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Fabrication perfectionnée de produits d'oxydation du phos- phore ".
La présente invention est relative à des perfectionne- ments dans le traitement de gaz produits par la combastion de gaz contenant du phosphore pour la fabrication d'acide phosphorique et de composés phosphatés et plus particulià- rement à l'élimination d'impur tos sous forme de famée et d'ingrédients formant de la scorie, hors de tels gaz. L'in- vention a en outre poar résultat la production d'un acide phosphorique présentant an haut degré de pureté sans frais opératoires supplémentaires, on la rédaction du coût de pro- duction d'acide du degré de pureté ordinaire résultant de procèdes analogues.
Dans la procédé de volatilisation pour la fabriuation d'acide phosphorique, les hautes températures atteintes dans les zones de fusion des fours chauffés électriquement ou par combustible sont telles qu'elles volatilisent et en- traînent sous forme de solides finement divisés ou de famées, de petites parties des constituants de la charge autres que le phosphore, tels que de la silice, de la chaux, de la ma- gnésie, des composés du fer et de l'aluminium, etc;.., qui
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sont des impuretés indésirables dans l'acide phosphorique.
La méthode usuelle de production d'onde phosphorique à partir des gaz dégagés des fours à combustible ou électri- ques consiste à les brûler dans des chambres de combustion ou foyers, transformant ainsi par oxydation le phosphore en P2O5 et à, le recueillir ensuite à l'état d'acide orthophospho- rique d'une-manière bien connue. Ces chambres de combustion sont très fortement chauffés et les fumées solides ca les impuretés sont entraînées avec le P205 et contaminent l'aci- de phosphorique ou le produit phosphaté.
On a proposé jus- qu'ici de refroidir les gaz de combasti.on par l'application directe à ceux-ci de l'agent de refroidissement, de préfé- rence de l'eau. Toutefois, an tel procédé de lavage est très désavantageux en ce que d'importantes quantités d'acide phos- phoriqae sont éliminées en solution avec les impuretés enle- vées par lavage hors des gaz de combustion, et l'humidité des gaz non condensés qui en résultent est excessivement ac- crue , lesgaz de combustion entrainent d'extrêmement grandes, quantités de vapeur, Suivant l'invention on a découvert qu'un refroidissement indirect des gaz quittant la chambre de com- bastion du phosphore en faisant passer un agent de refroidis- sement approprié, tel que l'eau,
sur des surfaces protégées en contact de conduetibilité de chaleur avec les gaz a pour effet de faire déposepar ces derniers les impuretés sons la forme d'une masse fusible ou frittée de la nature d'ane scorie , vaporisant en même temps 1'eau employée comme agent de refroidissement et produisant de la vapeur qui peut être utilisée comme agent moteur ou pour d'autres bats.
Dans les dessins annexés, est représenté un appareil ap- proprié pour l'emploi dans la réalisation de l'invention.Dans les dessins, la figure 1 est une vue schématique en plan,par- tiellement en coupa, montrant un appareil pour réaliser l'in- vention; et la figure 2 est une vile en coupe verticale à travers
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la chambre de combustion employée dans la réalisation do l'invention.
D ans lesdessins, en partie aller, le chiffre 5 désigne
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un a011ec;teur ou séparateur de poussières adé quat auquel les gaz contenant du phosphore, de l'oxyde de carbone, et divor- e se;;; impuretés dérivés de la charge de phosphate dans an four à soufflerie ou électrique sont cond ist par @@ conduit 6.
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Da c;ollecteur 5 les gaz conte nant 1 phosphore passent à tra- vers le condait 7 aux brûleurs 9 , desquels ils passent .avec la quantité d'air convenable, dans la chambre de combustion 10 dans laquelle la combustion a lieu, le phosphore étant oxyde en pentoxyde de phosphore et l'oxyde de carbone en anhydride carbonique avec un tr ,s important dégagement de chaleur. Une forme appropriée de chambre de combustion est représentée en coupe verticale dans la figure 2. La chambre
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de combuetion 1C est diane constraction convenable en maçonne- rie réfractaire, et dans ses parois latérales 11 sont montés les tubes vertiuaux 12, 6-itourés et protégés par da carbo- rundum ôu autre matière adéquate 12a réfractaire et résistant aux acides.
Les extrémités de ces tubes vertiuauy- sont inëar- vées pour s'avancer vers l'extérieur à travers les parois 11
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de la chambre de uoiiibustion et sout reliées aux tambours sa- périear et iiiférioar 13 et 14 respectivement. Des tuyaux ou tubes descendants vertiuaux 15 relient ces tambours exté- riearemant 8. la chambre de uornbustion,et un niveau d'eau ap- proprio est maintenu de manière 'la' t:ln6 circulation à thermosi- phon à travers les tabès 12 soit établie par la chaleur qui
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leur est commaniqaéo par combustion des gaz contenant da Phos- Phore. Les tambours 13 et 14 peuvent être de toate construc- tion appropriée. Le tambour supérieur 13 est, de préférence,
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muni d'a ni manomètre 16 Pour indiquer le niveau d'eau à. l'in- tériear du dit tambour, et d'un tuyaa d'alimentation 17.
