DE3420992A1 - Verfahren zur vorrichtung zum abziehen und zur entgasung eines breies aus einem reaktionsgefaess - Google Patents

Verfahren zur vorrichtung zum abziehen und zur entgasung eines breies aus einem reaktionsgefaess

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Description

PATENTANWALT DR. HANS-GÜNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER
RADERSCHEIDTSTRASSE I1 D-5000 KÖLN 41 ^ / '~> Q 9 9
3.
Köln, den 30. Mai 1984 Nr. 42
Rhone-Poulenc Chimie de Base, 25, quai Paul Dourner, 92 40 8 Courbevoie (Frankreich)
Verfahren zur Vorrichtung zum Abziehen und zur Entgasung eines Breies aus einem Reaktionsgefäß
ι/.
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abziehen und zur Entgasung eines Breies aus einem Reaktionsgefäß. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung können insbesondere bei der Herstellung von Phosphorsäure angewendet werden.
Man kennt zahlreiche chemische Verfahren, bei denen eine Reaktion abläuft, die zur Bildung eines mehr oder weniger dicken Breis führt, wie z.B. Behandlungen zum Auslaugen, Säureaufschlüsse von Mineralien; dies ist insbesondere der Fall bei einem Säureaufschluß eines Phosphaterzes bei der nassen Herstellung von Phosphorsäure. Bei diesen Verfahren muß der in einem Reaktions- oder Aufschlußgefäß gebildete Brei abgezogen und filtriert werden, um das gewünschte Produkt von dem oder den Nebenprodukten abzutrennen.
Für einen störungsfreien Ablauf des Verfahrens muß die Beschickung des Filters so regelmäßig wie möglich erfolgen, dazu muß der Brei entgast und bei seiner Überführung vom Aufschlußgefäß zum Filter jede Luftmitnahme vermieden werden. Im übrigen ist es vorteilhaft, wenn man dem Filter einen möglichst homogenen Brei zuführt.
Es gibt verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Überführung der Breie vom Reaktionsgefäß zum Filter. Insbesondere ist ein Abzugssystem bekannt, das aus einem Überlauf oben am Gefäß besteht, der direkt senkrecht in einem vertikalen Auffangbehälter einmündet, welcher mit einer Pumpe verbunden ist, die
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den Brei absaugt und ihn zum Filter pumpt. Ein solches System hat den Nachteil, daß bei dem übergang des Breis von dem überlauf zum Auffangbehälter Luft mitgerissen wird.
5
Außerdem erfolgt in einem solchen Fall der Breiabzug nur durch eine einzige Stelle in dem Reaktionsgefäß, so daß die Gefahr besteht, daß der evakuierte Brei nicht vollkommen homogen mit dem übrigen Brei in dem Reaktionsgefäß ist.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren und eine Vorrichtung, die unter beliebigen Betriebsbedingungen gleichzeitig eine Entleerung des Breis ohne Luftmitreißen, seine Entgasung und seine Homogenisierung ermöglichen.
Zu diesem Zweck ist das erfxndungsgemaße Verfahren zur Entleerung und Entgasung eines Breis in einem Reaktionsgefäß dadurch gekennzeichnet, daß man einen ersten Teil des Breis durch einen Überlauf oben am Gefäß abzieht, mit diesem Brei einen dünnen Strom bildet und diesen ohne Abreißen des Stromes in einen mit einer Pumpe verbundenen Auffangbehälter abfließen läßt, und dadurch, daß man einen zweiten Teil des Breis am Fuß des Gefäßes abzieht und diesen zweiten Teil des Breis mit dem vorgenannten Strom aus dem ersten Teil des Breis oder mit dem in dem Auffangbehälter enthaltenen Brei zusammenbringt.
Im übrigen ist die erfinäungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens des Typs mit einem überlauf oben am Gefäß und einem auf eine Pumpe mündenden Auffangbehälter, in den der Brei aus dem Überlauf fließt, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß sie außerdem einen Behälter enthält, der zwischen dem überlauf und dem Auffangbehälter liegt, und mindestens eine dämpfende Anschlußfläche zwischen dem überlauf und dem Auffangbehälter hat, über die der Brei fließt, und eine Rohrleitung enthält, die von dem Fuß des Gefäßes ausgeht und in den Behälter oder den Auffangbehälter einmündet.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf.
Zunächst hat die Bildung eines dünnen Stroms geringer Dicke des Breis nur eine kleine Veränderung des Flüssigkeitsspiegels im Gefäß in Abhängigkeit von dem Breidurchsatz zur Folge und ermöglicht eine teilweise Entfernung der eingeschlossenen Restgase.
Der wegen des Aufbaus des Behälters nicht abreißende überlauf vermeidet jede Mitnahme von Luft beim Fließen des Breies.
Im übrigen ermöglicht das gleichzeitige Abziehen des Breis oben und unten aus dem Reaktionsgefäß die Homogenisierung des Breis. Zum Beispiel kann im Fall der Herstellung einer Phosphorsäure, insbesondere wenn man von einem natriumreichen Phosphaterz ausgeht, die Bildung von Natriumfluorosilikatkugeln vermieden oder vermindert werden. Diese Kugeln haben die Tendenz, sich am Boden des Reaktionsgefäßes zu bilden, was nach einer bestimmten Zeit eine Abstellung der Produktion erfordert, um die entstandenen Kugeln zu entfernen. Durch die Entleerung am Boden des Gefäßes kann man die Fluorosilikatkugeln zu Beginn ihrer Entstehung entfernen.
Die Erfindung sowie andere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile werden bei der Lektüre der folgenden Beschreibung besser verstanden, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, bei denen: 5
- Zeichnung 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt,
- Zeichnung 2 eine Seitenansicht in Richtung der F-Achse der Zeichnung 1 ist,
