DK151181B - Fremgangsmaade og apparat til at bringe stoffer i mindst to forskellige tilstandsformer i kontakt med hinanden - Google Patents

Description

i 151181

Opfindelsen omhandler en fremgangsmåde til at bringe stoffer i mindst to forskellige tilstandsfaser i kontakt med hinanden og af den i krav l’s indledning angivne art, der er kendt fra beskrivelsen til fransk 5 patent nr. 2257326, og som har vist sig velegnet til eksempelvis tørring af mælk ved hjælp af gasser med en temperatur af størrelsordenen 500° C, medens temperaturen af det behandlede stof ikke selv overskrider en temperatur på ca. 80° C. Den kendte fremgångs-10 måde er også anvendelig til koncentration af svovlsyre og phosphorsyre, idet separationen af faserne kan ske ved en pludselig ændring af strømningshastighed sfeltet for mindst den ene fase under opretholdelse af fasernes almindelige strømningsretning.

15 En sådan koncentrationsproces vanskeliggøres imidlertid som følge af urenheder. Koncentrationen af svovlsyrerester stammende fra fremstillingen af titanpigmenter besværliggøres således af tilstedeværelsen af jern, som danner jemsalte.

20 Opfindelsen har til formål at afhjælpe denne ulempe, hvilket ifølge opfindelsen opnås ved at tilvejebringe en afkøling af den i krav l’s kendetegnende del angivne art.

Ved omkring pulverisationszonen at tilvejebringe et 25 afkølingselement med en sådan temperatur, at der dannes en flydende fase, som kontinuerligt befugter og afvander den skillevæg, der udgør afkølingszonen, forhindres aflejringen af opløsningens faste udtræk på skillevæggen i denne meget varme zone. Temperatur-30 en ud for denne skillevæg må således opretholdes i det højeste lig med omgivelsernes dugpunkt.

Opfindelsen omhandler også et apparat til udøvelse af fremgangsmåden og af den i krav 5’s indledning 2 151181 angivne art, hvilket apparat er ejendommeligt ved det i krav 5's kendetegnende del angivne køleelement.

Ved hjælp af opfindelsen har det vist sig, at man i en enkelt operationsgang kan koncentrere phosphor-5 syre ud fra en opløsning på 25% til et koncentrat med over 65% ^£^5*

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 viser en første udførelsesform for apparatet 10 ifølge opfindelsen, fig. 2 viser en anden udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, fig. 3 er en forstørret afbildning af apparatets hoved, og 15 fig. 4 er en forstørret afbildning af apparatets køleelement.

Apparatet ifølge opfindelsen omfatter et hoved 1, et køleelement 2, i den første udførelsesform en dobbeltkegle 3, i den anden udførelsesform en rørsøjle 20 7, en cyklon 4, et kar 5 med den opløsning, der skal koncentreres, og et filter 6.

Som vist på fig. 3 omfatter hovedet 1 et cylinderformet legeme 8, et kegleformet perforeret skørt 9 med en indsnævring 10, en aksial rørledning 11 og et tan-25 gentialt indløbsrør 12 for den gasformige fase.

Som vist på fig. 4 omfatter køleelementet 2 et grafitlegeme 13) i hvilket der er udsparet et kølekredsløb 14, der gennemstrømmes af en væske.

3 151181 I nedenstående udførelseseksempler er der anvendt et hoved 1 med en største diameter på 270 mm, en højde på 120 mm, en indsnævring 10 med en diameter på 45 mm og et kegleformet perforeret skørt 9 med en største 5 tværsnitsdiameter på 166 mm.

Køleelementet 2 havde en største længde på 130 mm og en største højde på 66 mm, den mindste tværsnitsdiameter var 24 mm og vinkelen ved toppen af keglen 90°.

Kølevæsken bestod af vand med omgivelsernes tempera-10 tur til opretholdelse af en temperatur i grafitblokken 13 af størrelsesordenen 70° C.

EKSEMPEL 1

Der koncentreredes en opløsning af ren svovlsyre i et apparat af den på fig. 1 viste udførelsesform, men u-15 den køleelement.

Indløbstemperaturen var 800° C, udløbstemperaturen af luften 165° C, luftgennemstrømningen 80 m^/h under et tryk på 3500 mm VS og væskegennemstrømningen 46,5 kg/h.

Ud fra en svovlsyre med et titerindhold på 23% opnåedes 20 direkte en svovlsyre på 69%.

EKSEMPEL 2

Med et apparat af den på fig. 2 viste udførelsesform, men uden køleelement, behandledes en opløsning af ren phosphorsyre med 25% P2®5 samme betingelser 25 for indløbstemperaturen (800° C) og luftgennemstrøm- -z ningsmængden (80 m /h) under et tryk på 3500 mm VS med en udløbstemperatur på 185° C og en væskegennemstrømning på 40 kg/h. Der opnåedes en syre med 65% P2°5' som ifølge reorganisationsteorien for rene syrer optræd-30 er helt igennem som orto-form.

