一种适用于湿法磷酸低位闪蒸冷却系统的液沫分离方法与流程

本发明属于湿法磷酸料浆冷却技术领域，具体是涉及一种针对湿法磷酸低位真空蒸发冷却装置闪蒸室出口气相夹带液沫的分离方法。

背景技术：

湿法磷酸生产中，无论采用何种工艺，磷矿与硫酸分解过程中均会释放出大量的热量；为稳定反应料浆温度，必须将多余的热量移走。移除热量的方法有两类：①空气吹扫冷却(用空气与磷酸料浆进行热交换来达到冷却的目的)；②真空蒸发冷却(把磷酸料浆置于真空环境下，让料浆中的水绝热蒸发，从而达到降温的目的)。闪蒸冷却效果不受生产规模和气候条件限制，反应温度能稳定控制，且能耗较低，废气量小，但技术要求高；生产中普遍采用低位闪冷真空蒸发冷却工艺来冷却料浆。

闪冷真空蒸发冷却的主要设备是一台安装在大气腿高度的闪蒸冷却器，是一种真空条件下的气液分离器，反应槽来的热料浆以切线方向进入闪蒸室中部，冷却后的料浆从闪蒸室底部出口流出返回至反应槽；水蒸汽从顶部气体出口逸出，经液沫分离器二次分离，分离下来的液相物返系统回收，气相物经水吸系统洗涤后排空。

现有的低位闪蒸冷却系统，设计时采用卧式混流泵抽取料浆，受现场空间的限制，料浆泵安装在反应槽底部同一平面，由反应槽顶部取料，料浆泵吸入管置入液下1.5米，液沫分离器的下液管连接在料浆泵吸入管上。该装置在开车及运行中，料浆泵必须在真空的辅助抽吸下才能实现正常取料。由于液沫分离器下液管与料浆泵吸入管连接，在真空的抽吸作用下，料浆泵吸入管内的物料被倒吸入液沫分离器下液管内，在真空骤冷效应的作用下，管道结垢加快，运行3～4天后就会造成下液管堵塞，不能正常下液；其次分离高度仅为4.0米，当系统真空度达到-55kpa时，液沫分离器就不能下液；物料被吸入冷却循环水，致循环水系统无法正常运行，磷损失量较大。

如何克服上述问题，在现有技术中尚未见有很好地解决办法。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种工艺简单、操作方便、适用于湿法磷酸低位闪蒸冷却系统的液沫分离方法，解决现有湿法磷酸生产中低位闪蒸冷却设备管道易结垢堵塞、运行周期短、料浆吸入循环水等问题。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种适用于湿法磷酸低位闪蒸冷却系统的液沫分离方法，其特征在于：将液沫分离器下液管与料浆泵吸入管分离，使液沫分离器成为独立的分离设备；再将料浆泵吸入管与闪蒸室真空连接，连接点设置在闪蒸室液面以上0.5米，并控制低位闪蒸冷却系统的极限真空度达到-65kpa，使料浆泵吸入管带入的料浆在闪蒸室内完成气液分离；液沫分离器的分离高度≥5米；对液沫分离器下液管设置液封桶，用工艺水进行液封，且液封桶设置高位溢流管，并将分离下来的液相物料排入地槽进行回收。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

①本发明利用闪蒸设备的工作原理及工况条件，将闪蒸室与料浆泵吸入管连通(建立自身循环)，实现了真空辅助抽吸，连接管内的物料单向流通，消除了管道结垢的问题。

②本发明使低位闪蒸冷却系统内的物料形成两级分离(即闪蒸室一级分离、液沫分离器二级分离)；在系统极限真空操作条件下，经连接管带入的物料在闪蒸室内大量被分离，降低了液沫分离器的分离负荷，保障了工艺的稳定性和可靠性。

③本发明采用工艺水对液沫分离器下液管进行液封，不易在管道内形成结垢，保障了下液管的畅通，实现长期正常排液，料浆不再被吸入冷却循环水，无磷损失。

附图说明

图1为现有的低位闪蒸冷却系统工艺流程示意图；

图2为本发明改进后的低位闪蒸冷却系统工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，但附图和实施例并不是对本发明技术方案的限定。所有基于本发明教导所做出的变化或等同替换，均应属于本发明的保护范围。

