Устройство для получения фосфорной кислоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ .К ИАтЕНтМ (967261

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (51) M. Кл. (22) Заявлено 1810.79 (21) 2835392/23-26 (23). Приоритет - (32) 20. 10. 78

В 01 .) 12/02

Государственный номнтет

СССР но дедам нзобретеннй и отнрытнй (3l) Р 2845642.0 (33) ФРГ

Опубликовано 1510.82. Бюллетень № 38

Г

Дата опубликования описания 1 1082 (53) УДК 66.023. (088. 8) Иностранцы

Урсус Тюммлер и Хуго Вернер (ФРГ) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

-"Хехст АГ" (ФРГ) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ

КИСЛОТЫ

Изобретение относится к конструкциям химических реакторов и может быть использовано для получения фосфорной кислоты путем сжигания желтого фосфора.

Известно устройство для получения фосфорной кислоты сжиганием желтого фосфора, содержащее вертикальный корпус, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса, днище, закреп-. ленное на его меньшем основании, патрубок для вывода отходящего газа, форсунки, наклонно закрепленные в средней части корпуса и направленные в сторону днища, кольцевую чашу с переточным затвором, коаксиально установленную на верхнем торце. корпуса под. крышкой, воздухоподводящую трубу,расположенную по оси крышки, трубу для ввода желтого фосфора, установленную по оси корпуса в воздухоподводящей трубе, и форсунку, размещенную на выходном конце трубы для ввода желтого фосфора.Крометого,корпус, выполнен->5 ный из стали, изнутри гуммируют и покрывают кислотоупорной керамической оболочкой P1).

Недостатком известного устройства является то, что устранение течи в гуммированной и покрытой керамикой. .стальной башне, возникающей при недостаточном орошении ее стенок цирку-" лирующей фосфорной кислотой, из-за ее многослойной структуры требует .больших затрат средств и времени.

Кроме того, крышка из-за ее неохлаждаемой ребристоати подвергнута износу из-за теплоты излучения фосфорного пламени, причем износ особенно си.лен в тех областях крышки, в которых недостаточно охлаждение протекающей одой.

Целью изобретения является интенсификация процесса и увеличение производительности за счет интенсивного охлаждения крышки и верхнего торца корпуса и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено теплообменником, расположенным в крышке соосно с воздухоподводящей трубой .и коаксиально снаружи трубы для ввода желтого фосфора, а переточный затвор выполнен в виде размещенного на внутренней стороне верхнего края чаши трубного кольца, приче:1 соотношение усеченного конуса корпуса составляет от 1:10 до 1:12,а крышка выполнена с е

967261 углом конусности от 19 до 25 . Дополнительно устройство снабжено закрепленным на воздухоподводящей трубе ободом с направляющими лопатками, в котором выполнено центральное от-, верстие с проходящей через него трубой для ввода желтого фосфора, причем .часть лопаток выполнена с возможностью регулировки их наклона, концент рично установленным на верхней части крыаки по отчошению к воэдухоподво- 10 дящей трубе подпорным кольцом и свободно прилегающей к крышке гибкой эластичной манжетой. Теплообменник выполнен в виде концентрических трубчатых змеевиков. Устройство также снабжено закрепленным концентрично кольцевой чаше .в зоне нижнего края крымски сливным желобом с переливными трубами, расположенными в его нижней части и проходящими через дно сливного желоба.

Благодаря соотношению конуса башни для сжигания стекающая во внутренней стенке башни для ее охлаждения пленка фосфорной кислоты не отрывается от стенки и имеет достаточную толщину слоя. Благодаря этому изготовленная из кислотоустойчивой стали башня для сжигания может работать без нарушения наружного водяного охлаждения.

Благодаря исполнению башни для сжигания из простого кислотоустойчи-. вого стального корпуса возможные течи могут быть закрыты при незначи-. тельном простое устройства. 35

В предлагаемом устройстве крышка башни выполнена под таким углом, что она принаименьшей возможнойтолщине листа несетсама себяи поэтому не требует никакихребер жесткости. Поэтому „40 крышка башни может оптимально охлаждать, ся перетекающей водой при предотвращении ее коррозии.

Благодаря гибкой резиновой закраине, которая расположена на крышке 45 башни, даже при колеблющихся количествах охлаждающей воды она постоянно распределяется по.поверхности крышки башни в виде равномерной плен. ки. За счет гибкости закраины, кроме того, автоматически очищается зазор между закраиной и крышкой.

Однородное перемешивание всосанного через воздухозаборный отвод воздуха: с фосфором достигается за счет взаи-" модействия направляющих лопаток с пе- 55 реставляемым углом отражения и воздухопроводящей трубой.

Долговечность воздухопроводящей трубы, наружная сторона: которой под- @ вержена особой коррозии, повышается за счет ее конструкции из нескольких намотанных один в другом трубных зме евиков, через каждый из которых в отдельности раздельно пропускается с 65 большой скоростью лоток воды для охлаждения.

На фиг,1 схематически изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - увеличенное изображение верхней области на фиг.1.

