×
09.05.2019
219.017.4e33

РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано для производства экстракционной фосфорной кислоты из различных видов природного фосфатного сырья. Природный фосфат, серную кислоту и рециркулируемый раствор фосфорной кислоты подают в реактор через патрубки 15 и 16. Перемешивающие устройства 3 обеспечивают равномерное перемешивание пульпы. Циркулятор 4, установленный в центральной шахте 5, обеспечивает подачу пульпы через верхнее выходное окно 7 на провальную решетку 12 аппарата воздушного охлаждения и циркуляцию пульпы в зоне реактора, ограниченной аппаратом воздушного охлаждения и заборным окном 6 центральной шахты. Циркуляторы 4 в шахтах 9 радиальной перегородки обеспечивают увеличение кратности циркуляции во всем объеме реактора и создают поток пульпы вблизи перегородки с обеих сторон. Вывод пульпы из реактора осуществляется через патрубок 18. Изобретение позволяет увеличить кратность циркуляции пульпы в объеме реактора, создать оптимальные условия для быстрого и полного разложения природного фосфата и кристаллизации крупных однородных кристаллов сульфата кальция, а также исключить застойные зоны. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к конструкции реакционного оборудования, используемого для производства экстракционной фосфорной кислоты из различных видов природного фосфатного сырья.

Известен реактор для получения фосфорной кислоты, содержащий корпус с расположенными в нем перемешивающими устройствами, внутри которого размещены радиальная перегородка, циркулятор пульпы, установленный в шахте с заборным и выходным окнами, провальная решетка для охлаждения пульпы, патрубки для ввода охлаждающего газа, исходных реагентов и вывода продуктов реакции и отходящих фтористых газов. В этом реакторе корпус состоит из двух цилиндрических емкостей, соединенных перетоком, с расположенными в нем перемешивающими устройствами и радиальными перегородками с перетоками. В одной из перегородок в вертикальной шахте с верхним заборным и нижним выходным окнами смонтирована мешалка-циркулятор, обеспечивающая перекачивание пульпы через объем реактора и подачу ее на провальную решетку для охлаждения воздухом посредством разности уровней пульпы, создаваемой в секциях реактора. Реактор снабжен патрубками для ввода исходных реагентов и охлаждающего воздуха и вывода отходящих газов и продукционной пульпы. При этом ввод охлаждающего воздуха заглублен под слой пульпы и примыкает непосредственно к провальной решетке.

Направленная циркуляция пульпы осуществляется посредством использования центральной цилиндрической секции реактора с перемешивающим устройством (а.с. СССР №1530239, В01J 19/18, 1989 г.).

Недостатками этой конструкции являются:

- сложность конструкции реактора вследствие наличия центральной секции, нескольких радиальных перегородок и расположения провальной решетки в перетоке между двумя зонами реактора или непосредственно рядом со стенкой центральной секции;

- склонность реактора к забивке осадками (особенно у радиальных перегородок), вследствие чего увеличиваются расходы на обслуживание;

- увеличение интенсивности работы реактора приводит к увеличению потерь сырья за счет недоразложения фосфата и ухудшения фильтрующих свойств осадка сульфата кальция.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является другой известный реактор для получения фосфорной кислоты, содержащий корпус с расположенными в нем перемешивающими устройствами, внутри которого размещены радиальная перегородка, высота которой выше уровня пульпы в реакторе, шахта, установленная в центре реактора и имеющая нижнее заборное и верхнее выходное окна, циркулятор пульпы, размещенный в центральной шахте, провальную решетку для охлаждения пульпы, подаваемой циркулятором, установленным в центральной шахте. В этом реакторе заборное окно шахты повернуто по отношению к радиальной перегородке на 0-270° по часовой стрелке относительно зоны вывода продукционной пульпы, а провальная решетка устанавливается на расстоянии 0,2-0,8 м от крышки реактора и повернута по отношению к перегородке на 0-270° против часовой стрелки относительно зоны ввода исходных реагентов (патент РФ №2234366, B01J 19/18, 2004 г.).

Недостатками этой конструкции являются:

- относительно малая кратность внутренней циркуляции пульпы в реакторе при использовании только одного центрального циркулятора, что затрудняет гомогенизацию пульпы во всем объеме реактора;

- наличие застойных зон у радиальной перегородки, что увеличивает забивку реактора осадками и ухудшает извлечение Р2О5 в раствор.

Нами поставлена задача создать конструкцию реактора, позволяющую устранить вышеописанные недостатки.