Le tambour inférieur 14 est muni, adéquateriient,d'un tuyau de décharge 18. De la vapeur est retirée da tambour supérieur -3- O dl (1 a
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13 à travers le tuyau 19. Dsns la forme de dispositif re- présentée, une telle construction est représentée de cha- que côté de la chambre de combustion, de manière qae les parois opposées de'celles-ci paissent être refroidies.
On remarquera, en se référant à la figure 1, que la
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chambre de combustion 10 déboal;he dans un c;arneau 21 muni , , ' de soupapes 22 conduisant b, des fo- ,-ers ou régénérateurs z qui peuvent être utilisés alternativement pour absorber de la chaleur des gaz et la restituer à l'air utilisé pour la
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combustion de 110aveao.x ga z.
Etant donné que la construction de ces dispositifs n'est pas une partie de la présente invention, +1.1s ne seront pas décrits plus en détail ic i. L'''s parois latéralE'si du cerneau 21 sont manies en des points convenables, et en particulier à l'opposé de la chambre de combustion,de dispositif? 24;
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de refroidissement indirect du me'me type que ceax prévus dans les parois de la chambre de combustion et décrits @
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ci-dessus. On voit aisé!TJ3nt que les sorties de vapear des divers dispositifs de refroidissement peuvent être maltipliéea pour permettre l'emploi de la vapeur engendrée pour fournir de la chaleur, de la force motrice ou pour d'autres bats voulus .
.Par le refroidissement des parois ou surfaces de la chambre de combustion et du carneau dans lequel entrent les gaz en quittant la cham@re de combustion, un refroidisse- ment important des gaz est eifectué. On a découvert suivant
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l' invrntion, que dans ces conditions,les impuretés dntralnées sens forme de famée ou à l'état volatil sont aime nées . se dé- poser à l'intérieur de la chambre de canbustion et da car-
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neaa s cas forme de masses frittées on fondues de nature sem- blable à la scorie, un accroissement important de la pureté des gaz est ainsi effectué, tandis qu'en même temps la cha-
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leur des gaz de combn<tion est utilisée à'yfl/µ ggiérP prati- .> , 'l 9 .
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- - - - - - que pour la promotion de vapeur pour donner de la force
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motrice, de la chaleur et pour d'après bats. Il est évident que le refroidissement peut être effectue au moyen d'an autre agent que l'eau. Toutefois, il est préférable @ d'opérer de la manière exposée ci-dessus.
Il est évident que l'appareil particulier décrit ci-des- sus est destiné à être simplement illastratif et non limita- tif de l'invention, puisqu'il est évi.dent que le refroidisse- ment dos gaz peut être effectué par des surfaces refroidies disposées de maintes autres manières différentes dans les li- mites des revendications annexées.
REVENDRATIONS
1. La méthode de production de produits oxydésà Partir de ganzcontenant du phosphore provenant de four de voiatili- sation dans lesquels du phosphore est volatilisé et entraîné par des gaz combustibles contenant de la fumée et d'autres impuretés solides ,dans laquelle ces gaz contenant du Phos- phore sont brûlés, et en brâlant, mis en contact ave@ des pa- rois réfractaires en de qu'au moins des Parties des parois réfractaires avec lesquelles les gaz brûlants et brûlés viennent en contact sont refroidies .causant ainsi la précipitation de la fumée et d'autres impuretés solides des gaz tandis que l'oxyde de phosphore est entraîné par ces derniers.
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Improved manufacture of phosphorus oxidation products ".
The present invention relates to improvements in the treatment of gases produced by the combustion of gases containing phosphorus for the manufacture of phosphoric acid and phosphate compounds and more particularly to the elimination of impurities in the form of phosphorus. of famea and slag-forming ingredients, out of such gases. The invention further results in the production of phosphoric acid having a high degree of purity without additional operating costs, and the cost of producing acid of ordinary degree of purity resulting from analogous procedures.
In the volatilization process for the manufacture of phosphoric acid, the high temperatures reached in the melting zones of electrically or fuel-heated furnaces are such that they volatilize and result in the form of finely divided solids or fumes, small parts of the constituents of the filler other than phosphorus, such as silica, lime, magnesia, compounds of iron and aluminum, etc; .., which
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are unwanted impurities in phosphoric acid.
The usual method of producing phosphoric waves from the gases given off from fuel or electric furnaces consists of burning them in combustion chambers or hearths, thus transforming the phosphorus by oxidation into P2O5 and then collecting it at l state of orthophosphoric acid in a well-known manner. These combustion chambers are very strongly heated and the solid fumes ca impurities are entrained with the P205 and contaminate the phosphoric acid or the phosphate product.
