Устройство для получения фосфорной кислоты Советский патент 1982 года по МПК B01J12/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к конструкциям химических реакторов, и может быть использовано для получения фосфорной кислоты путем сжигания желтого фосфора. Известно устройство для получения фосфорной кислоты сжиганием желтого фосфора, содержащее вертиксшьный корпус, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса, днище, закрепленное на его меньшем основании, патрубок для вывода отходящего газа, фор сунки, наклонно закрепленные в средней части корпуса и направленные в сторону днища, кольцевую чашу с переточным затвором, коаксиально установленную на верхнем торце корпуса под крышкой, воздукоподводящую трубу,расположенную по оси крышки, трубу для ввода желтого фосфора, установленную по оси корпуса в воздухоподводящей трубе, и форсунку, размещенную на выходном конце трубы для ввода желтого фосфора .Кроме,того, корпус, выполнен ный из стали, изнутри гуммируют и по крывают кислотоупорной кера мической оболочкой fl. Недостатком известного устройства является то, что устранение т§чи в . ;гуммированной и покрытой керамикой, ; сталь ной башне, -возникающей при недостаточном орошении ее стенок циркулирующей фосфорной кислотой, из-за ее многослойной структуры требует ; больших затрат средств и времени. Кроме того, крышка из-за, ее неохлаждаемой ребристости подвергнута износу из-за теплоты излучения фосфорного пламени, причем износ особенно силен в тех областях крышки, в которых недостаточно охлаждение протекающей водой.. Целью изобретения является интенсификация процесса и увеличение производительности за счет интенсивного охлаждения крышки и верхнего торца корпуса и повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что .устройство снабжено теплообменником, расположенным в крышке соосно с воздухоподводящей трубой .и коаксиально снаружи трубы для ввода желтого фосфора, а переточный затвор выполнен в виде размещенного на внутренней стороне верхнего края чаши трубного кольца, причем соотношение усеченного конуса корпуса составляет от 1:10 до 1:12,а крышка выполнена с. углом конусности от 19 до 25. До- полнительно устройство снабжено закрепленным на воздухоподводящей трубе ободом с направляющими лопатками, в котором вьшолнено центральное отверстие с проходящей через него трубой для ввода желтого фосфора,причем .часть лопаток выполнена с возможностью регулировки их наклона) концентрично установленным на верхней части крьаики по отношению к воздухоподводящей трубе подпорным кольцом и сво.бодно прилеганвдей к крышке гибкой эластичной манжетой. Теплообменник выполнен в виде концентрических труб чатых змеевиков. Устройство также снабжено закрепленным концентрично кольцевой чаше в зоне нижнего края крышки сливным желобом с переливными трубами, расположенными в его нижней части и проходдщими через дно сливного желоба. Благодаря соотношению конуса башни для Сжигания стекающая во внут ренней стенке башни для ее охлаждени пленка фосфорной кислоты не отрывается от стенки и имеет достаточную толщину слоя. Благодаря этому изготовленная из кислотоустойчивой стали башня для сжигания может работать без нарушения наружного водяного охлаждения. . Благодаря исполнению башни для сжиганий из простого кислотоустойчивого стального корпуса возможные течи могут быть закрыты при незначи-. тельном простое устройства. В предлагаемом устройстве крышка башни выполнена под таким углом, что она при наименьшей возможной толщине листа несет сама, себяи поэтому не требует никаких ребер жесткости. Поэтому крышка башни может оптимально охлаждат ся перетекающей водой при предотвращении ее коррозии. Благодаря гибкой резиновой закраи не, которая расположена на крышке башни, даже при колеблющихся количествах охлаждающей воды она постоян но распределяется по поверхности крышки башни в виде равномерной плен ки. За счёт гибкости закраины, кроме тогЪ, автоматически очищается зазор между закраиной и крышкой. Однородное перемешивание всосанно го через воз духо заборный отвод воздуха с фосфором достигается за счет взаймодействия направляющих лопаток с пе реставляемым углом отражения и возду хопроводящей трубой. Долговечность воздухопроводящей трубы, наружная сторона которой подвержена особой коррозии, повышается за счет ее конструкции из нескольких намотанных один в другом трубных зме евиков, через каждый из которых в от дельности раздельно пропускается с большой скоростью лоток воды для охлаждения. На фиг.1 схематически изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - увеличенное изображение верхней области на фиг.1. Свободнонесущая.