粉狀磷酸一銨裝置擴(kuò)能改造

徐小超

（合肥四方環(huán)保新材料有限責(zé)任公司，安徽 合肥 231607）

合肥四方環(huán)保新材料有限責(zé)任公司現(xiàn)為中鹽安徽紅四方股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱中鹽紅四方）的全資子公司，該公司原有的30 kt/a料漿法磷銨裝置始建于1990年，經(jīng)過(guò)“磷銨3改8”和“磷銨8改16”2次技術(shù)改造后，生產(chǎn)能力達(dá)到160 kt/a。為了進(jìn)一步挖掘磷銨裝置潛能，滿足中鹽安徽紅四方肥業(yè)股份有限公司1 000 kt/a復(fù)合肥裝置對(duì)粉狀磷酸一銨的需求，2015年進(jìn)行第3次技術(shù)改造，采用多項(xiàng)自主發(fā)明的國(guó)家發(fā)明專利和實(shí)用新型專利，將粉狀磷酸一銨裝置的生產(chǎn)能力提高至240 kt/a。該項(xiàng)目累計(jì)投資2 990萬(wàn)元，于2016年3月15日一次性開(kāi)車成功，2017年產(chǎn)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

1 磷銨裝置擴(kuò)能改造項(xiàng)目情況介紹

1.1 磨礦系統(tǒng)

新增1臺(tái)PY1250圓錐破碎機(jī)和1臺(tái)φ3 600 mm×9 000 mm球磨機(jī)，磨礦能力達(dá)到75～146 t/h；新增1臺(tái)φ11 000 mm×10 000 mm磷礦漿貯槽，滿足磨礦及貯存的需要。使用耐磨損、耐腐蝕磷礦漿泵，輸送距離約60 m，輸送能力30 m3/h，解決了磷礦漿輸送過(guò)程中隔膜泵輸送距離不遠(yuǎn)、能力不強(qiáng)的問(wèn)題；設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用也較低，球磨系統(tǒng)運(yùn)行功率按900 kW，每天運(yùn)行22.5 h，電價(jià)以0.66元/（kW·h）計(jì)，費(fèi)用約1.34萬(wàn)元/d。

1.2 磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)

新增1臺(tái)8 000 mm/16 000 mm×6 500 mm腰形萃取槽，原2臺(tái)80 kt/a磷酸萃取槽作為消化槽串聯(lián)使用，以中低品位磷礦石為生產(chǎn)原料，采用節(jié)酸工藝和磷酸快速萃取技術(shù)，在滿足工藝控制指標(biāo)的情況下，過(guò)濾投料量增加到300 m3/h左右，萃取率仍可維持在97%以上。

該技術(shù)獲得國(guó)家發(fā)明專利：一種料漿法中低品位磷礦石生產(chǎn)磷銨的節(jié)酸新工藝（專利號(hào)ZL201310196196.1）。節(jié)酸新工藝即磷酸生產(chǎn)中為了保證磷礦石能被硫酸充分分解，其反應(yīng)槽中的H2SO4一般過(guò)量5%左右，因此在反應(yīng)料漿過(guò)濾分離時(shí)產(chǎn)生的中間產(chǎn)品磷酸中仍含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%左右的H2SO4。如能在中間產(chǎn)品中再加入適量的磷礦漿，使磷礦與硫酸發(fā)生反應(yīng)并形成CaSO4·2H2O沉淀，則磷酸中過(guò)量的硫酸將被充分利用，同時(shí)磷酸中的P2O5含量會(huì)進(jìn)一步提高，中和料漿中硫酸銨含量大大降低，從而使磷銨產(chǎn)品的P2O5含量隨之提高。尾氣系統(tǒng)采用三級(jí)文丘里+兩級(jí)空塔吸收工藝，大大提高了吸收率，確保尾氣達(dá)標(biāo)排放，尾氣吸收液中w（H2SiF6）達(dá)10%左右，送至氟鹽裝置制取氟硅酸鈉。同時(shí)新增1臺(tái)φ20 000 mm×10 000 mm磷酸貯槽，滿足了磷酸貯存的需要［1］。

1.3 過(guò)濾系統(tǒng)

現(xiàn)有的1臺(tái)HDZP55轉(zhuǎn)臺(tái)式真空過(guò)濾機(jī)繼續(xù)使用，新增1臺(tái)PF 80 m2翻盤(pán)式過(guò)濾機(jī)；采用干法排渣工藝；采用2BE型真空泵；利用高分子聚丙烯酰胺和磷酸助劑助濾，滿足磷酸過(guò)濾的需求。國(guó)內(nèi)目前新建磷酸裝置應(yīng)用較多的是轉(zhuǎn)臺(tái)式過(guò)濾機(jī)，與翻盤(pán)式過(guò)濾機(jī)相比，轉(zhuǎn)臺(tái)式過(guò)濾機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn)，如占地面積小、有效過(guò)濾面積大、過(guò)濾邊壁效應(yīng)弱、磷收率高等。但是對(duì)于鉀、鈉含量高，易結(jié)垢的湖北磷礦，轉(zhuǎn)臺(tái)式過(guò)濾機(jī)濾布易老化、濾盤(pán)更換和清理不易以及干法排渣沖盤(pán)洗水不平衡等問(wèn)題十分突出。翻盤(pán)式過(guò)濾機(jī)濾布不易老化，濾盤(pán)更換和清理較容易，干法排渣沖盤(pán)洗水能相對(duì)達(dá)到平衡，能保證洗滌率達(dá)到98%以上，比較而言，采用翻盤(pán)式過(guò)濾機(jī)更可靠［2］。

