磷酸濃縮節能改造技術探索

2021-09-17 04:07:58梁玉明趙樹紅吳家偉

中國設備工程 2021年17期

梁玉明，趙樹紅，吳家偉

（云南云天化股份有限公司紅磷分公司，云南開遠 661600）

云南云天化股份有限公司紅磷分公司共有五套磷酸濃縮裝置，設計產能45 萬t，是公司的能源消耗大戶，對磷酸濃縮裝置進行優化控制及節能技術研究，降低能源消耗，對企業降本增效具有重要的意義。

1 真空蒸發原理

常壓下P2O5含量為22.5%的純磷酸溶液沸點為120℃左右，含雜質后將更高，若在如此高的溫度下進行濃縮，對設備的腐蝕較嚴重，以至無法進行生產，而在真空條件下，磷酸溶液的沸點可以降低到80℃左右，故磷酸濃縮一般采取真空蒸發工藝。從氟吸收系統出來的氣體基本上是可凝氣體，在大氣冷凝器中被大量循環上水冷凝成水，從而形成真空。

2 現狀分析

磷酸廠10 萬t/年濃縮I 大氣冷凝器冷卻水約1900m3/h，由三臺冷水泵（2 開1 備）打至18m 高的大氣冷凝器，冷卻可凝性氣體后流至0 平面液封槽并溢流到熱水池，再由三臺熱水泵打到+3.5m 的冷卻塔進行冷卻，循環過程中大量勢能損失。

3 節能可行性分析

3.1 磷酸濃縮工藝流程簡介

（1）閃蒸室（V-2301）中蒸發出的大量水蒸氣、含氟氣體及不凝性氣體等，先經過除沫器（V-2302）進行氣液分離，分離出氣體夾帶的少量磷酸，自流進入循環回路；之后氣體進入第一氟吸收塔（T-2301），經過第一氟吸收循環泵（P-2304）輸送的循環液洗滌后，氣體通過氣相管進入第二氟吸收塔（T-2302），塔內氣體再經過第二氟吸收循環泵（P-2305）輸送的循環洗滌液洗滌。氣相中的氟化物以氟硅酸溶液的形式回收，第一氟吸收塔內循環液濃度由補充進入第二氟吸收循環泵進口的循環水量控制。第二氟吸收塔（T-2302）的循環液通過高位溢流至第一氟吸收塔（T-2301）內來補充第一氟吸收塔的循環液，當第一氟吸收塔內的循環液氟硅酸濃度達到10%～13%后，由第一氟吸收循環泵（P-2304）的出口副線送往氟硅酸鈉生產裝置。

（2）出第二氟吸收塔（T-2302）的氣體主要是水蒸氣、少量氟化物和不可凝氣體，混合進入大氣冷凝器（T-2303）經大量冷卻水噴淋冷卻，水蒸氣被冷凝成水，通過位差作用自流至冷凝液封槽（V-2305），少量不凝性氣體由真空泵抽出。這樣使系統內氣體的體積突然縮小，從而在系統內形成真空。循環水由冷凝液封槽（V-2305）溢流進入熱水池，由熱水泵輸送至冷卻塔噴淋，經冷卻風扇抽風冷卻后流入冷水池內，由冷水泵送入大氣冷凝器（T-2303 ）循環使用。工藝流程如圖1 所示。