Способ удаления пыли из электрофильтров при производстве фосфора Советский патент 1982 года по МПК C01B25/02 

1

Изобретение относится к способам переработки отходов и может быть ис пользовано при производстве элементарного фосфора.

В лроцессе электротермического производства фосфора газовый поток, выходящий из электротермической пеЧи, проходит очистку от пыли в электрофильтрах. Пыль, осевшая в электрофильтре, по химическому составу представлена, в основном, окисными и фосфатными соединениями щелочных и щелочноземельных металлов, количественные соотношения между которыми зависят как от состава и способа подготовки исходного сырья к руднотермической переработке, так и от параметров ведения технологического процесса, в фосфорной печи. Пыль содержит также элементарный фосфор 1}.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ удаления пыли из электрофильтров водой. Воду подают в систему электрофильтра и смешивают с пылью до образования водной суспензии, получившей название контрольное молоко, с содержанием твердой фазы по сухому остатку 5-30%. Обра5 зовавшуюся водную суспензию перекачивают по трубопроводам в специально предназначенные хранилища 2.

Однако при осуществлении известного способа образуются неоправ0 данно большие объемы суспензии, в которой содержится незначительное количество пыли (до 1000 м суспензии на 1 сут) . Кроме того, не обеспечивается седиментационная устойчивость суспензии из-за низкой плотности жидкой фазы (1 ,006-1,012 кг/л) , значительных размеров твердыхчастиц (20-30 мкм) и высокой скорости осаждения последних (0,11-0,25 см/с ). В результате при перекачивании суспензии в хранилищав системе трубопроводов происходит интенсивное оседание твердой фазы, что приводит к зарастанию 3а трубопроводов. Образующаяся суспензия как правило, имеет рН порядка . При таких значениях рИ интенсивно прО текают реакции диспропорционирования элементарного Оосфора с образованием водорода и фосфина, являющегося сильным отравляющим веществом. При выделении фосфина нарушаются условия бе; зопасной работы обслуживающего персо . нала и загрязняется атмосфера. Целью изобретения является уменьшение выделения фосфина, сокращение объема суспензии и обеспечение ее седиментационной устойчивости. Поставленная цель достигается пред Слагаемым способом удаления пыли из электрофильтров, включающим обрабоТг ку пыли водным раствором, ссдержащим З-Ю перемешивание смеси до достижения плотности жидкой фазы 1,05-1,10 кг/л и рН, равного 5-8 с последующим выводом суспензии. Использование водного раствора, содержащего ЗЮ , позволяет уве личить растворимость пыли и уменьшитb размер взвешенных частиц в суспензии. При содержании в растворе менее 3% растворимость пыли низка, а размер частиц и скорость их осаждения, составляющие мкм и 0,11-0,25 см/с довольно высоки. Увеличение содержани более 10 нецелесообразно, так как растворимость пыли увеличивается .незначительно, размер твердых частиц не уменьшается, а держится в пределах ТО-Й мкм, в то время, как рН удаляемой суспензии составляет 3, что требует специальных антикоррозионных материалов. Достижение при перемешивании плотности жидкой фазы 1, 10 кг/л позволяет уменьшить объем образующейся суспензии и обеспечить седиментационную устойчивость последней . При плотности жидкой фазы менее 1,05 кг/я объем образующейся суспензии составляет 3, м на 1 т удаляемой пыли, а скорость осаждения твердых частиц увеличивается до 0,25 см/с. При плотности жидкой фазы более 1,1 кг/л образуется густая, трудноперекачиваемая суспензия. Поддержание рН при перемешивании приводит к уменьшению выделения токсичного газа - фосфина. При значениях рН более 8 в суспензии образуется фосфин. Уменьшение рН суспен зии ниже 5 требует специального аппаратурного антикоррозионного оформления. Пример 1. Пыль из электрофильтров состава Р4 3, СаО KrtO Й и P jiOfr 26% удаляют водным раствором, содерк ащим 3 В ° цесс смыва пыли из электрофи 1ьтра проводят при перемешивании образующейся суспензии до достижения рН 8,0 при значении плотности жидкой фазы 1,05 кг/л, после чего суспензию выводят из система электрофильтра. При этом количество пыли, удаляемой 1 м водного раствора,.составило 363 кг; солесодержание жидкой фазы было равным 70 отношение Т:)К составило 1:3,3; размер твердых частиц был равен 18-22 мкм; скорость осаждения их составляла 0,10-0,12 см/с; доля фосфора, перешедшего в фосфин - %, В пересчете на 1 т удаленной пыли расход врдного раствора и содержащегося в Нем составили 2,5 м и 75 кг соответственно. П р и м е р 2. Пыль из электрофильтра того же состава, что и в предыдущем примере, удаляют водным раствором , содержащим 10 . Процесс удаления пыли проводят при перемешивании образующейся суспензии до достижения рН 6 при плотности жидкой фазы 1,10 кг/л, после чего образовавшуюся суспензию в шодят из системы электрофильтра. При этом количество пыли, удаляемой 1 м водного раствора, составило 437 кг/м , солесодержание жидкой фазы было равным 131,1 отношение Т:М составило 1:3,;размер твердых частиц был равен 12-16 мкм; скорость осаждения их составила 0,,08 см/с; доля фосфора, перешедшег6 в фосфин - 0,03%. В пересчете на 1 т удаленной пыли расход водного раствора и содержащегося в нем составили 2,06 м и 200,7 кг соответственно, П р им е р 3. Пыль состава Р , СаО 10% и 28 удаляют водным раствором, содержащим 5% Процесс удаления пыли проводят при перемешивании образующейся суспензии до достижения рН 5 и плотности жидкой фазы 1,093 кг/л, после чего суспензию выводят из системы электрофильтра. При этом количество пыли, удаляемой 1 м водного раствора,составило kOB кг/м, солесодержание жид-i кой фазы было равным 122, отношение Т;Ж суспензии составило

