由工业磷酸连续操作生产食品级磷酸

2005年第6期 硫磷 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 与粉体工程 S P&BMH RELATED ENGINEERING ·27· 1 概述 由工业磷酸连续操作生产食品级磷酸 骆德池 (贵州宏福剑峰化工股份有限公司，贵州 都匀 558013) 摘 要：针对食品级磷酸严格的质量要求，介绍了由工业磷酸连续操作生产食品级磷酸的工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 及脱砷、脱硫化氢、脱色、脱易氧化物措施，指出砷渣系剧毒物质，必须采取严格的防护措施．确保安全生 关键词：食品级磷酸；工业磷酸；连续生产；脱砷；脱硫化氢；措施 中图分类号：TQ126．35 文献标识码 ：B 文章编号：1009—1904(2005)06—0027—03 食品添加剂磷酸作为酸味剂、酵母的营养剂，广 泛用于食品工业。由于食品级磷酸中的杂质指标要 求特别严格，目前 ，食品级磷酸生产主要采用工业磷 酸(以工业黄磷为原料生产的磷酸)为原料酸，且其 生产过程中的除杂、过滤等工序较难控制，使许多食 品级磷酸生产厂家仍采取间歇法操作。因此，为提 高产量和保证质量的连续操作生产食品级磷酸的生 产方法更值得探讨和推广。笔者就本企业成功投运 的30 kt／a由工业磷酸连续操作生产食品级磷酸项 目，简要介绍食品级磷酸生产中的几点工艺控制方 法 2 生产工艺流程 利用工业磷酸系统提供的 (H PO )=85％工 业磷酸作原料，在反应器内与五硫化二磷(P S )进 行脱砷反应，再将过滤后的低砷酸经换热器加热后， 依次进行脱硫、脱色、脱除易氧化物，最后得到成品 食品级磷酸。酸中吹脱的硫化氢(H s)气体用碳酸 钠(Na CO。)溶液吸收，所得硫化钠(Na s)溶液用于 生产其他对硫含量要求不高的磷酸盐。过滤收集到 的砷渣经洗涤、干燥后运往砷品厂。其生产工艺流 程见图 1。 3 脱砷反应 工业磷酸与五硫化二磷同时进入脱砷反应器， 随即产生硫化氢气体。砷是以砷酸(H AsO )或亚 砷酸(H AsO )的形式存在于工业磷酸中，因砷酸及 其盐的氧化性不强(但仍是其重要性质)，往工业磷 酸中通入硫化氢时不会立即发生沉淀，而是As¨ 被 图1 由工业磷酸连续操作生产食品级磷酸工艺流程示意 还原成 As¨ ，而后发生沉淀，故反应器中主要发生 的反应为 P4Sl0+16H2O一 4H3PO4+10H2S 1 (1) H AsO4+H2S— H AsO +H2O+S (2) 2H3AsO3+3H2S一 6H2O+As2S3 (3) Pb +S 一 PbS』 (4) 故反应后生成的砷渣中主要含有 As，s 、s及 PbS等金属硫化物。在实际操作中五硫化二磷应连 续、均匀、略为过量地添加 ，并保持物料干燥及良好 的流动性。考虑到反应温度保持 80℃左右，需向反 应器中通入一定量的保温蒸汽以及消化工艺洗涤 水，为保证成品酸浓度，要求来自工业磷酸系统的 (H PO )达 87％左右。为了检验脱砷反应是否完 全，可在低砷酸槽取得酸样，80℃时加入少许P：S ， 搅拌混匀，若仍有橙黄色沉淀产生，则说明脱砷反应 不完全，原因可能有反应温度低、酸流量过大、五硫 化二磷加量小或停顿等。 4 砷渣过滤 从脱砷反应器出来的砷渣首先进入一级过滤 维普资讯 http://www.cqvip.com · 28· 硫磷设计与粉体工程 S P＆BMH RELATED ENGINEERING 2005年第6期 器，并大部分被截流，形成滤饼。随着酸温的下降， 磷酸黏度增大，过滤器的过滤能力降低，严重影响了 装置的生产能力。