肥與復(fù)影2010年1月·36·Phosphate Compound Fertilizer第25卷第1期外環(huán)流氨化反應(yīng)工藝改造王加速(安徽六國化工股份有限公司,安徽銅陵244000)[摘要]六國化工礦酸二銨生產(chǎn)裝置采用外環(huán)流氯化反應(yīng)器,隨著生產(chǎn)負荷提升,碎礦品質(zhì)下降,導(dǎo)致外環(huán)流經(jīng)常結(jié)垢,產(chǎn)品養(yǎng)分波動,影響系統(tǒng)穗定操作。在分析料漿不同含水量的情況下剪切速率對料漿黏度彩響的基礎(chǔ)上,提出在外環(huán)流氨化流程中,增加料漿循環(huán)泵,并將2個加氡管之間距離由600mm增至190mm,從而增加了料漿在管內(nèi)的流速,強化料漿的攪拌混合,增加料漿剪切應(yīng)力,達到降低料漿黏度和反應(yīng)器內(nèi)不再結(jié)塊的目的.提高了開車率,取得良好的效果。[關(guān)鍵詞]磷酸二銨;外環(huán)流氯化反應(yīng)器;技術(shù)改造[中圖分類號]TQ4214[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1007-6220(2010)01-0036-02Transformation of external circulating ammoniation reaction processWANG Jia-suLiuguo Chemical Co, Lid, Tongling, Anhui 244000, China)Abstract With the increasing production load and the declining phosphate rock quality, some troublesincluding the scaling in the external circulating ammoniation reactor of DAP production plant and thectuation of product nutrient, influence operating system stability in Liuguo Chemicals Co, Ltd. Based onanalysis on the slurry water content and the impact of shear rate on slurry viscosity, the measures areproposed such as adding a slurry cireulating pump, changing the distance both adding ammonia tubes from600 mm to 1 900 mm in extermal circulating ammoniation reaction process, which result in increasing the slurryvelocity in the pipe, strengthening the slurry stirring, increasing slurry shear stress and reducing slurryviscosity, for no caking in reactor, finally the driving rate is improved, and good results are achievedKey words: diammonium phosphate( DAP ) extermal circulating ammoniation reactor; technical transformation六國化工股份有限公司外環(huán)流氨化反應(yīng)器原來酸氨化到一定pH值或磷銨料漿濃縮到一定濃度是無外加動力反應(yīng)器,利用反應(yīng)器氨化上升管和閃后,就呈現(xiàn)出非牛頓流體性質(zhì),這時料漿黏度隨剪蒸下降管中物料的表觀密度差實現(xiàn)物料循環(huán)流動。切速率變化。如用旋轉(zhuǎn)黏度計測定黏度,則測得的在磷酸二銨生產(chǎn)中,外環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)的物料循環(huán)質(zhì)黏度值將隨轉(zhuǎn)速改變,料漿黏度通常隨轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速增量比一般在15:1左右。在無機械攪拌的情況下,反高而降低,顯示出假塑性流體的性質(zhì)。這時其流變應(yīng)器內(nèi)物料流動混合狀況接近于全混流模型。反應(yīng)性可用冪律方程來描述:r=KD器內(nèi)物料混合較好,湍動劇烈,氣泡分散,傳質(zhì)面式中r—剪切應(yīng)力,N/m2;積大,反應(yīng)速率快,因而反應(yīng)時間短(2~7min),設(shè)D—剪切速率,s;備體積小,占地面積少,投資省,操作簡便、穩(wěn)定。