5 sjsoee 4

размер твердых частиц был pa- «I S ® соответственвен мкм; скорость осаждения их но.

составила 0,08-0,10 см/с; доля фосфора, Результаты, полученные при осучеперешедшего в фосфин - 0,01%. В пересчете на 1 т удаленной пыли расход

водного раствора и содержащегося в нем в таблице.

ствлёнии предлагаемого способа в сравнении с известным, представлены

ОтсутОтеутетвуетствует

11,0 86.5

250

6,0

21,3

93,2

8,5

6,8

15

2 8,3

2,2

2,5

480,0

110,0 5Р;9

75,0

363

t08

130 - 520

122,it 32

72,6

200

61,7

87,0

80,0

70,0

28,3

13,0

30,0

20,0

1:1,5 1:V Т:Ж суспензии Плотность суспензии, кг/л 1,05 1,15 Плотность жидкости фазы суспензии, кг/л рН суспензии Доля Р , пере шедшего в 4юсфин, мае, % Средний размер частиц твердой фазы, мкм Скорость осаждения частиц твердой фазы, см/с 0,11-0,25 0,11-0 Как видно из таблицы, при использовании предлагаемого способа удаления пыли из электрофильтров уменьшается выделение фосфина из суспензии в 10-100 раз при удалении сильнощёлочной пыли и в 10 раз при удалении слабощелочной пыли. Сокращается объе суспензии в 5-6-раз - с 11 до 2,062,50 м(сильнощелочная.пыль ) и в 1,5 раза с 3,60 до 2,2 м (слабощелочная пыль) ; Увеличивается в 102Р раз растворимость сильнощелочной пыли и в раз - cлaбoщeлoчнo 1 пыли. Уменьшаются размер твердых частиц и скорость их осаждения (в 1,52 раза). Таким образом,, использование пред лагаемого способа позволяет улучшить условия работы обслуживающего персонала и улучшить экологические услови окружающего завод воздушного бассейн из-за уменьшения выделения фосфина в

8 Продолжение таблицы

J с 1,020 1,130 9,0 3,0 20-27. 10-1it 0,11-0,25 0,02-0,06 атмосферу; уменьшить объем хранилищ для контрольного молока и соответственно уменьшить капиталовложения для их строительства и эксплуатации изза уменьшения объемов образующейся суспензии; увеличить срок службы трубопроводов для перекачивания суспензии в хранилища, так как предотвращается забивание трубопроводов оседающими твердыми частицами. Формула изобретения Способ удаления пыли из электрофильтров при производстве фосфора, включающий обработку пыли водным раствором, перемешивание смеси и вывод суспензии, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения выделения фосфина, сокращения объема суспензии и обеспечения ее седиментационной устойчивости, используют вод.9 9 5066, , °

ный раствор, содержащий, 3-tO% PftOj,Ь Постников Н.Н. Пылеобразование

а перемешивание ведут до достиженияв процессе электровозгоики фосфора,плотности жидкой фазы 1,,10 кг/лЯПХ, т. 33f вып. 1, I960, и рН, равном 5-8.

Источники информации,$ 2. Белов В.Н. и др. Технология

принятые во внимание при экспертизефосфора. Изд-во Химия, 1979 с. 1.