Способ получения извести и сернистого ангидрида

н 1990646 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Севз СфветскияСециалистическикРеспублик(22) Заявлено 15.01. 81 (21) 3237230/23-26с присоединением заявки Йо(23) Приоритет(Щ М. Ка. С 01 В 17/50 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗВЕСТИ И СЕРНИСТОГО АНГИДРИДАИзобретение относится к способам термического разложения фосфогипса, являющегося отходом производства фосфорной кислоты, на известь и сернистый ангидрид и может быть использовано в химической промышленности и в промышленностистроительных материаловИзвестен способ термической дис социации фосфогипса в псевдоожижен. ном слое на окись кальция и сернистый ангидрид, согласно которому исходный тонкодисперсный Фосфогипс подвергают предварительной прокалке при 700 о С и гранулированию в отдельных аппаратах с использованием в качестве связующего 2-5 сульфитно-спиртовой барды. В качестве вос-. становителя используют металлургический кокс, Обжиг фракций гранулированного Фосфогипса - 3+ 1 мм впсевдоожиженном слое при температуре 1200 С в течение 20 мин позволяет получить степень разложения Фосфогипса, равную 99 1Основными недостатками этого спо . соба являются необходимость предварительной г.рокалки и гранулирования исходного фосфогипса в отдельных аппаратах с использованием в качестве связующего 2-5% сульфитно-спиртовой барды, а также использование в качестве восстановителя металлургического кокса, загрязняющего конечный продуктНаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения окиси кальция и сернистого ангидрида путем термохимического разложения природного гипса в реакторе непрерывного действия с псевдоожиженным слоем, разделенным на две реакционные зоны: восстановительную и окислительную. В нижней, восстанови вительной зоне, куда подают исходный МатЕРИаЛ, ОСУЩЕСтВЛЯЮт РЕаКЦИЮ ВОСам становления сульфата кальциядо сульФида кальция в присутствии газового восстановителя, получаемого при неполном сжигании газового топлива. В верхней окислительной зоне происходит окисление сульфида кальция в окись каль ция и сернистый ангидрид за счет подачи вторичного кислородсоде ржащего дутья. За счет естественной циркуляции, имеющей место в псевдоожиженном слое, каждая частица исходного материала многократно проходит через обе реакив ционные зоны. Образующийся при прохождении через восстановительную зонусульфат кальция почти полностью окис=ляется при последующих многократныхпрохождениях через зону окисления.При температуре псендоожижения слояв интервале 1040-1220 С степень раз" 5ложения сульфата кальция с размеромчастиц 1,210,4 мм составляет 9098% а концентрация сернистого ангидрида н обжиговдм газе колеблетсяот 5 до 10 2.10Недостатками известного способаявляются высокая температура (10401220 С ) обжигового газа на выходе иэпсевдоожнженного слоя, которая способствует образованию настылей на 15стенках надслоевого пространства изатрудняет дальнейшую переработкуэтих газов, что снижает экономичностьэтого способа, а также постоянноеобразование спеков при подаче в 20реакционную зону тонкодисперсногофосфогипаа с размером частиц - 0,2+0,05 мм.Цель изобретения - предотвращениеобразования спеков и настылей при 25переработке тонкодисперсного фосфогипса,Поставленная цель достигаетсятем, что в способе получения известии сернистогр анидрида путем терми-.ческого разложения фосфогипса в псевдоожиженном слое, разделенном на восстановительную и окислительную зоныс улавливанием и возвратом пыли вслой обрабатываемого материала, последний перед термическим разложениемнапыляют на гранулы циркулирующиеснизу вверх через все зоны псевдоожиженного слоя с кратностью 0,5-5,скорость псевдоожижения в месте подачи.исходного фосфогипса поддерживают в2-10 раз больше скоростей псевдоожижения в реакционных зонах и обжиговыйгаз выводят иэ псевдоожиженного слояс температурой 500-800 С.Отличиями предлагаемого способа45 являются: напыление исходного материала на поверхность горячих гранул перед его разложением, принуди-. тельная циркуляция гранулированного материала снизу вверх через все эоны псевдоожиженного слоя с кратностью 0,5-5,0, поддержание скорости псевдоожижения н месте подачи исходного материала в 2-10 раз больше скоростей псевдоожижения в реакционных эо" 55 нах, вывод обжигового газа из псевдоожиженного слоя с температурой 500-800 С.