翻盘式、转台式过滤机在湿法磷酸生产中的使用情况
廖永全
(云南江川天湖化工有限公司, 云南江川　652601)
[摘　要] 介绍二水法湿法磷酸的生产操作控制和翻盘式、转台式过滤机的优缺点, 通过云南江川天湖化工有限公司对两种过滤机使用情况的比较, 提出了优化二水法湿法磷酸生产过滤操作控制的一些可行性建议。
[关键词] 湿法磷酸; 翻盘式过滤机; 转台式过滤机
[中图分类号] TQ 12613+ 5　; TQ 44015+ 2　[文献标识码] A 　　[文章编号] 1007 6220 (2006) 01 0037 02
The serv ice condit ion of t ilt ing pan rotary f ilter
and UCEGO rota t ing vacuum f ilter in product ion of WPA
L IAO Yong quan
(T ianhu Chem ical Co. , L td , J iang chuan, Y unnan 652601, Ch ina)
Abstract: The characterist ics of bo th t ilt ing pan ro tary f ilter and U CEGO ro tat ing vacuum f ilter are dis2
cu ssed. Based on their perfo rm ances in the p roduct ion ofW PA at T ianhu Chem ical co. ,L td, som e sugges2
t ion s are p ropo sed fo r the op t im izat ion to di hydrate pho sphogyp sum p rocess ofW PA p roduct ion.
Key words: w et p rocess pho spho ric acid (W PA ) ; t ilt ing pan ro tary f ilter; U CEGO ro tat ing vacuum f ilter
　　

二水法湿法磷酸的生产原理是用硫酸与矿浆( 磷矿石加水磨细) 反应生成二水硫酸钙结晶(Ca2SO 4·2H2O ) 和磷酸溶液, 再通过过滤装置进行液固分离得到磷酸。在过滤操作中, 最重要的指标就是控制好料浆的温度、液固比、料浆中的SO 3 浓度和料浆粘度, 以及反应料浆的石膏结晶。在二水法湿法磷酸生产中,过滤料浆的温度应控制在70～ 75℃, 根据天湖化工有限公司使用的磷矿石成分含量进行的评价实验,萃取反应适宜操作条件是: 温度76～ 80℃, 液固比210～ 213, 料浆中SO 3 的质量浓度20～ 50 göL 。另外在过滤操作中还应根据生产情况调整好滤饼的厚度、过滤机的转速、料浆量和洗水的加入量, 确保真空系统具有较适合的过滤真空度。
1　翻盘式、转台式过滤机的使用情况
1·1　翻盘式过滤机
我公司1 期工程30 k töa 二水法湿法磷酸生产装置过滤系统使用杭州化工机械厂制造的翻盘式过滤机, 型号为PF 55B, 于1999 年5 月投入使用。过滤机由20 个滤盘组合而成, 总过滤面积为55 m 2, 有效过滤面积为45 m 2, 每个滤盘用胶皮管与上错气盘相接, 滤盘两端各有1 个托轮支撑, 上错气盘和滤盘一同转动。滤盘的翻转是靠滤盘的托轮轨道控制。我公司经过6 年多的操作使用, 总结出翻盘式过滤机的优、缺点如下。
1) 　优点。①各个滤盘料浆分布均匀, 滤饼厚度容易控制, 很少有料浆溢出滤盘, 现场操作环境好;②由于该过滤机在卸渣和布料之间专门安排了1 台反吹真空泵, 在卸渣时利用真空泵的反吹力把渣完全卸掉, 排卸渣方便、安全, 而且滤布经过冲盘水冲洗后再利用真空泵在吸干区域尽量把滤布上和滤盘中的水吸干, 所以滤盘容易冲洗干净, 滤布再生效果好, 老化缓慢, 滤布使用时间长, 一般都在2 个月以上; ③由于该过滤机在真空管道上安装了破真空阀,过滤所需的真空度可以方便地通过调节破真空阀控制, 所以滤饼吸干效果好, 滤饼w (H2O ) 为20%～24%; ④由于该过滤机冲盘用的水不多, 水平衡容易控制, 过滤后的磷酸浓度相对高, P2O 5 质量分数一般在27% 以上。
2) 　缺点。①由于是用冲盘水加热后做洗水, 水质差, 水中含一定量的P2O 5, 所以磷石膏含水溶磷高, 基本在110% 以上, 滤饼洗涤率低, 磷回收率下降; ②设备传动部件较多, 相应的机械故障增多, 系统开车率相对低, 而且设备维护检修困难, 维护检修费用较高; ③上下错气盘接触面易磨损, 磨损后吻合性差, 出现漏液破真空现象, 上下错气盘接触面磨损严重时, 即使把破真空阀全部关闭, 真空度也达不到生产要求, 这时必须更换错气盘接触面, 而且漏液对附近的钢材腐蚀严重, 特别是在常压清洗系统时漏液特别严重; ④过滤后所得的稀磷酸P2O 5 浓度与萃取反应槽料浆液相P2O 5 浓度相差大, 反应槽料浆w (P2O 5) 28196% , 过滤后的磷酸w (P2O 5 ) 27131% ,过滤后w (P2O 5) 平均下降1165%。
