Способ извлечения фосфора из отходящих газов печей производства фосфора Советский патент 1990 года по МПК C01B25/27 B01D35/06 

Изобретение относится к технологии получения фосфора электротермическим методом, используемого для производства термической фосфорной кислоты.

Цель изобретения - снижение потерь фосфора.

Пример. Печной газ, полученный при электровозгонке фосфора из агломерированного фосфатного сырья и выходящий с температурой 220°С, подвергают очистке в электрофильтре с площадью поперечного сечения поля 6 м . Затем очищенный газ направляют в конденсатор, в котором происходит конденсация фосфора. Пыль, уловленную в электрофильтре, сбрасывают в бак коттрельного молока через патрубок-пылеход диаметром 400 мм. В нижнюю часть патрубка-пылехода и зону электрофильтра над патрубком-пылеходом подают предварительно нагретый до температуры 300°С инертный газ - азот. Удельные расходы инерного газа, подаваемые в эти зоны, соответственно составляют 3.8 и 3,0 м на 1 м площади поперечного сечения поля электрофильтра.

Выход готового продукта - 72,0 кг/ч; содержание желтого фосфора в коттрельном молоке - 0,0035%; содержание красных модификаций фосфора в коттрельном молоке - 0,08%, Фосфин в газе над поверхностью коттрельного молока в баке и в патрубке-пылеходе отсутствует.

сл ю о

1

СА

4ь.

В таблице представлены сравнительные данные известного способа и зависимость показателей процесса от его

режимов.

При значениях параметров процесса в предлагаемых интервалах потери фосфора минимальны, образующееся коттрельное молоко обладает значительно меньшей токсичностью, чем в известном способе, из-за малого присутствия в нем красных модифи- каций фосфора и 5келтого фосфора. Кроме того, в предлагаемом способе выше выход готового продукта и отсутствует фосфино- образование.

Образование красных модификаций фосфора в основном происходит в нижней зоне электрофильтра. Предположительный механизм их образования следующий. Частицы пыли адсорбируют на своей поверхности и в порах фосфор из газов. Причем адсорбция происходит как при наличии конденсации, так и без нее. Скорость адсорбции и количество адсорбированного фосфора зависят от многих факторов, на- npMNsep. адсорбционной активности мате- риала (пылм). температуры, концентрации фосфора в фосфорсодержащем газе и т.д. При высоких температурах адсорбция фосфора не происходит, даже наоборот, адсорбируемый при низких температурах фосфор десорбируется при высоких температурах. С повышением концентрации фосфора в газах, естественно, количество адсорбируемого фосфора возрастает. Фосфор, содержащийся в газах, является самым тя- желым компонентом. Так. например, его молекулярный аес почти в 4 раза выше, чем окмси углерода - самого представительного компонента, присутствующего в фосфорсодержащем газе (содержание окиси углерода составляет около 80%). Из-за этого концентрация фосфора в фосфорсодержащем газе в нижней зоне элeктpoф /tльtpa несравнимо выше, чем в средней и тем более в верхней его зонах, Если еще учесть, что нижняя зона электрофильтра в определенной степени является застойной, т.е. время контакта фосфорсодержащего газа с пылью выше, чем в других зонах, там создаются условия для адсорбции фосфора пылью. Подача инертного газа только в патрубок-пылеход в любом количестве и температуре не позволяет достичь поставленную цель (примеры 16, 17 и 20). Не приводит к поставленной цели и подача инертного газа только в ниж- нюю зону электрофильтра (примеры 18 и 19).

При отклонении параметров процесса от заявленных значений происходит ухудшение конечных результатов и поставленная цель не достигается. При подаче инертного газа в количествах ниже нижнего значения заявленных интервалов снижение количества красных модификаций фосфора в коттрельном молоке происходит недостаточно и поэтому в баке над поверхностью коттрельного молока появляется фосфин. Подача же инертного газа в количествах выше верхнего значения заявленных интервалов ведет к уносу уловленной пыли и попаданию ее в систему конденсации, поэтому в сконденсировавшемся фосфоре присутствует большое количество шлама. Из-за потерь фосфора на шлам, который является отходом, снижается выход готоовго продукта.

Превышение температуры выше верхнего значения предлагаемого интервала ведет к образованию фосфина. Механизм образования фосфина в этом случае отличается от такового при попадании фосфора в коттрельное молоко. Его образование происходит за счет взаимодействия паров воды (поднимающихся из бака коттрельного молока по патрубку-пылеходу) с парами фосфора. Известно, что вообще реакция взаимодействия паров фосфора и воды начинается при высоких температурах, однако в каждом конкретном случае минимально необходимая температура зависит от многих факторов. В данном случае взаимодействие начинается при 350°С.

