Установка для получения экстракционной фосфорной кислоты - SU1752797A1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к оборудованию производства экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) сернокислотным вскрытием фосфатного сырья и может быть использовано и в других отраслях для интенсификации взаимодействия между твердым и жидким (кислотным) реагентами , например, в химической и других отраслях .

Известна установка для получения экстракционной фосфорной кислоты включающая экстрактор, состоящий из двух секционированных круглых емкостей, узлы дозирования фосфатного сырья и сырьевой кислоты, узлы охлаждения, фильтрации и

рециркуляции пульпы и узел очистки отходящих газов от соединений фтора.

В качестве недостатков следует отметить малую интенсивность реакторного узла и высокие энергозатраты на охлаждение пульп.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту к изобретению является установка включающая прямоугольный экстрактор (Ураб 750 м3), карусельный вакуум-фильтр (80 м2), узел дозировки фоссырья, узел разбавления, охлаждения и дозировки серной кислоты, узел вакуум-охлаждения пульпы из экстрактора ,- узел рециркуляции пульпы (внешний

VI ел ю

XI О VI

рецикл), узлы очистки отходящих газов1 от экстрактора, вакуум-испарителя, вакуум- фильтра и вакуум-упарки ЭФК.

В качестве недостатков установки следует отметить малую интенсивность узла экстракции , наличие дополнительного узла охлаждения разбавленной серной кислоты, высокие энергозатраты на охлаждение пульпы.

Целью изобретения является интенсификация процесса вскрытия фосфатного сырья, повышение производительности и снижение энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что установка для получения экстракционной фосфорной кислоты, включающая экстрактор, узел дозировки и смешения фосфатного сырья с растворами разбавления (или водой ), узел дозировки и разбавления серной кислоты или олеума, узлы охлаждения, фильтрации и рециркуляции пульпы и узлы очистки отходящих газов от соединений фтора , снабжена форреактором, выполненным в виде комбинации емкостного бака и трубчатого реактора, состоящего из цилиндрического корпуса, патрубков подвода и отвода реагентов и их смесей, при этом выходной патрубок трубчатого реактора соединен транспортным трубопроводом с диспергатором, установленным аксиально в емкостном баке, соединенном патрубком пульпы с экстрактором и газоходом с узлом очистш отходящих газов от соединений фтора . Кроме того, в переток пульпы из емкостного бака форреактора заведен транспортный трубопровод пульпы внешнего рецикла. Форреактор снабжен также активатором перемешивания пульпы, выполненным в форме сопла Лаваля и установленным коак- сиально транспортному трубопроводу, соединяющему выходной патрубок трубчатого реактора и диспергатор, при этом, наименьшее сечение активатора и торцовой срез дис- пергатора совпадают, кроме того, установка дополнительно снабжена буферным баком, установленным между форреактором и экстрактором .

Применение компактного трубчатого реактора в качестве устройства для разбавления концентрированной серной кислоты или олеума позволяет смешивать реагенты в условиях интенсивного тепломассопере- носа, что ведет к эффективному использованию тепла гидратации на испарение воды. Это приводит к тому, что тепло, затраченное на испарение воды, не вносится в экстрактор , снижая, тем самым, нагрузку и энергозатраты на узел охлаждения пульпы из экстрактора, Комбинация форэкстрактора в виде емкостного бака и трубчатого реактора

позволяет использовать кинетическую энергию потока паросернокислотной эмульсии из трубчатого реактора на интенсивное перемешивание пульпы в форреакторе

Смешение пульпы из форреактора с внешним рециклом пульпы перед подачей в экстрактор позволяет снизить температуру и снять пересыщение в жидкой фазе пульпы по кальцию, что обеспечивает улучшению

0 процессов доразложения и кристаллизации в экстракторе. Применение форреактора предлагаемой конструкции позволяет интенсифицировать процесс вскрытия фосфатного сырья за счет изотермичных

5 условий, тонкого дозирования сернокислотного реагента (в паросернокислотной эмульсии из трубчатого реактора обьемное соотношение Н2304:Пар 1,50-100) и без- градиентности по ЗОз в пульпе форреакто0 ра, исключающей условия образования сульфатных корок на поверхности зерен фоссырья.

На чертеже изображена установка для получения экстракционной фосфорной кис5 лоты.

Установка включает трубчатый реактор 1 с патрубками подвода реагентов 17, 18 и 19 и вывода смеси реагентов 16, транспортный трубопровод 2, буферный бак 3, диспер0 гатор 4, активатор 5, переток пульпы 6, экстрактор 7, узел 8 охлаждения пульпы, циркуляционные насосы 9, 10, 20 пульпы, вакуум-фильтр 11, разделительные сосуды 12, баки 13 для фильтратов, газоход 14 для

5 отвода смеси пара и соединений фтора на абсорбцию, транспортный трубопровод 15 внешнего рецикла пульпы.

Установка работает следующим образом .

