Способ удаления пыли из электрофильтров при производстве фосфора

(72) Авторы изобретеии И.Г.Султанова, С.В.Лаврушин Л.А,Семина, Т.И.Козина, В,Пи Л,С.Гребеннико о ашева,абалин а нинградскии гос проектный инсти(7) Заявитель 5") СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЫЛИ ИЗ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРО ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ФОСФОРА Изобретение относится к способампереработки отходов и может быть использовано при производстве элементарного фосфора,8 .процессе электротермическогопроизводства Фосфора газовый поток,выходящий из электротермической печи, проходит очистку от пыли в электрофильтрах. Пыль, осевшая в электроФильтре, по химическому составу представлена, в основном, окисными и фосФатными соединениями щелочных и целочноземельных металлов, количественные соотношения между которыми зависят как от состава и способа подготовки исходного сырья к руднотермической переработке, так и от параметров ведения технологического процесса,в фосфорной печи. Пыль содержит также элементарный фосфор С 1Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту является способ удаления пыли из электрофильтров водой. Воду подают в сисрственный научно-исследоВательскийосновной химической 6 рбмышленностиЕ 2тему электрофильтра и смешивают с пылью до образования водной суспензии, получившей название "контрольное молоко" с содержанием твердой Фазы по сухому остатку 5-30. Образовавшуюся водную суспензию перекачивают по трубопроводам в специально предназначенные хранилища 23 .Однако при осуществлении известного способа образуются неоправ" данно большие объемы суспензии, в которой содержится незначительное количество пыли (до 11000 и суспензии на 1 сут) . 1:роме того, не обеспечивается седиментационная устойчивость суспензии из-за низкой плотности жидкой фазы (1,006-1,012 кг/л ) значительных размеров твердыхчастиц (20-30 мкм) и высокой скорости осаждения последних 0,11-0,25 см/с ). В результате при перекачиванйи суспензии в хранилица в системе трубопроводов происходит интенсивное оседание твердой фазы, что приводит к зарастанию3 ф 506трубопроводов. Образующаяся суспензия,как правило, имеет рН порядка 9"14.При таких значениях рН интенсивно протекают реакции диспропорционированияэлементарного Фосфора с образованиемводорода и Фосфина, являющегося сильным отравляющим веществом. При выделении фосфина нарушаются условия безопасной работы обслуживающего персо", нала и загрязняется атмосфера.Целью изобретения является уменьшение выделения фосфина, сокращениеобъема суспензии и обеспечение ееседиментационной устойчивости.Поставленная цель достигается предлагаемым способом удаления .пыли из1 лектрофильтров, включающим обработ-,ку пыли водным раствором, содержащим3"10 РО, перемешивание смеси додостижения плотности жидкой Фазы1,05-1,10 кг/л и рН, равного 5-8 споследующим выводом суспензии.Использование водного раствора,содержащего 3-10 РО, позволяет увеличить растворимость пыли и уменьшить 25размер взвешенных частиц в суспензии.При содержании РО в растворе менее3 растворимость пыли низка, а размерчастиц и скорость их осаждения, сос"тавляющие 20"27 мкм и 0,11-0,25 см/с,Одовольно высоки, Увеличение содержания.РяОр более 10 нецелесообразно, таккак растворимость пыли увеличивается,незначительно, размер твердых частицне уменьшается, а держится в пределах .10"14 мкм, в то время, как рН удаляе. З 5мой суспензии составляет 3, что требует специальных антикоррозионных материалов,Достижение при перемешивании плот 40 ности жидкой Фазы 1,05- 1,10 кг/л позволяет уменьшить объем образующейся суспензии и обеспечить седиментационную устойчивость последней. При плотности жидкой фазы менее 1,05 кг/л ф объем образующейся суспензии составляет 3,6-11 м на 1 т удаляемой пыли, а скорость осаждения твердых частиц увеличивается до 0,25 см/с. При плот" ности жидкой Фазы более 1,1 кг/л об- О разуется густая, трудноперекачиваемая суспензия.Поддержание рН = 5-8 при перемешивании приводит к уменьшению выделения токсичного газа " фосфина, При 55 значениях рН более 8 в суспензии образуется фосфин. Уменьшение рН суспензии ниже 5 требует специального аппаратурного антикоррозионного оформления,П р и и е р 1. Пыль из электрофильтров состава Р 4, 3, СаО 183;ИО 1 И и РО 264 удаляют воднымраствором, содержащим 3 РО, Процесс смыва пыли из электрофильтра проводят при перемешивании образующейсясуспензии до достижения рН 8,0 призначении плотности жидкой фазы1,05 кг/л, после чего суспензию выводят из системе электрофильтра. Приэтом количество пыли, удаляемой 1 мводного раствора, составило 363 кг;солесодержание жидкой Фазы было равным 70 кг/м; отношение Т:И составило 1;3,3; размер твердых частиц былравен 18-22 мкм; скорость осажденияих составляла 0,10-0,12 см/с; доляфосфора, перешедшего в Фосфин - 13.