1、耐酸混凝土在硫酸防腐工程中的应用刘书民(渭南市化工科技产业有限公司 , 陕西 渭南 714000)摘要 介绍硫酸装置防腐工程中水玻璃耐酸混凝土的施工方法及步骤 , 并与内衬耐酸砖和花岗岩的防腐方法进行比较。关键词 硫酸 ; 耐酸混凝土 ; 干吸塔 ; 循环槽 ; 防腐中图分类号 TQ 111. 1; TQ 047. 44 文献标识码 B 文章编号 1007 6220 (1999) 04 0045 03硫酸干吸塔及酸循环槽的防腐处理 , 一般设计都采用钢壳内衬耐酸瓷砖或花岗岩 , 隔离层为耐酸石棉板。陕西省数十家厂的应用效果都不很理想 , 主要原因是衬里施工要求严格 , 稍一疏忽 , 砖缝处易渗
2、漏 , 渗漏维修费用较高。笔者自 1992 年以来先后参与了 6 套 1 4 万吨年硫酸装置干吸塔、酸槽的防腐方案设计与施工工作 , 全部采用水玻璃耐酸混凝土衬里 , 混凝土用量逾300 m 3。使用中 , 无一出现泄漏现象 , 停车时检查表面无明显腐蚀痕迹。根据数年现场施工经验 , 结合资料介绍 , 笔者总结出一套水玻璃耐酸混凝土的施工方法 , 若施工、使用得当 , 设备可使用 8 年以上 , 现介绍如下。1 水玻璃耐酸混凝土工程施工方案1 1 槽罐内表面除锈及刷底漆( 1) 根据锈蚀情况 , 可用砂轮机、钢丝刷、铲刀、刮刀等工具除锈。(2) 经除锈的内壁应在除锈完毕 2 4 h 内涂刷底漆
3、 , 以防处理后的内壁再度锈蚀。(3) 底漆稀料配合比见表 1。表 1 底漆稀料配比 (质量比 )材 料 比 例水玻璃 100氟硅酸钠 12 18耐酸粉料 80 1001 2 原材料质量要求(1) 水玻璃 水玻璃应呈青灰色或黄灰色粘稠液体 , 不得混入杂物 , 水玻璃模数为 2. 6 2. 9, 密度为 1. 38 1. 42 g cm 3。钾水玻璃比钠水玻璃好 ,收稿日期 1998 11 05作者简介 刘书民 , 男 , 37 岁 , 工程师 , 从事防腐、保温与筑炉方面的技术及管理工作。但价格高。( 2) 氟硅酸钠 氟硅酸钠不应小于 95% (质量分数 , 下同 ) , 含水率 95% ,
4、含水率 0. 5% , 细度应 95% , 含水率 95% , 浸酸后其安定性合格 , 含水率 1. 5% , 不得含有泥土 , 粗骨料的最大粒径 , 不应大于结构最小尺寸的 1 4。(4) 外加剂 在水玻璃中掺入各种外加剂 , 主要是为改善水玻璃耐酸混凝土的理化性能 , 特别是密度和抗酸渗透性能。外加剂需有出厂合格证并存放在通风、防晒、防水的房间内。1 3 水玻璃耐酸混凝土的施工水玻璃耐酸混凝土施工时 , 要求最佳环境温度为 15 30 , 相对湿度 80% 以下。当施工环境温度低于 10 时 , 应采取加热保温措施 , 原材料使用时的温度不应低于 10 。(1) 试块 施工前 , 应根据当
5、地环境温度、相对湿度、施工特点确定配料比例并先制作试块。试块规格为 150 mm 150 mm 150 mm , 按不同配比 , 人工搅拌装入试块模具并人工捣实。在温度20 25 、湿度 80% 的大气中养护 2 天即可脱模 , 脱模以后继续在上述环境中养护 7 天 , 即可进行耐酸度及密实度测定。541999 年第 4 期 刘书民 耐酸混凝土在硫酸防腐工程中的应用 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.将试块浸入装有 w (H 2SO 4) 40% 工业硫酸的带盖容器中 , 试块底面应架空
6、 , 侧面应隔开 , 酸液应高出试块表面 , 保持浸泡温度为 20 25 , 浸泡 28 天后取出试块 , 用水冲洗并阴干 24 h, 检查试块有无裂纹、起鼓、发酥和掉角现象。若试块完整 , 表面无显著变化 , 则说明试块浸酸安定性合格 , 耐酸度合格。将试块用榔头敲去一块 , 肉眼察看 (也可用放大镜 ) 被敲表面的结构情况 , 若颗粒级配合理 , 表面无气泡、砂眼 , 且气孔都是闭孔 , 说明密实性、抗渗性都没有问题。按试验合格的试块配方 , 进行正式施工配比。一般配比见表 2。表 2 水玻璃混凝土施工配比材 料 配 比水玻璃 100氟硅酸钠 15 17铸石粉 180 220细骨料 230
7、 250粗骨料 300 330外加剂 5 15(2) 配料 耐酸混凝土配制时可采用搅拌机或人工拌合配料。一般对工程量不太大的混凝土浇注工程 , 宜用人工拌合配料。配制程序 (人工拌合 )见图 1。配制时注意事项 人工拌合配制耐酸混凝土时 , 拌合量不宜过多 , 以 100 kg 左右为宜。人工搅拌必须拌合至骨料全部被水玻璃耐酸浆裹覆为止。加入水玻璃后 , 必须在 30 m in 内将水玻璃混凝土使用完毕。(3) 支模 由于硫酸干吸设备均为非标设备 ,因此 , 必须制作专用模具。模具必须有一定的强度和刚度 , 能耐振动器的搅拌振捣而不变形 ; 严密的拼缝可避免漏浆 , 以保证水玻璃混凝土的质量。
