通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线结垢的方法
【专利摘要】本发明公开了一种通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线结垢的方法，先在料浆泵的出口设置一个三通控制阀，然后制备热洗液，连接管路后用热洗液进行清洗2-4小时。本发明的方法利用酸性料浆反应活性高、剥蚀能力强的特点，通过工艺热洗的方法，有效去除磷铵设备、管线内壁产生的结垢，既提高了清理效率，又节约了资源，保证了装置的开车率。
【专利说明】通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线结垢的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于磷复肥生产【技术领域】，涉及一种通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线 结垢的方法。
【背景技术】
[0002] 在磷复肥行业磷酸二铵的生产过程中，磷铵料浆在输送时始终处于不断的反应之 中，由于湿法磷酸中含有一定含量的倍半氧化物，反应极易生成一些复合盐，加之料浆输送 时设备管线的散热降温，使料浆中反应产生的盐类粘附在设备和管线的内壁上，随着时间 的延长，结垢越来越厚。严重时，影响磷铵装置的生产负荷和装置开车率。
[0003] 同行业中，面对这样的问题一般的处置方法是人工清理。即：将结垢严重的料浆管 线拆卸解体，由人工用清理工具清理设备、管线内壁的结垢。同时，中和槽也必须进行彻底 的清理，才能确保其内部的沉淀和过滤网上的结垢去除干净，不影响下一个周期的正常生 产。
[0004] 有些采用料浆法，即管式反应器生产磷酸二铵的企业在处置类似问题时，采用装 置短时间停运，快速更换管式反应器的方法，其根本还是人工清理。
[0005] 有些企业为了提高清理效率，采用高温焙烧的方法去除结垢，在时效上相对人工 清理有一定进步，但对设备、管线本身的损伤较大。众所周知，磷铵制浆系统的设备、管线的 材质均为316L合金不锈钢，价格比较昂贵。这种清理方法每年但就备机备件的费用也是一 笔可观的财富。
[0006] 以上这些人工清理的方法不但清理时间长，而且清理的效果差，清理存在许多盲 区，工人劳动强度大。无论是采取快速更换后清理还是现场拆卸后清理，或者高温焙烧清 理，都严重影响装置长期稳定的运行，并且作业过程存在一定的安全风险。长期以来，没有 一个行之有效的工艺方法能在不拆卸设备管线的前提下快速去除设备、管线内壁的结垢。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线结垢的方法，解决 了现有技术中存在的清理时间长且存在盲区、效果差，工人劳动强度大的问题。
[0008] 本发明的技术方案是，一种通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线结垢的方法，按 照以下步骤实施，
[0009] 1)在料浆泵的出口设置一个三通控制阀，三通控制阀另外两个接口分别连接中和 槽与循环酸槽，放有浓磷酸；
[0010] 2)将循环酸槽内的浓磷酸用管线直接送入中和槽，使浓磷酸液位高于中和槽出 口阀40-60cm，然后打开中和槽气氨调节阀通入气氨，当中和槽内和氨反应的中和度为 0. 7-0. 9时，停止通入气氨，得到热洗液，氨支管通入小量蒸汽防止物料堵塞支管，或直接关 闭氨支管角阀，
[0011] 3)在造粒机内，拆除造粒机内部料浆管线上的喷咀，并用丝堵将喷咀位置堵塞； 同时，拆掉造粒机料浆管线后端的底盖，用相同口径的金属波纹管一端连接在造粒机料浆 管线的后端，另一端连接在中和槽的备用出口阀上，连接好后，依次打开自中和槽经料浆 泵、料浆管线至中和槽闭环管线上的所有阀门，用蒸汽吹扫，确认畅通后关闭蒸汽；
[0012] 4)开启料浆泵，使步骤2)中在中和槽内制备的热洗液自中和槽内流入料浆泵内， 经料浆泵送入料浆管线，在造粒机料浆管线的底端，经步骤3)连接的金属波纹管返回中和 槽，而形成一个闭环循环清洗，清洗时间为2-4小时。
[0013] 本发明的特点还在于，
[0014] 步骤2)中浓磷酸的体积浓度为35-45 %。
[0015] 步骤2)-步骤4)的实施温度均在70°C _100°C的温度下进行。
[0016] 本发明的有益效果是
