DE2700009C3 - Verfahren zur Aufkonzentrierung von verdünnter Phosphorsäure - Google Patents
Verfahren zur Aufkonzentrierung von verdünnter PhosphorsäureInfo
- Publication number
- DE2700009C3 DE2700009C3 DE2700009A DE2700009A DE2700009C3 DE 2700009 C3 DE2700009 C3 DE 2700009C3 DE 2700009 A DE2700009 A DE 2700009A DE 2700009 A DE2700009 A DE 2700009A DE 2700009 C3 DE2700009 C3 DE 2700009C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- concentration
- stage
- acid
- heated
- phosphoric acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/08—Compounds containing halogen
- C01B33/10—Compounds containing silicon, fluorine, and other elements
- C01B33/103—Fluosilicic acid; Salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
- C01B17/765—Multi-stage SO3-conversion
- C01B17/7655—Multi-stage SO3-conversion with intermediate absorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/18—Phosphoric acid
- C01B25/234—Purification; Stabilisation; Concentration
- C01B25/2343—Concentration concomitant with purification, e.g. elimination of fluorine
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufkonzentrierung von verdünnter Phosphorsäure, wobei die
verdünnte Phosphorsäure durch indirekte« Wärmeaustausch auf eine unterhalb ihrer Siedetemperatur
liegende Temperatur aufgeheizt, die aufgeheizte Phosphorsäure versprüht und in direkten Kontakt mit heißen
Gasen gebracht, Wasserdampf und Fluorverbindungen mit dem Abgas abgeführt, und die Fluorverbindungen
aus dem Abgas entfernt werden.
Beim Aufschluß von Rohphosphaten mit Schwefelsäure fällt in vielen Fällen eine verdünnte Phosphorsäure
von etwa 26 bis 32% P2O5 an, die für den Einsatz bei der Düngemittelherstellung auf über etwa 45% P2O5
aufkonzentriert werden muß. Diese Aufkonzentrierung erfolgt durch Verdampfung von Wasser im direkten
Kontakt mit heißen Gasen oder durch indirekte Wärmezufuhr unter Vakuum, wobei eine Kristallisation
vorgesehen werden kann (A. V. SI a c k : »Phosphoric Acid«, Band II, 1968, Marcel Dekker, Inc., New York,
Seiten 581-634; DE-AS 12 28 234; US-PS 26 11681; DE-AS 12 21 202).
Bei der Aufkonzentrierung durch indirekte Wärmezufuhr unter Vakuum ist zur Erzeugung des Vakuums
eine aufwendige Apparatur erforderlich, es besteht die Gefahr des Siedeverzugs, da im Siedebereich gefahren
werden muß, und es ist der Einsatz von Primärenergie oder Dampf erforderlich. Bei der Aufkonzentrierung
durch direkten Kontakt mit heißen Gasen wird bei den bekannten Verfahren zur Erzeugung der heißen Gase
Primärenergie oder Dampf benötigt, wodurch beträchtliche Kosten entstehen. Auch die indirekte Aufheizung
der Säure vor dem Kontakt mit den heißen Gasen erfolgt zum Teil mittels Dampf. Bei der Verwendung
von Tauchbrennern wird außerdem eine beträchtliche Menge von nur schwer abscheidbaren Säurenebeln
erzeugt und mit den Abgasen abgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einsatz von Primärenergie oder Dampf bei der
Aufkonzentrierung im direkten Kontakt mit heißen Gasen zu vermeiden, dabei den apparativen Aufwand
und die Betriebskosten möglichst gering zu halten, und den Gehalt an Säurenebeln im Abgas ebenfalls gering zu
halten.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß
dadurch, daß die verdünnte Phosphorsaure durch indirekten Wärmeaustausch mittels aus dem Absorptionssystem
einer Schwefelsäurekontaktanlage abzuführender Wärme aufgeheizt, die aufgeheizte Phosphorsäure
in zwei hintereinanderliegenden Aufkonzentrierstufen in zwei Säurekreisläufen versprüht und mit einem
aufgeheizten Gasgemisch aus dem Ecdgas der Schwefelsäurekontaktanlage
und zugemischter Luft in direkten Kontakt gebracht wird, die Aufheizung des
Gasgemisches durch indirekten Wärmeaustausch mittels überschüssiger Gaswärme der aus der ersten
Kontaktstufe der Schwefelsäurekontaktanlage austretenden teilweise zu SO3 umgesetzten Gase vor ihrem
Eintritt in das heiß betriebene Zwischenabsorptionssystem erfolgt, das aufgeheizte Gasgemisch nacheinander
durch die erste und zweite Aufkonzentrierstufe geleitet, und aus dem Abgas in einer mehrstufigen Fluorwäsche
die Fluorverbindungen durch Absorption entfernt werden.
