Способ получения маломышьяковистого фосфора из газов печей производства фосфора

Номер инновационного патента: 21696

Опубликовано: 15.09.2009

Авторы: Бишимбаев Валихан Козыкеевич, Викторов Сергей Владимирович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве желтого фосфора электротермическим способом для улучшения его экологических показателей.
Способ включает очистку проходного сечения нижнего углового вентиля от спекаемых и трудноотделимых пылеватых отложений пневмо-импульсными струями сжатого инертного газа, улавливание пылеватых частиц печного газа с температурой 570-520 К пароводяным пыле-уловителем, закручивание печного газа под седлом верхнего углового вентиля водяным паром, истекающим с температурой ниже точки росы фосфора в печном газе в пределах 430-380 К из вращающихся сопел Лаваля, двустадийное охлаж-дение газов циркулирующей водой, соответственно, в горячем и холодном конденсаторах, охлаждение печного газа в холодном конденсаторе отдельной циркулирующей водой, охлаждаемой в после-довательно установленных двух (или более) кожухотрубчатых теплообменниках оборотной охлажденной водой с градирен с подпиткой испаряющейся части оборотной и конденсационной воды из подземного трубопровода промышленной воды, подачей захоложенного печного газа газодувкой или струйным насосом на смешение с природным газом и использование полученного технологического топлива для агломерации фоссырья.

Текст

Смотреть все

(51) 01 25/027 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ трудноотделимых пылеватых отложений пневмоимпульсными струями сжатого инертного газа,улавливание пылеватых частиц печного газа с температурой 570-520 К пароводяным пылеуловителем, закручивание печного газа под седлом верхнего углового вентиля водяным паром,истекающим с температурой ниже точки росы фосфора в печном газе в пределах 430-380 К из вращающихся сопел Лаваля, двустадийное охлаждение газов циркулирующей водой, соответственно,в горячем и холодном конденсаторах, охлаждение печного газа в холодном конденсаторе отдельной циркулирующей водой, охлаждаемой в последовательно установленных двух (или более) кожухотрубчатых теплообменниках оборотной охлажденной водой с градирен с подпиткой испаряющейся части оборотной и конденсационной воды из подземного трубопровода промышленной воды, подачей захоложенного печного газа газодувкой или струйным насосом на смешение с природным газом и использование полученного технологического топлива для агломерации фоссырья.(72) Бишимбаев Валихан Козыкеевич Викторов Сергей Владимирович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский Государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан ,Республиканское Государственное казенное предприятие Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати Министерство образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАЛОМЫШЬЯКОВИСТОГО ФОСФОРА ИЗ ГАЗОВ ПЕЧЕЙ ПРОИЗВОДСТВА ФОСФОРА(57) Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве желтого фосфора электротермическим способом для улучшения его экологических показателей. Способ включает очистку проходного сечения нижнего углового вентиля от спекаемых и 21696 Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве желтого фосфора электротермическим способом. Известен способ извлечения фосфора из газов печей производства фосфора, включающий перед двустадийным охлаждением непрерывную обработку выходящих из электрофильтра печных газов с температурой 570-520 К водяным паром путем его распиливания за верхним угловым вентилем с температурой 430-380 К, далее осуществляют двустадийное охлаждение газов водой, сбор сконденсированного фосфора в сборнике фосфора и отделение его от шлама /Предпатент РК 14650. Способ извлечения фосфора из газов печей производства фосфора, кл, С 01 В 25/02,25 В 9/04. Викторов С.