Способ извлечения фосфора из отходящих газов печей производства фосфора
Изобретение относится к технологии получения желтого фосфора электротермическим способом в электропечах и позволяет снизить потери фосфора. Способ заключается в том, что печной газ, полученный при электровозгонке фосфора из агломерированного фосфатного сырья и выходящий с температурой 220°С, подвергают очистке в электрофильтре. Затем очищенный газ направляют в конденсатор, в котором происходит конденсация фосфора. Пыль, уловленную в электрофильтре, сбрасывают в бак коттрельного молока через патрубок-пылеход диаметром 400 мм. В нижнюю часть патрубка-пылехода и в зону электрофильтра над патрубком-пылеходом подают предварительно нагретый до 300°С инертный газ - азот. Удельные расходы инертного газа, подаваемого в эти зоны, соответственно составляют 3,8 и 3,0 м 3 на 1 м 2 площади поперечного сечения поля электрофильтра. Выход готового продукта 72,0 кг/ч содержание желтого фосфора в коттрельном молоке 0,0035% содержание красных модификаций фосфора в коттрельном молоке 0,08% фосфил в газе над поверхностью коттрельного молока в баке и в патрубке-пылеходе отсутствует. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4268092/23-26 (22) 26.06.87 (46) 07.09.90. Бюл. М 33 (71) Волжский филиал Ленинградского государственного научно-исследовательского и проектного института основной химической промышленности (72) Н.Д.Афанасьев, Г.В,Мигутин, А,В,Владыкин, Л,С.Гребенникова и E,Ñ.Áàñêàêîâ (53) 661,631 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 1087156, кл. С 01 В 25/01, 1982. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФОСФОРА ИЗ
ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ПЕЧЕЙ ПРОИЗВОДСТВА ФОСФОРА (57) Изобретение относится к технологии получения желтого фосфора электротврмическим способом в электропечах и позволяет снизить потери фосфора. Способ заключается в том, что печной газ, полученный при электровозгонке фосфора из аглоИзобретение относится к технологии получения фосфора электротермическим методом, используемого для производства термической фосфорной кислоты.
Цель изобретения — снижение потерь фосфора.
Пример, Печной газ, полученный при электровозгонке фосфора из агломерированного фосфатного сырья и выходящий с температурой 220 С, подвергают очистке в электрофильтре с площадью поперечного сечения поля 6 м . Затем очищенный газ
2 направляют в конденсатор, в котором происходит конденсация фосфора. Пыль, уловленную в электрофил ьтре, сбрасывают в бак коттрельного молока через патрубок-пылеisi>s С 01 В 25/027, В 01 D 35/06 мерированного фосфатного сырья и выходящий с температурой 220 С, подвергают очистке в электрофильтре. Затем очищенный газ направляют в конденсатор, в котором происходит конденсация фосфора. Пыль, уловленную в электрофильтре, сбрасывают в бак коттрельного молока через патрубокпылеход диаметром 400 мм. В нижнюю часть патрубка-пылехода и в зону электрофильтра над патрубком-пылеходом подают предварительно нагретый до 300 С инертный газ — азот. Удельные расходы инертного газа, подаваемого в эти зоны, соответственно составляют 3,8 и 3,0 м на 1 м площади
3 2 поперечного сечения поля электрофильтра.
Выход готового продукта 72,0 кг/ч; содержание желтого фосфора в коттрельном молоке 0,0035%; содержание красных модификаций фосфора в коттрельном молоке 0,087; фосфил в газе над поверхностью коттрельного молока в баке и в патрубке-пылеходе отсутствует. 1 табл, ход диаметром 400 мм. В нижнюю часть патрубка-пылехода и зону электрофильтра над патрубком-пылеходом подают предварительно нагретый до температуры 300 С инертный газ — азот. Удельные расходы инерного газа, подаваемые в эти зоны, соответственно составляют 3,8 и 3,0 м на 1 м площади поперечного сечения поля элект- д рофил ьтра.
Выход готового продукта — 72,0 кг/ч; содержание желтого фосфора в коттрельном молоке — 0,0035 ; содержание красных модификаций фосфора в коттрельном молоке — 0,08ь. Фосфин в газе над поверхностью коттрельного молока в баке и в патрубке-пылеходе отсутствует.