K—稠度系數(shù),Pa·s;流動指數(shù)。但隨著生產(chǎn)負荷提升,磷礦品質(zhì)下降,雜質(zhì)含量增對假塑性流體,又可以定義一個表觀黏度多,導(dǎo)致外環(huán)流反應(yīng)器經(jīng)常結(jié)垢,產(chǎn)品養(yǎng)分波動,L=T/D=KDI影響系統(tǒng)穩(wěn)定操作。為此,對料漿性質(zhì)進行了研究假塑性流體的n<1。當(dāng)n=1時即為牛頓流體并對氨化工藝加以改造,最終取得良好的效果。這時物性研究中國煤化工在一定剪切速率料漿含水量、剪切應(yīng)力與其黏度的關(guān)系:濕法CNMH刁速率下可能變成磷酸的氨化料漿,特別是濃縮料漿的黏度,對料漿收稿日期]2009-07-02濃縮生產(chǎn)磷銨的工藝至關(guān)重要。當(dāng)未濃縮的濕法磷事磷酸二銨生產(chǎn)與研究。Eml:ah1983046803@126cm2010年第25卷第1期王加速外環(huán)流氨化反應(yīng)工藝改造37·頓流體。隨剪切速率的增高而降低,過此范圍黏度不再隨剪圖1是開陽礦制的濕法磷酸通氨中和到pH值切速率改變,又恢復(fù)牛頓流體性質(zhì)。這一流變性質(zhì)=5.0,再于80℃用旋轉(zhuǎn)黏度計測得的流變曲線。的變化表明,在相對靜止或攪動不太強烈的條件從圖1可以看出,w(H40)大于4%的料漿其流下,料漿中的固體粒子形成了絮凝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。隨著變曲線為通過坐標(biāo)原點的直線,顯示出牛頓流體性剪切速率的增大,剪切應(yīng)力隨之增大(見圖3),質(zhì);當(dāng)料漿含水量減少后,在一定剪切速率范圍內(nèi)絮凝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為剪切應(yīng)力所拆散,黏度隨之降低,出現(xiàn)假塑性流體性質(zhì),流變曲線出現(xiàn)彎曲段,過此如果完全拆散,黏度就不再改變。根據(jù)這一特性范圍又出現(xiàn)直線段,顯示牛頓流體性質(zhì)。圖2為磷可用加強機械攪拌或加大料漿在循環(huán)管中的流速來酸氨化料漿表觀黏度與剪切速率的關(guān)系。從圖2也減小料漿黏度?；谶@一認識,對原外環(huán)流氨化反可以看出,在一定剪切速率范圍內(nèi),料漿表觀黏度應(yīng)器實施了如下改造。漿acH,料漿cH70000200400600800100010141822263.0D141.822263剪切速率DM圖1開陽磷礦濕法磷酸氫化料漿圖2濕法磷酸氯化料漿表觀黏度與圖3濕法磷酸氯化料漿剪切應(yīng)力與流變曲線剪切速率的關(guān)系剪切速率的關(guān)系外環(huán)流氨化反應(yīng)流程改造此料漿黏度急劇增大,形成結(jié)塊,影響系統(tǒng)生產(chǎn)。21改造前的外環(huán)流反應(yīng)器流程(見圖4)22外環(huán)流氨化反應(yīng)器的改造這套外環(huán)流氨化反應(yīng)裝置在建成投產(chǎn)之初,生改造后的外環(huán)流氨化反應(yīng)器流程如圖5所示,在外環(huán)流氨化反應(yīng)器的循環(huán)管上增設(shè)了1臺循環(huán)1氨化反應(yīng)器泵,泵的性能參數(shù)為流量1000m3/h、揚程15m,2料漿緩沖槽電機功率45kW,轉(zhuǎn)速1470r/min3料漿泵4濃酸管線1氨化反應(yīng)器5氨臂線2料漿緩沖槽6氨管線3料漿泵尾氣管線攪拌槳55氨管線6氨管線7尾氣管線圖4改逵前的外環(huán)流氯化反應(yīng)流程二8攪拌槳產(chǎn)負荷適當(dāng),并且磷酸質(zhì)量較好,基本可以正常操9料漿循環(huán)泵作,體現(xiàn)其無動力反應(yīng)的優(yōu)越性。但是隨著系統(tǒng)負荷由原設(shè)計能力為12萬t/a,提高到18萬t/a磷礦P2O3品位下降,雜質(zhì)含量升高,使氨化料漿圖5改造后的外環(huán)流氡化反應(yīng)流程流動性變差,外環(huán)流氨化反應(yīng)器逐漸出現(xiàn)料漿結(jié)外環(huán)流反應(yīng)器循環(huán)管內(nèi)的流速由014m3/s增塊,堵塞管道,養(yǎng)分波動,甚至養(yǎng)分不合格的現(xiàn)加到098m3/s,強化了料漿在循環(huán)管內(nèi)的攪拌象。經(jīng)常需要停車處理,每次停車至少2h左右,混合,奶二背此打低了料漿黏度。把既影響系統(tǒng)開車率,又增加了操作工的勞動強度。2個中國煤化上mm增加到1900分析原因,主要是氨化料漿物性變差后,其非mmCNMHG,當(dāng)氨與磷酸反牛頓假塑性流變曲線范圍擴大,依靠無動力自然循應(yīng)時,瞬間放出大量熱,產(chǎn)生大量的氣、液泡,形環(huán)產(chǎn)生的剪切應(yīng)力已不能破壞其絮凝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因(下轉(zhuǎn)第40頁2010年褲肥與復(fù)肥第25卷第1期自溜槽、料漿分布器改碳鋼襯硫化橡膠后,已醛(環(huán)酚)樹脂與石墨粉配制而成,這樣的膠泥抗正常使用2年。