PL100133B1 - Reaktor do otrzymywania kwasu fosforowego metoda mokra - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest reaktor do otrzy¬ mywania kwasu fosforowego metoda mokra po¬ przez rozklad surowca fosforanowego za pomoca kwasu siarkowego.

Znany jest reaktor sluzacy do otrzymywania kwasu fosforowego metoda mokra stanowiace pio¬ nowy pojemnik z pokrywa. W pojemniku umiesz¬ czono smiglowe mieszadlo wraz z dyfuzorem i tur¬ binowe urzadzenie mieszajace z pionowo ustawio¬ nymi walami pednymi, na których znajduja sie turbiny rozmieszczone na kilku poziomach. Po¬ jemnik wyposazony jest w urzadzenie zaladowcze sluzace do podawania surowca fosforanowego do dyfuzora oraz w urzadzenia sluzace do podawania do pojemnika kwasu siarkowego i obiegowego kwa¬ su fosforowego. Inne urzadzenia sluza do odpro¬ wadzania z pojemnika pulpy wchodzacej w reakcje i produktów reakcji pod postacia gazowa. W po¬ krywie reaktora znajduja sie otwory sluzace do zasysania powietrza ochladzajacego pulpe.

Surowiec fosforanowy podawany jest do dyfu¬ zora, gdzie przy pomocy mieszadla smiglowego miesza sie szybko ze znajdujaca sie tam pulpa i przedostaje sie do reaktora. Kwasy siarkowy i obiegowy fosforowy, które sa podawane do pojem¬ nika, ulegaja szybkiemu wymieszaniu przy pomo¬ cy peryferyjnych urzadzen mieszajacych. Poprzez o- twory w pokrywie, strumien powietrza ochladza¬ jacego pulpe przedostaje sie do pojemnika, co jest konieczne, gdyz przy reakcji rozkladu surowca fos¬ foranowego, przy pomocy kwasu siarkowego, wy¬ dziela sie cieplo.

Znany reaktor ma jednak mala powierzchnie wlasciwa odparowania, male jest bowiem lustro pulpy w pojemniku, co na skutek przegrzewania pulpy, wyklucza mozliwosc podwyzszenia wydaj¬ nosci naczynia reakcyjnego. Przegrzewanie pulpy w znanym reaktorze moze'równiez nastapic przy wahaniach poziomu pulpy, na skutek zmniejszania, albo zwiekszania odleglosci miedzy lustrem pulpy, a otworami sluzacymi do zasysania powietrza.

Przy przeróbce rud fosforanowych zawierajacych weglany metali ziem alkalicznych nie da sie u- niknac zmniejszenia wydajnosci reaktora z powodu powstawania obfitej piany, które towarzyszy roz¬ kladowi fosforytów.

Celem wynalazku jest zbudowanie reaktora do otrzymywania kwasu fosforowego metoda mokra, o wiekszej powierzchni odparowywania pulpy, co pozwolilo by na wyeliminowanie przegrzewania sie jej, a tym samym na zwiekszenie wydajnosci re¬ aktora. W reaktorze tym mozna by bylo przerabiac surowiec fosforanowy oddzialywujac na niego kwasem, bez obnizenia wydajnosci spowodowane¬ go powstawaniem obfitej piany.

Cel ten osiagnieto dzieki temu ze w reaktorze do otrzymywania kwasu fosforowego metoda mo¬ kra skladajacego sie z pionowego pojemnika w ksztalcie walca z pokrywa i z ulokowanego wew¬ natrz pojemnika mieszadla smiglowego zakonczo- 100 133100 133 nego dyfuzorem oraz z urzadzen mieszajacych o- sadzonych na pionowo usytuowanych walach ped- niowych, a takze z urzadzenia zaladowczego poda¬ jacego surowiec fosforanowy do dyfuzora i urza¬ dzen sluzacych do podawania do pojemnika kwa¬ sów i obiegowego fosforowego oraz z urzadzen slu¬ zacych do odprowadzania z pojemnika pulpy wcho¬ dzacej w reakcje i produktów reakcji w postaci gazowej, kazde z urzadzen mieszajacych wyposa¬ zone jest w przyrzad rozpylajacy w postaci piers¬ cieniowej, stozkowej dyszy zwezajacej sie ku do- Ip^L-zameCbwanej na wale pednym na pozadanym poziomie-plilpy w taki sposób, aby spód dyszy znajdowal sie ponizej poziomu pulpy w pojemniku, a wierzch ponad tym poziomem, w celu utworze¬ nia Wypukle! powierzchni rozpylanej, a wchodza- Jgi^w-retfKEje pulpy.