Die Aufheizung des Gasgemisches durch indirekten Wärmeaustausch mit der überschüssigen Gaswärme der
aus der ersten Kontaktstufe austretenden, teilweise zu SO3 umgesetzten Gase erfolgt in der Weise, daß
entweder das Endgas aufgeheizt und vor dem Eintritt in den Aufkonzentrierer mit Luft vermischt wird, oder daß
die Luft entsprechend aufgeheizt und dann mit dem Endgas vermischt wird. Die Aufheizung des Gasgemisches
erfolgt zweckmäßigerweise in der zweiten Wärmeaustauschstufe der SO3-haltigen Gase, in Strömungsrichtung
der SC>3-haltigen Gase gesehen. Die Zwischenabsorption der Schwefelsäurekontaktanhge
wird im Gleichstrom zwischen Gasphase und Schwefelsäure so betrieben, daß die Gasaustrittstemperatur der
SCVhaltigen Gase etwa der Temperatur der ablaufenden Schwefelsäure entspricht und die Ablauftemperatur
der Schwefelsäure mindestens 95° C beträgt. Die Bezeichnung der ersten und zweiten Aufkonzentrierstufe
erfolgt immer in Richtung der Strömung der heißen Gase. Die Aufkonzentrierung erfolgt im allgemeinen auf
45-60% P2O5.
Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die verdünnte Phosphorsäure zuerst unter Einspeisung der
frischen verdünnten Phosphorsäure in der zweiten Aufkonzentrierstufe im Kreislauf geführt wird, der
Säurekreislauf mittels der aus dem Schwefelsäurekreislauf des Zwischenabsorptionssystems der Schwefelsäurekontaktanlage
abzuführenden Wärme aufgeheizt, in die zweite Aufkonzentrierstufe im Gegenstrom zu dem
aufwärtsströmenden Gasgemisch versprüht, aus dem Sumpf zum Teil in den Sumpf der ersten Aufkonzentrierstufe
und zum anderen Teil in den Kreislauf der zweiten Aufkonzentrierstufe geleitet, der Säurekreislauf
aus dem Sumpf der ersten Aufkonzentrierstufe mittels der aus dem Schwefelsäurekreislauf des Endabsorbersystems
abzuführenden Wärme aufgeheizt, in die erste Aufkonzentrierstufe im Gleichstrom zu den abwärtsströmenden
Gasen versprüht, und aus dem Säurekreislauf der ersten Aufkonzentrierstufe aufkonzentrierte
Phosphorsäure entnommen wird. Dadurch wird eine günstige Übertragung und Einbringung der für die
Aufkonzentrierung notwendigen Wärme erzielt und Ansatzbildungen im Aufkonzentrierer vermieden, da in
die erste Aufkonzentrierstufe Wärme mit höherem Temperaturniveau über die Gasphase und in die zweite
Stufe nur Wärme mit relativ niedrigem Temperaturniveau über die aufgeheizte Säure eingebracht wird.
Grundsätzlich ist jedoch eine Vertauschung der Aufheizung der Kreisläufe der Phosphorsäureaufkonzentrieranlage
im Zwischenabsorber- und Endabsorbersystem möglich.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufkonzentrierung in der ersten Aufkonzentrierstur>
fe in einem senkrechten Venturi erfolgt. Dadurch wird in eine·· kleinen Einheit ein günstiger und schneller
Wärme- und Stoffaustausch durch innige Vermischung von Gas- und Flüssigphase erzielt Da sämtliche Wände
ständig mit Säure bespült werden, werden Ansätze der
ίο beim Aufkonzentrieren der Säure sich ausscheidenden
Feststoffe vermieden, da diese in Suspension verbleiben. Außerdem ist der Druckverlust im Gas gering.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufheizung des Säurekreislaufes der ersten Aufkonzentrierstufe
durch abzuführende Wärme aus dem Schwefelsäurekreislauf eines heiß betriebenen Endabsorbersystems
erfolgt. Der Endabsorber der Schwefelsäurekontaktanlage wird zumindest in einer ersten
Absorptionsstufe im Gleichstrom zwischen der Gasphase und der Schwefelsäure betrieben. Die zweite Stufe
kann im Gegenstrom mit ungekühlter Schwefelsäure betrieben werden, so daß die Austrittstemperatur des
Endgases der Ablauftemperatur der Schwefelsäure entspricht, die mindestens 95°C beträgt. Durch diese
2> Ausgestaltung wird die aus den beiden Absorptionssystemen
der Schwefelsäurekontaktanlage mit den Gasen ausgetragene Wärmemenge erhöht und die aus den
Schwefelsäurekreisläufen abzuführende Wärmemenge entsprechend vermindert. Dadurch kann die Fläche der
so Wärmeaustauscher für die Kühlung der Schwefelsäure
reduziert werden, während die überschüssige Wärme der Absorptionssysteme der Kontaktanlage in günstiger
Weise für die Aufkonzentrierung der Phosphorsäure nutzbar gemacht wird.
i) Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß
das Endgas des Endabsorbersystems der Schwefelsäurekontaktanlage mittels überschüssiger Gaswärme der
aus der ersten Kontaktstufe der Schwefelsäurekontaktanlage austretenden Gase in einer gasseitig gesehen
4(i zweiten Wärmeaustauschstufe erfolgt und die Luft dem
aufgeheizten Endgas zugemischt wird. Dadurch wird eine Unterschreitung des Taupunktes der SO3-haltigen
Gase in dem Wärmeaustauscher an den Austauschflächen vermieden.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß bei der Verarbeitung von kalt anfallenden Gasen mit
einem hohen SO2-Gehalt in der Schwefelsäurekontaktanlage ein Teil des Gasgemisches in dem Endwärmeaustauscher
nach der letzten Kontakthorde aufgeheizt
r><) wird. Diese Ausgestaltung hat vor allem dann Vorteile,
wenn in der Schwefelsäurekontaktanlage SO2-haltige Gase aus metallurgischen Anlagen mit einem S02-Gehalt
von mehr als 8,5% verarbeitet werden und überschüssige Wärme für autofhermen Betrieb der
Kontaktanlage vorhanden ist. Der Endwärmeaustauscher wird vorzugsweise zweistufig ausgebildet, wobei
die heißgasseitig erste Stufe zur Vorwärmung von Gasen für die Kontaktanlage und die zweite Stufe zur
Aufheizung des Gasgemisches verwendet wird. Dabei
bo kann entweder die Luft oder das Endgas aufgeheizt werden.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die heißen Gase mit einer Temperatur von 70 —25O0C,
vorzugsweise 80 —22O0C, in die erste Aufkonzentrier-
hi stute geleitet werden. Dadurch wird eine gute
Wärmezufuhr in die erste Stufe erzielt, ohne daß Anbackungen auftreten.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß
die heißen Gase mit einer Temperatur von 100 - 280°C,
vorzugsweise 120 —2500C, in die erste Aufkonzentrierstufe
geleitet werden. Dadurch wird bei der Verarbeitung von hochprozentigen SCVhaltigen Gasen in der
Kontaktanlage eine sehr gute Wärmezufuhr in die erste Stufe erzielt, ohne daß Anbackungen auftreten.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Phosphorsäure mit einer Temperatur von
60-1000C, vorzugsweise 75-900C, in die erste
Aufkonzentrierstufe versprüht wird. Dadurch wird zusätzlich Wärme in die erste Stufe durch Wärme in der
Säure mit relativ niedrigem Temperaturniveau eingebracht und gleichzeitig eine gute Verdampfung von
Wasser in der ersten Stufe erzielt, ohne daß die Gefahr von Ansatzbildung auftritt.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Absorption der Fluorbestandteile in einer Absorptionseinheit
mit zwei hintereinandergeschalteten Stufen erfolgt, wobei in der ersten Stufe der Absorptionseinheit
Kieselfluorwasserstoffsäure im Gleichstrom mit den Gasen in einen senkrechten Venturiabsorber eingedüst
und in der zweiten Stufe Kieselfluorwasserstoffsäure im Gegenstrom zu den Gasen in einen Leerturm eingedüst
wird, und die Innenwände der Absorptionseinheit von der eingedüsten Kieselfluorwasserstoffsäure weitgehend
beaufschlagt werden. Die Beaufschlagung der Innenwände mit Kieselfluorwasserstoffsäure wird dadurch
erreicht, daß die Eindüsung der Kieselfluorwasserstoffsäure mit Turbulenz erfolgt. Dadurch werden
Ansätze von ausgeschiedenem S1O2, das bei der Hydrolyse von S1F4 entsteht, an den Wänden vermieden.
Außerdem wird eine gute Absorption durch Erzielung einer optimalen Phasengrenzfläche zwischen Gas und
Flüssigkeit erreicht.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Absorption der Fluorbestandteile in zwei hintereinandergeschalteten
Absorptionseinheiten erfolgt und in den Säurekreislauf der zweiten Stufe der zweiten
Absorptionseinheit kontinuierlich Wasser zugegeben wird, die Säure aus dem Sumpf der zweiten Stufe in den
Sumpf der ersten Stufe der zweiten Absorptionseinheit überläuft, die Säure aus dem Sumpf der ersten Stufe der
zweiten Absorptionseinheit in den Sumpf der zweiten Stute der ersten Absorptionseinheit überläuft, die Säure
aus dem Sumpf der zweiten Stufe in den Sumpf der ersten Stufe der ersten Absorptionseinheit überläuft
und die Kieselfluorwasserstoffsäure aus dem ersten Sumpf der ersten Absorptionseinheit als Produktion
abgezogen wird. Durch die Einstellung eines kontinuierlichen Fließgleichgewichtes nach dem Überlaufprinzip
wird erreicht, daß die stationären Konzentrationen der
fvi c:i3iau-
fen der verschiedenen Absorptionsstufen ein Konzentrationsgefälle von der ersten bis zur letzten Stufe
ergeben. Dadurch werden optimale und konstante Bedingungen für die Fluorabsorption gewährleistet
Gleichzeitig wird durch die Einstellung eines kontinuierlichen Fließgleichgewichtes die Verweilzeit der Säure in
den einzelnen Sümpfen auf einem Minimum gehalten und eine verstärkte Alterung, verbunden mit einem
Absetzen des ausgeschiedenen S1O2, vermieden und ein
weitgehender Austrag des S1O2 mit der Produktionsabgabe
aus den Absorptionseinheiten erzielt
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die kontinuierliche Wasserzugabe in der zweiten Stufe
der zweiten Absorptionseinheit so geregelt wird, daß die Konzentration der aus der ersten Stufe der ersten
Absorptionseinheit abgezogenen Produktionssäure der gewünschten Konzentration der Kieselfluorwasserstoffsäure
entspricht. Dadurch ist eine einfache Einstellung der gewünschten Kieselfluorwasserstoffsäure-Konzentration
der abgegebenen Produktion möglich.
rj Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß durch Ausbildung der Böden der Sümpfe mit Neigung zu den Ansaugstellen der Säurekreislaufpumpen das sich bei der Bildung von Kieselfluorwasserstoffsäure gleichzeitig ausscheidende Kieselgel bzw. S1O2 in
rj Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß durch Ausbildung der Böden der Sümpfe mit Neigung zu den Ansaugstellen der Säurekreislaufpumpen das sich bei der Bildung von Kieselfluorwasserstoffsäure gleichzeitig ausscheidende Kieselgel bzw. S1O2 in
κι Suspension gehalten wird, mit der Säure durch alle Stufen der Absorptionseinheiten fließt und mit der als
Produktion abgezogenen Kieselfluorwasserstoffsäure kontinuierlich aus dem Absorptionssystem ausgetragen
wird. Dadurch wird das Absetzen von in der flüssigen ■> Phase suspendiertem S1O2 weiter vermindert, da in den
Sümpfen eine turbulente Säureströmung erzielt wird und ruhende Flüssigkeitsbereiche vermieden werden.
Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher und beispielsweise erläutert.
Die Figuren zeigen Fließschemen für die Aufkonzentrierung von verdünnter Phosphorsäure im Verbund mit
Schwefelsäurekontaktanlagen, wobei in
F i g. 1 die Schwefelsäurekontaktanlage mit SO2-haltigen
Gasen aus einer Schwefelverbrennung,
F i g. 2 die Schwefelsäurekontaktanlage mit SO2-haltigen
Gasen aus einer Röstanlage,
F i g. 3 die Schwefelsäurekontaktanlage mit hochprozentigen SO2-haltigen Gasen aus einer pyrometallurgischen
Anlage betrieben wird.
id Über Leitung 1 wird Rohphosphat und über Leitung 2
Schwefelsäure in die Aufschlußanlage 3 geleitet. Aus der Filtration 4 wird die verdünnte Phosphorsäure über
Leitung 5 in einen Rührbehälter 6 und über Leitung 7 in die aus einem Leerturm bestehende zweite Aufkorizentrierstufe
8 geleitet. Aus dem Sumpf 9 der zweiten Aufkonzentrierstufe 8 wird Phosphorsäure mittels
Pumpe 10 über Leitung 11 in den Wärmeaustauscher 12 geleitet, dort aufgeheizt und über Leitung 13 in die
zweite Aufkonzentrierstufe 8 versprüht Die in den Sumpf 9 abgeschiedene Phosphorsäure fließt über
Leitung 14 zum Teil in den Sumpf 15 der aus einem senkrechten Venturi bestehenden ersten Aufkonzentrierstufe
16. Über Leitung 17, Pumpe 18, Leitung 19 wird Phosphorsäure aus dem Sumpf 15 in den
Wärmeaustauscher 20 geleitet, dort aufgeheizt und über Leitung 21 in die erste Aufkonzentrierstufe 16
versprüht. Die Abgabe der aufkonzentrierten Phosphorsäure erfolgt über Leitung 22 in den Rührbehälter
23.
Über Leitung 24 und 24a treten die SO2-haltigen Gase
in den Kontaktkessel 25 und werden dort in bekannter Weise katalytisch umgesetzt Nach der ersten Köniakistufe
treten die teilweise umgesetzten, SO3-haltigen
Gase über Leitung 26 in die erste Wärmeaustauschstufe 27 und über Leitung 28 in die zweite Wärmeaustauschstufe
29. Über Leitung 30 werden die gekühlten SO3-haltigen Gase in den Zwischenabsorber 31 geleitet
dort mittels Schwefelsäure weitgehend von SO3 befreit Über Leitung 32 werden die das restliche SO2
bo enthaltenden Gase in die erste Wärmeaustauschstufe 27
geleitet dort auf die Arbeitstemperatur der nächsten Kontaktstufe aufgeheizt und über Leitung 33 in die
zweite Kontaktstufe des Kontaktkessels 25 geleitet, wo sie in bekannter Weise fertig umgesetzt werden. Über
Leitung 34 werden die umgesetzten SO3-haltigen Gase
in einen Wärmeaustauscher geleitet, dort abgekühlt über Leitung 36 in den Endabsorber 37 geleitet und dort
mittels Schwefelsäure von SO3 befreit Über Leitung 38
werden die Endgase der Kontaktanlage in die zweite Wärmeaustauschstufe 29 geleitet, dort im Wärmeaustausch
mit den SCh-haltigen Gasen aufgeheizt, und über Leitung 39 dem Gebläse 40 zugeführt. Über Filter 41
und Leitung 42 wird dem Gebläse 40 Luft zugeführt.
In Fig.3 wird die gefilterte Luft vorher in der
zweiten Wärmeaustauschstufe 35a im Wärmeaustausch gegen die zur Endabsorption 37 geleiteten, SCh-haltigen
Gase aufgeheizt. Über Leitung 43 wird das aufgeheizte Gasgemisch in die erste Aufkonzentrierstufe 16 geleitet.
Dort wird im Gleichstrom mit der versprühten Phosphorsäure das Gasgemisch und die Phosphorsäure
unter adiabatischer Wasserverdampfung abgekühlt, die dabei aufkonzentrierte Phosphorsäure weitgehend in
den Sumpf 15 abgeschieden, und das mit Wasserdampf angereicherte Gas in die zweite Aufkonzentrierstufe 8
geleitet, wo es im Gegenstrom zu der versprühten Phosphorsäure aufwärts geleitet wird. Dabei findet eine
weitere adiabatische Wasserverdampfung unter entsprechender Abkühlung der in den Sumpf 9 abgeschiedenen
Phosphorsäure statt.
