Способ получения извести и сернистого ангидрида

 

{ii>990646

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 15.01. 81 (21) с присоединением заявки М (23) Приоритетl s j ) A4 Kgl 3

С 01 В 17/50

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий (%3) УДК е61 248 (088.8) Опубликовано 23.01,83, Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 2301.83, В.М.БОРИСОВ, М.В.БОНДаРЕННО, В.С.ЕСИфаНО, В; ЬЗ РОКОДк „

Е;П.Парфенов, Л.М.Раздорских, A.Â.Ñà@oíîâ, Н.Л.Солодянкина, С.В.Хрящев, В.Н.Ченцов и; Aиф:%@Кров (в1 -((i (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

i(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗВЕСТИ И СЕРНИСТОГО

АНГИДРИДА

Изобретение относится к способам термического разложения фосфогипса, являющегося отходом производства фосфорной кислоты, на известь и сернистый ангидрид и может быть использовано в химической промышленности и в промышленности строительных материалов °

Известен способ термической дис социации фосфогипса в псевдоожижен ном слое на окись кальция и сернистый ангидрид, согласно которому ис ходный тонкодисперсный фосфогипс подвергают предварительной прокалке при 700 С и гранулированию в отдельных аппаратах с использованием в качестве связующего 2-5% сульфитно-спиртовой барды. В качестве вос-становителя используют металлургический кокс. Обжиг фракций гранулированного фосфогипса — 3+ 1 мм в псевдоожиженном слое при температуре

1200 С в течение 20 мин позволяет получить степень разложения фосфогипса, равную 99% 1 J

Основными недостатками этого спо соба являются необходимость предварительной г.рокалки и гранулирования исходного фосфогипса в отдельных аппаратах с использованием в качестве связующего 2-5% сульфитно-спиртовой барды, а также использование в качестве восстановителя металлургического кокса, загрязняющего конечный продукт.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения окиси кальция и сернистого ангидрида путем термохимического разложения природного гипса в реакторе непрерывного действия с псевдоожиженным слоем, разделенным на две реакционные зоны: восстановительную и окислительную. В нижней, восстанови вительной зоне, куда подают исходный материал, осуществляют реакцию вос становления сульфата кальция до сульфида кальция в присутствии газового восстановителя, получаемого при неполном сжигании газового топлива. В верхней окислительной зоне происходит окисление сульфида кальция в окись каль. ция и сернистый ангидрид за счет подачи вторичного кислородсоде ржащего дутья.

3а счет естественной циркуляции, имеющей место в псевдоожиженном слое, каждая частица исходного материала многократно проходит через обе реакив ционные зоны. Образующийся при про хождении через восстановительную зону сульфат кальция почти полностью окис ляется при последующих многократных прохождениях через зону окисления.

При температуре псендоожижения слоя в интервале 1040-1220 С степень разложения сульфата кальция с размером частиц 1,210,4 мм составляет 9098%„ а концентрация сернистого ангид.. рида н обжиговом газе колеблется от 5 до 1ОЪ (2).

Недостатками известного способа являются высокая температура (10401220 С ) обжигового газа на выходе иэ псевдоожнженного слоя, которая спо собствует образованию настылей на 15 стенках надслоевого пространства и затрудняет дальнейшую переработку э-.их газов, что снижает экономичность этого способа, а также постоянное образование спеков при подаче в 20 реакционную зону тонкодисперсного фосфогипаа с размером частиц — 0,2+

0,05 мм.

Цель изобретения — предотвращение образования спеков и настылей при 2 переработке тонкодисперсного фосфоГипса, Поставленная цель достигается тем, что в способе получения извести и сернистогр ан"идрида путем терми- .ческого разложения фосфогипса в псевдоожиженном слое, разделенном на восстановительную и окислительную зоны с улавливанием и возвратом пыли в слой обрабатываемого материала, последний перед термическим разложением напыляют на гранулы циркулирующие снизу вверх через все зоны псевдоожиженного слоя с кратностью 0,5- 5, скорость псевдоожижения в месте подачи. исходного фосфогипса поддерживают в

2-10 раз больше скоростей псевдоожижения в реакционных зонах и обжиговый газ выводят иэ псевдоожиженного слоя с температурой 500-800 С.

Отличиями предлагаемого способа

45 являются: напыление исходного материала на поверхность горячих гранул перед его разложением, принуди-. тельная циркуляция гранулированного материала снизу вверх через все эоны псевдоожиженного слоя с кратностью

0,5-5,0, поддержание скорости псевдоожижения в месте подачи исходного материала в 2-10 раз больше скоростей псевдоожижения в реакционных зонах, вывод обжигового газа из псевдоожиженного слоя с температурой

500-800 С.

Для достижения максимальной сте- . пени грануляции и разложения фосфо- 60 гипса принудительную циркуляцию гра" нулированного материала осуществляют с кратностью 0,5-5,0. При кратности ниже 0,5 падает степень грануляции исходного материала при его g5 напылении на горячие гранулы н зоне грануляции, что ведет к образованию спеков в реакционных зонах. Увеличение кратности принудительной циркуляции ведет к уменьшению толщины слоя исходного фосфогипса, напыляемого на гранулы. При кратности циркуляции ныше 5,0 толщина этого слоя становится меньше минимального значения размера исходных частиц, составляющего

0,05 мм. Поэтому дальнейшее увеличение кратности циркуляции нецелесообразно из-за повышенных энергозатрат.

