大型湿法磷酸装置300kt P2O5/年萃取槽槽顶衬胶鼓包修复技术探讨

董云良 （云南三环中化化肥有限公司 650113）

一、引言

云南三环中化化肥有限公司目前有国内最大的湿法磷酸萃取反应装置，该装置的重点设备萃取槽为钢筋混凝土方槽，因为槽内的温度高及存在强腐蚀性的介质需要进行内部衬里防腐以保证设备的正常使用，槽内底板和壁板采用衬胶+碳砖进行衬里防腐，使用效果较好；槽顶因碳砖无法固定，故采用衬胶进行衬里防腐，由于槽内温度高、介质具有强腐蚀性，经常衬胶出现故包现象，严重影响装置的稳定运行。此次主要分析混凝土与衬胶的粘结强度、混凝土易渗水和槽内介质等造成衬胶鼓包的原因，并针对原因探讨采取的技术改进措施和可行性。

二、论点

通过分析混凝土与衬胶的粘结强度、混凝土结构和槽内介质的特性，萃取槽槽顶衬胶鼓包的形成过程，针对以上特性中存在的问题与衬胶鼓包的形成关系，探讨解决的技术措施，并对技术措施进行优劣评价，保证萃取槽类似问题的处理，使装置稳定运行。

三、论据及论证

云南三环中化化肥有限公司目前有国内最大的湿法磷酸萃取装置两套，每套装置生产能力为300ktP2O5/年，该装置重点设备萃取槽为一个相互连通的六个的方格槽，每个方格槽尺寸为5970×5970×8000（L×W×D），每个方格槽上设置一台搅拌器，防止物料沉积和充分反应。槽内顶部衬胶常常鼓包以至于影响系统的安全稳定运行，每年都要进行停车维修，又因为停车停车时间长（约20天），修复效果不是很明显所以一直存在着隐患。经过综合的分析发现主要是混凝土与衬胶的粘结强度不足、混凝土存在渗水现象和槽内介质吸附衬胶表面形成衬胶鼓包。探讨技术措施主要针对上述三方面的原因进行论证，寻求最最佳处理解决方案，消除装置生产隐患。

四、论证方法与步骤

查阅衬胶胶板性能参数和试验报告单、C30混凝土的结构特点、槽内反应过程产生的泡沫和气体的吸附力，分析衬胶鼓包的形成和三方面导致衬胶产生鼓包的机率，论证解决措施并形成技术方案。

（1）萃取槽参数如下：

规格：(5970L×5970W×8000D)×6 室、槽壁（C30 砼+衬胶+碳砖）、槽顶（C30砼+衬胶）

槽内介质：硫酸、磷酸、磷酸料浆、氟硅酸、氟化氢；

料浆温度：75——85℃；控制液位：≤85%。

（2）混凝土与衬胶的粘结强度：（以靖江王子橡胶有限公司B-5S胶板为例进行论证）

从试验数据可看出，橡胶板与钢板之间的粘结强度在施工完成2天后即达到粘结强度指标要求，破坏度在2天后就只仅存在于橡胶板自身的破坏；而橡胶板与混凝土之间的粘结强度在施工完成2天后仅达到粘结强度指标的53%，在30天后达到粘结强度指标的67%，需要在施工完成180天后才能达到粘结强度指标要求，破坏度在2天后完全在橡胶与粘结剂之间破坏，在30天后主要在橡胶与粘结剂之间破坏，只有在180天后才是在橡胶板自身的破坏。综合目前使用的萃取槽鼓包的情况来看，的确与上述试验结果吻合，证明橡胶板与混凝土板之间的粘结强度不足是造成槽顶衬胶鼓包的主要原因。解决的措施是采用与橡胶板粘结强度较高的钢板铆接于混凝土的表面然后在钢板上衬胶或延长施工完成后的保养时间以达到橡胶板与混凝土之间的粘结强度达到粘结强度指标再投入使用。措施一粘结强度好、修复效果明显，不足之处是施工困难；措施二易施工、不破坏混凝土层，缺点是保养时间较长，正常的生产装置无法满足时间要求。

（3）混凝土渗水

钢筋混凝土在浇灌的过程中由于振打不充分和干燥过程中的收缩，其间会产生很微小的缝隙，在加上混凝土自身结构内存在的分子间间隙，很容易渗水；另外萃取槽顶预埋了不少管道和接管口，随着温度的变化和受介质的腐蚀这些接口与混凝土的连接点易产生相对较大的缝隙，就为渗水创造了条件，水份进入衬胶与混凝土之间。水份在温度升高的过程中由液态变为气态，体积增大迫使衬胶与粘结剂之间产生分离造成胶板脱落形成鼓包。措施主要是保证槽顶外部和管口周围防腐完好及防止积水，尽可能不让水份渗入衬胶板与混凝土之间。

（4）槽内介质影响

萃取槽主要是用来将矿浆与硫酸反应萃取磷酸的主要设备，槽顶距反应料浆液面1米左右，该空间内存在大量在反应过程中产生的反应热、泡沫、氟化氢气体，反应热会使橡胶板与混凝土之间膨胀不一致，形成破坏粘结的外力；泡沫会携带反应未完全的浓硫酸接触橡胶板导致胶板老化；氟化氢气体回淤积在橡胶板表面形成硅胶，积累多了会由于重力同样会对胶板粘结形成破坏力，所以它们均会造成衬胶鼓包。措施主要严格控制萃取槽的料浆液位，保证反应热及时的移出、降低氟化氢气体淤积量，添加消泡剂减少泡沫量。

五、结论

本次大型湿法磷酸装置300ktP2O5/年萃取槽槽顶衬胶鼓包修复技术方案的探讨，主要通过对橡胶板鼓包形成的原因，从胶板性能参数、试验数据对比来从根本上分析内在要因，制定相应的修复技术要点；另外从混凝土易渗水、槽内介质对鼓包的影响的外在原因，采取降低发生机率的辅助技术措施，形成最优的技术修复方案。对于主要问题我们采取要因分析法，确定要因，制定技术要点，才能根本解决问题。该修复方案的探讨让我们具备了主持分析的能力和处理复杂问题的能力，也是为化工行业生产设备管理的理论及实践知识的发展做出依据。通过以上的探讨和论证可见分析方法的应用是多么的重要，该技术方案的探讨提出的问题更多的是对类似的问题做出先率，为今后的问题发展带好头，并在发现问题后能及时的改正提供条件，同时为同类复杂问题解决提供借鉴。

① 王巍等编著 《石油化工设备防腐蚀技术》；化学工业出版社；

②HGJ229-91 《化工设备、管道防腐工程施工及验收规范》；

③江苏靖江王子橡胶有限公司 B-5S胶板性能参数表。