Способ удаления пыли из электрофильтров при производстве фосфора

 

И.Г.Султанова, С.В.Лаврушин, Н.П,Ромашева, Л.А.Семина, Т.И.Козина, В,П.шабалина и Л.С.Гребенникова

Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности

Е

1 (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЫЛИ ИЗ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ

ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ФОСФОРА

Изобретение относится к способам переработки отходов и может быть ис пользовано при производстве элементарного фосфора, В процессе электротермического производства фосфора газовый поток, выходящий из электротермической печи, проходит очистку от пыли в электрофильтрах. Пыль, осевшая в электрофильтре, по химическому составу представлена, в основном, окисными и фос- !0 фатными соединениями щелочных и целочноземельных металлов, количественные соотношения между которыми зависят как от состава и способа подготовки исходного сырья к руднотермической переработке, так и от параметров ведения технологического процесса,s фосфорной печи. Пыль содержит также элементарный фосфор (13.

Наиболее близким по технической

20 сущности и достигаемому эффекту является способ удаления пыли из электрофильтров водой. Воду подают в сис2 тему электрофильтра и смешивают с пылью до образования водной суспензии, получившей название "контрольное молоко", с содержанием твердой фазы по сухому остатку 5-30 . Образовавшуюся водную суспензию перекачивают по трубопроводам в специально предназначенные хранилища (2) .

Однако при осуществлении известного способа образуются неоправ" данно большие объемы суспензии, в которой содержится незначительное количество пыли (до 4000 и суспензии на 1 сут) . Кроме того, не обеспечивается седиментационная устойчивость суспензии из-за низкой плотности жидкой Фазы (1,006-1,012 кг/л ) значительных размеров твердых частиц (20-30 мкм) и высокой скорости осаждения последних (0,11-0,25 см/с ). В результате при перекачиванйи суспензии в хранилица в системе трубопроводов происходит интенсивное оседание твердой фазы, что приводит к зарастанию

3 94506 трубопроводов. Образующаяся суспензия, как правило, имеет рН порядка 9-14.

При таких значениях рН интенсивно про. текают реакции диспропорционирования элементарного Фосфора с образованием водорода и фосфина, являющегося сильным отравляющим веществом. При выделении.фосфина нарушаются условия Geзопасной работы обслуживающего персо", нала и загрязняется атмосфера.

Целью изобретения является уменьшение выделения фосфина, сокращение объема суспензии и обеспечение ее седиментационной устойчивости.

Поставленная цель достигается пред 5 (лагаемым способом удаления .пыли из электрофильтров, включающим обработ-, ку пыли водным раствором, содержащим

3"10ь Р О, перемешивание смеси до достижения плотности жидкой фазы

1,05-1,10 кг/л и рН, равного 5-8 с последующим выводом суспензии.

Использование водного раствора, содержащего 3-103 РпО, позволяет увеличить растворимость пыли и уменьшить25 размер взвешенных частиц в суспензии.

При содержании РяО в растворе менее

3 растворимость пыли низка, а размер частиц и скорость их осаждения, сос" тавляющие 20"27 мкм и 0,11-0,25 см/с, о довольно высоки. Увеличение содержания .РяО более 103 нецелесообразно, так как растворимость пыли увеличивается ,незначительно, размер твердых частиц не уменьшается, а держится в пределах .

10"14 мкм, в то время, как рН удаляе- З5 мой суспензии составляет 3, что требует специальных антикоррозионных материалов.

Достижение при перемешивании плот40 ности жидкой фазы 1,05- 1,10 кг/л позволяет уменьшить объем образующейся суспензии и обеспечить седиментационную устойчивость последней. При плотности жидкой фазы менее 1,05 кг/л объем образующейся суспензии составляет 3,6-11 м на 1 т удаляемой пыли, а скорость осаждения твердых .частиц увеличивается до 0,25 см/с. При плотности жидкой фазы более 1,1 кг/л образуется густая, трудноперекачиваемая суспензия.

