Установка для получения экстракционной фосфорной кислоты

 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к оборудованию для производства экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) сернокислотным вскрытием фосфатного сырья. Цель - интенсификация процесса вскрытия фосфатного сырья, повышение производительности и снижение энергозатрат. Установка для получения ЭФК, включающая экстракто, узел дозировки и смешения фосфатного сырья с растворами разбавления серной кислоты или олеума, узлы охлаждения, фильтрации и рециркуляции пульпы и узлы сГчистки отходящих газов от соединений фтора, снабжена форреактором, выполненным в виде емкостного бака и трубчатого реактора, состоящего из цилиндрического корпуса, патрубков подвода и отвода реагентов и их смесей. При этом выходной патрубок реактора соединен транспортным трубопроводом с диспергатором, установленным аксиально в емкостном баке, соединенном перетоком пульпы с экстратором и газоходом с узлом очистки отходящих газов от соединений фтора. Изобретение позволяет повысить производительность т/системы получения ЭФК на 8-12%, интенсифицировать процесс вскрытия фоссырья на 10-30% и снизить энергозатраты на охлаждение пульпы. 2 з.п, ф-лы, 1 ил. С/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (sl)s С 22 В 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

1 (21) 4787178/02 (22) 29.01.90 (46) 07.08.92. Ьюл. N 29 (71) Ленинградский технологический институт им, Ленсовета (72) Ю.А.Колпаков, А.С.Ахметов, Н.ИХоголь, В.И,Левин", и К.Ьайжанов (56) Позин М.Е, Технология минеральных удобрений. — Л.: Химия, 1989, с.170 — 183. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к химической промышленности, а именно к оборудованию для производства экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) сернокислотным вскрытием фосфатного сырья. Цель — интен= сификация процесса вскрытия фосфатного сырья,. повышение производительности и снижение энергозатрат, Установка для получения ЭФК, включающая экстрактбр; узел

Изобретение относится к оборудованию производства экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) сернокислотным вскрытием фосфатного сырья и может быть использовано и в других отраслях для интенсификации взаимодействия между твердым и жидким (кислотным) реагентами, например, в химической и других отраслях.

Известна установка для получения экстракционной фосфорной кислоты включающая акстрактор, состоящий из двух секционированных круглых емкостей, узлы дозирования фосфатного сырья и сырьевой кислоты, узлы охлаждения, фильтрации и

SU 1752797 А1 дозировки и смешения фосфатного сырья с растворами разбавления серной кислоты или олеума, узлы охлаждения, фильтрации и рециркуляции пульпы и узлы очистки отходящих газов от соединений фтора, снабжена форреактором, выполненным в виде емкостного бака и трубчатого реактора, состоящего из цилиндрического корпуса, патрубков подвода и отвода реагентов и их . смесей. При этом выходной патрубок реактора соединен транспортным трубопроводом с диспергатором, установленным аксиально в емкостном баке, соединенном перетоком пульпы с экстратором и газоходом с узлом очистки отходящих газов от соединений фтора. Изобретение позволяет повысить производительность т/системы получения ЭФК на 8-12%, интенсифицировать процесс вскрытия фоссырья на 10 — 30% и снизить знергозатраты на охлаждение пульпы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. рециркуляции йульпы и узел очистки отходящих газов от соединений фтора.

B качестве недостатков следует отметить малую интенсивность реакторного узnа. и высокие энергозатраты на бхлаждение пульп.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту к изобретению является установка включающая прямоугольный экстрактор (Vpzp 750 м ), каруз сельный вакуум-фильтр (80 м ), узел дозировки фоссырья:, зел разбавления, охлаждения и дозировки серной кислоты, узел вакуум-охлаждения пульпы из экстрактора; узел рециркуляции пульпы (внешний

1752797

20 фоссырья рецикл}, узлы очистки отходящих газов: от экстрактора, вакуум-испарителя, вакуумфил ьтра и вакуум-упа рки Э Ф К.

B качестве недостатков установки следует отметить малую интенсивность узла экстракции, наличие дополнительного узла охлаждения разбавленной серной кислоты, высокие знергозатраты на охлаждение пульпы.

