Способ получения обесфторенных фосфатов — SU 1392064 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСИИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 0% 01) 3/02 ИДЕТЕЛЬСТВУ ТОР СНОМ О СВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЕСФТОРЕННЫХФОСФАТОВ(57) Изобретение относится к получению обесфторенных фосфатов в качестве кормовых добавок термическим путем и позволяет снизить расход топ) Я /" фМл;,/ лива при одновременной интенсификации процесса. Способ осуществляютпутем смешения фосфатного сырья сфосфорной кислотой до получения массового соотношения СаОРО, равного 1,1-1,2, грануляции полученнойсмеси и ее термической обработкипри температуре 1320-1380 С в зонегорения топлива в печис осевой ирадиальной подачей предварительнонагретого до 250-500 С воздуха приего избытке к топливу, равном 1,151,6, при этом отношение осевой скорости подачи воздуха к радиальнойсоставляет 0,05-0,5. 3 табл.5 10 15 20 25 30 45 50 55 Изобретение относится к способуполучения обесфторенных фосфатовкоторые могут быть использованы всельском хозяйстве как кормовые добавки животным.Способ осуществляют путем смешения фосфатного сырья с Фосфорнойкислотой до получения массового соотношения СаО:РОравного 1,1-1,2,грануляции полученной смеси и ее тер".мической обработки при 1320-1380 Св зоне горения топлива в печи с осе"вой и радиальной подачей предварительно нагретого до 250-500 С воздухапри его избытке к топливу, равном1,15-1,6, при этом отношение осевойскорости подачи воздуха к радиальнойсоставляет 0,05-0,5.Процесс обесфторивания Фосфатовпротекает через взаимодействие трехфаз: жидкой, твердой и газообразной,Жидкая фаза является промежуточной и образуется в результате взаимодействиятвердых реагентов. Б общей форме процесспротекает с диссоциацией фосфата вжидкой фазе. В результате образуютсяФторсодержащие комплексные положительно заряженные Фосфорсодержащие(БхОР ) ионы. В этих ионах фтор замещается ионом кислорода из конденсированной Фазы. При наличии кислорода в газовой фазе реакция извлеченияфтора ускоряется с повьппением концентрации кислорода.В отсутствии кислорода, например,при неполном сгорании топлива в окружающей среде присутствуют продуктынеполного сгорания топлива.Газообразные восстановители являются донорами электронов, поэтому вих присутствии фтор образует другиеболее прочные связи с окислами кальция и кремния, Поэтому условия сжигания топлива в печи являются одним иэнаиболее важных факторов, определяющих производительность процесса иего энергозатраты, Так как в печиобесфторенные фосфаты движутся навстречу продуктам сгорания топлива, тов самой высокотемпературной зонена участке горения топлива), в которой не достигается полное сгораниетоплива, не является эффективной.В существующих условиях отгонка Фтора осуществляется на участке довысокотемпературной эоны. В случае,когда требуемая полнота обесфтовивания до высокотемпературной зоны не достигается, то в высокотемпературной зоне в присутствии газообразного восстановителя образуются подплавы ввиду того, что в этих условиях изменяются свойства жидкой Фазы. Таким образом, несмотря на то, что с увеличением избытка воздуха повьппается расход топлива на нагрев азота за счет повьппения скорости реакции в зоне высоких температур и других зонах существенно повьппается производительность процесса, что, в свою очередь, приводит к снижению удельного расхода топлива. Повьппение температуры подогрева воздуха и изменение отношения осевой скорости подачи воздуха к радиальной обеспечивают необходимые условия горения топлива на более коротком отрезке печи и более эффективного введения технологического процесса в высокотемпературной зоне печи.Применение такого технологического приема как увеличение избытка воздуха до 1,15-1,6, температуры его нагрева до 250-500 С и изменение отношения величины скорости осевой подачи воздуха к радиальной от 1,0- 1,5 до 0,05-0,5 позволяет повысить производительность печи от 4,5-5,5 до 8-12 т/ч при снижении расхода топлива от 1,1-1,2 до 0,65"0,85 кг усл, топл,/кг Р О продукта. Влияние повышения избытка воздуха на производительность процесса и его энергозатраты представлены:в табл.1. Температура подогрева воз".о40 духа 350 С, отношение величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной 0,15. При величине избытка воздуха менее 1,2 в зоне высоких температур в печи наблюдается неполное сгорание топлива, факел горит на большом расстоянии,что приводит к снижению скорости обесфторивания и соответственно к снижению производительности печи.При ве" личине избытка воздуха более 1,6 для сохранения производительности печи требуется увеличение расхода топлива на нагрев избыточного азота с поступающим воздухом,Влияние температуры нагрева воздуха на снижение расхода топлива и производительности печи (интенсивность процесса) представлены в табл.2. Избыток воздуха 1,35, отношениевеличины осевой скорости подачи воздуха к радиальной 0,15.