Способ выделения фосфора из газов Советский патент 1991 года по МПК C01B25/02 

Изобретение относится к технологии производства фосфора электротер .миче- ским методом, используемого для производства минеральных удобрений.

Целью изобретения является снижение содержания фосфора в отходящих газах.

На чертеже представлена схема получения желтого фосфора.

Технологическая схема включает электропечь 1, электрофильтры 2, конденсаторы 3 и 4 фосфора, орошающая система которых содержит буферные емкости 5 и 6, насосы 7 и 8 и холодильники 9 и 10. Конденсатор 4 соединен с обогреваемым сборником 11 и сифоном 12 для отвода фосфора, а также с наклонным обогреваемым в нижней части газоходом 13 с отбойным устройством 14 в нижней части конденсатора 4. Газоход 13 связан с трубой 15 факельного сжигания или с вентилятором 16.

Способ осуществляется следующим образом.

Выходящий из электропечи 1 технологический газ, содержащий фосфор, поступает в электрофильтры 2, где из него выделяют пыль, после чего направляют в последовательно установленные конденсаторы 3 и 4

фосфора. Конденсация фосфора на первой стадии достигается посредством противо- точной промывки и охлаждения газа водой, в результате чего в сборнике 5, непосредственно связанном с конденсатором 3, накапливается жидкий фосфор, непрерывно или периодически удаляемый из его нижней части. После прохождения контактной зоны конденсатора 3 технологический газ подают в верхнюю часть конденсатора 4, где осуществляется взаимодействие газовой и жидкой фаз в режиме нисходящего прямотока. Температурный режим выбирают таким, при котором обеспечивается стабильное образование в нижней части конденсатора 4 твердого фосфора, распределенного в водной среде. Орошающая система конденсаторов 3 и 4 включает буферные емкости 5 и 6 и насосы 7 и 8. При этом контакт фосфорсодержащего газа с водой ведут раздельными потоками охлаждающей циркулирующей воды, температуру которой уменьшают по ходу движения газа в конденсаторах, что позволяет создать наиболее благоприятные условия для конденсации фосфора и свести к минимуму его потери. С этой целью на линиях подачи охлаждающей воды устанавО Os

ю чэ ю ю

ливают холодильники 9 и 10, количество которых выбирают в зависимости от произво- дительности установки и состава технологического газа. Образующийся вследствие интенсивного охлаждения газо- вой фазы твердый фосфор поступает вместе с водой в обогреваемый сборник 11 конденсатора 4, откуда выводится через сифон 12, а отработанный газ по наклонному и обогреваемому в нижней части газоходу 13, пройдя отбойное устройство 14 в нижней части конденсатора 4, поступает на трубу 15 факельного сжигания или перекачивается вентилятором 16 на технологические нужды.

Пример. Технологический газ, очищенный от пыли в электрофильтрах, содержащий при нормальных условиях 220-330 г фосфора в 1 м3 подают при 250-300°С в конденсатор первой ступени, где промыва- ют водой, охлаждая до 60-65°С, после чего подают в верхнюю часть конденсатора второй ступени для дальнейшего охлаждения. Температура газа на выходе прямоточного конденсатооа составляет 35-40°С, что обес- печивается посредством его интенсивного за - холаживания водой при многоярусном орошении. При этом состав газа, прошедшего вторую стадию конденсации, включает 86,5% СО, а также примесные компоненты, такие как водород, диоксид углерода, азот, водяной пар и.некоторые другие. Содержание фосфора в отходящем газе составляет менее 0,02 об.% или 0,1 г/м3.

По известному техническому решению охлаждение газов в последнем конденсаторе ведут также, как и в первом, т.е. газ подают в конденсатор снизу, а охлаждающую воду всю подают сверху. Конденсирующийся в твердом виде фосфор под действием силы тяжести движется в нижнюю часть конденсатора, контактируя при этом с восходящим потоком горячего печного газа с температурой 55-65°С. В результате имеет место частичное плавление образовавшего- ся ранее твердого фосфора. Это приводит к повышению парциального давления паров фосфора и в итоге «увеличению концентр а- чии паров фосфпра в отходящих газах, которое составляет 0,2 г/м3.

Согласно предлагаемому способу пары фосфора охлаждаются вместе с газом при

прямоточном движении с охлаждающей водой. Воду по ходу движения газа на последующие ступени подают с более низкой температурой, чем на предыдущие. Твердый фосфор образуется в нижней части конденсатора непосредственно на выходе охлажденного газа из аппарата. Поэтому исключается повторное плавление сконденсировавшегося твердого фосфора. Поскольку на разные ступени подают воду с разной температурой, нет необходимости глубокого охлаждения всей воды, что позволяет снизить энергозатраты.

Таким образом, снижается содержание фосфора в отходящих газах. Кроме того, уменьшается длина газоходов между конденсаторами и тем самым снижается гидравлическое сопротивление системы. Оно также снижается за счет организации движения потоков газа и воды. Снижается гидравлическое сопротивление конденсационной аппаратуры, а следовательно, и па- рциальное давление паров фосфора, псГскольку последнее зависит не только от температуры, но и от общего давления в системе конденсации (чем ниже давление и температура, тем ниже парциальное давление паров фосфора, а значит выше степень его конденсации и ниже потери с отходящими газами). Кроме того, снижается вероятность попадания паров фосфора в атмосферу цеха через неплотности оборудования, что повышает безопасность труда. Кроме того, снижаются энергозатраты как на охлаждение воды, так и на транспортирование печного газа.

Формула изобретения

Способ выделения фосфора из газов, включающий их очистку от пыли, охлаждение в двух последовательно соединенных конденсаторах орошением водой до температуры, обеспечивающей конденсацию фосфора в твердом виде, с противоточной подачей газа и воды в первом конденсаторе и отделение фосфора от отходящих газов, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания фосфора в отходя щих газах, охлаждение газов во втором кон денсаторе ведут ступенчато при и, нисходящем прямотоке с охлаждающей во дои.

юджйн

дПЯЭЭППЗОУОНХЭШ ОН

уэхоф Vfj

с/офзоф $« (nxgnx

&офзоф упхдпу

Изобретение относятся к технологии производства фосфора электротермическим методом, используемым для получения минеральных удобрений. Целью изобретения является снижение содержания фосфора в отходящих газах. Способ заключается в очистке газов в электрофильтрах, двухступенчатом охлаждении газов водой в конденсаторах, причем во втором конденсаторе охлаждение ведут ступенчато в режиме нисходящего прямотока газа и воды. 1 ил.

ч

-о

г:

t

CJ

VU/Xnff 3LJ

i