可以使用真空抽滤及增加静态滤 斗的方法，保证系统长周期、满负荷连续运行。使用 静态过滤(缓流、不加搅拌)，可以让酸中砷渣很好 地凝聚，保证滤布对砷渣的有效收集。二级过滤器 将进一步收集残留的砷渣，进二级过滤器的酸严格 要求连续、稳压，才能控制产品的砷、铅、硫等杂质。 经过二级过滤后，可使磷酸中的砷、铅含量达 1 g 以下。成品过滤器为最终产品质量把关，主要拦截 可见杂质颗粒，保证成品酸的外观质量。 5 脱硫化氢、脱色、脱易氧化物 1、在磷酸除砷及过滤结束后，需加热至 120℃ 后进入脱H，s塔，用空气鼓泡及负压抽吸的方式吹 脱酸中残存的硫化氢气体。若硫化氢脱除不完全， 则在后续操作中因添加双氧水(H O )而使最终产 品中的硫酸盐(SO 一)超标。在正常运行情况下，只 要保持进脱H s塔的酸流量稳定(以30 kt／a计，折 合4 167．7 kg／h)、进塔预热酸温稳定、吹脱空气量稳 定，就能除去酸中大部分硫化氢气体，保证成品酸中 硫酸盐含量在50 g以下。 2、磷酸脱除硫化氢后，接着进入液封中间酸槽， 加入足量的双氧水。双氧水应连续添加、稳定流量， 并与磷酸充分混合。双氧水可将有机杂质氧化，降 低产品色度。在生产条件下，双氧水可使硫化氢逐 步氧化(s 一s—sO 一)，若前工序硫化氢未能除 尽，添加的双氧水量不足，易使产品酸显微黄色(含 s单质)。计算双氧水添加量，应同时考虑酸中有机 杂质、未除尽的硫化氢气体、亚磷酸(H PO )等对双 氧水的消耗量，既要保证过量，又要不造成浪费和避 免增加后续工序脱除双氧水的负荷。 3、易氧化物的脱除是食品级磷酸生产中较为关 键且难于控制的问题。磷酸中易氧化物含量分析一 般采用高锰酸钾法：称取磷酸7 g(称准至0．1 g)，加 水 5 mL，加入 0．2 mL的 0．1 mol／L KMnO 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 溶 液，摇匀，微沸 10 rain。若红色不消失，说明酸中易 氧化物合格(≤0．012％)。在工业磷酸生产过程 中，由于黄磷燃烧不完全，会同步产生亚磷酸等低价 含氧酸，从而影响食品级磷酸产品的易氧化物指标； 如果磷酸中过量的硫化氢未能除尽，在产品分析时， 由于其还原性使KMnO 褪色，从而导致产品酸中易 氧化物增加；生产中添加的过量双氧水若未被除尽， 也会被KMnO 氧化，从而充当易氧化物影响产品质 量。因此，可 广 义 认 为易 氧 化 物应 包 括 H S、 H，PO，、H O 等。在实际生产中，只要保证双氧水 过量，便能除去H s和H，PO，，最终只需脱除过量的 双氧水。实际生产中，可将液封中间酸槽的磷酸加 热至110℃左右，通过脱H O 塔，用空气鼓泡及负 压抽吸的方式吹脱酸中过量的双氧水。在正常运行 情况下，只要保持进脱 H O 塔的酸流量稳定 (4 167．7 kg／h)、进塔预热酸温稳定、吹脱空气量稳 定，就能除去酸中过量的双氧水，保证成品酸中易氧 化物含量达标。 6 实际生产数据 我公司30 kt／a由工业磷酸连续操作生产食品 级磷酸装置于2003年4月建成投产。经过不断技 改和完善，现已克服了生产中产量低、质量波动大等 难题，已投入正常运行。 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1是部分批次产品质量 分析数据。 表 1 食品级磷酸产品质量分析数据 7 结束语 通过上述各项控制措施，可使用工业磷酸连续 操作生产的食品级磷酸中的杂质得到有效控制(GB 2091—92中优等品工业磷酸中As2、C1、sol一和Pb 的含量很少，无需另作脱除即可达标)。