Для обеспечения температуры обжигового газа на выходе из псевдоожиженногр слоя в пределах 500-800 С поддефкивают скорость псевдоожиже-. ния в месте подачи исходного фосфогипса в зону грануляции н 2-10 раз больше по сравнению со скоростями псевдоожижения в реакционных зонах.

При скорости псевдоожижения в месте подачи исходного фосфогипса менее, чем в 2 раза происходит повышение температуры обжиговых газов на выходе из зоны грануляции выше 800 С изза увеличения естественной циркуляции гранулированного материала между зоной грануляции и реакционными зо нами; Повышение скорости псевдоожиже- ния в месте подачи исходного фосфо гипса более, чем в 10 раз по сравнению со скоростями псевдоожижения в реакционных зонах нецелесообразно, так как резко возрастает сопротивление псевдоожиженного слоя, не оказывая при этом влияния на температурный режим в зоне грануляции.

При температуре обжигового газа на выходе из псевдоожиженного слоя выше 800 С на стенках надслоеного пространства, гаэоходов и циклонов образуются настыли, а при температуре газа ниже 500 С снижается степень грануляции исходного фосфогипса при напылении его на горячие гранулы, что ведет к попаданию тонкодисперсного фосфогипса в негранулированном виде в реакционные зоны, а следовательно, к образованию спеков в реакционных зонах и увеличению пылевыноса.

На чертеже представлена схема реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Тонкодисперсный фосфогипс из бун кера 1 с фракционным составом -О, 2+

О, 05 мм вместе с пылью, уловленной иэ отходящего газа в циклоне 2,подают шнековым питателем 3 в аппарат псевдоожиженного слоя переменного сечения 4,в котором поддерживают несколько рабочихзон. Первоначально исходный фосфогипс подают в зону грануляции 5, где он псевдоожижается обжиговым газом, поступающим из окислительной ре990646 акционной зоны б с температурой 10501250аС вместе с гранулированным материалом. В месте подачи исходного фос:фогипса в зону грануляции 5 поддерживают скорость псевдоожижения в 210 раэ больше скоростей псевдоожи- 5 жения в реакционных зонах 6 и 7, что осуществляют за счет соответствующего изменения сечения аппарата в этом месте. При этом частицы фосфО гипса выносятся в верхнюю часть псев-10 доожиженного слоя. При движении вверх они быстро прогреваются теплом обжи« . говых газов и, сталкиваясь с горячими гранулами, налипают на поверхность их за счет плавящихся компонен- g тов, содержащихся в исходном фосфо-- . гипсе, так как температура гранул выше. температуры плавления этих компонентов.

Иэ верхней части зоны грануляции 26

5 гранулированный материал с помощью секторного питателя 8, которым регулируется кратность принудительной циркуляции, подают в нижнюю часть восстановительной реакционной зоны 7.0су- 25 ществляя принудительную циркуляцию гра-. нулированного материала таким образом, обеспечивают непрерывную подачу исходного фосфогипса в реакционные зоны 6 и 7 подогретым, обезвоженным и напиленным на гранулы продукта разложе-, ния фосфогипса. В реакционных зонах поддерживают температуру 1050-1250 С.

Восстановительную и окислительную атмосферы в этих зонах создают эа . счет подачи первичного и вторичного кислородсодержащего дутья и горючего газа. При наличии естественной циркуляции гранулированного материала между восстановительной и окислительной зонами гранулы с нанесенным на 40 них тонким слоем фосфогипсов многократно проходят через обе зоны. При этом фосфогипс разлагается на известь и сернистый ангидрид. Известь в виде гранул -3+1 me непрерывно выг-45 ружают из окислительной зоны 6 (как готовый продукт) с помощью .секторного питателя 9. 3а счет осуществления принудительной циркуляции гранулированного материала в псевдоожиженном 50 слое наряду с естественной циркуляцией имеет место преимущественное движение гранулированного материала вверх иэ окислительной зоны 6 в зону грануляции 5.3а счет эффекта сепарации, гранулированного материала, имеющего место в псевдоожижениом слое, в зону грануляции

5 поступают гранулы с размером меньше 3 мм, где продолжается их дальнейший рост. Обжиговые газы,,содержащие сернистый ангидрид, в пределах 510%, охлажденные до температуры

500-800 С в зоне грануляции 5, иэ се.парационной эоны 10 после обеспы " ливания в циклоне 2 подают на дальнейшую переработку в производство серной кислоты.

