DE2228636C3

DE2228636C3 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufarbeitung von phosphorhaltigen Rückständen

Info

Publication number: DE2228636C3
Application number: DE2228636A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Chem. Dr. 5032 Efferen Ebert; Ursus Dipl.- Chem. Dr. 5042 Erftstadt Thuemmler; Hugo 5030 Huerth Werner
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1972-06-13
Filing date: 1972-06-13
Publication date: 1975-11-20
Also published as: SU489301A3; CA996473A; NL154175B; NL7307586A; DE2228636A1; US3830039A; DE2228636B2

Description

a) die Einführungsleitung im Bereich ihrer Durchführung durch die Doppelwand des Elektrofilters und innerhalb des Elektrofilters von einem Schutzrohr umgeben ist, wobei um das Schutzrohr außerhalb des Elektrofilters ein metallischer Faltenbalg angeordnet ist,

b) die Einführungsleitung an ihrem Ende innerhalb des Elektrofilters eine Düse aufweist,

c) die Einführungsleitung oberhalb des Krählwerkes und nahe bei dessen Drehpunkt erdet,

d) ή'Λ Einführungsleitung oberhalb der Schnecke nahe ihrer der Zuführungsleitung zugewandten Seite endet.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Verdampfung von Wasser und Phosphor aus den phosphorhaltigen Rückständen durch Abwärme des Phosphorofens erfolgt, welche in den Stäuben enthalten ist, die aus dem gasförmigen Phosphor in dem dem Phosphorofen strömungsmäßig nachgeschalteten Elektrofilter abgeschieden werden. Dabei passieren die aus den phosphorhaltigen Rückständen verdampften Wasser- und Phosphormengen zusammen mit dem gasförmigen Phosphor aus dem Ofen die Sprühzone des Elektrofilters und werden gemeinsam in der nachgeschalteten Kondensationsstufe in den flüssigen Aggregatzustand übergeführt.

Die Wirksamkeit des Elektrofilters wird durch diese Maßnahme günstig beeinflußt; Wasserdampf wirkt sich offensichtlich positiv auf die Staubabscheidung im Elektrofilter aus.

Das erfindungsgemäße Gewichtsverhältnis von Rückstand zu Ofenstaub garantiert, daß der Phosphor aus dem aufzuarbeitenden Rückstand nahezu vollständig herausdistilliert und der am Boden des Elektrofilters abgezogene Staub weniger als l°/o Phosphor aufweist, wodurch er an der Luft nicht selbstentzündlich ist.

Der bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens anfallende Staub unterscheidet sich in chemischer und physikalischer Hinsicht nicht von den bei der Phosphorproduktion üblicherweise anfallenden Stäuben. Der beim Verfahren gemäß der Erfindung ausgetragene ElektrofUtersiaub kann mithin ebenfalls beispielsweise als Maischezusatz zur Herstellung gesinterter Phosphat-Pellets verwendet werden.

In den Zeichnungen sind verschiedene Durchführungsarten für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. Dabei zeigt

F i g. 1 ein Elektrofilter mit Eintrag des phosphorhaltigen Rückstandes oberhalb des Krählwerkes mit Hilfe einer Düse,

Fig. 2 ein Elektrofilter mit Eintrag des phosphorhaltigen Rückstandes mit Hilfe einer in der Nähe des Krählwerkdrehpunktes endenden Einführungsleitung. F i g. 3 ein Elektrofilter mit Zuführung des phosphorhaltigen Rückstandes mit Hilfe einer oberhalb einer Schnecke endenden Einführungsleitung.

