大型稀磷酸儲罐壁垢合理清理方法

李維紅，羅江泉

（甕福（集團）有限責任公司 甕福化工公司，貴州 福泉 550501）

300 kt/a大型濕法磷酸裝置，配套設計的稀磷酸儲罐大多都在5 000 m3以上，容積大，可儲量多，很大程度上解決了磷酸裝置反應、過濾工段計劃或非計劃停車對濃縮工段的影響，使得生產可充分連續化運行。但儲罐貯存稀磷酸一段時間后，罐壁就會附著析出的沉淀物，形成壁垢，采用常規清理方式清理造成儲罐橡膠襯里大面積損壞。介紹一種計劃性周期清理方法，且采用儲罐交替運行的方式。

1 大型稀磷酸儲罐壁垢的形成原因及生長周期

1.1 壁垢的形成原因

稀磷酸儲罐壁垢一部分來源于料漿過濾時穿過濾布進入稀磷酸中的少量細小結晶，質量通常占磷酸質量的2%，粒度只有數微米，主要是硫酸鈣。另一部分來源于磷礦中所含雜質的化合物，如氟硅酸鹽等［1］，在熱的濾液中其已達到飽和狀態，隨著貯存過程中溫度下降，這些化合物的濃度會超過它們的溶解度而產生沉淀，析出附著在儲罐橡膠襯里表面，形成壁垢。

1.2 壁垢的生長周期

稀磷酸儲罐的壁垢厚度與貯存稀磷酸的時間長短存在密切關聯，生產人員經過近20年磷酸生產的實踐觀察，得出壁垢厚度與貯存時間的關系見圖1。

圖1 稀磷酸儲罐壁垢的生長厚度與貯存時間的關系

2 大型稀磷酸儲罐壁垢常規清理方式的危害

稀磷酸儲罐經過一定時間的運行，壁垢就會增厚，受自身重力、外來振動等因素的影響，罐壁上的垢層就會局部垮落；罐體橡膠襯里因缺陷點發生穿孔漏酸，這些情況就需要開罐清理檢修。一直以來儲罐都采取人工清理方式，作業人員以手拉升降式活動架為平臺，從罐體的東西南北4個方向從上至下進行壁垢的挖掘清理，清理工具以鋤頭、鎬頭、鋼管、撬棍為主。每次清理結束，儲罐的橡膠襯里都會有成百上千個損傷點，既造成維修費用大量增加，儲罐長期停運，磷酸品質無法保障，又留下罐體穿孔的安全環保隱患。2015年以來甕福化工公司稀磷酸儲罐常規清理方式新增維修成本見表1。

表1 稀磷酸儲罐常規清理方式新增維修成本

3 合理規劃儲罐清理周期，保護橡膠襯里

大型稀磷酸儲罐壁垢的清理，過去多為故障狀態后的清理，垢塊因生長過厚表面局部垮落、耙料器轉不動或罐體穿孔漏酸后被迫拉空清理。計劃清理采用壓力為0.6 MPa的工藝水或酸性循環水對著壁垢沖清，以帶槍頭的生產水帶為工具，壁垢薄、低、附著力弱，安全風險小，橡膠襯里無損傷。計劃清理與非計劃清理優劣比較見表2。

表2 大型稀磷酸儲罐計劃和非計劃清理優劣比較

4 替代槽交替運行保障清理周期

實現稀磷酸儲罐4個月1次的計劃性周期清理，需要替代槽罐，這既是保障稀磷酸澄清品質使濃縮工段連續化運行的需要，也是實現儲罐壁垢周期性清理保護橡膠襯里的需要。替代槽改造：二級濃磷酸澄清槽作稀磷酸儲罐替代槽罐；新增過濾稀磷酸進二級濃磷酸澄清槽的酸管線及閥門；新增二級濃磷酸澄清槽濃縮稀磷酸供酸泵及進出口管線和閥門；新增二級濃磷酸澄清槽淤漿泵進反應槽的淤漿管線，具體改造細節見圖2。

圖2 磷酸裝置一、二系統二級濃磷酸澄清槽作稀磷酸槽罐替代改造

5 應用實例

（1）2020年5月24日磷酸裝置一系統稀磷酸儲罐局部垮落的垢清理干凈后，于10月18日實施計劃性周期清理，現場測量罐壁垢塊厚度為15 cm，手搓垢塊無致密感，用0.6 MPa的工藝水沖洗12 h，全部壁垢安全脫落，橡膠襯里沒有損傷，只用3 d就完成了儲罐清理。

（2）2020年8月9日磷酸裝置二系統稀磷酸儲罐按4個月1次計劃清理干凈后，又于11月19日拉空作周期清理，現場測量罐壁垢塊厚度為13 cm，垢塊松軟，用0.6 MPa的工藝水沖洗10 h，全部壁垢安全脫落，橡膠襯里完好。

6 結論

在磷化工企業連續化生產的方式下，針對大型稀磷酸儲罐常規清理方式造成橡膠襯里大面積損壞這一具體問題，對儲罐采取4個月1次的計劃性周期清理，使用替代槽交替運行保障清理周期，橡膠襯里得到有效保護，每年平均節約維修費用10余萬元，效果顯著，值得向同行推廣。