Реактор

 

Изобретение касается реакторов для получения экстракционной фосфорной кислоты путем повышения эффективности работы за счет улучшения условий разложения и кристаллообразования. Реактор содержит корпус, разделенный на секции перегородками, в каждой из которых расположены мешалки и вакуум-испаритель, установленный в верхней части корпуса. В вакуум-испарителе затопленного типа установлена вертикальная перегородка, которая делит его на секции, причем в каждой из этих секций смонтированы входные и выходные патрубки, погруженные в одну и в различные секции корпуса. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) Б В 01J 19 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4442317/23-26 (22) 17.06.88 (46) 15.02.90. Бюл. № 6 (71) Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. проф. Я. В. Самойлова (72) М. К. Булычев и В. А. Раков (53) 66.023 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1333181, кл. В 01,3 19/18, 1987.

Патент США № 4188366, кл. В 01 J 19/18, 1980.

Изобретение относится к оборудованию, применяемому для получения экстракционной фосфорной кислоты на стадии разложения фосфата и кристаллизации сульфата кальция с использованием вакуумного способа охлаждения реакционной пульпы, и может также использоваться в других процессах, в которых выделяется избыточное тепло химических реакций.

Цель изобретения — повышение эффективности работы за счет улучшения условий разложения и кристаллообразования.

На фиг. 1 показан реактор, поперечный разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Реактор состоит из корпуса 1 с крышкой 2, внутренний объем которого разделен на секции (1, II, 111, IY) перегородками

3. В секциях расположены мешалки 4. В верхней части корпуса установлен вакуумиспаритель 5 затопленного типа. В вакуумиспарителе смонтирована вертикальная перегородка 6, которая делит его на секции а и б. Причем в каждой из секций а и б размещены входные и выходные патрубки

„„SU „„1542610 А 1 (54) РЕАКТОР (57) Изобретение касается реакторов для получения экстракционной фосфорной кислоты путем повышения эффективности работы за счет улучшения условий разложения и кристаллообразования. Реактор содержит корпус, разделенный на секции перегородками, в каждой из которых расположены мешалки и вакуум-испаритель, установленный в верхней части корпуса. В вакуум-испарителе затопленного типа установлена вертикальная перегородка, которая делит его на секции, причем в каждой из этих секций смонтированы входные и выходные патрубки, погруженные в одну и в различные секции корпуса. 2 ил. для пульпы, соответственно для секции а7 и 8, для секции б — 9 и 10. Эти патрубки погружены под уровень пульпы в сек- 2 циях реактора: входные патрубки 7 и 9 — вь в одну секцию 111, а выходные патрубки (д

8 и 10 — в различные секции 1 и IY.

В одной из перегородок 3, в специальной шахте с входным и выходным окнами для пульпы размещен циркулятор 11 пуль- (В пы. В крышке 2 в секциях 1 и 111 располо- а жены патрубки для ввода реагентов 12 и

13 и вывода продуктов 14 реакции — в секциях 111 и IY. В секции IY размещено устройство 15 для вывода продукционной пульпы на фильтрацию.

Реактор работает следующим образом.

Исходные реагенты: фосфат, серная кис- ) лота и раствор разбавления поступают в корпус 1, в секции 1 и 11, ограниченные перегородками 3 и крышкой 2, через патрубки 12 и 13. Мешалки 4 размешивают реагенты в секциях. При этом начинается реакция разложения фосфата смесью серной и фосфорной кислот, а также кристаллиза1542610 ции из раствора сульфата кальция. При этом выделяется избыточное тепло реакции.

Для интенсифика ции процессов разложения и кристаллообразования осуществляется интенсивная рециркуляция реакционной йульпы в зоне разложения реактора (секции 1, 11, 111) с помощью циркулятора 1! через вакуум-испаритель 5. Реакционная пульпа из секции 1 через переток в перегородке 3 перетекает в секцию 11 и далее циркулятором 11 нагнетается в секцию

111.

