張?zhí)燔?(甘肅甕?;び邢挢?zé)任公司技術(shù)發(fā)展部,甘肅 金昌 737000)
目前甘肅甕福公司磷酸濃縮裝置目前擁有4套磷酸濃縮系統(tǒng),濃縮系統(tǒng)副產(chǎn)氟硅酸約有8000噸。副產(chǎn)的氟硅酸則只能稀釋后進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)作為沖渣水使用,隨著渣場(chǎng)池水多次進(jìn)行回收使用,造成裝置內(nèi)循環(huán)水氟離子的富集,此外,隨著國家對(duì)環(huán)保的要求越來越嚴(yán)格以及周圍居民對(duì)環(huán)保意識(shí)的逐步提高,氟排放問題受到越來越多的關(guān)注,甘肅甕福公司氟硅酸的處理問題已迫在眉睫。
公司提出的氟硅酸鈉更新及擴(kuò)能改造項(xiàng)目,是在原有氟硅酸鈉裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行了必要改造。項(xiàng)目建成投用后,不僅有效解決了公司的氟硅酸滯留問題,也為公司帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
2.1 技術(shù)原理
經(jīng)過對(duì)各種氟硅酸鈉工藝流程的對(duì)比分析,本次氟硅酸鈉項(xiàng)目采用工業(yè)鹽-氟硅酸間歇合成法生產(chǎn)工藝。其工藝流程簡述如下。
用斗提機(jī)將工業(yè)氯化鈉送入化鹽槽,加水化鹽,合格的鹽水經(jīng)溢流進(jìn)入鹽水儲(chǔ)槽,用鹽水泵將比重為1.16-1.18的鹽水送至鹽水高位槽備用;將磷酸裝置的氟硅酸加入氟硅酸儲(chǔ)槽,澄清后用氟硅酸泵送入氟硅酸高位槽備用。
按先加酸后加鹽水的順序?qū)⒊吻宓姆杷岷望}水按質(zhì)量比1:1加入合成反應(yīng)槽,攪拌反應(yīng)10-15分鐘后,停攪拌槳,繼續(xù)結(jié)晶、沉淀40-45分鐘后將生成的氟硅酸鈉料漿從合成槽底部放至沉降洗滌槽,氟硅酸鈉料漿沉降、洗滌合格后經(jīng)緩沖過濾槽流至離心機(jī)脫水;啟動(dòng)離心機(jī),控制轉(zhuǎn)速,同時(shí)放入經(jīng)過濾合格的氟硅酸鈉料漿,氟硅酸鈉經(jīng)離心機(jī)脫水后用皮帶運(yùn)輸至產(chǎn)品堆放區(qū),母液則排入母液槽循環(huán)利用,洗液進(jìn)入洗液槽收集后用泵輸送到氟鹽廢水收集池存放。
2.2 氟硅酸鈉裝置更新改造方案
針對(duì)目前氟硅酸鈉裝置存在的設(shè)備損壞,工藝?yán)匣葐栴},在盡可能節(jié)省費(fèi)用的前提下,將氟硅酸鈉裝置進(jìn)行必要的改造,使其能在滿足安全、環(huán)保的條件下進(jìn)行生產(chǎn),達(dá)到生成要求。具體改造如下:
2.2.1 在原有工藝的基礎(chǔ)上增加母液收集槽、母液泵及攪拌裝置;洗液收集槽、洗液輸送泵及攪拌裝置,地下槽、地下槽泵及攪拌裝置。
2.2.2 將不能運(yùn)行的設(shè)備、管道及儀表進(jìn)行更新,將部分能運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行維修,使其能穩(wěn)定運(yùn)行。
2.2.3 將部分閑置的廢舊設(shè)備及鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除,清理現(xiàn)場(chǎng)各類垃圾,以便增加操作空間和消除安全隱患,保持生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的整潔。
2.2.4 對(duì)裝置內(nèi)成品區(qū)、氟硅酸泵區(qū)、地溝等地面貼耐酸瓷板進(jìn)行防腐處理,對(duì)設(shè)備、管道、鋼構(gòu)及平臺(tái)護(hù)欄等進(jìn)行刷防銹漆的防腐處理。
2.2.5 在部分操作面增設(shè)安全防護(hù)欄,以保證操作安全。
2.2.6 更新配電柜、電纜,照明燈具、按鈕箱等。
2.2.7 根據(jù)工藝要求,更新顯示儀表。
2.3 氟硅酸鈉裝置擴(kuò)能改造方案
更新改造完成后由于濃縮裝置產(chǎn)生的氟硅酸仍有富裕,為充分消耗富裕氟硅酸,改善優(yōu)化工藝條件,提高生產(chǎn)的連續(xù)性,進(jìn)一步提高裝置產(chǎn)能,經(jīng)裝置內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)勘查,充分利用現(xiàn)有裝置基礎(chǔ)條件,對(duì)裝置進(jìn)行擴(kuò)能改造。具體改造方案如下:
2.3.1 增加兩臺(tái)20m3合成結(jié)晶器,使裝置氟硅酸鈉合成能力大幅度提高。新合成結(jié)晶器采用碳鋼襯預(yù)硫化膠結(jié)構(gòu)。
2.3.2 新增增稠器一臺(tái)。將澄清的氟硅酸鈉母液進(jìn)入增稠器,進(jìn)一步澄清,排除水分,使氟硅酸鈉濃度提高,離心分離時(shí)提高了效率和氟硅酸鈉成品的品質(zhì)。新增稠器采用碳鋼襯預(yù)硫化結(jié)構(gòu),直徑取2500mm,以提高效率。
2.3.3 新增一臺(tái)刮刀式離心機(jī),使裝置擁有2臺(tái)離心機(jī),實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn),在故障時(shí)保證了生產(chǎn)的不間斷,也提高了產(chǎn)量。
3.1 產(chǎn)品為99%(干基)的氟硅酸鈉
3.2 生產(chǎn)規(guī)模為3000噸/年擴(kuò)能到9000噸/年的氟硅酸鈉。
本改造技術(shù)已成功實(shí)施并投入運(yùn)行,工藝合理、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠,適用性和可操作性強(qiáng),主要適用于磷復(fù)肥行業(yè)氟硅酸的處理及氟硅酸鈉的合成利用,在同行業(yè)同工程施工范圍內(nèi),達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。
存在問題:因反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生廢水,其主要成分為硅膠,鹽酸等,需單獨(dú)存放,以面造成環(huán)境污染,鹽酸的利用目前公司也沒好的處理工藝,有待進(jìn)一步研究。目前公司已嘗試用芒硝代替食鹽進(jìn)行氟硅酸鈉生產(chǎn),副產(chǎn)硫酸可在公司裝置系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)利用,減少了外排水,有效緩解外排廢水存放壓力將起到積極作用。
[1]周大軍,揭嘉.化工工藝制圖.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.6.
[2]張?jiān)氏?磷肥及復(fù)合肥工藝學(xué).北京;化學(xué)工業(yè)出版社,2008.1.
[3]譚天恩等編著.化工原理.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1990.6.