In das Elektrofilter 3 wird das den Phosphorofen verlassende, im wesentlichen aus Phosphor und Kohlenmonoxid bestehende Gasgemisch über eine Zuführungsleitung 2 eingeleitet. Das Elektrofilter 3 ist doppelwandig ausgeführt; durch den Mantelraum 4 werden heiße Verbrennungsgase hindurchgeführt. Über dem Boden des Elektrofilters 3 befindet sich ein Krählwerk 5, welches Stäube zur Austragöffnung 6 transportiert. Oberhalb des Bodens an der Eingangsseite des Elektrofilters 3 ist eine Schnecke 8 derart angeordnet, daß sie Feststoffe zum Krählwerk 5 hinfördert. Im Elektrofilter 3 hängen eine Anzahl von Sprühdrähten 7, welche mit dem positiven Pol einer Gleichstromhochspannungsquelle verbunden sind. Eine Einiührungsleitung 1, durch welche über eine Dosiereinrichtung phosphorhaltiger Rückstand in das Elektrofilter 3 eintragbar ist, ist

ίο teilweise von einem Schutzrohr 9 umgeben, welches seinerseits außerhalb des Elektrofilters 3 und mit dessen Außenmantel verbunden von einem Faltenbalg 10 umhüllt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 befindet sich am Ende der Einführungsleitung 1 innerhalb des Elektrofilters 3 eine Düse 11, mit deren Hilfe die phosphorhaltigen Rückstände nahezu gleichmäßig über den gesamten Bodenbereich des Elektrofilters 3 verteilt werden.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 endet die Einführungsleilung 1 nahe dem Drehpunkt des Krählwerkes 5. Bedingt durch die Stellung der Schaufeln des Krählwerkes 5 legt der hier eingetragene phosphorhaltige Rückstand zusammen mit dem auf dem

as Boden des Elektrofilters 3 liegenden heißen Stäuben eine Spiralbahn zurück, bis das Material über die Austragöffnung 6 aus dem Elektrofilter 3 ausgeschleust wird. Zusätzlich findet dabei beim Passieren der Spiralbahn eine fortwährende Umwälzung des Materials und ein dauernder Kontakt mit den heißen Phosphorofengasen statt.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 endet die Zuführungsleitung 1 oberhalb der Schnecke 8. In der Schnecke erfolgt dabei bereits eine intensive Durchmischung des heißen Staubes aus den Phosphorofengasen und dem phosphorhaltigen Rückstand. Von den folgenden Beispielen dienen das erste und zweite als Vergleich, während den Beispielen 3 bis 5 die erfindungsgemäße Verfahrensweise zugrunde liegt.

Beispiel 1

Ein Elektrofilter wurde mit etwa 5000 m_n ^s/h heißem staubhaltigem Phosphorofengas (f = 460 bis 550° C; Staubgehalt: 35 g/m„³) beaufschlagt. Der Mantelraum des Elektrofilters wurde so von heißen Verbrennungsgasen durchströmt, daß die Innenwand zur Vermeidung von Phosphorkondensation eine Temperatur von etwa 350° C aufwies. Der ausge-

tragene Staub enthielt 0,5% elementaren Phosphor; er war an der Luft nicht selbstentzündlich.

Beispiel 2

In ein wie in Beispiel 1 betriebenes Elektrofilter wurden über eine Zuführungsleitung stündlich 480 kg phosphorhaltige Rückstände (Zusammensetzung: 59% Phosphor, 33% Wasser, 8% wasserunlösliche Feststoffe) eindosiert. (Rikkslandsgcwicht: Ofen-

staubgewicht -■- 2,74). Der ausgetragene Staub wies einen Elcmentarphosphorgchalt von 3,6% auf; an der Luft zeigte er ein Aufglimmen.

Beispiel 3

In ein wie in Beispiel 1 betriebenes Elektrofilter wurden über eine Zuführungsleitung stündlich 230 kg phosphorhaltige Rückstände (Zusammensetzung: 62% Phosphor. 30% Wasser, 8% wasserunlösliche

Feststoffe) cindosiert. (Rückstandsgewicht: Ofcnstaubgcwicht = 1,31)· Der ausgetragene Staub wies einen Elementarphosphorgehalt von 0,8«/o auf; er war an der Luft nicht selbstentzündlich.

