PL85174B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania stalych zanieczyszczen w urzadzeniach do produkcji kwasu fosforowego, a w szczególnosci oczyszczania ukladów wyparnych do zatezenia kwasu fosforowego.Podczas otrzymywania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego z fosforytu lub apatytu w zaleznosci od metody produkcji, otrzymuje sie kwas fosforowy o stezeniu okolo 30%. Kwas ten ppsiada szereg rozpuszczonych soli, jak na przyklad CaS04#2H20, Na2SiF6 i innych. Ponadto równiez, posiada on czasem drobna zawiesine tzw. fosfoaipsu pochodzacego z niedokladnej filtracji lub tez z czesciowej krystalizacji soli rozpuszczonych. Celem uzyskania kwasu fosforowego o stezeniu 40% lub wyzszym, kwas 30% zateza sie w wyparkach.W przypadku wyparki pracujacej pod zmniejszonym cisnieniem wymiennik ciepla wykonany jest zwykle z tworzywa weglowego, a sama wyparka ze stali wygumowanej. Osady juz znajdujace sie w kwasie idacym do wyparki oraz wypadajace w czasie zatezania kwasu gromadza sie na sciankach wymiennika ciepla, wyparki i przewodów rurowych w postaci twardych aglomeratów. Utrudniaja one przenoszenie ciepla, blokuja przewody wymiennika ciepla i czasem prowadza nawet do jego uszkodzenia. Powstajace osady w duzej mierze sa uzalez¬ nione od skladu surowca wyjsciowego, a ich glównymi skladnikami sa na ogól krzemiany, siarczany i fosforany wypniowe oraz zwiazki tytanowe.Dotychczasowy sposób zapobiegania tym osadom polegal na sedymentacji kwasu idacego do wyparki, czesto po zmieszaniu z kwasem zatezonym i oddzieleniu duzej czesci osadów. Sposób taki przedstawiono w opi¬ sie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3528771. Polega on na kilkukrotnym sedymentowaniu i filtracji wytracajacych sie osadów oraz cyrkulacji kwasu wstepnie zatezonego i oddzielonego od stalych za¬ nieczyszczen. Jakkolwiek czas narastania osadów przy zastosowaniu wspomnianej metody ulega zwolnieniu, jednakze niekorzystny ten proces w dalszym ciagu istnieje. Ponadto powszechnie stosuje sie przemywanie urza¬ dzen do produkcji kwasu fosforowego za pomoca wody w wyzszej temperaturze, na przyklad w 80°C, niekiedy z dodatkiem sody. Przemywanie to jest dlugotrwale i nie daje oczekiwanych rezultatów. Uzycie mocnych alkalii wyzej stezonych, wplywa niekorzystnie na tworzywo aparatury, a w szczególnosci na wykladziny gumowe.2 85 174 Wedlug patentu Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3651868 dotyczacego usuwania tylko i wylacznie gipsu z powierzchni urzadzen grzejnych, oczyszczanie polega na cisnieniowym dzialaniu w czasie okolo 24 go¬ dzin, 20% roztworem amoniaku w mieszaninie z dwutlenkiem wegla, powodujac przemiane gipsu w weglan wapniowy i siarczan amonowy, które to zwiazki sa nastepnie traktowane wodnym lozlworem kwasu solnego, celem ich rozpuszczenia.Powszechne mniemanie, ze silne alkalia dzialaja w znaczniejszym stopniu od roztworów slabo alkalicznych powodowalo zapewne, ze po zastosowaniu nawet stezonych mocnych roztworów zasadowych i braku oczeki¬ wanych .wyników, niezwrócono sie w kierunku wykorzystania slabo alkalicznych roztworów. Nieoczekiwanie stwierdzono, ze bardzo skutecznym sposobem usuwajacym zupelnie te osady ze scianek urzadzen produkujacych kwas fosforowy jest ich przemywanie rozcienczonym wodnym roztworem amoniaku. Dzialanie to jest do teeo stopnia zadowalajace, ze nawet najbardziej zestalone i stwardniale warstwy ossdu znajdujace sie w mikach wymiennika ciepla i wyparki kwasu fosforowego ulegaja rozluznieniu