1590434
В таблице представлены сравнительные данные известного способа и зависимость показателей процесса от его режимов.
При значениях параметров процесса в предлагаемых интервалах потери фосфора минимальны, образующееся коттрельное молоко обладает значительно меньшей токсичностью, чем sизвестном способе,,из-.за малого присутствия в нем красных модификаций фосфора и желтого фосфора. Кроме того, в предлагаемом способе выше выход готового продукта и отсутствует фосфинообразование.
Образование красных модификаций фосфора в основном происходит в нижней зоне злектрофильтра, Предположительный механизм юх образования следующий. Частицы пыли адсорбируют на своей поверхности и в порах фосфор из газов, Причем адсорбция происходит как при наличии конденсации, так и без нее, Скорость адсорбции и количество адсорбированного фосфора зависят от многих факторов, например. адсорбционной активности материала (пыли), температуры, концентрации фосфора в фосфорсодержащем газе и т.д, При высоких температурах адсорбция фосфора не происходит, даже наоборот, адсорбируемый при низких температурах фосфор десорбируется при высоких температурах.
С повышением концентрации фосфора в газах, естественно, количество адсорбируемого фосфора возрастает. Фосфор, содержащийся в газах, является самым тяжелым компонентом. Так, например, его молекулярный вес почти в 4 раза выше, чем окиси углерода — самого представительного компонента, присутствующего в фосфорсодержащем газе (содержание окиси углерода составляет около 80 g, Из-за этого концентрация фосфора в фосфорсодержащем газе в нижней зоне злектрофильтра несравнимо выше, чем в средней и тем более в верхней его зонах. Если еще учесть, что нижняя зона электрофильтра в определенной степени является застойной, т.е, время контакта фосфорсодержащего газа с пылью выше, чем в других зонах, там создаются условия для адсорбции фосфора пылью, Подача инертного газа только в патрубок-пылеход в любом количестве и температуре не позволяет достичь поставленную цель (примеры
16, 17 и 20). Не приводит к поставленной цели и подача инертного газа только в нижнюю зону электрофильтра (примеры 18 и
19), . При отклонении параметров процесса от заявленных значений происходит ухуд5
40 шение конечных результатов и поставленная цель не достигается, При подаче инертного газа в количествах ниже нижнего значения заявленных интервалов снижение количества красных модификаций фосфора в коттрельном молоке происходит недостаточно и поэтому в баке над поверхностью коттрельного молока появляется фосфин. Подача же инертного газа в количествах выше верхнего значения заявленных интервалов ведет к уносу уловленной пыли и попаданию ее в систему конденсации, поэтому в сконденсировавшемся фосфоре присутствует большое количество шлама.
Из-за потерь фосфора на шлам, который является отходом, снижается выход готоовго продукта, Превышение температуры выше верхнего значения предлагаемого интервала ведет к образованию фосфина, Механизм образования фосфина в этом случае отличается от такового при попадании фосфора в коттрельное молоко, Его образование происходит за счет взаимодействия паров воды (поднимающихся из бака коттрельного молока по патрубку-пылеходу) с парами фосфора. Известно, что вообще реакция взаимодействия паров фосфора и воды начинается при высоких температурах, однако в каждом конкретном случае минимально необходимая температура зависит от многих факторов. В данном случае взаимодействие начинается при 350 С.
Внедрение предлагаемого способа без существенных капитальных и эксплуатационных затрат позволит сократить потери фосфора, повысить безопасность процесса и улучшить санитарное состояние в цехе производства желтого фосфора N3 термообработанного агломерированного фосфатного сырья.
Формула изобретения
Способ извлечения фосфора из отходящих газов печей производства фосфора, включающий очистку газов в злектрофильтре, удаление с днища электрофильтра через патрубок-пылеход уловленной пыли, подачу в патрубок-пылеход нагретого инертного газа с расходом 3,0-4,6 и на 1 м площади з г поперечного сечения поля электрофильтра и конденсацию фосфора из очищенных газов, отличающийся тем, что. с целью снижения потерь фосфора, инертный газ используют с температурой 260-340ОС и его дополнительно подают в нижнюю зону электрофильтра над патрубком-пылеходом с расходом 2,3-4,2 м на 1 м площади попе3 2 речного сечения поля электрофильтра.
