Устройство для получения фосфорной кислоты

(23). Приоритет - (32) 20.10. 78 В 01,) 12/02 Государственный номнтет СССР но дедам нзобретеннй н отнрытнйИностранцы Урсус Тюммлер и Хуго Вернер(72) Авторы изобретения остранная фирм "Хехст АГ" (ФРГ)) Заявитель 4) УСТРОЙС ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОСЛОТЫ тройстватечи в Изобретение относится к конструкциям химических реакторов и может быть использовано для получения Фосфорной кислоты путем сжигания желтого фосфора.5Известно устройство для получения фосфорной кислоты сжиганием желтого фосфора, содержащее вертикальный корпус, выполненный в виде перевернуто" го усеченного конуса, днище, закреп-. ленное на его меньшем основании, патрубок для вывода отходящего газа, форсунки, наклонно закрепленные в средней части корпуса и направленные в сторону днища, кольцевую чашу с пере- точным затвором, коаксиально установленную на верхнем торце. корпуса под. крышкой, воздухоподводящую трубу,расположенную по оси крышки, трубу для ввода желтого Фосфора, установленную по оси корпуса в воздухоподводящей трубе, и Форсункуразмещенную на выходном конце трубы для ввода желтого фосфора.Крометого,корпус, выполненный из стали, изнутри гуммируют и покрывают кислотоупорной керамической оболочкой 1),Недостатком известного ус является то, что устранение гуммированной и покрытой керамикой,.стальной башне, возникающей при недостаточном орошении ее стенок цирку-лирующей фосфорной кислотой, из-заее многослойной структуры требуетбольших затрат средств и времени.Кроме того, крышка из-за ее неохлаждаемой ребристоати подвергнута износу из-за теплоты излучения фосфорного пламени, причем износ особенно силен в тех областях крышки, в которыхнедостаточно охлаждение протекающейводой,Целью изобретения является интенсификация процесса и увеличение про"изводительности за счет интенсивногоохлаждения крышки и верхнего торцакорпуса и повышение надежности.Поставленная цель достигается тем,что .устройство снабжено теплообменником, расположенным в крышке сооснос воздухоподводящей трубой .и коакси"ально снаружи трубы для ввода желто-го фосфора, а переточный затвор выполнен в виде размещенного на внутренней стороне верхнего края чашитрубного кольца, приче:1 соотношениеусеченного конуса корпуса составляетот 1:10 до 1:12,а крышка выполнена суглом конусности от 19 до 25 ф, Дополнительно устройство снабжено закрепленным на воздухоподводящей трубе ободом с направляющими лопатками,в котором выполнено центральное от-,верстие спроходящей через него трубой 5для ввода желтого Фосфора, причем.часть лопаток выполнена с возможностью регулировки их наклона, концентрично установленным на верхней частикрьзаки по отчошению к воэдухоподводящей трубе подпорным кольцом и свободно прилегающей к крышке гибкойэластичной манжетой, Теплообменниквыполнен в виде концентрических трубчатых змеевиков. Устройство такжеснабжено закрепленным концентричнокольцевой чаше .в зоне нижнего краякрькаки сливным желобом с переливными трубами, расположенными в егонижней части и проходящими через дносливного желоба.Благодаря соотношению конусабашни для сжигания стекающая во внутренней стенке башни для ее охлажденияпленка фосфорной кислоты не отрывается от стенки и имеет достаточнуютолщину слоя. Благодаря этому изготовленная из кислотоустойчивой сталибашня для сжигания может работатьбез нарушения наружного водяного охлаждения.30Благодаря исполнению башни длясжигания из простого кислотоустойчи-.вого стального корпуса возможные, течи могут быть закрыты при незначи-.тельном простое устройства. 35В предлагаемом устройстве крышкабашни выполнена под таким углом, чтоона принаименьшей возможнойтолщинелиста несетсама себяи поэтомуне требует никакихребер жесткости. Поэтому 40крышка башни может оптимально охлаждать,ся перетекающей водой при предотвращении ее коррозии.Благодаря гибкой резиновой закраине, которая расположена на крышке 45башни, даже при колеблющихся количествах охлаждающей воды она постоянно распределяется по.поверхностикрышки башни в виде равномерной пленки. За счет гибкости закраины, крометого, автоматически очищается зазормежду закраиной и крьпакой,Однородное перемешивание всосанного через воздухозаборныйотводвоздухас фосФором достигается за счет взаи-модействия направляющих лопаток с переставляемым углом отражения и воздухопроводящей трубой. Долговечность воздухопроводящей трубы, наружная сторона которой под вержена особой коррозии, повышается за счет ее конструкции из нескольких намотанных один в другом трубных змеевиков, через каждый из которых в отдельности раздельно пропускается с 65 большой скоростью лоток воды для охлаждения.На фиг,1 схематически изображеноустройство, продольный разрез; нафиг.2 - увеличенное изображение верхней области на Фиг,1,Свободнонесущая, установленная нафундамент 1 башня 2 для сжигания, которая может свободно расширятьсякверху, состоит иэ конусообразногокорпуса и плоского дна. Башня 2 длясжигания имеет в своей нижней области трубу,3 для отходящего газа, расположенную под тупым углом к корпусу, и направлена косо вверх. В своейсредней области башня 2 для сжиганияимеет несколько направленных внизфорсунок 4.