i wyplukaniu. Stezenie roztworu amonia¬ ku uzaleznione jest.od ilosci osadów wypadajacych z kwasu fosforowego oraz od czestotliwosci mycia. Przy dluzszej pracy wyparki celowe jest zastosowanie wyzszego stezenia roztworu amoniaku, nie przekracza ono jednak z reguly 5%. Przy takim stezeniu nawet zablokowane przewody wymiennika ulegaja szybkiemu oczysz¬ czeniu. Temperatura plukania nie musi przekraczac 50°C aczkolwiek nie znaczy, ze nie moze byc wyzsza W^jsrzypadku czestego mycia oraz cienkiej warstwy osadu na sciankach wyparki, stezenie amoniakalnego roztworu moze byc bardzo male, okreslane w skali pH jako pH=9. Oczywiscie wyzsze pH roztwom przyspiesza znacznie operacje oczyszczania wymiennika. Zanalizowany osad wykazal nastepujace zawartosci skladników: CaO - 19,2%, Si02 - 7,8%, F- - 2,8%, SO2- - 18,8%, Ti2+ - 10-12%, P205 - 20%. W wyniku plukania roztworem amoniaku, nastepuje rozluznienie i uplynnienie osadów silnie przytwierdzonych do scianek urza¬ dzenia. Latwo zachodzacy proces trawienia osadów zachodzi szczególnie wówczas, kiedy do produkcji kwasu fosforowego stosuje sie surowiec apatytowy zawierajacy zwiazki tytanowe, kumulujace sie nastepnie na po¬ wierzchniach grzejnych aparatury. Róznice w skladzie powstajacego osadu w zaleznosci od materialu fosforo- nosnego przedstawiono w zalaczonej tabeli, z czego wynika, ze nawet niewielka zawartosc tytanu w osadzie daje znaczny procent fosforanu tytanylu. Reakcja trawienia polega wylacznie na przeprowadzeniu fosforanu tytanylu w wodorotlenek tytanu Ti(OH)4. Zwiazek ten zajmuje wieksza objetosc niz fosforan tytanylu i dla¬ tego nastepuje rozluznienie struktury osadu, jego pekanie, rozsypywanie i usuniecie w postaci zawiesiny wraz z ciecza trawiaca. Rozpuszczanie skladników jest uboczna funkcja trawienia i zachodzi glównie na skutek neutra¬ lizacji amoniakiem kwasu fosforowego, znajdujacego sie w osadzie w niewielkiej ilosci, wynoszacej 5—10%.W wyniku neutralizacji otrzymuje sie fosforany amonowe rozpuszczalne w wodzie : roztworze trawiacym.Zhydrolizowane osady, po czesciowym rozpuszczeniu, w przewazajacej czesci sa unoszone w postaci drobnej zawiesiny i odprowadzane wraz z ciecza na zewnatrz wyparki. Zuzyty roztwór amoniakalny po jego odszlamo- waniu i uzupelnieniu amoniakiem, mozna ponownie zawracac do cyklu myjacego.Sposób wedlug wynalazku znacznie polepsza warunki przenoszenia ciepla oraz zabezpiecza w sposób radykalny przed uszkodzeniem wymienników ciepla na skutek ich pekania po zarosnieciu osadem. Roztwór amoniakalny o tak niskim stezeniu, nie przedstawia zadnych problemów korozyjnych. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób czyszczenia z osadów wymiennika ciepla oraz wyparki kwasu fosforowego, znamienny tym, ze osady zawierajace takze zwiazki tytanowe traktuje sie wodnym roztworem amoniaku o pH nie mniej¬ szym od 9.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zuzyty roztwór amoniakalny, po odszlamowaniu, zawraca sie do kolejnego plukania wyparki, po uprzednim doprowadzeniu roztwom do pH co najmniej 9.O ¦° "2 * 5 c y E 0) "o lad .* it % Z , o 00 -O .91 5 ^ i: raU _3 8 ' * I p 2 i o O. CM co. O O) 8. O GO. CM (O O 15 co «£ ^p I If) ag -"o ID CO I " 4* 00 " O 4^LL ~W CO 5 < Z * U Q O Q CM i 1 co 8 "i co ca o o* CN ca O CO o CO 3,0 o ca CM £ tych ipaty a ni H zar cie O (Q $ .-* O C czesci ymieni N £ 5 itora c 3das 4i (D- g dolnej N ipatyt) jg 0) 2 tych a" .2-6 osn lory m u. o to Z * o c czesci ymien N S c\ O) co ca CO co co ci CM cl 3 0 : o o PL