Способ получения обесфторенных фосфатов

 

Изобретение относится к получению обесфторенных фосфатов в качестве кормовых добавок термическим путем и позволяет снизить расход топлива при одновременной интенсификации процесса. Способ осуществляют путем смешения фосфатного сырья с фосфорной кислотой до получения массового соотношения , равного 1,1-1,2, грануляции полученной смеси и ее термической обработки при температуре 1320-1380 С в зоне горения топлива в печи с осевой и радиальной подачей предварительно нагретого до 250-500 С воздуха при его избытке к топливу, равном 1,15- 1,6, при этом отношение осевой скорости подачи воздуха к радиальной составляет 0,05-0,5 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН. (1% (И) 20 4 А1 (д1) 4 С 05 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ";;;

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4141756/23-26 (22) 03,11.86 (46) 30.04.88, Бюл. Р 16 (72) Е.В.Третьяк, Б.П.Соболев, .В;Г.Зареченный, АЯ.Чепляев, В.А.Оскаленко и И.П.Воробьева (53) 661.63.3 (088.8) (56) Проблемы химии и химической . технологии. Наука, 1977, с. 188-190. . (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЕСФТОРЕННЫХ

ФОСФАТОВ (57) Изобретение относится к получению обесфторенных фосфатов в качестве кормовых добавок термическим путем и позволяет снизить расход топлива при одновременной интенсификации процесса. Способ осуществляют путем смешения фосфатного сырья с фосфорной кислотой до получения массового соотношения СаО--Р О, равного 1,1-1,2, грануляции полученной смеси и ее термической обработки при температуре 1320-1380 С в зоне горения топлива в печи с осевой и радиальной подачей предварительно нагретого до 250-500 С воздуха при его избытке к топливу, равном 1,151,6, при этом отношение осевой скорости подачи воздуха к радиальной составляет 0,05-0,5. 3 табл.

1392064

10 15

Изобретение относится к способу получения обесфторенных фосфатов,, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве как кормовые добавки животным.

Способ осуществляют путем смешения фосфатного сырья с фосфорной кислотой до получения массового соотношения СаО:P, О,, равного 1,1-1,2, грануляции полученной смеси и ее тер". мической обработки при 1320-1380 С в зоне горения топлива в печи с осевой и радиальной подачей предварительно нагретого до 250-500 С воздуха при его избитке к топливу, равном

1,15-1,6, при этом отношение осевой скорости подачи воздуха к радиальной составляет 0,05-0,5.

Процесс обесфторивания фосфатов протекает через взаимодействие трех фаз: жидкой, твердой и газообразной, Жидкая фаза является промежуточной и образуется в результате взаимодействия твердых реагентов. Б общей форме процесс протекает с диссоциацией фосфата в жидкой фазе. В результате образуются фторсодержащие комплексные положительно заряженные фосфорсодержащие (РОК ) и,возможно,,кремнийсодержащие (БхОР ):ионы. В этих ионах фтор замещается ионом кислорода из конденсированной фазы. При наличии кислоро-! да в газовой фазе реакция извлечения фтора ускоряется с повьппением концентрации кислорода.

В отсутствии кислорода, например, при неполном сгорании топлива в окружающей среде присутствуют продукты неполного сгорания топлива.

Газообразные восстановители являются донорами электронов, поэтому в их присутствии фтор образует другие более прочные связи с окислами кальция и кремния, Поэтому условия сжигания топлива в печи являются одним иэ наиболее важных факторов, определяющих производительность процесса и его энергозатраты, Так как в печи обесфторенные фосфаты движутся навстречу продуктам сгорания топлива, то в самой высокотемпературной зоне (на участке горения топлива), в которой не достигается полное сгорание топлива, не является эффективной.

В существующих условиях отгонка фтора осуществляется на участке до высокотемпературной эоны. В случае, когда требуемая полнота обесфтовивания до высокотемпературной зоны не достигается, то в высокотемпературной зоне в присутствии газообразного восстановителя образуются подплавы ввиду того, что в этих условиях изменяются свойства жидкой фазы. Таким образом, несмотря на то, что с увеличением избытка воздуха повышается расход топлива на нагрев азота за счет повьппения скорости реакции в зоне высоких температур и других зонах существенно повьппается производительность процесса, что, в свою очередь, приводит к снижению удельного расхода топлива. Повьппение температуры подогрева воздуха и изменение отношения осевой скорости подачи воздуха к радиальной обеспечивают необходимые условия горения топлива на более коротком отрезке печи и более эффективного введения технологического процесса в высокотемпературной зоне печи.

Применение такого технологического приема как увеличение избытка воздуха до 1,15-1,6, температуры его О нагрева до ?50-500 С и изменение отношения величины скорости осевой подачи воздуха к радиальной от 1,01,5 до 0,05-0,5 позволяет повысить производительность печи от 4,5-5,5 до 8-12 т/ч при снижении расхода топлива от l 1-1,2 до 0,65"0,85 кг усл. топл,/кг Р О продукта.

Влияние повышения избытка воздуха на производительность процесса и его энергозатраты представлены:

\ в табл.1. Температура подогрева воз" о

40 духа 350 С, отношение величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной 0,15.