滲性強,耐酸性能好,配料中稀釋劑宜用乙醇,可3)磷酸料漿泵的葉輪及蝸殼材質(zhì)改用Cr30,提髙抗?jié)B性。事實表明,只要嚴格把握好材料的選使用壽命達12個月,大大減少維修工作量;粗磷配及質(zhì)量,嚴格施工質(zhì)量和使用要求,這方案是可酸因固含量比磷酸料漿少,磨損量也少,同時考慮靠的,比采用4mm預(yù)硫化丁基橡膠、槽壁部立襯經(jīng)濟原因,泵材質(zhì)沒變,結(jié)構(gòu)問題與生產(chǎn)廠協(xié)商后單層石墨磚(113mm)、槽底部襯雙層石墨磚的方作了改進,使用壽命提高到3~4個月,仍不太理案(有部頒標(biāo)準(zhǔn))可減少費用60萬元。想,今后將逐步更新為Cr30。2)脫氟槽、磷酸儲槽內(nèi)襯8層玻璃鋼方案。4)粗磷酸管改用復(fù)合聚丙烯(PP+FRP)管由于玻璃鋼可做耐磨層或防滲層,現(xiàn)場施工一般手道后,基本不需清理,減少了工作量。當(dāng)然用聚乙糊成型,施工時采取富樹脂層,做到鼓泡排氣、貼烯(PE)也不錯,這里主要考慮到用PP可焊接,實。黏結(jié)劑選用耐熱耐蝕的不飽和樹脂,使用維護便于安裝布置。該類管材裝在室外時,須外護玻璃時注意防火,防止硬塊進入,效果也很好。鋼,否則使用1年左右就會老化開裂。3)萃取槽攪拌槳,因更換方便,不影響生5其他使用經(jīng)驗產(chǎn),采用碳鋼襯硫化橡膠。合成橡膠雖耐磨性差1)萃取槽內(nèi)防腐具體施工工藝:機械打磨處些,但耐腐蝕性能穩(wěn)定,采用加熱硫化技術(shù)(硫化理砼表面層→涂刷環(huán)氧底漆2道→局部刮環(huán)氧膠泥橡膠)后,可以使橡膠與基體牢牢地緊貼。該攪拌找平→連續(xù)法襯環(huán)酚玻璃布(80.2mm)3層→刮槳原預(yù)計只能用半年,實際能用1年左右,而價格環(huán)酚樹脂膠泥1層→酚醛樹脂膠泥襯石墨板(δ10僅是不銹鋼制作件的1/5。mm)1層→樹脂液浸漬石墨板1道→刮環(huán)酚樹脂膠6結(jié)語泥1層→酚醛樹脂膠泥襯石墨板(810mm)1層→磷酸生產(chǎn)中耐腐材料國產(chǎn)化已基本解決,故只樹脂液浸漬石墨板1道→修補及刮酚醛樹脂膠泥2要結(jié)合工藝具體條件,綜合考慮設(shè)備的可靠性和經(jīng)層→涂刷酚醛樹脂面膠2道(每道間隔8h)→整體濟性,有選擇地采用各種材料,可以達到技術(shù)經(jīng)濟質(zhì)量檢查、修補→最終質(zhì)量檢查合格后自然養(yǎng)護的最優(yōu)化。10d后可以使用。其中由于萃取槽底部磨損嚴重,另增加耐蝕耐磨層(以石英砂作填料的X42樹脂[參考文獻]砼(δ20mm)1層、以石墨塊作填料的ⅹ42樹脂砼[1]南京化學(xué)工業(yè)公司磷肥廠萃取磷酸和磷酸銨的生產(chǎn)[M]北(820mm)1層。石墨板采用表面無油、脂、浮灰京:燃料化學(xué)工業(yè)出版社,1974:303.[2]江善襄磷酸磷肥和復(fù)肥混肥料[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社及水的質(zhì)量分數(shù)<10%的透性石墨板;黏結(jié)劑是酚1999:129e●?！?。?！ぁ?。·?！恪瘛·o。°。?！瘛！ぁ??！??！ぁ?。?！ぁ?。·。?！ぁ！恪ぁ·。。·0?！?。?！ぁ！ぁ?。·心◆。?！??！ぁ！d·。?！ぁぁ?。4。。。。。●°04。0·。0·。0●00●。。●(上接第37頁)度減輕,開車率提高。成阻力。增大氨噴嘴間距離后,減少了大量氨與磷3)設(shè)備穩(wěn)定運行,節(jié)約了維修費用酸的瞬間反應(yīng),因此減小了由此形成的阻力,也增3總結(jié)加了管內(nèi)流速,有利于減小料漿假塑性黏度。由于濕法磷酸的氨化料漿,特別是濃縮料漿的黏度料漿黏度降低,使得外環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)不再結(jié)塊,使對磷酸氨化反應(yīng)生產(chǎn)磷銨工藝至關(guān)重要。料漿黏度料漿由原來假塑性流體的性質(zhì)變成牛頓流體性過大,料漿在反應(yīng)管道內(nèi)容易生成絮凝網(wǎng)狀物結(jié)塊,質(zhì)堵塞管道影響開車率,并對料漿的輸送和造粒不利23改造后的效果可以通過強化攪拌混合,或加大料漿在加熱管中流1)料漿反應(yīng)充分,料漿反應(yīng)溫度波動幅度比速來減小料漿黏度,使料漿在更高的剪切速率下由較小,在108~115℃之間,料漿中和度控制在原來中國煤化工體性質(zhì)。1.50~1.65之間,養(yǎng)分比較穩(wěn)定,工藝指標(biāo)容易控制,質(zhì)量合格率提高了5%。CNMHG2)料漿流動性比較好,外環(huán)流氨化反應(yīng)器內(nèi)[1]江善襄磷酸、騙肥和復(fù)混肥料[M北京化學(xué)工業(yè)出版社不再結(jié)塊,每月可減少清理時間8h左右,勞動強