Реактор для получения фосфорной кислоты

 

<, i) 457246

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.12.71 (21) 1724428/23-26 с присоединением заявки М (51) М. Кл.

В 01 J 19,100 (53) УДК 66.023(088.8) Опубликовано 30.07.82. Бюллетень г"е 28

Дата опубликования описания 30.07.82 по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. И. Брюнов, В. И. Журин, В. А. Зайцев, Б. Г. Зотов, И. В, Ильгисонис, Ю. И. Киприянов, A. Н. Колдашов, Г. А. Кунина, В. В. Мельников, В. А. Михии, И. И. Румянцев, М. К. Чистяков и И. К. Шмелев (71) Заявитель (54) РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к химической промышленности н может быть использовано в производстве фосфорной кислоты.

Известен реактор для получения фосфорной кислоты, содержащий по крайней мере одну цилиндрическую камеру с крышкой, центрально расположенную внутри нее пропеллерную мешалку с направляющим диффузором и размещенные по окружности периферийные перемешивающие устройства, каждое из которых снабжено турбинами, установленными в несколько ярусов.

Однако известный реактор имеет малую удельную поверхность испарения, что исключает возможность повышения его производительности из-за перегрева реакционной массы.

Цель изобретения — интенсифицировать процесс отвода тепла реакции.

Для этого предлагаемый реактор снабжен распыливающим приспособлением, выполненным в виде конусообразной втулки с вогнутой поверхностью, установленной па приводном валу каждого периферийного перемешивающего устройства над его верхней турбиной, и патрубкамп для подвода охлаждающего воздуха в зону распыла.

Распыливающее приспособление крепится па валу так, что нижняя его часть заглублепа в пульпу, а верхняя расположена над ней; патрубки для подвода охлаждаю.щего воздуха смонтированы в крышке камеры реактора так, что их нижние концы

5 находятся между зеркалом пульпы и верхней частью распыливающего приспособления.

На фиг. 1 показан предлагаемый реактор; на фиг. 2 — периферийное перемеши10 в ающее устройство.

Реактор содержит две соединенные между собой перетоком цилиндрические камеры 1 и 2, в которых расположены периферийные перемешивающие устройства 3 и

15 центральная пропеллерная мешалка 4. Периферийные перемешивающие устройства 3 выполнены из ярусов, из которых три нижних представляют собой турбины 5 — 7 открытого или закрытого типа разного диаметра. Диаметр турбин уменьшается сверху вниз по длине вала (т. е. диаметр турбин 5 больше диаметра турбин 6 и т. д.) для обеспечения более эффективного перемешивания, что способствует равномерно> му охлаждению реакционной массы.

Верхний ярус периферийных перемешпвающих устройств представляет собой распыливающее приспособление 8, изготовленное в виде конусообразной втулки с вогнутой поверхностью, нижний конец которой

457246

3 заглублен в пульпу, а верхний расположен пад ней.

8 крышке камер реактора смонтированы натрубки 9 для подачи воздушного потока, установленные так, что их нижние концы размещены между зеркалом пульпы и верхней частью распыливающего приспособления. Кроме того, на крышке расположены патрубки 10 для выхода воздуха.

Камера 2 дополнительно снабжена насосами 11 и штуцером 12.

Реактор работает следующим образом.

Серная и оборотная фосфорная кислоты вводятся в периферийную часть реактора, а фосфатное сырье при помощи центральнои пропеллерной мешалки 4 — под слой реакционной пульпы. Реагенты равномерно распределяются в течение короткого промежутка времени при помощи периферийных турбинных перемешивающих устройств

3 по всему сечению камеры 1, в которой в основном происходит процесс разложения сырья, 11осле разложения пульпа через переток попадает в камеру 2, где осуществляется снятие перенасыщения жидкой фазы пульпы по сульфату кальция и кристаллизация сульфата кальция на кристаллической подушке, образованной в первом сосуде, что исключает получение мелких кристаллов сульфата кальция.

Установка на периферийных перемешивающих устройствах 3 трех нижних ярусов — туроин 5 — 7 открытого или закрытого типа разного диаметра — позволяет производить в объеме реактора за счет разной интенсивности перемешивания сепарацию частиц по крупности по высоте реактора, т. е. более крупные частицы расположены в нижней части реактора и, таким образом, находятся в нем более длительное время, чем мелкие частицы, Предлагаемый реактор обеспечивает более высокий удельный съем тепла с поверхности пульпы за счет развития удельной поверхности испарения и дополнительный съем тепла за счет водяного и воздушного охлаждения металлического корпуса реактора.

Для отвода тепла с реакционного объема и поддержания необходимой температуры через патрубки 9, которые установлены так, что их нижний конец расположен между рабочим уровнем пульпы в аппарате и верхним концом распыливающего приспособления 8, подается воздушный поток, который отводится через патрубки 10, размещенные заподлицо с крышкой.

При работе реактора за счет установки на периферийных перемешивающих устройствах распыливающего приспособления

5 ш

35 0

4 происходит засос рабочей пульпы и выброс ее в виде капелек распыленного веера в газовую фазу реактора. Ввод воздушного потока через патрубки 9 позволяет увеличить удельное зеркало испарения в реакторе примерно в три раза, так как воздушный поток проходит через капельки распыленного веера пульпы, и таким образом резко интенсифицировать отвод тепла от реакционной массы при постоянном расходс воздуха и повысить съем Р О с единицы реакционного объема. Кроме этого, в реакторе обеспечивается дополнительный съем тепла через его стенки за счет воздушного или водяного охлаждения последних.

Иногда распыливающее приспособление

8 может выполнять роль пеногасителя.

Разрушение пены, образующейся в результате кислотного укрытия карбонатов, про,исходит в результате удара циркулирующего распыленного веера пульпы о поверх.ность пены.

Реактор позволяет снимать перенасыще.ние по сульфату кальция и отделять наиболее крупные кристаллы сульфата кальция .в камере 2, в которой за счет работы пери.ферийных перемешивающих устройств происходит равномерное охлаждение реакционной массы, что приводит к высаливанию сульфата кальция из раствора вследствие снижения его растворимости. При этом одновременно осуществляется сепарация крупных фракций сульфата кальция в нижний слой пульпы, из которого через штуцер 12 выводится продукционная пульпа на фильтрацию. Верхний слой пульпы при помощи циркуляционных насосов 11 возвращается на стадию разложения фосфата в камеру 1, Формула изобретения

Реактор для получения фосфорной кислоты, содержащий по крайней мере одну цилиндрическую камеру с крышкой, центрально расположенную внутри нее пропеллерную мешалку с направляющим диффузором и размещенные по окружности периферийные пер емешивающие устройства, каждое из которых имеет турбины, расположенные в несколько ярусов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса отвода тепла реакции, он снабжен распыливающим приспособлением, выполненным в виде конусообразной втулки с вогнутой поверхностью, установленной на приводном валу каждого периферийного перемешивающего устройства над его верхней турбиной, и патрубками для подвода охлаждающего воздуха в зону распыла.

457246

Техред А. Камышникова Корректор Т. Трушкина

Редактор М. Кузнецова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1022/15 Изд. № 185 Тираж 577 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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