DE2061048B2 - Vorrichtung zur herstellung von phosphorsaeure - Google Patents

Description

Im einzelnen kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung noch wahlweise dadurch gekennzeichnet

sein, daß

60 a) der Verbrennungsturm im Bereich seines oberen Endes in. eine Stahlkonstruktion eingehängt Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrich- ist;

tung zur Herstellung von Phosphorsäure durch Ver- b) das Abgasrohr im Turminneren schräg nach un-

brennung von gelbem Phosphor in einem aus säure- ten abgeschnitten ist;

beständigem metallischem Werkstoff gebauten Ver- 65 _c) am Säuresammelgefäß eine Tauchpumpe an-

brennungsturm mit Säuresammelgefäß. geordnet ist, welche über Rohrleitungen mit

Es ist eine Vorrichtung aus säurebeständigem einer an sich bekannten kreisringförmigen

Stahl zur Herstellung von Phosphorsäure bekannt, Säuretasse am Kopf des Verbrennungsturmes

und an sich bekannten Düsen im mittleren Teil des Verbrennungsturmes in Verbindung steht;

d) zur gleichmäßigen Verteilung von Kühlwasser zwischen Innenmantel und Außenmantel, ihren Abstand ausfüllend, auf den Innenmantel Schraubengänge aufgeschweißt sind;

e) der Außenmantel nur an seinem unteren Ende mit dem Innenmantel verschweißt ist;

f) der Außenmantel aus mehreren, vorzugsweise zwei, zylindrischen Teilmänteln besteht;

g) die Teilmäntel jeweils nur an ihrem unteren Ende mit dem Innenmantel verschweißt sind.

Durch die Trennung von Phosphorverbrennungsraum und Säuresammeiraum ist nur noch der Verbrennungsturm in der Tragkonstruktion eingehängt, während das Säuresammeigefäß einschließlich des Gewichtes der in ihm befindlichen Phosphorsäure auf dem Hüttenflur ruht. Weil Verbrennungsturm und Säuresammeigefäß nicht starr miteinander verbunden sind und der Verbrennungsturm nur an seinem oberen Ende befestigt ist, kann der zwischen Stillstand und Betrieb erheblichen Längenänderungen unterworfene Verbrennungsturm ungehindert »arbeiten«. Darüber hinaus werden durch die Anordnung der den Säurekreislauf bewirkenden Tauchpumpe auf dem Säuresammeigefäß Kompensatoren im Säureleitungssystem entbehrlich.

Eine teilweise Verdampfung von Kühlwasser und das damit verbundene Ansetzen von Kesselstein auf der Wandung des Verbrennungsturmes wird dadurch verhindert, daß der Raum zwischen Innen- und Außenmantel des Verbrennungsturmes stets vollständig mit Wasser gefüllt ist. Die gleichmäßige Beaufschlagung aller Bereiche mit frischem Kühlwasser kann durch zwischen Innen- und Außenmantel auf den Innenmantel aufgeschweißte Schraubengänge erreicht werden.

Die Belastung des Innenmantels durch den Außendrurk infolge der statischen Höhe der Kühlwassersäule kann dadurch klein gehalten werden, daß der Außenmantel in mehrere, vorzugsweise zwei, Teilmäntel aufgeteilt wird. Dadurch kann der Innenmantel dünnwandiger ausgeführt werden, was neben einer Senkung der Materialkosten auch zu einem besseren Wärmeabfluß aus dem Turminneren führt.

Wenn der Außenmantel jeweils nur an seinem unteren Ende mit dem Innenmantel verschweißt ist, macht sich die unterschiedliche Wärmedehnung beider Mantel nicht störend bemerkbar. Durch das im unteren Teil des Verbrennungsturmes bis zu seiner Mitte hineinragende und vorzugsweise schräg nach unten abgeschnittene Abgasrohr werden die Gasströmung im Verbrennungs- und Reaktionsraum über den ganzen Turmquerschnitt vergleichmäßigt und dadurch die Reaktionsbedingungen erheblich verbessert. Weiter wird die Trennung von Abgas und Säuretröpfchen durch die scharfe Umlenkung des Gasstromes bei Eintritt in das Abgasrohr infolge der sich bildenden Abreißwirbel begünstigt.

Die Vorrichtung der Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft und schematisch dargestellt.