В/, Бюл.8, 2004/. Недостатком известного способа является значительное количество теряемого фосфора при сжигании отходящих печных газов из холодного конденсатора на свече (2-5 г/нм 3), вследствие недоизвлечения фосфора при охлаждении циркулирующей водой в замкнутом контуре сборник фосфора-насосы-трубопроводы-форсунки-конденсаторсборник фосфора, из-за повышенной температуры циркулирующей воды 330-320 К. Известен способ извлечения маломышьяковистого фосфора из газов печей производства фосфора, включающий перед двустадийным охлаждением непрерывную обработку выходящих из электрофильтра печных газов с температурой 570-540 К водяным паром путем его распыливания за верхним угловым вентилем с температурой 410380 К, далее осуществляют двустадийное охлаждение в горячем и холодном конденсаторах циркулирующей водой, сбор циркулирующей воды и сконденсированного фосфора в сборнике фосфора и отделение его от шлама, при этом уровень воды в сборнике фосфора поддерживают непрерывно подаваемой проточной циркуляционной водой,проходящей несколько резервуаров, с рециркуляцией ее обратно в сборник фосфора/Предпатент РК 15815. Способ извлечения маломышьяковистого фосфора из газов печей производства фосфора, кл. С 01 В 25/027. Викторов С.В, Бюл.6, 2005/. Недостатком известного способа является большое водопотребление свежей подпиточной воды и большие объемы в автономной водооборотной системой с резервуарами. Известен способ извлечения фосфора из газов печей производства фосфора, включающий перед двустадийным охлаждением непрерывную обработку выходящих из электрофильтра печных газов с температурой 570-520 К водяным паром путем его распыливания за верхним угловым вентилем с температурой 430-380 К, далее осуществляют двустадийное охлаждение в горячем и холодном конденсаторах циркулирующей водой, сбор циркулирующей воды и сконденсированного фосфора в сборниках фосфора и отделение его от шлама, при этом циркулирующую воду перед подачей в холодный конденсатор последовательно охлаждают в аппарате воздушного 2/Предпатент РК 17228. Способ извлечения фосфора из газов печей производства фосфора, кл. С 01 В 25/027. Викторов С.В, Франгулиди Л.Х.,Голиков А.Н., Бюл.4, 2006/. Недостатком известного способа является то, что он не предназначен для снижения содержания мышьяка в фосфоре, значительное количество времени теряемое на очистку нижнего углового вентиля при его ручной очистке с остановкой производства фосфора от спекаемых (1300 С) трудноотделимых отложений настылей в застойных зонах проходного сечении нижнего углового вентиля, громоздкость и сложность схемы с использованием аппарата АВО и кожухотрубчатого теплообменника, и невозможность использования печного газа в качестве технологического топлива при термической подготовке - агломерации фоссырья. Задача изобретения состоит в разработке способа получения маломышьяковистого фосфора из газов печей производства фосфора, с механизацией очистки застойных зон в нижнем угловом вентиле от спекаемых отложений, упрощающего и повышающего эксплуатационную надежность технологического процесса, снижении концентрации фосфора в отходящем печном газе до допустимого значения при котором возможно его использование в качестве топлива. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности извлечения маломышяковистого фосфора из газов печей производства фосфора и снижении концентрации фосфора в отходящем печном газе на свечу до допустимого значения с возможностью его использования как технологического топлива. Указанный технический результат достигается тем, что в способе извлечения фосфора из газов печей производства фосфора,включающем непрерывную обработку выходящего из электрофильтров печного газа с температурой 570520 К водяным паром путем его распыливания за верхним угловым вентилем с температурой ниже точки росы фосфора в печном газе в пределах 430380 К,двустадийное охлаждение газов циркулирующей водой, соответственно, в горячем и холодном конденсаторах, сбор циркулирующей воды и сконденсированного