Реактор для получения экстракционной фосфорной кислоты

 

Изобретение относится к конструкции реакторов для получения экстракционной фосфорной кислоты и позволяет повысить производительность и снизить удельные энергозатраты. Реактор содержит корпус, цилиндрическую загрузочную секцию и периферийные секции циркуляции и выгрузки, разделенные перегородками с расположенными в них цилиндрическими стенками с осевыми мешалками, вакуум-испаритель затопленного типа, патрубки ввода исходных компонентов, реакционных газов и патрубок отвода пульпы с переливом, причем корпус вакуум-испарителя расположен коаксиально над загрузочной секцией, при этом нижний его срез образует зазор с поперечной перегородкой и загрузочной секцией, отношение площадей которых составляет 0,9-1,2, а центральная загрузочная секция установлена с зазором к днищу цилиндрического корпуса, величина которого составляет 0,5-1,5 диаметра загрузочной секции. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) 0!) (51)5 В 01 J !9/!8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4423907/31-26 (22) 10,05.88 (46) 15.03.90. Бюл. ¹ 10 (71) Ярославский политехнический институт (72) В. А. Раков, В. Н. Сидоров, А. И. Зайцев, С. И. Петров, M. К. Булычев и 10. Б. Алейников (53) 66.023(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 184806, кл. 12С.1, 1965.

Авторское свидетельство СССР № 1017672, кл. С 01 В 25/225, 1981. (54) РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАК11ИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

/ (57) Изобретение относится к конструк» ции реакторов для получения экстракционной фосфорной кислоты и позволяет повысить производительность и снизить удельные энергозатраты, Реактор со.!

Изобретение относится к конструкции реакторов для проведения тепломассообменных процессов и предназначено для получения экстракционной фосфорной кислоты.

Целью изобретения является повышение производительности и снижение удельных энергозатрат, На,фиг. 1 схематично изображен реактор, общий вид, продольный разрез;. на фиг. 2 — данные по энергозатратам; на фиг. 3 — данные по производительности; на фиг. 4 — данные по энергозатратам.

Реактор содержит вертикальный ци линдрический корпус 1, центральную

2 держит корпус, цилиндрическую загру зочную секцию и периферииные секции циркуляции и выгрузки, разделенные перегородками с расположенными в них цилиндрическими стенками с осевыми мешалками, вакуум-испаритель затопленного типа, патрубки ввода исходных компонентов, реакционных газов и патрубок отвода пульпы с переливом, причем корпус вакуум †испарите расположен коаксиально над загрузочной секцией, при этом нижний его срез образует зазор с поперечной перегородкой и загрузочной секцией, отношение площадей которых составляет 0,9-1,2, а центральная загрузочная секция С2 установлена с зазором к днищу цилиндф рического корпуса, величина которого составляет 0,5-1,5 диаметра загрузочной секции. 4 ил. цилиндрическую загрузочную секцию 2 и периферийные секции циркуляции 3 и выгрузки 4, разделенные размещен.ной ниже уровня пульпы поперечной перегородкой 5 с установленными в ней цилиндрическими стаканами 6 с осевыми мешалками 7, перпендикулярI ными последней (5), приводы перемешиваюших устройств 8, расположенные на крьппке 9 корпуса 1, вакуум-испаритель 10 затопленного типа, патрубки ввода исходных компонентов 11 и ,отвода пульпы 12 с переливом 13 и патрубок 14 реакционных газов.

Реактор работает следующим образом.

1549580

При подключении вакуум-испарителя к вакуумной системе через патрубок 14 равенство уровней пульпы в вакуумиспарителе 10 и секции 4 выгрузки на5 рушается, Включаются осевые мешалки 7. Да-. лее фосфорное сырье в виде пульпы подается в загрузочную секцию 2 по латрубку 11 ввода исходных компонентов, 10 движется вниз и попадает в секцию 3 циркуляции через зазор, образованный нижним срезом загрузочной секции

2 и днищем корпуса 1. Затем пульпа увлекается потоком и поступает через 15 цилиндрические стаканы 6 посредством осевых мешалок 7 в секцию 4 выгрузки.

Часть пульпы, через патрубок I? отвода пульпы поступает в перелив 13 а основная часть поступает через вакуум-испаритель 10 опять в загрузочную секцию 2, тем самым осуществляется процесс циркуляции пульпы.

