Реактор Советский патент 1990 года по МПК B01J19/18 

Изобретение относится к оборудованию, применяемому для получения экстракционной фосфорной кислоты на стадии разложения фосфата и кристаллизации сульфата кальция с использованием вакуумного способа охлаждения реакционной пульпы, и может также использоваться в других процессах, в которых выделяется избыточное тепло химических реакций.

Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет улучшения условий разложения и кристаллообразования.

На фиг. 1 показан реактор, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Реактор состоит из корпуса 1 с крышкой 2, внутренний объем которого разделен на секции (I, II, HI, 1Y) перегородками 3. В секциях расположены мешалки 4. В верхней части корпуса установлен вакуум- испаритель 5 затопленного типа. В вакуум- испарителе смонтирована вертикальная перегородка 6, которая делит его на секции а и б. Причем в каждой из секций а и б размещены входные и выходные патрубки

для пульпы, соответственно для секции а7и 8, для секции б - 9 и 10. Эти патрубки погружены под уровень пульпы в секциях реактора: входные патрубки 7 и 9 - в одну секцию III, а выходные патрубки

8и 10 - в различные секции I и IY.

В одной из перегородок 3, в специальной шахте с входным и выходным окнами для пульпы размещен циркулятор 11 пульпы. В крышке 2 в секциях I и III расположены патрубки для ввода реагентов 12 и 13 и вывода продуктов 14 реакции - в секциях III и IY. В секции IY размещено устройство 15 для вывода продукционной пульпы на фильтрацию.

Реактор работает следующим образом.

Исходные реагенты: фосфат, серная кислота и раствор разбавления поступают в корпус 1, в секции I и II, ограниченные перегородками 3 и крышкой 2, через патрубки 12 и 13. Мешалки 4 размешивают реагенты в секциях. При этом начинается реакция разложения фосфата смесью серной и фосфорной кислот, а также кристаллизасп

4 К

05

ции из раствора сульфата кальция. При этом выделяется избыточное тепло реакции.

Для интенсификации процессов разложения и кристаллообразования осуществляется интенсивная рециркуляция реакционной пульпы в зоне разложения реактора (секции I, II, III) с помощью циркулято- ра 11 через вакуум-испаритель 5. Реакционная пульпа из секции I через переток в перегородке 3 перетекает в секцию II и далее циркулятором 11 нагнетается в секцию III.

В секции III создается небольшой перепад уровня пульпы по сравнению с секцией I, что позволяет пульпе через патрубки 7 и 8, секцию а вакуум-испарителя перетекать через вакуум-испаритель как через сифон, вскипая в нем и отдавая тем самым пар и тепло, т. е. снимать избыточное тепло реакции.

Вакуум-испаритель 5 по газовому тракту подключен к вакуумной системе абсорбции фторгазов и конденсации пара, которая создает заданную величину разряжения в нем, регулируя теплосъем. Продукционная часть пульпы перетекает из секции III в секцию IY через патрубки 9 и 10 и секцию б в вакуум-испарителе, ограниченную перегородкой 6. При этом пульпа захолаживает- ся в секции IY реактора, в которой про исходит ее «дозревание, т. е. доращивание кристаллов сульфата кальция и снятие остаточного пересыщения раствора по СаО. Последнее обстоятельство становится возможным благодаря захолаживанию продукционной части пульпы в секции б вакуум- испарителя. Это приводит к снижению степени за ростания фильтрационного оборудования и увеличению срока его службы из-за снижения коррозионных свойств пульпы, обусловленного понижением ее температуры.

Выделяющиеся в газовый объем реактора фторгазы выводятся из-под крышки 2 через патрубок 14 в санитарную систему абсорбции. Продукционная часть пульпы выводится устройством 15 на фильтрацию.

Следует отметить, что потоки реакционной пульпы, рециркулируемые в зоне разложения и секции а вакуум-испарителя, а также из секции III в секцию IY и в секции б вакуум-испарителя, резко отличаются по величине. Их соотношение, соответственно, примерно равно (40-10):1. Это обстоятельство позволяет неравномерно снимать тепло из этих потоков пульпы: градиент температур пульпы, проходящей в секции а,

составляет от 0,1 до 3°С, а в секции б - от 5 до 30°С.

Поперечные сечения секций в вакуум- испарителе берут пропорционально ве- личинам теплосъема из пульпы зон разложения и дозревания реактора по зависимости

Ј- &,

F, Q2

Q где F и Qi - площадь поперечного сечения секции а и количество тепла, снимаемое в зоне разложения реактора;

FI и Q2 - соответственно для секции б зоны дозревания реактора. 5 Для процессов получения ЭФК соотношение FI .F обычно составляет величину (5- 15):1. Для зоны разложения важно отсутствие локальных температурных и концентрационных зон в пульпе, благоприятно ска- Q зывающееся на степени извлечения из фосфата и на получении однородных кристаллов сульфата кальция.

Для зоны «дозревания важно обеспечение заданной степени захолаживания пульпы с целью снятия остаточного пересыще- 5 ния раствора СаО. Оба эти условия соблюдаются благодаря предлагаемой конструкции реактора, что позволяет повысить эффективность его работы за счет улучшения условия разложения и кристаллообразования. Это характерно для современных двух- 0 температурных процессов получения ЭФК, в которых в зоне разложения реактора поддерживается температура пульпы 90-100°С, а в зоне дозревания - 75-80°С.

35

Формула изобретения

Реактор, содержащий корпус, разделенный на секции перегородками, в каждой из которых расположены мешалки, и установ0 ленный в верхней части корпуса вакуум- испаритель затопленного типа с входным и выходным патрубсами, размещенными под уровнем реакционной пульпы в соседних секциях, и устройством для циркуляции реакционной пульпы, отличающийся тем, что,

5 с целью повышения эффективности работы за счет улучшения условий разложения и кристаллообразования, вакуум-испаритель снабжен вертикальной перегородкой, образующей камеры, в каждой из которых ус- тановлены входные и выходные патрубки, при этом входные патрубки размещены в одной секции, а выходные - в разных секциях корпуса реактора.

1542610 А-А

Изобретение касается реакторов для получения экстракционной фосфорной кислоты путем повышения эффективности работы за счет улучшения условий разложения и кристаллообразования. Реактор содержит корпус, разделенный на секции перегородками, в каждой из которых расположены мешалки и вакуум-испаритель, установленный в верхней части корпуса. В вакуум-испарителе затопленного типа установлена вертикальная перегородка, которая делит его на секции, причем в каждой из этих секций смонтированы входные и выходные патрубки, погруженные в одну и в различные секции корпуса. 1 ил.

К вакууму

Пульпа на фмыпр 10

J5

Пульпа на фильтр

V 10

гСоставитель А Телесннцкий

Редактор И КасардаТехред И ВересКорректор И Муска

Заказ 361Тираж 413Подписное

ВНИИПИ I осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб , д 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент, г Ужгород, ул Гагарина, 101

11

Л/

11

ч

15

Фиг.I 1i