Установка для получения экстракционной фосфорной кислоты

(51)5 С 22 В 3/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский технологический институт им.,Ленсовета(56 Позин М.Е, Технология минеральныхудобрений. - Л.: Химия, 1989, с.170 - 183. Изобретение относится к оборудова- рециркуляции йульпь и узел очистки отхонию производства экстракционной фосфор- дящих газов от соединений фтора.ной кислоты (ЭФК) сернокислотным В качестве недостатков следует отмевскрытиемфосфатного сырья и может быть тить малую интенсивность реакторного узиспользовано и в других отраслях для ин- ла. и высокие энергозатраты на охлаждение тенсификации взаимодействия между пульп.твердым и жидким (кислотным) реагента-, Наиболее близким по технической суми, например, в химической и других от- ти и достигаемому эффекту к изобретению раслях. является установка включающая прямоИзвестна установка для получения экс- угольный экстрактор (Чраб 750 м ), каруз тракционной фосфорной кислоты включаю- сельный вакуум-фильтр (80 м ), узел щая акстрактор, состоящий из двух дозировки фоссырья:, узел разбавления, секционированных круглых емкостей, узлы охлаждения и дозировки серной кислоты, дозирования фосфатного сырья и сырьевой узел вакуум-охлаждения пульпы из экстраккислоты, узлы охлаждения, фильтрации и тора;узел рециркуляции пульпы (внешний(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (57) 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 пол-учения ЭФК, включающая экстрактбр; узел и и смешения фосфатного сырья с ми разбавления серной кислоты а, узлы охлаждения, фильтрации и яции пульпы и узлы очистки отхоов от соединений фтора, снабжеактором, выполненным в виде о бака и трубчатого реактора, соиз цилиндрического корпуса, патодвода и отвода реагентов и их ри этом выходной патрубок реакинен транспортным трубопровоспергатором, установленным в емкостном баке, соединенном пульпы с экстратором и газохоом очистки отходящих газов от ий фтора. Изобретение позволяет производительность т/системы ЭФК на 8-12%, интенсифициро- Б есс вскрытия фоссырья на 10 - 300(, уэнергозатраты на охлаждение з.п. ф-лы, 1 ил. дозировк раствора или олеум рециркул дящих газ на форре емкостно стоящего рубков и смесей. П тора соед дом с ди аксиально перетоком дом с узл соединен повысить получения вать проц и снизить пульпы. 210 20 25 30 35 40 45 50 55 рецикл), узлы очистки отходящих газов: 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 знергозатраты 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 йх 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 очистки 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 коаксиально транспортному трубопроводу, соединяющему выходной патрубок трубчатого . реактора и диспергатор, при этом, наименьшее сечение активатора и торцовой срез диспергатора 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 тепломассопереноса, 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 энерго- затраты 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 иснять пересыщение в жидкой фазе пульпыпо кальцию, что обеспечивает улучшению процессов доразложения и кристаллизации в экстракторе. Применение форреактора предлагаемой конструкции позволяет интенсифицировать процесс вскрытия фосфатного сырья за счет изотермичных условий, "тонкого" дозирования сернокислотного реагента в паросернокислотной эмульсии из трубчатого реактора обьемноесоотношение Н 2 ЯО 4:Пар=1;50 - 100) и безградиентности по ЯОз в пульпе форреактора, исключающей условия образования сульфатных корок на поверхности зеренфоссырьяНа чертеже изображена установка для получения экстракционной фосфорной кислоты,Установка включает трубчатый реактор 1 с патрубками подвода реагентов 17, 18 и 19 и вывода смеси реагентов 16, транспортный трубопровод 2, буферный бак 3, диспергатор 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 отвода смеси пара и соединений фтора на абсорбцию, транспортный трубопровод 15 внешнего рецикла пульпы.