Устройство для переработки зашламленного жидкого фосфора

 

Изобретение относится к области переработки жидких отх-одов и предназначено для термохимической переработки жидкого фосфора, загрязненного минеральными частицами. Цель изобретения - повышение экономичности. Устройство содержит вертикальный циклонный реактор 1 с устройствами 2 и 3 для ввода фосфора и окислителя и цилиндрический сборник расплава 4, где завершается разделение расплава и газового потока. Расплав через летку 5 выводят на грануляцию, а очищенный газ - через патрубок 6 направляют в систему гидратации фосфорного ангидрида . 4 ил. в сл с

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51)4 F 23 С 7 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTGPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4034284/29-33 (22) 27. 12. 85 (46) 30.04.87 Бюл. N- 16 (71) Научно-производственное объеди— нение "Техэнергохимпром" и Казахский научно-исследовательский и проектный институт фосфорной промышленности (72) Г.Ф.Балюк, С.Ф.Нонин, Д.Н.Сощин, Б,Д.Камаев, В.Я.Круглянский, А.М.111иринский, С.II.Ðóá÷åíêo и P.Ã,Ãðûöèâ (53) 628.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1073549, кл. F 23 G 7/00, 1982 °

Авторское свидетельство СССР

Р 996796, кл. F 23 G 7/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗАШЛАМПЕННОГО ЖИДКОГО ФОСФОРА (5?) Изобретение относится к области переработки жидких отходов и предназначено для термохимической переработки жидкого фосфора, загрязненного минеральными частицами. Цель изобретения — повышение экономичности. Устройство содержит вертикальный циклонный реактор 1 с устройствами 2 и 3 для ввода фосфора и окислителя и цилиндрический сборник расплава 4, где завершается разделение расплава и газового потока. Расплав через летку 5 выводят на грануляцию, а очищенный газ — через патрубок 6 направляют в систему гидратации фосфорного ангидрида. 4 ил.

1 13071

Изобретение относится к переработке жидких отходов и предназначено для термохимической переработки жидкого фосфора, загрязненного минеральными частицами. 5

Целью изобретения является повыше- . ние экономичности путем снижения выноса расплава.

На фиг.1 представлена схема устрой-1 ства для переработки эашламленного жидкого фосфора, на фиг.2 — график зависимости относительной величины уноса от относительной высоты кана.ла, на фиг.3 — - график зависимости относительной величины уноса от относительного диаметра сборника расплава; на фиг.4 — график зависимости относительной величины уноса от относительного расстояния между каналом и выходным патрубком. 20

Устройство содержит вертикальный циклонный реактор 1 с устройствами 2 и 3 для ввода фосфора и окислителя и цилиндрический сборник 4 расплава с леткой 5 и выходным патрубком 6.

Сборник 4 расплава расположен под реактором 1 и соединен с ним каналом 7.

Выходной патруйок 6 расположен в верхней части сборника 4 расплава и в одной вертикальной плоскости с каналом 7.. Патрубок 6 расположен на расстоянии (r.) от канала 7, равном

1,0-1,3 диаметра (D) сборника 4 расплава. Сборник расплава выполнен с диаметром (D), равным 2,4-2,8 диамет- 35 ра (d) канала 7, выполненного с высотой (Ь), равной 1,3-1,7 его диамет-ра (d).

Летка 5 расположена на боковой поверхности сборника 4 расплава, при- 40 чем ее нижняя кромка расположена по высоте ниже канала 7 на расстоянии Н, равном 0,7-0,9 диаметра (D) сборника расйлава.

Устройство работает следующим образом.

Жидкий фосфор, загрязненный минеральными частицами, например фосфор- ный шлам через устройство 2 и окислитель через устройство 3 тангенциально вводятся в циклонный реактор 1.

В реакторе 1 фосфор сгорает с образованием фосфорного ангидрида, а содержащиеся в нем минеральные частицы плавятся и под воздействием закрученного потока сепарируются на стенки реактора 1, стекают вниз и совместно с газами через канал 7 поступают в

58 2 сборник 4 расплава. В сборнике 4 расплава завершается разделение расплава и газового потока. Расплав через летку 5 выводят на грануляцию, а очищенный газ через выходной патрубок 6 направляют в систему гидратации фосфорного ангидрида.