Ein in eine Stahlkonstruktion 1 eingehängter Verbrennungsturm 2 besteht aus einem Innenmante!3 mit kegelstumpffönnig auslaufendem Boden 4, der in einem unten offenen Tauchrohr 5 endet. Um den Innenmantel 3 ist mit Abstand ein aus einem Teilmantel 6 und einem Teilmantel 7 bestehender Außenmantel angeordnet. Zwischen Teilmantel 6 und Teilmantel 7 ist der Innenmantel 3 mit Durchführungen 8 versehen, durch die Düsen in das Turminnere hineinragen. Im unteren Teil des Verbrennungsturmes 2 ist durch den Innenmantel 3 und den Teilmantel7 ein Abgasrohr 9 schräg nach oben herausgeführt, welchss bis in die Mitte des Verbrennungsturmes 2 reicht und schräg nach ir :.en abgeschnitten ist. Das Tauchrohr 5 ragt frei in ein Säuresammeigefäß 10 hinein, auf welchem eine Tauchpumpe 11 angeordnet ist.

Das obere Ende des Innenmantels 3 läuft in eine halbkreisförmig abgerundete, waagerechte Überlaufkante 12 aus. Um dieses obere Ende des Innenmanteis3 ist mit Abstand ein Außenring 13 angeordnet, welcher an seinem unteren Ende über einen Kreisring 14 mit dem Innenmantel 3 unter Ausbildung einer Säuretasse 20 verbunden ist. Mit dem oberen Rand des Außenringes 13 ist ein kegeliger Turmdekkel 15 fest verbunden, der in seiner Mitte mit einer Frischluftöffnung 16 versehen ist, durch welche eine an ihrem unteren Ende mit einer Düse 18 versehene Phosphorzuführungsleitung 17 hindurchgeht. Oberhalb des Turmdeckels 15 ist ein Ringrohr 19 mit Öffnungen an seiner Unterseite zur Kühlung des Turmdeckels 15 mit Wasser angeordnet. Dieses Kühlwasser läuft über einen Staurand 21 in eine Sammelrinne 22, welche über eine Leitung 23 mit der Turmkühlung verbunden ist. Zur Turmkühlung tritt Kühlwasser über den Eintrittsstutzen 21 ein, welches spiralförmig durch zwischen dem Innenmantel 3 und dem

Teilmantel 6 verschweißte Schraubengänge 25 geführt wird. Das Außenmanteloberteil 6 erweitert sich an seinem oberen Ende zu einer Ringtasse 26, aus welcher das Wasser über Stutzen 27 und eine Leitung 28 dem unteren Turmteil zugeführt wird. Nach

analoger Zwangsführung des Kühlwassers durch zwischen dem Innenmantel 3 und dem Teilmantel 7 eingescl weißte Schraubengänge 25 im unteren Turmteil läuft -s in eine Ringtasse 29, von wo aus es über einen Ablaufstutzen 30 abgeleitet wird

Die Beaufschlagung der Sämetasse 20 sowie der durch die Durchführungen 8 in das Turminnere hereinragenden Düsen mit im Kreislauf geführter Phosphorsäure erfolgt mit Hilfe der Tauchpumpe 11 über die Rohrleitungen 31, 33 und 34 sowie über Wärme-

austauscher 32. Um die Säuretasse 20 stets mit Säure gefüllt zu halten, befindet sich in der Rohrleitung 34 ein Schwanenhals 35 mit einem Entlüftungsstutzen 36, der zur Vermeidung von Säurespritzern mit einer in dem Turmdeckel 15 endenden Leitung 37 verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 die im wesentlichen aus einem zylindrischen, mit Patentansprüche· Klöpperboden verschlossenen Behälter als Kombina tion von Verbrennungsturm und Säuresammelgefäß

