第３８卷第５期 化肥工业 ２０１１年１０月 废硫酸调整磷酸二铵产品总养分的技改措施 段付岗 （陕西陕化煤化工有限公司 华县摘要关键词７１４１００） 介绍了利用废硫酸调整磷酸二铵（ＤＡＰ）产品总养分的原因及其技改措施。改造后，ＤＡＰ产品质量稳 废硫酸磷酸二铵总养分 定，总养分质量分数波动仅±０．３％，达到了用原料硫酸调整产品质量的同等效果，年节约原料硫酸１ ７００ ｔ（折纯）。 Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ Ａｄｊｕｓｔ Ｄｉａｍｍｏｎｉｕｍ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｔｏｔａｌ Ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｗｉｔｈ Ｗａｓｔｅ Ｓｕｌｆｕｒｉｃ Ａｃｉｄ Ｄｕａｎ Ｆｕｇａｎｇ （Ｓｈａａｎｘｉ Ｓｈａｎｈｕａ Ｃｏａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｈｕａｘｉａｎ ７ １４１００） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｆ０ｒ ｕｓｉｎｇ ｗａｓｔｅ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｔｏ ａｄｊｕｓｔ ｄｉａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＤＡＰ） ｐｒｏｄｕｃｔ ｔｏｔａｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ＤＡＰ ｐｒｏｄｕｃｔ ｉｓ ｓｔａｂｌｅ，ｔｈｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｉｓ ｏｎｌｙ±０．３％，ａｔｔａｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ａｉｍ ｏｆ ｓａｍｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｒａｗ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｔｏ ａｄｊｕｓｔ ｐｒｏｄｕｃｔ ｑｕａｌｉｔｙ， ｓａｖｉｎｇ ｒａｗ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ １ ７００ ｔ（ｐｕｒｅ ａｃｉｄ）ａｎｎｕａｌｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｗａｓｔｅ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｄｉａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＤＡＰ）ｔｏｔａｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔ １ 添加废硫酸调整磷酸二铵（ＤＡＰ）产品 总养分的原因 长期以来，陕西陕化煤化工有限公司复肥厂 传统法磷酸二铵（ＤＡ［’）装置利用硫酸来调整 ＤＡＰ产品总养分，收到了较好的效果，产品总养 分达到了国标ＧＢ １０２０５－－２００１中一等品质量要 自２００９年起，集团下属公司在生产过程中年副产 质量分数约８５％的废硫酸２ ０００ ｔ。曾尝试在硫 酸和磷复肥装置中回收利用，如：在硫酸装置二吸 循环槽内回用，用废硫酸替代部分补充水；在磷酸 装置萃取槽内回用，替代部分原料硫酸；添加在磷 酸装置污水池内，用于过滤机替代部分洗涤水洗 涤磷石膏等，但效果均不理想，且用量少。 最终选择在ＤＡＰ装置尾气吸收工序浓磷酸 求，而厂控指标为质量分数（６０．３５±０．１５）％，控 制范围很小，质量要求极其严格。 调整ＤＡＰ产品总养分所用硫酸与ＤＡＰ生产 原料一样，均为自产酸或商品酸，其质量分数为 ９３％～９８％。添加硫酸的方案比较简单，即在湿 法磷酸装置硫酸泵送往萃取槽的硫酸管道上接 １根 ２０ ｍｍ支管引至ＤＡＰ装置尾气吸收工序， 经截止阀和玻璃转子流量计控制和调节流量后， 加入浓磷酸循环槽内，与其中的浓磷酸吸收液一 循环槽内回收利用废硫酸方案，主要基于以下几 点：①原调整产品总养分时，原料硫酸的添加位置 也在此处，用玻璃转子流量计可准确控制废硫酸 添加量，只有均匀稳定添加，方可缓解和消除因添 加废硫酸所产生的泡沫对生产的影响；②吸收工 序备有专用消泡剂，因浓磷酸吸收ＤＡＰ尾气时易 产生泡沫，需添加消泡剂抑制泡沫的产生，同理， 也可用于抑制废硫酸添加后所产生的泡沫；③尾 气吸收工序浓磷酸循环槽与文丘里吸收塔相连， 起由泵送至中和槽参与氨化反应，达到调整ＤＡＰ 产品总养分的目的。 均处于微负压操作状态，废硫酸中释放出的刺激 本文作者的联系方式：ｄｕａｎｆｇ２００９＠１６３．ｃｏｍ ４９ 第３８卷第５期 化肥工业 ２０１１年１０月 性气体经洗涤吸收后，可从烟囱达标排放。 ２ 在ＤＡＰ装置中添加废硫酸的方案 添加硫酸调整ＤＡＰ产品质量的目的是降磷 提氮，降低产品总养分，即大幅降低产品中Ｐ２０ 含量，小幅提高Ｎ含量，则产品总养分总体下降。 添加废硫酸的工艺流程如图１所示。 硫酸泵 图１在ＤＡＰ装置中添加废硫酸的工艺流程 用槽罐车运来的废硫酸先进人废硫酸贮槽， 由硫酸泵送至废硫酸高位槽，经玻璃转子流量计 计量后进入尾气吸收工序的浓磷酸循环槽内，然 后与浓磷酸吸收液一起送至后工序，达到调整 ＤＡＰ产品总养分的目的。原添加原料硫酸的工 艺管线保持不变，以备废硫酸不足时使用。 在该工艺流程中，废硫酸贮槽、废硫酸高位槽 和硫酸泵均为新增设备，其中：在废硫酸高位槽内 安装了浮球液位计，以防废硫酸从废硫酸高位槽 溢出；在硫酸泵进口设置了小型过滤器，以防废硫 酸中的沉淀物堵塞泵和管道。 用废硫酸调整时，吨ＤＡＰ添加ｌ５．３ ｋｇ实物 酸，产品中Ｐ２Ｏ 质量分数下降约０．７５％，Ｎ质量 分数上升约０．０５％，故总养分质量分数下降 ０．７０％。在ＤＡＰ生产过程中，废硫酸的添加量以 实时检测的总养分值和生产负荷作为基准予以调 整。若ＤＡＰ装置的单产负荷为３０ ｔ／ｈ、产品总养 分质量分数为６１．００％，高于厂控指标均值 ０．６５％（质量分数），则加入废硫酸量为４２６ ｋｇ／ｈ。 实际操作时，玻璃转子流量计是以体积流量为计 量单位，故废硫酸的加入量为２６６ ｍＬ／ｈ。 为了有效指导生产、及时准确地调整产品质 量，吨ＤＡＰ产品总养分质量分数升高值与废硫酸 添加量的对应关系见表１（用查得的数据乘以实 时生产负荷，即可算出添加废硫酸的体积流量）。 生产稳定时，添加的废硫酸量为２００ ｍＬ／ｈ， 每年可消耗废硫酸约２ ０００ ｔ，与废硫酸的供给量 基本持平。生产不正常时，废硫酸的添加量浮动 ５０ 较大，最多时达６００ ｍｌｆｈ，最小时为零。 表１ 吨ＤＡＰ产品总养分质量分数升高值与 废硫酸添加量的对应关系 总养分 废硫酸添加量／ 总养分 废硫酸添加量／ 升高值／％ （ｍＬ・ｈ ） 升高值／％ （ｍＬ・ｈ。 ） ０．１ １．３７ １．１ ｌ５．１０ ０．２ ２．７４ １．２ １６．４０ Ｏ．３ ４．１ｌ Ｉ．３ ｌ７．８０ ０．４ ５．４８ １．４ １９．２Ｏ Ｏ．５ ６．８５ １．５ ２Ｏ．６０ ０．６ ８．２２ １．６ ２１．９Ｏ Ｏ．７ ９．５９ １．７ ２３．３Ｏ ０．８ １１．Ｏ０ １．８ ２４．７０ Ｏ．９ ｌ２．３０ １．９ ２６．ｏｏ １．Ｏ ｌ３．７０ ２．０ ２７．４０ 随着生产用磷矿质量越来越差，ＤＡＰ产品总 养分越来越低，添加的废硫酸量也越来越少。这 就要求通过改善浓磷酸质量的措施（如降低浓磷 酸中固形物和游离硫酸含量等）来维持和增加废 硫酸的用量，否则不能完全消化废硫酸，需要设置 专门贮存剩余废硫酸的贮槽，从而增加生产运行 费用和成本。 ３ 效果评价 自２０１０年初实施此项技改后，陕西陕化煤化 工有限公司复肥厂主要利用废硫酸并辅助添加原 料硫酸来调整ＤＡＰ产品的总养分，其运行效果和 效益如下。 （１）添加废硫酸后，ＤＡＰ产品质量稳定，总养 分质量分数波动仅－ｔ－Ｏ．３％；产品颗粒圆润、色泽 光亮、质感好，达到了用原料硫酸调整产品质量的 同样效果。 （２）由于在单位时间内利用的废硫酸量很 少，且计量准确、添加稳定，故基本上不会产生泡 沫。即使偶尔出现泡沫，也可在短时间内通过添 加消泡剂予以消除，几乎不影响生产。 （３）实施技改后，废硫酸回用工艺平稳，设备 运行正常，未出现过管道堵塞和溢槽现象，操作控 制方便可靠，作业环境保持良好。 （４）每年可节约原料硫酸１ ７００ ｔ（折标），以 市场价５００ ｔ计，价值８５万元。 （５）在ＤＡＰ生产中回收利用废硫酸起到了调 整产品总养分的作用，达到了节约资源、消除污染 的目的。 （收稿日期２０１１－０１．２６）