Устройство для контакта газа и пульпы Советский патент 1991 года по МПК B01D47/02 

Изобретение относится к очистке газа от фосфатной пыли и охлаждения пульпы производства экстракционной фосфорной кислоты. Кроме того, оно может найти применение в системах мокрой очистки запыленного газа с одновременным охлаждением жидких реакционных смесей при проведении экзотермических химических реакций между сыпучими и жидкими средами.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа от фосфатной пыли и

охлаждения пульпы-при производстве экстракционной фосфорной кислоты.

На фиг.1 представлена схема установки по производству экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК); на фиг,2 - устройство для контакта газа и пульпы; на фиг.З - график зависимости степени очистки газа от параметра.

Данное устройство для контакта газа и пульпы устанавливается перед реактором (фиг.1) или на крышке реактора непосредственно (фиг.2). Устройство позволяет эффективно проводить очистку газа оборотным

О

ел о ю

ы

раствором (слабой фосфорной кислотой и пульпой из реактора), вводимым далее в реактор, причем соотношение газай оборотного раствора составляет 1:(42-50), газа и пульпы из реактора, закачиваемых насосом 5ПХП из реактора 1 :(38:42).

Устройство для контакта газа и пульпы включает корпус 1 из примыкающих цилиндрической 2 и сужающейся 3 и расширяющейся 4 конических обечаек, соединенных меньшими основаниями, тангенциальные патрубки 5 ввода газа в цилиндрическую обечайку корпуса, образующие щелевые вводы 6 при соединении с ней, осевой патрубок 7 подвода пульпы в верхней части корпуса, осевой конический отражатель 8, размещенный с зазором 9 к конической обечайке 4, эластичную юбку 10 из разрезанного на вертикальные полосы 11 эластичного материала, прикрепленную к корпусу стяжками 12. Крепления конического отражателя к обечайке 4 представляют собой стяжки 13, равномерно расположенные по периметру. Юбка 10 погружена под уровень пульпы в реакционной емкости 14 и размещена коаксиально снаружи нижней конической обечайки 4.

Кроме того, выявлено, что для стабильности жидкостной пленки подлине корпуса необходимо условие расположения патрубков 5 с шагом, равным 0,8-1,25 диаметра цилиндрической обечайки 2 корпуса. Эти иллюстрирует график на фиг.З зависимости степени очистки газа от отношения расстояния между патрубками и диаметром цилиндрической обечайки при постоянных длине цилиндрической обечайки L 3000 мм, диаметре ее D 300 мм, производительности по воде 5 м3/ч и газу 6000 м3/ч. Как показывает график, степень очистки газа (в интервале отношений ,8-1,25)максимальна, а за пределами этого интервала резко падает. Это говорит о том, что при выходе за пределы этого интервала (при уменьшении и увеличении расстояния между тангенциальными патрубками) происходит нарушение сплошности жидкостной пленки по длине корпуса, а следовательно, и снижение эффективности очистки газа и охлаждения пульпы и, кроме того, образование капель и их унос в систему абсорбции при частом расположении патрубков.

Устройство работает следующим образом.

Запыленный газ подается по тангенциальным патрубкам 5 ввода газа на внутрен- нюю поверхность цилиндрической обечайки 2 корпуса 1 через щелевые вводы 6, также на внутреннюю поверхность обечайки 2 подается жидкость по патрубку 7.

Газовый поток раскручивает пульпу внутри корпуса и вводит ее в реакционную емкость 14 под слой пульпы. Основная часть пульпы выводится через кольцевой зазор (между

стяжками 12) между юбкой 10 и корпусом 1, а меньшая часть проходит через юбку 10, раздвигая вертикальные полосы 11 и гася пену, образующуюся при раскручивании пульпы потоками газа Стяжки 12 и 13 не

0 препятствуют проходу жидкости и газа на поверхность. Конический отражатель 8 и обратный конус обечайки 4 направляют пульпу равномерно к щелевым отверстиям эластичной юбки. Тем самым упрощаются

5 процессы пеногашения в реакторах. При разрывах пузырьков газа, выходящих из жидкостной пленки, ее поверхность становится кипящей. При этом значительно возрастает поверхность контакта фаз за счет неровно0 стей поверхности и дополнительной поверхности брызг.

Кроме того, поддерживается в данном устройстве минимальный градиент температур, который не превышает 1,5-2°С, т.к.

