Реактор для получения фосфорной кислоты Советский патент 1991 года по МПК B01J19/18 

Изобретение относится к оборудованию для проведения тепломассообменных процессов в процессе получения фосфорной кислоты.

Целью изобретения является упрощение конструкции реактора, снижение энергозатрат и металлоемкости при сохранении производительности.

Конструктивно реактор может быть выполнен по двум вариантам.

На фиг. 1 показан общий вид реактора; на фиг. 2 - разрез А-А на-фиг. 1; на фиг. 3 - вариант разреза А-А на фиг. 1.

Реактор представляет собой аппарат с центральной 1 и периферийной 2 кольцевой секциями. Периферийная секция сверху закрыта поперечной затопленной диафрагмой

3, снабженной кольцевыми направляющими устройствами 4, в которых установлены винты-цикуляторы 5. Над центральной секцией 1 установлен корпус 6 узла охлаждения пульпы. Между винтами-циркуляторами на диафрагме расположены вертикальные перегородки 7, делящие объем нар, диафрагмой на отдельные секции, ряд которых соединен заборными окнами 8 с узлом охлаждения, Охлаждающий воздух подводится к узлу охлаждения через воздуховод 9. По второму варианту реактор разделен двумя вертикальными перегородками 10 на центральную 1 и две периферийные сегментного сечения секции, сообщающиеся в придонной зоне. Периферийные секции закрыты сверху двумя затопленными пол00(Л

ел

о

удиафрагмами 11, над которыми рабочий объем реактора также делится на ряд секций с помощью вертикальных перегородок 7, установленных между винтами-циркуля- торами.

Узел охлаждения представляет собой полый цилиндрический корпус б, в верхней части которого устеноелено кольцевое воздухораспределительное устройство 12 с ко- аксиально расположенным сливным штуцером 13. Нижняя часть корпуса заглублена подуровень пульпы, причем величина заглубления корпуса и сливного штуцера должна превышать сумму величин сопротивления воздухораспределительного устройства и слоя пульпы над ним во избежание проскока воздуха вниз. Охлаждающий воздух подводится через воздуховод 9 под воздухораспределительное устройство в кольцевой объем, образуемый корпусом и сливным штуцером.

Реактор работает следующим образом.

Пульпа заполняет реактор выше поперечной диафрагмы 3 по первому варианту или выше полудиафрагм 11 по второму варианту. При включении винтов-циркулято- ров 5 в нем начинается интенсивная циркуляция пульпы. При этом пульпа поднимается из придонной зоны реактора верх по периферийным секциям 2 к направляющим устройствам 4 винтов-циркуляторов и попадает в обьем над диафрагмой. Пульпа из выгороженных с помощью вертикальных перегородок 7 секций через заборные окна 8 подается в корпус 6 уэла охлаждения. Пульпа, перекачиваемая остальными винта- ми-циркуляторами, сбрасывается непосредственно в центральную секцию 1 реактора, где смешивается с охлажденной пульпой, поступающей из узла охлаждения по сливному штуцеру 13.

В охладителе пульпа разливается на поверхность кольцевого воздухораспределительного устройства 12 и под действием потока воздуха, подаваемого в корпус 6, тангенциально через воздуховод 9 и выходящего со скоростью 2Н-30 м/с через щели между наклонными радиальными пластинами 14, интенсивно вращается и насыщается воздухом. Эффект охлаждения достигается за счет высокой степени дис- пергации воздуха, уменьшения размеров газовых пузырей, а следовательно увеличения поверхности межфазового контакта жид- 4 кой и газовой фзз. При этом степень диспергирования воздуха в пульпе увеличивается за счет турбулиз аци1 1 потока пульпы при движении его над газовыми каналами воздухораспределительного устройства. Вращательное движение пульпы способствует последующему интенсивному отделению газовой фазы от жидкости. Освобожденная от газовых пузырей пульпа по сливному штуцеру 13 сбрасывается в центральную секцию реактора, а воздух, насыщенный водяными парами и кислыми газами, отводится в систему абсорбции.

В реакторе создаются два контура циркуляции пульпы - через узел охлаждения и

непосредственно в рабочем объеме реактора и обеспечивается интенсивное -их перемешивание в центральной секции.

Фосфатное сырье в виде пульпы и раствор разбавления подаются в центральную

секцию реактора. Серная кислота подается или в центральную секцию, или в охладитель, или распределяется по обеим этим точкам. Вывод пульпы на фильтрацию осуществляется через переточное колено,

входное отверстие которого заглублено под уровень пульпы.

Как известно, для процесса получения фосфорной кислоты перепад температур охлаждаемой и охлажденной пульпы является

одним из определяющих параметров, влияющих на процесс кристаллообразования. Для получения более крупных и однородных кристаллов сульфата кальция процесс кристаллообразования должен проводиться в

наиболее мягких условиях, что определяется минимальным перепадом температур пульпы и интенсивным ее перемешиванием. В предлагаемом реакторе с узлом воздушного охлаждения перепад температур

минимален и его значение легко может корректироваться с помощью регулируемой подачи охлаждающего воздуха в зависимости от нагрузки системы. Причем в отличие от прототипа это регулирование может осуществляться в более широком диапазоне.

Формула изобретения 1. Реактор для получения фосфорной кислоты, содержащий корпус, крышку, вертикальные перегородки, закрепленные на поперечной диафрагме, разделяющие внутреннее пространство на секции, в каждой из которых размещены циркуляторные устройства, и узел охлаждения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции реактора, снижения энергозатрат и металлоемкости при сохранении производительности, узел охлаждения выполнен в виде полого цилиндрического корпуса с закрепленными на нем вертикальными ребрами, разделяющими над- диафрагмеиное пространство на секции, сообщающиеся посредством наборных

окон с полым цилиндром, снабженным воздухораспределительным устройством с центральным сливным штуцером, размещенным коаксиально в верхней части, при этом нижняя часть цилиндра размещена под диафрагмой в центральной секции.

2. Реактор по п.1,отличающийся 1ем, что в воздухораспределительное устройство выполнено в виде наклонных радиальных, частично перекрывающих друг друга пластин, образующих между собой щели для прохода газа.

Изобретение относится к оборудованию для проведения тепломассообменных процессов в производстве экстракционной фосфорной кислоты и позволяет снизить энергозатраты при сохранении производительности. Реактор содержит корпус, закрытый крышкой, разделенный вертикальными перегородками и поперечной диафрагмой на секции, оборудованный узлом охлаждения и винтами-циркуляторами. Узел охлаждения расположен над центральной секцией реактора, снабжен заборными окнами, сообщающими его с выгороженными над поперечной диафрагмой секциями, и представляет собой полый цилиндрический корпус, нижний срез которого заглуЬлен под уровень пульпы, а в верхней части его расположено кольцевое воздухораспределительное устройство с коаксиально расположенным сливным штуцером Распределительное устройство выполнено в виде наклонных радиальных пластин, в плане частично перекрывающих друг друга и образующих между собой каналы для прохода воздуха. 1 з.п ф-лы, 3 ил. (Л С

i

Газ на абсорбцию

Воздух

I

i

t

Фае. 1

/ -А

Я

Фиг. 2

А-А

11

11

Ю

ФигЗ