氟硅酸鈉合成槽改進及應用

陳 虹，白保生

（云南云天化紅磷化工有限公司生產制造中心，云南開遠 661699）

0 引言

氟硅酸鈉生產裝置中合成槽為生產系統(tǒng)的核心設備。因氟硅酸鈉生產過程具有強烈的腐蝕性，傳統(tǒng)的合成槽設計通常采用聚氯乙烯（PVC）材質。因氟硅酸鈉溶液的結晶，合成槽槽壁結垢速率較快，30 d左右就要對合成槽進行清理，清理過程中由于PVC板強度較低，槽體容易因受到敲擊而破損。

云南云天化紅磷化工有限公司共有2套氟硅酸鈉生產裝置，改造前合成槽底為球面形狀，因承受氟硅酸、氯化鈉溶液的攪拌沖刷、清理時敲擊等，受力較大，頻繁出現(xiàn)開裂損壞現(xiàn)象。槽體經過反復修補，1 ～2 年后合成槽就布滿裂紋，底部尤其明顯，生產過程中常常發(fā)生開裂泄漏現(xiàn)象，給生產現(xiàn)場的安全管理、環(huán)境衛(wèi)生及生產的持續(xù)安穩(wěn)運行帶來較大影響。

1 氟硅酸鈉合成槽的改進設計

為解決現(xiàn)有氟硅酸鈉合成槽因采用PVC材質制作導致的槽體特別是槽底部強度低、易開裂的問題，采用以下技術方案。

（1）將槽底易開裂部位更換為2507 雙相不銹鋼材質［1］，筒體底部通過法蘭與球形底槽連接，筒體頂部設置進酸口、氯化鈉進口，球形底槽底部開設有排料口。

（2）筒體頂部設置有固定架，固定架上設置有電機，電機輸出軸與攪拌軸的一端連接，攪拌軸另一端設置在筒體內且其底部設置有攪拌葉。

（3）筒體內側壁上設置有連接管，連接管一端與氯化鈉進口連通，另一端固定連接導流筒。

（4）攪拌葉設置在導流筒內，導流筒側壁和底部均勻分布導流孔。

（5）筒體頂部開設有排氣管、檢修人孔，筒體頂部側壁上開設有溢流管。球形底槽底部開設有排污口。

改進型氟硅酸鈉合成槽結構如圖1所示。

圖1 改進型氟硅酸鈉合成槽結構

鋼制的球面槽底加工比較困難，且費用較高。為減少成本、縮短工期，將底槽由三段不銹鋼圓錐體依次焊接而成，外觀形狀基本與球面一致，能滿足生產工藝要求。槽底采用2507 雙相不銹鋼材質能很大程度上提高槽體強度，有效解決因攪拌、清理造成的開裂問題。經過試驗，2507 雙相不銹鋼能長期承受氟硅酸鈉生產工況下的腐蝕。

2 氟硅酸鈉合成槽的改進實施

具體實現(xiàn)方式為：將現(xiàn)有合成槽球形底部拆除，在筒體外側壁底部焊接法蘭，通過三段不銹鋼圓錐體依次焊接制作成外形基本與球面一致的球形底槽，通過法蘭與筒體裝配固定。氯化鈉進口底部連接有多根連接管，連接管端部與導流筒固定連接，將導流筒固定?。?］。

使用時，氟硅酸通過進酸口進入筒體內，氯化鈉溶液通過氯化鈉進口進入，再分流到各連接管內進入導流筒，氟硅酸從導流孔進入導流筒內，氯化鈉溶液從導流孔流出，電機驅動攪拌葉攪拌，使氟硅酸與氯化鈉充分接觸反應，降低反應溶液局部飽和度，生成的氟硅酸鈉在球形底槽內聚集結晶，再通過排料口輸送到離心機內進行分離等工序［3］。過程中產生的氣體從排氣管排出，當液面過高時從溢流管溢流。

當球形底槽內壁結垢物過多時，設備停機，工作人員從檢修人孔進入，通過輔助工具敲除球形底槽內的結垢物，用清水沖洗后從排污口排出。由于球形底槽由不銹鋼材質制作而成，強度大大增加，不會因敲擊而產生裂縫甚至開裂，大大提高了合成槽的安全系數，確保生產的安全性。

3 氟硅酸鈉合成槽改進前后的對比

改進型氟硅酸鈉合成槽，由三段不銹鋼圓錐體依次焊接制成的接近球面的球形底槽替代PVC球形底槽，解決了合成槽因強度不足導致的開裂泄漏問題，提高了合成槽安全系數，延長了設備使用壽命，提高了生產安全性。同時球形底槽相較單純的錐形槽具有體積大的優(yōu)勢，便于氟硅酸鈉結晶，有利于保證產品質量和提高產量。

4 結語

云南云天化紅磷化工有限公司生產制造中心化肥廠在確保滿足生產工況強腐蝕性及生產工藝的前提下，對氟硅酸鈉合成槽槽底進行改造，選用2507 雙相不銹鋼板材質代替低強度的PVC 板材，并對錐體球面形狀進行改進。方案的實施有效解決了槽體強度不足導致的開裂現(xiàn)象，不但延長了設備使用壽命，降低了生產成本，而且對于周圍環(huán)境衛(wèi)生、安全環(huán)保管理有著積極的改善作用。