Для достижения максимальной сте- . пени грануляции и разложения фосфо гипса принудительную циркуляцию гра" нулированного материала осуществляют с кратностью 0,5-5,0, При кратности ниже 0,5 падает степень грануляции исходного материала при его 5 напылении на горячие гранулы в зоне грануляции, что ведет к образованию спеков в реакционных зонах. Увеличение кратности принудительной циркуляции ведет к уменьшению толщины слоя исходного фосфогипса, напыляемого на гранулы. При кратности циркуляции ныше 5,0 толщина этого слоя становится меньше минимального значения размера исходных частиц, составляющего 0,05 мм. Поэтому дальнейшее увеличение кратности циркуляции нецелесообразно из-за повышенных энергозатрат.Для обеспечения температуры обжигового газа на выходе из псевдоожиженногр слоя в пределах 500-800 С подде 1 йкивают скорость псевдоожиже-. ния в месте подачи исходного фосфогипса в зону грануляции н 2-10 раз больше по сравнению со скоростями псевдоожижения в реакционных зонах. При скорости псевдоожижения в месте подачи исходного фосфогипса менее, чем в 2 раза происходит повышение температуры обжиговых газов на выходе из зоны грануляции выше 800 С изза увеличения естественной циркуляции гранулированного материала между зоной грануляции и реакционными зо нами;. Повышение скорости псевдоожиже- ния в месте подачи исходного фосфо . гипса более, чем в 10 раз по сравнению со скоростями псевдоожижения в реакционных зонах нецелесообразно, так как резко возрастает сопротивление псевдоожиженного слоя, не оказывая при этом влияния на температурный режим в зоне грануляции.При температуре обжигового газа на выходе из псевдоожиженного слоя выше 800 С на стенках надслоевого пространства, гаэоходов и циклонов образуются настыли, а при температуре газа ниже 500 С снижается степень грануляции исходного фосфогипса при напылении его на горячие гранулы, что ведет к попаданию тонкодисперсного фосфогипса в негранулированном виде в реакционные зоны, а следовательно, к образованию спеков в реакционных зонах и увеличению пылевыноса.На чертеже представлена схема реализации способа.Способ осуществляется следующим образом.Тонкодисперсный фосфогипс из бун. кера 1 с фракционным составом -О, 2+,О, 05 мм вместе с пылью, уловленной иэ отходящего газа в циклоне 2,подают шнековым питателем 3 в аппарат псевдоожиженного слоя переменного сечения 4,в котором поддерживают несколько рабочих. зон. Первоначально исходный фосфогипс подают в зону грануляции 5, где он псевдоожижается обжиговым газом, поступающим из окислительной реакционной зоны б с температурой 1050- 1250 фС вместе с гранулированным материалом. В месте подачи исходного фос:фогипса в зону грануляции 5 поддерживают скорость псевдоожижения в 2- 10 раэ больше скоростей псевдоожи жения в реакционных зовах б и 7, что осуществляют за счет соответствующего изменения сечения аппарата в этом месте. При этом частицы фосфО.гипса выносятся в верхнюю часть псевдоожиженного слоя. При движении вверх они быстро прогреваются теплом обжи . говых газов и, сталкиваясь с горячими гранулами, налипают на поверхность их за счет плавящихся компонентов, содержащихся в исходном фосфо гипсе, так как температура гранул выше. температуры плавления этих компонентов.Иэ верхней части зоны грануляции 26 5 гранулированный материал с помощью секторного питателя 8, которым регулируется кратность принудительной циркуляции, подают в нижнюю часть восстановительной реакционной зоны 7.0 су ществляя принудительную циркуляцию гра-. нулированного материала таким образом, обеспечивают непрерывную подачу исходного фосфогипса в реакционные зоны б и 7 подогретым, обезвоженным и напиленным на гранулы продукта разложе-,ния фосфогипса. В реакционных зонах поддерживают температуру 1050-1250 С. Восстановительную и окислительную атмосферы в этих зонах создают за .счет подачи первичного и вторичного кислородсодержащего дутья и горючего газа. При наличии естественной циркуляции гранулированного материала между восстановительной и окислительной зонами гранулы с нанесенным на 40 них тонким слоем фосфогипсов многократно проходят через обе зоны. При этом фосфогипс разлагается на известь и сернистый ангидрид. Известь в виде гранул -3+1 мм непрерывно выгружают из окислительной зоны бкак готовый продукт) с помощью .