ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Испарительные системы из "Термическая фосфорная кислота " Отвод тепла сгорания фосфора в таких системах производится в результате испарения воды, разбрызгиваемой в камере сжигания или в башне охлаждения-гидратации. В некоторых схемах вместо воды разбрызгивается разбавленная фосфорная кислота, и охлаждение газов происходит по мере ее упаривания. [c.129] Система с горизонтальной камерой сжигания и башней охлажде-ния-гидратации с насадкой разработана НИУИФ и освоена совместно с Опытным заводом НИУИФ в середине 30-х годов [1—3]. [c.129] По этой схеме (рис. 50) фосфор из обогреваемого расходного резервуара 2 продавливается через фильтр 4 горячей водой, подаваемой насосом 1 под давлением 10—12 ат, и поступает в механическую или воздушную форсунку 5 (стр. 131), установленную на фронт-регистре 6 топки — камеры сжигания 7. Необходимый для сжигания фосфора воздух подсасывается через фронт-регистр 6. [c.129] Прямоугольная камера сжигания разделена высоким порогом на две части высотой Л = 2 ле, длиной I = 1,3 ле и шириной 5 = 1 ле каждая. Стенки камеры выложены в 1,5 кирпича (шамот), свод — в 1 кирпич (динас). Во второй части топки для лучшего перемешивания газов вначале была установлена горизонтальная решетка, которую в дальнейшем удалили, так как опыт показал, что в решетке нет необходимости. По выходе из камеры сжигания газы по газоходу 8 диаметром О = 0,5 ле поступают в башню охлаждения 11, орошаемую разбавленной фосфорной кислотой. Для улучшения теплообмена и распределения жидкости по сечению башни в верхней ее части уложен небольшой слой кварцевой насадки. Стекаюш ая из башни кислота поступает в бак 10, откуда частично направляется па склад, а в основном насосом 9 вновь перекачивается в верхний напорный бак, где разбавляется водой до заданной концентрации и через сифон подается на орошение башни. [c.130] Из башни 11 охлажденные газы направляются в трубчатый электрофильтр 13 для улавливания тумана фосфорной кислоты. Камера электрофильтра I = 1,5 л , = 1,5 ле, Л = 7 ле, б = 0,25 ле) выполнена также из кислотоупорного андезитового бетона, трубы О = = 290 леле, I = 3400 леле, 6 = 5 леле) и коронирующие провода (с = = 6 леле) — из свинца. Газы проходят в межтрубном пространстве, а затем поступают в осадительные трубы. Такой путь газа устраняет возможность раскачки коронирующих проводов и обеспечивает более или менее равномерную работу всех осадительных труб. В конце системы установлен вентилятор среднего давления. [c.130] Опыт работы этой установки показал пригодность для сжигания фосфора механических форсунок, но и выявил их существенные недостатки. Во-первых, как правило, механические форсунки имеют очень малые размеры внутренних ходов и выходного отверстия (около 0,4—1,0 леле), что обусловливает весьма жесткие требования к чистоте топлива (фосфора). Поэтому неотъемлемым элементом установок с механическими форсунками яв.ляются фильтры. Во-вторых, механические форсунки обычно работают при высоких давлениях (до 25 ат). При работе с расплавленным фосфором это представляет опасность для обслуживающего персонала. Подача фосфора к воздушным форсункам производится под очень небольшим давлением, которое необходимо только для преодоления сопротивления трубопровода. Следовательно, воздушные форсунки имеют преймзпцества перед механическими также в отношении безопасности их обслуживания. [c.130] Сжигание фосфора производилось с 2—4-кратным избытком воздуха, температура в камере сжигания поддерживалась в пределах 900—1100° С. С помош ью механической форсунки сжигали до 40— 60 кг фосфора в час, что соответствует удельной производительности камеры сжигания по фосфору 10—15 кг1 м -ч). [c.131] Поскольку в описанной схеме была установлена бетонная башня охлаждения, температура поступающих в нее газов строго ограничивалась 400° С. Для предварительного охлаждения газов от 1100 до 400° С в торце горизонтального газохода