Поддержание рН = 5-8 при перемешивании приводит к уменьшению выделения токсичного газа " фосфина. При значениях рН более 8 в суспензии образуется фосфин. Уменьшение рН суспензии ниже 5 требует специального аппаратурного антикоррозионного оформления, П р и и е р l. Пыль из электрофильтров состава Р4. " 33, СаО 184;

К%О 14 и Р605 264 удаляют водным раствором, содержащим 33 Р6 О . Процесс смыва пыли из электрофильтра проводят при перемешивании образующейся суспензии до достижения рН 8,0 при значении плотности жидкой фазы

1,05 кг/л, после чего суспензию выводят из системш электрофильтра. При этом количество пыли, удаляемой 1 м водного раствора,,составило 363 кг; солесодержание жидкой фазы было равным 70 кг/м ; отношение Т:И составило 1:3,3; размер твердых частиц был равен 18-22 мкм; скорость осаждения их составляла 0,10-0,12 см/с; доля фосфора, перешедшего в фосФин — li.

В пересчете на 1 т удаленной пыли расход,вводного раствора и содержащегося в нем Р О составили 2,5 мз и 75 кг соответственно.

П р и и е р 2.-Пыль из электрофильтра того же состава, что и в предыдущем примере, удаляют водным раствором, содержащим 101 Р О5. Процесс удаления пыли проводят при перемеши— вании образующейся суспензии до достижения рН 6 при плотности жидкой фазы l,10 кг/л, после чего образовавшуюся суспензию выводят из системы электрофильтра. При этом количество пыли, удаляемой 1 м водного раствора, составило 437 кг/м, солесодержание жидкой Фазы было равным 131,1 кг/м отношение Т:Ж составило 1:3,4;размер твердых частиц был равен 12-16 мкм; скорость осаждения их составила 0,040,08 см/с; доля фосфора, перешедшегб в фосфин " 0,03 . В пересчете на т удаленной пыли расход водного раствора и содержащегося в нем Р О составили 2,06 мз и 200,7 кг соответственно.

П р и и е р 3. Пыль состава Р 31;

СаО 12 3, К О 103 и Р О5 284 удаляют водным раствором, содержащим 5i РпО *

Процесс удаления пыли проводят при перемешивании образующейся суспенэии до достижения рН 5 и плотности жидкой фазы 1,0/3 кг/л, после чего суспензию выводят из системы электро- . фильтра. При этом количество пыли, удаляемой 1 м водного раствора,составило 408 кг/м, солесодержание жид- кой фазы было равным 122,4 кг/м ; отношение Т:Х суспензии составило

5 945066 6

l:3,3, размер твердых частиц был ра" Р, О - 2,24 м и 110 кг соответственвен 15-20 мкм; скорость осаждения их но. составила 0,08-0,10 см/с; доля фосфора, Результатй, полученные при осущеперешедшего в фосфин « 0,013. B,ïå- ствлении предлагаемого способа в ресчете на 1 т удаленной пыли расход сравнении с известным, представлены водного раствора и содержащегося в нем в таблице.

ВВ ВВ ВВ ВВ ВВ ВВВВ ВВ ВВ ВВ ВВ ВВ ВВ Е à ВЕ

ВВ

Способ удаления пыли

ВВ ВВВВ ВВ ВВ ВВ ВВ

В ВВ ВВ ВВ ВВ

Предлагаемый

Показатели,Известный

Сильноще- Слабощелочная лочная пыль пыль

Сильноще- Слабощелочная лочная пыль пыль

° В е\е аав.Состав пыли, мас. 3:

12

12.

