JPS59213608A - 五酸化燐の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 従来の技１ｉ１ｉｒ ヨーロツ・？特許願第００４６８６５Ａ２号からは、既
に元素状燐を、空気を用いてエネルギーを得るために反
応熱を利用して燃焼させることによる五酸化燐の製造法
は公知である。この方法は燐の燃焼を、水含量５〜０．
０１！？／空気１７＋３を有する乾燥空気で金属壁が中
空室を有する冷却室に構成されている燃焼中で行ない、
その際冷却系中で反応熱の熱伝達体として適当な液体又
はｉ体／蒸気混合物ヲ、１５０−５００℃以」−、）Ｉ
Ｈ。

度の加熱下に圧力１〜１５０バールで循環させ、冷却系
中で生じた蒸気を最後の冷却系から取出環させる液体は
好ましくは水である。燃焼室の壁又は冷却系は、不錆鋼
からなっていてもよい。

好ましくは燃焼室の壁又は冷却系は、直接にに４接さね
、た管、銑鉄管壁又はメンプラン管壁を有する金属管壁
からなっている。個々の管は垂直又は水平に配置されて
いてもよい。五酸化燐の蒸気は燃焼室から温度３００〜
１０００℃でワ１−出し、更に処理して燐酸にすること
ができる。

更に、ヨーロツノξ特許願ＦＯＯ３７７３５Ａ１号から
は、元素状燐を水の存在で燃焼させる際の熱の回収法並
びに過燐酸の製造、が公知である。この場合Ｐ２Ｏ５を
含有する生成物の流れは金属冷却コイルに接触し、この
コイルに冷却コイルの表面を１００〜９００℃に保持す
る熱伝達液が流動する。

［ヨ本特許公開公報第５４−８４−８９０号（特許願第
７７／１５３３４３号）には、液状燐酸を乾燥空気で燃
焼させて五酸化燐にし、２０００℃までの温度が生じる
燃焼炉を有する装置が記載されている。炉壁は管からな
る冷却系に取囲ｆ　；Ｉｌ、ており、これによって反応
生成物は８００〜１０００℃に冷却される。第２図は炉
壁に循環部１１．１０．９．８．９．１５、工２の冷却
剤が貫通することを示し、その際この循環部には蒸気分
離器１２が接続している。平行に連結した第２の冷却循
環部１１．１０．９．１７．９．１５、工２は、伺加的
に燃焼炉７の上部の狭い帯域を冷却」−る。

最後に、トイソ特許願第３３１５６３０・１号にも反応
熱を利用して五酸化燐を製造する方法及び装置が記載さ
れており、この場合には燃焼室は高さ対直径の割合２．
５：１〜５：１を有する円筒容器であり、環状底部プレ
ー）・に・ζ−す１〜１０個が軸に対称的に配置されて
いる。この方法では熱伝達面は内張りを有しないか又は
わずかな均一な内張りによって被覆されるのに過ぎない
。その実施例によれば、燃焼で発生ずる反応熱の６５％
が鋼鉄の管壁を通って熱伝達体として作用する水に伝達
され、この水はその際１部分蒸発する。

ところで、本発明方法によって、特に生成物Ｊｆスス中
含まれた五酸化燐を直接に反応させて燐酸にすると、反
応熱をなお十分に利用することが可能である。。

詳しくは本発明は、元素状燐を乾燥空気と、鋼鉄からな
る燃焼室中でエネルギーを得るために反応熱を利用して
燃焼させ、その場合燃焼室の壁は中空室を有する冷却系
に構成されており、冷却系中で熱伝達体としての水を、
高圧で高温度への加熱下の反応熱又は水／蒸気混合物を
導出するために循環させ、冷却系中で生じた水蒸気を連
続的に取出し、等量の脱塩真水に代え、燃焼室から蒸気
状で排出する熱五酸化燐を凝結させるかもしくは水又は
燐酸の添加下に更に処理して高濃縮燐酸にすることによ
って、五酸化燐を製造する方法に関し、この方法は取出
した水蒸気を蒸気の導出の内部で燃焼室の上部帯域か又
は五酸化燐を含有する生成物ガスの排出口に通じ、そこ
で一定圧で牛○○〜６００℃に加熱し、次いで過熱水蒸
気としての使用に供給することを管機とする。

