Установка для получения фосфорной кислоты

 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для производства фосфорной кислоты. Изобретение позволяет упростить технологическую схему установки, снизить потери фосфатного сырья и энергозатраты. Это достигается тем, что в установке для получения фосфорной кислоты, содержащей склад фосфатного сырья, вентилятор, соединенный с верхней частью склада, экстрактор с многовальными мешалками, соединенный с помощью транспортера со складом, сборник серной кислоты, абсорбер, аппараты для разделения и промывки фосфогипса, экстрактор снабжен газораспределительным устройством, помещенным между валами смежных мешалок и выполненным в виде двух полых каналов, соединенных между собой торцами, с противоположными открытыми торцами, в боковых стенках каналов выполнены вертикальные щелевые отверстия, каналы установлены горизонтально или наклонно с опущенными вниз повыми торцами, выхлопной патрубок вентилятора соединен с помощью газохода с местом соединения каналов. Газораспределительное устройство выполнено цилиндрическим и снабжено кольцевыми пластинами, установленными внутри каналов и прикрепленными к их боковым стенкам и совмещенными с ближайшими к газоходу краями щелевых отверстий, а отношение расстояния от края щелевого отверстия, ближайшего к торцу, до торца к диаметру канала не менее двух. 2 з.п. ф-лы, 4 ил, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4430227/23-26 (22) 24.05.88 (46) 23.08.90, Бюл, М 31, (71) Институт проблем механики АН СССР и

Алмалыкский химический завод (72) М,М.Мирходжаев, М.М.Ахметшин, В.В.Иванов, Ю,В. Мартынов и В.И.Овечкин (53) 66.061.4(088,8) (56) Копылов Б.А. Технология экстрационной фосфорной кислоты. — Л.:Химия. 1982, с. 92-94. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для производства фосфорной кислоты. Изобретение позволяет упростить технологическую схему установки, снизить потери фосфатного сырья и энергозатраты. Это достигается тем, что в установке для получения фосфорной кислоты, содержащей склад фосфатного сырья, вентилятор, соединенный с верхней частью склада, экстрактор с многовальными мешалками, Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для производства фосфорной кислоты.

Цель изобретения — упрощение технологической схемы установки, снижение потерь фосфатного сырья и энергозатрат пу. тем улавливания частиц фосфатного сырья слоем реакционной пульпы.

На фиг,1 представлена схема установки для получения фосфорной кислоты; на фиг,2 — экстрактор, разрез; на фиг.3 — то же, вид сверху; на фиг.4 — гаэораспределительное устройство, изометрия.

„„5U„„1586738 А1 (si)s В 01 О 11/02, 3/32 г—

Г

1"- - ь: б

4; . Г.. ., соединенный с помощью транспортера со складом, сборник серной кислоты, абсорбер, аппараты для разделения и промывки фосфогипса, экстрактор снабжен газораспределительным устройством, помещенным между валами смежных мешалок и выполненным в виде двух полых каналов, соединенных между собой торцами, с противоположными открытыми торцами, в боковых стенках каналов выполнены вертикальные .щелевые отверстия, каналы установлены горизонтально или наклонно с опущенными вниз полыми торцами, выхлопной патрубок вентилятора соединен с помощью газохода с местом соединения каналов. Газораспределительное устройство выполнено цилиндрическим и снабжено кольцевыми пластинами, установленными внутри каналов и прикрепленными к их боковым стенкам и совмещенными с ближайшими к газоходу краями щелевых отверстий, а отношение расстояния от края щелевого отверстия, ближайшего к торцу, до торца к диаметру канала не менее двух.

2 з.п.ф-лы, 4 ил. 1 табл.

Установка содержит емкость 1 для фосфатного сырья, вентилятор 2, соединенный с верхней частью склада, экстрактор 3, соединенный с помощью транспортера 4 с емкостью 1, экстрактор 3 также соединен со сборником 5 серной кислоты, а верхняя часть экстрактора 3 — с абсорбером

6, экстрактор 3 соединен также с аппаратом

7 разделения пульпы, последний — с аппаратом 8 промывки фосфогипса. Фосфогипс по транспортеру 9 удаляется из аппарата 8 в отвал, Фосфорная кислота с аппарата 7 разделения пульпы выводится в сборник фосфор1586738 ной кислоты (не показан), а с аппарата промыв и фосфогипса — в сборник фильтратов (не показан). Вентилятор 2 соединен газоходом 10 с газораспределительным устройством 11, которое установлено перпендикулярно газоходу

10, погружено внутрь корпуса экстрактора 3 в слой реакционной пульпы и выполнено в виде двух полых элементов 12 с открытыми торцами

i13 и щелевыми отверстиями 14 на боковых стенках, причем торцы направлены в сторону ближайших валов с мешалками 15, которые приводятся во вращение двигателями 16.

Ус ановка работает следующим образом.

В емкости 1 загружают фосфатное сырье, которое через дозатор (не показан) подается по транспортеру 4 в экстрактор 3.

Для предотвращения слеживания фосфатного сырья через емкость 1 продувают с помощью вентилятора 2 воздух, который в дальнейшем по газоходу 10 подаюг в газораспределительное устройство 11, которое находится внутри корпуса экстрактора

3 и погружено в слой реакционной пульпы. . Через щелевые отверстия 14 в боковой ас-!, ти газораспределительного устройства 11 внутрь устройства проникает реакционная пульпа, которая дробится на капли под воз действием газового потока, на выходе из

: полых элементов 12 в сечении торцовых отверстий 14 поток превращается в газожидкостный, что существенным образом улучшает процесс дальнейшего смешения подаваемого воздуха с пульпой, исключает вероятность образования больших пузырей газа, внутри которых находились бы пылевидные частицы фосфатного сырья.

