半水湿法磷酸生产中气液分离器的应用与改进

2022-09-12

0 引言

半水湿法磷酸流程最大的优点是生产流程短, 能够直接制取含P2O542%左右的磷酸, 但半水湿法磷酸流程最大的缺点是半水石膏具有不稳定的性质以及反应温度高, 对材质耐腐蚀性能要求高, 系统堵塞严重。这也是目前半水湿法磷酸生产需要面对的一个问题——设备选型时需要考虑的结构及材质要求。

在现有的各种湿法磷酸生产中, 均需要对磷酸料浆利用真空过滤机进行液固分离, 同时真空过滤后还有一个气液分离的过程, 这里被行业内广大厂家所采用的设备叫做气液分离器。笔者就半水湿法磷酸生产过程中气液分离器的使用情况及改进进行阐述。

1 初期气液分离器使用情况

目前湿法磷酸生产中, 采用立式气液分离器较多, 该气液分离器以结构简单, 造价低廉为最大优势。本公司在建设150kt/a半水湿法磷酸装置时便采用了该结构, 同时因为半水磷酸独有的腐蚀情况采用了玻璃钢材质。带式过滤机真空盒分为5个区, 对应出液口并列设置气液分离器5个, 初期使用情况表1。

在该气液分离器的使用过程中, 因半水磷酸固有的易结垢特性, 频繁对其进行清理, 同时在高温强酸环境下老化现象明显, 造成滤液区及一洗区使用寿命较短, 同时各气液分离器在清理过程中造成不同程度人为损坏, 需进行防腐修补。但玻璃钢修补费用较高, 每个气液分离器月修补费用近万元, 同时修补占用时间较长, 对系统开车率造成一定影响。

2 第一次技改措施

为解决以上问题, 车间对滤液区及一洗区气液分离器材质进行了更换, 将材质更换为2205不锈钢, 更换后使用情况表2。

在将滤液区及一洗区气液分离器材质更换为2205不锈钢后, 解决了清理过程中的人为损坏问题, 但气液分离器上部长期处于高流速含F气体冲刷之下, 使用仅一周后发现气液分离器顶部腐蚀严重, 不锈钢板厚度骤减, 多处出现穿孔现象, 修补困难, 多处修补后维持使用2个月。

3 第二次技改措施

基于玻璃钢材质易老化, 清理过程易损伤, 而不锈钢材质气相腐蚀严重的问题, 公司有效利用以上两种材质的优势, 避开其短板。将滤液区及一洗区气液分离器进料孔以上使用玻璃钢材质, 进料孔以下使用2205不锈钢材质, 中间使用法兰进行连接。

通过以上技改后, 因气液分离器上部主要以气象腐蚀为主, 而且结垢物较少, 少量的结垢还能够对玻璃钢起到保护作用, 因此使用效果较好。下部因不锈钢材质保温效果较差, 下部结垢现象明显, 但按照计划检修周期进行清理不影响其正常使用, 同时结垢物能够有效阻止酸液对不锈钢板的冲刷, 对不锈钢板起到保护作用。清理过程中的敲击等对不锈钢板无明显损伤, 因此气液分离器下部使用不锈钢材质使用效果良好。

4 结语

该气液分离器充分利用玻璃钢及不锈钢材料的优势, 结合半水湿法磷酸结垢及腐蚀特点, 完全能够满足半水湿法磷酸生产的工艺要求。解决了公司在带式过滤机气液分离器使用过程中损坏频繁, 使用成本高的问题, 值得在磷酸工业中推广使用。

摘要：1.5万t/a半水湿法磷酸自1990年在昆明化肥厂化工投料至今已25年, 但目前国内半水湿法磷酸装置正常运行的却屈指可数, 主要制约因素之一就是半水湿法磷酸对设备材质的要求极高, 腐蚀严重且堵塞频繁。本文阐述了国内最大, 本公司拥有自主知识产权的15万t/a半水湿法磷酸装置在试生产过程中对过滤气液分离器的优化过程, 通过设备改造满足生产要求。

关键词：半水湿法磷酸,气液分离器