8、支好模后 , 模板表面要涂刷一层矿物油脱模剂。若水玻璃混凝土内要预埋铁件 , 则铁件需除锈 ,然后涂刷环氧树脂漆或过氯乙烯漆等防腐涂料。(4) 水玻璃耐酸混凝土的浇捣灌筑 水玻璃耐酸混凝土的浇灌应按图纸设计厚度分层连续进行 , 振捣的密实程度应使混凝土表面泛浆为止。 水玻璃耐酸混凝土应在初凝前振捣密实 ,一般约 30 m in 左右。 当采用插入式振动器时 , 每层浇捣厚度不宜大于 200 mm , 插点间距不应大于作用半径的 1. 5倍 , 振动器应缓慢拔出 , 不得留有孔洞。当采用平板振动器或人工捣实时 , 每层浇捣厚度不应大于 100mm。最上层捣实后 , 表面应在初凝前压实抹平。 灌筑
9、地面时 , 应随时控制平整度和坡度 , 平整度应采用 2 m 直尺检查 , 其允许空隙不应大于 4mm ; 其坡度应符合设计要求 , 偏差应为坡长的 0. 2% , 最大偏差值不得大于 30 mm。 当需留施工缝时 , 在继续施工前应将该处打毛清理干净 , 薄涂一层水玻璃稀胶泥 , 稍干后再继续灌筑。地面施工缝应留成斜槎。(5) 拆模 拆模时应按与支模相反的方向进行 , 拆模时不得损伤槽壁和设备基础边沿 , 要防止剧烈撞击而引起水玻璃混凝土内伤。 拆模后不得有蜂窝、麻面、裂纹等缺陷。如有上述缺陷 , 应将该处的混凝土凿去 , 清理干净 , 薄涂一层水玻璃稀胶泥 , 等稍干后用水玻璃胶泥修补。
10、水玻璃耐酸混凝土的拆模时间见表 3。表 3 水玻璃耐酸混凝土的拆模时间环境温度 拆模时间 d10 15 516 20 321 30 231 35 1(6) 养护及酸化处理 水玻璃耐酸混凝土养护的目的是为了促使水玻璃与氟硅酸钠反应固化完全。在养护期间 , 水玻璃混凝土严禁与水或水蒸气接触。 水玻璃耐酸混凝土在不同温度下的养护期见表 4。表 4 水玻璃混凝土在不同温度下的养护期养护温度 养护时间 d10 12 1221 30 631 35 3(下转第 30 页 )64 磷 肥 与 复 肥 1999 年第 4 期 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co
11、., Ltd. All rights reserved.机制一致。图 3 造粒机制则不同 , 主要是粘聚造粒 ,即采用蒸汽溶解颗粒表面的固体使成为液相作为粘结剂 , 随着转鼓造粒机的转动 , 逐渐粘聚成粒。由此可知 , 这种方式生产的复混肥颗粒的核心部分不可能存有空气 , 因而这种复混肥颗粒在水中不会漂浮。而图 1、图 2 所示工艺在造粒机内是由反应器中形成的磷铵料浆在一定压力下经特定形状的喷头喷洒在返料床上 , 因而它兼有 3 种造粒机制即粘聚、涂布、自成粒。由自成粒方式形成的颗粒 , 其核心是磷铵物料 , 仅在其表面粘结少许固体硫铵、氯化钾物料 , 因颗粒核心无空气 , 不会产生气泡 ,
12、因而此种复合肥颗粒在水中不会漂浮。而以粘聚特别是涂布机制形成的复合肥颗粒则极有可能飘浮在水中。磷铵料浆滴在固体物料表面 , 把固体物料包裹起来 , 当投入造粒机中的固体物料种类及量较多、且这些固体物料溶解度较小、吸水速率较慢、粒径偏大时 , 势必使复合肥颗粒核心空隙较多 , 即空气较多。当将这种复合肥颗粒投入水中时 , 由于表观密度比水大 , 先沉入水底 , 而当颗粒表面密度大的磷铵包裹层被水溶解变薄时 , 颗粒内部许多小气泡 , 使复合肥颗粒密度减小 , 及至漂浮于水面。再加上为防止复合肥结块 ,在复合肥颗粒表面喷涂了一层包裹油 , 这样使复合肥颗粒具有憎水性 , 致使复合肥颗粒长时间漂浮在
13、水表面 (有的长达 4 5 天 )。由生产知 , 图 1 管式反应工艺投入了相当于成品量 67% 的固体硫铵和氯化钾 , 其中固体硫铵投入量相当于成品量的 42%。如此多的固体硫铵 , 加上其溶解度较小 (与硝铵、尿素比 ) , 且吸水速率慢 , 同时晶体又较粗 , 因而其作为复合肥颗粒的核心 , 造成复合肥颗粒在水中漂浮。图 2 槽式反应工艺仅在造粒机中投入了相当于成品量 25% 的固体氯化钾 , 由于投入量少 , 加上氯化钾吸水速度相对较快 , 同时 ,其晶体较细 , 因而采用此工艺生产的复合肥颗粒不漂浮。3 措施要想使管式反应器生产的复合肥颗粒在水中不漂浮 , 一是减少固体物料的投入量