СаО

К<О

14

28

28

Содержание Р О в водном растворе, мас. 3

Отсут" Отсут- ствует ствует

2Расход раствора на .удаление т и, м /г 11,0

8,3

2,24

1 3

Расход Р О на удаление 1 т пыли, кг/т

480, О

110,0 50Д

75 0

Количество пыли, удаляемой

1 м З раствора, „г/„З

130 - 520

363

86,5

408

250

Солесодержание жидкой Фазы, кг/и>.200

21,3

122, 4

72,6

&,о

Доля твердой

Фазы от сухого остатка суспензии, мас. 4

80,0

9l,5

61 7. 93,2

70,0

87,0

6,8

20,0

28,3

13 0 зо о

Доля сухого остатка. жидкой фазы от сухого остатка суспенэии, мас. Ф.

Вне пределов

° В ВВ ВВ ВВ ВВ Е ВВ ВВ ВВ ВВ

Сильноще- Слабощелочная лочная пыль, пыль

945066 !. Продолжение таблицы

1:3 3 1:3,3 1:7

1:11,5 1:4

1:2

Т;Ж суспенэии

Плотность суспензии, кг/л

1,4

1,12

1, 15

1,31

1,05

Плотность жидкости фазы суспенэии, кг/л

1,093 1,020 1, 130

5,0 9 0 3.0

1,006

1,050

1, 012 рН суспенэии

8,0

10,5

7,0

Доля Рф, перешедшего в фосфин, мас, Ф

0,01

l0,0

4,0

1,0

О,1

0,005

Средний размер частиц твердой фазы, мкм

20-30 20-30

Скорость осаждения частиц твердой фазы, см/с

О,, 11-0,25 О, 1 1-0,25 О, 10-0, 12 0,08-0, 10 О, 1 1 -0,25 0,02-0,06

Формула изобретения! (ак видно иэ таблицы, при использовании предлагаемого способа удале- ния пыли иэ электрофильтров уменьша- . ется выделение фосфина иэ суспенэии в 10-100 раэ при удалении сильнощелочной пыли и в 10 раз при удалении слабощелочной пыли. Сокращается объем суспенэии в 5-6 раз - с ll до 2,062,50 м (сильнощелочная.пыль ) и в

45 l,5 раза с 3,60 до 2,24 мв (слабощелочная пыль ); Увеличивается в 102 раэ растворимость сильнощелочной пыли и в 5"6 раз - слабощелочноЖ пыли. Уменьшаются размер твердых часы тиц и скорость их осаждения (в 1,52 раза).

Таким образом,, использование предлагаемого способа позволяет улучшить условия работы обслуживающего персонала и улучшить экологические условия окружающего завод воздушного бассейна иэ"эа уменьшения выделения фосфина в

1.8-22 15-20 20-27 . 10-14 атмосферу; уменьшить объем хранилищ для контрольного молока и соответственно уменьшить капиталовложения для их строительства и эксплуатации изза уменьшения объемов образующейся суспензии; увеличить срок службы трубопроводов для перекачивания суспензии в хранилища, так как предотвращается забивание трубопроводов оседающими твердыми частицами.

Способ удаления пыли из электрофильтров при производстве фосфора, включающий обработку пыли водным раствором, перемешивание смеси и вывод суспензии,.отличающийся тем, что, с целью уменьшения выделения фосфина, сокращения объема суспензии и обеспечения ее седимента,ционной устойчивости, используют вод3"

1. Постников Н.Н. Пылеобразование в.процессе злектровоэгонки фосфора.ЖПХ, т. 33, вып. 1 1960.

Составитель В.Гродэовская

Техред С.йигунова

- едактор Н,Егорова

Корректор Г.Реаетник

Подписное

Заказ 5245/28 Тираж 509.

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, tloCxsa, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. проектная, 4

9, 945066 ный. раствор, содержащий, 3-103 РаО, а перемещивание ведут до достижения плотности жидкой фазы 1,05 1,10 кг/л и рН, равном 5-8.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Белов В.Н. и др. Технология фосфора. Изд-во "Химия", 1979, с. 41.