В пересчете на 1 т удаленной пылирасход,водного раствора и содержащегося в нем РьО составили 2,5 мЗ и 75 кгсоответственно.П р и и е р 2,-Пыль из электрофильтра того же состава, что и в предыдущем примере, удаляют водным раствором, содержащим 103 Р 05. Процессудаления пыли проводят при перемеши -вании образующейся суспензии до достижения рН 6 при плотности жидкой Фазы 1,10 кг/л, после чего образовавшуюся суспензию выводят из системыэлектрофильтра. При этом количествопыли, удаляемой 1 м водного раствора,составило 437 кг/м , солесодержаниежидкой Фазы было равным 131,1 кг/мотношение Т:Ж составило 1:3,4;размертвердых частиц был равен 12-16 мкм;скорость осаждения их составила 0,040,08 см/с; доля фосфора, перешедшего в Фосфин " 0,033. В пересчете на1 т удаленной пыли расход водногораствора и содержащегося в нем РОсоставили 2,06 мз и 200,7 кг соответственно.П р и и е р 3. Пыль состава Р 31;СаО 123; КО 10 и Р 105 284 удаляютводным раствором, содержащим 5 Г РО .Процесс удаления пыли проводят приперемешивании образующейся суспенэиидо достижения рН 5 и плотности жидкой фазы 1,093 кг/л, после чего суспензию выводят йз системы электро- .фильтра. При этом количество пыли,удаляемой 1 м водного раствора,составило 408 кг/м, солесодержание жид-кой фазы было равным 122,4 кг/м; отношение Т:Х суспензии составило5 9450661:33 размер твердых частиц был ра" . Р 05 - 2,24 мф и 110 кг соответственвен 15-20 мкм; скорость осаждения их но.составила 0,08-0,10 см/с; доля Фосфора, Результатй, полученные при осуще" перешедшего в Фосфин " 0,01. В пе- ствлении предлагаемого способа в ресчете на 1 т удаленной пыли расход сравнении с известным, представлены водного раствора и содержащегося в нем в таблице.Ю е е е е е ивЕю еееееееве 3 ьввееаеееае Способ удаления пыли вереейеее 4 ВФ ФЬЮВ Предлагаемый Показатели,Известный Сильноще" Слабоще"лочная лочнаяпыль пыль Сильноще- Слабоще"лочная лочнаяпыль пыльВ евое аав Состав пыли,мас. Ф: 3 3 3 12 12 12. СаО 10 14 26 28 28 28 26 Содержание РОв водном растворе, мас. 3 Отсут" Отсут- ствует ствует 2 Расход раствора на .удалениет пыли, м/г 11,0 2,24 1,3 Расход РО наудаление 1 т пыли, кг/т 480,0 110,0 50 Д 75 0 Количество пыли, удаляемой1 м З раствора, кг/мЗ 130 - 520 86,5 408 250 Солесодержание жидкой фазы, кг/м.200 32 21,3 122,4 72,6 Доля твердой Фазы от сухого остатка суспензии, мас. 4 80,0 617. 93,2 70,0 87,0 6,8 20,0 28,3 13,0 30 0 Доля сухого остатка. жидкой фазы от сухого остатка суспензии, мдс6 Вне пределовеаеееаеаеа Сильноще" Слабощелочная лочная пыль , пыль,15 31 Плотность жидости фазы сусенэии, кг/л 1,02 1,0 1, 130,0 О0 ий размер ц твердой мкм част Фазы 1.8-22 0-14 0-2-2 корость осажения частицвердой Фазы,1-0,25 0,02-0,06 11-0,25 0,11-0,25 0,10-0,12 0,08-0,10 с Формула изобрете Как видно иэ таблицы, при использовании предлагаемого способа удале-ния пыли иэ электрофильтров уменьша- . ется выделение фосфина иэ суспенэии в 10"100 раэ при удалении сильнощелочной пыли и в 10 раз при удалении слабощелочной пыли. Сокращается объем суспенэии в 5-6 раз - с 11 до 2,06- 2,50 м(сильнощелочная.пыль ) и в45 1,5 раза с 3,60 до 2,24 мв (слабощелочная пыль ); Увеличивается в 10- 2 раэ растворимость сильнощелочной пыли и в 5"6 раз " слабощелочноЖпыли, Уменьшаются размер твердых часы тиц и скорость их осаждения (в 15- 2 раза),Таким образом использование пред" лагаемого способа позволяет улучшить условия работы обслуживающего персонала и улучшить экологические условия окружающего завод воздушного бассейна иэ"эа уменьШения выделения Фосфина в атмосферу; уменьшить объем хранилищ для контрольного молока и соответственно уменьшить капиталовложения для их строительства и эксплуатации изза уменьшения объемов образующейся суспензии; увеличить срок службы тру Ьопроводов для перекачивания суспензии в хранилища, так как предотвращается забивание трубопроводов оседа щими твердыми частицами. Способ удаления пыли из электро- фильтров при производстве фосфора, включающий обработку пыли водным ра створом, перемешивание смеси и выво суспенэии,.о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения выделе ния Фосфина, сокращения объема суспензии и обеспечения ее седимента,ционной устойчивости, используют вод101. Постников Н.Н. Пылеобразование в.процессе злектровоэгонки фосфора.- ЖПХ, т. 33, вып. 1, 1960. Составитель В.ГродэовскаяТехред С.йигунова едактор Н,Егорова Корректор Г.Реаетник Заказ 5245/28 Тираж 509 ОНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, НоСква, Ж, Рауаская наб., д. 4/5Подписное е ае ее еефилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. проектная, 4 945066ный. раствор, содержащий, 3-10 РоОу,а перемеаивание ведут до достиженияплотности жидкой фазы 1,05 1,10 кг/ли рН, равном 5-8.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 2. Белов В.Н. и др. Технология фосфора. Изд-во "Химиян 1979 с. 41.