14、; 二是选择水溶性好、吸水速度快、晶体较小的固体物料代替硫铵。具体办法有 :(1) 用固体硝铵全部替代硫铵加入造粒机。此方法在我厂已试验过 , 所生产的复合肥颗粒在水中不上浮。但硝铵投入量过大 , 易使造粒机内出潮料。(2) 不加固体硫酸铵 , 而以部分硝酸铵及液体硫酸铵代替之。此种办法已有厂家采用 , 经试验 , 生产的复合肥颗粒在水中不漂浮。(3) 不加固体硫酸铵 , 以液体硫酸铵代替之。即在反应器中投入硫酸及增大通氨量 , 这种方法只要管式反应工艺允许 , 生产出的复合肥颗粒在水中不漂浮 , 这已为图 2 所示工艺生产的复合肥所验证。(4) 加部分固体硫酸铵 , 其余部分以液体硫酸铵替代
15、之。即减少固体硫酸铵的投入量 , 在反应器中投入适量的硫酸及气氨。采用此种工艺生产的复合肥颗粒在水中能否上浮 , 关键在于投入的液体硫酸铵和固体硫酸铵的比例是否适当。考虑到产量 (因为投入的固体物料愈多 , 产量愈高 ) 及复合肥的吸湿性 (原料种类愈多 , 复合肥吸湿性愈大 ; 原料吸湿性愈大 , 复合肥吸湿性愈大 ) 及产品质量 , 建议采用 (2)、 (4)条措施为宜。(上接第 46 页 ) 经过养护后 , 水玻璃类耐酸材料的孔隙率仍达 15% 以上 , 为使水玻璃表面形成一层耐腐蚀性能好的坚硬致密的二氧化硅保护膜 , 需用中等浓度的酸作表面酸化处理。 酸化处理宜用 30% 40% 硫酸
16、进行 , 每次间隔时间 8 h, 处理次数不少于 3 次。当被处理表面无白色结晶钠盐析出时 , 说明酸化处理合格。当最后一道工序酸化处理完毕后 , 该设备防腐衬里施工竣工 , 可投入使用。2 几种防腐衬里施工费用的比较 (见表 5)3 结论水玻璃耐酸混凝土用于干吸塔防腐衬里 , 其造表 5 几种防腐衬里施工费用的比较 3序号 防腐方案 施工费用 (元 m - 3) 备 注1 钢壳内衬 3 mm 耐酸石棉板 2层 , 砌筑耐酸砖 113 mm 厚 9 5602 钢壳内衬 3 mm 耐酸石棉板 2层 , 砌筑花岗岩 , 厚度为 115 mm 8 4883 钢壳内浇注耐酸混凝土 , 厚度115 mm
17、 7 860 使用改性水玻璃注 : 以干吸循环槽为例。价比耐酸瓷砖低 20% , 比砌花岗岩低 8% , 且使用时间长 , 是一种经济、可行的防腐方案 , 对中、小型硫酸厂值得推广与应用。03 磷 肥 与 复 肥 1999 年第 4 期 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.Selection of Ga s Veloc ity of Fluid ized bed Coolerin DAP Production X u S hux iang (24)Abstract: Based on th
18、e imp roving experience in DA Pfacility, Tongling Chem icals Co rp, facto rs affectingfluidized bed coo ler are studied w hen coo ler is used fo rcoo ling DA P and by calculation, the fluidized coefficient is2. 42 and gas velocity 1. 62 m s w hen the capacity is 25 t hDA P.Key words: diammonium pho
19、sphate; p roduction;fluidized bed coo ler; fluid coefficient; gas velocityD issecting the Factors Inf luenc ing Product Qua lityof AP H e S h ij ie (27)Abstract: Facto rs influencing p roduct quality of A P aredissected. T he fo rm er include W PA quality, neutralizeddegree, amount of sulphuric acid
20、, mo isture. T he latterinclude liquid ratio of neutralized slurry, slurry rate ingranulato r, sp ray pattern, revert ratio, screen efficiency.A nd the m easures aim ing at the imp rovem ent of p roductquality in Tongling A P P lant are introduced.Key words: ammonium pho sphate; quality; facto rs;di