Das Wasserdampf und Fluorverbindungen enthaltende Abgas der Aufkonzentrierung wird über Leitung 44
in die erste Absorptionseinheit 45 geleitet, dort in der
aus einem senkrechten Venturi bestehenden ersten Stufe 45a mit Kieselfluorwasserstoffsäure im Gleichstrom
behandelt und in der zweiten Stufe 456 mit Kieselfluorwasserstoffsäure im Gegenstrom behandelt.
In der zweiten Absorptionseinheit 46 erfolgt eine nochmalige entsprechende Behandlung. Das von Fluorverbindungen
weitgehend befreite Gas wird über Leitung 47 in die Atmosphäre geleitet. Über Leitung 48
wird Wasser in den Kreislauf der zweiten Stufe 46£>der
zweiten Absorptionseinheit 46 geleitet. Über Leitung 49 wird die erzeugte Kieselfluorwasserstoffsäure aus dem
Kreislauf der ersten Stufe 46a der zweiten Absorptionseinheit 46 in den Kreislauf der zweiten Stufe 456 der
ersten Absorptionseinheit 45 geleitet. Die gesamte Produktion an Kieselfluorwasserstoffsäure wird aus
dem Kreislauf der ersten Absorptionsstufe 45a der ersten Absorptionseinheit 45 über Leitung 50 abgeführt.
"> Die Aufheizung der Phosphorsäure in den Wärmeaustauschern 12 und 20 erfolgt durch die über Leitung 51
bzw. 52 in die Wärmeaustauscher 12 bzw. 20 geleitete Schwefelsäure, die dabei abgekühlt und über Leitung 53
bzw. 54 wieder in die Absorber 31 bzw. 37 geleitet wird.
H) Die Erzeugung der SO2-haltigen Gase erfolgt in
einem Schwefelverbrennungsofen 55a, einem Wirbelschicht-Röstofen 55ö und einem Flammenzyklon-Reaktor
55c. Die heißen SO2-haltigen Gase werden im
Abhitzekessel 56 abgekühlt, wobei die abgeführte
υ Wärme zur Dampferzeugung benutzt wird. In Fig. 1
werden die gekühlten SO2-haltigen Gase über Leitung
24 direkt in den Kontaktkessel 25 geleitet. In F i g. 2 und 3 erfolgt nach Kühlung zunächst eine der bekannten
Gasreinigungen und Gastrocknungen, an die sich dann
2» die Aufheizung der gereinigten SO2-haltigen Gase auf
die Arbeitstemperatur der ersten Kontakthorde anschließt, wozu die bei der katalytischen Oxydation des
SO2 zu SO3 im Kontaktkessel frei werdende Wärme
eingesetzt wird, in Fig. 1 wird diese Wärme zur Dampferzeugung benutzt. In allen Fällen wird die für
die Schwefelverbrennung und SO3-Oxydation benötigte Luft vorher getrocknet.
Ausführungsbeispiele
Die Schwefeisäurekontaktanlage ist in allen Fällen für eine Produktionskapazität von 1500 t H2SOt pro Tag,
gerechnet als lOO°/oige H2SO4, ausgelegt.
Die Angaben werden mit den Positionsangaben der F i g. 1 bis 3 dargestellt.
Einheit Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Rohphosphat P2O5-Gehalt |
t/h Gew.-% |
Schwefelsäure (gerechnet als 100%) |
t/h |
verdünnte, frische Phosphor säure |
t/h Gew.-% |
aufkonzentrierte Phosphorsäure P:O5-Gehalt |
t/h Gew.-% |
H2SiF6-Abgabe H2SiFe-Gehalt |
t/h Gew.-% |
Wasseraufgabe | t/h |
Gasmenge SO2-Konzentration |
NmVh Vol.-% |
Gasmenge Gastemperatur |
Nra'/h 0C |
Gastemperatur | 0C |
Luftmenge Lufttemperatur |
NmVh*) °C |
Gasmenge Gastemperatur |
NmVh*) 0C |
70,4
34
34
62,5
77,6
29
29
41,7
54
54
33,4
20
20
29
145484
10
10
124375
140
140
254
50866
20
20
170000
184
184
70,4
34
34
62,5
83,3
27
27
41,7
54
54
33,4
20
20
175500 8
154416 140
235
15590 20
170000 215
70,4 34
62,5
80,4 28
41,7 54
33,4 20
29
102000 14
80453 140
305
89548 165
170000 231
ι | 9 | 27 00 009 | Fig. 1 | 10 | Fig. 3 |
I | 75 | 75 | |||
I Fortsetzung | 188 | Fig. 2 | 209 | ||
§ I Pos. |
Gastemperatur | liinheit | 75 | ||
! 44 | Wasserdampfgehalt | C | 5,2 | 224 | 5,2 |
g/Nm1 | |||||
j | Fluorgehalt | trocken | 170000 | 5,2 | 170000 |
g/Nm1 | |||||
Gasmenge | trocken | 63 | 170000 | 63 | |
I 47 | NmVh | 240 | 240 | ||
ι | Gastemperatur | trocken | 63 | ||
Wasserdampfgehalt | C | 54 | 240 | 54 | |
g/Nm3 | |||||
ii | Phosphorsäure- | trocken | 85 | 54 | 85 |
I 21 | Konzentration | Gew.-% | 75 | 75 | |
Temperatur | P2O5 | 85 | |||
j | Phosphorsäure- | C | 41 | 75 | 40 |
I 19 | Temperatur | C | |||
ί | Phosphorsäure- | 80 | 39 | 80 | |
? 13 | Konzentration | Gew.-% | 71 | 71 | |
Temperatur | P2O5 | 80 | |||
Phosphorsäure- | C | 98,5 | 71 | 98,5 | |
! ι1 | Temperatur | C | |||
ί | Schwefelsäure | 140 | 98,5 | 140 | |
ί 51 | konzentration | Gew.-% | 111 | 111 | |
Temperatur | H2SO4 | 98,5 | 140 | 98,5 | |
}' | Temperatur | C | 111 | ||
ί 53 | Schwefelsäure | C | 140 | 98,5 | 140 |
ΐ 52 | konzentration | Gew.-% | 121 | 121 | |
Temperatur | H2SO4 | 140 | |||
Temperatur | C | 121 | |||
1 54 | C | ||||
: *) Trocken | |||||
Die Vorteile der Erfindung bestehen hauptsächlich darin, daß eine Aufkonzentrierung von verdünnter
Phosphorsäure ohne Verwendung von Primärenergie oder Dampf möglich ist, wobei gleichzeitig überschüssige
Abwärme einer Schwefelsäurekontaktanlage mit relativ niedrigem Temperaturniveau in wirtschaftlicher
Weise und geringem Aufwand genutzt werden kann. Die Betriebskosten des Verbundsystems sind niedrig, da
