二水法磷酸生产中降低硫酸消耗的几点措施

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我公司现有磷酸萃取装置3套（3.5万吨、3.5万吨、5万吨/a各1套），过滤机3台（型号PF-55 2台，型号HDZP-55 1台）。采用湿法排渣。多年来一直使用渣场回水作为过滤洗涤水，洗涤率在97%左右（石膏水溶P2O5约0.6%）。

2011年渣场回水w （P2O5）在1.5%左右。2011年磷酸系统硫酸消耗为2.90t/t P2O5，2012年1季度平均为2.86t/t P2O5。

降低硫酸消耗的主要工作就是将反应后的磷酸尽可能地回收。在磷酸系统稳定运行的条件下，系统损耗基本稳定。提高磷酸收率就主要体现在控制磷酸过滤系统磷损失，且过滤系统影响硫酸消耗的磷损失主要是磷石膏洗涤后残留的水溶磷。我公司在生产控制中主要是分析磷石膏中水溶磷含量，折算成洗涤率控制。公司内部控制指标为：洗涤率≥97%，合格率≥90%。2010年～2011年洗涤率平均值为97.3%，合格率为85%。

为了降低硫酸消耗，我们从控制过滤洗涤效果入手，提高过滤系统洗涤率，降低石膏中的水溶磷含量。

1 提高过滤系统洗涤率，降低硫酸消耗的措施

1.1 合理选择过滤系统洗涤用水

采用3次逆流洗涤工艺对磷石膏进行洗涤。因为采用湿法排渣，为了平衡渣场水量，一直都使用w （P2O5）在1.5%左右的渣场回水作为三洗水，洗涤率无法达到工艺指标要求。后又在三洗后增加了5～10m3/h的清水进行洗涤，才勉强使磷的洗涤率达到工艺指标要求。

从洗涤原理讲，要提高洗涤率，主要应降低洗涤水的磷含量。使用清洁水，可大幅度降低石膏中的水溶磷含量；但系统将难以实现水平衡。为此，我们以5万t/a装置为例，对装置中各用水点使用的水量和水质作了全面的统计，见表1。

2012年3～4月，利用停车检修的机会，对萃取系统中尾气洗涤和过滤系统洗涤水进行改造。改造后尾气洗涤系统使用渣场回水，过滤洗涤使用循环B水。改造前后磷石膏洗涤率数据对比如下：

改造前：磷石膏w （P2O5） 0.63%，洗涤率96.85%，洗涤率合格率74.07%；

改造后：磷石膏w （P2O5） 0.35%，洗涤率98.28%，洗涤率合格率87.10%。

从结果看，改造取得了很好的成绩，但洗涤率的合格率还未达到要求，仍小于90%。

1.2 改善滤盘洗涤水分布，提高洗涤效果

我公司使用HDZP-55过滤机，洗涤水从布斗流出后靠其后的围堰将水挡住后在分布斗和围堰之间形成洗涤水液膜。正常生产时因围堰老化，洗涤水分布不均，常出现部分区域没有洗涤水或出现洗涤水串液现象，影响整体洗涤效率。

为了解决洗涤水分布问题，借鉴现有装置的特点，我们在每个区域中增加了一个围堰，并全部设置成活动结构，方便随时调整。

洗涤水分布和洗涤水改造后磷石膏洗涤率数据对比如下：

改造前：磷石膏w （P2O5） 0.35%，洗涤率98.28%，洗涤率合格率87.10%；

改造后：磷石膏w （P2O5） 0.30%，洗涤率98.49%，洗涤率合格率100%。

1.3 关停小四洗，进一步降低磷石膏水溶磷含量

虽然小四洗对提高洗涤率有帮助，特别是在三洗水溶磷含量较高的情况下，效果更明显；但其分走了部分三洗水水量，导致三洗水洗涤水形成的液膜区域过小，影响洗涤效果。在使用小四洗的情况下，洗涤后石膏中最终含液量在29～35%，关停小四洗后，石膏中最终含液量在20～25%，在石膏液相磷含量变化不大的情况下降低了石膏中水溶磷总量，石膏水溶磷总量进一步降低，由停车前的w （P2O5水溶） 0.30%降为w （P2O5水溶） 0.18%。

1.4 降低萃取料浆SO3含量，进一步降低硫酸用量

我公司SO3内部控制指标为25～45g/L，正常情况下月平均值为36 g/L左右。为进一步降低硫酸消耗，通过上述措施将料浆SO3控制在25～35g/L， 月平均值为30 g/L左右，使磷酸生产降低硫酸消耗1%。

2 综合效果

技改在我公司5万吨/a P2O5磷酸装置取得效果后，我们立即在其他装置进行了类似改造，2011年硫酸消耗平均为2.90t/t P2O5，改造后2012年硫酸消耗平均为2.779t/t P2O5，按照年产12万t P2O5磷酸计算，年节约硫酸1.45万t。

作者简介：

徐立创（1966-），男，安徽合肥人，安徽师范大学化工系毕业，工程师，合肥四方磷复肥有限责任公司制造部部长。