При величине избытка воздуха менее 1,2 в зоне высоких температур в печи наблюдается неполное сгорание топлива, факел горит на большом расстоянии,что приводит к снижению скорости обесфторивания и соответственно к снижению производительности печи.При величине избытка воздуха более 1,6 для сохранения производительности печи требуется увеличение расхода топлива на нагрев избыточного азота с поступающим воздухом.

Влияние температуры нагрева воздуха на снижение расхода топлива и производительности печи (интенсивность процесса) представлены в табл.

1392064

2. Избыток воздуха 1,35, отношение величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной 0,15.

При температуре подогрева окисли" теля ниже 250 С затягивается горение топлива и тем самым увеличивается зона неполного сгорания топлива, что приводит к снижению скорости обесфторивания и соответственно к снижению производительности печи.

При повышении температуры подогре0 ва окислителя выше 500 С не происходит снижение расхода топлива при сохранении производительности печи 15 так как на процесс начинают оказывать влияние кинетические показатели химических реакций обесфторивания материала.

Влияние отношения величины осевой 20 скорости подачи воздуха к радиальной представлено в табл.3. Избыток воздуха 1,35, температура подогрева о окислителя 350 С.

Уменьшение доли потока воздуха, 25 подаваемого по оси печи, и соответственно увеличение доли радиального потока обеспечивает наиболее полное сгорание топлива, что позволяет интенсифицировать процесс и снизить 30 расход топлива.

Увеличение отношения величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной более 0,5 из-за менее эффективного перемешивания топлива и окис- 35 лителя происходит также увеличение

Факела, что приводит к увеличению расхода топлива и понижению произ.водительности печи.

Пример 1. 1000 кг фоссырья 40 смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 80 кг P O . Полу ченную смесь гранулируют на дисковом грануляторе и термическую обработку ведут в печи в потоке воздуха при 1380 С и избытке воздуха 2,15. а ,Температура подогрева воздуха 500 С, отношение величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной 0,5, Производительность печи 9 т/ч. Затраты тепловой энергии 0,8 кг усл. топлива/кг Р О продукта. Содержание фтора в продукте 0,177..

Пример 2. 1000 кг фоссырья смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 90 кг Р О . Полученную смесь гранулируют на дисковом грануляторе и термическую обработку ведут в печи в потоке воздуха при

1360 С и избытке воздуха 135, Темпео ратура подогрева воздуха 350 С, отношение величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной равно 0,15.

Производительность печи 9,5 т/ч.

Затраты тепловой энергии 0,74 кг усл. топлива/кг Р О продукта, Содержание фтора в продукте 0,147.

Пример 3, 1000 кг фоссырья смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 85 кг Р О . Полученную смесь гранулируют на дисковом грануляторе и термическую обработку ведут в печи в потоке воздуха при

1360 С и избытке воздуха 135. Темпео ратура подогрева воздуха 350 С, отношение величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной равно

0 15. Производительность печи 9,5 т/ч

Затраты тепловой энергии 0,74 кг усл, топлива/кг Р О продукта, Сорержание фтора в продукте 0,147., Пример 4. 1000 кг фоссырья смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 85 кг P О> . Полученную смесь гранулируют на дисковом грануляторе и термическую обработку ведут в печи в потоке -воздуха 1i6, температура подогрева воздуха 300 С, отношение величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной 0,05.

Производительность печи 10 т/ч. Затра1 ты тепловой энергии 0,69 кг усл. топлива кг Р О продукта. Содержание фтора в продукте 0,127.

Таким образом, основными техническими преимуществами способа являются снижение расхода топлива и интенсификация процесса получения обесфторенных фосфатов.

Формул а изобретения

Способ получения обесфторенных фосфатов путем смешения фосфатного сырья с фосфорной кислотой, грануляции полученной смеси и ее термической обработки в зоне горения топлива в печи с осевой и радиальной подачей предварительно нагретого воздуха, отличающийся тем, что с целью снижения расхода топ1 лива при одновременной интенсификации процесса, воздух подают при 250-500 С при его избытке к топливу, равном

1,15-1,6, при этом соотношение осевой скорости подачи воздуха к радиальной составляет 0,05-0,5.

1392064

Т а б л и и а I

192

Избыток воздуха

1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

Производительность9 т/ч

8 0

9,0

11,0 12,0 12,0 l2,0

Расход топлива, кг усл.топлива кг Р О продукта

0,8 0,75 0,65 0,75 0,85 1,1

1,20

Т а б л и ц а 2

350 450 500 550

200

Производительность печи, т/ч

5,5

9,5 11,0 12,0 12,0

8,0

Расход топлива, кг усл.топлива

0,74 0,65 0,6 0,58

0,8 кг Р О продукта

Т а блица 3

0,15 0,30 0,50 0,55

0,05

Производительность печи, т/ч

8,0 5,5

10,0

9,0

Расход топлива кг усл.топлива

0,68

0,74 0 8

0,85 1,1 кг Р О продукта

Составитель В.Вилинская

Техред Л.Сердюкова

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 1865/28 Тираж 425

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Температура подогрева воздуха, ОС

Отношение величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной

Корректор О,Кравцова

Подписное