В секции 111 создается небольшой перепад уровня пульпы по сравнению с секцией 1, что позволяет пульпе через патрубки 7 и 8, секцию а вакуум-испарителя перетекать через вакуум-испаритель как через сифон, вскипая в нем и отдавая тем самым пар и тепло, т. е. снимать избыточное тепло реакции.

Вакуум-испаритель 5 по газовому тракту подключен к вакуумной системе абсорбции фторгазов и конденсации пара, которая создает заданную величину разряжения в нем, регулируя теплосъем. Продукционная часть пульпы перетекает из секции 111 в секцию IY через патрубки 9 и 10 и секцию б в вакуум-испарителе, ограниченную перегородкой 6. При этом пульпа захолаживается в секции IY реактора, в которой про исходит ее «дозревание», т. е. доращивание кристаллов сульфата кальция и снятие остаточного пересыщения раствора по СаО.

Последнее обстоятельство становится возможным благодаря захолаживанию продукционной части пульпы в секции б вакуумиспарителя. Это приводит к снижению степени за роста ния фильтра ционного оборудования и увеличению срока его службы из-за снижения коррозионных свойств пульпы, обусловленного понижением ее температуры.

Выделяющиеся в газовый объем реактора фторгазы выводятся из-под крышки 2 через патрубок 14 в санитарную систему абсорбции. Продукционная часть пульпы выводится устройством 15 на фильтрацию.

Следует отметить, что потоки реакционной пульпы, рециркулируемые в зоне разложения и секции а вакуум-испарителя, а также из секции III в секцию IY и в секции б вакуум-испарителя, резко отличаются по величине. Их соотношение, соответственно, примерно равно (40 — 10):l. Это обстоятельство позволяет неравномерно снимать тепло из этих потоков пульпы: градиент температур пульпы, проходящей в секции а, составляет от 0,1 до 3 С, а в секции б— от 5 до ЗО С.

Поперечные сечения секций в вакуумиспарителе берут пропорционально величинам теплосъема из пульпы зон разложения и дозревания реактора по зависимости

Р Я

F2 Q2

10 где Fi u Qi — плоц адь поперечного сечения секции а и количество тепла, снимаемое в зоне разложения реактора;

F2 и Q2 — соответственно для секции б зоны дозревания реактора.

15 Для процессов получения ЭФК соотношение F .F> обычно составляет величину (5—

15): !. Для зоны разложения важно отсутствие локальных температурных и концентрационных зон в пульпе, благоприятно сказывающееся на степени извлечения Р205 из фосфата и на получении однородных кристаллов сульфата кальция.

Для зоны «дозревания» важно обеспечение заданной степени захолаживания пульпы с целью снятия остаточного пересыще25 ния раствора СаО. Оба эти условия соблюдаются благодаря предлагаемой конструкции реактора, что позволяет повысить эффективность его работы за счет улучшения условия разложения и кристаллообразования. Это характерно для современных двухтемпературных процессов получения ЭФК, в которых в зоне разложения реактора поддерживается температура пульпы 90 — 100 С, а в зоне дозревания — 75 — 80 С.

Формула изобретения

Реактор, содержащий корпус, разделенный на секции перегородками, в каждой из которых расположены мешалки, и установ40 ленный,в верхней части корпуса вакуумиспаритель затопленного типа с входным и выходным патрубсами, размещенными под уровнем реакционной пульпы в соседних секциях, и устройством для циркуляции реакционной пульпы; отличающийся тем, что, 45 с целью повышения эффективности работы за счет улучшения условий разложения и кристаллообразования, вакуум-испаритель снабжен вертикалвной перегородкой, образующей камеры, в каждой из которых установлены входные и выходные патрубки, при этом входные патрубки размещены в одной секции, а выходные — в разных секциях корпуса реактора.

К &куем

Фиг. 1

Составите1ь A. Телесиицкий

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 367 Тираж 413 Подписное

ВНИИПИ 1 осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, уд. Гагарина, 101