Beispiel 4

In ein wie in Beispiel 1 betriebenes Elektrofilter wurden über eine Zuführungsleitung 260 kg phosphorhaltige Rückstände (Zusammensetzung: 56"/o Phosphor, 30 %> Wasser, 14°/o wasserunlösliche FcststofTe) pro Stunde eindosierl. (Rückstandsgewicht: Ofenstaubgewicht = 1,49). Der ausgetragene Staub hatte einen Gehalt von 0,9 °/o elementarem Phosphor und war an der Luft nicht selbstentzündlich.

Beispiel 5

In ein wie in Beispiel 1 betriebenes Elektrofilter wurden über eine Zuführungsleitung 180 kg phosphorhaltige Rückstände (Zusammensetzung: 56⁰A Phosphor, 30 "/o Wasser, 14%> wasserunlösliche Feststoffe) je Stunde cindosiert (Rückstandsgewicht

ίο Ofenstaubgewicht — 1,03). Der ausgetragene Stau! wies einen Gehalt an elementarem Phosphor vot 0,6 "/o auf; er war an der Luft nicht selbstentzündlich

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

*) tigen Rückständen, welche insbesondere bei der FiI- Patentansprüche: tration von gelbem Phosphor oder von phosphorhaltigen Abwässern anfallen sowie eine Vorrichtung zur

1. Verfahren zur kontinuierlichen Aufarbei- Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
tung von feuchten phosphorhaltigen Rückständen, 5 Es ist aus der DT-OS 18 08 541 bekannt, phosphorweiche insbesondere bei der Filtration von gel- haltige Filterkuchen zu ihrer Aufarbeitung in einer bem Phosphor oder von phosphorhaltigen Ab- Vortrocknungszone vorzutrocknen, den vorgetrockwässern anfallen, dadurch gekennzeich- neten Filterkuchen durch mindestens zwei Trockennet, daß man die Rückstände auf dem Boden zoaen bei Temperaturen zwischen 100 und 380° C eines zur Entstaubung von heißen Phosphorofen- io zu bewegen, wobei die aus den Trockenzonen entgasen bestimmten Elektrofilters mit heißem Staub weichenden gasförmigen Anteile einer Kondensaaus dem Phosphorofengas in innige Berührung tionszone zur Abtrennung des in ihnen enthaltenen bringt, wobei das Gewichtsverhältnis der Rück- Phosphors zugeführt werden, während die die letzte stände zu dem Staub 1 bis 2, vorzugsweise 1,5, Trockenzone verlassenden Feststoffe im wesentlichen beträgt; und daß man den nahezu phosphorfreien 15 phosphorfrei sind. Die Vorrichtung zur Durchfüh-Rückstand gemeinsam mit dem im Eiektrofilter rung des genannten bekannten Verfahrens besteht niedergeschlagenen Staub aus dem Phosphorofen- aus einem Zentrifugalfilter, in welchem auch die Vorgas unter Verwendung einer Austragvorrichlung trocknung des Filterkuchens erfolgt, mindestens zwei Ausschleust, während das aus den Rückständen Paddelschneckentrocknern und einem Einspritzkon-,»erdampfte Gemisch aus Phosphor und Wasser 10 densator.

gemeinsam mit den Phosphorofengasen nach Pas- In WINNACKER-KÜCHLER, »Chemische Techeieren des Elektrofilters in einer strömungsmäßig nologie«, Band I, Anorganische Technologie I, Münnachgeschalteten Kondensationszone niederge- chen 1970, S. 388 und 389, wird u. a. eine Vorrichschlagen wird. tung zur Entstaubung von Phosphorofengasen be-