更に本発明方法（・尤選択的にかつ有利に次の点を特徴
とする。、 （ａ）　ＩＳ、度５００〜１０００℃を有する燃焼室か
ら］す１出する五酸［ヒ燐を含有する生成物ガスは、熱
交換して燐を燃焼させるだめの乾燥空気を７０〜３００
　Ｃに予熱する； （ｂ）温度５００〜１０００℃を有する燃焼室から排出
するｆｉ酸化燐を含有する生成物ｙｌ＋”スは、熱交換
して燃・焼室壁を循環して通る冷却水を、この冷却水の
循環の夕１て５０〜２００℃に予熱する；（ｃ）熱五酸
化燐を含有する生成物ガスを燐酸で急冷して生成した高
濃縮熱燐酸は、熱交換して燃焼室壁の冷却水循環用の十
分な脱塩劉水な４０〜８０℃に予熱する； （ｄ）燐の燃焼を圧力０８〜１０・２−ルで行なう；（
ｅ）熱伝達体としての水を、圧力１〜２２０パールで１
００−３７０℃への加熱下の反応熱又は水／蒸気混合物
を導出するために循環させる；（ｆ）熱伝達体として及
び蒸気を発生ずるのに適当な液体は、酸素含量００１〜
０．１　ｍｇ／ｌ及び塩素含量０．０１−０．５　ｍｇ
／ｌを有する１−分な脱塩脱ガス水である； （ｇ）冷却系に構成された燃焼室壁は、垂直の互いに接
した溶接賃、銑鉄管壁又はメンプラン管壁を有する管壁
からなる。

次に添付図面ＩＣつき本発明を説明する。

高さ対直径の好ましい長さの割合２．５：ｌ〜５：１を
有し好ましくは不錆鋼からなる円筒燃焼室１は、冷却水
が貝流し好ましくは垂直の互に接して溶接した管部分、
銑鉄管壁又はメンプラン管壁からブよる１啼によって境
をなす。導管３によって７０〜３００℃に予熱した乾燥
空気を、好ましくは１〜４０係の化学量論的過剰量で、
及び導管４によって液状ヒｌ’ｉ：燐を、１個所又は数
個所で軸に対称的に１冗置された（図示さ」していない
）バーナを有する下方の底部プＬ／−１・を通って燃焼
室１中に供給−する３、燃焼室１中の圧力はＯδ〜１０
・ζ−ルである。・ζ−すは、液状燐が圧力５〜５０−
ζ−ルで燃焼室中に入る単−物質用ノズルか又は液状燐
と噴霧空気との二物質用ノメルを（！Ｎｉ　ｉており、
ぞの際噴霧空気ば圧力２〜６パールで燃・ｊ、ｉシフ室
中に入る。燃焼室は、加熱面の負荷５０＝１５０ＫＸＶ
／　Ｉｌ＋”及び加熱容積の負荷δ○○〜６００ＫＷ　
／　ｕＸで作業することができる。

冷却水は、蒸気分離器５から導管６により壁２及び導管
７を通って循環して再び蒸気分離器５に戻り、その際圧
力１〜２２０パールで温度１００−３７０℃である。各
々の連結路で新たに生じる水蒸気（飽和蒸気）は、燃焼
室１の」二部帯域を通る導溝８によって取出し、その際
一定の圧力下で４−００〜６００’Ｃに加熱される３、
この過熱水蒸気は、続いて流れを生せしめるだめのター
ビンの駆動に利用することかできる。

導管８によって過熱水蒸気が取出されるのに応じて、導
管９によって十分な脱塩真水な温度５０〜２００℃で循
環容器１０から蒸気分肉［（器５に送る。その際真水（
・ま脱ガス容器１１を貝流し、この中で脱ガスは貫通ず
る飽和蒸気で行われる。

それ故蒸気分離器５中に入る水も脱ガスされてし・る。

Ｐ２Ｏ９，０２及びＮ２を含有する生成物ガスは、燃焼
室ｌから導管上２を通って温度５００〜１０００℃で排
出し、熱交換器１３中で燃焼室に導間δを通って流入す
る乾燥空気を７０〜３００℃に予熱する。続いて生成物
ガスは熱交換器１４中で更に熱を、別の冷却水の循環部
１５に放出し、この循環部は循環容器１０に結合してい
る６、この方法て導管９によって導かれた真水は、燃焼
室の循環部５．６．２．７．５で必要な作業温度に予熱
される。