21、ssection; m easureAna lyz ing the Cause of L ev ita tion of Com plexFertilizer Granulae on the W a terChen J ielong (29)Abstract: T he p ipe reacto r p rocess has been adop ted inJ iangxi Guixi Chem ical Fertilizer P lant to p roduce comp lexfertilizer since 1998. T he comp lex fertilizer granulae a
22、lw aysfloat in w ater. T he cause of levitation are analyzed and therelative m easures are offered in th is paper.Key words: comp lex fertilizer; granula; ammoniumpho sphate slurry; levitation; p ipe reacto rIm prov ing the Capac ity Expan sion of 30 kt a APUn it by Slurry Concen tra tion Process a
23、t XuanzhouSA plan t T ang Chang z h i (31)Abstract: T h is paper summ arizes the p roblem s afterthe facility w as put into operation and the m easures so lvingthese p roblem s. A fter simp le technical imp rovem ents, thep roductivity is raised to 180 t d from the p revious 90 t d.Key words: slurry
24、 m ethod; A P; technical imp rovem entM a in tenance of In term ed ia te Tank and In term ed i-a te W a sh ing Tank for W PAJ in Chunai (34)Abstract: T he dam age and m aintenance of interm ediatetank and interm ediate w ash ing tank in W PA are introducedand a simp le m ethod, double patch ing m et
25、hod, is describedin detail.Key words: w et p rocess pho spho ric acid; tank;antico rro sion; m aintenanceTr ia l to Produce H igh ana lysis NPK Fertilizer inSlurry AP Fac ility H u A ijun (36)Abstract: T h is paper introduces the trial and feasibilityto p roduce h igh analysis N PK fertilizers in a
26、slurry A Pfacility. In 3 days, 230 tones of 15 15 15 N PK fertilizersw ere p roduced w ithout any p roblem , such as sp rayer blockand scale in granulato r. T he slurry fluidity is good and thep roductivity is up to 90 100 t d, but the long termoperation rem ains to be further tested.Key words: ammo