1·2　转台式过滤机
我公司2 期工程是把1 期30 k töa 二水法湿法磷酸生产装置扩建成100 k töa 生产装置, 过滤部分增加了1 台江苏新宏大集团公司制造的转台式过滤机, 2003 年3 月投入使用; 3 期工程100 k töa 二水法湿法磷酸生产装置同样使用了1 台江苏新宏大集团公司制造的转台式过滤机, 2004 年6 月投入使用。这2 台过滤机型号都是HDZP 100, 由18 个滤盘组合而成, 总过滤面积为100m 2, 有效过滤面积为86 m 2,18 个滤盘连成一个平整的圆盘, 1 条耐酸胶带围绕圆盘的外圈, 由电机带动减速器后再带动圆盘转动。每个滤盘由2 根塑料软管与上错气盘相连接, 上错气盘跟着圆盘一起转动, 整个圆盘由12 个托轮支撑转动。我公司经过2 年多时间的使用, 总结出转台式过滤机的优、缺点如下。
1) 　优点。①运行平稳, 传动部件少, 机械故障较少, 维护检修费用较低; ②由于料浆分布均匀、平整, 抽滤下液管通畅, 每个滤盘都设有6 个抽滤区,每3 个抽滤区的滤液汇入1 根抽滤管, 使整个抽滤真空分布较均匀, 所以过滤所需的真空度低, 而且在较低的真空度下都可以达到很好的滤饼吸干效果, 一般真空度只要控制在55 kPa 左右就可以满足生产要求(当地大气压为83148 kPa) ; ③由于所需的真空度低, 无需设气液分离器就可以达到很好的气、液分离效果; ④由于石膏滤饼吸干效果好, 就可以多加一些洗水, 石膏含水溶P2O 5 比翻盘式过滤机低得多,一般在0160% 以下, 所以滤饼洗涤率高, 磷回收率相对高; ⑤过滤能力比翻盘式过滤机大, 翻盘式过滤机过滤能力(以P2O 5 计) 为0118 tö(m 2·h) , 而转台式过滤机的过滤能力可以超过0124 tö(m 2·h) ; ⑥料浆不易溢出滤盘, 现场操作环境比较好。
2) 　缺点。①由于卸料是采用螺旋卸料, 为了避免卸料螺旋在卸料时直接刮到滤布, 造成滤布损坏,要求卸料螺旋的叶片和滤布的间隙必须有3～ 5mm , 所以造成料卸不干净, 卸料后仍然有2～ 4 mm厚的磷石膏在滤布上, 需要用较高压力的冲洗水冲洗滤布。如果石膏滤饼中一旦有直径为3 mm 以上的固体颗粒时就会在卸料处很容易与卸料螺旋的叶片抵冲滤布, 对滤布造成损坏; ②滤布再生效果差,是由于此种过滤机对滤布冲洗水的水质和水压要求较高, 冲洗水喷头孔直径很小, 容易堵塞, 从而影响了滤布的冲洗效果和使用寿命, 目前一般滤布的使用时间只是40 d 左右; ③冲洗后的滤布吸干效果不好, 由于该过滤机的滤布吸干区域和过滤的真空系统完全分离, 冲洗后滤布上的水只靠自然淋干, 故效果达不到要求; ④过滤后所得的稀磷酸浓度相对低,由于冲盘时要用大量的水来保证滤布冲洗干净, 而我公司过滤后又是用干法排渣, 水平衡不易控制, 所以返回萃取系统的回磷酸就多一些, 浓度也低一些, 导致反应槽料浆液相P2O 5 和过滤后得到的稀磷酸P2O 5质量分数低, 一般都在26% 以下, 并且与萃取反应槽料浆所得的滤液P2O 5 质量分数相差大, 反应槽料浆w (P2O 5) 27108% , 过滤后磷酸w (P2O 5 ) 25156% , 过滤后w (P2O 5) 平均下降1152%。
2　结束语
我公司使用的翻盘式、转台式过滤机在湿法磷酸生产中各有优缺点。两种过滤机对料浆过滤前后P2O 5 浓度影响都差不多, 翻盘式过滤机虽然卸料方便、干净, 但机械故障高, 影响系统开车率, 维护检修费用高; 转台式过滤机虽然运行平稳, 生产能力大,石膏滤饼吸干效果好, 便于维护, 但料卸不干净, 螺旋在卸料时易损坏滤布, 滤布再生效果差。笔者认为要开好过滤装置, 提高装置的开车率, 首先要控制好萃取反应工序的工艺指标, 尽量使萃取反应的料浆温度、液固比、液相P2O 5 浓度等工艺指标稳定控制在最佳范围内, 从而在获得粗大、均匀、整齐石膏晶体的同时保证滤布再生及吸干效果; 确保过滤所需的真空度; 确保合理的滤饼厚度、洗水量及洗水温度; 此外排渣方式最好采用湿法排渣。有时在保证上述条件的情况下, 由于磷矿石含杂质量等其它原因导致过滤效果仍然不好, 可以适当加一定量的结晶改良剂以尽量获得均匀、整齐的石膏晶体; 加适量的阻垢剂来延缓管道的堵塞结垢; 加适量的絮凝剂来增加过滤强度, 使装置提高生产负荷和系统的开车率。总之, 过滤的目的就是提高稀磷酸的浓度和滤饼的洗涤率, 尽量获得较高的磷回收率, 最终使装置获得较高的经济效益。