[0017] 1、采用酸性料浆热洗磷铵料浆管线工艺后，磷铵制浆系统的设备、管线不用再拆 卸、解体，进行人工清理。提高了工作效率、降低了工人的劳动强度，清理的效果更加理想；
[0018] 2、一次装配、长期受益，磷铵制浆相关的设备管线不再会因清理变形、焙烧损坏而 经常性的进行更换备件，节约了企业的大量资金；
[0019] 3、传统法生产二铵时，中和槽不用再进行人工清理，消除了受限空间作业的安全 隐患，提高了企业的安全效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本发明通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线结垢的方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0022] 本发明提供一种通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线结垢的方法，如图1所示， 按照以下步骤实施，
[0023] 1)在料浆泵的出口设置一个三通控制阀，三通控制阀另外两个接口分别连接中和 槽与循环酸槽，放有浓磷酸；
[0024] 2)将体积浓度为35-45 %的浓磷酸用管线直接送入中和槽，使浓磷酸液位高于中 和槽出口阀40-60cm，然后打开中和槽气氨调节阀通入气氨，当中和槽内浓磷酸和氨反应 的中和度为〇. 7-0. 9时，停止通入气氨，得到热洗液，氨支管通入小量蒸汽防止物料堵塞支 管，或直接关闭氨支管角阀，
[0025] 3)在造粒机内，拆除造粒机内部料浆管线上的喷咀，并用丝堵将喷咀位置堵塞； 同时，拆掉造粒机料浆管线后端的底盖，用相同口径的金属波纹管一端连接在造粒机料浆 管线的后端，另一端连接在中和槽的备用出口阀上，连接好后，依次打开自中和槽经料浆 泵、料浆管线至中和槽闭环管线上的所有阀门，用蒸汽吹扫，确认畅通后关闭蒸汽；
[0026] 4)开启料浆泵，使步骤2)中在中和槽内制备的热洗液自中和槽内流入料浆泵内， 经料浆泵送入料浆管线，在造粒机料浆管线的底端，经步骤3)连接的金属波纹管返回中和 槽，而形成一个闭环循环清洗，清洗时间为2-4小时。
[0027] 以上所有步骤的实施温度均在70°C _100°C的温度下进行
[0028] 磷铵装置开车生产有一定的周期性。其主要原因一方面是磷酸二铵的吸湿性引起 的返料设备和溜管结疤，另一方面就是因料浆设备、管线结垢无法满足磷铵装置的正常生 产。按照常规的生产部署，在一个生产周期进行到一定时间后，磷铵装置会组织一次计划停 车，对相关设备、管线进行清理。本工艺方法正是在磷铵装置计划停车时开始运行的。
[0029] 传统方法中，磷铵装置计划停车时，通常都会将中和槽内的物料消化干净，然后利 用热水对中和槽进行热洗，或者直接由人工进行清理。
[0030] 本发明提出的方法实施具体的操作步骤就在中和槽吃空物料，返料设备计划停车 后开始。首先是制备热洗液。将体积浓度为35-45%的浓磷酸用管线直接送入中和槽，浓磷 酸液位控制根据中和槽出口阀，即料浆泵进口阀的高度而定，一般控制指标为1. 4-1. 8m，即 高于中和槽出口阀40-60。!!!。当中和槽内的浓磷酸液位达标后，停止进酸。打开中和槽气氨 调节阀通入气氨，中和槽开始反应，制备热洗液。中和槽内浓磷酸和氨反应的中和度一般控 制在0. 7-0. 9。中和度达标后停止通氨，关闭中和槽氨阀，氨支管通入小量蒸汽防止物料堵 塞支管，或直接关闭氨支管角阀。
[0031] 在中和槽制备热洗液的同时，安排工人进入造粒机内，拆除造粒机内部料浆管线 上的喷咀，并用丝堵将喷咀位置堵塞。同时，拆掉造粒机料浆管线后端的底盖，用相同口径 的金属波纹管一端连接在造粒机料浆管线的后端，另一端连接在中和槽的备用出口阀上。 管线连接好后，打开自中和槽至料浆泵至料浆管线至中和槽闭环管线上的所用阀门，用蒸 汽吹扫，确认畅通，随后关闭蒸汽。
[0032] 开启料浆泵，中和槽内制备的酸性料浆热洗液就自中和槽内流入料浆泵内，经料 浆泵送入料浆管线，在造粒机料浆管线的底端，经连接的金属波纹管返回中和槽，物料形成 一个闭环循环。
[0033] 随着酸性料浆热洗液被料浆泵不断的吸入和压出，热洗液在高速流动的过程中与 设备、管线内壁的结垢发生化学反应，结垢分解脱落，同时，由于酸性料浆制备的热洗液含 有大量的盐类颗粒，在高速运动过程中剥蚀能力较强，设备、管线上的结垢在初步被分解反 应后，随着高速运动的热洗液剥离，达到清理设备、管线内壁结垢的目的。