фосфора в сборнике фосфора горячего конденсатора и отделение его от шлама, подачу циркулирующей воды в холодном конденсаторе на охлаждение последовательно в аппарат АВО и кожухотрубчатый теплообменник, в отличие от прототипа, при прохождении печного газа через нижний угловой вентиль осуществляют очистку проходного сечения нижнего углового вентиля в застойных зонах от спекаемых (1300 С) трудноотделимых отложений настылей пневмоимпульсными струями сжатого инертного газа(азотом под давлением 0,5 МПа), далее в выходящем из электрофильтров печном газе посредством, установленного в газоходе до верхнего углового вентиля пароводяного пылеуловителя улавливают пылеватые частицы печного газа и 21696 отводят их в отдельный автономный шламосборник,очищенный печной газ за верхним угловым вентилем закручивают паровыми реактивными вращающимися соплами с температурой пара ниже точки росы фосфора в печном газе в пределах 430380 К и при снижении температуры печного газа в газоходе до 500-470 К распыливают водяными форсунками циркулирующую воду из фосфоросборника горячего конденсатора под давлением 0,3-0,4 МПа с температурой 330-320 К,далее печной газ охлаждают в холодном конденсаторе, отдельной циркулирующей водой в холодном конденсаторе, охлаждаемый в последовательно установленных двух кожухотрубчатых теплообменниках оборотной охлажденной водой с градирен, а отходящий печной газ направляют на свечу и подают газодувкой или струйным насосом на смешение с природным газом для получения топлива на технологические нужды производства и агломерацию фоссырья. На фиг. 1 схематически изображена схема производства (установка) для получения маломышьяковистого фосфора по предлагаемому способу на фиг. 2- вид А (пневмоимпульсного устройства) на фиг. 1 на фиг.3 - вид Б (пароводяного пылеуловителя) на фиг. 1 на фиг.4- сечение В-В на фиг.3. Способ реализуется установкой, включающей последовательно соединенные между собой газовым трактом электропечь 1, нижний угловой вентиль(НУВ) 2 (газоотсекатель), пневмоимпульсное устройство (ПИУ)3, гидравлически сообщаемое с поворотным коленом газового тракта в НУВ 2 и состоящее из ресивера 4, задвижки 5 от коллектора сжатого инертного газа (азот) к трубопроводу 6,корпус дифференциального золотника (Д 3) 7 с большим 8 и меньшим 9 диаметрами поршней,подключенного со стороны большего диаметра 8 через электропневматический клапан (ЭПК) 10 (или игольчатый вентиль) к трубопроводу 6, а со стороны меньшего диаметра 9 - последовательно в корпусе золотника 7 выполнены три отверстия, соответственно, 11, 12 и 13. Отверстие 11 сообщено с атмосферой, отверстие 12 подключено к герметичной полости 14 с мембранной 15, запирающей вход торца выхлопной трубы 16, которая направлена в зону воздействия на образующиеся спекаемые отложения газовой пыли в колене НУВ 2 и отверстие 13 подключено к трубопроводу 6. Со стороны меньшего диаметра 9 в корпусе золотника 7 установлена пружина 17 с возможностью регулирования ее жесткости. Ресивер 4 подключен к трубопроводу 6 через регулирующую задвижку 18(регулируется время заполнения ресивера 4, и соответственно частота импульсов). За пневмоимпульсным устройством 3 по газовому тракту следуют электрофильтры 19, пароводяной пылеуловитель (ПВП) 20, состоящий из газоподводящего патрубка 21, корпуса 22 с коническим днищем,снабженный входным отбойным козырьком 23,переливной трубой 24, сбросной трубой 25 с задвижкой, соединенной с шламосборником 26. В средней части за отбойным козырьком 23 ПВП 20 снабжен конусной разделительной перегородкой 27 в горизонтальном сечении, которая снабжена контактными 28 и дренажными 29 трубами. За входом в ПВП 20 перед козырьком 23 установлены паровые форсунки 30 по ходу движения печного газа, подключенные к паропроводу 31, а над разделительной перегородкой 27 за отбойным козырьком 23 установлены водяные форсунки 32,подключенные к коллектору 33 оборотного водоснабжения. На выходе