Файл: Попов, Н. П. Выпарные аппараты в производстве минеральных удобрений [учебное пособие].pdf

из последовательно соединенных брызгоуловителя 8s полых абсорб­ ционной 9 и конденсационной 11 башен и скруббера Вентури 14 с брызгоуловителем. Абсорбционная башня орошается циркули­ рующей 10%-ной кремнефтористоводородной кислотой, конденса­ ционная башня орошается 1—2%-ным раствором известкового молока, охлаждаемого в холодильнике 13. Скруббер Вентури оро­ шается слабой форсфорной кислотой.

Концентратор этой установки (рис. 18), футерованный кислото­ упорным кирпичом и угольными блоками, состоит из трех цилиндри­ ческих теплообменных камер 5 (диаметр 1250 мм) с водоохлажда­ емыми крышками 4. В крышки вмонтированы водоохлаждаемые

Рис. 17. Промышленная барботажная установка:

в е н т и л я т о р .

барботажные трубы 2 с высокоинтенсивными топками 1. Тепло­ обменные камеры вверху соединены тангенциально, а внизу ради­ ально каналами 6 и 7 с цилиндрическим сепаратором 8 центробеж­ ного типа с водоохлаждаемой крышкой 9 (диаметр 2200 мм).

Аппарат работает следующим образом: исходная фосфорная кис­ лота подается в сепаратор, где смешивается с концентрированной кислотой и через нижние каналы поступает в теплообменные камеры. Туда одновременно через барботажные трубы подаются топочные газы, полученные при сжигании природного газа. Образующаяся при этом парожидкостная смесь выбрасывается через верхние ка­ налы в сепаратор, там упаренная кислота поступает вниз для сме­

По сравнению с известными конструкциями данный концентратор имеет следующие преимущества.

1. Компактные размеры цилиндрически^ камер и сепаратор (общий объем аппарата 25 м3, объем кислоты в аппарате 7,7 м3)

48

s Рис. 18. Концентратор:

1 — топка; 2 — барботажная труба; з — сальниковое уплотнение; 4 — крышка теплообменной камеры; S г— теплообменная камера; в — нижний канал; 1 — верхний канал; 8 — сепаратор; 9 — крышка сепаратора.

4 Н.1П. Попов

и их конфигурация обеспечивают малое время пребывания кислоты в концентраторе и ее интенсивную циркуляцию, что предотвращает отложение осадков.

2. Водоохлаждение барботажных труб, крышек цилиндрических камер и сепаратора обеспечивает надежную работу аппарата в агрес­

камер через сальниковые уплотнители предотвращает передачу вибраций как от топок к концентратору, так и наоборот. Све­ дению вибрации к минимуму также способствуют малые количества кислоты в аппарате.

Полые абсорбционные и конденсационная башни (диаметр 2,8 м, высота 12 м) футерованы кислотоупорным кирпичом и уголь­ ными блоками. Башни оборудованы форсунками гребенчатого типа, расположенными в три яруса. В абсорбционной башне при коэффи­ циенте массопередачи 1000 1/ч скорость газов составляет 2,5 м/с, в конденсационной при коэффициенте теплопередачи 8000 ккал/(м3 •ч) она равна 2 м/с.

Основные проектные показатели работы установки:

топке 2, смонтированной непосредственно на концентраторе бара­ банного типа 3, барботируют с температурой 800—1200 °С через слой кислоты. Концентрированная кислота направляется в бак 8.

Отходящие из концентратора газы проходят через узел абсорбции, состоящий из центробежных сепараторов 4 ж 6, абсорбёра Вен­ тури 5 с брызгоуловителем и оросительного скруббера 7. В центро­ бежном сепаратрре частицы тумана фосфорной кислоты укрупня­ ются, благодаря этому его легче затем улавливать. В абсорбере Вен­ тури газы промываются фосфорной кислотой. Этот процесс основан

50

соединений. Избыток рециркулирующей фосфорной кислоты нейтра­ лизуется хлоридом калия в емкости 12, затем осадок кремнефторида калия отделяется на фильтре 13 и фильтрат направляется на кон­ центрирование. После прохождения абсорбера Вентури газы подвер­ гаются окончательной промывке в скруббере 7.

Для концентрирования фосфорной кислоты за рубежом широко применяются концентраторы с погруяшыми горелками. Эти аппара­ ты отличаются от барабанных концентраторов меньшими размерами и более рациональной конфигурацией корпуса. Компактные погруж­ ные горелки обеспечивают подачу в концентратор топочных газов

Отходящие газы

Рис. 19. Выпарная установка с барабанным концентра­ тором (США):

1 — бак исходной кислоты; 2 — выносная топка; 3 — барабанный концентратор; 4, в — центробежные сепараторы; 5 — абсорбер Вентури; 7 — оросительный скруббер; 8 — бак концентрированной кислоты; 9, 11 — насосы; 10 — бак рециркулирующей кислоты; 12 — емкость для очистки от фтористых соединений; 13 — фильтр.

с температурой 1200—1600 °С, что позволяет на 10—12% сократить расход топлива. Однако при более высокой температуре топочных газов в концентраторах с погружными горелками образуется больше тумана фосфорной кислоты.

Известны два концентратора с погружными горелками теплопроизводительностью 6,8-10® ккал/ч. При концентрировании фос­ форной кислоты от 30 до 55% Р 20 6 производительность этих устано­ вок по Ра0 5 составляет 135 т/сутки, по испаренной воде — 8,6 т/ч. Установки полностью автоматизированы, и пульт управления выне­ сен в операторскую завода. Температура отходящих газов практиче­ ски равна температуре кислоты в концентраторе. Концентрированную кислоту перед тем как направить в хранилище охлаждают воздухом. Унос фосфорной кислоты из концентраторов в виде тумана дости­ гает 5% Р 20 5 от общего количества Р 20 Бв исходной кислоте.

Английская фирма «Нордак» разработала концентраторы с по­ гружными горелками для упаривания фосфорной кислоты. Это футе­ рованные емкости, на крышках которых смонтированы одна или не­ сколько горелок, работающих на мазуте или газе. Максимальная