- Zeichnung 3 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt.
in Zeichnung 1 kann man die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) sehen, die sich neben einem Reaktionsgefäß (2) befindet.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Überlauf (3), einem Auffangbehälter für den Brei (4), einem zwischen dem Überlauf (3) und dem Behälter (4) gelegenen Behälter (5) und einer Rohrleitung (6), die von dem Fuß des Gefäßes (2) ausgeht und im dargestellten Fall in den Behälter (5) einmündet. 25
Der Ablauf (3) ist rechteckig und liegt also oben am Gefäß, so daß ein überlauf gebildet wird. Die Abmessungen des Überlaufs sind derart berechnet, daß darin ein Strom des Breis von geringer Dicke, z.B. ca. 10 cm, fließt. Die Länge des Überlaufs wird so gering wie möglich gehalten, damit jegliche Ablagerung von Feststoffen, z.B. von Gips im Falle eines Phosphorsäurebreies, vermieden wird.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform wird ein zylindrischer Behälter (4) verwendet, der nach unten mit einem Konus verlängert ist, der in seinem unteren Teil die gleiche Weite wie die Saugleitung hat, die den Behälter-Konus-Teil mit einer Pumpe (9) verbindet. Eine Druckleitung (10) verbindet die Pumpe mit dem System zur Verteilung des Breis auf dem Filter.
Ein Hauptmerkmal der Erfindung stellt der Behälter (5) dar, welcher den übergang des Breis von dem überlauf (3) zum Reservoir (4) ermöglicht.
Dieser Behälter hat die Form eines auf das Reservoir gebauten Kastens, in den der überlauf mündet. Er hat wenigstens eine dämpfende Anschlußfläche (11), auf der der Brei abfließt und die den überlauf mit dem Reservoir (4) oder genauer die Oberfläche des Überlaufs, auf der der Brei abfließt, mit der oder einer Wand des Überlaufs verbindet. Unter dämpfender Fläche versteht man hier jede Fläche, die zwischen dem überlauf und dem Behälter (4) liegt und den scharfen rechten Winkel, den ihr Zusammentreffen ohne sie bilden würde, ausfüllt oder ersetzt.
Diese Anschlußfläche (11) kann verschiedene Formen haben. Sie kann konkav gebogen oder - wie bei der beschriebenen Ausführungsform - eine geneigte ebene Fläche sein.
Die Anschlußfläche ist durch zwei Außenwände (12) und (13) des Behälters (5) begrenzt, die mit ihr eine Bahn abgrenzen, in der der Brei fließt.
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Nach einer Variante der Erfindung werden die Außenwände der dämpfenden Anschlußfläche in der Weise angeordnet, daß diese eine in der Fließrichtung des Breis abnehmende Breite aufweist. Diese Verwanderung erlaubt, die Fließgeschwindigkeit des Breis im Behälter merklich konstant zu halten.
Nach den Zeichnungen 1 und 3 ist eine besondere Ausführungsform der Erfindung erkennbar. Nach dieser Ausführungsform besteht die Anschlußfläche aus einem Dreieck, dessen eine Spitze auf dem oberen Ende des Behälters (4) und dessen der Spitze gegenüberliegende Seite auf dem Rand des Überlaufs liegt. Die beiden Flächen (12) und (13) weisen ein scheinbar dreieckiges Profil auf, wobei eine Seite des Dreiecks mit einem Teil des Umfangs des oberen Endes des Behälters (4) zusammenfällt und die dieser Seite gegenüberliegende Spitze auf dem Rand des Überlaufs liegt. Die anderen den Behälter begrenzenden Wände sind ebenfalls dreieckig oder haben ein scheinbar dreieckiges Profil. Der Behälter zeigt also einen in der Fließrichtung des Breis abnehmenden octogonalen waagerechten Querschnitt.
Das andere Hauptmerkmal der Erfindung stellt die Rohrleitung (6) dar. Diese Rohrleitung kann einen beliebigen Querschnitt haben. Sie ist so ausgelegt, daß ca. 30 bis 50 % der gesamten abgezogenen Breimenge durchgesetzt werden können.
Diese Rohrleitung geht von dem Fuß des Gefäßes oder dessen Nähe aus und kann entweder im Behälter (5) oder im Auffangbehälter (4) enden. Vorzugsweise endet die Rohrleitung (6) im Behälter (5) und
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auf der Anschlußfläche dieses Behälters. Im letzten Fall ist es vorteilhaft, wenn die Rohrleitung (6) mittels eines weiten Verbindungsstücks (14) mit rechteckigem Querschnitt darin einmündet. 5
Die Funktionsweise der Vorrichtung ist aus der bisherigen Beschreibung ersichtlich.
Der Brei fließt in einem Strom geringer Dicke in den Überlauf (3) und in den Behälter (5). Aufgrund der dämpfenden Fläche (11) fließt der Strom des Breis durch den Behälter (5) zum Behälter (4) ohne abzureißen, und sammelt sich dann auf einer bestimmten Höhe im Behälter (4). Die Pumpe (9) saugt den Brei durch die Rohrleitung (8) und pumpt ihn durch die Rohrleitung (10) zur Filtration.
Aufgrund der Form des Behälters, die jede Gefahr der Unterbrechung oder des Abreoßens des Stroms vermeidet und die Fließgeschwindigkeit des Breis begrenzt, erfolgt keine Luftmitnahme bei dem Durchfluß des Breis durch Behälter und die Entgasung kann ordnungsgemäß weiter erfolgen.
im übrigen mischt sich der durch die Rohrleitung
(6) abgezogene Brei mit dem Breistrom aus dem überlauf. Schließlich wird der im Behälter (4) gesammelte Brei einer letzten Entgasung von oben in der Höhe seiner mit der Luft in Berührung befindlichen Oberfläche unterzogen.
Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, die
nur als Beispiele angegeben wurden. Insbesondere umfasst sic alle Mittel, die den beschriebenen technisch äquivalent sind sowie ihre Kombinationen, soweit diese im Rahmen des Schutzbereiches nach den Ansprüchen eingesetzt werden.
- Leerseite -

