[发明专利]一种有效延长磷酸浓缩系统设备清洗周期的方法

说明书

本发明公开了一种有效延长磷酸浓缩系统设备清洗周期的方法。在稀磷酸连续补入磷酸浓缩系统的同时加入石英砂颗粒，石英砂颗粒和稀磷酸混合形成固液两相并流床；石英砂颗粒在系统中强制循环，稀磷酸经蒸发浓缩后排出，浓缩系统连续运行173～207天后停车清洗。系统运行过程中，石英砂颗粒连续扰动石墨换热器加热管内壁面上的流体层，从而有效防止设备结垢、延长磷酸浓缩系统设备的清洗周期。本发明能稳定浓缩装置生产负荷，提高设备运行周期，为提高浓缩装置运行率和负荷率创造有利条件。同时，降低了浓缩停车清洗次数，也减少了硫酸消耗和员工劳动强度。

技术领域

本发明属于磷酸浓缩生产技术领域，具体是涉及一种能够有效防止磷酸浓缩系统、特别是石墨换热器结垢，延长设备清洗周期的方法。

背景技术

现有的磷酸生产中，经过滤工序得到的稀磷酸浓度较低，一般为22.4～25.7％P₂O₅，不能满足磷铵生产需要，必须进行增浓，蒸发掉部分水份，将磷酸浓度提高到44.3～47.6％P₂O₅。稀磷酸浓缩普遍采用蒸汽换热强制循环真空蒸发工艺，浓缩系统由石墨换热器、蒸发器、泵、循环管等构成。将稀磷酸在石墨换热器中加热到79.4～86.5℃，并在7.6～9.3Kpa(Abs)的真空条件下，在蒸发器内蒸发水份，达到浓缩目的。现有的稀磷酸浓缩系统采用石墨换热器作为主要设备，生产中磷酸走石墨换热器的管程，蒸汽走石墨换热器的壳程。随着磷酸浓度的提高，溶解在稀磷酸中的各种离子(如钠、钾)和其他酸不溶物质的溶解度急速下降，会析出沉淀，如铁、镁、钙等盐类物质析出，这些沉淀物粘附在石墨换热器的列管内壁上形成硬垢壳，垢物组成主要是硫酸钙、硅酸钙、氟硅酸钾、氟硅酸钠、镁钙铝磷酸盐等，厚度可达到2mm以上。

现有技术在处理这种硬垢壳时需要将磷酸装置的浓缩系统停下来，按清洗流程进行清洗。浓缩系统停车后，先通过专门的高压清洗机清理石墨列管，将已经完全结垢堵死的石墨列管清通，再用8.5％～11.5％的硫酸水溶液清洗，每次清洗时间59小时，有效清洗时间8～10小时，需要清洗的范围有石墨换热器、循环管、蒸发室，清洗结束后，检查合格后补酸运行。平均23天就要清洗1次，严重影响生产。浓缩系统的结垢问题已成为当前磷酸生产中的瓶颈。因此，如何延长磷酸浓缩系统设备的清洗周期，提高磷酸浓缩系统的生产运行率与负荷率，就成为现有技术中亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种有效延长磷酸浓缩系统设备清洗周期的方法，在磷酸浓缩过程中添加石英砂颗粒形成固液两相并流床，从而有效防止系统设备结垢。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。

一种有效延长磷酸浓缩系统设备清洗周期的方法，其特征在于：浓缩系统开车时，控制稀磷酸按每小时26.3m³～118.5m³的流量连续补入磷酸浓缩系统，同时加入213～867kg的石英砂颗粒，石英砂颗粒和稀磷酸混合后在浓缩系统中形成固液两相并流床；石英砂颗粒在石墨换热器、蒸发器、循环管道中进行强制循环，稀磷酸经蒸发器浓缩后由浓缩系统出料口排出；每运行11～17天补加石英砂颗粒96.7～193.5kg；浓缩系统连续运行173～207天后停车清洗。

所述的稀磷酸浓度为22.4～25.7％P₂O₅，经浓缩后磷酸浓度提高为44.3～47.6％P₂O₅。

稀磷酸的流速控制在3.6～4.8m/s。

部分细小的石英砂颗粒随浓磷酸排出磷酸浓缩系统，过滤收集后再利用。

与现有技术相比，本发明具有的优点：