磷酸一銨噴霧干燥塔的工藝優化

鄭永琴

（中化重慶涪陵化工有限公司，重慶 408000）

磷酸一銨（MAP）是一種水溶性速效復合肥，有效磷（P2O5）與總氮的質量比約為5.44，是高濃度磷復肥的主要品種之一［1］。

中化重慶涪陵化工有限公司（以下簡稱中化涪陵）有2 套30 萬t/a 的料漿法粉狀磷酸一銨裝置，在2006年完成安裝調試并投入使用。產品規格為11-44-0，w（總養分）≥55%，w（總氮）≥10%，w（水）≤2.5%。采用噴霧干燥塔作為粉狀磷酸一銨的干燥設備技術成熟，干燥效果顯著［2］，但隨著系統運行時間的延長，噴霧干燥塔出現塔壁物料頻繁垮塌、產品結焦、風帽堵塞等問題，影響生產裝置的正常連續運行。為解決上述問題，對該粉狀磷酸一銨裝置進行系統分析與優化，取得了良好的效果。

1 噴霧干燥塔運行工藝流程

天然氣經燃燒爐燃燒后產生熱空氣，熱風由熱風機輸送至噴霧干燥塔底部，經風帽提高風速后均勻地進入干燥室。達到要求的磷酸一銨料漿由三缸柱塞泵加壓輸送至干燥塔頂部，經陶瓷噴頭霧化成細微的霧狀液珠，被逆流熱空氣在極短時間內干燥為成品。成品連續地由干燥塔底部輸出，到包裝倉庫裝包待售。微塵物料進入收塵室收集，廢氣達標排放。

噴霧干燥塔運行系統的工藝流程見圖1。

圖1 干燥塔運行系統的工藝流程

2 存在問題的原因分析

磷酸中的雜質含量、磷酸一銨料漿中和度、料漿濃縮終點水含量、熱風溫度、烘塔時間等因素影響噴霧干燥塔的正常運行，具體分析如下。

2.1 磷酸中雜質含量的影響

磷酸中的雜質除了來源于磷礦，還來源于其他裝置產生的萃余酸和壓濾渣。萃余酸和壓濾渣中的鹽類含量較高，在磷酸中加入過量的萃余酸和壓濾渣，會影響磷酸一銨料漿的中和度控制、濃縮終點水分控制和干燥控制等。

2.2 磷酸一銨料漿中和度的影響

磷酸一銨料漿中和度控制過高，生成較多磷酸二銨，使料漿黏度增大，濃縮終點水含量較難控制，容易造成干燥塔噴頭霧化效果差或堵塞。

2.3 磷酸一銨料漿的濃縮終點水含量影響

磷酸一銨料漿的濃縮終點水含量控制過高，噴入干燥塔的料漿霧化效果較好，但容易噴濺到干燥塔塔壁，隨著時間的延長，塔璧物料容易造成垮塌，影響連續生產；同時成品中水含量高，也易造成風帽堵塞。

2.4 熱風溫度的影響

熱風溫度超過130 ℃，磷酸一銨易結焦，結焦的磷酸一銨容易堵塞風帽，導致風量不足，無法快速與噴入的料漿換熱，導致死塔。

2.5 烘塔時間不足

當干燥塔塔璧物料垮塌后，一般采用大水沖洗的辦法將噴霧干燥塔內大量的粉狀磷酸一銨移出，但是用于沖洗的水會部分蒸發，導致塔壁殘留的粉狀磷酸一銨受潮，沖洗完成后需要采用熱風將塔內的水分烘干，由于無合適的檢測手段，只能憑經驗判斷烘塔時間和效果，經常出現干燥塔未完全烘干就噴漿生產，時間一長塔壁上堆積的粉狀磷酸一銨會越來越多，直到垮塌掉落，造成干燥塔被堵死，需要再次洗塔，才能再次生產，洗出的料漿再次送入濃縮，導致蒸汽和電力消耗增加。此情況不僅影響工作效率，還導致能源浪費，同時增加生產成本。

3 改進措施

3.1 嚴格控制各項指標

磷酸濃度嚴格控制在w（P2O5）20%～23%；萃余酸和壓濾渣的加入量必須根據磷酸工序控制的酸濃指標進行實時調整，加入量由崗位人員記錄，供技術人員統計分析。

料漿中和度指標控制在0.99 ～1.02，濃縮終點w（H2O）指標控制在20%～24%，進入干燥塔的熱風溫度控制在100 ～130 ℃，尾氣溫度≥65 ℃。以上工藝指標必須嚴格控制，超過指標范圍的嚴格按照相關規定執行。

3.2 各項指標的具體控制方法

磷酸每小時取樣一次，8 h的8次磷酸樣品由分析人員充分混合后，采用喹鉬檸酮沉淀法進行分析；萃余酸和壓濾渣分別儲存，由分析人員分析整槽萃余酸和壓濾渣的酸濃和密度，技術人員分析計算后，確定磷酸、萃余酸、壓濾渣的配比，三者經計量后充分混合，再送入中和工序與氣氨反應。崗位人員每小時分析1 次磷酸相對密度，以確保指標控制的穩定性。

定期比對、校驗磷酸和氣氨的流量計，崗位人員根據技術人員提供的磷酸和氣氨的加入量進行操作控制、調節，每小時取樣分析1次中和度，并準確記錄。

濃縮崗位操作人員根據閃蒸室的液位和真空度，及時調整濃縮過程的蒸汽加入量，并每小時分析1 次濃縮料漿水分，及時調整蒸汽加入量，并準確記錄。

控制天然氣在燃燒爐中完全燃燒，減少天然氣的浪費；在燃燒爐的出口管道上安裝自動調節閥，便于調節冷空氣量，自動調節閥與熱風機的出口溫度進行聯鎖，確保進入干燥塔的熱風溫度低于130 ℃。

3.3 定期對系統進行清理

定期清理中和槽及出口管道，避免中和槽容積減少影響料漿的中和度。定期對加熱器進行清理，提高換熱效率，降低蒸汽消耗。禁止用清水沖洗干燥塔，當出現物料垮塌、風帽堵塞等情況時，把整個干燥塔溫度降低后，采用人工將多余的粉狀磷酸一銨移出塔外，清理干凈后再重新開車。

3.4 定期對設備進行維護保養

當發現風帽被磷酸一銨結焦堵塞后，及時清理，確實無法清理時購買新的風帽進行更換。

陶瓷噴頭也要根據產品的外觀、水含量等進行及時更換，避免粉狀磷酸一銨料漿噴濺到塔壁造成垮塌。

定期對三缸柱塞泵進行維護保養，柱塞定期進行更換等，確保輸送至干燥塔的粉狀磷酸一銨料漿的壓力滿足指標要求。

4 結語

經過幾個月的技術改造與生產實踐，徹底地解決了粉狀磷酸一銨噴霧干燥塔塔壁上的物料頻繁垮塌、產品結焦、風帽堵塞的問題，保證了生產裝置平穩運行，同時也提高了產品質量，降低了能源消耗，即降低了產品的生產成本。