Данный реактор позволяет снизить количество мелких кристаллов сульфата 25 кальция, что достигается уменьшением температурного градиента в вакуум-испарителе и увеличением кратности циркуляции пульпы в реакторе. А увеличение кратности циркуляции через систе- 30 му охлаждения, — вакуум-испаритель решается путем создания центробежных выносимых перемешиваюших устройств . высокой производительности. Уменьшение температурного градиента стало возможным за счет высокой скорости прохождения пульпы вакуум-испарителя — высокой кратности циркуляции пульпы через систему охлаждения, что позволило вводить серную кислоту не- 40 посредственно в контур охлаждения для обеспечения оптимальных концентрационных условий, т.е. ее хорошего разбавления, которое дает дополнительное выделение тепла и повышает 45 производительность циркуляционного контура.

Предлагаемый в данной конструкции реактора способ циркуляции пульпы с охлаждением через вакуум-испаритель с высокой кратностью (30-35) позволяет принципиально пересмотреть вопрос удельных расходов электроэнергии на перемешивание реакционной пульпы.

За счет испарения влаги над пониженным вакуумом посредством многократной циркуляции пульпы при минимальном градиенте температур ye (2,5-2) C создаются благоприятные условия роста кристаллов фосфогипса.

Как показывает график фиг. 2, в пределах предлагаемого отношения 0 51,5 энергозатраты на переменивание и циркуляцию пульпы минимальны, что является экономичным условием для работы реактора.

При увеличении этого соотношения более 1,5 процесс разложения фосфата рециркулируемой пульпой удлиняется во времени, что ведет к получению гипса в виде тонких игл.

При уменьшении этого соотношения менее 0,5 время процесса разложения фосфата также удлиняется, но не влияет на качество получаемых кристаллов сульфата. кальция, а энергозатраты увеличиваются значительно.

Как видно из графика фиг. 3, в пределах предлагаемого соотношения плошадей 0,9-1,2 производительность экстрактора максимальна, а это также является оптимальным условием для работы реактора.

Предлагаемая конструкция реактора с соотношением заявляемых параметров позволяет значительно повысить производительность реакторов и одновременно снизить энергозатраты на перемешивание пульпы.

Как видно из графика фиг. 4. энергозатраты в предлагаемом реакторе будут значительно ниже, чем в реакторепрототипе такой же мощности примерно в 2-2,5 раза.

Для достижения положительного эффекта каждый из заявляемых признаков необходим и достаточен.

Снабжение реактора поперечной перегородкой с установленными в ней цилиндрическими стаканами с осевыми мешалками, перпендикулярными последней, позволяет пропускать пульпу только через перемешиваюшее устройство при ее циркуляции, что вызывает улучшение качества конечного продукта и ликвидацию попадания непрореагированного материала в секцию выгрузки на фильтрацию.

Отделение загрузочной секции от днища корпуса. позволяет изменить направление циркуляции пульпы, что значительно сокращает энергозатраты на перемешивание пульпы.

Выбор отношения зазора между нижним срезом загрузочной секции и днищем корпуса 0,5-1,5 позволяет со1549580 кратить энергоэатраты на циркуляцию пульпы в данном объеме до минимума °

Расположение корпуса вакуум-испарителя коаксиально загрузочной секции и заглубленного под уровень пульпы с зазором с поперечной перегородкой и загрузочной секцией позволяет уменьо шить градиент температур до (2,5-2) С и, следовательно, создать благоприятные условия для роста кристаллов фосфогипса.

Отношение площадей зазоров между нижним срезом корпуса вакуум-испарителя и поперечной перегородкой и загрузочной секцией 0,9-1,2 позволяет значительно увеличить пропускную способность реактора без ухудшения конечного продукта °

СнабЖение патрубка отвода пульпы переливом позволяет обеспечить поддержание уровня пульпы над поверхностью поперечной перегородки на определенной высоте, определяемой сопротивлением столба жидкости, необходимого для циркуляции реакционной массы через вакуум-испаритель. Надежность работы реактора возрастает. формула изобретения

Реактор для получения экстракцион5 ной фосфорной кислоты, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, центральную цилиндрическую загрузочную секцию и периферийные секции циркуляции и выгрузки, разделенные пере10 городками с расположенными в них цилиндрическими стенками с осевыми мешалками, вакуум-испаритель затопленного типа, патрубок ввода исходных компонентов, отвода пульпы с перели15 вом и реакционных газов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения удельных энергозатрат, корпус вакуум-испарителя расположен коакси20 ально над загрузочной секцией, при этом нижний его срез образует зазор с поперечной перегородкой и загрузочной секцией, отношение плошадей которых составляет 0,9-1,2, а центральная

25 загрузочная секция установлена с зазором к днищу цилиндрического корпуса, величина которого составляет 0,51,5 диаметра загрузочной секции.

1549580.05

f,0 григ, д

mvn

8666 16666 Фь| 4

Составитель А. Телесницкий

Редактор M. Бандура Техред А..Кравчук Корректор О. Кравпова

Зака з 227 Тираж 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по йзобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент.", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101