für die Aufkonzentrierung keine Primärenergie oder ieurer Dampf benötigt wird und Kosten für die
Abführung von überschüssiger Wärme aus den Absorptionssystemen der Kontaktanlage eingespart werden.
Gleichzeitig wird das Endgas der Kontaktanlage nochmals ohne zusätzlichen Aufwand gereinigt Die
Fluorbestandteile der aufzukonzentrierenden Rohphos-
phorsäure werden sehr weilgehend bei der Aufkonzentrierung
ausgetrieben und in der nachgeschalteten Absorption der Fluorverbindungen in Form einer
verwertbaren Kieselfluorwasserstoffsäure gewonnen. Die mit hohem Temperaturniveau anfallende Wärme
bei der Herstellung der SCVhaltigen Gase und bei der katalytischen Umsetzung in der Kontaktanlage — die
üblicherweise über eine Dampfgewinnung zur Aufkonzentrierung der Phosphorsäureproduktion benötigt
wird — steht damit zur freien Energiegewinnung zur
Verfügung, soweit sie nicht im Falle von kalt anfallenden SO2-haltigen Gasen zu deren Aufheizung auf die
Arbeitstemperatur der ersten Kontakthorde benötigt wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Verfahren zur Aufkonzentrierung von verdünnter Phosphorsäure, wobei die verdünnte Phosphorsäure durch indirekten Wärmeaustausch auf eine unterhalb ihrer Siedetemperatur liegende Temperatur aufgeheizt, die aufgeheizte Phosphorsäure versprüht und in direkten Kontakt mit heißen Gasen gebracht. Wasserdampf und Fluorverbindungen mit dem Abgas abgeführt und die Fluorverbindungen aus dem Abgas entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnte Phosphorsäure durch indirekten Wärmeaustausch mittels aus dem Absorptionssystem einer Schwefelsäurekontaktanlage abzuführender Wärme aufgeheizt, die aufgeheizte Phosphorsäure in zwei hintereinanderliegenden Aufkonzentrierstufen in zwei Säurekreisläufen versprüht und mit einem aufgeheizten Gasgemisch aus dem Endgas der Schwefelsäurekontaktanlage und zugemischter Luft in direkten Kontakt gebracht wird, die Aufheizung des Gasgemisches durch indirekten Wärmeaustausch mittels überschüssiger Gaswärme der aus der ersten Kontaktstufe der Schwefelsäurekontaktanlage austretenden teilweise zu SO3 umgesetzten Gase vor ihrem Eintritt in das heiß betriebene Zwischenabsorptionssystem erfolgt, das aufgeheizte Gasgemisch nacheinander durch die erste und zweite Aufkonzentrierstufe geleitet, und aus dem Abgas in einer mehrstufigen Fluorwäsche die Fluorverbindungen durch Absorption entfernt werden.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnte Phosphorsäure zuerst unter Einspeisung der frischen verdünnten Phosphorsäure in der zweiten Aufkonzentrierstufe im Kreislauf geführt wird, der Säurekreislauf mittels der aus dem Schwefelsäurekreislauf des Zwischenabsorptionssysterns der Schwe.'elsäurekontaktanlage abzuführenden Wärme aufgeheizt, in die zweite Aufkonzentrierstufe im Gegenstrom zu dem aufwärtsströmenden Gasgemisch versprüht, aus dem Sumpf zum Teil in den Sumpf der ersten Aufkonzentrierstufe und zum anderen Teil in den Kreislauf der zweiten Aufkonzentrierstufe geleitet, der Säurekreislauf aus dem Sumpf der ersten Aufkonzentrierstufe mittels der aus dem Schwefelsäurekreislauf des Endabsorbersystems abzuführenden Wärme aufgeheizt, in die erste Aufkonzentrierstufe im Gleichstrom zu den abwärtsströmenden Gasen versprüht, und aus dem Säurekreislauf der ersten Aufkonzentrierstufe aufkonzentrierte Phosphorsäure entnommen wird.3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufkonzentrierung in der ersten Aufkonzentrierstufe in einem senkrechten Venturi erfolgt.4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizung des Säurekreislaufes der ersten Aufkonzentrierstufe durch abzuführende Wärme aus dem Schwefelsäurekreislauf eines heiß betriebenen Endabsorbersystems erfolgt.5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endgas des Endabsorbersystems der Schwefelsäurekontaktanlage mittels überschüssiger Gaswärme der aus der ersten Kontaktstufe der Schwefelsäurekontaktanlage austretenden Gase in einer gasseitig gesehen zweiten Wärmeaustauschstufe erfolgt und die Luft dem aufgeheizten Endgas zugemischt wird.6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verarbeitung von kalt anfallenden Gasen mit einem hohen SCb-Gehalt in der Schwefelsäurekontaktanlage ein Teil des Gasgemisches in dem Endwärmeaustauscher nach der letzten Kontakthorde aufgeheizt wird.7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Gase mit einer Temperatur von 70 bis 2500C in die erste Aufkonzentrierstufe geleitet werden.8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Gase mit einer Temperaturΐϊ von 100 bis 2800C in die erste Aufkonzentrierstufe geleitet werden.9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeheizte Phosphorsäure mit einer Temperatur von 60 bis 1000C in die erste21) Aufkonzentrierstufe versprüht wird.