ПВП 20 снабжен жалюзийным сепаратором (ЖС) 34 с перегородками лабиринтного профиля и газоотводящий патрубок 35, который подключен к верхнему угловому вентилю (ВУВ) 36, под седлом которого в первом горячем газоходе (ГГ) 37 на подводящей пар трубе 38 закреплены с возможностью вращения полые крыльчатки 39 с лопастями 40, снабженными реактивными соплами 41. За полыми крыльчатками 39 с лопастями 40 установлены водяные форсунки 42, а в нижней части ГГ 37 подключен к горячему конденсатору (ГК) 43 с водяными форсунками 42 и с замкнутым контуром конденсационной воды в нем сборник жидкого фосфора и циркулирующей воды (СГК -сборник горячего конденсатора) 44 всасывающий трубопровод 45 -насос 46 - напорный трубопровод 47 - форсунки 42 - СГК 44. Далее,газовый тракт продолжают, второй -холодный газоход (ХГ) 48 и холодный конденсатор (ХК)49 с водяными форсунками 50 и с замкнутым контуром оборудования для охлаждения циркулирующей конденсационной воды в нем сборник фосфора и циркулирующей воды (СХК-сборник холодного конденсатора) 51 - всасывающий трубопровод 52 насос 53 - напорный трубопровод 54 кожухотрубчатый теплообменник (КТ) 55 теплообменные трубки 56 КТ 55 - трубопровод подачи охлажденной воды (ТОВ) 57 с градирен оборотного водоснабжения - отводящий трубопровод нагретой воды (ТНВ) 58 на охлаждение на градирни - трубопровод 59 от теплообменных трубок с конденсационной водой от КТ 55 - второй кожухотрубчатый теплообменник (КТ) 60 для более глубокого охлаждения конденсационной воды в СХК 51 - теплообменные трубки 61 КТ 60 ТОВ 57 с градирен - ТНВ 58 на градирни - трубопровод охлажденной циркулирующей конденсационной воды после двух ступеней охлаждения (ТОВ) 62 форсунки 50 - СХК 51. На схеме (фиг.1) градирни не показаны, при этом испаряющуюся часть циркулирующей конденсационной воды в ХК 49 и оборотную воду 57 с градирен для ее подпитки в необходимом количестве постоянно вводят из подземного трубопровода промышленной воды(ПТПВ) 63 (на схеме показан схематически),соответственно, в форсунки 50 и КТ 60 с температурой равной средней температуре грунта на глубине заложения трубы порядка 7 С в зимнее время и 12 С в летнее время. Захоложенный отходящий печной газ из ХК 49 поступает в трубу факельного сжигания газов на свечу 64 или в газодувку 65 для подачи печного газа на смешение с природным газом и его использования в качестве технологического топлива на агломерацию фоссырья 66 и другие технологические нужды 3 21696 производства (первый вариант). Второй вариант использования печного газа по предлагаемому способу - это подача природного газа 67 через газорегуляторный пункт (ГРП) 68 среднего давления в струйный насос 69 для смешения с печным газом и подачей в дальнейшем его на технологические нужды производства и агломерацию фоссырья 66. Запорная арматура 70 предназначена для применения первого или второго варианта использования печного газа. Способ осуществляется следующим образом. В процессе восстановления фосфата кальция углеродом в электропечи 1 образуется печной газ от 2300-3500 нм 3 сложного состава и с содержанием пыли от 100 до 200 кг на 1 тонну товарного фосфора(Технология фосфора / Под ред. В.А.Ершова,В.Н.Белова. Л., Химия, 1979, с.250-251), который проходя начальный газовый тракт при 1300 0 С в зоне НУВ 2 на участках склонных к отложению пыли образует трудноотделимые спекаемые отложения настыли, которые приводят к зарастанию проходного сечения НУВ 2 и вынужденным остановкам производства получения фосфора для технологической очистки отверстия НУВ 2 от отложений. Очистка спекаемых отложений осуществляется вручную и характеризуется вредными условиями труда и опасной санитарногигиенической обстановкой в зоне проведения работ. Для механизации очистки застойных зон от спекаемых отложений установка для реализации предлагаемого способа снабжена пневмоимпульсным устройством - ПИУ 3 (Предпатент РК 7883. Пневмоимпульсное устройство для очистки изделий, кл. В 05 В 5/02/ Викторов С.