大型稀磷酸儲罐壁垢合理清理方法

李維紅，羅江泉

（甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 甕?；す?，貴州 福泉 550501）

300 kt/a大型濕法磷酸裝置，配套設(shè)計(jì)的稀磷酸儲罐大多都在5 000 m3以上，容積大，可儲量多，很大程度上解決了磷酸裝置反應(yīng)、過濾工段計(jì)劃或非計(jì)劃停車對濃縮工段的影響，使得生產(chǎn)可充分連續(xù)化運(yùn)行。但儲罐貯存稀磷酸一段時間后，罐壁就會附著析出的沉淀物，形成壁垢，采用常規(guī)清理方式清理造成儲罐橡膠襯里大面積損壞。介紹一種計(jì)劃性周期清理方法，且采用儲罐交替運(yùn)行的方式。

1 大型稀磷酸儲罐壁垢的形成原因及生長周期

1.1 壁垢的形成原因

稀磷酸儲罐壁垢一部分來源于料漿過濾時穿過濾布進(jìn)入稀磷酸中的少量細(xì)小結(jié)晶，質(zhì)量通常占磷酸質(zhì)量的2%，粒度只有數(shù)微米，主要是硫酸鈣。另一部分來源于磷礦中所含雜質(zhì)的化合物，如氟硅酸鹽等［1］，在熱的濾液中其已達(dá)到飽和狀態(tài)，隨著貯存過程中溫度下降，這些化合物的濃度會超過它們的溶解度而產(chǎn)生沉淀，析出附著在儲罐橡膠襯里表面，形成壁垢。

1.2 壁垢的生長周期

稀磷酸儲罐的壁垢厚度與貯存稀磷酸的時間長短存在密切關(guān)聯(lián)，生產(chǎn)人員經(jīng)過近20年磷酸生產(chǎn)的實(shí)踐觀察，得出壁垢厚度與貯存時間的關(guān)系見圖1。

圖1 稀磷酸儲罐壁垢的生長厚度與貯存時間的關(guān)系

2 大型稀磷酸儲罐壁垢常規(guī)清理方式的危害

稀磷酸儲罐經(jīng)過一定時間的運(yùn)行，壁垢就會增厚，受自身重力、外來振動等因素的影響，罐壁上的垢層就會局部垮落；罐體橡膠襯里因缺陷點(diǎn)發(fā)生穿孔漏酸，這些情況就需要開罐清理檢修。一直以來儲罐都采取人工清理方式，作業(yè)人員以手拉升降式活動架為平臺，從罐體的東西南北4個方向從上至下進(jìn)行壁垢的挖掘清理，清理工具以鋤頭、鎬頭、鋼管、撬棍為主。每次清理結(jié)束，儲罐的橡膠襯里都會有成百上千個損傷點(diǎn)，既造成維修費(fèi)用大量增加，儲罐長期停運(yùn)，磷酸品質(zhì)無法保障，又留下罐體穿孔的安全環(huán)保隱患。2015年以來甕福化工公司稀磷酸儲罐常規(guī)清理方式新增維修成本見表1。

表1 稀磷酸儲罐常規(guī)清理方式新增維修成本

3 合理規(guī)劃儲罐清理周期，保護(hù)橡膠襯里

大型稀磷酸儲罐壁垢的清理，過去多為故障狀態(tài)后的清理，垢塊因生長過厚表面局部垮落、耙料器轉(zhuǎn)不動或罐體穿孔漏酸后被迫拉空清理。計(jì)劃清理采用壓力為0.6 MPa的工藝水或酸性循環(huán)水對著壁垢沖清，以帶槍頭的生產(chǎn)水帶為工具，壁垢薄、低、附著力弱，安全風(fēng)險小，橡膠襯里無損傷。計(jì)劃清理與非計(jì)劃清理優(yōu)劣比較見表2。

表2 大型稀磷酸儲罐計(jì)劃和非計(jì)劃清理優(yōu)劣比較

4 替代槽交替運(yùn)行保障清理周期

實(shí)現(xiàn)稀磷酸儲罐4個月1次的計(jì)劃性周期清理，需要替代槽罐，這既是保障稀磷酸澄清品質(zhì)使?jié)饪s工段連續(xù)化運(yùn)行的需要，也是實(shí)現(xiàn)儲罐壁垢周期性清理保護(hù)橡膠襯里的需要。替代槽改造：二級濃磷酸澄清槽作稀磷酸儲罐替代槽罐；新增過濾稀磷酸進(jìn)二級濃磷酸澄清槽的酸管線及閥門；新增二級濃磷酸澄清槽濃縮稀磷酸供酸泵及進(jìn)出口管線和閥門；新增二級濃磷酸澄清槽淤漿泵進(jìn)反應(yīng)槽的淤漿管線，具體改造細(xì)節(jié)見圖2。

圖2 磷酸裝置一、二系統(tǒng)二級濃磷酸澄清槽作稀磷酸槽罐替代改造

5 應(yīng)用實(shí)例

（1）2020年5月24日磷酸裝置一系統(tǒng)稀磷酸儲罐局部垮落的垢清理干凈后，于10月18日實(shí)施計(jì)劃性周期清理，現(xiàn)場測量罐壁垢塊厚度為15 cm，手搓垢塊無致密感，用0.6 MPa的工藝水沖洗12 h，全部壁垢安全脫落，橡膠襯里沒有損傷，只用3 d就完成了儲罐清理。

（2）2020年8月9日磷酸裝置二系統(tǒng)稀磷酸儲罐按4個月1次計(jì)劃清理干凈后，又于11月19日拉空作周期清理，現(xiàn)場測量罐壁垢塊厚度為13 cm，垢塊松軟，用0.6 MPa的工藝水沖洗10 h，全部壁垢安全脫落，橡膠襯里完好。

6 結(jié)論

在磷化工企業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)的方式下，針對大型稀磷酸儲罐常規(guī)清理方式造成橡膠襯里大面積損壞這一具體問題，對儲罐采取4個月1次的計(jì)劃性周期清理，使用替代槽交替運(yùn)行保障清理周期，橡膠襯里得到有效保護(hù)，每年平均節(jié)約維修費(fèi)用10余萬元，效果顯著，值得向同行推廣。