影响磷酸二铵水分含量的因素与措施

王平飞

(云南云天化股份有限公司红磷分公司，云南开远661699)

云南云天化股份有限公司红磷分公司270 kt/a磷酸二铵装置于1993年投产，原设计能力为120 kt/a。经过一系列的技改，到2011年底，装置产能提升到270 kt/a。随着装置生产负荷的不断提高，产品水分含量难以控制(国内指标要求≤2.5%)，时常出现水分超标问题。为了有效控制产品水分含量，对影响水分含量的因素进行了查找，并逐一实施对策。

1 影响磷酸二铵产品水分含量的因素

1.1 磷酸质量

受磷矿中各种杂质及带入泥质的影响，湿法磷酸中不可避免地含有大量 Fe、Al、Ca、Mg、Si、F、K、Na、S等杂质，在贮存或输送过程中会不断地析出一些颗粒极细、密度很小的微晶复合物，随着磷酸浓度的提高及温度的下降，溶解在磷酸中的这些盐类处于过饱和状态，从而从浓磷酸中沉淀析出，形成淤酸。淤酸在氨化反应过程中，如果磷酸浓度偏低，就会造成中和反应热偏低，管式反应器温度降低，磷酸二铵料浆中的水分难以蒸发移走，导致产品水分含量超标。

1.2 磷酸二铵粒度

磷酸二铵装置正常开车时，主要是通过观察造粒机、干燥机电流值指标来控制系统返料量。由于生产负荷增加后，进造粒机、干燥机的返料量控制不准确，喷浆量与返料量控制不匹配后，导致造粒机粒度不好控制，造粒机出口物料粒度不均匀，粒子时好时坏，产品水分含量非常不稳定。

1.3 管式反应器槽口与滚动料层间距

管式反应器槽口离滚动料层距离约为150 mm，管式反应器喷出来的料浆闪蒸距离短，闪蒸效果差，料浆中的水分无法完全蒸发，使得造粒机出口物料水分含量偏高。

1.4 料浆比重

料浆比重高会影响管式反应器料浆雾化效果，料浆比重低会造成产品中水分超标。控制好料浆比重对造粒物料的成粒效果和产品内在质量至关重要。料浆比重越大，其水分含量越小，带到管式反应器和干燥机水分越少，如果干燥机负荷相同的话，则产品水分含量必然也越少。

1.5 造粒风机抽风量

磷酸与氨反应生成磷酸二铵料浆，料浆喷洒在造粒机内的固体返料床层上涂布成粒，在反应过程中为放热反应，产生大量的热量及水蒸气，由于造粒风机抽风量不足，造粒机头部出现正压现象，操作环境较差，水蒸气不能全部被造粒风机抽走，部分水分就附带在物料中，导致物料水分含量超标。

1.6 气氨用量

2008年开始，为提高装置产能，并确保磷酸二铵产品水分合格，磷酸二铵生产的原料由液氨改用气、液氨混合(气、液氨用量比例3∶1)，可利用相变热，补充了磷酸二铵生产反应热不足，从而解决磷酸二铵产品水分超标问题。但当每年一次合成氨厂大修时，停用气氨，仅使用液氨生产，容易出现产品水分含量超标现象。

1.7 干燥机进口温度

干燥机进口热风温度和风量决定了干燥机的干燥能力。影响干燥机进口温度的因素较多，主要为干燥机进口管经常被磷酸二铵物料堵塞等，引起干燥机进口温度下降和波动，导致产品水分超标。

2 降低磷酸二铵产品中水分的措施

1)磷酸质量分数控制在44.0%以上。当磷酸质量分数低于44.0%时，造粒机出口物料温度为100～105℃时，可以停止或减少补加洗涤系统工艺水或污水，及时联系生产管理部降低磷酸含固量指标。

2)在进造粒机前的返料皮带上加装一台皮带秤，并将数据引入DCS系统显示，作为控制指标。改造后，系统返料量得到有效控制，能平稳控制造粒机出口物料粒度分布。

3)将管式反应器移位，延长管式反应器槽口离滚动料层的距离，经测算约650mm。通过改造后，管式反应器喷出来的料浆雾化效果好，闪蒸距离延长，有利于物料水分干燥。

4)通过多次试验得出，料浆溶解度最好的时候流动性也最好，管反料浆雾化效果才最佳，即管反料浆中和度控制在1.50～1.60范围及比重控制在1.50～1.65 t/m3范围内较合适。管反料浆均匀喷洒在造粒机料层上，涂布在造粒机内物料表面上，这样生产的颗粒表面圆滑，机械强度高，产品水分含量也能达标。

5)在相同的磷酸质量、生产负荷及各种因素相同的情况下，通过调节造粒风机变频器转速，从而加大造粒风机抽风量，保持造粒机内为负压操作，产品水分含量达标。

6)新增200 kt/a MAP装置至270 kt/a磷酸二铵装置气氨管，在合成氨停车时，可以切换使用200 kt/a MAP装置氨蒸发器出口气氨，从而解决磷酸二铵产品水分含量超标问题。

7)制定干燥机进口温度控制指标为280～300℃范围内，操作人员每班对干燥机进风管清理1次。

3 结语

通过以上措施，保证了磷酸二铵产品水分含量达标。2013年270 kt/a磷酸二铵装置年产量突破30万t，产品出厂合格率达到100%。

［1］化学工业部建设协调司，化工部硫酸与磷肥设计技术中心.磷酸，磷酸二铵，重钙与设计手册［M］.北京:化学工业出版社，1996.