Способ получения термической фосфорной кислоты

гидратации фосфорного ангидрида и защиты корпуса башни от высокой темпе ратуры подают 75 -ную циркуляционную фосфорную кислоту температурой 45 С на стакан башни в количестве 612000 кг/ч, на форсунки - 535500 кг/ч, В стакан башни сжигания подают также ;45%-ную фосфорную кислоту из башни гидратации температурой 50 С в количестве 7350 кг/ч и воду температурой 25 С в количестве 3200 кг/ч.Газы, охлажденные до 150 С, из башни сжигания по охлаждаемому газо- ходу поступают в башню гидратации с температурой 120 С, где орошаются 45 ,-ной фосфорной кислотой в количестве 206400 кг/ч, имеющей температуруо35 С, Сюда же в башню гидратации по-.о дают 3700 кг/ч воды температурой 25 С, 20Часть кислоты,из башни гидратации (уловленной из газов) в количестве 7350 кг/ч подают на стакан башни сжио гания, Газы, охлажденные до 55 С, 25 вентилятбром распределяютна два потока: один поток в количестве 25600 кг/ч направляют на сжигание Фос - фора, предварительно обогатив его кислородом, а другой в количестве 2300 кг/ч (или 1750 нмз/ч) направляют на очистку и далее выбрасывают в атмосферу.Иэ цикла орошения башни сжигания отводят товарную 75 -ную фосфорную35 кислоту в количестве 14785 кг/ч, содержание в которой низших окислов Фосфора составляет 0,035 мас. , Удельный выброс газов в атмосферу на 1 т 40 переработанного фосфора составляет 1750 нм /ч: 3,526 т/ч = 496 йм /т.По известному способу содержание недоокисленных форм фосфора в продукте достигает 0,2 , а объем выбрасыва емых в атмосферу газов - до 10000 мз на 1 т переработанного фосфора.В табл, 1 представлена зависимость показателей процесса от соотношения кислород : пар.При соотношении кислород:пар меньше ,5 : 1 повьпнается содержание недоокисленных Форм фосфора в продукте, При соотношении больше 10:1 темпера- Фура превышает 2100 С и уже при соотг 55 ношении 111 составляет 2300 С. В этих условиях оборудование требует усиленного охлаждения стенок башни сжигания во избежание их разрушенияот высоких температур, Таким обра-.зом, Ьптимальным соотношением кислорода и водяного пара, обеспечивающемсодержание в кислоте низших окисловменее 0,05% и нормальный температурный режим в башне сжигания фосфора,следует считать 7,5-10:1,В табл. 2 показана зависимостьпоказателей процесса от концентрациикислорода.При концентрации кислорода ниже 40 увеличивается содержание недоокисленных Форм Фосфора в продукте, а при концентрации вьппе 45% температурао газов повышается до 2350 С, что влечет необходимость усиления защиты оборудования. Если процесс вести с концентрацией кислорода в паровоэдушной среде 39 . (на входе в башню сжигания) с одновременным увеличением избытка воздуха до 3,0, это увеличивает объем газов и их скорость в зоне сжигания Фосфора, что при тех же габаритах башни сжигания не приведет к снижению недоокисленных форм фосфора в кислоте, но увеличит потери кислоты в атмосферу с отходящими газами.В табл. 3 показана зависимость показателей процесса от избытка кислорода.Содержание низших окислов в кислоте менее 0,05 мас. . достигается при К в смеси, равном 2,25 и выше, при снижении М до 2 содержание низших окислов увеличивается до 0,06 мас. . Увеличение с ведет и к увеличению количества газов, выбрасываемых в атмосферу, и при К = 3,5 их объем в 1,5 раза превышает объем газов, образующихся при М, = 2,25. С выбрасываемыми газами теряетсякислород, что приводит к повьппению себестоимости кислоты. Поэтому оптимальными значениями,сС, обеспечивающими полбжительный эффект, следует считать 2,25 - 3,0,Таким образом, изобретение позво" ляет повысить качество кислоты за счет снижения в ней содержания соединений низших окислов фосфора, что при последующей переработке кислогы на соли и удобрения приведет к уменьшению выделения Фосфина на стадии нейтрализации и улучшит экологическуюТаблица 1 Удельный объем газов, подвергаемых очистке и выбрасываемых в атмосферу,нм /т. Содержание низших окислов ФосЬора в кислоте, мас.7,Температура сжигания ФосФора, С Массовое соотношение кислород:пар приЫ== 2,77 и концентрации кислорода 40,6 Х 1690 1760 2060 2100 2300 7,0 : 17,5 : 1 8,28: 1 10: 1 11 : 1 429 450 496 524 530 ф 0,062 0,047 0,035 0,015 Следы Таблица 2 Концентрация кислорода в зоне горения фосфора при оС = 2,77 и массовом соотношеТемпература сжигания фосфора, С Удельный объемгазов, выбрасываемых в атмосФеру, нм /т Содержаниенизших окислов в кислоте, мас.нии кислород:пар8,14:1, мас.Х 0,056 0,041 0,035 О, 018 О, 005 18101940 2060 2080 2140 2350 442 480 496 518 530 550 39,040,040,642,045,047,0 155527 обстановку на рабочих местах; сократить количество выбросов в атмосферу. Формула изобретения5 1. Способ получения термической фосфорной кислоты, включающий сжигание элементарного Фосфора с использованием избытка кислорода, охлаждение в башне сжигания образующихся газов циркуляционной фосфорной кислотой, гидратацию фосфорного ангидрида, очистку газов от тумана Фосфорной кислоты с выводом продукционной кйс 5 лоты из башни сжигания, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества кислоты за счет 6 6снижения содержания в ней недоокисленных форм фосфора, сжигание ведут в присутствии паров воды, подаваемых в количестве, обеспечивающем массовое соотношение кислород : пар, равное (7,5 - 10) : 1, при коэффициенте из" бытка кислорода 2,25-3,0 и концентрации кислорода в зоне горения 40 - 45 мас.72, Способ по п. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью снижения выбросов в атмосферу, отходящие после гидратации газы делят на два потока: первый обогащают кислородом и направляют в башню сжигания, .а второй направляют на очистку и выбрасывают в атмосферу.1555276 Таблица 3 Температура сжигания фосфора, С Составитель Б. ШароновРедактор Н, Гунько Техред М,Дидык Корректор И. Муска Заказ 534 Тираж 403 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 КоэфФициент избытка кислорода примассовом соотношениикислород:пар 8,28:1и концентрации кислорода 40,6 мас.2,02,252,753,03,5 Содержание низших окислов фосфора в кислоте,мас.0,060 0,043 0,036 0,021 0,002 Удельный объем газов, вы" брасываемых в атмосферу,нм /т 403 432 496 540 690 2400 2150 2060 1890740.