Priority Applications (15)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2700009A DE2700009C3 (de) | 1977-01-03 | 1977-01-03 | Verfahren zur Aufkonzentrierung von verdünnter Phosphorsäure |
ZA00777069A ZA777069B (en) | 1977-01-03 | 1977-11-28 | Process of concentrating dilute phosphoric acid |
AU31501/77A AU513920B2 (en) | 1977-01-03 | 1977-12-13 | Concentrating phosphoric acid |
GB51891/77A GB1589945A (en) | 1977-01-03 | 1977-12-13 | Process for concentrating dilute phosphoric acid |
FR7738599A FR2376071A1 (fr) | 1977-01-03 | 1977-12-21 | Procede de concentration d'acide phosphorique dilue |
FI773907A FI773907A (fi) | 1977-01-03 | 1977-12-22 | Foerfarande foer koncentrering av utspaedd fosforsyra |
NO774454A NO774454L (no) | 1977-01-03 | 1977-12-23 | Fremgangsmaate til oppkonsentrering av fortynnet fosforsyre |
IT31377/77A IT1090383B (it) | 1977-01-03 | 1977-12-29 | Procedimento per concentrare acido fosforico diluito |
JP15861077A JPS5385797A (en) | 1977-01-03 | 1977-12-29 | Method of concentrating phosphoric acid |
CA294,197A CA1085583A (en) | 1977-01-03 | 1977-12-30 | Process of concentrating dilute phosphoric acid |
BE6046295A BE862580A (fr) | 1977-01-03 | 1977-12-30 | Procede de concentration d'acide phosphorique dilue |
SE7800045A SE7800045L (sv) | 1977-01-03 | 1978-01-02 | Forfarande for koncentrering av utspedd fosforsyra |
BR7800006A BR7800006A (pt) | 1977-01-03 | 1978-01-02 | Processo para a concentracao de acido fosforico diluido |
ES465669A ES465669A1 (es) | 1977-01-03 | 1978-01-02 | Procedimiento para la concentracion de acido fosforico dilui-do. |
PL20378078A PL203780A1 (pl) | 1977-01-03 | 1978-01-02 | Sposob zatezania rozcienczonego kwasu fosforowego |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2700009A DE2700009C3 (de) | 1977-01-03 | 1977-01-03 | Verfahren zur Aufkonzentrierung von verdünnter Phosphorsäure |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2700009A1 DE2700009A1 (de) | 1978-07-06 |
DE2700009B2 DE2700009B2 (de) | 1979-03-29 |
DE2700009C3 true DE2700009C3 (de) | 1979-11-15 |
Family
ID=5998041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2700009A Expired DE2700009C3 (de) | 1977-01-03 | 1977-01-03 | Verfahren zur Aufkonzentrierung von verdünnter Phosphorsäure |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5385797A (de) |
AU (1) | AU513920B2 (de) |
BE (1) | BE862580A (de) |
BR (1) | BR7800006A (de) |
CA (1) | CA1085583A (de) |
DE (1) | DE2700009C3 (de) |
ES (1) | ES465669A1 (de) |
FI (1) | FI773907A (de) |
FR (1) | FR2376071A1 (de) |
GB (1) | GB1589945A (de) |
IT (1) | IT1090383B (de) |
NO (1) | NO774454L (de) |
PL (1) | PL203780A1 (de) |
SE (1) | SE7800045L (de) |
ZA (1) | ZA777069B (de) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2824010A1 (de) * | 1978-06-01 | 1979-12-13 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur aufkonzentrierung von verduennter phosphorsaeure |
CA1146722A (en) * | 1981-04-10 | 1983-05-24 | Gordon M. Cameron | Energy recovery method and system for combined sulphuric and phosphoric acid manufacturing plant |
DE3232446A1 (de) * | 1982-08-12 | 1984-02-16 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur herstellung von schwefelsaeure |
US4576813A (en) * | 1983-07-05 | 1986-03-18 | Monsanto Company | Heat recovery from concentrated sulfuric acid |
US4670242A (en) * | 1984-11-09 | 1987-06-02 | Monsanto Company | Heat recovery from concentrated sulfuric acid |
CN103523763B (zh) * | 2013-10-11 | 2017-04-05 | 徐州天正活性炭厂 | 一种快速浓缩稀磷酸的节能装置和方法 |
CN104445118B (zh) * | 2014-12-01 | 2016-08-31 | 四川玖长科技有限公司 | 用于从窑法磷酸工艺的出窑烟气中制磷酸的工艺 |
CN109941979A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-06-28 | 舒爱桦 | 一种高效肥料磷酸制食品级磷酸的工艺 |
-
1977
- 1977-01-03 DE DE2700009A patent/DE2700009C3/de not_active Expired
- 1977-11-28 ZA ZA00777069A patent/ZA777069B/xx unknown
- 1977-12-13 GB GB51891/77A patent/GB1589945A/en not_active Expired
- 1977-12-13 AU AU31501/77A patent/AU513920B2/en not_active Expired
