CS196858B1 - Hlavice pro uvádění kyselin do styku s plynným čpavkem - Google Patents

Description

Vynález se týká hlavice pro uvádění kyselin do styku s plynným čpavkem.

Při výrobě kombinovaných hnojiv na bází fosforečnanů amonných je podstatnou chemickou operací čpavkování kyseliny — kyselé hřečky — obsahující kyselinu fosforečnou, případně sírovou a dusičnou a některé produkty jejich působení na přírodní fosfát. Během posledních let se projevuje tendence využívat pro výrobu granulovaných hnojiv i širšího sortimentu méně kvalitních přírodních fosfátů, levnějších kyselin a jednodušších metod rafínace kyselých břeček, které pak obsahují více nečistot. Příměsi působí především zvýšení konzistence břeček během neutralizace, pěnění a přinášejí i nové problémy koroze.

Dosud nejobvyklejší technika neutralizace, spočívající v zavádění čpavku ke dnu promíchávaných nádob s kyselinou, je spolehlivá jen potud, dokud má kapalina nízkou konzistenci; zvýšení konzistence, způsobené vyloučením amonných a směšných solí během neutralizace, zabrzdí v určitém okamžiku přirozené bouřlivé proudění v okolí přívodu čpavku. Použití stejného procesního principu pro další čpavkování je poznamenáno nižší intenzitou a často je schůdné jen za cenu podstatného zpomalení reakce zvětšením objemu zařízení u kontinuálních výrob nebo za cenu náročného mechanického míchání, popřípadě V krajním případě za cenu umělého snížení konzistence přidáním vody, představující nákladně odstraňovaný balast v produktu.

Krokem k překlenutí uvedených potíží jsou směšovací reaktory, do nichž je kontinuálně přiváděna kyselina a odpovídající množství nebo přebytek čpavku tak, že bezprostředně po vstupu do reaktoru dochází ke smísení obou proudů a k vytvoření disperze, v níž reakce probíhá dostatečně rychle i bez míchání. Zvláště efektivním způsobem uvedení kyseliny do styku se čpavkem je její atomizace. Atomizace kyselin, zejména silně znečištěných kyselin ve výrobě minerálních hnojiv, má některá specifika, která zabraňují využít běžných zařízení:

— Kyselina, výstižněji nazývaná též kyselou břečkou, je obvykle již meziproduktem neutralizace, z chemického hlediska obsahujícím vedle směsi minerálních kyselin i jejich soli amonné a směsné, z fyzikálního hlediska to bývá čirá kapalina jen výjimečně, většinou jde o suspenzi koloidních částic, krystalů solí, navíc napěněnou bublinkami inertních plynů a vodní páry.

—- V kyselině exponované čpavkem po delší dobu, dochází k „přečpavkování“ spojenému se vznikem tvrdého krystalického produktů.

— Pro některá technologická schémata je

198 8S8

196 8S8 výhodné, aby kyselina natékala do tryskového reaktoru samospádem z prostoru, v němž je poněkud nižší tlak, než v reakčním prostoru, do něhož má být kyselina tryskovým reaktorem dispergována.

Tyto problémy odstraňuje hlavice pro uvádění kyselin do styku s plynným čpavkem, podle uvedeného vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že sestává ze šachty, ukončené dole korunkou a ze čpavkovací jehly ukončené tryskou směřující dolů, přičemž korunka má nálevkovitý tvar a je opatřena výřezy mezi pilovitými jazyky namířenými ke čpavkovací jehle.

Předností zařízení je, že korunka usměrňuje proud hřečky směrem ke čpavkovací jehle i při kolísavém průtoku a povaze břečky; při vyšším průtoku se kyselina odráží k jehle při dopadu na nálevkovitou část korunky, při nižším průtoku stéká k jehle po jazycích korunky udržována povrchovým napětím, pěna pak propadá dostatečně velkými výřezy mezi těmito jazyky. Ejektorový efekt dolů proudícího čpavku stačí pak už strhnout a rozdispergovat kyselinu na mlhu. Tento ejektorový efekt zároveň vytváří o korunky mírný podtlak, usnadňující samospádné natékání kyseliny šachtou a tvořící aerodynamický uzávěr zabraňující toku plynu šachtou vzhůru. Významnou výhodou je, že kyselina je do prostoru jehly přisávána čpavkem; při výpadku proudu čpavku je tím omezeno riziko natečení kyseliny do jehly a zacpání trysky. Obráceně při kolísání průtoku břečky v prostoru korunky a jehly nejsou smočené části zařízení exponovány kon-

Claims (1)

1. Hlavice pro uvádění kyselin do styku s plynným čpavkem, vyznačující se tím, že sestává ze šachty (1), ukončené dole korunkou (2) a ze čpavkovací jehly (3) ukoncentrovaným čpavkem, který by způsobil jejich zarůstání přečpavkovanou solí.

   Hlavice podle vynálezu je znázorněna na přiložených obrázcích, kde představuje obrázek 1 zařízení pro neutralizaci s hlavicí podle vynálezu a obrázek 2 nárys a půdorys hlavice podle vynálezu.

   Zařízení podle obr. 1 je užito jako koncového stupně pro neutralizaci kyselé směsi, která je produktem rozkladu přírodního apatitu kyselinou dusičnou, ochlazení a filtrace. Tato kyselá směs obsahuje 23 °/o P₂0s a 5 % N vázaného jako N0‘₃. Po absorpci části čpavku v absorpčním zařízení je tato kapalina ve formě kyselé břečky, mající povahu napěněné vroucí suspenze, vedena sestupným potrubím 7 do šachty 1 o vnitřním průměru 26 mm a o výšce 80 mm, zakončené korunkou 2, mající nálevkovitý tvar se sklonem 45°. Výřezy S o šířce 4 mm je rozdělena do šesti jazyků 8. Čpavkovací jehla 3 o průměru 11 mm je volně zasunuta do korunky a je ukončena tryskou o průměru 1,2 mm, jíž je přiváděn plynný čpavek se vstupním tlakem až 350 kPa v množství 3 až 4,5 kg/h. U ústí trysky 4, ležícího 12 mm pod jazyky 6 korunky 2 je natékající kyselá břečka rozptylována proudem čpavku do jemné mlhy, jejíž částice se spojují opět na stěnách reakční nádoby 8 ve formě konzistentní suspenze jako produkt neutralizace, který je vynášen výstupním potrubím 9. Stupeň neutralizace produktu je možno vyjádřit hodnotou pH, při desetinásobném zředění vodou, v rozmezí 4,7 až 5,6. Vodní pára spolu s nezreagovaným množstvím čpavku je odváděna k absorpčnímu zařízení parním potrubím 10.

   VYNÁLEZU čené tryskou (4) směřující dolů, přičemž korunka (2) má nálevkovitý tvar a je opatřena výřezy (5) mezi pilovitými jazyky (6) namířenými ke čpavkovací jehle (3).