Задача решена в реакторе для получения экстракционной фосфорной кислоты, содержащем корпус с расположенными в нем перемешивающими устройствами, внутри которого размещены радиальная перегородка, высота которой выше уровня пульпы в реакторе, шахта, установленная в центре реактора и имеющая нижнее заборное и верхнее выходное окна, циркулятор пульпы, размещенный в центральной шахте, провальную решетку для охлаждения пульпы, подаваемой циркулятором, установленным в центральной шахте. Реактор дополнительно снабжен 1-3 шахтами, установленными в радиальной перегородке, снабженными входными и выходными окнами, причем в шахтах размещены циркуляторы, обеспечивающие циркуляцию пульпы во всем объеме реактора.

На чертежах представлены план реактора (фиг.1) и разрезы по осям А-А (фиг.2), Б-Б, В-В и Г-Г (фиг.3).

Реактор состоит из корпуса 1 с крышкой 2. Внутри реактора размещены перемешивающие устройства 3 и циркуляторы пульпы 4. В центре реактора устанавливается шахта 5 центрального циркулятора с нижним заборным окном 6 и верхним выходным окном 7. Центральная шахта соединена с корпусом радиальной перегородкой 8. В перегородке устанавливаются шахты 9 для 1-3-х периферийных циркуляторов. Шахты имеют верхнее и/или нижнее входное 10 и нижнее и/или верхнее выходное 11 окна. Смонтированный в центральной шахте циркулятор подает пульпу на провальную решетку 12. Штуцер 13 используется для ввода воздуха, патрубок 14 для сброса газов под крышку реактора. Реактор снабжен патрубками для ввода исходного фосфатного сырья 15, серной кислоты и раствора разбавления 16, отсоса отходящих фтористых газов на очистку 17 и вывода пульпы 18.

Реактор работает следующим образом. Исходные реагенты (природный фосфат и серная кислота) и рециркулируемый раствор фосфорной кислоты поступают в реактор в патрубки 15 и 16. При этом возможны варианты как непосредственной подачи реагентов в реактор, так и их предварительное смешение с рециркулируемыми потоками раствора разбавления и пульпы в реакционной системе (например, природный фосфат и/или серная кислота с раствором разбавления и/или рециркулируемой пульпой; природный фосфат с рециркулируемой пульпой и серная кислота с раствором разбавления). Вывод пульпы (суспензии) из реактора осуществляется через патрубок 18. Перемешивающие устройства 3 обеспечивают равномерное перемешивание пульпы и не дают суспензии расслаиваться. Мешалки-циркуляторы 4 работают в режиме низконапорных осевых насосов с производительностью до 5,0-10,0 тыс.м3/ч каждая в зависимости от скорости вращения циркуляторов и их диаметра. При этом циркулятор, установленный в центральной шахте 5, обеспечивает подачу пульпы через верхнее выходное окно 7 на провальную решетку 12 аппарата воздушного охлаждения и циркуляцию пульпы в зоне реактора, ограниченной аппаратом воздушного охлаждения и заборным окном 6 центральной шахты, а 1-3 циркулятора в шахтах 9 радиальной перегородки обеспечивают увеличение кратности циркуляции во всем объеме реактора и создают поток пульпы вблизи перегородки с обеих сторон (см. фиг.1), что исключает образование застойных зон у перегородки. Повышение кратности циркуляции очень важно для достижения оптимальной полноты разложения фосфата и образования крупных однородных кристаллов сульфата кальция. Конструкция шахт, направление и скорость вращения циркуляторов в радиальной перегородке может варьироваться для обеспечения двух вариантов направления входящего и выходящего потока пульпы - сверху-вниз и снизу-вверх - и количества рециркулируемой пульпы. Для этого в шахтах выполняются верхние и/или нижние входные 10 и нижние и/или верхние выходные 11 окна. Варьируя количество циркуляторов в радиальной перегородке и направление создаваемых ими потоков пульпы, можно оптимизировать профиль циркулируемых потоков в реакторе в зависимости от конструктивных особенностей реактора, количества и типа перемешивающих устройств и расположения точек ввода сырья. Количество циркуляторов, установленных в радиальной перегородке, и направление их вращения (соответствующее конструкции окон в шахте: входное заборное внизу и/или вверху, выходное вверху и/или внизу) варьируются в зависимости от режима работы реактора, в который включаются способ производства ЭФК (полугидратный, дигидратный и т.д.), физико-химические свойства используемого сырья (апатиты или осадочные фосфориты), состав жидкой фазы пульпы, температура процесса, степень измельчения используемого фосфатного сырья, интенсивность проведения процесса (удельный съем Р2О5 с реактора) и т.д. В общем случае, увеличение объема рециркулируемой пульпы и выравнивание потоков циркуляторами по низу и верху реактора способствует увеличению степени извлечения P2O5 в раствор и получению легкофильтрующихся кристаллов сульфата кальция. Радиальная перегородка 8, соединяющая корпус 1 реактора с центральной шахтой 5, выполняется сплошной с высотой выше рабочего уровня пульпы и предназначена для задания направленного движения пульпы в объеме реактора, а также служит дополнительной жесткостью для шахт 5 и 9, обеспечивающей устойчивость всей конструкции.