5 его увеличение может вызвать захолажива- ние пульпы, что приводит к образованию в растворе кристаллов фосфогипса Тем самым обеспечивается надежность работы всей системы и повышается качество ко0 нечного продукта за счет увеличения межфазового контакта и гарантированного насыщения пузырьков газа парами жидкости, что и обеспечивает минимальный градиент температур. Расположение

5 тангенциальных патрубков 5 с шагом по длине корпуса позволяет усилить еще и эффект диспергирования газа в пульпе, что повышает эффективность охлаждения пульпы. Было проведено исследование зависи0 мости степени охлаждения пульпы от расстояния между патрубками 5 при длине цилиндрической обечайки 3000 мм, диаметре ее D 500 мм, производительности 5 м /ч по воде и 6000 м /ч по газу. Данные зависи5 мости приведены в таблице.

Как видно из таблицы, в пределах отношения Li/D 0,5-1,3 степень охлаждения пульпы максимальна и, кроме того, соответствует максимальным значениям, не вызы0 вающим захолаживание пульпы, т.е. появление кристаллов фосфогипса в растворе, резко ухудшающих качество конечного продукта. При выходе за рамки данного интервала вправо степень охлаждения пульпы

5 падает значительно, а влево - степень охлаждения практически постоянна, но возникает вероятность уноса капель в систему абсорбции, а степень очистки газа максимальна (фиг.З), значит выход заданные рамки соотношений не желателен. В данный

интервал укладывается оптимальный для степени очистки газа интервал 0,8-1,25, Поэтому достижению оптимальных степеней очистки газа и охлаждения пульпы одновременно будет соответствовать интервал от- ношений расстояния между патрубками к диаметру h/D 0,8-1,25.

В целом установка пофиг.1 функциони- pyef следующим образом.

Фосфатное сырье подается сжатым воз- духом в стабилизатор объемной плотности и дозировки, из которого поступает по ленточному транспортеру в смеситель, а затем в реактор (реакционную емкость). Запыленный газ вентилятором перекачивается в ре- актор, где и происходит охлаждение пульпы и очистка газа одновременно. При большой концентрации фосфатной пыли в газе происходит перегружение системы абсорбции, поэтому перед поступлением в реактор газа и пульпы они контактируют в корпусе (в данном случае используется горизонтальная его компоновка}.

Формулаизобретения

Устройство для контакта газа и пульпы, содержащее вертикальный корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки и присоединенных к ней в нижней части конических обечаек, соединенных меньшими основаниями, реакционную емкость, заполненную пульпой, юбку, соединенную с корпусом и погруженную под уровень пульпы в емкость, патрубок подвода пульпы и патрубки ввода газа, присоединенные к цилиндрической обечайке корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки газа от фосфатной пыли и охлаждения пульпы при производстве экстракционной фосфорной кислоты за счет увеличения поверхности контакта фаз и кратности циркуляции пульпы, оно снабжено осевым коническим отражателем, размещенным с зазором в нижней части корпуса, при этом патрубки ввода газа установлены тангенциально к корпусу по длине цилиндрической обечайки с шагом, равным 0,8-1,25 ее диаметра, патрубок подвода пульпы выполнен осевым и введен в верхнюю часть цилиндрической обечайки, а юбка выполнена из эластичного материала, разрезанного на вертикальные полосы, и размещена коаксиально снаружи нижней конической обечайки корпуса.

7 5, V

±JL

-А.

- i -

Изобретение относится к процессам очистки газа от фосфатной пыли и охлаждения пульпы при производстве экстракционной фосфорной кислоты. Целью изобретения является повышение эффективности очистки газа и охлаждение пульпы за счет увеличения поверхности контакта фаз, ликвидации вредных газовых выбросов в атмосферу и пенообразования в реакторе. Цель достигается за счет установления тангенциальных патрубков 5 по длине цилиндрической обечайки 2 корпуса с шагом, равным 0,8-1,25 ее диаметра, а также за счет размещения ниже расширяющейся конической обечайки 4 с зазором к ней конического отражателя 8, а конического отражателя 8 и расширяющейся конической обечайки 4 - в погруженной под уровень пульпы в емкости 14 юбке 10 из эластичного материала, нижняя часть которой разрезана на вертикальные полосы 11, а верхняя имеет кольцевой зазор с корпусом 1. В работе жидкая фаза вводится по патрубку 7, закручивается в корпусе газом, поступающим по тангенциальным патрубкам 5 и далее выводится из корпуса 1. Основная часть пульпы выводится через кольцевой зазор между юбкой 10 и корпусом 1, а меньшая часть пульпы с газом направляется к юбке 10. При раздвижении вертикальных полос 11 гасится пена, образующаяся при раскручивании пульпы потоком газа. Происходит одновременная очистка газа и охлаждение пульпы. 3 ил., 1 табл. fe

Фиь.1

11

9t% 0,5 0,6 0,7 0,в 0,9 1,0 tf tf tf 4 fj /,/

ФигЗ