专利名称：一种磷酸输送管线的清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种磷酸输送管线的清洗方法，属于化工技术领域。
背景技术：
湿法磷酸生产过程中，由于磷矿石的组成复杂，在硫酸与磷矿石反应生成磷酸的同时，也生成大量的磷石膏，氟硅酸钠、氟硅酸钾及大量金属氧化物等杂质。磷酸在输送过程中由于输送管道较长，温度不断降低，各杂质在磷酸中的溶解度不断下降，这些杂质将会以固态的形式析出粘在管壁上，随着管道的长时间运行，各种杂质在管壁上也越积越厚，管道的通径不断变小，不仅增大了输送设备的阻力而且流量也越来越小，不能满足各装置的正常生产需要。企业为了解决垢质对输送管线的堵塞问题，在对磷酸输送管线的设计时一般采用一开一备的方案，这样可以在一根管道因垢质堵塞清理时，用另一根供酸管备管运行。在现有技术中，当湿法磷酸生产工艺中的磷酸输送管线堵塞时，最常用的解决方法，就是让工人将管线连接处拆开，采用外力撞击管线进行清理。像这样的人工清理方式不仅增 加了工人的劳动强度、延长了清理时间，而且还有一些固有的缺点，如可操作性差、管线不易拆卸且存在安全隐患，外力对管道的撞击伤害使其使用寿命变短等。中国专利申请文件200810069067. 5公开了一种磷酸输送管线除垢的方法，主要是以质量浓度为2% 6%的硫酸和质量浓度为4% 8%的氟硅酸配置成清洗液后，将清洗液加入磷酸输送管道，清洗液温度的控制到76 85°C，该方案缩短了磷酸输送管道的清洗时间，但其不足之处在于垢质清除率不够高，清洗的方式和动力不明。本发明人根据长期从事磷酸生产的实际经验和对磷酸输送管线垢质取样分析，综合分析了磷酸输送管线结垢的原因和垢质的组成，从而研究出一种能够有效清洁磷酸输送管线垢质的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磷酸输送管线的清洗方法，以提高磷酸输送管线的输送能力，缩短清洗时间，减小劳动强度和安全隐患。一种磷酸输送管线的清洗方法，是在分别配置5% 8%的硫酸溶液为酸洗涤液和4% 10%的氢氧化钠溶液为碱洗涤液后，将供酸管、供酸管备管、洗涤液配置槽、洗涤液接收槽、供液泵及回液泵连接起来形成一个循环洗涤系统，通过启动供液泵和回液泵使洗涤液在管内循环洗涤；先进行碱洗涤再进行酸洗涤，或者先进行酸洗涤后进行碱洗涤，以酸洗涤液回收槽和碱洗涤回收槽分别回收酸洗涤液和碱洗涤液。本发明的主要步骤包括(I)连接循环系统。将需清洗的供酸管、供酸管备管、洗涤液配置槽、洗涤液接收槽、供液泵及回液泵连接起来，形成循环洗涤系统。(2)配置4% 10%的氢氧化钠溶液为碱洗漆液,保持50 60°C。
在洗涤液配置槽内，将碱洗涤液配制成质量浓度为4% 10%的氢氧化钠溶液。向洗涤液配制槽内通入蒸汽使洗涤液温度保持在50 60°C。(3)启动供液泵、回液泵，使洗涤液在循环系统中循环。启动供液泵将洗涤液送至洗涤液接收槽，当洗涤液接收槽达到可启动泵的液位时，启动回液泵，将洗涤液打回洗涤液配置槽，使洗涤液在洗涤液配置槽、供酸管、洗涤液接收槽、供酸管备管、洗涤液配置槽之间循环。(4)取样分析，及时补充氢氧化钠，保持碱洗涤液浓度> 4%，碱洗完毕将碱洗涤液用泵送至碱洗涤液回收槽。