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 15 schrieben, welche aus einem doppelwandigen Elekrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem ein r.rofilter besteht, welches in seinen· unteren Teil ein Krählwerk und eine im Boden angeordnete Ab- Krählwerk und eine in seinem Boden angeordnete wurfstelle aufweisenden doppelwandigen Elek- <\ustragsöffnung aufweist. In der Zuführung zum trofilter mit Zuführungsleitung für Phosphorofen- Elektrofilter befindet sich eine Transportschnecke, gas, wobei in der Zuführungsleitung eine Schnecke 30 deren Gänge sich bis in den Bereich oberhalb des angeordnet ist, deren Gänge sich bis in den Be- Krählwerkes erstrecken.

reich oberhalb des Krählwerkes erstrecken, da- Nachteilig ist bei dem Verfahren nach der DT-OS durch gekennzeichnet, daß eine Einführungslei- 18 08 541, daß es mehrere Stufen aufweist, wodurch tung (1) für phosphorhaltige Rückstände das die Vorrichtung zu seiner Durchführung apparativ Elektrofilter (3) durchdringt; und daß sich in der 35 aufwendig ist. Darüber hinaus müssen die frocken-Einführungsleitung (1) außerhalb ihrer Durch- zonen mit Fremdenergie beheizt und in ihnen Inertführung durch die Doppelwand des Elektrofilters gasatmosphäre, beispielsweise durch Einleiten von (3) eine Dosiereinrichtung befindet. Stickstoff, aufrechterhalten werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, kennzeichnet, daß die Einführungsleitung (1) im 40 ein Verfahren zur kontinuierlichen Aufarbeitung von Bereich ihrer Durchführung durch die Doppel- phosphorhaltigen Rückständen zu schaffen, dem die wand des Elektrofilters (3) und innerhalb des vorgenannten Nachteile nicht anhaften, welches viel-Elektrofilters (3) von einem Schutzrohr (9) um- mehr einstufig ist und ohne die Bereitstellung von geben ist, wobei um das Schutzrohr (9) außerhalb Fremdenergien durchführbar ist. Das wird erfindungsdes Elektrofilters (3) ein metallischer Faltenbalg 45 gemäß dadurch erreicht, daß man die Rückstände (10) angeordnet ist. auf dem Boden eines zur Entstaubung von heißen

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- Phosphorofengasen bestimmten Elektrofilters mit durch gekennzeichnet, daß die Einführungsleitung heißem Staub aus den Phosphorofengasen in innige (1) an ihrem Ende innerhalb des Elektrofilters (3) Berührung bringt, wobei das Gewichtsverhältnis der eine Düse (11) aufweist. 5» Rückstände zu dem Staub 1 bis 2, vorzugsweise 1,5,

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- beträgt, und daß man den nahezu phosphorfreien durch gekennzeichnet, daß die Einführungsleitung Rückstand gemeinsam mit dem im Elektrofilter nie-(1) oberhalb des Krählwerkes (5) und nahe bei dergeschlagenen Staub aus dem Phosphorofengas dessen Drehpunkt endet. unter Verwendung einer Austragvorrichtung aus-

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- 55 schleust, während das aus den Rückständen verdurch gekennzeichnet, daß die Einführungsleitung dampfte Gemisch aus Phosphor und Wasser gemein-(1) oberhalb der Schnecke (8) nahe ihrer der Zu- sam mit den Phosphorofengasen nach Passieren des führungsleitung (2) zugewandten Seite endet. Elektrofilters in einer strömungsmäßig nachgeschalteten Kondensationszone niedergeschlagen wird.

60 Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgernäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß

eine Einführungsleitung für phosphorhaltige Rückstände das Elektrofilter durchdringt; und daß sich ir der Einführungsleitung außerhalb ihrer Durchfüh-65 rung durch die Doppelwand des Elektrofilters eine

Dosiereinrichtung befindet.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Die Vorrichtung kann Vorzugs- und wahlweisf

ir kontinuierlichen Aufarbeitung von phosphorhal- auch noch dadurch gekennzeichnet sein, daß