Устройство для переработки фосфорсодержащего шлама

 

О П И C А Н И Е ()877238

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22) Заявлено 04.01.80 (21) 2868199/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

F 23 G 5/00

Гооударетееееый кометет

СССР

Опубликовано 30.10.81. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 05.11.81 во делам изобретений и открытий (53) УДК 628.54 (088.8) Р

А. И. Либин, A. И, Петелин, А. Э. Басинзон, М, Д. Атабаев и В. Н. Ращупкин (72) Авторы изобретения

Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности и Джамбульское производственное объединение «Химпром» им. Ленинского комсомола

Казахстана, (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО

ШЛАМА

)

Изобретение относится к камерным печам для нагрева жидкотекучих материалов и может быть использовано в химической промышленности, в частности для получения фосфора из шлама.

Известно устройство для извлечения фосфора из фосфорсодержащего шлама, в качестве основного аппарата использующее дистилляционный клуб, в котором фосфорсодержащий шлам нагревается перегретым или насыщенным паром при давлении 0,6—

0,8 МПа, при этом из него возгоняется фос. фор (1).

Недостатками устройства являются невозможность осуществления непрерывного процесса, низкая производительность (0,7—

0,8 ма шлама в сутки при содержании в нем фосфора не более 35%), большой расход пара, быстрый коррозионный износ аппарата из-за образования фосфорной кислоты и высокой температуры,. значительный расход дефицитной никелесодержащей стали, а также образование при возгонке водяным паром ядовитого вещества — фосфи на.

Известны также установки по переработ-. ке (сжиганию) фосфорсодержащего шлама, содержащие в качестве основного аппарата вращающуюся барабанную печь или коническую башню с распылителем шлама (2).

Переработка фосфорсодержащих шламов во вращающихся барабанах и конусных башнях характеризуется тем, что влажные шламы плохо горят, иногда затухают, не полностью. выгорает фосфор, аппараты зарастают огарком, поэтому необходимо останавливать установку для чистки, необходимо значительное количество дефицитной нержа1в веющей стали. Кроме того, аппараты сравнительно недолговечны в работе.

Наиболее близка к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому эффекту многополочная печь для сжигания фосфорсодержащего шлама, содержащая корпус с патрубками, футерованную огнеупорным материалом продукционную камеру с горизонтальными полками, газоподводящие каналы и отверстия для удаления парогазовой смеси (3(. . Недостатками печи являются сложная конструкция футеровки, необходимость выполнения вала и гре ков из дефицитной никелесодержащей стали, так.как они рабо87?238 расстояния. менее 1,0 приводит к забнванию камеры, а увеличение его свыше 2,5 вызывает нерациональное увеличение высоты продукционной камеры без роста ее производительности.

Расстояние между полками по горизонтали 0,4 — 0,8 ширины продукционной камеры обеспечивает отсутствие фосфора в су55

3 тают при 800 —.900 С, необходимость принудительного охлаждения вала и гребков, что усложняет их конструктивное. исполнение, непосредственный контакт дымовых газов со шламом, недолговечность внутренних металлических устройств печи из-за агрессивной среды и, как следствие, невысокая производительность.

1(ель изобретения — повышение производительности устройства, упрощение конструкции и повышение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для переработки фосфорсодержащего шлама, содержащем корпус с патрубками для подачи инертного газа, футерованную продукционную камеру с горизонтальными полками, газоподводящие каналы и 15 отверстия для удаления парогазовой смеси, горизонтальные полки установлены на расстоянии 0,73 — 0,75 высоты продукционной камеры и расположены в шахматном порядке с переменным шагом по высоте, равным

1 — 2,5 ширины (диаметра) камеры, и расстоянием между полками по горизонтали

0,4 — 0,8 ширины продукционной камеры.

При этом полки выполнены в виде прямоугольника длиной 0,5 — 1,0 и толщиной 0,17—

0,3 ширины продукционной камеры, а от- 25 верстия для удаления парогазовой смеси расположены непосредственно под нижним рядом полок.

Размещение горизонтальных полок в шах матном порядке обеспечивает зигзагообразное перемещение материала сверху вниз, в результате чего увеличивается время его нахождения в продукционной камере, что позволяет полностью извлечь фосфор из шлама., Размещение горизонтальных полок на расстоянии 0,73 — 0,75 высоты продукционной зз камеры обеспечивает образование в нижней части устройства затвора из сухого остатка для предотвращения подсоса воздуха через выгрузочное отверстие.

Уменьшением расстояния размещения полок менее 0,73 высоты продукционной камеры увеличивается содержание фосфора в сухом остатке вследствие уменьшения пути прохождения шлама, а увеличение этого расстояния выше 0,75 приводит к подсосу воздуха в продукционную камеру вследствие 4 уменьшения высоты затвора из сухого остатка, Расположение полок с переменным ша-, гом по высоте — 2,5 ширины продукционной камеры обеспечивает свободный сход обрабатываемого материала. Уменьшение этого хом остатке. Уменьшение этого расстояния менее 0,4 приводит к снижению производительности устройства, а при увеличении расстояния более 0,8 возможен провал материала н появление фосфора в сухом остатке.