Установка работает следующим образом,Серная кислота 93 - 98 ЯОз) или олеум (103 - 105 ЯОз) или олеум (103 - 105 ЯОз) подают в трубчатый реактор через патрубок 17 ввода, а через патрубок 18 вводят раствор разбавления в количестве, необходимом для получения разбавленной серной кислоты (50-70;4 ЯОз), Смесь реагентов через патрубок 16 поступает в транспортный трубопровод 2, в процессе транспортирования за счет тепла гидратации образуется паросернокислотная эмульсия скорость транспортирования 20-70 м/с), которая диспергируется диспергатором 4, расположенным на конце транспортного трубопровода 2, Диспергированная паросернокислотная эмульсия (Т=105-110 С), истекая в активатор 5 перемешивания пульпы, инжектирует пульпу, вызывая активное вертикальное перемвшивание в емкостном баке 3. Таким образом, кинетическая энергия потока паросернокислотной эмульсиипреобразуется в энергию вертикального пе- дительность т/системы получения ЭФК на ремешивания пульпы в форреакторе, В бак 8 - 12 О, интенсифицироватьпроцесс вскрыпоступает гидрофосфатная суспензия фос- тия фоссырья на 10 - 30; , снизить энергосырье+ растворы разбавления.или вода) и затраты на охлаждение пульп на 20 - 50 О. дополнительная вода, равная количеству 5 Ф о р мул а и зоб р.ете н и я испаренной воды в форреакторе. Пар и сое. Установка для получения экстракцидинения фтора по газоходу 14 отводятся на . онной фосфорной кислоты, содержащая абсорбцию вузел очисткиотходящйхгазов, экстрактор, узел дозировки и смешенияПри необходимости. осуществляют до- фосфатного сырья с растворами разбавлеполнительную циркуляцию пульпы в фор ния, узел дозировки и разбавления серной реакторе посредством подачи ее насосом кислоты или олеума, узлы охлаждения, 20 в трубчатый реактор 1 через патрубок фильтрации и рециркуляции пульпы и узлы 19. Пульпу с частично расположенным фос- очистки отходящих газов, о т л и ч а ю щ а ясырьем после обработки паров в форреак- с я тем, что, с целью интенсификации проторе (15 - 20 мин) по перетоку пульпы 6 15 цесса, повышения производительности и направляют в "голову" экстрактора, причем снижения энергозатрат, она снабжена узперед подачей в экстоактор 7.смешивают с лом предварительной обработки, выполциркулирующей частью (внешний рецикл) ненным в виде бака и размещенного над пульпы из экстрактора,. В зависимости от ним трубчатого реактора с цилиндричетипа процесса (полу или ди гидратный) в 20 ским корпусом, патрубками подвода и отэкстракторе 7 поддерживают требуемый вода реагентов, диспергатора, при этом температурный и концентрационный режи- выходной патрубок реактора соединен мы, а также величину отношения Т:Ж. Вы- трубопроводом с диспергатором, установдержанную в течение 5 - 8 ч пульпу йз ленным в баке аксиально ему, бак соедиэкстрактора 7 насосом 10 подаютнавакуум нен трубопроводом перетока пульпы с фильтр 11, частьпульпы при этом направля- экстрактором и газоходом с узлом очистки ется на рециркуляцию по трубопроводу 15 в отходящих газов,"голову" процесса. Фильтрация и промывка 2, Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я кека фосфогипсаприводят к образованию тем, что она снабжена трубопроводом, соегазожидкостных смесей, которые разделя диняющим входной и выходной патрубки ются в разделительных сосудах 12, фильтры экстрактора и трубопровод перетока пуль- направляют в баки 13 фильтратов, а газовая . пы из бака,фаза поступает на очистку от соединений 3, Установка по п.1, о тл и чаю ща я с я фтора. Часть первого фильтрата направля- тем, что она снабжена активатором перемеют на упарку, а оставшуюся часть первого 35 шивания пульпы, выполненным в форме софильтрата смешивают с вторым фильтра- пла Лаваля и установленным аксиально том с образованием раствора разбавления, транспортному трубопроводу, соединяю- часть которого подают в трубчатый реактор, щему выходной патрубок трубчатого реактоа оставшуюся часть подают в узел смеше-ра и диспергатор, при этом наименьшее ния с фоссырьем, Избыток раствора раз сечение активатора и торцевой срездиспербавления может быть направлен также и в гатора совпадают."голову" экстрактора. 4. Установка по п,1, о т л и.ч а ю щ и й с яПрименение данной установки в про- тем, что между баком и экстрактором устамышленности позволит повысить произво- новлен буферный бак.91752797 ставитель В, Красинахред М.Моргентал . Корректор Л. Лукач Редактор Н. Гунько Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2735 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5