Реактор для получения фосфорной кислоты Советский патент 1989 года по МПК B01J19/18 

Изобретение относится к конструкции реакторов для получения фосфорной кислоты.

Целью изобретения является снижение энергетических и эксплуата1и1он- ных затрат.

На фиг.1 схематично изображен реактор для получения фосфорной кислоты, поперечный разрез; на фиг.2 - реактор без крышки, план.

Реактор состоит из корпуса 1,который, например, может состоять из двух соединенных перетоком емкостей. Сверху реактор имеет крьпику 2. Равномерно внутри реактора разнещены мешалки 3. Внутри реактора расположены перегородки 4 с перетоками. В одной из перегородок в вертикальной шахте 5 с верхним 6 и нижним 7 окнами смонтирована мешалка-циркулятор 8. В верхнем перетоке 9 перегородки в секции перед мешалкой циркулятором 8 одной из сторон установлена провальная решетка 10. С другой стороны перегородки смонтирована примыкающая к решетке и заглубленная ниже уровня пульпы коробообрязная вертикальная стенка 11. Патрубок 12 для ввода газа под решетку рпзмсг1.1ют с противоположных ()Н решетки 10, причем

его боковые стенки 13, не примыкающие к решетке, вьтолняют ниже уровня пульпы. Патрубок 14 для ввода серной кислоты размещают в крышке реактора напротив выхода пульпы из мешалки-цир- кулятора, а также в зоне дозревания. Патрубки для ввода фосфата и раствора разбавления 15, а также для вывода газа 16 располагают также в крышке реактора зоны разложения,

В пе ретоке между первой (зоной разложения) и второй (зоной дозревания) емкостями корпуса 1 размещена решетка 17 провального типа, вьтолненная по другому варианту - не с поддувом газа, а с его отсосом. В этом случае патрубок 18 для вывода газа размещают над решеткой, причем его боковые стенки примыкают с трех сторон к решетке и к коробообразной вертикальной стенке, а патрубки 19 для подвода газа под крышку реактора располагают с противоположной стороны реактора (зоны дозревания). При этом целесообразно между патрубком 18 и решеткой 17 разместить сепарационную зону 20.

Целесообразно с целью более рав- ,Номерного распределения на провальной решетке охлаждаемой пульпы и газа выполнить ее наклонной в сторону,противоположную коробообразной вертикальной стенке.

Реактор может оборудоваться как одной провальной решеткой по типу решетки 10 (с поддувом газа), так и только решеткой по типу решетки 17 (с отсосом газа), а также в комбинациях обоих типов, как изображено на фиг.1 и 2, что для ряда случаев более предпочтительно. Для обслуживания провальных решеток могут быть предусмотрены люки 21. Для вывода продукционной пульпы на фильтрацию установлены устройства (насосы) 22. Перегородка 4 в зоне разложения дает возможность осуществить направленную рециркуляцию пульпы с заданной кратностью, а в зоне дозревания создать режим, близкий к режиму последова- .тельного вытеснения пульпы от начала к концу зоны, что является оптимальным для проведения процесса получения ЭФК.

Целесообразно зону дозревания реактора выполнить ниже зоны разложения, что позволит поддерживать постоянный режим работы как провальных ре шеток, так и мешалок зоны разложения

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Реактор работает следующим образом.

Исходные реагенты (фосфат, раствор разбавления и серная кислота) поступают через патру бки 14 и 15 в зону разложения внутрь корпуса 1. При этом мешалки 3 обеспечивают их быстрое и равномерное перемешивание в реакционной пульпе. Мешалка-циркулятор 8,вращаясь в шахте 5, работает как осевой насос, перекачивая пульпу, входящую через окно 6 и выходящую через окно 7 через весь реакционный объем зоны разложения, ограниченный перегородками 4 с перетоками. При этом часть пульпы может циркулировать, минуя провальную решетку 10, перетекая через верхний переток перегородки, а другая часть пульпы попадает на решетку 10. Перекачивая пульпу, мешалка-циркуля- тор создает перепад уровней в секциях реактора, равный ее напору. Это позволяет ввести газ (или воздух) под решетку 10 через патрубок 12, ограниченный стенками 13. Таким образом, происходит интенсивный тепломассообмен между реакционной пульпой и газом, подаваемым для ее охлаждения. Отра- ботанньв (насыщенный парами воды) газ выводится вниз - под крьш1ки 2 реактора и патрубок 16, при этом происходит отделение его от брызг пульпы за счет удара о зеркало пульпы и потери скорости в газовом объеме.Вертикальная стенка 11 позволяет пульпе свободно снизу попасть на переток 9 и далее на решетку Ю, одновременно запирая проход туда поддуваемого газа, что необходимо для нормальной работы решетки. Такой ввбд газа под решетку - вначале удар о зеркало пульпы, а затем проход через завесу падающих струй и далее под решетку - более благоприятен с точки зрения уменьшения зарастания решетки, так как в этом случае газ предварительно нагревается горячей пульпой и градиент температур между ними на решетке уменьшается.