Охлаждение пульпы воздухом осуществляется в режиме пенного слоя на провальной решетке 12 при незначительных Δt между температурой пульпы на входе и выходе из аппарата воздушного охлаждения (АВО), что способствует интенсивному насыщению воздуха водяными парами до уровня 85-90% относительной влажности. Последнее обуславливает оптимальный минимальный расход воздуха на охлаждение и устойчивость решетки к инкрустации осадками. Решетка устанавливается на расстоянии 0,2-0,8 м от крышки 2 реактора для обеспечения минимального расхода энергии на транспорт пульпы и достижение ее эффективного охлаждения в зависимости от конкретных условий - установленного рабочего уровня пульпы в реакторе и напора циркулятора. В качестве охлаждающего воздуха используется воздух, взятый непосредственно из атмосферы цеха, или отработанный воздух после других (санитарных) систем очистки воздуха, который подается под решетку через штуцер 13. Частично насыщенный парами воды воздух сбрасывается вместе с брызгами пульпы в газовый объем реактора. Отделение брызг от воздуха при выводе его из АВО через патрубок 14 происходит за счет удара потока о зеркало пульпы и небольшой линейной скорости газа в газовом объеме реактора.

Отходящие фтористые газы, содержащие пары воды, через патрубки 17 отсасываются на очистку фтора в специальную абсорбционную систему.

Предлагаемое техническое решение за счет использования специальных циркуляторов пульпы, размещенных в шахтах описанным способом, позволяет резко увеличить кратность циркуляции пульпы в объеме реактора, реализовать оптимальные контуры циркуляции пульпы и создать оптимальные условия для быстрого и полного разложения природного фосфата и кристаллизации крупных однородных кристаллов сульфата кальция (как CaSO4·2H2О, так и CaSO4·0,5Н2О), а также исключить застойные зоны, снизив тем самым трудозатраты на обслуживание реактора, связанные с чисткой отложений. В связи с этим понижается удельный расход исходного фосфатного сырья, увеличивается интенсивность работы основного технологического оборудования (реактора и вакуум-фильтров).

Реактордляполученияэкстракционнойфосфорнойкислоты,содержащийкорпуссрасположеннымивнемперемешивающимиустройствами,внутрикоторогоразмещенырадиальнаяперегородка,высотакоторойвышеуровняпульпывреакторе,шахта,установленнаявцентререактораиимеющаянижнеезаборноеиверхнеевыходноеокна,циркуляторпульпы,размещенныйвцентральнойшахте,провальнаярешеткадляохлажденияпульпы,подаваемойциркулятором,установленнымвцентральнойшахте,отличающийсятем,чтореактордополнительноснабжен1-3шахтами,установленнымиврадиальнойперегородке,снабженнымивходнымиивыходнымиокнами,причемвшахтахразмещеныциркуляторы,обеспечивающиециркуляциюпульпывовсемобъемереактора.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-6 из 6.
01.03.2019
№219.016.cb8c

Способ получения гранулированного сложного удобрения

Изобретение относится к способу получения сложного гранулированного удобрения, а именно NP-удобрения типа суперфосфатов. Способ получения гранулированного сложного удобрения включает разложение апатита серной кислотой с получением фосфатной пульпы, которую делят на две части. Из одной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002314278
Дата охранного документа: 10.01.2008
29.03.2019
№219.016.f37e

Способ очистки экстракционной фосфорной кислоты

Изобретение относится к способу очистки экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) от примесей. Способ очистки экстракционной фосфорной кислоты, включает ступенчатую экстракцию фосфорной кислоты трибутилфосфатом, водную реэкстракцию фосфорной кислоты из органической фазы, которые осуществляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002301198
Дата охранного документа: 20.06.2007
29.03.2019
№219.016.f3da

Способ получения фосфорных удобрений

Изобретение относится к способу получения фосфорных удобрений, широко используемых в сельском хозяйстве для различных видов почв и культур. Более конкретно способ относится к получению таких удобрений из доступного и дешевого сырья. Способ получения фосфорных удобрений заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002369585
Дата охранного документа: 10.10.2009
29.03.2019
№219.016.f3fd

