Реактор для получения фосфорной кислоты Советский патент 1982 года по МПК B01J19/00 

1

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производстве фосфорной кислоты.

Известен реактор для получения фосфорпой кислоты, содержащий но крайней мере одну цилиндрическую камеру с крышкой, центрально расноложенную внутри нее пропеллерную мешалку с паправляюш,им диффузором и размещенные по окружности иериферийные перемешивающие устройства, каждое из которых снабжено турбинами, установленными в несколько ярусов.

Однако известный реактор имеет малую удельную поверхность испарения, что исключает возможность повышения его производительности из-за перегрева реакционной массы.

Цель изобретения - интенсифицировать процесс отвода тепла реакции.

Для этого предлагаемый реактор снабжен распыливающим приспособлением, выполненным в виде конусообразной втулки с вогнутой поверхностью, установленной на приводном валу каждого периферийного перемешивающего устройства над его верхней турбиной, и патрубками для подвода охлаждающего воздуха в зону расцыла.

Распыливающее приспособление крепится на валу так, что нижняя его часть заглублена в пульну, а верхняя расположена над ней; патрубки для подвода охлаледаю-щего воздуха смонтированы в крышке камеры реактора так, что их нижние концы .находятся между зеркалом нульпы и верхней частью расныливающего нриспособления.

На фиг. 1 показан предлагаемый реактор; на фиг. 2 - периферийное неремешивающее устройство.

Реактор содержит две соединенные между собой перетоком цилиндрические камеры 1 и 2, в которых располол ены периферийные перемешивающие устройства 3 и

центральная пропеллерная мещалка 4. Периферийные перемешиваюшие устройства 3 выполнены из ярусов, из которых три нижних представляют собой турбины 5-7 открытого или закрытого типа разного диаметра. Диаметр турбин зменьшается свер,ху вниз по длине вала (т. е. диаметр турбин 5 больше диаметра турбин бит. д.) для обеспечения более эффективного перемешивания, что способствует равномерному охлалСдению реакционной массы.

Верхний ярус периферийных перемешивающих устройств представляет собой распыливающее приспособление 8, изготовленное в виде конусообразной втулки с вогнутой поверхностью, нижний конец которой заглублен в пульпу, а верхний расположен над ней. В крышке камер реактора смонтнрованы патрубки 9 для подачи воздушного потока, установленные так, что их нижние концы размеш,ены между зеркалом пульны и верхней частью распыливаюш,его приспособления. Кроме того, на крышке располол ены натрубкн 10 для выхода воздуха. Камера 2 донолнительно снабжена насосами 11 и штуцером 12. Реактор работает следующим образом. Серная и оборотная фосфорная кислоты вводятся в периферийную часть реактора, а фосфатное сырье при помощи центральной пропеллерной мешалки 4 - нод слой реакционной пульпы. Реагенты равномерно распределяются в течение короткого промежутка времени при помощи периферийных турбинных перемешивающих устройств 3 но всему сечению камеры 1, в которой в основном происходит процесс разложения сырья. После разложения пульпа через переток попадает в камеру 2, где осуществляется снятие перенасыщения жидкой фазы пульпы по сульфату кальция и кристаллизация сульфата кальция на кристаллической нодушке, образованной в первом сосуде, что исключает получение мелких кристаллов сульфата кальция. Установка на периферийных перемешивающих устройствах 3 трех нижних ярусов - турбин 5-7 открытого или закрытого типа разного диаметра - позволяет производить в объеме реактора за счет разной интенсивности перемешивания сепарацию частиц по крупности по высоте реактора, т. е. более крупные частицы расноложены в нижней части реактора и, таким образом, находятся в нем более длительное время, чем мелкие частицы. Предлагаемый реактор обеспечивает более высокий удельный съем тепла с поверхности пульпы за счет развития удельной поверхности испарения и дополнительный съем тепла за счет водяного и воздушного охлаждения металлического корпуса реактора. Для отвода тепла с реакционного объема и поддержания необходимой температуры через натрубки 9, которые установлены так, что их нижний конец расположен между рабочим уровнем пульпы в аппарате и верхним концом распиливающего приспособления 8, подается воздушный поток, который отводится через патрубки 10, размещенные заподлицо с крышкой. При работе реактора за счет установки на периферийных перемешивающих устройствах распыливающего приспособления происходит засос рабочей пульпы и выброс ее в виде капелек распыленного веера в газовую фазу реактора. Ввод воздушного потока через патрубки 9 позволяет увеличить удельное зеркало испарения в реакторе нримерно в три раза, так как воздушный поток проходит через канельки распыленного веера нульны, н таким образом резко интенсифицировать отвод тепла от реакционной массы при постоянном расходе воздуха и повысить съем Р2О5 с единицы реакционного объема. Кроме этого, в реакторе обеспечивается дополнительный съем тепла через его стенки за счет воздушного или водяного охлаждения носледних. Иногда распыливающее приспособление 8 может выполнять роль пеногасителя. Разрушение нены, образующейся в результате кислотного укрытия карбонатов, про.исходит в результате удара циркулирующего распыленного веера нульпы о поверхность нены. Реактор позволяет снимать перенасыщелие по сульфату кальция и отделять наиболее крупные кристаллы сульфата кальция в камере 2, в которой за счет работы пери.ферийных неремешивающих устройств происходит равномерное охлаждение реакционной массы, что приводит к высаливанию сульфата кальция из раствора вследствие снижения его растворимости. При этом одновременно осуществляется сепарация крупных фракций сульфата кальция в нижний слой пульпы, из которого через штуцер 12 выводится продукционная пульпа на фильтрацию. Верхний слой пульны при помощи циркуляционных насосов И возвращается на стадию разложения фосфата в камеру 1. Формула изобретения Реактор для получения фосфорной кислоты, содержащий по крайней мере одну цилиндрическую камеру с крышкой, центрально расположенную внутри нее пропеллерную мешалку с направляющим диффузором и размещенные по окружности периферийные неремешивающие устройства, каждое из которых имеет турбины, расположенпые в несколько ярусов, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса отвода тепла реакции, он снабжен распыливающим приспособлением, выполненным в виде конусообразной втулки с вогнутой поверхностью, установленной на приводном валу каждого периферийного перемещивающего устройства над его верхней турбиной, и патрубками для подвода охлаждающего воздуха в зону распыла.

Уроёень распьтеннои пульпы

Ю