4 151181 EKSEMPEL 5

Der anvendtes en restopløsning ved fremstillingen af pigmenter af Ti02 med et titerindhold på 250 g/1 af H^SO^ og 50 g/1 af jern, der behandledes i et apparat 5 med den på fig. 1 viste udførelsesform.

Der observeredes en hurtig tilstopning af apparatet.

Der blev da indskudt et køleelement ifølge opfindelsen, opretholdt på en temperatur af 70° C.

De andre arbejdsbetingelser var som følger:

10 Indløbstemperaturen 850° C

luftens udløbstemperatur 160° C

luftgennemstrømningsmængden 80 m^/h under et tryk på 3500 mm VS og væskemængden 40 kg/h.

Der opnåedes en opløsning med et indhold af 1030 g af 15 fri H^SO^ og 4 gram jern pr. liter (d.v.s. en opløsning af fLjSO^ med et titerindhold på 64% fri syre).

Under denne operation separeres jernet let ved en simpel dekantering i form af monohydratet af jernsulfat, der bundfældes under koncentrationsstigningen.

20 EKSEMPEL 4

Med et apparat som nævnt i eksempel 3 og med et køleelement på 70° C behandledes en opløsning af ren phosphor syre på 25% under følgende betingelser:

Indløbstemperatur 800° C

25 luftens udløbstemperatur 200° C

luftgennemstrømningsmængde 80 m^/h og væskegennemstrømningsmængde 40 kg/h.

Der opnåedes en phosphor syre med et indhold af 70% P20^ med 97% i orto-form.

5 151181 EKSEMPEL 5

Dette eksempel var identisk med det foregående bortset fra, at gassernes udløbstemperatur var 250° C. Der opnåedes da en syre med et indhold af 78% P2°5 me<^ 5 i orto-form.

Claims (6)

151181 P_a_t_e_n_t_k_r_a_v_2

1. Fremgangsmåde til at bringe stoffer i mindst to forskellige tilstandsfaser i kontakt med hinanden ved etablering af en symmetrisk hvirvelbrøndsstrømning og tilgang af mindst én fase langs strømningens omdrej-5 ningsakse indtil den af strømningen fremkaldte under trykszone, hvor hastigheden af den aksiale fase ligger mellem 0,03 og 3 m/s og bevægelsesmængden af fasen med hvirvelbrøndsstrømning er mindst 100 gange, fortrinsvis mellem 1000 og 10000 gange, større end 10 for den aksiale fase, så at denne sønderdeles og spredes ved overføringen af hvirvelbrøndsstrømningens bevægelsesmængde, kendetegnet ved, at der tilvejebringes en afkøling ved periferien af fasernes berøringszone.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at temperaturen ud for væggen af køleelementet (2) opretholdes i det højeste lig med omgivelsernes dugpunkt.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kende-20 tegnet ved, at den aksiale fase er en opløsning af svovlsyre med et indhold af mellem 200 og 300 g/1 af svovlsyre og mellem 30 og 60 g/1 af jern, at den som hvirvelbrønd strømmende fase er luft med en temperatur mellem 750 og 1050 °C, at køleelementets (2) 25 temperatur opretholdes mellem 50 og 95 °C, samt at fasernes udløbstemperatur er mellem 150 og 200 °C.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den aksiale fase er en opløsning af phosphorsyre med et indhold af 25% ^205' at ^en som 30 hvirvelbrønd strømmende fase er luft med en temperatur mellem 750 og 1050 °C, at køleelementets (2) temperatur 151181 opretholdes mellem 50 og 95 °C, samt at fasernes udløbstemperatur er mellem 150 og 300 °C.

5. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 til 4 og omfattende et kontakteringshoved (1), bestå- 5 ende af et omdrejningslegeme (8), som ved sin nedstrøms- ende afsluttes af en cirkulær indsnævring (10), et i omdrejningslegemet indvendigt anbragt perforeret skørt (9), der sammen med omdrejningslegemet afgrænser et ringformet mellemrum, i hvilket der udmunder et tangen-tialt indløb (12) til dannelse af en hvirvelbrønds-10 strømning, samt en fortrinsvis cylinderformet aksial rørledning (11) anbragt i hvirvelbrøndsstrømningens symmetriakse og udmundende ud for den cirkelformede indsnævring - en afstand lig med rørledningens diameter, kendetegnet ved, at det omfatter et 15 køleelement (2), der er anbragt ved kontakteringshove-dets (1) nedstrømsende.

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at køleelementet (2) består af en grafitmuffe (13) med et væskecirkulationskredsløb (14).