Целью изобретения является интенсификация процесса вскрытия фосфатного сырья, повышение производительности и снижение энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что установка для получения экстракционной фосфорной кислоты; включающая экстрактор, узел дозировки и смешения фосфатного сырья с растворами разбавления (или водой), узел дозировки и разбавления серной кислоты или олеума, узлы охлаждения, фильтрации и рециркуляции пульпы и узлы очистки отходящих газов от соединений фтора, снабжена форреактором, выполненным в виде комбинации емкостного бака и труб-чатого реактора, состоящего из цилиндрического корпуса, патрубков подвода и отвода реагентов и йх смесей, при этом выходной патрубок трубчатого реактора соединен транспортным трубопроводом с диспергатором;установленным аксиально в емкостном баке, соединенном патрубком пульпы с экстрактором и газоходом с узлом очистки отходящих газов от соединений фтора, Кроме того, в переток пульпы из емкостного бака форреактора заведен транспортный трубопровод пульпы внешнего рецикла. Форреактор снабжен также активатором перемешивания пульпы, выполненным в форме сопла Лаваля и установленным коаксиально транспортному трубопроводу, соединяющему выходной патрубок трубчатого . реактора и диспергатор, при этом, наименьшее сечение активатора и торцовой срез диспергатора совпадают, кроме того, установка дополнительно снабжена буферным баком, установленным между форреактором и экстрактором, Применение компактного трубчатого реактора в качестве устройства для разбавления концентрированной серной кислоты или олеума позволяет смешивать реагенты в условиях интенсивного тепломассопереноса, что ведет к эффективному использованию тепла гидратации на испарение воды.

Это приводит к тому, что тепло, затраченное на испарение воды, не вносится в экстрактор, снижая, тем самым, нагрузку и энергозатраты на узел охлаждения пульпы из экстрактора, Комбинация форэкстрактора в виде емкостного бака и трубчатого реактора

55 позволяет использовать кинетическую энергию потока паросернокислотной эмульсии из трубчатого реактора на интенсивное перемешивание пульпы в форреакторе, Смешение пульпы из форреактора с внешним рециклом пульпы перед подачей в экстрактор позволяет снизить температуру и снять пересыщение в жидкой фазе пульпы по кальцию, что обеспечивает улучшению процессов доразложения и кристаллизации в экстракторе. Применение форреактора предлагаемой конструкции позволяет интенсифицировать процесс вскрытия фосфатного сырья за счет изотермичных условий, "тонкого" дозирования сернокислотного реагента (в паросернокислотной эмульсии из трубчатого реактора обьемное соотношение Н2$04:Пар=1;50 — 100) и безградиентности по ЯОз в пульпе форреактора, исключающей условия образования сульфатных корок на поверхности зерен

На чертеже изображена установка для получения экстракционной фосфорной кислоты, Установка включает трубчатый реактор

1 с патрубками подвода реагентов 17, 18 и

19 и вывода смеси реагентов 16, транспортный трубопровод 2, буферный бак 3, диспергатор 4, активатор 5, переток пульпы 6, экстрактор 7, узел 8 охлаждения пульпы, циркуляционные насосы 9, 10, 20 пульпы, вакуум-фильтр 11, разделительные сосуды

12, баки 13 для фильтратов, газоход 14 для отвода смеси пара и соединений фтора на абсорбцию, транспортный трубопровод 15 внешнего рецикла пульпы.

Установка работает следующим образом.

Серная кислота (93 — 987 $0з) или олеум (103 — 1057 ЯОз) или олеум (103 — 105 $0з) подают в трубчатый реактор через патрубок

17 ввода, а через патрубок 18 вводят раствор разбавления в количестве, необходимом для получения разбавленной серной кислоты (50-707; ЯОз). Смесь реагентов через патрубок 16 поступает в транспортный трубопровод 2, в процессе транспортирования за счет тепла гидратации образуется паросернокислотная эмульсия (скорость транспортирования 20 — 70 м/c), которая диспергируется диспергатором 4, расположенным на конце транспортного трубопровода 2, Диспергированная паросернокислотная эмульсия (Т=105-110 С), истекая в активатор 5 перемешивания пульпы, инжектирует пульпу, вызывая активное вертикальное перемвшивание в емкостном баке 3. Таким образом, кинетическая энергия потока паросернокислотной эмульсии