В. и Викторов А.С., бюл.8, 1999), которое удаляет отложения струями сжатого инертного газа (0,5 МПа) в виде направленных пневматических ударов в зону воздействия на очищаемую поверхность, при этом большая часть отложений из возгонов и летучих окислов возвращается обратно в зону плавления,уменьшая тем самым их пылеунос в электрофильтры 19. ПИУ 3 работает следующим образом. Открывается задвижка 5 и сжатый газ поступает одновременно в золотник 7 со стороны меньшего поршня 9, передвигая его в верхнее положение, и в ресивер 4 через регулирующую задвижку 18. В верхнем положении золотника 7 открывается отверстие 12 и полость 14 над мембраной 15 быстро заполняется. Давлением сжатого газа мембрана 15 перекрывает торец выхлопной трубы 16. Ресивер 4 заполняется с определенным запаздыванием из-за большего объема полости 14. С ростом давления в ресивере 4 газ через электропневматический клапан 10,регулирующий также это запаздывание, поступает в надпоршневую полость поршня большего диаметра 8 и в определенный момент времени давление на поршень 8 золотника 7 оказывается достаточным для его перемещения в нижнее положение. При этом из полости 14 через отверстие 12 выбрасывается сжатый газ через отверстие 11 в атмосферу и давлением газа в ресивере 4 открывается мембрана 15, и сжатый газ из ресивера 4 устремляется в зону 4 отложений в виде импульсного пневматического удара, совершая работу по разрушению отложений и очистке поверхностей проходного сечения поворотного колена НУВ 2. В процессе пневмоудара резко падает давление в ресивере 4 и под воздействием пружины 17 и поступающего сжатого газа через отверстие 13 золотник 7 занимает вновь верхнее положение. Далее, описанный процесс повторяется в автоматическом режиме, осуществляя работу по очистке проходного сечения НУВ 2. Частицы пыли печного газа проходя газовый тракт в электрофильтрах 19 со своей развитой капиллярной поверхностью (так как они в основном в своем большинстве являются распространенными адсорбентами это оксид кремния 2,углеродосодержащие возгоны С и окись алюминия А 12 О 3, и цеолиты 4 и АО 4, рассеянные в газовом потоке отходящего печного газа в виде тончайшей пыли(Султанова И.Г.,Ромашева Н.П.,Гребенникова Л.С, Кожевникова В.П., Кузнецова В.Л., Тургумбаева Х.Х., Фокина Н.Ф. Состав и физико-химические свойства коттрельного молока фосфорных предприятий // Тр. ЛенНИИГипрохима сб. науч.тр. Процессы и аппараты производства фосфора. Л.,1980,с.3444 Советский энциклопедический словарь//Гл.ред. А.М. Прохоров. -4 изд. Совэнциклопедия, 1988, с.1476). Учитывая селективные свойства адсорбентов(Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М. Госхимиздат, 1960,с.477,526) можно предположить,что высокотемпературная адсорбция на их поверхности начинается на стадии возгонки фосфора под сводом печи 1 и продолжается в электрофильтрах 19. Из смеси печного газа,приведенного в соприкосновение с пылеобразными адсорбентами, в первую очередь и в значительно большем количестве, поглощается газ или пар того вещества,которое имеет более высокую температуру кипения. Поэтому, адсорбенты в первую очередь будут адсорбировать на своей поверхности,соответственно, по температурам кипения пары мышька, серы, и фосфора, у которых самая высокая температура кипения по сравнению с другими компонентами печного газа ( - 612 С, 885 К 444 С, 717 К Р 4 - 275 С, 548 К). Представляется целесообразным удаление вредных примесей серы и мышьяка из печного газа вместе пылеватыми частицами до стадии конденсации фосфора. Очищенный от основной массы пыли выходящий из электрофильтров 19 печной газ с температурой 570520 К и содержанием пыли от 1,5 до 2,5 г/нм 3 (при 99 очистке газа электрофильтрами без сбоев в работе) поступает из электрофильтров в газоподводящий патрубок 21 и в ПВП 20, и ударяясь о козырек 23 меняет свое направление и резко снижает скорость за счет счет