Пример i. В реактор псевдо ожиженного слоя непрерывно подают .тонкодисперсный фосфогипс с размером частиц -0,2-0,05 мм влажностью 40% и температурой 15 С.Состав сухого фосфогипса: СаОфдш, - 39;58%, S0g55,52%, P Oy - 1,073 F -0,31%у прочие примеси - 3,52%. В реакционных зонах поддерживают восстанови тельнуЬ (внизу) и окислительную вверху атмосферы при температуре

160С за счет первичного и вторичного дутья и природного газа. При этом температура обжиговых газов на выходе иэ псевдоожиженного слоя составляет 680 С, кратность принудительной циркуляции гранулированного материала — 2,4, соотношение скоростей псевдоожижения ---, - б, где

Ч

Vg

jV> - скорость псевдоожижения в месте подачи фосфогипса в аппарат, V< — максимальная скорость псевдоожижения в реакционных зонах.

Иэ окислительной реакционной зоны непрерывно выводят готовый продукт в виде окиси кальция (извести) с размером частиц -3+1 мм. Средняя степень разложения фосфогипса при этом составляет 97,2%, а концентрация сернистого ангидрида в обжиговом. газе8,2%. tIpH проведении опыта не наблюдалось образования спеков и настылей на стенках надслоевого пространl ства аппарата, газохода,и циклона. i.

Результаты остальных йримеров сведены в таблицу.

990646

I

I

t

Ф о о .v

Цg ad э х х цх е х

e O C1

0ImOe хмхе

Э О 4 аоод ох н х

Э cI жои

c s

1 I

00 г4

Ъ М (9 CO

ae v

Э ao C ad жоох

aO a V

ФЮad мох -1 с Я о -1 1

Ь

0О (Ч

1 сО

1 О 4 1

Ъ Ъ

an ю

Ch Ch

an .c4

% \ ф EO

Ch Ch

1 э х х е K хаас

evo

Н О 1 Х оаэи х хое*

Ixve ооик

Ю

М в о

an

Г )

Ю

Ю

Ю

CO

f ю сп о

CO 00

О I

V 1

Ю

an

О т1 о о аА Р ) (3 С 4

%-1 %-1 а е

Е а

I 1 I

X tk O ad

ЭХ 44Ф

1 Ф хе хе оа 0!осе

W I» O O 0I f0

1 и 1 Д

Х 0! 14 дО

e o Ice@

1 Х А Х

em 4

f-a ad Е N 0$ Х ах vн

I ad

Х 1 а их Фх ох ха, лххоэ

A чае

О 41:Z о 1 к х э х &» >а> нхххо ецаа54

n хао

:4х И4х

) о

1 Э о био

I 41044! о о и 1аЭmХ оххх

I 4 Э с Х ad Э

Э 1 % и ЦХ о 1о ьо1 !

О4XO.н е а

Э X

И Д х IC

Е I ХЕ е !ох

1ХО

1 х я

1 fd

1 Э

I а

1! cl

g (eе1

Ch с (V т.1 <Ч

<М о> сР

Э I I и

c c о

Е» I 1

< ) Ch O с Ь Ь

Г 1 CO

0ъ (0 an с М %

Ch Ch Ch э л а с

an сч с! с! о о о а е г л о

an 1О Ю О

О О О О О

an Р) О\ О1 о» ч о

% 1 % 1 %4 . I %1

990646

Формула изобретения

Использование предложенного спо-. соба позволит: перерабатывать тонкодисперсный фосфогипс с размером частиц »0,2-0,05 мм на известь и сернистый ангидрид беэ образования спеков в реакционных зонах псевдо.ожиженного слоя и настылей на стенках надслоевого пространства аппарата, гаэоходов и циклона, эа счет возможности регулирования кратности принудительной циркуляции грану- !О лированного материала снизу вверх че-. рез все зоны псевдоожиженного слоя . от 0,5 до 5,0 изменять толщину слоя исходного фосфогинса, напыленного на горячие гранулы продукта его !5 разложения, от которой зависит скорость и степень разложения фосфогипса и эффективность всего процесса, повысить экономичность способа получения иэвести и сернистого ангидри- р да за счет утилизации тепла обжигового газа при напылении исходного материала на горячие гранулы с охлаждением при этом обжигового газа до

500-800 С перерабатывать исходный материал с любой влажностью, не снижая при этом экономичности предложенного способа °

Способ получения извести и серниСтого ангидрида путем термического разложения фосфогипса в псевдоожиженном слое, разделенном на восстанови -. тельную и окислительную зоны, с улавливанием и возвратом пыли в слой обрабатываемого материала, о т л ич а ю шийся тем,.что, с целью предотвращения образования спеков и настылей при переработке тонкодисперсного фосфогипса, последний перед термическим разложением напыляют на гранулы, циркулирующие снизу вверх через все зоны псевдоожиженного слоя с кратностью 0,5-5, скорость псевдо» ожижения в месте подачи исходного фос- фогипса поддерживают в 2-10 раз больше скоростей псевдоожижения в рбакционных зонах и обжиговый газ выводят из псевдоожиженного слоя с температурой 500-800 С.

Источники информации принятые во внимание при эксйертизе

1."Химическая промышленность", 1969, В 2, с. 33-36..

2. Патент Ct6A 9 4102989,кл.423541, 1978.. ВНИИПИ Заказ 34/28

Тираж 469 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4