在洗涤过程中，对碱洗涤液进行取样分析，保证氢氧化钠的质量浓度不小于4% ；当碱洗涤液浓度小于4%时，及时向洗涤液配置槽内加入氢氧化钠以保证清洗液的浓度。洗 涤8 12小时，当碱洗涤液的浓度不再降低时，碱洗涤结束。接着，打开碱液回收槽阀门，将碱洗涤液送入碱洗涤液回收槽以备下次洗涤时使用，之后关闭碱液回收槽阀门。(5)配置5% 8%的硫酸溶液为酸洗涤液，保持50 60°C。在洗涤液配置槽内，配制好质量浓度为5% 8%的硫酸溶液备用。向洗涤液配制槽内通入蒸汽使洗涤液温度保持在50 60°C。像步骤(3)所述的碱洗涤液的洗涤方法一样，使酸洗涤液在洗涤液配置槽、供酸管、洗涤液接收槽、供酸管备管、洗涤液配置槽间循环。(6)取样分析，及时补充硫酸，保持酸洗涤液浓度> 5%，酸洗完毕将酸洗涤液用泵送至酸洗涤液回收槽。在洗涤过程中，对酸洗涤液取样分析，保证酸洗涤液的质量浓度不小于5% ;当洗涤液浓度小5%时，及时向洗涤液配置槽加入硫酸以保证清洗液的浓度。洗涤7 10小时，当酸洗涤液的浓度不再降低，洗涤结束。接着，打开酸液回收槽阀门，将酸洗涤液送入酸性洗涤液回收槽以备下次洗涤时使用，之后关闭酸液回收槽阀门。磷酸输送管线的垢质组成主要是氟硅酸钠、氟硅酸钾、金属阳离子的磷酸盐及大量的磷石膏。氟硅酸钠、氟硅酸钾在碱性条件下会分解为氟化钠、氟化钾及二氧化硅，而金属阳离子的磷酸盐在强碱性溶液中也会反应氢氧化物。正因为输酸管线的垢质有以上特点，在清洗时，宜使用酸洗涤液和碱洗涤液配合清洗，以提高垢质清除率。本发明研究人经过大量实验发现，49TlO%的氢氧化钠溶液浸泡管线能很快使垢质松动。但是只用强碱溶液对磷酸管线的清洗效果并不理想，只能达到70%左右。由于磷酸在输送时都是采用间隙供酸，有时供酸温度还高于70°C，当停止供酸后，管壁上的二水石膏在温度高于65°C的情况下，有小部分会失去结晶水变为半水石膏粘在管壁上。因为半水石膏有粘接性强、溶解度低、化学性质不活泼等特点，所以在采用碱液洗涤时不能完全除去。本发明研究人还发现，磷石膏在一定条件下可以在半水物-二水物间转换化，利用此特点，将经过碱洗涤液洗涤后的垢质，再用质量浓度为59Γ8%的硫酸溶液进行洗涤，使半水石膏变为二水石膏，能达到很好的清洗效果。并且，反过来先进行酸洗涤，然后进行碱洗涤，不影响清洗效果。为了进一步说明本发明可达到的有益效果，进行了以下实验例实验例I一根DN150的输酸管因为管线内的垢质堵塞供酸，其磷酸输送流量只有60m3/h。在清洗该磷酸输送管线前，将碱洗涤液即氢氧化钠的质量浓度配制为6%，碱洗涤液的温度为50°C 53°C，洗涤时间为9. 5小时；将酸洗涤液即硫酸的质量浓度配制为7%，酸洗涤液的温度为50°C 60°C，洗涤时间为8小时。清洗完毕后，磷酸输送流量达到了 110m3/h。实验例2一根DNlOO的输酸管线因为管线内的垢质堵塞供酸，其磷酸输送流量只有23m3/h。采用本发明所述方法对其进行清洗在配制洗涤液时，将碱洗涤液氢氧化钠溶液的质量浓度配制成8%，碱洗涤液温度在55°C 59°C，洗涤时间为8小时；将酸洗涤液硫酸溶液的质量浓度配制成5%，酸洗涤液温度为50°C 54°C，洗涤时间为7小时。清洗完毕后，其磷酸运输流量达到了 50m3/h。 本发明的有益效果简单、快捷，清洗时间短，洗涤液配制方便，清洗成本低；可以对磷酸输送管线实现在线清洗，不会对管线造成伤害；清洗后除垢率可以达到99%以上；不仅提高了清洗效率，还减轻了工人的劳动强度，减小了安全隐患。