最後に、生”放物がスは温度３００〜８００℃で酸の塔
１６に入り、そこで導管１７からの燐酸で急冷さＪしる
３、主として窒累と酸素とからなる残留がスは専管１８
から取出される。生成した高濃縮燐酸は酸の塔１６から
導管１９によって排出し、熱交換器２０中で専管９によ
って導入される真水によって間接的に冷却される。この
ようにして予熱された真水は循環容器１０中に入るか、
高濃縮燐酸は１部分は導管２２によって生成物として取
出され、１部分は水で希釈して導管１７によって酸の塔
１６の頂部に更に循環して送られる。

循環容器１０を節約し、導管９がらの真水を熱交換；嚇
２０中で予熱した後に、直接に熱交換器１牛に、更に脱
ガス容器１１中に導入することもできる。

実施例 不錆鋼からなり、高さ対血径の長さの割合牛：１を有す
る円節燃焼室１中で、元素状の液状黄燐（温度７５℃）
毎時２１０に９を、乾燥及び予熱した圧力５・Ｓ−ルの
噴霧空気で燃焼させた。

燃焼室１の底部プレートには、個々のバーナが同心状に
配置され、上方に向（・ていた。−８−すは燐と噴霧空
気との二物質用ノズルとして構成されていた。乾燥噴霧
空気を、生成物ガスの導管１２中に増刊けられている熱
交換器１３中で１０５℃に予熱した。空気の化学量論的
過剰量は２０％であった。燃焼室１中では、圧力］−５
パールが生じた。

燐の燃焼で生じる反応熱４ＧＪ／ｈｒは、燃焼室１の管
壁２で熱伝達体として循環する十分な脱塩及び脱ガス冷
却水（塩素３量−０，０５ｍｙ、／ｌ　；酸素含量−０
，０４ｍＹ／　Ｌ　；ｐＨ＝　９　）　ニ６５　％伝達
された。この場合１部分水の蒸発が生じた。

水／蒸気混合物は、管壁２を通り集合管及び導管７によ
って蒸気分貯器５中に入り、この中で蒸気と液体との分
離が行われた。

生じた飽和蒸気はｌ、４ｔ／ｈｒの量で導管８によって
取出し、８５０℃のＰ２Ｏ５含有生成物がスによって４
５０℃に加熱した。蒸気圧を８０パールでにイｆ待した
。

温度２９５℃を有する蒸気分離器５中の液相を、逆行導
管０によって管壁２に再び供給した。

これにより水の循環（循環系で密度の差異によって生じ
る）の回路は閉じた。

導管９に取付けられたポンプと結合する水準調整によっ
て、冷却系に絶えず十分な水が供給されることが保証さ
れる。蒸発した水の量１４１　／　Ｉｔ　ｒの真水の添
加は、循環容器１０から行われブζ。

十分な脱１．ｉ−ｂ水（１，４ｔ／ｌ〕ｒ　　）を、熱
交換器２０中で６０℃に予熱した。循環導管１５に増刊
けられた回転ポンプは、生成物ガスの導管１２に数例け
られた第２の熱交換器１４に真水を循環容器１０から絶
えず供給した。この熱交換器１４中で水は更に７５℃ま
で加熱された。

冷却水の循環部１０．１５．１４は２．５ｔの容Ｂｌの
水を有していた。脱ガス容器１１中で水の脱ガスが行わ
れ、これは飽和蒸気を通じて生ぜしぬ、これ（Ｃよって
同時に冷却水の温度は、圧力１．　ｏ　１バールで１０
２℃に上った。

Ｐ２Ｏ５含有生成物ガスは、８５０℃を有する燃焼室か
ら排出した。生成物ガスの導管１２中で、ガスは酸の塔
１６に入る前に、蒸気の導管８並びに熱交換器１３にお
いて３５０℃に冷却し、これによって反応熱の約２０％
が回収された。