Как показали проведенные исследования (см.графики на фиг.2-4), расположение выходного штуцера 6 в одной вертикальной плоскости с каналом 7 и на расстоянии от него, равном 1,0.-1,3 диаметра сборника 4 расп.лава, а также выполнение сборника 4 расплава с диаметром, равным 2,42,8 диаметра и высотой канала 7, равной 1,3-1,7 его диаметра обеспечивает максимальное отделение расплава от газового потока. Данный эффект достигается вследствие оптимизации процесса разделения при одновременном сохранении без настыпьного режима выхода расплава и газа. В процессе разделения участвуют три вида сепарации: центробежная, ударная и инерционная. При высоте канала 7 большей 2,7 его диаметра и диаметра сборника расплава .большем 2,8 диаметра канала происходит ухудшение центробежной составляющей сепарации, эа счет резкого снижения степени крутки газового потока на выходе иэ канала 7 и уменьшения попадания расплава на стенки сборника 4 расплава. Кроме того, при этом происходит разбрызгивание расплава иэ ванны из-за сильного прямого удара потока газа и расплава, а также увеличивается аэродинамическое сопротивление канала 7. При высоте канала меньшей 1,3 его диаметра и диаметре сборника расплава меньшем 2,4 диаметра канала из-за сильной крутки газа на выходе из канала и близкого расположения стенок сборника 4 расплава происходит срыв пленки расплава со стенок сборника 4 расплава и увеличение разбрызгивания расплава, стекающего со стенок канала 7. При расстоянии между каналом 7 и выходным патрубком 6, меньшем диаметра сборника расплава, происходит резкое увеличение выноса расплава с ,газами, вследствие сохранения газовым потоком значительной крутки и малого времени для сепарации капель расплава иэ потока. При расстоянии большем 1,3 диаметра сборника расплава резко снижается надежность работы устройства из-эа образования

13071 настылей как в выходном канале 7, так и далее по газовому тракту, вследствие увеличения тепловых потерь через стенки сборника 4 расплава.

Расположение летки 5 ниже кана ла 7 на расстоянии 0,7-0,8 диаметра сборника расплава повышает эффективность улавливания, вследствие оптимизации ударной сепарации и устранения захвата газовым потоком расплава 10 из ванны сборника расплава.

Конструкция устройства испытывалась при следующих конструктивных и режимных параметрах.

Пример 1. Вертикальный цик- .15 лонный реактор i выполнен с диаметром D = 1300 мм и высотой Нг =

2000 мм, а цилиндрический сборник 4 расплава выполнен с диаметром D

1500 мм. Канал 7 выполнен с диа- 20 метром d = 620 и высотой h = 810 мм.

Выходной патрубок 6 расположен на расстоянии L = 1500 мм от канала 7, а нижняя кромка летки 5 расположена ниже канала 7 на расстоянии Н

1050 мм. Таким образом, устройство выполнено со следующими конструктивными соотношениями L = 1,0 D;

0=2,39 й; Ь= 1,31й и Н= 0,7Э.

Жидкий загрязненный фосфор через 30 устройство 2 в количестве, равном

4 т/ч, и воздух через устройства 3 в количестве 14000 нм/ч тангенциальз но вводятся в циклонный реактор 1.

В реакторе 1 фосфор сгорает с образо- 35 ванием РО, а минеральные частицы плавятся и в количестве 0,4 1 т/ч вместе с газами через канал 7 поступают в сборник 4 расплава. Из сборника 4 расплава расплав в количестве 40

0,399 т/ч вводится через .летку 5, а остальное количество. равное

58 4

0,011 т/ч, совместно с газами выводится через патрубок 6. Унос с газами составляет 2,68 .

Пример 2. Цилиндрический сборник 4 расплава выполнен с диаметром

D = 1500, канал 7 с диаметром и 540, и высотой h = 910 мм, а выходной патрубок 6 расположен на расстоянии

L = 1950 мм от канала 7. Таким образом,Е = 1,3 D; D = 2,78 d; h = 1,68d.

Фосфор и воздух подаются в реактор в количествах, аналогичных по примеру 1. Расплав в количестве

0,4 т/ч выводится через летку, а в количестве 0,01 т/ч, что составляет

2,44 выводится через патрубок 6.

Использование предлагаемого,изобретения позволяет снизить вынос расплава из устройства, что обеспечивает высокое качестве фосфорной кислоты при стабильной работе устройства.

Формула изобретения

Устройство для переработки saшламленного жидкого фосфора, содержащее соединенные между собой каналом вертикальный циклонный реактор с устройствами для ввода фосфора и окислителя и расположенный под ним горизонтальный цилиндрический сборник расплава с леткой и выходным патрубком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности, выходной патрубок сборника расплава расположен в одной вертикальной плоскости с каналом и на расстоянии от него, равном 1,0-1,3 диаметра сборника расплава, диаметр сборника равен 2,4-2,8 диаметра канала, а высота канала равна 1,3-1,7 его диаметра.

1307158

1307 I 58

f0 ой иЮой б/ йсл&

Составитель Т.Лепахина

Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Pедактор Ю.Середа

Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1612/34

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4