- 1977-12-21 FR FR7738599A patent/FR2376071A1/fr not_active Withdrawn
- 1977-12-22 FI FI773907A patent/FI773907A/fi not_active Application Discontinuation
- 1977-12-23 NO NO774454A patent/NO774454L/no unknown
- 1977-12-29 IT IT31377/77A patent/IT1090383B/it active
- 1977-12-29 JP JP15861077A patent/JPS5385797A/ja active Pending
- 1977-12-30 CA CA294,197A patent/CA1085583A/en not_active Expired
- 1977-12-30 BE BE6046295A patent/BE862580A/xx unknown
-
1978
- 1978-01-02 SE SE7800045A patent/SE7800045L/xx unknown
- 1978-01-02 PL PL20378078A patent/PL203780A1/xx unknown
- 1978-01-02 ES ES465669A patent/ES465669A1/es not_active Expired
- 1978-01-02 BR BR7800006A patent/BR7800006A/pt unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL203780A1 (pl) | 1978-08-14 |
AU3150177A (en) | 1979-06-21 |
ES465669A1 (es) | 1978-09-16 |
ZA777069B (en) | 1978-09-27 |
BR7800006A (pt) | 1978-08-15 |
FI773907A (fi) | 1978-07-04 |
SE7800045L (sv) | 1978-07-04 |
FR2376071A1 (fr) | 1978-07-28 |
NO774454L (no) | 1978-07-04 |
GB1589945A (en) | 1981-05-20 |
JPS5385797A (en) | 1978-07-28 |
AU513920B2 (en) | 1981-01-15 |
BE862580A (fr) | 1978-06-30 |
CA1085583A (en) | 1980-09-16 |
IT1090383B (it) | 1985-06-26 |
DE2700009A1 (de) | 1978-07-06 |
DE2700009B2 (de) | 1979-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0133505B2 (de) | Verfahren zur Aufarbeitung von Dünnsäuren | |
DE3409717A1 (de) | Verfahren zur herstellung von nitrobenzol | |
EP0022181B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Schwefelsäure | |
DE2145546B2 (de) | Verfahren zur Entfernung von SO3 und Schwefelsäurenebeln aus Gasen | |
DE2700009C3 (de) | Verfahren zur Aufkonzentrierung von verdünnter Phosphorsäure | |
EP0418544B1 (de) | Verfahren zum Konzentrieren metallsulfathaltiger Schwefelsäure | |
CH641126A5 (en) | Process and system for regenerating sulphuric acid | |
EP0117986B1 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Konzentrieren und Reinigen von organische Verunreinigungen enthaltender Schwefelsäure | |
EP0028848A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von konzentrierter Schwefelsäure | |
DE1567716A1 (de) | Verfahren zur katalytischen Umsetzung von SO2 zu SO3 und Schwefelsaeureherstellung | |
DE1186838C2 (de) | Verfahren zur herstellung von schwefeltrioxyd und/oder schwefelsaeure durch katalytische umsetzung schwefeldioxydhaltiger gase | |
DE2529709C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure | |
DE2340119B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Meerwasser durch Erhitzen | |
DE2632989A1 (de) | Verfahren zum regenerieren von schwefelsaeure | |
EP0097259A1 (de) | Verfahren zur Energieeinsparung bei der Ti02-Herstellung | |
DE2649446A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von schwefel aus verbrauchter schwefelsaeure | |
EP0005875A1 (de) | Verfahren zur Aufkonzentrierung von verdünnter Phosphorsäure | |
EP3423401B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schwefelsäure | |
DE2242055C3 (de) | Verfahren zur Konzentration und Reinigung von durch organische Substanzen verunreinigter Schwefelsäure | |
EP0022473B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von Schwefelsäure | |
DE2703474C3 (de) | Verfahren zur Gastrocknung und SO3 -Absorption bei der Herstellung von Schwefelsäure | |
DE4330569C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von ammoniumhaltigen Verbindungen aus Abwässern | |
EP0258744B1 (de) | Verfahren zur Reinigung und Wiederaufheizung von Abgasen | |
BE1027662B1 (de) | Abgaswäscher mit Energieintegration | |
DE1592307B2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur beseitigung des in den entsaeurerschwaden der schwefelwasserstoffnasswaesche angereicherten freien ammoniaks unter gleichzeitiger verbrennung des schwefelwasserstoffs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAM | Search report available | ||
OAP | Request for examination filed | ||
OC | Search report available | ||
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |