Устройство для контакта газа и пульпы

(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРС СВИДЕТЕЛЬ 2(71) Ярославский политехнический институ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТАКТА ГАЗА И ПУЛЬПЫ(57) Изобретение относится к процессам очистки газа от фосфатной пыли и охлаждения пульпы при производстве экстракционной фосфорной кислоты. Целью изобретения является повышение эффективности очистки газа и охлаждение пульпы за счет увеличения поверхности контакта фаз, ликвидации вредных газовых выбросов в атмосферу и пенообраэования в реакторе Цель достигается за счет установления танИзобретение относится к очистке газа от фосфатной пыли и охлаждения пульпы производства экстракционной фосфорной кислоты. Кроме того, оно может найти применение в системах мокрой очистки залы- ленного газа с одновременным охлаждением жидких реакционных смесей при проведении экзотермических химических реакций между сыпучими и жидкими средами. Цель изобретения - повышение эффеивности очистки газа от фосфатной пыли генциальных патрубков 5 по длине цилиндрической обечайки 2 корпуса с шагом, равным 0,8-1,25 ее диаметра, а также за счет размещения ниже расширяющейся конической обечайки 4 с зазором к ней конического отражателя 8, а конического отражателя 8 и расширяющейся конической обечайки 4 - в погруженной под уровень пульпы в емкости 14 юбке 10 из эластичного материала, ниж.няя часть которой разрезана на вертикальные полосы 11, а верхняя имеет кольцевой зазор с корпусом 1, В работе жидкая фаза вводится по патрубку 7, закручивается в корпусе газом, поступающим по тангенциальным патрубкам 5 и далее вь 1 водится из корпуса 1. Основная часть пульпы выводит-ся через кольцевой зазор между юбкой 10 и корпусом 1, а меньшая часть пульпы с газом 3 направляется к юбке 10. При раэдаижении вертикальных полос 11 гасится пена, образующаяся при раскручивании пульпы потоком газа. Происходит одновременная очистка газа и охлаждение пульпы. 3 ил., 1 табл,охлаждения пульпы при производстве экстракционной фосфорной кислоты,На фиг.1 представлена схема установки по производству экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК); на фиг,2 - устройство для контакта газа и пульпы; на фиг,3 - график зависимости степени очистки газа от параметра.Данное устройство для контакта газа и пульпы устанавливается перед реактором (фиг.1) или на крышке реактора непосредственно (фиг.2), Устройство позволяет эффективно проводить очистку газа оборотным15 20 25 30 35 40 50 55 раствором (слабой фосфорной кислотой и пульпой из реактора), вводимым далее в реактор, причем соотношение газа Ъ оборотного раствора составляет 1:42-50), газа и пульпы из реактора, закачиваемых насосом 5 ПХП из реактора 1;38:42).Устройство для контакта газа и пульпы включает корпус 1 из примыкающих цилиндрической 2 и сужающейся 3 и расширяющейся 4 конических обечаек, соединенных меньшими основаниями, тангенциальные патрубки 5 ввода газа в цилиндрическую обечайку корпуса, образующие щелевые вводы 6 при соединении с ней, осевой патрубок 7 подвода пульпы в верхней части корпуса, осевой конический отражатель 8, размещенный с зазором 9 к конической абечайке 4, эластичную юбку 10 из разрезанного на вертикальные полосы 11 эластичного материала, прикрепленную к корпусу стяжками 12. Крепления конического отражателя к обечайке 4 представляют собой стяжки 13, равномерно расположенные по периметру. Юбка 10 погружена под уровень пульпы в реакционной емкости 14 и размещена коаксиально снаружи нижней конической обечэйки 4.Кроме того, выявлено, что для стабильности жидкостной пленки по длине корпуса необходимо условие расположения патрубков 5 с шагом, равным 0,8 - 1,25 диаметра цилиндрической обечайки 2 корпуса. ЭтЬ иллюстрирует график на фиг,З зависимости степени очистки газа от отношения расстояния между патрубкэми и диаметром цилиндрической обечайки при постоянных длине цилиндрической обечайки= 3000 мм, диаметре ее 0 = 300 мм, производительности по воде 5 м /ч и газу 6000 мз/ч, Как показывает график, степень очистки газа (в интервале отношений О И =0,8-1,25) максимальна, а зэ пределами этого интервала резко падает. Это говорит о том, что при выходе за пределы этого интервала при уменьшении и увеличении расстояния между тангенциальными патрубками) происходит нарушение сплошности жидкостной пленки по длине корпуса, а следовательно, и снижение эффективности очистки газа и охлаждения пульпы и, кроме того, образование капель и их унос в систему абсорбции при частом расположении патрубков,Устройство работает следующим образом,Запыленный газ подается по тангенциальным патрубкам 5 ввода газа на внутреннюю поверхность цилиндрической обечайки 2 корпуса 1 через щелевые вводы 6, также на внутреннюю поверхность обечайки 2 подается жидкость по патрубку 1. Газовый поток раскручивает пульпу внутри корпуса и вводит ее в реакционную емкость 14 под слой пульпы. Основная часть пульпы выводится через кольцевой зазор (между стяжками 12) между юбкой 10 и корпусом 1, а меньшая часть проходит через юбку 10, раздвигая вертикальные полосы 11 и гася пену, образующуюся при раскручивании пульпы потоками газа, Стяжки 12 и 13 не препятствуют проходу жидкости и газа на поверхность. Конический отражатель 8 и обратный конус обечайки 4 направляют пульпу равномерно к щелевым отверстиям эластичной юбки, Тем самым упрощаются процессы пеногашения в реакторах. При разрывах пузырьков газа, выходящих из жидкостной пленки, ее поверхность становится кипящей. При этом значительно возрастает поверхность контакта фаз за счет неровностей поверхности и дополнительной поверхности брызг.Кроме того, поддерживается в данном устройстве минимальный градиент температур, который не превышает 1,5 - ,2 С, т.к, его увеличение может вызвать захолаживание пульпы, что приводит к образованию в растворе кристаллов фосфогипса. Тем самым обеспечивается надежность работы всей системы и повышается качество конечного продукта за счет увеличения межфазового контакта и гарантированного насыщения пузырьков газа парами жидкости, что.и обеспечивает минимальный градиент температур, Расположение тангенциальных патрубков 5 с шагом по длине корпуса позволяет усилить еще и эффект диспергирования газа в пульпе, что повышает эффективность охлаждения пульпы.Было проведено исследование зависимости степени охлаждения пульпы от расстояния между патрубками 5 при длине цилиндрической обечайки 3000 мм, диаметре ее О 500 мм, производительности 5 м /ч по воде и 6000 м/ч по газу. Данные зависимости приведены в таблице.Как видно из таблицы, в пределах отношения Ь/О = 0,5 - 1,3 степень охлаждения пульпы максимальна и, кроме того, соответствует максимальным значениям, не вызывающим захолаживание пульпы, т.е, появление кристаллов фосфогипса в растворе, резко ухудшающих качество конечного продукта. При выходе за рамки данного интервала вправо степень охлаждения пульпы падает значительно, а влево - степень охлаждения практически постоянна, но возникает вероятность уноса капель в систему абсорбции, а степень очистки газа максимальна(фиг.З), значит выход за данные рамки соотношений не желателен. В данныйинтервал укладывается оптимальный длястепени очистки газа интервал 0,8-1,25, Поэтому достижению оптимальных степенейочистки газа и охлаждения пульпы одновременно будет соответствбвать интервал отношений расстояния между патрубками кдиаметру И/О - 0,8-1,25.В целом установка по фиг.1 функционирует следующим образом,Фосфатное сырье подается сжатым воздухом в стабилизатор объемной плотностии дозировки, из которого поступает по ленточному транспортеру в смеситель, а затемв реактор (реакционную емкость). Запыленный газ вентилятором перекачивается в реактор, где и происходит охлаждение пульпыи очистка газа одновременно. При большойконцентрации фосфатной пыли в газе происходит перегружение системы абсорбции,поэтому перед поступлением в реактор газа. 20и пульпы они контактируют в корпусе (вданном случае используется горизонтальная его компоновка). Формула и зоб ре те ни я 25 Устройство для контакта газа и пульпы,содержащее вертикальный корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки и присоединенных к ней в нижней части конических обечаек, соединенных меньшими основаниями, реакционную емкость, заполненную пульпой, юбку, соединенную с корпусом и погруженную под уровень пульпы в емкость, патрубок подвода пульпы и патрубки ввода газа, присоединенные к цилиндрической обечайке корпуса, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки газа от фосфатной пыли и охлаждения пульпы при производстве экстракционной фосфорной кислоты эа счет увеличения поверхности контакта фаз и кратности циркуляции пульпы, оно снабжено осевым коническим отражателем, размещенным с зазором в нижней части корпуса, при этом патрубки ввода газа установлены тангенциально к корпусу по длине цилиндрической обечайки с шагом, равным 0,8-1,25 ее диаметра, патрубок подвода пульпы выполнен осевым и введен в верхнюю часть цилиндрической обечайки, а юбка выполнена из эластичного материала, разрезанного на вертикальные полосы, и размещена коаксиально снаружи нижней конической обечайки корпуса,,Фиг щ аг аю ою у р и у д ущ Щ Редактор Т. Куркова роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 1970 ВНИИП Составитель О.БеккерТехред М. Морге нтал Корректор И.Муска Тираж 449 Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5