一級口岸河口僅220余公里，與東南亞地區(qū)有很好的交通便利，地緣優(yōu)勢十分明顯，磷銨產(chǎn)品深受國內(nèi)和東南亞地區(qū)的歡迎。

分公司現(xiàn)有濕法磷酸裝置生產(chǎn)能力達到440 kt/a。為了促進裝置平穩(wěn)運行，定期使用稀硫酸清洗部分管道和設(shè)備，清洗結(jié)束仍有一定量的硫酸遺留在清洗液中。隨著企業(yè)清潔生產(chǎn)理念的不斷加強，分公司積極開展清洗液的合理利用工作，提高清洗液的利用率，摸索總結(jié)出一套合理利用清洗液的方法。

1 磷酸裝置清洗現(xiàn)狀

分公司現(xiàn)有3套濕法磷酸萃取裝置和5套磷酸濃縮裝置。

萃取裝置分別為70 kt/a半水-二水裝置、130 kt/a二水裝置和200 kt/a二水裝置。受工藝條件約束，半水-二水裝置未使用稀硫酸清洗；兩套二水裝置10～15 d清洗一次，清洗時稀硫酸質(zhì)量分數(shù)控制在5%～7%，清洗結(jié)束遺留下的清洗液約80 m3，含有少量磷石膏、磷酸和硫酸，其中w（H2SO4）≈4%，w（P2O5）≈1%。

磷酸濃縮裝置分別為一套60 kt/a裝置，2套85 kt/a裝置，2套100 kt/a裝置，均采用強制真空蒸發(fā)工藝，15～20 d清洗一次，清洗時硫酸質(zhì)量分數(shù)為7%～9%。清洗時采用閃蒸室封頂清洗，即往閃蒸室補水直至液面與氣相管口平齊。根據(jù)裝置設(shè)備尺寸差別，清洗結(jié)束后遺留下的清洗液約180～240 m3，其中含有少量磷石膏、磷酸、氟硅酸和硫酸，w（H2SO4）≈5%、w（P2O5）≈2%。

2 清洗液利用途徑

2.1 作為磷酸料漿過濾洗滌液

以130 kt/a磷酸裝置為例，正常情況下，用于料漿濾餅洗滌的水量為60～70m3/h，主要為磷石膏堆場回水，第一級濾餅洗滌液中w（P2O5）≈8%。將裝置遺留的清洗液替代部分回水，作為第一級濾餅洗滌液，這樣，不僅可以回收其中的磷酸、硫酸，也不會對料漿過濾產(chǎn)生影響。

根據(jù)生產(chǎn)情況，萃取裝置單臺過濾機可回收清洗液10～20 m3/h，萃取裝置清洗產(chǎn)生的清洗液可在恢復生產(chǎn)后的4～6h全部回收。濃縮裝置清洗液量大，回收相對緩慢，一般需要18～24 h。

2.2 重復使用清洗液

分公司2套二水裝置每月均需清洗3～4次，清洗一次需8～12 h；5套磷酸濃縮裝置每月均需清洗1～2次，清洗一次需48～56 h。以此為依據(jù)，在裝置按計劃依次停車檢修的情況下，每月有18～22天存在裝置清洗。

裝置清洗間隔時間較短，為清洗液在裝置間的重復利用提供了有利條件。具體方式為：一套裝置清洗結(jié)束后，將清洗液收入洗滌水槽，少量清洗液作為洗滌液送往過濾系統(tǒng)消耗；大量清洗液遺留下來，待下一套裝置清洗時使用。通過這種方式，不僅可以降低裝置清洗時的工藝水消耗，還可以回收遺留清洗液中的少量硫酸，降低硫酸消耗。此種方式在濃縮裝置中尤為適用，可使工藝水和硫酸消耗量下降約30%，大幅降低清洗成本。

2.3 清洗稀磷酸泥漿管道

濕法磷酸過濾酸進入陳化、沉降槽后，溫度降低（從72℃降至60℃），酸中的硫酸鈣及大部分氟硅酸鹽因溶解度降低而析出，并沉積在沉降槽底部形成泥漿，w（固）≈15%。泥漿的主要消耗途徑有兩種：一是送往萃取系統(tǒng)消化槽，一是送往稀磷酸預處理槽。由于泥漿黏稠，管道結(jié)垢堵塞快，2～3月需徹底清理一次。

通過生產(chǎn)實踐，將洗滌水槽泵出口管道與泥漿管道對接，利用洗滌水槽中的清洗液實現(xiàn)清洗，清洗后清洗液就近排入地槽，最終返回洗滌水槽。

該方式可根據(jù)生產(chǎn)情況，隨時進行清洗，投入生產(chǎn)以后，完全取代了人工清理，使清理更加高效。

2.4 清洗備用輸送管道

濕法磷酸中，成品稀酸、回磷酸等管道大多設(shè)有備用管道，以方便在用管道結(jié)垢嚴重時進行調(diào)換。換下的管道一般垢層較厚，清理費時費力。然而，換下的管道一般會有一段閑置時間，在此期間使用洗滌水槽回收的清洗液，再利用過濾系統(tǒng)清洗管道實現(xiàn)循環(huán)清洗。清洗過程不影響裝置生產(chǎn)，可連續(xù)或間斷進行，經(jīng)過一段時間（約48h）清洗，管道結(jié)垢可完全清除。

此外，稀、濃酸儲槽間的長距離輸送管道，成品濃磷酸供酸系統(tǒng)中的清酸、淤酸管道等，通過添置部分清洗管道，均可以實現(xiàn)清洗除垢。

3 效果評價

1）清洗液作為磷酸過濾第一級濾餅洗滌液，不會對過濾洗滌產(chǎn)生影響，磷石膏中水溶性P2O5含量低于0.2%。

2）清洗液在裝置間重復使用后，每年可以節(jié)約工藝水約5000 t，硫酸300 t，節(jié)約成本約20萬元。

3）使用清洗液清洗泥漿、淤酸等工藝管道時，實施簡便，效果理想，節(jié)約人工成本。

［1］江善襄.磷酸、磷肥和復混肥料［M］.北京：化學工業(yè)出版社，1999.

WPA Plant Rational Use of Cleaning Solution Pathway

ZHOU Ling-xiang

（Yuntianhua Corp.red phosphorus Branch，Kaiyuan 661699，China）

For apparatus of the production of phosphoric acid，the use efficiency of cleaning solution is low，based on production practice，a reasonable way to use cleaning solution is summed up.This method can optimize the existing block clearer manner，and improve work efficiency，reduce manual cleaning costs.

wet process phosphoric acid；apparatus；cleaning solution

TQ05

A

1004-275X（2015）04-0067-02

12.3969/j.issn.1004-275X.2015.04.019

收稿：2015-05-14

周凌翔（1986-），湖北宜城人，工程師，從事濕法磷酸生產(chǎn)管理工作。