黄燐の変換率は大量であり、そｈ放生放物−Ｊｆス１０
２５　ｎ？　／　ｈ　ｒが標準状態でＰ２Ｏ５７４容量
係で酸の塔１６に入った。この場合Ｐ２Ｏ５は、水及び
８７質量係の燐酸に相応する循環燐酸に７５℃で大量に
８９質量係の燐酸で吸収された。。

８５℃で酸の塔１６から流出するδ９質量受の燐酸（・
上、熱交換器２０中でその熱を、燃焼室１の冷却水の循
環に対して一定の真水に放出し、これによって更に反応
熱の８チが回収された。

酸の循環から、Ｈ３ＰＯ４８９質量係及び温度７５℃を
有する燐酸７４−　ＯＫＶ／１１ｒ　（冷却水を負荷し
た熱交換器２１によって調節）を導管２２によって取出
した。このためには、導管１７によって水２６０　Ｋ９
／ｈｌ“を循環に新たに添加しなければならなかった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法を実施するだめの装置の系統図である
。 １　・燃焼室、２・壁、５・蒸気分離器、１０・循環容
器、工１　脱ガス容器、１３，１４゜２０．２工・・熱
交換器、１６　・酸の塔代理人　弁理士　矢　野　敏　
雄 （ほか１名） ルンヒルトシュトラーセ１１ イア−・イム・グルント２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　元素状燐を乾燥空気と、鋼鉄からなる燃焼室中でエ
   ネルギーを得るために反応熱を利用して燃焼させ、その
   場合燃焼室の壁は中空室を有する冷却系に構成されてお
   り、冷却系中で熱伝達体としての水を、高圧で高温度へ
   の加熱下の反応熱又は水／蒸気混合物を導出するために
   循環させ、冷却系中で生じた水蒸気を連続的に取出し、
   等量の脱塩真水に代え、燃焼室から蒸気状で排出する熱
   五酸化燐を凝結させるかもしくは水又は燐酸の添加１に
   更に処理して高濃縮燐酸にすることによって五酸化燐を
   製造する方法九おいて、取出した水蒸気を蒸気の４出の
   内部で燃焼室の上部帯域か又は五酸化燐を含有する生成
   物ガスの排出口に通じ、そこで一定圧で４００〜６００
   ℃に加熱し、次いで過熱水蒸気としての使用に供給する
   ことを特徴とする、五酸化燐の製造法。 ２　温度５００〜１０００℃を有する燃焼室からＪシ１
   出する五酸化燐を含有する生成物ガスＱ主、熱交換して
   燐を燃焼させるだめの乾燥空気を７０−３００℃に予熱
   する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 δ　温度５００〜１０００℃を有する燃焼室から排出す
   る五酸化燐を含有する生成物ガスは、熱交換して燃焼室
   壁を循環して通る冷却水を、この冷却水の循環の外で５
   ０〜２００℃に予熱する、特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の方法。 ４　熱五酸化燐を含有する生成物ガスを燐酸で急冷して
   形成し／ζ高濃縮熱燐酸は、熱交換して燃焼室壁の冷却
   水循環用の七分な脱塩真水を４０〜δ○℃に予熱する、
   前記特許請求の範囲のいづれか１項に記載の方法。 ５、燐の燃焼を圧力０８〜１０バールで行なう、前記特
   許請求の範囲のいづれか１項に記載の方法。 ６　熱伝達体としての水を、圧力１〜２２０パールで１
   ００−３７０℃への加熱下の反応熱又は水／蒸気混合物
   を導出するために循環させる、前記特許請求の範囲のい
   づれか１項に記載の方法４、 ■　熱伝達体として及び蒸気を発生ずるのに適当な液体
   は、酸素含量０．０１〜０．１１に！／を及び塩素含ｉ
   １．ｔ　Ｑ○工〜ｏ、５１ｌｒｙ／ｌを有する十分な脱
   塩脱ガス水である、前記特許請求の範囲のいづれか１項
   に記載の方法。 ８　冷却系に構成された燃焼室壁は、垂直の互い（／こ
   接した浴接管、銑鉄管壁又はメツシラノ管壁を有する管
   壁からなる、前記特許請求の範囲のいう、１１か１項に
   記載の方法。