расширения потока,вследствие выполнения большей входной площади ПВП 20 в сравнении с площадью газоподводящего патрубка 21. Благодаря резкому снижению скорости газа из него под действием инерционных сил и сил тяжести осаждаются в промывочную воду в донной части ПВП 20 наиболее крупные частицы пыли, при 21696 этом процесс выпадения частиц пыли интенсифицируется водяным паром, истекающим спутно печному газу из форсунок 30, частицы покрываются гидратной оболочкой, становятся тяжелее и притягиваются к зеркалу воды за счет лиофильных и молекулярных сил. Далее поток печного газа, проходя над зеркалом воды, поступает в контактные трубы 28, торцы которых находятся от зеркала промывочной воды на расстоянии 30-50 мм(уровень регулируется установкой верхнего торца переливной трубы 24). Благодаря такому малому зазору в контактные трубы 28 потоком газа вовлекается значительное количество промывочной воды с зеркала, которая обвалакивет взвешенные,оставшиеся в газе частицы пыли. Газ промывается также и распыливаемыми каплями циркулирующей оборотной воды, разбрызгиваемой из водяных форсунок 32 и поступает из труб 28 за разделительную перегородку 27, в которой скорость газа опять резко снижается. При этом из газового потока выпадают капли промывочной воды вместе с пылевидными частицами, содержащими вредные примеси, в том числе и мышьяк (и соединения вредных примесей, которые образовались от воздействия пара) на коническую разделительную перегородку 27, и стекающие по ней в дренажные трубы 29 вниз в промывочную воду на коническое днище ПВП 20. Легкие капли воды и частицы пыли с примесями газовым потоком уносятся в верхнюю часть на выход из ПВП 20, где установлен сепаратор 34 с перегородками. Проходя в лабиринте перегородок и ударяясь о них, газ совершает много поворотов, благодаря чему капли промывочной воды и частицы с примесями осаждаются на перегородках сепаратора 34 и затем стекают на коническое днище разделительной перегородки 27,откуда по дренажным трубам 29 на дно ПВП 20. Осевший на дно ПВП 20 шлам из пылевидных частиц с примесями периодически (через 1-2 суток) удаляют через сбросную трубу 25 в автономный шламосборник 26, откуда его периодически откачивают в цех доработки и обезвреживания. Печной газ с неуловленными частицами пыли через газоотводящии патрубок 35 ПВП 20 поступает в ВУВ 36 . Под седлом ВУВ 36 в верхней части ГГ 37 отходящий печной газ обрабатывают водяным паром с температурой 430 - 380 К истекающим из вращающихся сопел Лаваля 41. Крыльчатки 39 вращаются в сторону создания тяги из ПВП 20,компенсируя его гидравлическое сопротивление. Для достижения эффективной закрутки и взаимодействия частиц пыли с вращающейся паровой завесой сопла 41 выполнены в форме сопел Лаваля,в которых возможно получение сверхзвуковой скорости истечения пара. Минеральные частицы,адсорбировавшие положительные и отрицательные ионы(подавляющая часть заряженных частиц при ионизации печных газов в сильном электрическом поле электрофильтров 19 приобретает отрицательный заряд), и соответственно, не осевших на коронирующих и осадительных электродах, или подвергшихся вторичному уносу уловленной пыли из электрофильтров 19 и уносу из ПВП 20 (Верещагин И.П., Левитов В.И.,Мирзабекян Г.З.,Пашин М.М. Основы электрогазодинамики дисперсных систем. М.,Энергия, 1974, с.403-407), при соприкосновении с водяным паром, соответственно, приобретают отрицательные заряды -положительными ионами и нейтрализуются, или теряют свои отрицательные заряды - отрицательными ионами (так как они переходят по электропроводящему водяному пару на корпус газохода 37 и через него в землю) и разряжаются. При этом нейтрализуются электрические поля вокруг частиц пыли и электрические силы между частицами пыли и молекулами газов. Наличие влаги в зазоре между частицей и подложкой (в нашем случае молекулой) препятствует возникновению контактной разности потенциалов и поэтому в условиях, когда