Экстрактор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«>944602 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 01.1280 (21) 3211044/23-26

И11М. К .

В 01 D 11/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР

lIo делам изобретений и открытий (23) Приоритет(Щ УДК 66 ° 061. . 5 (088. 8) Опубликовано 23.07.82- Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 230782

Е. В. Артеменко, Э.А. Округов а, К. Г. С и А.А. Суетинов (72) Авторы изобретения

« ": лп ;-".:.«« !; ü, II

Харьковский институт инженеров коммунаю ьногй. 6тр@ич@льства и Алмалыкский химический завод (71) Заявители (5 4) ЭКСТРАКТОР

Изобретение относится к области получения экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК), перерабатываемой на

ФосФорные удобрения, технические и кормовые фосфаты.

При экстракции фосфорной кислоты из высококарбонатных фосфоритов первоначально происходит разложение карбонатной.части фосфорита, что приводит к сильному вспениванию реакционной массы эа счет выделения из ее объема углекислого газа. Образование пены значительно осложняет эксплуатацию экстракционного оборудования, снижает его.производитель.ность и приводит к большим потерям фосфатного ангидрида.

В СССР фосфатным <сырьем; дающим . стабильную пену, в процессе экстракции иэ него фосфорной кислоты; являются фосфориты бассейнов Каратау, Кингисеппа и др. За рубежом карбонатные соединения входят в состав фосфоритов Марокко, Флориды, Туниса и

ДР °

Аппаратурное решение стадии экстракции фосфорной кислоты из высококарбонатных фосфоритов требует особой специфики.

Известен экстрактор, состоящий из двух цилиндрических емкостей равного объема, сообщающихся соединительными патрубками. ПеРвая емкость реакционная, в.которой происходит процесс разложения карбонатной и фосфатной частей фосфорита серной кислотой с образованием фосфорной кислоты, сульфата кальция и углекислого газа, выделякщегося из объема реакционной массы и приводящего к образованию стойкой пены на по- . верхности эксракционной пульпы. Вторая емкость - кристаллизационная.

15 В ней протекает процесс кристаллизации сульфата кальция. Каждая емкость снабжена девятью мешалками, одна из которых расположена по оси емкости, течками-патрубками для вво20 да реагентов и вывода продуктов реакции. Фосфорит дозируют в реакционную емкость экстрактора объемным дозатором, .туда же подается заданное количестве серной кислоты и оборот25 иая фосфорная кислота для поддержания необходимОго соотношения между твердой и -жидкой фаза«в« в объеме экстрактора. По завершению процесса кристаллизации сульфата кальция фос30 фатная пульпа из кристаллизационной

944 602 емкости погружньм насосом падается на фильтрацию fl) .

Однако данный экстрактор не содержит приспособления для предварительного смешения реагентов и разбрызгивания реакционной массы, что, в 5 свою очередь, не позволяет выделить углекислый гаэ из смеси в первоначальный момент разложения фбсфорита,когда с кислотой реагирует только карбонатная часть сырья. Это приводит 10 к снижению производительности экстрактора и потерям фосфатного ангид:рида при вспенивании реакционной массы.

Целью изобретения является Увеличение производительности экстрактора и уменьшение потерь фосфорного ангидрида.

Поставленная цель достигается тем, что известковый экстрактор, содержащий реакционную и кристаллизационную емкость с крышками, соединенные между собой патрубками, мешалки, одна из которых расположена по оси реакционной емкости, течкУ и патруб ки для ввода реагентов и вывода продуктов реакции,, снабжен устройством для тонкослойного смешения реагента, механической обработки и разбрызгивания реакционной массы, установлен- . ное соосно мешалке, расположенной по оси реакционной емкости выше патрубков, соединяющих емкости.

Устройство дл, тонкослойного смешения реагентов, механической .обработки и разбрызгивания реакционной массы выполнено в виде цилиндра, закрепленного на крышке емкости центробежного распылителя и цилинд" рической обечайки со щелями, закрепленных внутри цилиндра на валу 40 мешалки и разбрызгивателя в виде пластин в форме прямоугольных тре-,. угольников, закрепленных вертикально катетами на валу мешалки, большие стороны которых расположены под основанием цилиндра.

Это позволяет осуществить начальное смешение реагентов в тонких слоях, повысить скорость взаимодействия между серной и карбонатной частью фосфорита и удалить выделяющийся углекислый гаэ из верхней час- ти реакционной емкости, что увеличивает производительность экстрактора и сокращает потери фосфорного ангидрида.

На фиг.1 дана схема экстрактора; на фиг.2 - устройство для. смешения и разбрызгивания реакционной массы.