Трубчатый реактор для получения пульпы фосфатов аммония

Изобретение относится к реакторам, в которых происходит смешение и взаимодействие реагентов с образованием полупродукта для получения минеральных удобрений. Трубчатый реактор для получения пульпы фосфатов аммония, включающий корпус с коаксиально расположенным в нем устройством, подводящим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002360729
Дата охранного документа: 10.07.2009
29.05.2019
№219.017.66bf

Способ восстановления органического экстрагента

Способ относится к восстановлению органического экстрагента в производстве очищенной фосфорной кислоты из экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) путем обработки ее органическим растворителем, преимущественно не смешивающимся с кислотой, например трибутилфосфатом (ТБФ). Способ восстановления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002337060
Дата охранного документа: 27.10.2008
29.05.2019
№219.017.673b

Экстракционная колонна

Изобретение служит для взаимодействия несмешивающихся жидкостей разной плотности в процессах жидкостной экстракции. Экстракционная колонна включает насадочную часть (1), верхнюю отстойную камеру (2) со сливным карманом (6), нижнюю отстойную камеру (3), впускные трубопроводы для ввода тяжелой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002322281
Дата охранного документа: 20.04.2008
Показаны записи 1-10 из 16.
27.01.2014
№216.012.9b5c

Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

Изобретение относится к получению фосфорной кислоты методом сернокислотного разложения из фосфатного сырья, содержащего до 1,3-2,4% MgO. Способ включает разложение фосфатного сырья с соотношением PO:MgO=14-53 смесью фосфорной и серной кислот в присутствии рециркулируемой в зоне разложения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505478
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.08.2015
№216.013.74ad

Способ получения серосодержащего сложного удобрения

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения серосодержащего сложного удобрения включает нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком с получением пульпы, смешение жидкой серы с полученной пульпой, перемешивание смеси и последующее гранулирование, причем жидкую серу в пульпу вводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561444
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.05.2016
№216.015.3cba

Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

Изобретение относится к химической промышленности. Хибинский апатитовый концентрат, содержащий 14-40% фракции +0,16 мм, при содержании 30-33% РО и 0,72-1,10% AlO, разлагают смесью фосфорной и серной кислот с введением добавки кислоторастворимых соединений алюминия в течение 2,5-3,5 ч с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583956
Дата охранного документа: 10.05.2016
12.01.2017
№217.015.5b67

Способ определения критической длины трещины для нахождения вязкости разрушения

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для определения вязкости разрушения металлов. Сущность: осуществляют статическое нагружение плоского образца с выращенной трещиной усталости и регистрацию длины трещины в момент перехода от стабильного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589523
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.78be

Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

Изобретение относится к способу получения экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) из качественных фосфоритов и апатитовых концентратов. Способ включает в себя разложение фосфатного сырья смесью фосфорной и серной кислот в присутствии рециркулируемой в зоне разложения пульпы с кратностью 10-85 с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599525
Дата охранного документа: 10.10.2016
26.08.2017
№217.015.dad9

Способ определения электромагнитных параметров асинхронных электродвигателей

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения электромагнитных параметров наземных и погружных асинхронных электродвигателей на предприятиях по ремонту электрооборудования и на площадках нефтедобывающих скважин. В известном способе определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623834
Дата охранного документа: 29.06.2017
10.05.2018
№218.016.4333

Способ определения релаксации напряжений в вершине трещины или концентраторе напряжений

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки работоспособности металлов в конструкции. Сущность: осуществляют нагружение образца с трещиной или с концентратором напряжений, в котором ось приложения нагрузки и ось действия распорного болта разнесены,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649673
Дата охранного документа: 04.04.2018
29.03.2019
№219.016.f37e

Способ очистки экстракционной фосфорной кислоты

Изобретение относится к способу очистки экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) от примесей. Способ очистки экстракционной фосфорной кислоты, включает ступенчатую экстракцию фосфорной кислоты трибутилфосфатом, водную реэкстракцию фосфорной кислоты из органической фазы, которые осуществляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002301198
Дата охранного документа: 20.06.2007
09.05.2019
№219.017.506f

Способ утилизации побочных продуктов, получаемых при производстве экстракционной фосфорной кислоты

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ утилизации побочных продуктов производства экстракционной фосфорной кислоты включает обработку фосфогипса фторсиликатным раствором, последующую нейтрализацию смеси и разделение ее фильтрацией. В качестве фторсиликатного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002462419
Дата охранного документа: 27.09.2012
29.05.2019
№219.017.66af

Способ получения экстракционной фосфорной кислоты

Изобретение относится к дигидратным методам получения экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК), используемой в производстве минеральных удобрений. Способ получения экстракционной фосфорной кислоты дигидратным методом включает разложение фосфатного сырья смесью серной и фосфорной кислот в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002372281
Дата охранного документа: 10.11.2009
+ добавить свой РИД