проявляются капиллярные силы, электрической компонентой сил можно пренебречь (там же, с.315). Частицы минеральной пыли с противоположными зарядами при их соударении друг с другом в газовом тракте также разряжаются и теряют вокруг себя силовые электрические поля. Развитая активная поверхность минеральных частиц пыли в отсутствие электрических сил адсорбирует влагу из распыляемого водяного пара из сопел 41 в газоходе 37 до полного насыщения и смачивания внутренней и наружной поверхности пор (капилляров) минеральных частиц, усиливая капиллярные силы адгезии с влагой в последних, которые покрываясь гидратной оболочкой приобретают в дальнейшем гидрофобные свойства по отношению к частицам фосфора,конденсирующимся в результате теплообмена между газами и водяным паром в объеме при понижении температуры газов до точки росы фосфора в печных газах 450-400 К, то есть часть фосфора в газовом тракте газохода при этой температуре может находится в распыленном жидком состоянии (Технология фосфора / Под ред. В.А. Ершова, В.Н. Белова. Л., Химия, 1979, с.266) в виде каплей. То обстоятельство, что поверхность минеральных частиц в отходящем печном газе адсорбировала влагу и стала гидрофобной раньше,чем образовались капли фосфора и вступили в адсорбционное и адгезионное взаимодействие с минеральными частицами пыли в газовой фазе (а.с. СССР 1286511, кл. С 01 В 25/027 . Способ извлечения фосфора из печных газов / Белов В.Н.,Беседнов В.М., Голубев В.Г., Ершов В.А., Ковалев В.Н., Смирнова Н.А. и Шабалина В.П., Бюл.4,1987, строки 30-35 а.с. СССР 1680620, кл. С 01 В 25/027. Способ извлечения фосфора из печных газов/Чероемесинов Л.М., Алонов О.В., Ершов В.А.,Сыркин Л.Н., Назаров Е.А., СтепановА.В., Колтон Г.П., Бюл.36, 1991) обеспечивает их отталкивание при их соударении вследствие гидрофобии (Кац В.Я., Викторов С.В., Мурзагалиев Э.Ш. Эффективность работы ленточной мешалки для гомогенизации и отстаивания фосфорсодержащих шламов 21696 соударении каплей фосфора друг с другом они попадают в сферу влияния их молекул (сил молекулярного притяжения - Ван-дер-Ваальсовы силы) и коаленсцируют в сплошную фосфорную фазу, способствуя массовой конденсации фосфора уже в ГГ 37, без образования структурированных шламовых коагуляций адсорбционного и адгезионного происхождений, исключая тем самым процесс образования трудноразделимых шламов. Образующиеся шламы из гидратированных минеральных частиц пыли гидрофобны по отношению к фосфору, не обладают устойчивой структурой и легко расслаиваются в дальнейшем при их отстаивании. При понижении температуры отходящих печных газов до 500-470 К в ГГ 37 распыливают циркулирующую воду из форсунок 42 под давлением 0,3-0,4 МПа с температурой 330-320 К для сохранения гидратной оболочки на минеральных частицах пыли в отходящем печном газе, и далее осуществляют двухстадийное охлаждение в горячем и холодном конденсаторах,соответственно, 43 и 49 циркулирующей водой, при этом ГК 43 охлаждают также и снаружи оборотной водой с градирен,осуществляют сбор циркулирующей воды и сконденсированного фосфора в сборнике фосфора 44 и отделение его от шлама, а циркулирующую воду ХК 49 охлаждают отдельно в двух последовательно, установленных кожухотрубчатых теплообменниках, соответственно,55 и 60. Циркулирующую воду из СХК 51 перед подачей на форсунки 50 ХК 49 охлаждают в теплообменных трубках 56 первого КТ 55, далее в теплообменных трубках 61 второго КТ 60. Доохлаждение в ХК 49 отходящего печного газа форсунками 50 циркулирующей конденсационной водой ХК 49, которая охлаждается охлажденной оборотной водой с градирен 57 (градирни на схеме не показаны) с температурой на 1-2 С выше температуры мокрого термометра (порядка 295-290 К) и подпиткой воды из ПТПВ 63 с температурой(порядка 285 -280 К) обеспечивает в отходящем захоложенном печном газе 0,2 г/нм 3 фосфора и ниже (Технология фосфора / Под ред. В.А. Ершова,В.Н. Белова. Л., Химия, 1979, с.264 Батькаев Р.