При температуре подогрева окисли"теля ниже 250 С затягивается горениетоплива и тем самым увеличиваетсязона неполного сгорания топлива, чтоприводит к снижению скорости обесфторивания и соответственно к снижению производительности печи.При повышении температуры подогре 0ва окислителя выше 500 С не происходит снижение расхода топлива присохранении производительности печи 15так как на процесс начинают оказыватьвлияние кинетические показатели химических реакций обесфторивания материала.Влияние отношения величины осевой 20скорости подачи воздуха к радиальнойпредставлено в табл.3, Избыток воздуха 1,35, температура подогреваоокислителя 350 С.Уменьшение доли потока воздуха, 25подаваемого по оси печи, и соответственно увеличение доли радиальногопотока обеспечивает наиболее полноесгорание топлива, что позволяет интенсифицировать процесс и снизить 30расход топлива.Увеличение отношения величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной более 0,5 из-за менее эффективного перемешивания топлива и окислителя происходит также увеличениефакела, что приводит к увеличениюрасхода топлива и понижению производительности печи.П р и м е р 1. 1000 кг фоссырья 40смешивают с Фосфорной кислотой,взятой в количестве 80 кг Р 0 . Полученную смесь гранулируют на дисковомгрануляторе и термическую обработку ведут в печи в потоке воздухапри 1380 С и избытке воздуха 2,15.а,Температура подогрева воздуха 500 С,отношение величины осевой скоростиподачи воздуха к радиальной 0,5,Производительность печи 9 т/ч. Затраты тепловой энергии 0,8 кг усл.топлива/кг Р О продукта. Содержание фтора в продукте 0,177П р и м е р 2. 1000 кг Фоссырьясмешивают с Фосфорной кислотой, взятой в количестве 90 кг РО. Полученную смесь гранулируют на дисковомгрануляторе и термическую обработкуведут в печи в потоке воздуха при 1360 С и избытке воздуха 135, Темпеоратура подогрева воздуха 350 С, отношение величины осевой скорости подачи воздуха к радиальной равно 0,15.Производительность печи 9,5 т/ч,Затраты тепловой энергии 0,74 кгусл. топлива/кг РОпродукта, Содержание фтора в продукте 0,147.П р и м е р 3, 1000 кг фоссырьясмешивают с Фосфорной кислотой, взятой в количестве 85 кг РО. Полученную смесь гранулируют на дисковомгрануляторе и термическую обработкуведут в печи в потоке воздуха при1360 С и избытке воздуха 135. Темпеоратура подогрева воздуха 350 С, отношение величины осевой скоростиподачи воздуха к радиальной равно0,15. Производительность печи 9,5 т/чЗатраты тепловой энергии 0,74 кгусл,топлива/кг РО продукта, Содержание Фтора в продукте 0,143,П р и м е р 4, 1000 кг фоссырьясмешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 85 кг Р Оз . Полученную смесь гранулируют на дисковомгрануляторе и термическую обработкуведут в печи в потоке воздуха 1,6,температура подогрева воздуха 300 С,отношение величины осевой скоростиподачи воздуха к радиальной 0,05.Производительность печи 10 т/ч, Затраты тепловой энергии 0,69 кг усл.топлива кг Р 0 продукта. Содержание фтора в продукте 0,123.Таким образом, основными техническими преимуществами способа являются снижение расхода топлива иинтенсификация процесса полученияобесфторенных Фосфатов.Формула изобретенияСпособ получения обесфторенных фосфатов путем смешения фосфатного сырья с фосфорной кислотой, грануляции полученной смеси и ее термичес" кой обработки в зоне горения топлива в печи с осевой и радиальной подачей предварительно нагретого воздуха, отличающийся тем, что с целью снижения расхода топ 1лива при одновременной интенсификации процесса, воздух подают при 250-500 фС при его избытке к топливу, равном 1,15-1,6, при этом соотношение осевой скорости подачи воздуха к радиальной составляет 0,05-0,5.1392064 Т а б л и и а 1 2 Избыток воздуха 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 Производительность т/ч 8)0 9,0 11,0 12,0 12,0 12,0 Расход топлива, кг усл.топлива кг РО продукта 1,20 Т а б л и ц а 2 350 450 500 550 200 Производительность печи, т/ч 9 5 11,0 12,0 12 0 8,0 Расход топлива,кг усл,топлива 0,74 0,65 0,6 0,58 0,8 кг Р,О продукта Т а б л и ц а 3 0,15 0,30 0,50 0,55 0,05 Производительность печи, т/ч 8,0 5,5 10,0 9,0 Расход топлива кг усл.топлива 0,68 0,74 0 Я 0,85 1,1 кг РО продукта Составитель В.ВилинскаяТехред Л.Сердюкова Корректор О,Кравцова Редактор Н.Киштулинец Подписное Заказ 1865/28 Тираж 425ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035,:Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Температура подогрева воздуха,ОС Отношение величины осевой скоростиподачи воздуха крадиальной 0,8 0,75 0,65 0,75 0,85 1,1