Всплытие данных пузырей приводит к тому, что большая часть фосфатного сырья, находящегося в них, попадает в абсорбер, а из него — в атмосферу. Так как торцы 13 газораспределительного устройства 11 направлены в сторону мешалок 15, приводимых во вращение двигателями 16, то мешалки 15 втягивают в себя газожидкостный поток и .еще больше дробят пузырьки газа. При этом скорость теплообменных процессов резко возрастает, так как резко возрастает nosepхность контакта между газом и жидкостью, что также исключает проскок из экстрактора поступившего с воздушным потоком фосфатного сырья. Далее пульпа из экстрактора поступает в аппарат 7 разделения пульпы, где пульпа разделяется на фосфорную кислоту, которая удаляется, и фосфогипс, который проходит последовательно несколько стадий промывки в аппарате 8 промывки, фосфогипс на транспортере 9 удаляется в отвал, а фосфорная кислота — в сборники фильтрата. Газ из экс)5

55 трактора 3 отсасывается в абсорбер 6, очищается и удаляется в атмосферу, Внутри газораспределительного устройства могут быть установлены кольцевые пластины 17, прикрепленные к боковым стенкам устройства и совмещенные к ближайшим к гаэоходу краям щелевых отверстий. При этом пульпа проникает внутрь газораспределительного устройства, не встречая сопротивление rэзoeoro потока, движется по кольцевой пластине и стекает в поток газа, Так как из-за уменьшения живого сечения скорость газа увеличивается, то дробление пульпы на капли происходит более эффективно (до меньших размеров капель), кроме того, внутрь гаэораспределительного устройства поступает большее количество пульпы и гаэожидкостный поток на выходе из торцовых о- верстий имеет большую концентрацию капель и, следовательно, дальнейший про,есс смешения жидкости с газом происходит более интенсивно, Пример ы 1 — 6. Эксперименты проводят на предлагаемой установке, только отношение расстояния от края щелевого отверстия (края ближайшего к торцу) 1 до торца к диаметру d газораспределительного устройства выбирают разным. Эксперименты проводят для систем вода — воздух, газораспределительное устройство погружено на глубину 0,5 м, а скорость движения газа в нем составляет 8 м/с.

Результаты экспериментов сведены в таблицу, При отношениидменее двух газовый поток не успевает равномерно распределить капли жидкости по поперечному сечению каналов и в центральной части отверстий 13 газовый поток движется практически беэ капель, который и образует большие газовые пузыри. Так как значительная доля газа всплывает в пульпе больших пузырей и, следовательно, поверхность контакта между газом и жидкостью не велика, то коэффициент объемной массоотдачи также мал. С увеличением длины канала концентрация капель выравнивается по поперечному сечению, что приводит к увеличению коэффициента объемной массоотдачи, Таким образом, предлагаемая установка позволяет упростить технологический процесс, так как исключается целый ряд оборудования: циклон, рукавный фильтр, промывная башня и.т.д.Установка также менее энергоемкая, так как исключает оборотный цикл и, следовательно, не потребляет больше электроэнергии для работы насосов. Фосфатное сырье, выходившее ранее через рукавный фильтр, теперь полностью

1586738 улавливается в экстракторе и. следовательно, потери фосфатного сырья снижаются, Это .обусловлено тем, что подача внутрь пульпы охлажденного воздуха, прошедшего через фосфатное сырье, позволяет отказаться от использования промывочной башни, вакуумиспарителя, целого ряда насосов и необходимости циркуляции значительного количества воды, подаваемой на охлаждение в промывочной башне. Аналогично снижаются потери фосфатного сырья, так как воздух, подаваемый через сырье на складе для предотвращения слеживания сырья, подается внутрь пульпы и смешивается с пульпой в распределительном устройстве, что позволяет уловить в пульпе все частицы фосфатов, находящиеся в воздушном потоке, Таким образом, выводятся из технологического процесса циклон и рукавные фильтры, эксплуатация которых черезвычайно сложна, а эффективность невысока, так как приводило к выбросу в атмосферу большого количества фосфатного сырья.

Введение внутрь пульпы воздуха интенсифицирует процессы перемешивания и охлаждения, что позволяет увеличить . производительность экстракторов

Формула изобретения

1. Установка для получения фосфорной кислоты, Содержащая емкость для фосфатного сырья, вентилятор с выхлопным патрубком и газоходом, соединенный с верхней частью емкости, экстрактор с многовальными мешалками, соединенный с помощью транспортера с емкостью, сборник серной кислоты, абсорбер. аппараты для разделения и промывки фосфогипса, о т л и5 ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения технологической схемы установки, снижения потерь фосфатного сырья и энергозатрат путем улавливания частиц фосфатного сырья слоем реакционной пульпы, экстрак10 тор снабжен газораспределительным устройством, помещенным между валами смежных мешалок и выполненным в виде двух полых элементов, соединенных между собой торцами, с открытыми противополож15 ными торцами, в боковых стенках элементов выполнены вертикальные щелевые отверстия, элементы установлены горизонтально или наклонно с опущенными вниз полыми торцами. при этом выхлопной пат20 рубок вентилятора соединен с помощью газохода с местом соединения полых элементов.

2. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что газораспределительное устрой25 ство вы пол не но цилиндрическим и снабжено кольцевыми пластинами, установленными внутри полых элементов, и прикрепленными к их боковым стенкам и совмещенными с ближайшими к газоходу

30 краями щелевых отверстий.

3. Установка по пп. 1и 2, отл ича ющ а я с я тем, что отношение расстояния от края щелевого отверстия, ближайшего к торцу, до торца к диаметру полого элемента

35 не менее 2.

1586738

Составитель А. Бабочкин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н. Ревская

Редактор И,Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2382 Тираж 560 Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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