Устройство для переработки фосфорсодержащего шлама Советский патент 1981 года по МПК F23G5/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО

I

Изобретение относится к камерным печам для нагрева жидкотекучих материалов и может быть использовано в химической промышленности, в частности для получения фосфора из шлама..

Известно устройство для извлечения фосфора из фосфорсодержащего щлама, в ка-, честве основного аппарата использую.щее дистилляционный клуб, в котором фосфорсодержащий шлам нагревается перегретым или насыщенным паром при давлении 0,6- 0,8 МПа, при этом из него возгоняется фосфор 11.

Недостатками устройства являются невозможность осуществления непрерывного процесса, низкая производительность (0,7- 0,8 м шлама в сутки при содержании в нем фосфора не более 35%), большой расход пара, бцстрый коррозионный износ аппарата из-за образования фосфорной кислоты и высокой температуры, значительный расход дефицитной никелесодержащей стали, а также образование при возгонке водяным паром ядовитого вещества - фосфина.

Известны также установки по переработ-, ке (сжиганию) фосфорсодержащего шлама.

ШЛАМА

содержащие в качестве основного аппарата вращающуюся барабанную печь или коническую башню с распылителем шлама 2).

Переработка фосфорсодержащих щламов во вращающихся барабанах и конусных башнях характеризуется тем, что влажные.шламы плохо горят, иногда затухают, не полностью .выгорает фосфор, аппараты зарастают огарком, поэтому необходимо останавливать установку для чистки, необходимо значительное количество дефицитной нержавеющей стали. Кроме того, аппараты срав-10нительно недолговечны в работе.

Наиболее близка к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому эффекту многополочиая печь для сжига.ния фосфорсодер |сащего щлама, содержаISщая корпус с патрубками, футерованную огнеупорным материалом продукционную камеру с горизонтальнымн полками, газоподводящие каналы н отверстия для удаления парогазовой смеси (3).

Недостатками являются сложная

20 конструкция футеровки, необходимость выполнения вала и гребков из дефицитной никелесодержащей стали, так как они работают при 800-900 необходимость принуднтс льного охлаждения вала и гребков, что усложняет их конструктивное исполнение, непосредственный контакт дымовых газов со шламом, недолговечность внутренних металлических устройств печи из-за агрессивной среды и, как следствие, невысокая прО; изводительность.

Цель изобретения - повышение производительности устройства, упрощение конструкции и повышение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для переработки фосфорсодержащего шлама, содержащем корпус с патрубками для подачи инертного газа, футерованную продукционную камеру с горизонтальными полками, газоподводящие каналы и отверстия для удаления парогазовой смеси, горизонтальные полки установлены на расстоянии 0,73-0,75 высоты продукционной камеры и расположены в шахматном порядке с переменным шагом по высоте, равным ,5 ширины (диаметра) камеры, и расстоянием между полками по горизонтали 0,4-0,8 ширины продукционной камеры.

При этом полки выполнены в виде прямоугольника длиной 0,5-1,0 и толщиной 0,17- 0,3 ширины продукционной камеры, а отверстия для удаления парогазовой смеси расположены непосредственно под нижним рядом полок.

Размещение горизонтальных полок в шахматном порядке обеспечивает зигзагообразное перемещение материала сверху вниз, в результате чего увеличивается время его нахождения в продукционной камере, что позволяет полностью извлечь фосфор из шлама., Размещение горизонтальных полок на расстоянии 0,73-0,75 высоты продукционной камеры обеспечивает образЬвание в нижней части устройства затвора из сухого остатка для предотвращения подсоса воздуха через выгрузочное отверстие.

Уменьшением расстояния размещения полок менее 0,73 высоты продукционной камеры увеличивается содержание фосфора в сухом остатке вследствие уменьшения пути прохождения шлама, а увеличение этого расстояния выше 0,75 приводит к подсосу воздуха в продукционную камеру вследствие уменьшения высоты затвора из сухого остатка.

Расположение полок с переменным ша-, гом по высоте 1-2,5 ширины продукционной камеры обеспечивает свободный сход обрабатываемого материала. Уменьшение этого расстояния менее 1,0 приводит к забиванию камеры, а увеличение его свыше 2,5 вызывает нерациональное увеличение высоты продукционно: камеры без роста ее производительности.

Расстояние между полками по горизонГали 0,4-0,8 ширины продукционной камеры обеспечивает отсутствие фосфора в сухом остатке. Уменьшение этого расстояния менее 0,4 приводит к снижению производительности устройства, а при увеличении расстояния более 0,8 возможен провал материала и появление фосфора в сухом остатке.