Экстрактор состоит из реакционной

1 и кристаллизационной 2 емкостей 60 с крышками 3, сообщающихся между собой соединительными патрубками 4. В экстрактор введены мешалки 5, одна из которых расположена по оси реакционной- емкости. На крышке реакционной 65 емкости 2 закреплены течка б для ввода фосфорита и патрубки 7 и 8 для подачи серной кислоты и фосфорной кислоты соответственно, которые помещены над центральной мешалкой, 5, и патрубок для ввода оборотной фосфорной кислоты 9. Кристаллиэационная емкость имеет патрубок для вывода реакционной массы 10 ° Мешалка

5, расположенная по оси реакционной емкости, снабжена устройством для тонкослойного смешения реагентов, механической обработки и разбрызгивания реакционной массы, которое содержит цилиндр 11, установленный на крышке 3 соосно валу мешалки 5. Внутри цилиндра 11 на валу мешалки 5 закреплены центробежный распылитель

12, выполненный в виде вертикальных лопастей, и обечайка 13 со щелями, расположенная под центробежным распылителем 12. Под цилиндром 11 на валу мешалки 5 закреплен разбразгиватель, выполненный в виде пластин

14 в форме прямоугольныс. треугольников, закрепленных вертикально катетами на валу мешалки, причем горизонтально расположенные стороны треугольников находятся под цилиндром у основания и выходят за его пределы .в радиальном направлении.

Экстрактор работает следующим образом.

Фосфорит подают на распылитель 12 через течку б, в серную кислоту — . через патрубок 7. Оборотную фосфорную кислоту вводят в экстрактор двумя потокамиг через патрубок 8 на центробежный распылитель 12 (для воздания. реакционной смеси) и через патрубок 9 (для поддержания необходимого соотношения между жидкой и твердой фазами в экстракторе) .

Центробежным распылителем 12 реагенты последовательно наносятся на стенки цилиндра 11. Образовавшая смесь стекает по стенкам цилиндра 1 1 и попадает под обечайку 13, откуда через щели в ней истекает в виде тонких плоских струй.

Из обечайки 13 реакционная масса под действием силы тяжести попадает . на пластины 14 и раэбрыэгивается ими в верхней части реакционной емкости 1. Уровень массы в емкости 1 поддерживается таким, чтобы он был ниже пластин 14.

Указанные условия тонкослойного смешения реагентов, механической обработки и разбрызгивания реакционной тиссы создают развитую поверхность контакта реагентов и увеличивают поверхность .контакта реакционной массы с воздухом, что значительно ускоряет протекание процесса разложения карбонатиых соединений, удаления выделяющегося углекислого газа

944602 и устраняет пенообраэование в экстракторе.

Таким образом, предлагаемый экстрактор.позволяет повысить производительность и сократить потери фосфорного ангидрида. 5

Пример. Изготовлен зкстрак.тор, состоящий иэ реакционной и кристаллиэационной емкостей, диаметром 13 и высотой 10 м, закрытых крышками. В каждой емкости помеще- Q ны по 9 вешалок, в том числе одна по центру емкости. Валы мешалок приводятся во вращательное движение со скоростью 12 м/с с помощью электропривода мощностью 50 кВт. На крышке реакционной емкости -соосно центральной мешалке закреплен цилиндр диаметром l200 и высотой 1100 мм.

Внутри цилиндра на валу мешалки установлен центробежный распылитель, состоящий из 16-ти вертикально расположенных пластин, высотой 200 ьи, толщиной 10 мк. Зазор между пластинами и стенками цилиндра 100 ык.

Под центральным распылителем помещена обечайка толщиной 10, диаметром

1190 и высотой 660 ми, имеющая 64 вертикальные щели шириной 30 ма.

Нод цилиндром на валу мешалки закреплен разбрызтиватель, выполненный иэ

8-ми пластин в виде прямоугольных треугольников, катеты которых имеют размеры 620 и 300 me. Меньшими катетами пластины прикреплены к валу мешалки.. Над центробежньвю распылителем вблизи его оси помещена течка 35 сечением 300х200 мч и 2 патрубка диаметром 160 и 100 мк. Вторая емкость имеет патрубок диаметром 200 ею.

Емкость и крышка ее выполнены из углеродной стали, остальные детали 4п из нержавеющей стали.

Проиэводительнюсть экстрактора

60 т/ч по фосфориту, что на 18 т/ч выше, чем в известном экстракторе.

Потери фосфатного ангидрида составляют 3 вместо 5Ъ.

Формула изобретения

1. Экстрактор, включающий реакционную и кристаллизационную емкости с крышками, соединенные между собой патрубками, мешалки, одна иэ которых расположена по оси реакционной емкости, течку и.патрубки для ввода реагентов и вывода продуктов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности и уменьшения потерь фосфорного ангидрида, он снабжен устройством для тонкослойного смешения реагентов, механической обработки и разбрызгивания реакционной массы, установленное соосно мешалки, расположенной по оси реакционной емкости, выае патрубков, соединяющих емкости.

2. Экстрактор по п. 1, о т л нч а ю шийся тем, что устрой- . ство для тонкослойного смешения реагентов, механической обработки и разбрызгивания реакционной массы выполнено в виде цилиндра, закрепленного на крышке емкости центробежного распылителя и цилиндрической обечайки со щелями, закрепленных внутри цилиндра на валу мешалки, и разбрызгивателя в виде пластин в форме прямоугольных треугольников, закрепленных вертикально катетами на валу мешалки, большие стороны которых расположены под основанием цилиндра.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Труды НИУИФа, вып. 235. М., 1979, с. 75 (прототип) .

944602

Составитель 3. Александрова"

Редактор П.. Коссей Техред A. Бабинец Корр ек тор М. Шароши

Заказ 5189/5 . Тираж 734 Подп и с н ое

ВНИИПИ. ГОсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ., r. Ужгород, Ул. Проектная, 4