大型濕法磷酸裝置300kt P2O5/年萃取槽槽頂襯膠鼓包修復(fù)技術(shù)探討

董云良 （云南三環(huán)中化化肥有限公司 650113）

一、引言

云南三環(huán)中化化肥有限公司目前有國內(nèi)最大的濕法磷酸萃取反應(yīng)裝置，該裝置的重點(diǎn)設(shè)備萃取槽為鋼筋混凝土方槽，因?yàn)椴蹆?nèi)的溫度高及存在強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)需要進(jìn)行內(nèi)部襯里防腐以保證設(shè)備的正常使用，槽內(nèi)底板和壁板采用襯膠+碳磚進(jìn)行襯里防腐，使用效果較好；槽頂因碳磚無法固定，故采用襯膠進(jìn)行襯里防腐，由于槽內(nèi)溫度高、介質(zhì)具有強(qiáng)腐蝕性，經(jīng)常襯膠出現(xiàn)故包現(xiàn)象，嚴(yán)重影響裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。此次主要分析混凝土與襯膠的粘結(jié)強(qiáng)度、混凝土易滲水和槽內(nèi)介質(zhì)等造成襯膠鼓包的原因，并針對(duì)原因探討采取的技術(shù)改進(jìn)措施和可行性。

二、論點(diǎn)

通過分析混凝土與襯膠的粘結(jié)強(qiáng)度、混凝土結(jié)構(gòu)和槽內(nèi)介質(zhì)的特性，萃取槽槽頂襯膠鼓包的形成過程，針對(duì)以上特性中存在的問題與襯膠鼓包的形成關(guān)系，探討解決的技術(shù)措施，并對(duì)技術(shù)措施進(jìn)行優(yōu)劣評(píng)價(jià)，保證萃取槽類似問題的處理，使裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

三、論據(jù)及論證

云南三環(huán)中化化肥有限公司目前有國內(nèi)最大的濕法磷酸萃取裝置兩套，每套裝置生產(chǎn)能力為300ktP2O5/年，該裝置重點(diǎn)設(shè)備萃取槽為一個(gè)相互連通的六個(gè)的方格槽，每個(gè)方格槽尺寸為5970×5970×8000（L×W×D），每個(gè)方格槽上設(shè)置一臺(tái)攪拌器，防止物料沉積和充分反應(yīng)。槽內(nèi)頂部襯膠常常鼓包以至于影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，每年都要進(jìn)行停車維修，又因?yàn)橥＼囃＼嚂r(shí)間長（約20天），修復(fù)效果不是很明顯所以一直存在著隱患。經(jīng)過綜合的分析發(fā)現(xiàn)主要是混凝土與襯膠的粘結(jié)強(qiáng)度不足、混凝土存在滲水現(xiàn)象和槽內(nèi)介質(zhì)吸附襯膠表面形成襯膠鼓包。探討技術(shù)措施主要針對(duì)上述三方面的原因進(jìn)行論證，尋求最最佳處理解決方案，消除裝置生產(chǎn)隱患。

四、論證方法與步驟

查閱襯膠膠板性能參數(shù)和試驗(yàn)報(bào)告單、C30混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、槽內(nèi)反應(yīng)過程產(chǎn)生的泡沫和氣體的吸附力，分析襯膠鼓包的形成和三方面導(dǎo)致襯膠產(chǎn)生鼓包的機(jī)率，論證解決措施并形成技術(shù)方案。

