1 概述
石墨换热器是二水湿法磷酸浓缩体系的首要设备之一。该设备事故发生率高,且一旦发生事故,泊车时间较长,影响整个浓缩设备的运 转率,形成巨大的经济损失。安徽某化工有限公司现有2套浓缩设备,12万t/a磷酸二铵于1987年建成,24万t/a磷酸二铵于2001年7月建 成投产,现使用的石墨换热器均为国产设备。2套设备在运行的过程中,曾多次因石墨管断裂而泊车,严重限制了磷铵产值的进步。根据上述情况,公司成立QC小 组,对体系进行攻关,取得了显著的成效。现将石墨换热器列管决裂的原因及防备办法分析如下。
2 石墨换热器列管决裂的原因
二水湿法磷酸出产中,石墨换热器列管决裂的首要原因有3个方面。
(1) 刚开车阶段石墨换热器列管的决裂
体系刚开车时,若有操作人员违章作业,极易形成石墨换热器列管的决裂。具体表现为以下3种方法。
1 温差效应 刚开车时,体系管程磷酸温度为70℃左右,壳程中蒸汽的温度为120～130℃,两者温差约60℃,因为突然加大蒸汽量,会使一些积满坚硬阻塞物的石墨管因膨胀系数大,而形成管子胀裂。
2 低压蒸汽的冲击力 体系刚开车时,因为操作不小心,瞬间向体系加入很多蒸汽,会使石墨管受到巨大的冲击力而断裂。
3 循环酸的冲击力 刚开车时,若磷酸未充满体系,就敞开轴流泵,则会发生较大的冲击力,形成换热器管摇摆,然后危害石墨管,乃至导致列管决裂。
(2) 出产过程中石墨换热器列管的决裂
1 出产过程中,当体系提浓蒸腾水量过大,而长时间未能补充液位,使得体系静压头不足,形成磷酸在石墨换热器管内沸腾,引起爆管。一起因为体系酸循环量不足,引起酸的冲击而危害石墨管。
2 出产过程中,磷酸循环泵跳停或突然停电,使得体系的磷酸间断循环,而此刻蒸汽未能及时切断,管内酸温局部过热导致石墨换热器管的爆裂。
3 因为出产过程中磷酸爆沸,形成蒸腾室气相空间存在着很多的液沫,液沫中的杂质附在器壁上,形成垢层掉落阻塞石墨管口,在接连加热过程中结垢物阻塞管子,导致磷酸间断循环,引起石墨换热器爆裂。
(3) 整理过程中石墨换热器列管的决裂
二水湿法磷酸出产中,石墨管阻塞首要表现为石膏阻塞和结垢(首要成分为Na2SiF6与K2SiF6)阻塞两种方法。这些阻塞物有的用水冲刷就可疏通, 有的很难疏通,不得不凭借机械用具或高压水枪(一般高压水枪冲刷水压力为15～20MPa)进行整理,这样极易形成管子决裂。
3 防备石墨换热器列管决裂的办法
(1) 严把磷矿档次关,对矿质较差的矿源进行配矿，目前,六国公司根本使用开阳、宜昌、瓮福3家磷矿,根据矿源情况,搭配使用,根本上操控矿中 w(K2O+Na2O)≤0.35%;w(P2O5)≥32%;w(Fe2O3+Al2O3+MgO)≤3.2%,然后在必定程度上削减了体系阻塞。
(2) 严格操控工艺指标
1 严格操控进体系低压蒸汽的工艺参数。一般低压蒸汽的温度操控在120～130℃,蒸汽压力操控在0.10～0.22MPa,这样能够防止因温差效应引起石墨换热器列管的决裂及蒸汽压力过大对管子的冲击力。
2操控进浓缩体系稀磷酸的含固量。六国公司操控稀酸的含固量首要从两方面着手。第1,先将稀磷酸在沉降槽进行沉降,跟着温度的逐步降低,稀磷酸中的杂质盐类不断到达过饱和而分出,然后使进入体系的稀酸得到净化。第2,操控好磷酸反应的工艺指标,特别是反应料浆中SO42-余量,形成粗大均匀的CaSO4•2H2O晶体,并对破损的滤布及时更换,减小细晶、碎晶进入稀酸。出产中,一般要求操控进体系稀酸含固量小于2%。
3 操控闪蒸室真空度,防止因管程磷酸温度过高而爆管。在出产中,我公司操控体系绝压为10～20kPa,管程酸温低于77℃,这样在减缓管壁结垢速率、延长设备和石墨管寿数等方面都起到了很大的作用。
4 保证进、出体系的酸管疏通,并恰当进步循环酸在石墨管中的流速,有利于削减石墨管内的结垢。对石墨列管式换热器通常要求管内磷酸流速维持在2.5m/s左右,我公司石墨换热器管内磷酸流速为2.12m/s,根本满足了出产要求。
5 严格操控闪蒸室的液位及磷酸循环轴流泵的电流。在操作中,我公司老设备首要通过磷酸循环轴流泵的电流(160～170A)来操控液位,新设备则通过 闪蒸室液位计进行观察,然后保证体系运行时液位到达操作要求,坚持必定的静压头,防止磷酸在管程中沸腾,然后在必定程度上防止结垢,防止管子爆裂。
(4) 优化体系清洗流程,定时热洗
经过一段时间的操作,石墨换热器的内壁总不免发生盐类堆积和结垢,定时进行清洗十分必要。关于石墨管的清洗一般要求洗水温度维持在85～90℃。六国公司采用含60～80g/L(即5%H2SO4)的热硫酸液对体系进行循环清洗,清洗时间为6～8h,清洗周期为5～6天1次。一起在对石墨换热器进行清洗时,每次都对进、出体系的酸管线清洗约40min,然后削减结垢,保证整个体系接连、稳定的出产。
(5) 严格执行操作规程,按章就事
在出产中,操作人员必定要严格执行规章制度,防止人为因素形成对石墨换热器的危害。六国公司要求员工在操作中留意以下几点。1 削减各种介质的冷热冲 击,减缓温差效应。开泊车时,留意操控换热器的加(减)汽量,一般操控为1～2t/h,石墨管温升(或温降)速度小于20℃/h,然后防止冷热冲击而危害 石墨管。2 在向体系加汽时,应先翻开疏水阀,及时排出蒸汽管线中的不凝气体和冷凝水,以防水击现象。3 开车时,要确定体系充满酸后,再敞开轴流泵;停 车时先关闭轴流泵,再倒酸,可防止酸液对管制的冲击。4 整理时,先热水清洗石墨管,再派专人整理。这样既可减轻劳动强度,又可积累经历,削减整理时对石 墨列管的损伤。
3 对破损石墨管的处理
当石墨管决裂后,就应及时采纳办法进行处理,其过程如下:(1) 试漏 体系清洗结束,从低位 (或高位)向壳程中充水试压,查找裂管。试压压力为0.3MPa(表压)。(2) 堵管 排完水后封堵裂管,一般采用酚醛石墨胶泥的石墨柱并固化20h, 或采用橡胶堵头进行堵管。(3) 换管 当石墨换热器堵管数多达不能满足出产计划的要求时(一般到达总管的30%左右),就应该换管。
4 结束语
形成石墨换热器管制决裂的原因很多,但只要按规程仔细操作,定时热洗,就能防患于未然,使整个体系接连平稳地运行。