Внедрение предлагаемого способа без существенных капитальных и эксплуатационных затрат позволит сократить потер фосфора, повысить безопасность процесса и улучшить санитарное состояние в цехе производства желтого фосфора из термооб- работанного агломерированного фосфатного сырья.

Формула изобретения Способ извлечения фосфора из отходящих газов печей производства фосфора, включающий очистку газов в электрофильтре, удаление с днища электрофильтра через патрубок-пылеход уловленной пыли, подачу в патрубок-пылеход нагретого инертного газа с расходом 3,0-4,6 м на 1 м площади поперечного сечения поля электрофильтра и конденсацию фосфора из очищенных газов, отличающийся тем, что. с целью снижения потерь фосфора, инертный газ используют с температурой 2бО-340°С и его дополнительно подают в нижнюю зону электрофильтра над патрубком-пылеходом с расходом 2,3-4,2 м на 1 м площади попе- речного сечения поля электрофильтра.

ii

з|

X

Q. S i CC

§§,s.g;q§ §-§°§j2§ao

о о о о о о о о о о о о о о о о г-

О ft) -&

-9- Ш о

5

о о о о о ° о ° о о ° о ° о о ° °

io

Изобретение относится к технологии получения желтого фосфора электротермическим способом в электропечах и позволяет снизить потери фосфора. Способ заключается в том, что печной газ, полученный при электровозгонке фосфора из агломерированного фосфатного сырья и выходящий с температурой 220°С, подвергают очистке в электрофильтре. Затем очищенный газ направляют в конденсатор, в котором происходит конденсация фосфора. Пыль, уловленную в электрофильтре, сбрасывают в бак коттрельного молока через патрубок-пылеход диаметром 400 мм. В нижнюю часть патрубка-пылехода и в зону электрофильтра над патрубком-пылеходом подают предварительно нагретый до 300°С инертный газ - азот. Удельные расходы инертного газа, подаваемого в эти зоны, соответственно составляют 3,8 и 3,0 м 3 на 1 м 2 площади поперечного сечения поля электрофильтра. Выход готового продукта 72,0 кг/ч

содержание желтого фосфора в коттрельном молоке 0,0035%

содержание красных модификаций фосфора в коттрельном молоке 0,08%

фосфил в газе над поверхностью коттрельного молока в баке и в патрубке-пылеходе отсутствует. 1 табл.

5

;г . а

m

xj

Ч 5

to

.5 u о

|ё °i§

m

QJ

ЮП)

-CC

Q.о

-X

CDФ

С

mс

I.

Ш ф

-

о

н о

&ь

ю Jf J ч

I о о о о

о о о

Ь Ь 1о о

{ оо о о оо

со

Ф .

m Ф I- о

°

6

кЬ

«

юto Ф

ч о J J I I I I 1 I I

° to i

CJ

о

I I

I I I I

CJ

ь- О

о о о р р р см г-

p p : p r ;; SP ;:; :Sf: i e§

- о с со СП CV СТ о «ч- со CN

If

li

е

S 1

е

оSi CD

Xg

, S

II -е

о о

mсо Q

00 00 со cq со oq cq oq oq о со i о о со о ю « со со со со со со со со со OJ ui со со

OC5OOOCOCviC3 tDOC3 CDOCOoi

со со (П со CN

„. . T со со 00 со csi ч-

т

о

2

II

и

пз 3 с с m

т

:«: со

ф Q

I г -е

о о

03 « Q

л с; S

о о сэ о сэ о о о о «т со см р « ю ч- со

s:: Е:: р «э г- со о со к к о о

CMCNCMCMCMCMO4CMCM

со о о

П f

см ч- N

. . Т сх союсо т Ч з- оосо Ч см

та га ю со оо со ю f г-- со со оо со го in о о оо о

Ййййй1§°§§§§§§° °°

со со см см со со со со COCOCOCOCOCMOOCOCOOW

о о

Ь 1о

{ -. ч ч оо о о

со

I I I I 1 I I

I

I I I I

Ш

.

Ш(1

I -

:; о

I tО

CJ

О

I

P ;:; :Sf: i e§

- о с со СП CV СТ о «ч- со CN

ю

00

со

п

tDOC3 CDOCOoi

„. . Of- T со со 00 со csi ч- со со

о о

см р « ю ч- со

со о со к к

со о о

П f

см ч- N

о о