（1）萃取槽參數(shù)如下：

規(guī)格：(5970L×5970W×8000D)×6 室、槽壁（C30 砼+襯膠+碳磚）、槽頂（C30砼+襯膠）

槽內(nèi)介質(zhì)：硫酸、磷酸、磷酸料漿、氟硅酸、氟化氫；

料漿溫度：75——85℃；控制液位：≤85%。

（2）混凝土與襯膠的粘結(jié)強(qiáng)度：（以靖江王子橡膠有限公司B-5S膠板為例進(jìn)行論證）

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出，橡膠板與鋼板之間的粘結(jié)強(qiáng)度在施工完成2天后即達(dá)到粘結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)要求，破壞度在2天后就只僅存在于橡膠板自身的破壞；而橡膠板與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度在施工完成2天后僅達(dá)到粘結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)的53%，在30天后達(dá)到粘結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)的67%，需要在施工完成180天后才能達(dá)到粘結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)要求，破壞度在2天后完全在橡膠與粘結(jié)劑之間破壞，在30天后主要在橡膠與粘結(jié)劑之間破壞，只有在180天后才是在橡膠板自身的破壞。綜合目前使用的萃取槽鼓包的情況來看，的確與上述試驗(yàn)結(jié)果吻合，證明橡膠板與混凝土板之間的粘結(jié)強(qiáng)度不足是造成槽頂襯膠鼓包的主要原因。解決的措施是采用與橡膠板粘結(jié)強(qiáng)度較高的鋼板鉚接于混凝土的表面然后在鋼板上襯膠或延長施工完成后的保養(yǎng)時(shí)間以達(dá)到橡膠板與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到粘結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)再投入使用。措施一粘結(jié)強(qiáng)度好、修復(fù)效果明顯，不足之處是施工困難；措施二易施工、不破壞混凝土層，缺點(diǎn)是保養(yǎng)時(shí)間較長，正常的生產(chǎn)裝置無法滿足時(shí)間要求。

（3）混凝土滲水

鋼筋混凝土在澆灌的過程中由于振打不充分和干燥過程中的收縮，其間會(huì)產(chǎn)生很微小的縫隙，在加上混凝土自身結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的分子間間隙，很容易滲水；另外萃取槽頂預(yù)埋了不少管道和接管口，隨著溫度的變化和受介質(zhì)的腐蝕這些接口與混凝土的連接點(diǎn)易產(chǎn)生相對(duì)較大的縫隙，就為滲水創(chuàng)造了條件，水份進(jìn)入襯膠與混凝土之間。水份在溫度升高的過程中由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，體積增大迫使襯膠與粘結(jié)劑之間產(chǎn)生分離造成膠板脫落形成鼓包。措施主要是保證槽頂外部和管口周圍防腐完好及防止積水，盡可能不讓水份滲入襯膠板與混凝土之間。

（4）槽內(nèi)介質(zhì)影響

萃取槽主要是用來將礦漿與硫酸反應(yīng)萃取磷酸的主要設(shè)備，槽頂距反應(yīng)料漿液面1米左右，該空間內(nèi)存在大量在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的反應(yīng)熱、泡沫、氟化氫氣體，反應(yīng)熱會(huì)使橡膠板與混凝土之間膨脹不一致，形成破壞粘結(jié)的外力；泡沫會(huì)攜帶反應(yīng)未完全的濃硫酸接觸橡膠板導(dǎo)致膠板老化；氟化氫氣體回淤積在橡膠板表面形成硅膠，積累多了會(huì)由于重力同樣會(huì)對(duì)膠板粘結(jié)形成破壞力，所以它們均會(huì)造成襯膠鼓包。措施主要嚴(yán)格控制萃取槽的料漿液位，保證反應(yīng)熱及時(shí)的移出、降低氟化氫氣體淤積量，添加消泡劑減少泡沫量。

五、結(jié)論

本次大型濕法磷酸裝置300ktP2O5/年萃取槽槽頂襯膠鼓包修復(fù)技術(shù)方案的探討，主要通過對(duì)橡膠板鼓包形成的原因，從膠板性能參數(shù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比來從根本上分析內(nèi)在要因，制定相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)要點(diǎn)；另外從混凝土易滲水、槽內(nèi)介質(zhì)對(duì)鼓包的影響的外在原因，采取降低發(fā)生機(jī)率的輔助技術(shù)措施，形成最優(yōu)的技術(shù)修復(fù)方案。對(duì)于主要問題我們采取要因分析法，確定要因，制定技術(shù)要點(diǎn)，才能根本解決問題。該修復(fù)方案的探討讓我們具備了主持分析的能力和處理復(fù)雜問題的能力，也是為化工行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備管理的理論及實(shí)踐知識(shí)的發(fā)展做出依據(jù)。通過以上的探討和論證可見分析方法的應(yīng)用是多么的重要，該技術(shù)方案的探討提出的問題更多的是對(duì)類似的問題做出先率，為今后的問題發(fā)展帶好頭，并在發(fā)現(xiàn)問題后能及時(shí)的改正提供條件，同時(shí)為同類復(fù)雜問題解決提供借鑒。

① 王巍等編著 《石油化工設(shè)備防腐蝕技術(shù)》；化學(xué)工業(yè)出版社；

②HGJ229-91 《化工設(shè)備、管道防腐工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》；

③江蘇靖江王子橡膠有限公司 B-5S膠板性能參數(shù)表。