Реактор для получения экстракционной фосфорной кислоты Советский патент 1990 года по МПК B01J19/18 

Изобретение относится к конструкции реакторов для проведения тепло- массообменных процессов и предназначено для получения экстракционной фосфорной кислоты.

Целью изобретения является повышение производительности и снижение удельных энергозатрат.

На фиг. 1 схематично изображен реактор, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - данные по энергозатратам; на фиг. 3 - данные по производительности; на фиг. 4 - данные по энергозатратам.

Реактор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, центральную

цилиндрическую загрузочную секцию 2 и периферийные секции циркуляции 3 и выгрузки 4, разделенные размещенной ниже уровня пульпы поперечной перегородкой 5 с установленными в ней цилиндрическими стаканами 6 с осевыми мешалками 7, перпендикулярными последней (Ь), приводы перемешивающих устройств 8, расположенные на крышке 9 корпуса 1, вакуум-испаритель 10 затопленного типа, патрубки ввода исходных компонентов 1 1 и отвода пульпы 12 с переливом 13 и патрубок 14 реакционных газов.

Реактор работает следующим образом.

сд

-и

со

On

00

При подключении вакуум-испарителя к вакуумной системе через патрубок J4 равенство уровней пульпы в вакуум- испарителе 10 и секции 4 выгрузки на- рушается.

Включаются осевые мешалки 7. Да- лее Фосфорное сырье в виде пульпы подается в загрузочную секцию 2 по патрубку 11 ввода исходных компонентов, движется вниз и попадает в секцию 3 циркуляции через зазор, образованный нижним срезом загрузочной секции 2 и днищем корпуса 1. Затем пульпа увлекается потоком и поступает через цилиндрические стаканы 6 посредством осевых мешалок 7 в секцию 4 выгрузки. Часть пульпы через патрубок 12 отвода пульпы .поступает в перелив 13, а основная часть поступает через ваку- ум-испаритель 10 опять в загрузочную секцию 2, тем самым осуществляется процесс циркуляции пульпы.

Данный реактор позволяет снизить количество мелких кристаллов сульфата кальция, что достигается уменьшением температурного градиента в вакуум-испарителе и увеличением кратности цир- куляции пульпы в реакторе. А увеличение кратности циркуляции через систе- му охлаждения,- вакуум-испаритель решается путем создания центробежных выносимых перемешивающих устройств высокой производительности. Уменьшение температурного градиента стало возможным за счет высокой скорости прохождения пульпы вакуум-испарителя - высокой кратности циркуляции пульпы через систему охлаждения, что позволило вводить серную кислоту не- посредственно в контур охлаждения для обеспечения оптимальных концентрационных условий, т.е. ее хорошего разбавления, которое дает дополнительное выделение тепла и повышает производительность циркуляционного контура.

Предлагаемый в данной конструкции реактора способ циркуляции пульпы с охлаждением через вакуум-испаритель с высокой кратностью (30-35) позволяет принципиально пересмотреть вопрос удельных расходов электроэнергии на перемешивание реакционной пульпы.

За счет испарения влаги над пониженным вакуумом посредством многократной циркуляции пульпы при минимальном градиенте температур &t (2,5-2) С

создаются благоприятные условия роста кристаллов фосфогипса.

Как показывает график фиг. 2, в пределах предлагаемого отношения 0,5- 1,5 энергозатраты на перемешивание и циркуляцию пульпы минимальны, что является экономичным условием для работы реактора.

При увеличении этого соотношения более 1,5 процесс разложения фосфата рециркулируемой пульпой удлиняется во времени, что ведет к получению гипса в виде тонких игл.

При уменьшении этого соотношения менее 0,5 время процесса разложения фосфата также удлиняется, но не влияет на качество получаемых кристаллов сульфата кальция, а энергозатраты увеличиваются значительно.

Как видно из графика фиг. 3, в пределах предлагаемого соотношения площадей 0,9-1,2 производительность экстрактора максимальна, а это также является оптимальным условием для работы реактора.

Предлагаемая конструкция реактора с соотношением заявляемых параметров позволяет значительно повысить производительность реакторов и одновременно снизить энергозатраты на перемешивание пульпы.

Как видно из графика фиг. 4 энергозатраты в предлагаемом реакторе будут значительно ниже, чем в реакторе- прототипе такой же мощности примерно в 2-2,5 раза.

Для достижения положительного эффекта каждый из заявляемых признаков необходим и достаточен.

Снабжение реактора поперечной перегородкой с установленными в ней цилиндрическими стаканами с осевыми мешалками, перпендикулярными последней, позволяет пропускать пульпу только через перемешивающее устройств при ее циркуляции, что вызывает улучшение качества конечного продукта и ликвидацию попадания непрореагированного материала в секцию выгрузки на фильтрацию.

Отделение загрузочной секции от днища корпуса .позволяет изменить на- ,правление циркуляции пульпы, что значительно сокращает энергозатраты на перемешивание пульпы

Выбор отношения зазора между нижним срезом загрузочной секции и днищем корпуса 0,5-1,5 позволяет со12

Изобретение относится к конструкции реакторов для получения экстракционной фосфорной кислоты и позволяет повысить производительность и снизить удельные энергозатраты. Реактор содержит корпус, цилиндрическую загрузочную секцию и периферийные секции циркуляции и выгрузки, разделенные перегородками с расположенными в них цилиндрическими стенками с осевыми мешалками, вакуум-испаритель затопленного типа, патрубки ввода исходных компонентов, реакционных газов и патрубок отвода пульпы с переливом, причем корпус вакуум-испарителя расположен коаксиально над загрузочной секцией, при этом нижний его срез образует зазор с поперечной перегородкой и загрузочной секцией, отношение площадей которых составляет 0,9-1,2, а центральная загрузочная секция установлена с зазором к днищу цилиндрического корпуса, величина которого составляет 0,5-1,5 диаметра загрузочной секции. 4 ил.

Фиг.1

/V

о

0,5

0.4

аз.

0,2

g

QOOQ 8 00a 6000 4Ш

.0,5f,0 15

фиг. 2

Л

I

I

200& 0

I1

II

0.7 Ьв 0.9 1.0 1.1 12 l3 S Tt/SzФиг. 3

N 1,00,8 ff.fi0,4- 0,2

flpomo/яип

9

4000 600O 8000 Iff 000 ФигЛ

Составитель А. Телесницкий Редактор М. Бандура Техред А.Кравчук Корректор О. Кравцова

- Я/м 3

flpomo/яип

9