图I为本发明的循环系统结构示意图。图中，I-洗涤液配置槽，2-供酸管，3-供酸管备管，4-洗涤液接收槽，5-供液泵，6-回液泵，7-碱洗涤液回收槽，8-酸洗涤液回收槽9-碱液回收槽阀门，10-酸液回收槽阀门。
具体实施例方式下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。实施例I如图I所示，将需清洗的洗涤液配置槽I、供酸管2、供酸管备管3、洗涤液接收槽4、供液泵5及回液泵6连接起来，形成循环洗涤系统。在洗涤液配置槽I内，将碱洗涤液配制成质量浓度为4%的氢氧化钠溶液，并通入蒸汽使洗涤液温度保持在50°C。启动供液泵6将碱洗涤液送至洗涤液接收槽7，当洗涤液接收槽7达到可启动泵的液位时，启动回液泵6，将洗涤液打回洗涤液配置槽1，使洗涤液在洗涤液配置槽I、供酸管2、洗涤液接收槽4、供酸管备管3、洗涤液配置槽I之间循环。在洗涤过程中，对碱洗涤液进行取样分析，保证氢氧化钠的质量浓度不小于4% ;当碱洗涤液浓度小于4%时，及时向洗涤液配置槽内加入氢氧化钠以保证清洗液的浓度。洗涤8小时，当碱洗涤液的浓度不再降低时，碱洗涤结束。接着，打开碱液回收槽阀门9，将碱洗涤液送入碱洗涤液回收槽7以备下次洗涤时使用，之后关闭碱液回收槽阀门9。在洗涤液配置槽I内，配制好质量浓度为5%的硫酸溶液，并通入蒸汽使洗涤液温度保持在50°C。像碱洗方法一样，使酸洗涤液在洗涤液配置槽I、供酸管2、洗涤液接收槽4、供酸管备管3、洗涤液配置槽I之间循环。在洗涤过程中，对酸洗涤液取样分析，保证酸洗涤液的质量浓度不小于5% ;当洗涤液浓度小5%时，及时向洗涤液配置槽I加入硫酸以保证清洗液的浓度。洗涤7小时，当酸洗涤液的浓度不再降低，洗涤结束。接着，打开酸液回收槽阀门10，将酸洗涤液送入酸性洗涤液回收槽8以备下次洗涤时使用，之后关闭酸液回收槽阀门10。实施例2将需清洗的洗涤液配置槽I、供酸管2、供酸管备管3、洗涤液接收槽4、供液泵5及回液泵6连接成循环洗涤系统。在洗涤液配置槽I内，将碱洗涤液配制成质量浓度为7%的氢氧化钠溶液，并通入蒸汽使洗涤液温度保持在55 °C。启动供液泵6将碱洗涤液送至洗涤液接收槽7，当洗涤液接收槽7达到可启动泵的液位时，启动回液泵6，将洗涤液打回洗涤液配置槽1，使洗涤液在洗涤液配置槽I、供酸管2、洗涤液接收槽4、供酸管备管3、洗涤液配置槽I之间循环。在洗涤过程中，对碱洗涤液进行取样分析，保证氢氧化钠的质量浓度不小于4% ；当碱洗涤液浓度小于4%时，及时向洗涤液配置槽内加入氢氧化钠以保证清洗液的浓度。洗涤10小时，当碱洗涤液的浓度不再降低时，碱洗涤结束。接着，打开碱液回收槽阀门9，将碱洗涤液送入碱洗涤液回收槽7以备下次洗涤时使用，之后关闭碱液回收槽阀门9。