1、现有生产系统的工艺问题研究

云天化股份红磷分公司7万吨/年的半水-二水磷酸装置二水低位闪蒸冷却系统，如图1所示，原始设计时采用卧式混流泵抽取料浆，受现场空间的限制，料浆泵安装在反应槽底部同一平面，由反应槽顶部取料，吸入管置入液下1.5米，液沫分离器的下液管连接在料浆泵吸入管上。该装置在开车及运行中，料浆泵必须在真空的辅助抽吸下才能实现正常取料。由于液沫分离器下液管与料浆泵吸入管连接，实现了真空辅助料浆泵抽吸料浆；但是造成的问题是液沫分离器的分离高度不足，运行中料浆泵进口管内的料浆被真空倒吸至分离器下液管内，在真空骤冷效应的作用下，管道结垢加快，下液不畅；其次为分离高度不足，当系统真空度达到-55kpa时，液沫分离器就不能下液；物料被吸入冷却循环水。

工艺改进思路，如图2所示：

①料浆泵吸入管与真空管道连接方式优化

将闪蒸室与料浆泵吸入管连接，闪蒸室的连接点选择在液面以上0.5米，确保提供至吸入管的真空不受闪蒸室物料的干扰；在系统真空度较高的情况下，即使吸入管内的物料被吸入闪蒸室(与料浆泵输送来的料浆一同进入系统)，也不会对生产造成影响。

②液沫分离器下液管排液方式优化

将液沫分离器下液管与料浆泵吸入管分离，形成独立的分离设备；根据生产所需的工艺条件要求，系统需达到的极限真空度为-65kpa,因此，将液沫分离器的分离高度提高至5米以上；液沫分离器下液管制作液封桶，用水进行液封，即使被吸入管内也不会形成结垢，液封桶设置高位溢流管，将分离下来的液相物料排入地槽进行回收。

实施例1

①断开原料浆泵吸入管与液沫分离器连接的管道，配通料浆泵吸入管与闪蒸室连接的真空管道；根据系统内的真空极限压力及介质，连接管等径选取管径为φ159×13的pp管制作，与料浆泵吸入管连接点不变，闪蒸室连接点取液面以上0.5米制作管口。

②根据液沫分离器排放介质化学成分及工况，选取φ630×20的pp管制作液封桶，液封桶高度选1.3米，以1.1米高位置为中心安装dn100的管口作为溢流口，以稳定液封槽液位。

③液沫分离器下液管等径选取管径为φ159×13的pp管制作，液封桶安装在液沫分离器下地面就近位置，实际分离高度为12.5米，安装管道保持最大斜度，避免运行中管内积料。

实施例2

重复实施例1，有以下不同点：

①调整装置生产负荷至70％，开启二水低位闪蒸冷却系统前，系统真空度按-35kpa控制,真空度达到控制指标约10分钟，探测料浆泵吸入管管壁已发烫，确认吸入管内已有料浆后，开启料浆循环泵建立循环；液沫分离器下液管液封桶内液位，无明显变化。

②系统运行2.0小时后，反应料浆温度略升高，调整系统真空度至-45kpa，液沫分离器下液管液封桶开始有少量酸液溢流，探测液沫分离器下液管、闪蒸室与料浆泵吸入管管壁温度正常。

③连续运行一个检修周期后(7天)，液沫分离器下液管保持正常下液、闪蒸室与料浆泵吸入管管壁温度保持正常，冷却循环水未见酸液带入；拆检闪蒸室、液沫分离器及相关管道，未见明显结垢。

实施例3

重复实施例1，有以下不同点：

①调整装置生产负荷至100％，开启二水低位闪蒸冷却系统前，系统真空度按-35kpa控制,真空度达到控制指标约10分钟，探测料浆泵吸入管管壁已发烫，确认吸入管内已有料浆后，开启料浆循环泵建立循环；液沫分离器下液管液封桶内液位，无明显变化。

②系统运行0.5小时后，调整系统真空度至-55kpa，液沫分离器下液管液封桶有少量酸液溢流；系统运行4.0小时后，根据反应料浆温升情况，逐步提高系统真空度至-65kpa，液沫分离器下液管液封桶酸液溢流量增大至0.3～0.5m³/小时。

③连续运行一个检修周期后(7天)，液沫分离器下液管保持正常下液、闪蒸室与料浆泵吸入管管壁温度保持正常，冷却循环水未见酸液带人；拆检闪蒸室、液沫分离器及相关管道，仅闪蒸室与料浆泵吸入管连接管道内有少量结垢。