Выполнение полок длиной равной 0,5—

l,0 ширины продукционной камеры обеспечивает высокую производительность устройства при отсутствии фосфора в сухом остатке. Уменьшение длины полок менее 0,5 или увеличение их длины более ширины продукционной камеры приводит к снижению производительности устройства и появлению фосфора в сухом остатке. Толщина полок, равная О,!7 — 03 ширины продукционной камеры, обеспечивает их механическую прочность. При уменьшение толщины полок снижается механическая прочность их, а при увеличении толщины более 0,3 уменьшается внутренний объем продукционной камеры, что вызывает снижение производительности устройства.

Расположение отверстия для удаления парогазовой смеси непосредственно под нижним рядом полок обеспечивает полное отсутствие фосфора в сухом остатке. При расположении отверстия над нижним рядом полок уменыпается производительность устройства, а при расположении отверстия в нижней части продукционной камеры возможно забивание его сухим остатком и остановка устройства.

На фиг. представлено предлагаемое устройство, в плане; на фнг. 2 — разрез А — А . на фиг. l; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез  — В на фиг. l.

Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1, в котором расположены прямоугольные вертикальные продукционные камеры 2, футерованные огнеупорным материалом 3 и содержащие горизонтальные полки 4 на высоте 0,73 — 0,75 устройства с расстоянием по горизонтали между ними 0,4 — 0,8 ширины продукционной камеры, отделенных от газоподводягцих каналов 5 сплошнымн стенками 6. В газараспределительных каналах 5 расположены в шахматном порядке перегородки 7.

В верхней части продукционных камер расположены трубы 8 для ввода фосфорсодержащего шлама и патрубки 9 для подачи инертного газа (азота). В нижней части продукционных камер (под нижним рядом полок) расположены отверстия !0 для вывода парогазовой смеси и выгрузочное отверстие 1 !. Под выгрузочным отверстием установлен шнек 12 для вывода сухого остатка. Дымовые газы подводятся через патрубки 13 и отводятся через патрубки !4.

Устройство работает следующим образом, Шлам загружается непрерывно через верхние трубы 8 на верхние полки 4, растекается по ним и стекает на рассположенный

87?238

5 под ними следующий ряд полок я, таким образом, опускается вниз. Одновременно с загрузкой шлама в гаэоподводящие каналы 5 через входные патрубки 13 подаются дымовые газы с температурой 600 — 900 С, которые движутся сверху вниз, между перегородками 7 и отводятся через патрубки 14.

Нагревание шлама осуществляется через сплошные стенки 6. По мере нагревания шлама сначала испаряется вода, а затем возгоняется фосфор. Пары воды и фосфора удаляются через выходные патрубки 10, расположенные в нижней части устройства непосредственно под нижним рядом lloJloK 4.

По мере удаления из шлама воды и фосфора остающийся сухой остаток пересыпается вниз по полкам 4. При этом продолжается возгонка остаточного желтого фосфора.

Сухой остаток в виде пыли, не содержащий фосфора, собирается в нижней части устройства над выгруэочным отверстием 11, образуя пылевой затвор, предохраняющий от попадания воздуха внутрь продукционной камеры. Выгрузка производится шнеком 12 при постоянном поддержании верхнего уровня пылевого затвора.

Использование предлагаемого устройства позволяет получать чистый фосфор, увеличить производительность эа счет уменьшения простоев, упростить конструкцию и, как следствие этого, повысить надежность работы, уменьшить эксплуатационные расходы, а также уменьшить капитальные затраты.

Формула изобретения

1. Устройство для переработки фосфорсодержащего шлама, содержагцее корпус с патрубками для подачи инертного газа, футерованную продукционную камеру с горизонтальными полками, газоподводягцие каналы и отверстия для удаления парогазовой смеси, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности, упрощения конструкции и повышения надежности работы, горизонтальные полки установлены на расстоянии 0,73 — 0,75 высоты продукционной камеры и расположены в шахматном порядке с переменным шагом по высоте, равным

1 — 2,5 ширины (диаметра)* камеры, и расстоянием между полками по горизонтали равным 0,4 — 0,8 ширины продукционной камеры

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что горизонтальная полка выполнена в виде прямоугольника длиной 0,5 — 1,0 и толщиной 0,17 — 0,3 ширины продукционной камеры.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что отверстия для удаления прарогаэовой смеси расположены под нижним рядом полок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Труды ЛенНИИгипрохима. Л., 1975, вып. 16, с. 30.

2. Постников Н. H. Термическая фосфорная кислота, соли и удобрения на ее основе, М.,-«Химия», 1976, с. 149 — 151.

36 3. Исламов М. ill. Печи химической промышленности. Л., «Химия», 1975, с. 245—

248 (прототип) ..

877238

Редактор И. Михеева Заказ 9586/58

Составитель T. Лепахина

Техред А. Бойкас . Корректор М.Шароши

Тираж 609 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

Во делам изобретений и открытий

l l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5.Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4