Claims (9)

  1. Patentansprüche
    ί' ,
    \ll Verfahren zum Abziehen und zur Entgasung eines Breies aus einem Reaktionsgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß man einen ersten Teil des Breis durch einen Überlauf oben am Reaktionsgefäß abzieht, mit diesem Brei einen Strom geringer Dicke bildet, diesen ohne Abreißen in einen mit einer Pumpe verbundenen Auffangbehälter abfließen läßt und einen zweiten Teil des Breis am Fuß des Reaktionsgefäßes abzieht und diesen zweiten Teil des Breis mit dem vorgenannten Strom des ersten Teils des Breis oder mit dem im Auffangbehälter enthaltenen Brei zusammenbringt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man am Fuß des Gefäßes ca. 30 bis 50 % des gesamten abgezogenen Breies durchsetzt.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 eines Typs mit Überlauf oben am Reaktionsgefäß und einem mit einer Pumpe verbundenen Auffangbehälter, in den der Brei aus dem überlauf fließt, gekennzeichnet durch zusätzlich einen zwischen dem überlauf und dem Auffangbehälter angeordneten Behälter mit mindestens einer dämpfenden Anschlußfläche, auf die der Brei fließt, zwischen dem Überlauf und dem mit der Pumpe verbundenen Auffangbehälter und eine Rohrleitung, die von dem Fuß des Gefäßes ausgeht und in einen der genannten Behälter 0 mündet.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannte Anschlußfläche eine
    konkav gebogene Fläche ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Anschlußfläche eine geneigte Ebene ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Rohrleitung in die genannte Anschlußfläche mündet.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung durch ein weites Anschlußstück mit rechteckigem Querschnitt mit der genannten Anschlußfläche verbunden ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannte Anschlußfläche eine in Fließrichtung des Breis abnehmende Breite aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter
    für den Brei zylindrisch ist und die Anschlußfläche des Behälters aus einem Dreieck besteht, dessen
    eine Spitze auf dem oberen Ende des Auffangbehälters und dessen gegenüberliegende Seite auf dem
    Rand des Überlaufs liegt, wobei die Anschlußfläche durch zwei Wände von der äußeren Form eines
    Dreiecks begrenzt ist, dessen eine Grundlinie mit einem Teil des Umfangs des oberen Endes des
    Auffangbehälters zusammenfälIt.
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