六(liu)偏磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)納是一(yi)種常用的(de)化工產(chan)品,其(qi)工業生(sheng)產(chan)方(fang)法很多,但最常用的(de)事磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)二氫(qing)鈉(na)(na)法。該方(fang)法系使用磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)和(he)純堿按一(yi)定配方(fang)進行(xing)液相中(zhong)和(he)制得(de)磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)二氫(qing)鈉(na)(na)溶(rong)液,該溶(rong)液經蒸發、脫水、熔(rong)聚、驟(zou)冷、粉碎后得(de)到(dao)成品六(liu)偏磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)鈉(na)(na)。六(liu)偏磷(lin)(lin)(lin)酸(suan)鈉(na)(na)熔(rong)點(dian)為625℃,工藝要求熔聚反(fan)應溫度為(wei)750~850℃。在(zai)該工(gong)藝(yi)過(guo)(guo)程中,關鍵設備即是六偏磷酸鈉(na)聚(ju)合(he)爐(lu),按入爐(lu)原料的(de)(de)不(bu)(bu)同,又分為(wei)一(yi)步法(fa)和(he)兩(liang)步法(fa),其(qi)中一(yi)步法(fa)的(de)(de)入爐(lu)原料為(wei)磷酸二(er)氫(qing)鈉(na)溶液(ye),其(qi)蒸(zheng)發、脫(tuo)水、熔(rong)聚(ju)過(guo)(guo)程均(jun)(jun)在(zai)爐(lu)內(nei)(nei)不(bu)(bu)同的(de)(de)區(qu)域內(nei)(nei)進行(xing);兩(liang)步法(fa)系預先將(jiang)磷酸二(er)氫(qing)鈉(na)溶液(ye)進行(xing)蒸(zheng)發、脫(tuo)水為(wei)無水磷酸二(er)氫(qing)鈉(na)后再(zai)入爐(lu)進行(xing)熔(rong)聚(ju)工(gong)序。一(yi)步法(fa)和(he)兩(liang)步法(fa)使(shi)用的(de)(de)聚(ju)合(he)爐(lu)相同的(de)(de)是熔(rong)聚(ju)工(gong)序均(jun)(jun)在(zai)爐(lu)內(nei)(nei)進行(xing),區(qu)別(bie)則(ze)在(zai)于前者還包(bao)括了(le)蒸(zheng)發、脫(tuo)水工(gong)序,而后者不(bu)(bu)包(bao)括。
六(liu)偏磷(lin)酸(suan)納聚合爐(lu)為長方形池爐(lu),爐(lu)壁外(wai)部采用(yong)一般耐火磚(zhuan)層,最(zui)里為碳化硅磚(zhuan)層或(huo)價格高(gao)昂(ang)的(de)氧化鋯磚(zhuan)層,即使這樣,爐(lu)內(nei)熔(rong)聚段(duan)≥625℃的高溫熔融六(liu)偏(pian)(pian)磷酸納仍會(hui)對熔融料(liao)液面(mian)波動范(fan)圍內(nei)的爐(lu)(lu)(lu)(lu)壁內(nei)襯造成較(jiao)嚴重的腐(fu)(fu)蝕,被腐(fu)(fu)蝕的爐(lu)(lu)(lu)(lu)壁內(nei)襯材料(liao)進(jin)(jin)入產(chan)品后,會(hui)導致水(shui)不(bu)溶(rong)物及(ji)雜質含(han)量指標升高,從而(er)降(jiang)低產(chan)品質量。實際生產(chan)中,決定(ding)聚合(he)爐(lu)(lu)(lu)(lu)能否(fou)長(chang)時間運行的一個主要技術問題就是爐(lu)(lu)(lu)(lu)壁內(nei)襯的碳(tan)化硅磚層是否(fou)已(yi)被腐(fu)(fu)蝕,如(ru)已(yi)被腐(fu)(fu)蝕則必(bi)須立即停爐(lu)(lu)(lu)(lu)進(jin)(jin)行大(da)修、更換,否(fou)則會(hui)因穿爐(lu)(lu)(lu)(lu)而(er)釀成安全事(shi)故,且每次(ci)大(da)修必(bi)須經(jing)過冷爐(lu)(lu)(lu)(lu)、扒爐(lu)(lu)(lu)(lu)、修理(li)、烘爐(lu)(lu)(lu)(lu)等步驟,不(bu)僅耗時長(chang)、費用鋯,而(er)且還(huan)影響(xiang)生產(chan)效率(lv),增加生產(chan)成本。目前,正(zheng)常的六(liu)偏(pian)(pian)磷酸鈉聚合(he)爐(lu)(lu)(lu)(lu)的爐(lu)(lu)(lu)(lu)壁內(nei)襯腐(fu)(fu)蝕周期大(da)多為8個(ge)月,而在(zai)不利(li)工(gong)藝(yi)條(tiao)件下的爐壁內襯腐蝕(shi)周期僅為數月。
經過對殘余碳化硅(gui)磚的(de)分析,總結出爐(lu)內碳化硅(gui)磚的(de)損壞(huai)機理是由多方(fang)面原因造成(cheng),在(zai)惡劣的(de)熔融工況(kuang)下需要經受住五(wu)方(fang)面的(de)破壞(huai)沖擊(ji)①水分及水蒸氣(qi)的(de)(de)(de)浸潤②氧化氣(qi)氛(fen)下的(de)(de)(de)熱(re)還原③磷酸二氫鈉水溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)堿性(xing)侵(qin)蝕④溫(wen)度變化的(de)(de)(de)熱(re)震損壞⑤碳(tan)化硅磚(zhuan)面(mian)的(de)(de)(de)渣層侵(qin)蝕。雖然碳(tan)化硅磚(zhuan)的(de)(de)(de)氧化產物,SiO2保(bao)護膜,可以組織氧(yang)化的進一步發生但事(shi)約在750℃~1000℃SiO2膜會因相變(bian)而產生體積變(bian)化,從而使(shi)其結構變(bian)得疏松,氧(yang)化保護作用驟減;另外在一定條件下,SiO2保護膜還無(wu)法形(xing)成。這(zhe)都會導致碳化硅磚的使用(yong)性能降低(di),影響它(ta)的使用(yong)壽命(ming)。
為克服現有磷酸二氫鈉法(fa)生產六偏(pian)磷酸鈉存(cun)在的(de)(de)聚(ju)合爐(lu)爐(lu)壁內襯(chen)易被腐蝕(shi)的(de)(de)問題(ti),現推薦(jian)兩種方法(fa)一種是從產品(pin)上改進采用抗氧化的(de)(de)氮化硅磚,第二種是在與熔(rong)融(rong)料液面相接觸的(de)(de)爐(lu)體外(wai)壁設(she)置冷(leng)卻壁,壁上設(she)有連通的(de)(de)進、出(chu)口管(guan)道,在冷(leng)卻管(guan)道內輸(shu)入冷(leng)卻水讓爐(lu)外(wai)壁溫(wen)度降低到60℃左右,與爐內高溫(wen)形成溫(wen)度階差(cha),使與爐內碳化(hua)硅(gui)磚的受熱溫(wen)度下降然后(hou)再與接(jie)觸的六偏磷酸(suan)鈉保溫(wen)在熔(rong)點溫(wen)度以下,即可(ke)產生掛(gua)壁渣殼保護層(ceng)。這樣既可(ke)以延長(chang)爐內碳化(hua)硅(gui)磚的使用壽命(ming),又可(ke)提(ti)高工作效率。