Способ окисления элементарного фосфора и фосфористого водорода

 

Класс 121, ЗФ1 --б /

J CÓ/g

ОПИСАНИЕ

М ГЕКА

И. С. Розенкранц.

Способ окисления элементарного фосфора и фосфористого водорода.

Заявлено 10 скгября 1938 года в НКХим за K 19298.

Опубликовано 31 декабря 1939 года.

Как известно, элементарный фосфор и фосфористый водород можно окислить, не затрачивая энергии экзотермических газов СО и На, различными реагентами: хлорной водой, хлорной известью, хлоратами натрия и кальция, азотной кислотой, сернистой кислотой и др.

Автор изобретения предлагает окислять РНа и Р4 методом анодного окисления.

Сущность предлагаемого автором способа заключается в следующем.

Через раствор НаРО4 пропускается постоянный электрический ток. При этом, как известно из электрохимии, на аноде будет выделяться кислород, а на катоде водород согласно следующим реакциям:

8НаРО4-+ 24Н + 8РО4

24Н + 24 8-+ 24Но (выделяется на катоде);

ЗР04" — 24 A + 24Н ОН -э 24Н +

+ 8Р04 " + 12Н + 12ОН + 120о (выделяется на аноде);

ЗРНа + 120 -+ 6Н + 3PO4" .

Если теперь через жидкость у анода пропустить газ, состоящий в основном из С0 и Ь4, а также водорода (колошниковый газ), или почти один СО (газ из электропечи), содержащие примеси P и РНа, то произойдет окисление P и РНа кислородом в момент выделения, причем образующиеся продукты окисления будут поглощаться фосфорной кислотой на сильно развитой поверхности насадки. Окись углерода (СО) и водород при этих условиях не окисляются.

Практически окисление P и РНа осуществляется следующим образом (см. фиг. 1).

В скруббере 1 устанавливаются не, .сколько полок. На эти полки наложены насадка, кварц, кольца Рашига и т. п. Эти полки соединены с положительным полюсом источника электричества таким образом, что каждая

; полка является анодом.

Отрицательный полюс (катод) погру, жен в бак с фосфорной кислотой.

Чтобы очистить газы от P и РНа, их направляют по трубе 4 в скруббер 1. В этот момент скруббер начинают оро: шать фосфорной кислотой н пускают . электроток.

Начавшийся электролиз вызывает выделение в скруббере на анодах активного кислорода, который быстро окисляет РНз и Р, причем образовавшиеся продукты окисления поглощаются фосфорной кислотой.

Очищенный от P и РН газ выходит из патрубка 5 и может быть использован для синтеза или в качестве горючего.

Что касается водорода, образующегося на катоде, то последний собирается под куполом резервуара 2. Водород этот содержит немного РНЗ в результате восстановления им электролита. Чтобы очистить его от следов

РНз, его необходимо пропустить через скруббер 1, где произойдет окисление

РНЗ, и таким образом очистка газа от последнего.

Для передвижения ионов электролита скруббер 1 и резервуар 2 соединены кислотоупорной трубой б. Орошение скруббера осуществляется насосом 7 по трубе 8. Скруббер покоится на фундаменте с электроизоляционной трубой 9.

Для устранения потерь тока скруббер покрыт изоляцией.

Очистку газа можно также осуществить при применении вместо скруббера барботера. Схема работы с последним может быть представлена в таком виде (см. фиг. 2). Газ из электропечи или доменной печи после конденсации фосфора, состоящий, главным образом, из СО, Н> и N> с примесью P и РНЗ, направляется по трубе 1 последовательно в барботеры

2 и 8, работающие под вакуумом. Необходимое продвижение газа осуществляется при помощи вакуум-насоса 4.

Газ, поступая в бароотер, проходит через пористую графитовую или сделанную из другого кислотоупорного материала пластинку 5 и 6. При этом он разбивается на множество пузырьков, благодаря чему сильно увеличичивается поверхность соприкосновения газа с жидкостью.

В 6арботеры наливают фосфорную кислоту, температуру которой при помощи глухого пара поднимают до

70 — 80О.

Для окисления P и РН3 в барботер пускают электроток, причем пористые плиты 5 и 6 служат анодом. Выделяющийся in statu nascendi кислород окисляет P и РНз в НзРО4, которая растворяется в основной массе фосфорной кислоты.

Что касается катода, то он погружен в разервуар 7 с фосфорной кислотой. Для переноса ионов служит труба 8, по которой циркулирует

Н РО4, Выделяющийся водород по трубе 9 направляется в барботер 8, где заключенные в нем P и РНЗ окисляются на аноде б. Очищенный водород присоединяется к основной массе газа и поступает по трубе 10 в газгольдер 11, откуда газ направляется на синтез или на топливо.

В случае получения водорода отдельно от основной массы газа, его очищают в специально предназначенном барботере с анодом (на чертеже не показано).

Для устранения потерь электроэнергии окислительная аппаратура должна быть хорошо изолирована.

Предлагаемый способ при полной автоматичности своей является легко выполнимым и вполне рентабельным.

Предмет изобретения.

Способ окисления элементарного фосфора и фосфористого водорода„ содержащихся в газах от электрической или доменной возгонки фосфора„ отличающийся тем, что обрабатываемые фосфорной кислотой колошниковые газы подвергают анодному окислению при помощи анода, расположенного в нижней части скруббера или барботера.

К авторскому свидетельству И. С. Розенкранц

¹ 56171

Фиг /

Госпланнздат

Леноблгорлит № 1899.

Отв. редактор П. В. Никитин Техред A. И. Хром

Тип. «Печатный Двор», зак. № 150/8 — 500