It has heretofore been proposed to cool the combustion gases by the direct application thereto of the cooling medium, preferably water. However, such a washing process is very disadvantageous in that large amounts of phosphorous acid are removed in solution with the impurities washed out from the flue gases, and the moisture from the uncondensed gases. result is excessively increased, the combustion gases entrain extremely large quantities of vapor. According to the invention it has been found that indirect cooling of the gases leaving the phosphorus combustion chamber by passing a combustion agent. suitable cooling, such as water,
on protected surfaces in heat conduction contact with the gases has the effect of depositing by the latter the impurities in the form of a meltable or sintered mass of the nature of slag, at the same time vaporizing the water used as coolant and vapor producing agent which can be used as a motive agent or for other fights.
In the accompanying drawings is shown an apparatus suitable for use in carrying out the invention. In the drawings Figure 1 is a schematic plan view, partly in section, showing an apparatus for carrying out the invention. invention; and figure 2 is a city in vertical section through
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the combustion chamber employed in the embodiment of the invention.
In the drawings, partly going, the number 5 designates
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a suitable dust collector or separator for which gases containing phosphorus, carbon monoxide, and divorced ;;; impurities derived from the phosphate charge in a blower or electric furnace are conducted through duct 6.
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From the collector 5 the gases containing 1 phosphorus pass through the duct 7 to the burners 9, from which they pass, with the suitable quantity of air, into the combustion chamber 10 in which the combustion takes place, the phosphorus being oxide to phosphorus pentoxide and carbon monoxide to carbon dioxide with a very significant release of heat. A suitable form of combustion chamber is shown in vertical section in figure 2. The chamber
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of combustion 1C is a suitable construction of refractory masonry, and in its side walls 11 are mounted the vertical tubes 12, 6-surrounded and protected by carbonaceous or other suitable material 12a refractory and resistant to acids.
The ends of these vertiuauy- tubes are inëar- vées to advance outwards through the walls 11
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of the uoiiibustion and sout chamber connected to the sa- periear and iiiférioar drums 13 and 14 respectively. Vertical downpipes or tubes 15 connect these drums to the exterior of the burner chamber, and an appropriate water level is maintained in such a manner as to circulate thermosphonically through the tabs 12 either. established by the heat which
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is commaniqaéo them by combustion of gases containing da Phos-Phore. Drums 13 and 14 can be of any suitable construction. The upper drum 13 is preferably
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fitted with a ni manometer 16 To indicate the water level at. the interior of said drum, and of a supply pipe 17.
The lower drum 14 is suitably provided with a discharge pipe 18. Steam is withdrawn from the upper drum -3- O dl (1 a
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13 through pipe 19. In the form of the device shown, such a construction is shown on each side of the combustion chamber, so that the opposite walls thereof can be cooled.
It will be noted, with reference to FIG. 1, that the
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combustion chamber 10 deboal; he in a ring 21 provided,, 'valves 22 leading b, fo-, -ers or regenerators z which can be used alternately to absorb heat from the gases and return it to the air used for
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combustion of 110aveao.x ga z.
Since the construction of these devices is not a part of the present invention, + 1.1s will not be described in more detail here. The '' s sidewalls of the ring 21 are handled at suitable points, and in particular opposite the combustion chamber, to device? 24;
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of indirect cooling of the same type as those provided in the walls of the combustion chamber and described @
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above. It is easy to see that the steam outlets of the various cooling devices can be multiplied to allow the use of the steam generated to provide heat, motive power or for other desired purposes.
.By cooling the walls or surfaces of the combustion chamber and the flue into which the gases enter when leaving the combustion chamber, a significant cooling of the gases is effected. We discovered next
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the invention, that under these conditions, the impurities introduced in the form of famea or in a volatile state are born. settle inside the canbustion chamber and the carbon
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neaa s case in the form of sintered or molten masses of a slag-like nature, a significant increase in the purity of the gases is thus effected, while at the same time the cha-
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their combustion gas is used at'yfl / µggiérP prati-.>, 'l 9.
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- - - - - - only for promoting steam to give strength
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motor, heat and for after beats. It is evident that the cooling can be effected by means of an agent other than water. However, it is preferable to operate in the manner set out above.
It is evident that the particular apparatus described above is intended to be merely illustrative and not limiting of the invention, since it is obvious that the cooling of the gas can be effected by surfaces. cooled disposed in many other different ways within the scope of the appended claims.
CLAIMS
1. The method of producing oxidized products from ganzcontaining phosphorus from refrigeration furnaces in which phosphorus is volatilized and entrained by combustible gases containing smoke and other solid impurities, in which these gases containing Phosphorus are burned, and on burning, brought into contact with refractory walls so that at least those parts of the refractory walls with which the hot and burnt gases come in contact are cooled, thereby causing precipitation of the gas. smoke and other solid impurities from gases while phosphorus oxide is entrained by them.