Иешалка-циркулятор позволяет осуществить две функции: циркулятора nyhbmj внутри реактора и циркулятора пульпы в охладителе - решетке провального типа. Это становится возможным благодаря предлагаемому техническому решению. При этом решетку провального типа в ряде случаев целесообразно выполнять с отсосом газа. Тогдз

51

пульпа, например, нз зоны разложения реактора в зону дозревания проходя через такую решетку 17, под которой расположен свободный газовый объем зоны дозирования, дополнительно за- холаживается газом (воздухом), подсасываемым под крышку реактора через патрубки 19 и различные неплотности в крышке 2. Пульпа попадает на решет ку 17 также снизу через коробообраз- ную стенку, далее через переток.В ряде случаев возможен вариант подсоса под решетку 17 газа как из зоны разложения, так и из зоны дозревания. Отработанный газ, проходя сепарацион ную зоны 20, отделяется от брызг и выводится через патрубок 18 на абсорцию.

Для монтажа и демонтажа решеток, их чистки при эксплуатации, ремонта, осмотра и так далее служат люки 21.

Захоложенная пульпа, проходя посл

1. Реактор для получения фосфорной кислоты, содержащий корпус, внутри которого размещены перегородки, образующие секции с расположенными в них перемешивающими устройствами, причем в одной из перегородок, имеющей верхний и нижний перетоки, установлена мешалка-циркулятор, провальная решетка и патрубки для .ввода газа и исходных реагентов и вывода продуктов реакции, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических и эксплуатационных затрат, перегородка снабжена установленной с одной стороны коробообразной стенкой, заглубленной ниже уровня пульпы, а провальная решетка установЛе-

довательно секции зоны дозревания

реактора, попадает в последнюю секцию,25на с противоположной стороны в патруоткуда, например, насосом 22 вьтодит-бок для ввода газа, который выполнен

ся на фильтр. .в плане 3 -образного сечения, охватыПредлагаемое техническое решениевающего провальную решетку, при этом

позволяет за счет исключения специ-боковые стенки его, не примыкающие

альных уст13ойств для подачи пульпы на 30 решетке, расположены ниже уровня

Р Oj в сутки исключается один насос типа ТХЛ-500/20 по 110 кВт с ресурсом работы 1-4 месяца.

Формула изобретения

1. Реактор для получения фосфорной кислоты, содержащий корпус, внутри которого размещены перегородки, образующие секции с расположенными в них перемешивающими устройствами, причем в одной из перегородок, имеющей верхний и нижний перетоки, установлена мешалка-циркулятор, провальная решетка и патрубки для .ввода газа и исходных реагентов и вывода продуктов реакции, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических и эксплуатационных затрат, перегородка снабжена установленной с одной стороны коробообразной стенкой, заглубленной ниже уровня пульпы, а провальная решетка установЛе-

Изобретение относится к конструкции оборудования, применяемого в области производства экстракционной фосфорной кислоты, и позволяет снизить энергетические и эксплуатационные затраты в реакторе, содержащем корпус с находящимися внутри мешалками и перегородками с перетоками, в одной из которых в вертикальной шахте с верхним и нижним окнами размещена мешалка-циркулятор, решетку провального типа, на которую подается реакционная пульпа, патрубки для ввода газа и исходных реагентов, патрубки и устройства для вывода продуктов реакции, провальную тарелку одной стороной устанавливают в верхнем перетоке перегородки секции перед мешалкой-циркулятором, с другой стороны перегородки монтируют примыкающую к решетке и заглубленную ниже уровня пульпы коробообразную вертикальную стенку, а патрубок для ввода газа размещают с противоположных сторон решетки, причем боковые стенки его, не примыкающие к решетке, выполняют ниже уровня пульпы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

решетку и термостатирования решетки снизить энергетические и эксплуатационные затраты. Например, для реактора рабочим объемом 900 м - системы производства ЭФК мощностью 365 т

пульпы.

Си

t

r

tr

t