была установлена механическая водяная форсунка (рис. 52), обеспечивающая тонкий распыл воды. Охлаждение газов в башне достигалось за счет упаривания разбавленной фосфорной кислоты, подаваемой на ее орошение и стекающей с насадки (в виде капель) навстречу восходящему потоку горячих газов. Температура газов на входе в электрофильтр поддерживалась в пределах 100—120° С, что предотвращало нарушение механической прочности свинцовых осадительных труб. [c.131] В башне охлаждения получали 65—70%-ную кислоту, содержащую не выше 1% примесей. Более концентрированная кислота из электрофильтра (76—88% Н3РО4) отличалась высокой чистотой. [c.131] Система с вертикальной камерой сжигания и двумя башнями охлаждения разработана в 30-х годах НИУИФ совместно с трестом Апатит [2]. [c.132] Из второй башни охлажденные до 170—180° С газы по наклонному в сторону бапши газоходу направлялись в трубчатый электрофильтр 7. Камера электрофильтра была сложена из блоков бешта-унита и оборудована графито-угольными осадительными трубами и серебряными коронирующими проводами. Фосфорная кислота из башен и электрофильтра стекала в баки-сборники, откуда перекачивалась в цех двойного суперфосфата. [c.133] Воздушная форсунка (рис. 54) для фосфора состоит из трех основных деталей корпуса I, наконечника 2 с завихрителем 4 и штока 5. [c.133] Фосфор по каналу 5 поступает к цилиндрическому отверстию, размер которого регулируется штоком 3, и на выходе из него подхватывается завихренной струей воздуха, поступающего но каналу 6. [c.134] Форсунка работала очень устойчиво в широких пределах нагрузки, вплоть до 13—14 т сутки, считая на 100%-ную фосфорную кислоту. Из приведенных в табл. 33 данных видно, что при указанной производительности установки 85—90% продукционной кислоты получали в электрофильтре, а 10—15% — в башнях охлаждения средняя концентрация (стр. 135) кислоты составляла 85,3% Н3РО4. Интересно отметить, что подача воды в камеру сжигания не ухудшала результатов работы установки. [c.134] Эксплуатация этой установки полностью подтвердила правильность выбора вертикальных аппаратов скрубберного типа. Единственными уязвимыми участками системы являлись сочленения вертикальных аппаратов с горизонтальными газоходами. Фосфорная кислота постепенно пропитывала и по мере нагревания цементировала кладки вертикальных и горизонтальных участков, превращая их в монолит. При нагревании системы после ее остановок расширение футеровки башни и газохода происходит в различных направлениях (башни — в вертикальном, газохода — в горизонтальном), вследствие чего разрушалась футеровка и через несколько кампаний аппарат выходил из строя. Продолжительность срока службы башни значительно увеличилась после создания эластичных конструкций сочленения вертикальной башни с горизонтальным газоходом. [c.134] Система с горизонтальной камерой сжигания и эластичным сочленением вертикальной башни охлаждения и горизонтального газохода (рис. 55) разработана нами совместно с Опытным заводом НИУИФ. Сжигание фосфора производилось при помощи форсунки, установленной на фронт-регистре в прямоугольной амбразуре камеры сжигания 2 (2,5 X 1,5 X 2,5 м), изготовленной из кислотоупорного кирпича с динасовым сводом. Камера сжигания заканчивалась цилиндрическим вертикальным газоходом 3, который соединялся с башней охлаждения коленчатым газоходом 4. Места соединения были сделаны эластичными на песчаном затворе. Эта конструкция предложена и впервые применена автором в 1937 г. и полностью оправдала себя на практике. Коленчатый соединительный газоход, посаженный на песчаный затвор, может свободно расширяться при повышении температуры без нарушения прочности футеровки. [c.134] Температура газов на выходе из камеры сжигания, °С. . [c.135] Концентрация полученной кислоты, % Н3РО4 Доля от общего количества полученной кислоты, %. [c.135] Температура газов на выходе, °С. . [c.135] Скорость газов в башне, м/сек. [c.135] Вернуться к основной статье