1590434
О
Е х
Б
Z о а
11
Я
Щ
Е е
СГ лч
С Ъ =
О
О
Iа
Ф а.
О еО е
LA
-О
o o
Б
X. y
" О
Ф ы О
О
Z
S еп ос »
О. а»
О» С4
CD
Ъ«
«СЪ л
О.
CQ
Ф CD
1- 1
1- О о л» о
I- 1cD Ф
О О М-
I-D1- О
u u л л1. о
o o
1Ф л
Ф Ф о
go
„» Ilo
Ф
Щ Щ х
С1
CD
С
О
«) CQ
С
O х
Ф (» с
1 I I I I I
1 1 1 I 1
O O
OL
1 (С1
ООЩ х
О л
CCI Ф с(м ю сО О
«С» ФсО
О
О
О с и Я
Б
Ф
CQ
Щ с
О « ,О О, х а Ф с щ Б с с
Ф о х 1 д Ь«CQ
Ф
<. Ф
Z д
О О
Ф Ф
ОО
О с ,О O, x а Ф а щ Б
«С
Я д Y CQ
CD а
Щ Ф а л
Z Х
О О
Ф И оо л О
ZQ
CQ ЛО а. а
Ф Ф щ
М
CQ
ФЩО
I- а.
1 ID
CL
Е
C о
h4 A
Ф
CQ Ж а.
О Ф
Е ОО« и е О
О
Е
Ф О
К с а
CD
С »
u O
1 с;
a.
Ф щ
S O
< c
О х
Щ о а"
Б
1Т
Б «Q
CQ
Л L
С O с O
Щ
Я
Щ
О
О
Z Q.
1аг
cD
Б
О х о
CQ о
О с
Z
CD
Ф
О
О
О
Z т
Ф а
Ф с
О с
CQ
1Ф а
Б
О
Ф с
Щ а с с«ъ «О е со «О ««ъ е ««ъ «О с»ъ о со м «с» с»» О
ОО ClIО -О C3 О -ОСЧО -О«ЧУ
oîîîîîîîoooооооо " "
««Ъ О О О О, . В,СЪ С«Ъ,«Ъ ««Ъ „» ««Ъ „Ъ О а, ««Ъ ««Ъ о М о «"» î о С"» о С"Ъ М о ««Ъ О
О О О О О С.» О «-Ъ О «» О «» О О О О С-» «:»» СО
ООООО .О -О -О -О -ОО -oo о О o o О О o O ос о О О O o o O
1Ф л
Ф Ф
О u u u :т u u О O u u О «:» сс Ч л
О 1 О О О О О О О О О О О О С «С»»
Iо
o o o o o o сч л- o o «"ъ о» сч в о «г с ъ сч
С «СМ П«С «СМ СМ О» С 4 О» О С«Ъ О С«Ъ СО л- л- л л- л I- 1 л е л л- л- «О л- I e л e e сО сО сО с0 сО сО co co сО «:» e л- D o «О О» со
М С Ъ М М С » С Ъ «"Ъ М М С » С» С 3 L«» « Ъ СС CO .Ф о o o o oo n e ee eo o o.o с ъ О Л
С Ъ С » « Ъ W С » Р4 «» - СТ М М М С Ъ С 3 Ct С» CO о о о о о о с» о D з «О сч о ч e e e м м м м м м с » м м со л- е О Со Л Л D D
СЧ С «N N C4 СМ CV A СМ - СЧ - «Ъ Ol Ф bl Ф «» CP CP M CO М I«» CO Т Ч W W GO С Ъ :3 СЧ
СООЪСС ОЪСО«»Д ЛОЪСС С«Ъ«»С «»««ЪООСОО т» — — С «с» С1« а - а — ° СЯ с % о о о о о о о о о о о о î î о о о о о
oeeоаооooîîîo««ъе «».ч- «».e
« Ъ « Ъ С «СЧ М М С Ъ «"Ъ С » С Ъ С Ъ С Ъ М CV С Ъ С » С Ъ С Ъ С Ъ счмч.L«»«олcoa»o ppg g с pp и
О
О
Ф
3 о
Ф
Ф ф)