Выполнение полок длиной равной 0,5-

1,0 П1ирины продукционной камеры обеспечивает высокую производительность устройства при отсутствии фосфора в сухом остатке. Уменьшение длины полок менее 0,5

или увеличение их длины более ширины продукционной-камеры приводит к снижению производительности устройства и появлению фосфора в сухом остатке. Толщина полок, равная 0,17-0,3 ширины продукционной камеры, обеспечивает их механическую прочность. При уменьшение толщины полок снижается механическая прочность их, а При увеличении толщины более 0,3 уменьшается внутренний объем продукционной камеры, что вызывает снижение производительности

устройства.

Расположение отверстия для удаления парогазовой смеси непосредственно под нижним рядом полок обеспечивает полное отсутствие фосфора в сухом остатке. При расположении отверстия над нижним рядом полок у,мепьщается производительность устройства, а при расположении отверстия в нижней части продукционной камеры возможно забивание его сухим остатком и остановка устройства.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, I; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1. Предлагаемое устройство состоит из корпуса 4, в котором расположены прямоугольные вертикальные проду кционные камеры 2, футерованные огнеупорным материалом 3 и содержащие горизонтальные полки 4 на высоте 0,73-0,75 устройства с расстоянием по горизонтали между ними 0,4-0,8 ширины продукционной камеры, отделенных от

газоподводящих каналов 5 спЛощными стенками 6. В газараспределительных каналах 5 расположены в щахматном порядке перегородки 7.

В верхней части продукционных камер

расположены трубы 8 для ввода фосфорсодержащего шлама и патрубки 9 для подачи инертного газа (азота). В нижней части продукционных камер (под нижним рядом полок) расположены отверстия 10 .оля вывода парогазовой смеси и выгрузочное отверстие 11. Под выгрузочным отверстием установлен шнек 12 для вывода сухого остатка. Дымовые газы подводятся через патрубки 13 и отводятся через патрубки ,14.

Устройство работает следующим образом.

Шлам загружается непрерывно через верхние трубы 8 на верхние полки 4, растекается по ним и стекает на рассположенный

под ними следующий ряд полок и, таким образом, опускается вниз. Одновременно с загрузкой шлама в газоподводящие каналы 5 через входные патрубки 13 подаются дымовые газы с температурой 600-ЭООС, которые движутся сверху вниз, между перегородками 7 и отводятся через патрубки 14.

Нагревание шлама осуществляется через сплошные стенки 6. По мере нагревания шлама сначала испаряется вода, а затем возгоняется фосфор. Пары воды и фосфора удаляются через ыходные патрубки 10, расположенные в нижней части устройства непосредственно под нижним рядом полок 4.

По мере удаления из шлама воды и фосфора остаюн1ийся сухой остаток пересыпается вниз по полкам 4. При этом продолжается возгонка остатрчного желтого фосфора. Сухой остаток в виде пыли, не содержащий фосфора, собирается в нижней части устройства над выгрузочным отверстием II, образуя пылевой затвор, предохраняющий от попадания воздуха внутрь продукционной камеры. Выгрузка производится шнеком 12 при постоянном поддержании верхнего уровня пылевого затвора.

Использование предлагаемого устройства позволяет получать чистый фосфор, увеличить производительность за счет уменьшения простоев, упростить конструкцию и, как следствие этого, .повысить надежность работы, уменьшить эксплуатационные расходы, а также уменьнтть канитальные затраты.

Формула изобретения I. Устройство для переработки фосфорсодержащего шлама, содержащее корпус с патрубками для подачи инертного газа, футерованную продукционную камеру с горизонтальными полками, газоподводящие каналы и отверстия для удаления парогазовой смеси, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности, упрощения конструкции и повышения надежности работы, горизонтальные полки установлены на расстоянии 0,73-0,75 высоты продукционной камеры и расположены в шахматном порядке с переменным шагом по высоте, равным 1-2,5 ширины (диаметра) камеры, и расстоянием между полками по горизонтали равным 0,4-0,8 ширины продукционной камеры

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что горизонтальная полка выполнена в виде прямоугольника длиной 0,5-1,0 и толщиной 0,17-0.3 ширины продукционной камеры.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстия для удаления прарогазояой смеси расположены под нижним рядом полок.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Труды ЛенНИИгипрохима. Л., 1975, вып. 16, с. 30.

2.Постников Н. И. Термическая фосфорная кислота, соли и удобрения на ее основе. М., «Химия, 1976, с. 149-151.

3. Исламов М. Ш. Печи химической промышленности. Л., «Химия, 1975, с. 245- 248 (прототип).

иг

/о

ьГ S A-A .З В

uz.if