在洗涤液配置槽I内，配制好质量浓度为6. 5%的硫酸溶液，并通入蒸汽使洗涤液温度保持在55°C。像碱洗方法一样，使酸洗涤液在洗涤液配置槽I、供酸管2、洗涤液接收槽4、供酸管备管3、洗涤液配置槽I之间循环。在洗涤过程中，对酸洗涤液取样分析，保证酸洗涤液的质量浓度不小于5% ;当洗涤液浓度小5%时，及时向洗涤液配置槽I加入硫酸以保证清洗液的浓度。洗涤8. 5小时，当酸洗涤液的浓度不再降低，洗涤结束。接着，打开酸液回收槽阀门10，将酸洗涤液送入酸性洗涤液回收槽8以备下次洗涤时使用，之后关闭酸液回收槽阀门10。实施例3将需清洗的洗涤液配置槽I、供酸管2、供酸管备管3、洗涤液接收槽4、供液泵5及回液泵6连接成循环洗涤系统。在洗涤液配置槽I内，配制好质量浓度为8%的硫酸溶液，并通入蒸汽使洗涤液温度保持在60°C。启动供液泵6将酸洗涤液送至洗涤液接收槽7，当洗涤液接收槽7达到可启动泵的液位时，启动回液泵6，将洗涤液打回洗涤液配置槽1，使洗涤液在洗涤液配置槽I、供酸管2、洗涤液接收槽4、供酸管备管3、洗涤液配置槽I之间循环。在洗涤过程中，对酸洗涤液取样分析，保证酸洗涤液的质量浓度不小于5% ;当洗涤液浓度小5%时，及时向洗涤液配置槽I加入硫酸以保证清洗液的浓度。洗涤10小时，当酸洗涤液的浓度不再降低，洗涤结束。接着，打开酸液回收槽阀门10，将酸洗涤液送入酸性洗涤液回收槽8以备下次洗涤时使用，之后关闭酸液回收槽阀门10。在洗涤液配置槽I内，将碱洗涤液配制成质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，并通入蒸汽使洗涤液温度保持在60°C。像酸洗方法一样，使碱洗涤液在洗涤液配置槽I、供酸管
2、洗涤液接收槽4、供酸管备管3、洗涤液配置槽I之间循环。在洗涤过程中，对碱洗涤液进行取样分析，保证氢氧化钠的质量浓度不小于4% ;当碱洗涤液浓度小于4%时，及时向洗涤液配置槽内加入氢氧化钠以保证清洗液的浓度。洗涤12小时，当碱洗涤液的浓度不再降低时，碱洗涤结束。接着，打开碱液回收槽阀门9，将碱洗涤液送入碱洗涤液回收槽7以备下次洗涤时使用，之后关闭碱液回收槽阀门9。
权利要求
1.一种磷酸输送管线的清洗方法，其特征在于是在分别配置5% 8%的硫酸溶液为酸洗涤液和4% 10%的氢氧化钠溶液为碱洗涤液后，将运输管线、供酸管、供酸管备管、洗涤液配置槽、洗涤液接收槽、供液泵及回液泵连接起来形成一个循环洗涤系统，通过启动供液泵和回液泵使洗涤液在管内循环洗涤；先进行碱洗涤再进行酸洗涤，或者先进行酸洗涤后进行碱洗涤，以酸洗涤液回收槽和碱洗涤回收槽分别回收酸洗涤液和碱洗涤液。
2.根据权利要求I所述的一种磷酸输送管线的清洗方法，其特征在于它主要包括以下步骤 (1)连接循环系统； (2)配置4% 10%的氢氧化钠溶液为碱洗涤液，保持50 60°C； (3)启动供液泵、回液泵，使洗涤液在循环系统中循环； (4)取样分析，及时补充氢氧化钠，保持碱洗涤液浓度>4%，碱洗完毕将碱洗涤液用泵送至碱洗涤液回收槽； (5)配置5% 8%的硫酸溶液为酸洗涤液，保持50 60°C，启动循环系统； (6)取样分析，及时补充硫酸，保持酸洗涤液浓度>5%，酸洗完毕将酸洗涤液用泵送至酸洗涤液回收槽。
3.根据权利要求I所述的一种磷酸输送管线的清洗方法，其特征在于它主要包括以下步骤 (1)连接循环系统； (2)配置5% 8%的硫酸溶液为酸洗涤液，保持50 60°C; (3)启动供液泵、回液泵，使洗涤液在循环系统中循环； (4)取样分析，及时补充硫酸，保持酸洗涤液浓度>5%，酸洗完毕将酸洗涤液用泵送至酸洗涤液回收槽； (5)配置4% 10%的氢氧化钠溶液为碱洗漆液,保持50 60°C,启动循环系统； (6)取样分析，及时补充氢氧化钠，保持碱洗涤液浓度>4%，碱洗完毕将碱洗涤液用泵送至碱洗涤液回收槽。