секторного питателя 9. За счет осуществления принудительной циркуляции гранулированного материала в псевдоожиженном 50 слое наряду с естественной циркуляцией имеет место преимущественное движение гранулированного материала вверх иэ окислительной зоны б в зону грануляции 5,Эа счетэФфекта сепарации, гранулированногоматериала, имеющего место в псевдоожиженном слое, в зону грануляции5 поступают гранулы с размером меньше 3 мм, где продолжается их дальнейший рост. Обжиговые газысодержащиесернистый ангидрид, в пределах 510, охлажденные до температуры500-800 фС в зоне грануляции 5, иэ се.парационной эоны 10 после обеспы "-ливания в циклоне 2 подают на дальнейшую переработку в производствосерной кислоты.П р и м е р 1. В реактор псевдоожиженного слоя непрерывно подают.частиц -0,2-0,05 мм влажностью 40и температурой 15 фС.Состав сухогофосфогипса: СаОфбщ39;58, 055,52, РО - 1,07 Е -0,31 упрочие примеси - 3,52. реакционных зонах поддерживают восстанови.тельнуЬ 1 вниэу) и окислительнуювверху атмосферы при температуре160 фС за счет первичного и вторичного дутья и природного газа. Приэтом температура обжиговых газов навыходе из псевдоожиженного слоя составляет 680 С, кратность принудительной циркуляции гранулированногоматериала - 2,4, соотношение скоростей псевдоожижения , - б, гдеЧаЧЧ 1 - скорость псевдоожижения в месте подачи фосфогипса в аппарат,Ч - максимальная скорость псевдоожижения в реакционных зонах,Иэ окислительной реакционной зоны непрерывно выводят готовый продукт в виде окиси кальция (извести) с размером частиц -3+1 мм, Средняя степень разложения фосфогипса при этом составляет 97,2, а концентрация сер" нистого ангидрида в обжиговом. газе,2. При проведении опыта не наблюдалось образования спеков и настылей на стенках надслоевого пространства аппарата, газоходй,и циклона.Результаты остальных йримеров сведены в таблицу.Ч 1 с 1 со 1 О РЪ Ь Ъ О ОЪ ОЪ ОЪ Ю с с ф О ОЪ О ессх хеб хаас 9 ОО Бойх оадх хоех хо 9 ооик ф 3 с Ю3 1 е 1 СЪ ОЪ Оа СОО Ъ Ъс с Ъ ЧЪ о о о а Р 1" Л Ю Ъ 0 О О Ю Ю О Ю О щ Ъ РЪ ОЪ ОЪ о -о % % % ф т990646 10 Формула изобретения аз 34/2 Подписн ВНИИПИТираж ПП "Патентф,д Ул.Проектная,4филиал П г.ужгоро 9Использование предложенного спо-. соба позволит: перерабатывать тонкодисперсный фосфогипс с размером частиц 0,2-0,05 мм на известь н сернистый ангидрид беэ образования спеков в реакционных зонах псевдо.ожиженного слоя и настылей на стенках надслоевого пространства аппарата, гаэоходов и циклона, эа счет возможности регулирования кратности принудительной циркуляции грану лированного материала снизу вверх че-. рез все зоны псевдоожиженного слоя . от 0,5 до 5,0 изменять толщину слоя исходного фосфогинса, напыленного на горячие гранулы продукта его 5 разложения, от которой зависит скорость и степень разложения фосфогипса и эффективность всего процессаф повысить экономичность способа получения извести и сернистого ангидри-щ да за счет утилизации тепла обжиго.вого газа при напылении исходного материала на горячие гранулы с охлаждением при этом обжигового газа до 500-800 С перерабатывать исходный материал с любой влажностью, не снижая при этом экономичности предложенного способаСпособ получения извести и серниСтого ангидрида путем термическогоразложения фосфогипса в псевдоожиженном слое, разделенном на восстановительную и окнслнтельную зоны, с улавливанием и возвратом пыли в слойобрабатываемого материала, о т л ич а ю щ и й с я тем,.что, с цельюпредотвращения образования спекови настылей при переработке тонкодисперсного Фосфогипса, последний перед термическим разложением напыляютна гранулы, циркулирующие снизу вверхчерез все зоны псевдоожиженного слояс кратностью 0,5-5, скорость псевдоожижения в месте подачи исходного Фосфогипса поддерживают в 2-10 разбольше скоростей псевдоожижения в реакционных зонах и обжиговый газ выводят из псевдоожижениого слоя с температурой 500-800 фС.Источники информации,принятые во внимание при эксйертизе1.фКимическая проьашленностьф,1969, В 2, с, 33-36.2. Патент США 9 4102989,кл.423541, 1978.