27、nium pho sphate; facility; h ighanalysis fertilizer; trialD esign of 100 kt a TSP Granula torH an H aibo (38)Abstract: T h is paper introduces the m ain param etersand calculation in the design fo r the granulato r in 100 k t aT SP p lant, the invo lved param eters include drum section,ro tational s
28、peed, gradient, pow er and retention tim e.Key words: trip le superpho sphate; granulato r; p rocessdesignEva lua tion of Technology for Production of Ca l-c ined D ef luor ina ted Phospha te in Russia and Ch inaY in X iang uo, L i H u iling , L i M ing qi (41)Abstract: T h is article repo rts tw o
29、different therm aldecompo sition p rocess, the natural gas therm aldecompo sition p rocess of R ussia and the coal pow der therm aldecompo sition p rocess of Ch ina. A Comparison is m adebetw een the tw o, and som e suggests about p roductiontechno logy in Ch ina are put fo rw ard.Key words: defluo
30、rinated pho sphate; techno logy;equipm entD iscussion on the Process Cond ition s of CONCATD esulfur iza tion Plan t Y ang Y uhua (44)Abstract: Based on the m aterial and energy balancecalculation of th ree section ( incineration, conversion andabso rp tion ) of the CON CA T desulfurization p lant,
31、it isp roved that the operation of p lant is no rm al w hen the H 2Sconcentration of the w aste gas is decreased from 2. 17%( vo lum n percent) to 1. 64% and the technique condition isobtained.Key words: low concentration; H 2S; sulphuric acid;p rocess condition; CON CA T desulfurizationApplica tion
32、 of Ac id resistan t Concrete in SAAn ticorrosion Trea tm en t L iu S hum in (46)Abstract: T h is paper introduces the antico rro siontreatm ent of drying abso rbing tow er, circulato ry acidtank s w ith sodium silicate concrete in sulphuric acidfacilities, and m akes a comparison w ith o ther treat
33、m ents,such as acid resistant brick s lining and granite lining.Key words: sulphuric acid; drying tow er; abso rbingtow er; circulato ry tank; antico rro sion; acid resistant;sodium silicate; concrete77V o l. 14 N o. 4 1999 A b stract 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
