氟硅酸鈉合成槽改進(jìn)及應(yīng)用

陳 虹，白保生

（云南云天化紅磷化工有限公司生產(chǎn)制造中心，云南開遠(yuǎn) 661699）

0 引言

氟硅酸鈉生產(chǎn)裝置中合成槽為生產(chǎn)系統(tǒng)的核心設(shè)備。因氟硅酸鈉生產(chǎn)過程具有強(qiáng)烈的腐蝕性，傳統(tǒng)的合成槽設(shè)計(jì)通常采用聚氯乙烯（PVC）材質(zhì)。因氟硅酸鈉溶液的結(jié)晶，合成槽槽壁結(jié)垢速率較快，30 d左右就要對(duì)合成槽進(jìn)行清理，清理過程中由于PVC板強(qiáng)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(chǎn)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(shí)敲擊等，受力較大，頻繁出現(xiàn)開裂損壞現(xiàn)象。槽體經(jīng)過反復(fù)修補(bǔ)，1 ～2 年后合成槽就布滿裂紋，底部尤其明顯，生產(chǎn)過程中常常發(fā)生開裂泄漏現(xiàn)象，給生產(chǎn)現(xiàn)場的安全管理、環(huán)境衛(wèi)生及生產(chǎn)的持續(xù)安穩(wěn)運(yùn)行帶來較大影響。

1 氟硅酸鈉合成槽的改進(jìn)設(shè)計(jì)

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

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

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

（3）筒體內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有連接管，連接管一端與氯化鈉進(jìn)口連通，另一端固定連接導(dǎo)流筒。

（4）攪拌葉設(shè)置在導(dǎo)流筒內(nèi)，導(dǎo)流筒側(cè)壁和底部均勻分布導(dǎo)流孔。

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

改進(jìn)型氟硅酸鈉合成槽結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 改進(jìn)型氟硅酸鈉合成槽結(jié)構(gòu)

鋼制的球面槽底加工比較困難，且費(fèi)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(chǎn)工藝要求。槽底采用2507 雙相不銹鋼材質(zhì)能很大程度上提高槽體強(qiáng)度，有效解決因攪拌、清理造成的開裂問題。經(jīng)過試驗(yàn)，2507 雙相不銹鋼能長期承受氟硅酸鈉生產(chǎn)工況下的腐蝕。

2 氟硅酸鈉合成槽的改進(jìn)實(shí)施

具體實(shí)現(xiàn)方式為：將現(xiàn)有合成槽球形底部拆除，在筒體外側(cè)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(jìn)口底部連接有多根連接管，連接管端部與導(dǎo)流筒固定連接，將導(dǎo)流筒固定住［2］。

使用時(shí)，氟硅酸通過進(jìn)酸口進(jìn)入筒體內(nèi)，氯化鈉溶液通過氯化鈉進(jìn)口進(jìn)入，再分流到各連接管內(nèi)進(jìn)入導(dǎo)流筒，氟硅酸從導(dǎo)流孔進(jìn)入導(dǎo)流筒內(nèi)，氯化鈉溶液從導(dǎo)流孔流出，電機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌葉攪拌，使氟硅酸與氯化鈉充分接觸反應(yīng)，降低反應(yīng)溶液局部飽和度，生成的氟硅酸鈉在球形底槽內(nèi)聚集結(jié)晶，再通過排料口輸送到離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行分離等工序［3］。過程中產(chǎn)生的氣體從排氣管排出，當(dāng)液面過高時(shí)從溢流管溢流。

當(dāng)球形底槽內(nèi)壁結(jié)垢物過多時(shí)，設(shè)備停機(jī)，工作人員從檢修人孔進(jìn)入，通過輔助工具敲除球形底槽內(nèi)的結(jié)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(zhì)制作而成，強(qiáng)度大大增加，不會(huì)因敲擊而產(chǎn)生裂縫甚至開裂，大大提高了合成槽的安全系數(shù)，確保生產(chǎn)的安全性。

3 氟硅酸鈉合成槽改進(jìn)前后的對(duì)比

改進(jìn)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(qiáng)度不足導(dǎo)致的開裂泄漏問題，提高了合成槽安全系數(shù)，延長了設(shè)備使用壽命，提高了生產(chǎn)安全性。同時(shí)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(jié)晶，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)量。

4 結(jié)語

云南云天化紅磷化工有限公司生產(chǎn)制造中心化肥廠在確保滿足生產(chǎn)工況強(qiáng)腐蝕性及生產(chǎn)工藝的前提下，對(duì)氟硅酸鈉合成槽槽底進(jìn)行改造，選用2507 雙相不銹鋼板材質(zhì)代替低強(qiáng)度的PVC 板材，并對(duì)錐體球面形狀進(jìn)行改進(jìn)。方案的實(shí)施有效解決了槽體強(qiáng)度不足導(dǎo)致的開裂現(xiàn)象，不但延長了設(shè)備使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，而且對(duì)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。