И. Пути использования печных газов в производстве фосфора// Труды межд.конф. Процессы и аппараты химической технологии (ПАХТ-2001), с.449-451),который направляют на смешение с природным газом для использования в цехе получения агломерата 66 или другие производственные нужды,остаток печного газа сжигают на свече 64. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность производства фосфора,добиться извлечения маломышьяковистого и без вредных примесей фосфора из газов печей производства фосфора, снизить концентрацию фосфора в отходящем печном газе на свече до допустимого значения с возможностью его использования как технологического топлива,увеличить эффективность доизвлечения фосфора в холодном конденсаторе и суммарное извлечение фосфора из газов печей производства фосфора с 6 малыми затратами на внедрение, и направлено на защиту атмосферы и окружающей среды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения фосфора из газов печей производства фосфора, включающий непрерывную обработку выходящего из электрофильтров печного газа с температурой 570-520 К водяным паром путем его распыливания за верхним угловым вентилем с температурой ниже точки росы фосфора в печном газе в пределах 430-380 К, двустадийное охлаждение газов циркулирующей водой,соответственно,в горячем и холодном конденсаторах, сбор циркулирующей воды и сконденсированного фосфора в сборнике фосфора горячего конденсатора и отделение его от шлама,подачу циркулирующей воды в холодном конденсаторе на охлаждение в кожухотрубчатый теплообменник, отличающийся тем, что при прохождении печного газа через нижний угловой вентиль осуществляют очистку проходного сечения нижнего углового вентиля от спекаемых и трудно отделимых пылеватых отложений пневмоимпульсными струями сжатого инертного газа, улавливают пылеватые частицы печного газа пароводяным пылеуловителем, установленным между электрофильтром и верхним угловым вентилем, отводят периодически осаждающиеся пылеватые частицы из пароводяного пылеуловителя в автономный шламосборник,закручивают отходящий печной газ под седлом верхнего углового вентиля водяным паром, истекающим с температурой ниже точки росы фосфора в печном газе в пределах 430-380 К из вращающихся сопел Лаваля, распыливают при снижении температуры печного газа в горячем газоходе до 500-470 К водяными форсунками циркулирующую воду из фосфоросборника горячего конденсатора под давлением 0,3-0,4 МПа с температурой 330-320 К,далее печной газ охлаждают в холодном конденсаторе, отдельной циркулирующей водой,охлаждаемой в последовательно установленных двух(или более) кожухотрубчатых теплообменниках оборотной охлажденной водой с градирен с подпиткой испаряющейся ее части из подземного трубопровода промышленной воды до снижения концентрации фосфора в отходящем печном газе до 0,2 г/нм и ниже, подают отходящий захоложенный печной газ газодувкой или струйным насосом на смешение с природным газом, используют полученное технологическое топливо для агломерации фоссырья и другие нужды производства, а остаток печного газа сжигают на свече. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подпитку испаряющейся оборотной воды на градирнях и циркулирующей конденсационной воды в холодном конденсаторе осуществляют,соответственно, путем ввода промышленной воды из подземного трубопровода с температурой, равной средней температуре грунта на глубине заложения трубы, во второй кожухотрубчатый теплообменник и водяные форсунки холодного конденсатора.

МПК / Метки

МПК: C01B 25/027

Метки: печей, производства, маломышьяковистого, получения, фосфора, газов, способ

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/9-ip21696-sposob-polucheniya-malomyshyakovistogo-fosfora-iz-gazov-pechejj-proizvodstva-fosfora.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ получения маломышьяковистого фосфора из газов печей производства фосфора</a>

Похожие патенты