Введение к работе
Актуальность проблемы. Увеличение выхода Р205 в продукционную кислоту, тремление к проведению полугидратного процесса получения экстракционной фос-рорной кислоты (ЭФК) при пониженных температурах, дефицит высококачественного еросодержащего сырья лежат в основе поиска новых нетрадиционных подходов к со-ершенствованию технологии ЭФК.
Азотносернокислотный метод переработки фосфатного сырья целесообразен и ерспективен: добавление небольших количеств (до 5%) азотной кислоты в реактор, це осуществляется сернокислотное разложение фосфата, позволяет повысить выход '205 в продукционную кислоту, получить легко фильтрующийся сульфат кальция, зна-ительно повысить концентрацию P2Os в ЭФК и реализовать низкотемпературный по-угидратный режим.
Однако, должного внимания стадиям, сопутствующим азотносеркскислотному азложению фосфатного сырья в реакторе, таким как абсорбционная (совместное по-ющение оксидов азота и фтористых соединений; общие потери в расчете на HN03 с ззовыделением составляют до 10% от вводимого количества HN03), охлаждение от-одящих газов реактора разложения фосфатов, а также поддержание температуры еакционной пульпы в реакторе на постоянном уровне, не уделяется.
Работа выполнена в соответствии с Постановлением ГКНТ при СМ СССР от 7.04.89г., задание 15.6. "Разработка новых энергосберегающих технологий с исполь-эванием инжекционных струйно-форсуночных аппаратов для производства экстрзк-ионной фосфорной кислоты", а также с координационным планом РАН "еоретические основы химической технологии".
Цель работы. Улучшение технологических показателей реакторного узла азотно-эрнокислотного разложения фосфатов, включающего на стадии абсорбции отходя-,их газов из реактора, загрязненных оксидами азота, парами азотной кислоты и сочинениями фтора, струйный аппарат инжекционного типа, и снижение вредных вы-росов в производстве ЭФК.
Научная новизна. Составлена математическая модель, позволяющая проанали-іровать влияние работы абсорбционной системы, включающей прямоточный струйки аппарат инжекционного типа с управляемым факелом распыла, на технопогиче-сие показатели реакторного узла азотносернокислотного разложения фосфатов емпература реакционной пульпы, расход пульпы, поступающей в систему охлажде-/1Я и т.д.), а также оценить эффективность совместной абсорбции оксидов азота и
- 2 -фтористых соединений, выделяющихся в газовую фазу из реактора.
Предложен механизм абсорбции оксидов азота в газожидкостном факеле прямоточного струйного аппарата инжекционного типа, учитывающий вклад азотистой кислоты как транспортирующего агента. Показано, что уменьшение отношения NO/N02 при невысоких концентрациях оксидов азота увеличивает степень поглощения NCy
Установлено влияние геометрии газожидкостного факела на процесс совместной абсорбции оксидов азота и фтористых соединений, выделяющихся из реактора азот-носернокислотного разложения фосфатов.
Получены экспериментальные данные по эффективности улавливания модельной смеси оксидов азота различными поглотителями (зависимость степени поглощения от входной концентрации, коэффициента инжекции, сечения сопла форсунки, температуры) в прямоточном струйном аппарате инжекционного типа.
Практическая значимость результатов работы. Предложена новая аппаратурно-технологическая схема реакторного узла азотносернокислотного разложения фосфатов с частичным рециклом охлажденного и очищенного газа со стадии абсорбции.
Разработана новая конструкция прямоточного струйного аппарата инжекционного типа, позволяющая изменять корневой угол факела распыла в широких пределах, для абсорбции оксидов азота и фтористых соединений.
Разработаны алгоритм и пакет программ для расчета технологических показателей реакторного узла азотносернокислотного разложения фосфатов, а также охлаждения отходящих газов и совместного улавливания оксидов азота и фтористых соединений в прямоточном струйном аппарате инжекционного типа.
Результаты работы переданы ГИПРОХИМу для проектирования реакторных узлов азотносернокислотного разложения фосфатов с использованием струйных аппаратов.
Апробация работы. По результатам работы были сделаны доклады на Международных конференциях молодых ученых по химии и химической технологии "МКХТ-8* (Москва, 1994), "МКХТ-9" (Москва, 1995) и "МКХТ-10" (Москва, 1996).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них два положительных решения на выдачу патентов РФ на изобретения (по заявке № 94025423/26 от 3.11.95 и по заявке № 34025424/26 от 12.09.35).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав выводов и списка литературы, насчитывающего 121 наименование. Работа изложен;
- З -на 168 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц, 45 рисунков и 2 приложения.