Korzystnym jest wyposazenie reaktora w tulejke doprowadzajaca powietrze, której zakonczenie znaj¬ duje sie pod wypukla powierzchnia rozpylanej pul¬ py.

W reaktorze wedlug wynalazku, dzieki zastoso¬ waniu przyrzadu rozpylajacego usytuowanego na wale peryferyjnych przyrzadów mieszajacych, pow¬ staje wypukla powierzchnia rozpylanej pulpy na skutek zasysania pulpy poprzez stozkowata dysze i wyrzucania pulpy w przestrzen gazowa wew¬ natrz reaktora ponad poziom pulpy. Prowadzi to do zwiekszenia wlasciwej powierzchni odparowy¬ wania w reaktorze, proces odprowadzania ciepla reakcji jest intensywniejszy, co zapewnia regulo¬ wanie temperatury pulpy wchodzacej w reakcje.

Rozpylajac przyrzad pozwala na znaczna inten¬ syfikacje cyrkulacji pulpy wchodzacej w reakcje oraz zapewnia szybkie rozpraszanie faz cieklych, dazacych do przesycenia wprowadzonych odczyn¬ ników przy zetknieciu z nimi. Przy przeróbce rud fosforanowych zawierajacych weglany magnezowy i wapniowy przyrzad rozpylajacy spelnia równiez role srodka gaszacego piane.

W tym przypadku, wykorzystanie objetosci reaktora w procesie otrzymywania kwasu fosforo¬ wego zwieksza sie do 70—80°/t, przy normalnym wykorzystaniu wynoszacym 60%. Uzyskana pulpa posiada dobre wlasnosci filtracyjne.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przy¬ kladzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia reaktor do otrzymywania kwasu fos¬ forowego metoda mokra w przekroju wzdluznym, fig. 2 — reaktor ze zdjeta pokrywa, widok z góry, fig. 3 — urzadzenie mieszajace wraz z przyrzadem rozpylajacym, w przekroju wzdluznym, fig. 4 — przekrój wzdluz linii IV—IV na fig. 3.

Reaktor do otrzymywania kwasu fosforowego metoda mokra sklada sie z pionowego pojemnika cylindrycznego 1 centralne smiglowe mieszadlo z z dyfuzorem 3, które sluzy do szybszego mieszania surowca fosfo¬ ranowego z pulpa wchodzaca w reakcje. Na ob¬ wodzie pojemnika 1 ustawiono turbinowe miesza¬ jace urzadzenia, z których kazde sklada sie z za¬ mocowanych na pionowym wale pednym 4, turbin na kilku poziomach i przyrzad rozpylajacy w postaci pierscieniowej dyszy stozkowej 6 (fig. 1, 3), swatajacej sie ku dolowi. Dysza 6 osadzona jest na wale pednym 4 urzadzenia mieszajacego w toki sposób, ze spód dyszy znajduje sie ponizej poziomu 7 pulpy wchodzacej w reakcje w pojemniku L a wierzch dyszy 6 ponad poziomem 7. Turbinowe i mieszajace urzadzenia sluza do intensywnego prze* mieszania odczynników wyjsciowych w obrebie zachodzenia reakcji.

Dysza 6 sklada sie z dwóch stozkowatych po¬ wierzchni 8 i 9 (fig. 3) polaczonych zebrami 10 w (fig. 4). Miedzy powierzchnia stozkowa 9 a walem pednym 4 urzaazenia mieszajacego znajduje sie pierscieniowa szczelina, przez która zasysana jest pulpr^ przy obrocie walu pednego 4. Reaktor zakry¬ ty jest pokrywa 11. Reaktor wyposazony jest w ii urzadzenie zaladowcze 11 (fig. 1) sluzace do poda¬ wania surowca fosforanowego do dyfuzora 3. W pokrywe 11 wmontowany jest króciec 13 sluzacy do podawania kwasów siarkowego i obiegowego fosforowego do pojemnika 1, króciec 14 sluzacy do so odprowadzenia produktów reakcji w postaci gazo¬ wej z pojemnika 1, skladajacy sie z zasysajacych powietrze tulejek 15, zakonczenia których znajdu¬ ja sie pod powstajaca przy obrocie walu pednio- wego 4 wypukla powierzchnia 16, wchodzacej w *» reakcje pulpy. Reaktor wyposazony jest takze w pompe 17, sluzaca do odprowadzania wchodzacej w reakcje pulpy z pojemnika 1.