4.根据权利要求1-2所述的任一种磷酸输送管线的清洗方法，其特征在于所述步骤(I)是将需清洗的管线、供酸管、供酸管备管、洗涤液配置槽、洗涤液接收槽、供液泵及回液泵连接起来，形成循环洗涤系统。
5.根据权利要求4所述的一种磷酸输送管线的清洗方法，其特征在于所述步骤(2)是在洗涤液配置槽内，将碱洗涤液配制成质量浓度为4% 10%的氢氧化钠溶液，向洗涤液配制槽内通入蒸汽使洗涤液温度保持在50 60°C。
6.根据权利要求5所述的一种磷酸输送管线的清洗方法，其特征在于所述步骤(3)是启动供液泵将洗涤液送至洗涤液接收槽，当洗涤液接收槽达到可启动泵的液位时，启动回液泵，将洗涤液打回洗涤液配置槽，使洗涤液在洗涤液配置槽、供酸管、洗涤液接收槽、供酸管备管、洗涤液配置槽之间循环。
7.根据权利要求6所述的一种磷酸输送管线的清洗方法，其特征在于所述步骤(4)是在洗涤过程中，对碱洗涤液进行取样分析，保证氢氧化钠的质量浓度不小于4% ;当碱洗涤液浓度小于4%时，及时向洗涤液配置槽内加入氢氧化钠以保证清洗液的浓度，洗涤8 12小时，当碱洗涤液的浓度不再降低时，碱洗涤结束，接着，打开碱液回收槽阀门，将碱洗涤液送入碱洗涤液回收槽以备下次洗涤时使用，之后关闭碱液回收槽阀门。
8.根据权利要求7所述的一种磷酸输送管线的清洗方法，其特征在于所述步骤(5)是在洗涤液配置槽内，配制好质量浓度为5% 8%的硫酸溶液备用，向洗涤液配制槽内通入蒸汽使洗涤液温度保持在50 60°C，像步骤(3)所述的碱洗涤液的洗涤方法一样，使酸洗涤液在洗涤液配置槽、供酸管、洗涤液接收槽、供酸管备管、洗涤液配置槽间循环。
9.根据权利要求8所述的一种磷酸输送管线的清洗方法，其特征在于所述步骤(6)是在洗涤过程中，对酸洗涤液取样分析，保证酸洗涤液的质量浓度不小于5% ;当洗涤液浓度小5%时，及时向洗涤液配置槽加入硫酸以保证清洗液的浓度，洗涤7 10小时，当酸洗涤液的浓度不再降低，洗涤结束，接着，打开酸液回收槽阀门，将酸洗涤液送入酸性洗涤液回收槽以备下次洗涤时使用；之后关闭酸液回收槽阀门。
全文摘要
本发明公开了一种磷酸输送管线的清洗方法，是在分别配置5%～8%的硫酸溶液为酸洗涤液和4%～10%的氢氧化钠溶液为碱洗涤液后，将运输管线、供酸管、供酸管备管、洗涤液配置槽、洗涤液接收槽、供液泵及回液泵连接起来形成一个循环洗涤系统，通过启动供液泵和回液泵使洗涤液在管内循环洗涤；先进行碱洗涤再进行酸洗涤，或者先进行酸洗涤后进行碱洗涤，以酸洗涤液回收槽和碱洗涤回收槽分别回收酸洗涤液和碱洗涤液。本发明简单、快捷，清洗时间短，洗涤液配制方便，清洗成本低；可以对磷酸输送管线实现在线清洗，不会对管线造成伤害；清洗后除垢率可以达到99%以上；不仅提高了清洗效率，还减轻了工人的劳动强度，减小了安全隐患。
文档编号C23G3/04GK102808193SQ20121031443
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者徐魁, 穆劲, 陈彬, 廖吉星, 朱飞武, 戴凌云, 石秀明, 潘礼富, 彭宝林, 宋斌 申请人:贵州开磷(集团)有限责任公司