Свободнонесущая. установленная на фундамент 1 башня 2 для сжигания, которая может свободно расширяться кверху, состоит иэ конусообразного корпуса и плоского дна. Башня 2 для сжигания имеет в своей нижней области трубу,3 для отходящего газа, рас положенную под тупым углом к корпусу, и направлена косо вверх. В своей средней области башня 2 для сжигания имеет несколько направленных вниз форсунок 4.

Башня 2 для сжигания вблизи от ее верхнего конца охвачена концентрически расположенной чашей 5 для кислоты, которая состоит иэ кольцевого донного листа 6 и цилиндрической оболочки 7. Закрепленное точно горизонтально на верхнем конце башни 2 для сжигания трубное кольцо 8 образует переливнай затвор чаши 5 для кислоты.

Оболочка 7 цилиндра несет на своем верхнем конце конусообразную крышку

9 башни 2, которая связана с ней гаэонепроницаемо. Центральное отверстие в крышке 9 башни .ограничивается имеющим верхний фланец патрубком 10, который охватывается концентрически расположенным подпорным кольцом 11.

В патрубке 10 навешена охлаждаемая водой воздухопроводящая труба 12, состоящая из намотанных один в другом трубных змеевиков. Обод направляющих лопаток 13 свинчен с воздухопроводящей трубой 12 и патрубком 10 и имеет в центре отверстие, через которое пропущена труба-держатель 14, которая на своем конце внутри башни 2, для сжигания несет сопло 15 для распыления фосфора. Кроме того, в ободе направляющих лопаток 13 расположены регулируемые снаружи направляющие лопатки 16. С верхним фланцем обода направляющих лопаток 13 свинчен воэдухозаборный отвод 17.

Устройство работает следующим образом.

Вытекающая из воздухопроводящей трубы 12 охлаждающая вода перетекает через подпорное кольцо 11 на крышку

9 башни, причем подпорное кольцо удерживает воду на таком уровне, что патрубок 10 практически полностью омывается охлаждающей водой. Концентрически к подпорному кольцу 11 расположена гибкая резиновая закраина 18, при помощи которой перетекающая через подпорное кольцо 11 охлаждающая вода распределяется на крышке 9 башни с образованием равномерной водяной пленки. На цилиндрической оболочке 7 кислотной чаши 5 снабженный нескольки967261 ми перетоками 19 улавливающий желоб

20 расположен таким образом,что часть кислотной чаши 5, которая не запопне = на кислотой, охлаждается снаружи стекающей с крышки 9 башни 2 водой, проходящей через подпор.

Крышка 9 имеет несколько отверстий для инспектирования внутренней части башни, на которых расположены частично омываемые водой и закрываемые крышками 21 шахты 22.

Подача циркулирующей фосфорной кислоты в кислотную чашу 5 и в форсунки 4 производится при помощи центробежного насоса 23, всасывающая сторона которого соединена с находящимся в нижней области башни 2 для сжигания запасом кислоты через трубопро;вод 24, теплообменник 25 и трубопровод 26 или трубопровод 27.

Формула изобретения

1. Устройство для получения фосфорной кислоты сжиганием желтого фосфора, содержащее вертикальный корпус, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса, днище, закрепленное на его меньшем основании, патрубок для вывода отходящего газа, форсуики, наклонно закрепленные в средней части корпуса и направленные в сторону днища, кольцевую чашу с переточным затвором, коаксиально установленную на верхнем торце корпуса под крышкой, воздухоподводящую трубу, расположенную по оси крышки, трубу для ввода желтого фосфора, установленную по оси корпуса в воздухоподводящей трубе, и форсунку, размещенную на выходном конце трубы для ввода желтого фосфора, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса и увеличения производительности эа счет интенсивного охлаждения крыаки и верхнего кочца

KoptlVca и повышения надежности, оно снабжено теплообменником, расположенным в крышке соосно с воэдухоподводящей трубой и коаксиально снаружи трубы,для ввода желтого фосфора, а переточный затвор выполнен в виде раэме" щенного на внутренней стороне верхнего рая чаши трубного кольца, причем соотношение усеченного конуса корпуса составляет от 1:10 до 1з12, а крышка выполнена с углом конусности от 19 до 25 .

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено закрепленным на воздухоподводящей I5 трубе обводом с направляющими лопатками, в котором выполнено центральное отверстие с проходящей через него трубой для ввода желтого фосфора, причем часть лопаток выполнена.с воэЯ можностью регулировки их наклона.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено концентрично установленным на верхней части крышки по отношению к воз25 духоподводящей трубе подпорным кольцом и свободно прилегающей к крышке гибкой эластичной манжетой.

4. Устройство по и ° 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что теплообменЗО ник выполнен в виде концентрических трубчатых змеевиков.

5. Устройство по п.1, о т л и ч,а-. ю щ е е с я тем, что оно снабжено закрепленным концзнтрично кольцевой чаше в зоне нижнего края крышки сливным желобом с переливными трубами,. расположенными в его нижней части и проходящими через дно сливного желоба.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Виннакер-Кюхлер, Химическая технология, том !. "Неорганическая тех нология", I, 1970, с.394 и 395.

967261

Составитель A.Tàðàñîâ

Редактор С.Тимохина ТехредМ.Рейвес.

Корректор Й.Коста

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 7911/80 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035р Москва, Ж-35, Раут|ская наб., д.4/5