Reaktor do otrzymywania kwasu fosforowego metoda mokra pracuje w sposób nastepujacy: Su- rowiec fosforanowy w postaci sproszkowanej do¬ staje sie do dyfuzora 3 poprzez zaladowcze urza¬ dzenia 12, gdzie przy pomocy smiglowego mieszad¬ la 2 miesza sie szybko z pulpa wchodzaca w re¬ akcje. Poprzez króciec 13 wprowadza sie kwasy siarkowy i obiegowy fosforowy do pojemnika 1 i przy pomocy turbin 5 sa one rozprowadzane szybko i równomiernie w objetosci reaktora, w którym zachodzi proces rozkladu surowca fosfo¬ ranowego i krystalizacji siarczanu wapniowego. 4t Pod pokrywa 11 utrzymywana jest nieduza szcze¬ lina sluzaca do wyssania gazów zabierajacych flu¬ or, które powstaja w czasie reakcji oraz do wes- sania powietrza z zewnatrz w celu ochlodzenia pulpy wchodzacej w reakcje. W czasie pracy tur- 45 binowych, peryferyjnych urzadzen mieszajacych poprzez dysze 6 dokonuje sie zasysanie wchodzacej w reakcje pulpy z objetosci w której zachodzi reakcja i wyrzucanie jej w przestrzen gazowa po¬ jemnika 1 ponad poziomem pulpy w postaci wy- 50 puklej powierzchni 16 na skutek czego powieksza sie powierzchnia odparowania. Wprowadzenie stru¬ mienia powietrza przez zasysajace tulejki 15 po¬ woduje odprowadzenie ciepla reakcji i pozwala na zwiekszenie lustra wlasciwego odparowania w na- 55 czyniu reakcyjnym okolo 3- krotnie, poniewaz stru¬ mien powietrza przechodzi przez kropelki rozpylo¬ nej pulpy co pozwala na znaczna intensyfikacje odprowadzania ciepla z pulpy przy stalej wymia¬ nie powietrza. Przy przeróbce rud fosforanowych io zawierajacych weglany magnezowe i wapniowe dy¬ sza 6 spelnia role srodka gaszacego piane. Rozbicie piany powstajacej przy kwasowym rozkladzie we¬ glanów nastepuje na skutek uderzania obracajace] sie powierzchni wypuklej 16 rozpylonej pulpy o ¦j powierzchnie piany. Odprowadzenie z pojemnika100133 1 pulpy wchodzacej w reakcje dokonuje sie za pomoca pompy 17.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Reaktor do otrzymywania kwasu fosforowego metoda mokra skladajacy sie z pionowego pojem¬ nika w ksztalcie walca z pokrywa i z umieszczo¬ nego wewnatrz pojemnika smiglowego mieszadla zakonczonego dyfuzorem oraz z urzadzen miesza¬ jacych, osadzonych na pionowo usytuowanych wa¬ lach pedniowych, a takze z urzadzenia zaladowcze¬ go, podajacego surowiec fosforanowy do dyfuzora i urzadzen sluzacych do podawania do pojemnika kwasów siarkowego i obiegowego fosforowego oraz z urzadzen, sluzacych do odprowadzania z pojem¬ nika wchodzacej w reakcje pulpy i produktów re¬ akcji w postaci gazowej, znamienny tym, ze kazde z urzadzen mieszajacych wyposazone jest w przy¬ rzad rozpylajacy w postaci pierscieniowej, stozko- ¦ wej dyszy (6) zwezajacej sie ku dolowi, zamoco¬ wanej na wale pednym (4), na pozadanym pozio¬ mie (7) pulpy w pojemniku (1), w taki sposób, ze spód dyszy (6) znajduje sie ponizej poziomu wcho¬ dzacej w reakcje pulpy (7) w pojemniku (1), a 10 wierzch dyszy — ponad tym poziomem (7), w celu utworzenia wypuklej powierzchni (16), która two¬ rzy rozpylana pulpa wchodzaca w reakcje.

2. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jest wyposazony w tulejke (15) doprowadzajaca po- 15 wietrze której zakonczenie znajduje sie pod wy¬ pukla powierzchnia (16), która tworzy rozpylana pulpa wchodzaca w reakcje.100 133 mi FIB.2 C3HLIHD r/B.3 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18