Башня 2 для сжигания вблизи отее верхнего конца охвачена концентрически расположенной чашей 5 для кислоты, которая состоит иэ кольцевогодонного листа 6 и цилиндрической оболочки 7. Закрепленное точно горизонтально на верхнем конце башни 2 длясжигания трубное кольцо 8 образуетпереливной затвор чаши 5 для кислоты.Оболочка 7 цилиндра несет на своемверхнем конце конусообразную крышку9 башни 2, которая связана с ней гаэонепроницаемо, Центральное отверстие в крышке 9 башни .ограничиваетсяимеющим верхний фланец патрубком 10,который охватывается концентрическирасположенным подпорным кольцом 11.В патрубке 10 навешена охлаждаемаяводой воздухопроводящая труба 12,состоящая из намотанных один в другомтрубных змеевиков. Обод направляющих лопаток 13 свинчен с воздухопроводящей трубой 12 и патрубком 10 и имеет в центре отверстие, через которое пропущена труба-держатель 14, которая на своем конце внутри башни 2, для сжигания несет сопло 15 для распыления фосфора. Кроме того, в ободе направляющих лопаток 13 расположены регулируемые снаружи направляющие лопатки 16, С верхним фланцем обода направляющих лопаток 13 свинчен воэдухозаборный отвод 17.Устройство работает следующим образом.Вытекающая из воздухопроводящей трубы 12 охлаждающая вода перетекает через подпорное кольцо 11 на крышку9 башни, причем подпорное кольцо удерживает воду на таком уровне, что патрубок 10 практически полностью омывается охлаждающей водой. Концентрически к подпорному кольцу 11 расположенагибкая резиновая закраина 18, припомощи которой перетекающая черезподпорное кольцо 11 охлаждающая водараспределяется на крышке 9 башни собразованием равномерной водянойпленки. На цилиндрической оболочке 7кислотной чаши 5 снабженный несколькими перетоками 19 улавливающий желоб 20 расположен таким образом,что часть кислотной чаши 5, которая не запопне- на кислотой, охлаждается снаружи стекающей с крышки 9 башни 2 водой, проходящей через подпор,Крышка 9 имеет несколько отверстий для инспектирования внутренней части башни, на которых расположены частично омываемые водой и закрываемые крышками 21 шахты 22.Подача циркулирующей Фосфорной кислоты в кислотную чашу 5 и в форсунки 4 производится при помощи центробежного насоса 23, всасывающая сторона которого соединена с находящимся в нижней области башни 2 для сжигания запасом кислоты через трубопро;вод 24, теплообменник 25 и трубопровод 26 или трубопровод 27. Формула изобретения1. Устройство для получения фосФорной кислоты сжиганием желтого фосфора, содержащее вертикальный корпус, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса, днище, закрепленное на его меньшем основании, патрубок для вывода отходящего газа, Форсуики, наклонно закрепленные в средней части корпуса и направленные в сторону днища, кольцевую чашу с переточным затвором, коаксиально установленную на верхнем торце корпуса под крышкой, воздухоподводящую трубу, расположенную по оси крышки, трубу для ввода желтого фосфора, установленную по оси корпуса в воздухоподводящей трубе, и форсунку, размещенную на выходном конце трубы для ввода желтого Фосфора, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса и увеличения производительности эа счет интенсивного охлаждения крыаки и верхнего кочца корпуса и повышения надежности, оноснабжено теплообменником, расположенным в крышке соосно с воэдухоподводя-.щей трубой и коаксиально снаружи трубы,для ввода желтого фосфора, а переточный затвор выполнен в виде раэме"щенного на внутренней стороне верхнего края чаши трубного кольца, причемсоотношение усеченного конуса корпусасоставляет от 1:10 до 1:12, а крышкавыполнена с углом конусности от 19до 25.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабженозакрепленным на воздухоподводящей 15 трубе обводом с направляющими лопатками, в котором выполнено центральноеотверстие с проходящей через неготрубой для ввода желтого фосфора,причем часть лопаток выполнена.с воэ можностью регулировки их наклона.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено концентрично установленным на верх.ней части крышки по отношению к воз духоподводящей трубе подпорным кольцом и свободно прилегающей к крышкегибкой эластичной манжетой.4. Устройство по и1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что теплообмен. ЗО ник выполнен в виде концентрическихтрубчатых змеевиков.5. Устройство по п.1, о т л и ч,а-.ю щ е е с я тем, что оно снабженозакрепленным концзнтрично кольцевой з чаше в зоне нижнего края крышки сливным желобом с переливными трубами,.расположенными в его нижней части ипроходящими через дно сливного желоба. 40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Виннакер-Кюхлер, Химическая технология, том . "Неорганическая тех нология", 1, 1970., с.394 и 395,9672 б 1 Составитель А.ТарасовТимохина ТехредМ.Рейвес Корректор Й.Коста едакт Тираж 583 ПодГосударственного комитета СССРам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д 11/80 ВНИИПИ по дел 113035, но ак