Файл: Розенберг Е.Х. Горючие, тепловые отходы и энерготехнологическое комбинирование в фосфорной промышленности.pdf

70

Комплексное использование фосфатного сырья с исполь­ зованием тепла отходящих из плавильного агрегата газов на предварительную термическую обработку шихты можно осу­ ществлять в энерготехнологических агрегатах конвертерного типа.

Рис. 22. Энерготехнологический агрегат конвертер­ ного типа для получения желтого фосфора:

бан котла; 14 — нижний коллектор котла; 15 — летка для слива плава из плавильной части.

71

На рис. 22 показан энерготехнологический агрегат конвер­ терного типа для получения желтого фосфора.

Конвертер разделен па две зоны — плавильную и восста­ новительную, посредством ширимы с отверстием в нижней ча­ сти для перетока расплава из плавильной части в восстанови­ тельную.

Поскольку ванна расплава в плавильной и восстановитель­ ной части конвертера интенсивно продувается, возможен уско­ ренный износ футеровки. Для предотвращения износа футе­ ровки стены конвертера выполнены из элементов испаритель­ ного охлаждения, на которых образуется гарниосаж. Пар, образованный в элементах испарительного охлаждения, соби­ рается в барабане котла. Загрузка кусковой фосфатно-крем­ нистой смеси осуществляется в плавильную часть конвертера сверху. Мелкие фракции шихты вдуваются под слой расплава через специальные фурмы. Плавление шихты осуществляется за счет сгорания в погружных горелках газообразного топ­ лива. Расплав перетекает в восстановительную часть конвер­ тера через отверстие в ширме. Подвод тепла, необходимого для восстановления фосфора, осуществляется либо за счет сжигания под слоем расплава в восстановительной части кон­ вертера газообразного топлива, либо за счет электрической энергии. Восстановитель вдувается в расплав через специаль­ ные фурмы, установленные в стенах восстановительной части конвертера.

Продукты сгорания из плавильной части конвертера на­ правляются во вращающийся барабан, или шахтную печь для нагрева кусковой шихты. Подогрев шихты перед подачей ее в плавильную часть конвертера, позволит значительно сокра­ тить количество природного газа, необходимого для приготов­ ления расплава. В результате уменьшится количество отхо­ дящих из циклона продуктов сгорания природного газа, что снизит капитальные затраты для их очистки от фтора.

Другим направлением снижения удельных расходов топ­ лива на процесс плавления шихты в энерготехнологическом процессе, является обогащение дутьевого воздуха кислородом с доведением содержания его в дутье вместо обычных для атмосферного воздуха 21% до 25%' и выше. Обогащение воз­ духа кислородом, например, до 40%', приводит к снижению расхода топливе на плавление шихты в среднем на 30%. Кроме того, как видно из рис. 23, при доведении содержания кислорода в воздухе до 40%! количество азота V в продуктах сгорания природного газа снижается с 7,5 до 3 м31м3. Сниже-

72

нме удельных расходов топлива и сокращение количества азо­ та, являющегося балистом в процессе горения, приводит к

Рис. 23. Снижение количества про­ дуктов сгорания при обогащении дутьевого воздуха кислородом.

уменьшению выноса тепла с уходящими из плавильной камеры газами за счет их сокращения более чем вдвое. Это позволит резко сократить капиталовложения в системы утилизации тепла отходящих газов и их очистки от фтора. Кроме того, обогащение воздуха кислородом до 40% повышает концентра­ цию фтора в продуктах сгорания более чем вдвое, что должно упростить технологию улавливания фтора. Следует отметить, что поскольку выделяющееся тепло при сгорании природного газа приходится на меньшее количество продуктов сгорания растет калориметрическая температура горения. Это должно интенсифицировать теплообменные процессы, происходящие в циклонной -камере.

Дутье, обогащенное кислородом, уже давно применяется во многих теплообменных процессах-с высоким температурным уровнем. Снижение себестоимости кислорода позволит рас­

73

ширить возможности использования его для интенсификации процессов горения.

Как уже отмечалось, в настоящее время на Джамбулском суперфосфатном заводе проходит всестороннюю проверку в опытно-промышленном масштабе технологическая нитка пла­ вильный циклон-энергетический котел, отработка которой позволит выдать рекомендации по конструктивному оформле­ нию узлов плавления шихты и утилизации продуктов сгорания топлива, а также схемы получения фтористых соединений из отходящих газов энерготехнологического процесса.

Экспериментальная проверка технологической нитки—пла­ вильный циклон—электротермическая печь, проводится на разработанной ОКБ ЭТХИМ и построенной на Волгоградском химическом заводе им. С. М. Кирова опытной установке полу­ чения желтого фосфора энерготехнолотнчеоким методом.

Длительными экспериментами подтверждена принципиаль­ ная осуществимость энерготехнологпчеекого процесса получе­ ния желтого фосфора и работоспособность энерготехнологпческого агрегата, в котором может перерабатываться различ­ ное фосфоросодержащее сырье, в том числе кремнисто-фос­ фатное сырье и' фосфатно-кремнистые сланцы.

Исследования показали, что энерготехнолотческий про­ цесс наиболее рационально вести по комбинированной схеме с подачей 30—70% фосфорита в виде куска в электротермиче­ скую печь.

74