установленная на фундамент 1 башня 2 для сжигания, которая может свободно расширяться кверху, состоит из конусообразного корпуса и плоского дна. Башня 2 для сжигания имеет в своей нижней области трубу .3 для отходящего газа, расоложенную Под тупым углом к корпусу, и направлена косо вверх. В своей средней области башня 2 для сжигания имеет несколько направленных вниз форсунок 4. Башня 2 для сжигания вблизи от ее верхнего конца охвачена концентрически расположенной чашей 5 для кислоты, которая состоит из кольцевого донного листа 6 и цилиндрической оболочки 7. Закрепленное точно горизон-. тально на верхнем конце башни 2 для сжигания трубное кольцо 8 образует переливной затвор чаши 5 для кислоты. Оболочка 7 цилиндра несет на своем верхнем конце конусообразную крышку 9 башни 2, которая связана с ней газонепроницаемо. Центральное отверстие в крышке 9 башни.ограничивается имеющим верхний фланец патрубкомЮ, который охватывается концентрически расположенным подпорным кольцом 11. 8патрубке 10 навешена охлаждаемая водой воздухопроводящая труба 12, состоящая из намотанных один в другом трубных змеевиков. Обод направляющих лопаток 13 свинчен с воздухопроводящей трубой 12 и патрубком 10 и имеет в центре отверстие , через которое пропущена труба-держатель 14,/которая на своем конце внутри башни 2. для сжигания несет сопло 15 для распыления фосфора. Кроме того, в ободе направляющих лопаток 13 расположены регулируемые снаружи направляющие лопатки 16. с; верхним фланцем обода направляющих лопаток 13 свинчен воздухозаборный отвод 17. Устройство работает следующим образом. Вытекающая из воздухопроводящей трубы 12 охлаждагацая вода перетекает через подпорное кольцо 11 на крышку 9башни, причем подпорное кольцо удерживает воду на таком уровне, что патрубок 10 практически полностью омывается охлаждающей водой. Концентрически к пядпорному кольцу 11 расположена гибкая резиновая закраина 18, при помощи которой перетекающая через . подпорное кольцо 11 охлаждающая вода распределяется на крышке 9 башни с образованием равномерной водяной пленки. На цилиндрической оболочке 7 кислотной чаши 5 снабженный несколькими перетоками 19 улавливающий желоб 20 расположен таким образом,что часть кислотной чаши 5, которая не заполне на кислотой, охлаждается снаружи сте какнцей с крышки 9 башни 2 водой, про ходящей через подпор. Крышка 9 имеет несколько отверстий для инспектирования внутренней части башни, на которых расположены частично омываемые водой и закрыва ёмые крышками 21 шахты 22. Подача циркулирующей фосфорной кислоты в кислотную чашу 5 и в форсунки 4 производится при помощи цент робежного насоса 23, всасывающая сто рона которого соединена с находящимся в нижней области башни 2 для сжилгания запасом кислоты через трубопро .вод 54, теплообменник 2Б и трубопровод 26 или трубопровод 27. Формула изобретения 1. Устройство для получения фосфорной кислоты сжиганием желтого фос фора, содержащее вертикальный корпус, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса, днище, закрепленное на его меньшем основании, патрубок для вывода отходящего газа, форсунки, наклонно закрепленные в средней части корпуса и направленные в сторону дНища, кольцевую чашу с переточным затвором, коаксиально установленную на верхнем торце корпуса под крышкой, воздухоподводящую трубу, расположенную по оси крышки, трубу для ввода желтого фосфора, установленную по оси корпуса в воздухо подводящей трубе, и форсунку, размещенную на выходном конце трубы для ввода желтого фосфора, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интен сификации процесса и увеличения производительности за счет интенсивного охлаукдения крышки и верхнего конца к6 5пуса и повьятаения надежности, оно снабх ено теплообменником, расположенным в крышке соосно с воздухоподводя-. щей трубой и коаксиально снаружи трубы, для ввода желтого фосфора, а переточный затвор выполнен в виде размешенного на внутренней стороне верхнего крал чаши трубного кольца, причем соотношение усеченного конуса корпуса составляет от 1:10 до 1:12, а крышка выполнена с углом конусности от 19 до 25. 2.Устройство по п.1, отличающее с я тем, что оно снабжено закрепленным на воздухоподводящей трубе обводом с направляющими лопатками, в котором выполнено центральное отверстие с проходящей через него трубой для ввода желтого фосфора, причем часть лопаток выполнена.с возможностью регулировки их наклона. 3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что оно снабжено концентрично установленным на верхней части крышки по отношению к воздухоподводящей трубе подпорным кольцом и свободно прилегающей ккрышке гибкой эластичной манжетой. 4.Устройство по П.1, отличающееся, тем, что теплообменник выполнен в виде концентрических трубчатых змеевиков. 5.Устройство по П.1, о т л и ч ,а-. ю щ е е с я тем, что оно снабжено закрепленным концзнтрично кольцевой чаше в зоне нижнего края крышки сливным желобом с переливными трубами, расположенными в его нижней части и проходящими через дно сливного желоба. . Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1. Виннакер-Кюхлер. Хим1 ческая технология, том I. Неорганическая технология,., 1970, с.394 и 395.

X

17

t .

ч