值得注意 的是，生产中产生的硫化氢为易燃易爆有毒气体， A S，砷渣为剧毒物质，是重要的危险源，其防护措 维普资讯 http://www.cqvip.com 2005年第6期 硫磷设计与粉体工程 S P＆BMH RELATED ENGINEERING ·29· 硫化氢焚烧炉的温度控制和测量 王 健 (中国石化集团南京设计院，江苏 南京 210048) 摘 要：针对硫化氢焚烧炉炉膛温度高及温度控制的严格要求，介绍了红外高温测温仪的特点、功 能及其工作原理，比较了它与热电偶测温的优缺点，实践证明红外高温测温仪具有温度测量精度高、使 用寿命长、性能稳定等特点。 关键词：焚烧炉；温度测量；红外高温测温仪；特性；应用 中图分类号：TQ052．5 文献标识码 ：B 文章编号：1009—1904(2005)06—0029—03 1 必要性 在硫化氢回收硫磺装置中，焚烧炉是关键设备， 其运行好坏直接关系到整个生产装置能否长期稳定 运行。硫化氢焚烧炉的设计，要求设备、仪表的选型 与操作应具有很高的准确性和可靠性，随着原料气 中含硫浓度的提高，要求焚烧炉能处理这些高浓度 的原料气，经常采用富氧操作，这就使得焚烧炉的工 作温度越来越高。为保证焚烧炉长周期稳定运行， 对炉内各处的高温进行准确和可靠地测量变得至关 重要。硫化氢焚烧炉对工作温度的控制要求如下： ①火焰稳定的最低温度为930 oC；②硫化氢焚烧炉 炉膛的设计温度为1 350 oC；③耐火砖的最高使用温 度为1 500℃。在这样苛刻的环境下，生产过程中测 得的工作温度，尤其是炉膛温度必须准确，其重要性 如下。 首先，处于高温条件下运行的硫化氢焚烧炉，对 设备结构和材料都有严格的要求，若由此引起的事 故后果十分复杂。炉内耐火砖受热除了径向膨胀 外，还有轴向的，其实工业炉的主要问题是高温下炉 内热气体滞留因没有足够的时间进行散热，造成耐 火砖在高温下产生蠕变，并且在处理装在炉中温度 施必须与建设项 目“三同时”进行，才能保证生产 “安、稳、长、满”运行，为企业创造良好的经济效益。 作者简介 ：骆德池(1971一)，男，贵州都匀人，助理工程师，从 事磷酸盐的生产及技术管理工作。 (收稿日期：2005—07—06) 计的物理存活问题时，允许其热膨胀和收缩也是很 重要的。由于耐火砖、保温砖内衬的气密性难以稳 定持久，局部高温会通过内衬的“损坏处”引起高温 损坏，这是常见的根源。烧嘴的金属材料和结构设 计都能满足高温要求，因为这些部件不与火焰直接 接触，并且由流向烧嘴的冷气流进行稳定冷却，所以 不是主要问题。硫化氢焚烧炉加热段的限制因素是 耐火材料，加热段的可靠性不仅取决于耐火材料质 量，还取决于内衬的结构设计、材料选择及筑炉的施 工质量，这些都应严格把关以保证在苛刻的应用条 件下达到最佳性能。 其次，焚烧炉温度若测量不准确将影响硫化氢 的燃烧效率，焚烧炉的温度还决定了工艺过程产生 的硫化合物总量，如果燃烧不充分，还直接影响产品 质量。富氧使反应温度变得更高，故氧气富裕度可 降低，但这样的结果会造成化学反应程度的降低，也 就是生产量降低，由此排放的尾气可能会使环境受 到影响。 2 测温仪表的选择 硫化氢焚烧炉系卧式圆筒，为确保其燃烧效率 和准确控制温度，在炉体长度方向上设置了多个温 度测量点(见图 1)，对温度进行严格控制。由于单 质硫的吸热反应和其他反应可能会有高达100 oC的 降温，从设计的角度考虑，温度的变化量(而不是实 际温度)是最重要的。 对于硫化氢焚烧炉的温度测量仪表，以往多采 用热电偶温度计，经过多年的使用，我们发现其使用 效果不是太理想。首先，由于热电偶通常都嵌入耐 维普资讯 http://www.cqvip.com