1. Vorrichtung zur Herstellung von Phosphor- besteht und bei welcher der Abzug des Abgases säure durch Verbrennen von gelbem Phosphor in 5 durch einen seitlich an diesen Behälter angeordneten einem aus säurebeständigem metallischem Werk- Stutzen erfolgt Bei dieser Vorrichtung ist jedoch von stoff gebauten Verbrennungsturm mit Säuresam- Nachteil, daß die Tragkonstruktion, m der der Bemelgefäß, dadurch gekennzeichnet, hälter eingehängt ist, nicht nur dessen Eigengewicht, daß der Verbrennungsturm (2) einen Innenman- sondern darüber hinaus auch das Gewicht der im untel (3) mit kegelstumpfförmig auslaufendem Bo- io teren Teil des Behälters stehenden Phosphorsäure den (4) und daran angeschlossenem, uiiten öffe- aufnehmen inüß. Ferner müssen wegen der Wärmenem Tauchrohr (5) sowie einen mit Abstand voni dehnung des Behälters in die von seinem Boden ab-Innenmantel (3) angeordneten Außenmantel gehende Säureflußleitung störanfällige Kompensaio-(6,7) aufweist und in seinem unteren Teil ein bis ren eingebaut werden. Nachteilig ist darüber hinaus, in seine Mitte hineinragendes Abgasrohr (9) ent- 15 daß die Kühlung des Behälters von außen her durch hält, welches durch den Innenmantel (3) und den Wasserberieselung erfolgt. Bei der üblichen Aufstel-Außenmantel (7) schräg nach oben herausgeführt lung der Phosphorverbrennungsvorrichtung im ist; daß das Säuresammelgefäß (10) getrennt un- Freien führt dies dazu, daß der Behälter häufig mir ter dem Verbrennungsturm (2) angeordnet ist; einseitig gekühlt wird, da der Kühlwasserschleier avf und daß das Tauchrohr (5) frei in das Säuresam- 20 der Windeinfallseite nicht zur Wirkung kommt. Di; melgefäß (10) hineinragt. partielle Verdampfung von Kühlwasser auf der Bc-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- hälteraußenwand verursacht die Ablagerung \n:i kennzeichnet, daß der Verbrennungsturm (2) im Kesselstein, was zu einer Behinderung des Wärm.-Bereich seines oberen Endes in eine Stahlkon- austausches durch die Behälterwand führt. Außer struktion (1) eingehängt ist. 25 dem wird die Umgebung der Verbrennungsvorrich

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- tung durch Dampfschwaden bzw. zerstäubtes KuM-durch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (9) im wasser belästigt. Schließlich wird durch den seitlich Turminneren schräg nach unten abgeschnitten am Behälter angebrachten Abgasstutzen der Ga,-ist. strom im Verbrennungs- und Reaktionsraum sehr it;;

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 30 gezogen, wodurch die Bedüsung des Abgases im unbis 3, dadurch gekennzeichne* daß am Säure- teren Teil des Reaktionsraumes den Strömungsqucrsammelgefäß (10) eine Tauchpumpe (11) an- schnitt ungleichmäßig beaufschlagt und dadurch die geordnet ist, welche über Rohrleitungen (31, 33, Adsorption des P₂O₅ in der Umlaufsäure beeinträch-34) mit einer an sich bekannten kreisförmigen tigt.

Säuretasse (20) am Kopf des Verbrennungstur- 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mes (2) und an sich bekannten Düsen (8) im Vorrichtung zur Herstellung von Phosphorsäure mittleren Teil des Verbrennungsturmes (2) in durch Verbrennen von gelbem Phosphor zu schaffen. Verbindung steht. dem die vorerwähnten Nachteile nicht anhaften, die

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I vielmehr im wesentlichen so beschaffen ist, daß das bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichmä- 40 Gewicht der sich unterhalb der Verbrennungszonc ßigen Verteilung von Kühlwasser zwischen In- sammelnden Phosphorsäure nicht von der Behälternenmantel (3) und Außenmantel (6,7), ihren Ab- tragkonstruktion mitgetragen werden muß und daß stand ausfüllend, auf den Innenmantel (3) das Kühlwasser durch Zwangsführung die Außen-Schraubengänge (25) aufgeschweißt sind. wand aes Verbrennungsturmes gleichmäßig kühlt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 45 Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen- Verbrennungsturm einen Innenmantel mit kegelmantel (6,7) nur an seinem unteren Ende mit stumpffönr ig auslaufendem Boden und daran angedem Innenmantel (3) verschweißt ist. schlossenem, unten offenem Tauchrohr sowie einen

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 mit Abstand vom Innenmantel angeordneten Außenbis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen- 50 mantel aufweist und in seinem unteren Teil ein bis in mantel (6,7) aus mehreren, vorzugsweise zwei, seine Mitte hineinragendes Abgasrohr enthält, welzylindrischen Teilmänteln (6 und 7) besteht. ches durch den Innenmantel und Außenmantel

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- schräg nach oben herausgeführt ist, daß das Säurekennzeichnet, daß die Teilmäntel (6 und 7) je- sammelgefäß getrennt unter dem Verbrennungsturm weils nur an ihrem unteren Ende mit dem Innen- 55 angeordnet ist, und daß das Tauchrohr frei in das mantel (3) verschweißt sind. Säuresammelgefäß hineinragt.