[0034] 根据实践操作，热洗2-4小时后，中和槽内壁、料浆泵内壁、料浆管线内壁所有的 结垢均能全部脱落，设备明亮如新。整个制备的热洗液及热洗过程温度控制在70-100°C。
[0035] 在本发明的方法实施过程中，料浆泵的出口新增一个三通控制阀。正常生产和热 洗时，料浆或热洗液自中和槽内送入料浆管线。热洗结束后，中和槽内的热洗液可通过三通 控制阀进行切换，利用料浆泵送入循环酸槽备用。待系统再次开车时，按一定比例配入，随 着浓磷酸一起进入中和槽进行正常的中和反应，不会造成资源浪费和环境污染。
[0036] 传统方法生产磷酸二铵的工艺决定了，磷铵料浆在中和槽内进行预中和反应时， 其中和度指标约为1. 4-1. 6。也就是说，磷铵料浆是由40-60%的磷酸二铵和55-35%的磷 酸一铵以及大约5%左右的杂质盐类形成的复合性的盐水混合物。这些混合物在中和槽内 不断的反应、不断的被送出，由于其反应并不完全，当磷铵料浆离开中和槽进入料浆泵，并 通过料浆管线进入造粒机时，沿途经过的设备管线内壁都会富集一部分反应完全的盐类。 也就是说，结垢的主要成分是反应完全的磷酸一铵和磷酸二铵，以及少量的金属盐。根据磷 酸和铵反应的特点，当磷酸过量时，这些反应完全的磷铵盐就会被磷酸根分解，从头开始分 配阳离子。这样一来，已经形成固体物质的结垢就不能保证分子结构的稳定性，在不断的中 和、分解过程中，随着高速流动的液体脱离管壁，实现了工艺清理的目的。
[0037] 如果不使用本发明的方法，磷铵装置的运行周期为7-9天，计划停车后的清理时 间约为20-24小时。其中，中和槽内部清理需要2-4小时，料浆泵解体检修需要2-4小时，更 换料浆管线需要3-4小时。清理需要3人以上作业，检修需要4-5人作业。劳动强度大，安 全隐患多。拆卸下来的设备管线临时搁置一旁，待系统开车正常后，再次安排工人对管线内 壁的结垢进行酸洗或焙烧清理，或用高压清洗机清理。同时，每一个季度，相应的设备管线 都会因频繁清理而残损报废，需要更换新的设备管线。每年仅设备更新费用约需10万元。
[0038] 在使用本发明的方法后，磷铵装置料浆管线仅在年度大修时进行例行检查时进行 拆卸即可。中和槽内壁的清理检查频次由原来的每次停车都需检查清理减少到每月检查一 次，无需清理。每次热洗时，只需一个人操作即可，不再需要大量的人力资源。设备由于不再 拆卸，损耗较小，经过一年的实践，设备、管线依旧完好，不需要再次更新。改造后，计划停车 清理的时间大大缩短，从热洗液的制备到开始热洗再到热洗结束，放空中和槽内的热洗液， 全部过程仅需4-5小时。为装置正常开车争取了大量时间，有效提高了装置的开车率。
【权利要求】
1. 一种通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线结垢的方法，其特征在于，按照以下步骤 实施， 1) 在料浆泵的出口设置一个三通控制阀，三通控制阀另外两个接口分别连接中和槽与 循环酸槽，放有浓磷酸； 2) 将循环酸槽内的浓磷酸用管线直接送入中和槽，使浓磷酸液位高于中和槽出口阀 40-60cm，然后打开中和槽气氨调节阀通入气氨，当中和槽内和氨反应的中和度为0. 7-0. 9 时，停止通入气氨，得到热洗液，氨支管通入小量蒸汽防止物料堵塞支管，或直接关闭氨支 管角阀， 3) 在造粒机内，拆除造粒机内部料浆管线上的喷咀，并用丝堵将喷咀位置堵塞；同时， 拆掉造粒机料浆管线后端的底盖，用相同口径的金属波纹管一端连接在造粒机料浆管线的 后端，另一端连接在中和槽的备用出口阀上，连接好后，依次打开自中和槽经料浆泵、料浆 管线至中和槽闭环管线上的所有阀门，用蒸汽吹扫，确认畅通后关闭蒸汽； 4) 开启料浆泵，使步骤2)中在中和槽内制备的热洗液自中和槽内流入料浆泵内，经料 浆泵送入料浆管线，在造粒机料浆管线的底端，经步骤3)连接的金属波纹管返回中和槽， 而形成一个闭环循环清洗，清洗时间为2-4小时。
2. 根据权利要求1所述的通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线结垢的方法，其特征在 于，步骤2)中浓磷酸的体积浓度为35-45%。
3. 根据权利要求2所述的通过酸性料浆热洗去除磷铵料浆管线结垢的方法，其特征在 于，步骤2)-步骤4)的实施温度均在70°C -KKTC的温度下进行。
【文档编号】C01B25/28GK104058379SQ201410330793
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】宋鹏, 屈小强, 张永辉, 王向文 申请人:陕西陕化煤化工集团有限公司