1752797

6 преобразуется в энергию вертикального пе- дительность т/системы получения ЭФК на ремешивания пульпы в форреакторе. В бак 8 — 12%, интенсифицировать процесс вскрыпоступает гидрофосфатная суспензия (фос- тия фоссырья на 10 — 30;4, снизить энергосырье + растворы разбавления.или вода) и затраты на охлаждение пульп на 20 — 50% дополнительная вода, равная количеству 5 Ф о р мул а и зоб рете н и я испаренной воды в форреакторе. Пар и сое- 1. Установка для получения экстракцидинения фтора по газоходу 14 отводятся на . онной фосфорной кислоты, содержащая абсорбцию вузел очисткиотходящйхгазов, экстрактор, узел дозировки и смешения

При необходимости. осуществляют до- фосфатного сырья с растворами разбавлеполнительную циркуляцию пульпы в фор- 10 ния, узел дозировки и разбавления серной. реакторе посредством подачи ее насосом кислоты или олеума, узлы охлаждения, 20 в трубчатый реактор 1 через патрубок фильтрации и рециркуляции пульпы и узлы

19. Пульпу с частично расположенным фос- очистки отходящих газов, о т л и ч а ю щ а ясырьем. после обработки паров в форреак- с я тем, что, с целью интенсификации проторе (15 — 20 мин) по перетоку пульпы 6 15 цесса, повышения производительности и направляют в "голову" экстрактора, причем снижения энергозатрат, она снабжена узперед подачей в экстрактор 7.смешивают с лом предварительной обработки, выполциркулирующей частью (внешний рецикл) ненным в виде бака и размещенного над пульпы из экстрактора,. В зависимости от ним трубчатого реактора с цилиндричетипа процесса (полу или ди гидратный) в 20 ским корпусом, патрубками подвода и отэкстракторе 7 поддерживают требуемый вода реагентов, диспергатора, при этом температурный и концентрационный режи- выходной патрубок реактора соединен мы, а также величину отношения Т:Ж. Вы- трубопроводом с диспергатором, установдержанную в течение 5 — 8 ч пульпу йз ленным в баке аксиально ему, бак соедиэкстрактора7насосом10подаютнавакуум- 25 нен трубопроводом перетока пульпы с фильтр 11, часть пульпы при этом направля- экстрактором и газоходом с узлом очистки ется на рециркуляцию по трубопроводу 15 в отходящих газов.

"голову" процесса. Фильтрация и промывка 2. Установка по п.1, отличающаяся кека фосфогипса приводят к образованию тем, что она снабжена трубопроводом, соегазожидкостных смесей, которые разделя- 30 диняющим входной и выходной патрубки ются в разделительных сосудах 12, фильтры экстрактора и трубопровод перетока пульнаправляют в баки 13 фильтратов, а газовая . пы из бака, фаза поступает на очистку от соединений 3. Установка по п.1, о тл и чаю ща я с я фтора. Часть первого фильтрата направля- тем, что она снабжена активатором перемеют на упарку, а оставшуюся часть первого 35 шивания пульпы, выполненным в форме софильтрата смешивают с вторым фильтра- пла Лаваля и установленным аксиально том с образованием раствора разбавления, транспортному трубопроводу, соединяючасть которого подают в трубчатый реактор, щему выходной патрубок трубчатого реактоа оставшуюся часть подают в узел смеше- ра и диспергатор, при этом наименьшее ния с фоссырьем, Избыток раствора раз- 40 сечение активатора и торцевой срездиспербавления может быть направлен также и в гатора совпадают.

"голову" экстрактора. 4. Установка по п,1, о т л и.ч а ю шийся

Применение данной установки в про- тем; что между баком и экстрактором устамышленности позволит повысить произво- новлен буферный бак.

1752797

Составитель В. Красина

Техред М.Моргентал . Корректор Л. Лукач

Редактор Н. Гунько

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

Заказ 2735 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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