0 Серная кислота (93-98% ЗОз) или олеум (103-105% ЗОз) или олеум (103-105% ЗОз) подают в трубчатый реактор через патрубок 17 ввода, а через патрубок 18 вводят раствор разбавления в количестве, необходи5 мом для получения разбавленной серной кислоты (50-70% ЗОз). Смесь реагентов через патрубок 16 поступает в транспортный трубопровод 2, в процессе транспортирования за счет тепла гидратации образуется

0 паросернокислотная эмульсия (скорость транспортирования 20-70 м/с), которая диспергируется диспергатором 4, расположенным на конце транспортного трубопровода 2. Диспергированная ларо5 сернокислотная эмульсия (Т 105-110°С), истекая в активатор 5 перемешивания пульпы , инжектирует пульпу, вызывая активное вертикальное перемешивание в емкостном баке 3. Таким образом, кинетическая энергия потока паросернокислотной эмульсии

преобразуется в энергию вертикального перемешивания пульпы в форреакторе. В бак поступает гидрофосфатная суспензия (фос- сырье + растворы разбавления или вода) и дополнительная вода, равная количеству испаренной воды в форреакторе. Пар и соединения фтора по газоходу 14 отводятся на абсорбцию в узел очистки отходящих газов.

При необходимости осуществляют дополнительную циркуляцию пульпы в форреакторе посредством подачи ее насосом 20 в трубчатый реактор 1 через патрубок 19. Пульпу с частично расположенным фос- сырьем после обработки паров в форреакторе (15-20 мин) по перетоку пульпы 6 направляют в голову экстрактора, причем перед подачей в экстрактор 7 смешивают с циркулирующей частью (внешний рецикл) пульпы из экстрактора В зависимости от типа процесса (полу или ди гидратный) в экстракторе 7 поддерживают требуемый температурный и концентрационный режимы , а также величину отношения Т:Ж. Выдержанную в течение 5-8 ч пульпу из экстрактора 7 насосом 10 подают на вакуум- фильтр 11, часть пульпы при этом направляется на рециркуляцию по трубопроводу 15 в голову процесса. Фильтрация и промывка кека фосфогипса приводят к образованию газожидкостных смесей, которые разделяются в разделительных сосудах 12, фильтры направляют в баки 13 фильтратов, а газовая фаза поступает на очистку от соединений фтора. Часть первого фильтрата направляют на упарку, а оставшуюся часть первого фильтрата смешивают с вторым фильтратом с образованием раствора разбавления, часть которого подают в трубчатый реактор, а оставшуюся часть подают в узел смешения с фоссырьем, Избыток раствора разбавления может быть направлен также и в голову экстрактора.

Применение данной установки в промышленности позволит повысить производительность т/системы получения ЭФК на 8-12%, интенсифицировать процесс вскрытия фоссырья на 10-30%, снизить энергозатраты на охлаждение пульп на 20-50%.

5Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Установка для получения экстракционной фосфорной кислоты, содержащая экстрактор, узел дозировки и смешения фосфатного сырья с растворами разбавле0 ния, узел дозировки и разбавления серной кислоты или олеума, узлы охлаждения, фильтрации и рециркуляции пульпы и узлы очистки отходящих газов, отличающая- с я тем, что, с целью интенсификации про5 цесса, повышения производительности и снижения энергозатрат, она снабжена узлом предварительной обработки, выполненным в виде бака и размещенного над ним трубчатого реактора с цилиндриче0 ским корпусом, патрубками подвода и отвода реагентов, диспергатора, при этом выходной патрубок реактора соединен трубопроводом с диспергатором, установленным в баке аксиально ему, бак соеди5 нен трубопроводом перетока пульпы с экстрактором и газоходом с узлом очистки отходящих газов.

2.Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена трубопроводом, сое0 диняющим входной и выходной патрубки экстрактора и трубопровод перетока пульпы из бака.

3.Установка по п1,отличающаяся тем, что она снабжена активатором переме5 шивания пульпы, выполненным в форме сопла Лаваля и установленным аксиально транспортному трубопроводу, соединяющему выходной патрубок трубчатого реактора и диспергатор, при этом наименьшее

0 сечение активатора и торцевой срез диспергатора совпадают.

4.Установка по п.1,отличающийся тем, что между баком и экстрактором установлен буферный бак

Реферат

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к оборудованию для производства экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) сернокислотным вскрытием фосфатного сырья. Цель - интенсификация процесса вскрытия фосфатного сырья, повышение производительности и снижение энергозатрат. Установка для получения ЭФК, включающая экстракто, узел дозировки и смешения фосфатного сырья с растворами разбавления серной кислоты или олеума, узлы охлаждения, фильтрации и рециркуляции пульпы и узлы сГчистки отходящих газов от соединений фтора, снабжена форреактором, выполненным в виде емкостного бака и трубчатого реактора, состоящего из цилиндрического корпуса, патрубков подвода и отвода реагентов и их смесей. При этом выходной патрубок реактора соединен транспортным трубопроводом с диспергатором, установленным аксиально в емкостном баке, соединенном перетоком пульпы с экстратором и газоходом с узлом очистки отходящих газов от соединений фтора. Изобретение позволяет повысить производительность т/системы получения ЭФК на 8-12%, интенсифицировать процесс вскрытия фоссырья на 10-30% и снизить энергозатраты на охлаждение пульпы. 2 з.п, ф-лы, 1 ил. С/ С

Формула