1.4 中和濃縮系統(tǒng)

中鹽紅四方現(xiàn)有1套280 kt/a合成氨裝置，距離粉狀磷酸一銨裝置約5 km，液氨供應(yīng)點(diǎn)較近，供氨系統(tǒng)可以滿足需求。保留原有100 kt/a中和濃縮裝置，新增1套150 kt/a快速氨化反應(yīng)器和兩效三體濃縮裝置?？焖侔被磻?yīng)器的作用是將液氨快速氣化，使反應(yīng)更加充分；兩效三體濃縮裝置的作用是將氣氨與磷酸經(jīng)過(guò)3次反應(yīng)，充分利用反應(yīng)熱，無(wú)須另外增加熱源進(jìn)行濃縮，可以降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量［3］。

該技術(shù)不但充分利用反應(yīng)熱，而且緩解了料漿加熱管結(jié)垢問(wèn)題，獲得國(guó)家實(shí)用新型專利：磷銨加熱器清洗裝置（專利號(hào)ZL201420478204.1）。

1.5 噴霧干燥系統(tǒng)

保留原φ9 000 mm×31 200 mm噴粉塔系統(tǒng)，新增加一套φ10 000 mm×32 200 mm噴粉塔系統(tǒng)，滿足240 kt/a粉狀磷酸一銨裝置生產(chǎn)需求［4］。

1.6 公用工程

該公司的水、電都可滿足技改后生產(chǎn)需求。新增1臺(tái)35 t/h中壓流化床燃煤鍋爐，蒸汽背壓發(fā)電供磷銨裝置使用，低壓飽和蒸汽供磷銨濃縮和干燥等使用，同時(shí)將鍋爐尾氣用作噴霧干燥塔的干燥熱源。該技術(shù)充分利用了燃煤鍋爐尾氣余熱，利用磷銨霧狀氨化料漿吸收鍋爐尾氣中SO2，除塵和脫硫效果顯著，據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門檢測(cè)，脫硫效率達(dá)到82%以上。該技術(shù)正在申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利：一種鍋爐尾氣余熱利用的新技術(shù)。

1.7 主要設(shè)備

改造后主要設(shè)備見(jiàn)表1。

表1 改造后主要設(shè)備一覽表

2 存在的問(wèn)題及對(duì)策

項(xiàng)目改造后，主要在磷酸生產(chǎn)過(guò)程中存在一些問(wèn)題，經(jīng)整改后達(dá)到預(yù)期效果。主要問(wèn)題有：（1）生產(chǎn)原料磷礦石采用小批量、多家采購(gòu)的方式采購(gòu)，原料來(lái)源不穩(wěn)定，萃取指標(biāo)波動(dòng)大；（2）濾布破損率高，更換周期短；（3）沖盤(pán)水管材質(zhì)為304不銹鋼，易磨損；（4）膏狀絮凝劑的使用效果差。針對(duì)存在問(wèn)題采用如下應(yīng)對(duì)措施：（1）大批量、定點(diǎn)采購(gòu)中低品位磷礦石，穩(wěn)定原料來(lái)源，穩(wěn)定萃取指標(biāo)；（2）選用耐高溫濾布；（3）將沖盤(pán)水管材質(zhì)更換為316L；（4）選用粉狀高分子量絮凝劑。

3 實(shí)施效果

3.1 產(chǎn)品質(zhì)量

該項(xiàng)目年操作時(shí)間為300 d（7 200 h），產(chǎn)品滿足GB 10205—2009料漿法粉狀磷酸一銨一等品標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 產(chǎn)量

改造后磷酸一銨裝置產(chǎn)量見(jiàn)表2。由表2可知，改造后磷酸一銨產(chǎn)量達(dá)到240 kt/a以上。

表2 改造后磷酸一銨產(chǎn)量

3.3 倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸

該項(xiàng)目粉狀磷酸一銨不用包裝袋，全部存放在粉狀磷銨庫(kù)中，通過(guò)散裝車運(yùn)輸?shù)街宣}安徽紅四方肥業(yè)股份有限公司原料庫(kù)，大大節(jié)約了包裝成本和人工成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

該項(xiàng)目充分挖掘原有磷銨裝置的潛能，投資2 990萬(wàn)元，采用多項(xiàng)自主發(fā)明的國(guó)家發(fā)明專利和實(shí)用新型專利，將磷銨的生產(chǎn)能力擴(kuò)大為240 kt/a，產(chǎn)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。該項(xiàng)目值得在同類企業(yè)推廣應(yīng)用。