大型濕法磷酸裝置300kt P2O5/年萃取槽槽頂襯膠鼓包修復技術探討

董云良 （云南三環中化化肥有限公司 650113）

一、引言

云南三環中化化肥有限公司目前有國內最大的濕法磷酸萃取反應裝置，該裝置的重點設備萃取槽為鋼筋混凝土方槽，因為槽內的溫度高及存在強腐蝕性的介質需要進行內部襯里防腐以保證設備的正常使用，槽內底板和壁板采用襯膠+碳磚進行襯里防腐，使用效果較好；槽頂因碳磚無法固定，故采用襯膠進行襯里防腐，由于槽內溫度高、介質具有強腐蝕性，經常襯膠出現故包現象，嚴重影響裝置的穩定運行。此次主要分析混凝土與襯膠的粘結強度、混凝土易滲水和槽內介質等造成襯膠鼓包的原因，并針對原因探討采取的技術改進措施和可行性。

二、論點

通過分析混凝土與襯膠的粘結強度、混凝土結構和槽內介質的特性，萃取槽槽頂襯膠鼓包的形成過程，針對以上特性中存在的問題與襯膠鼓包的形成關系，探討解決的技術措施，并對技術措施進行優劣評價，保證萃取槽類似問題的處理，使裝置穩定運行。

三、論據及論證

云南三環中化化肥有限公司目前有國內最大的濕法磷酸萃取裝置兩套，每套裝置生產能力為300ktP2O5/年，該裝置重點設備萃取槽為一個相互連通的六個的方格槽，每個方格槽尺寸為5970×5970×8000（L×W×D），每個方格槽上設置一臺攪拌器，防止物料沉積和充分反應。槽內頂部襯膠常常鼓包以至于影響系統的安全穩定運行，每年都要進行停車維修，又因為停車停車時間長（約20天），修復效果不是很明顯所以一直存在著隱患。經過綜合的分析發現主要是混凝土與襯膠的粘結強度不足、混凝土存在滲水現象和槽內介質吸附襯膠表面形成襯膠鼓包。探討技術措施主要針對上述三方面的原因進行論證，尋求最最佳處理解決方案，消除裝置生產隱患。

四、論證方法與步驟

查閱襯膠膠板性能參數和試驗報告單、C30混凝土的結構特點、槽內反應過程產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致襯膠產生鼓包的機率，論證解決措施并形成技術方案。

（1）萃取槽參數如下：

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

槽內介質：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強度：（以靖江王子橡膠有限公司B-5S膠板為例進行論證）

從試驗數據可看出，橡膠板與鋼板之間的粘結強度在施工完成2天后即達到粘結強度指標要求，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強度在施工完成2天后僅達到粘結強度指標的53%，在30天后達到粘結強度指標的67%，需要在施工完成180天后才能達到粘結強度指標要求，破壞度在2天后完全在橡膠與粘結劑之間破壞，在30天后主要在橡膠與粘結劑之間破壞，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，的確與上述試驗結果吻合，證明橡膠板與混凝土板之間的粘結強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強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時間以達到橡膠板與混凝土之間的粘結強度達到粘結強度指標再投入使用。措施一粘結強度好、修復效果明顯，不足之處是施工困難；措施二易施工、不破壞混凝土層，缺點是保養時間較長，正常的生產裝置無法滿足時間要求。

（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，其間會產生很微小的縫隙，在加上混凝土自身結構內存在的分子間間隙，很容易滲水；另外萃取槽頂預埋了不少管道和接管口，隨著溫度的變化和受介質的腐蝕這些接口與混凝土的連接點易產生相對較大的縫隙，就為滲水創造了條件，水份進入襯膠與混凝土之間。水份在溫度升高的過程中由液態變為氣態，體積增大迫使襯膠與粘結劑之間產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）槽內介質影響

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

五、結論

本次大型濕法磷酸裝置300ktP2O5/年萃取槽槽頂襯膠鼓包修復技術方案的探討，主要通過對橡膠板鼓包形成的原因，從膠板性能參數、試驗數據對比來從根本上分析內在要因，制定相應的修復技術要點；另外從混凝土易滲水、槽內介質對鼓包的影響的外在原因，采取降低發生機率的輔助技術措施，形成最優的技術修復方案。對于主要問題我們采取要因分析法，確定要因，制定技術要點，才能根本解決問題。該修復方案的探討讓我們具備了主持分析的能力和處理復雜問題的能力，也是為化工行業生產設備管理的理論及實踐知識的發展做出依據。通過以上的探討和論證可見分析方法的應用是多么的重要，該技術方案的探討提出的問題更多的是對類似的問題做出先率，為今后的問題發展帶好頭，并在發現問題后能及時的改正提供條件，同時為同類復雜問題解決提供借鑒。

① 王巍等編著 《石油化工設備防腐蝕技術》；化學工業出版社；

②HGJ229-91 《化工設備、管道防腐工程施工及驗收規范》；

③江蘇靖江王子橡膠有限公司 B-5S膠板性能參數表。