DE1667162A1 - Device for performing chemical processing - Google Patents
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5 3road Street, Bloomfield, l-'ew Jersey O7OO3 (V.St.A.)IHE LUlMJö COMPAIiX
5 3road Street, Bloomfield, l-'ew Jersey O7OO3 (V.St.A.)
Vorrichtung zur Durchführung chemischer VerarbeitungenApparatus for performing chemical processing
Die Erfindung betrifft eine chemische Verarbeitungsvorrichtung und insbesondere einen Mehrkammerverarbeitungsbehälter mit einer Mehrzahl von Verarbeitungszonen, in denen aufeinanderfolgende Stufen eines kontinuierlichen cheniscnen Verfahrens nacheinander in kontinuierlicher Folge durchgeführt werden können. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist für mannigfaltige chemische, physikalischchemische oder physikalische /erfahren brauchbar; sie wird jedoch nachstehend zur Vereinfachung vornehmlich am Beispiel der Herstellung von Phosphörsäure aus Phosphatgestein erläutert. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die bisherigen, bei Anwendung herkömmlicher Einrichtungen für die ixers teilung von Phospnorsäure auftretenden SchwierigkeitenThe invention relates to chemical processing apparatus and, more particularly, to a multi-chamber processing vessel with a plurality of processing zones, in which successive stages of a continuous chemical process successively in continuous Sequence can be carried out. The device according to the invention is useful for a variety of chemical, physico-chemical or physical / experienced; she will however, in the following, for the sake of simplicity, primarily using the example of the production of phosphoric acid from phosphate rock explained. It is readily apparent that the previous, when using conventional devices for the ixers division of phosphoric acid occurring difficulties
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und die bei Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung erzielten technischen Vorteile in bleicner Weise für zahlreiche andere chemische Verarbeitungsmaßnahinen gelten.and achieved technical advantages apply when using the device according to the invention b leicner way for numerous other chemical Verarbeitungsmaßnahinen.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfasst im wesentlichen einen Behälter mit einer Mehrzahl von durch innere (Trennwände gebildeten Kammern unter Einschluß einer Einlaßkammer, mindestens einer Zwischenkammer und einer Auslaßkammer, eine Einlaßeinrichtung zur Einführung von zu verarbeitendem Material in die Einlaßkammer, einen Auslaß der Einlaßkammer in Form einer Unterbrechung oder eines Durchlasses in einer der Trennwände, Einlasse u-nd Auslässe für jede der Zwischenkamniern, wobei sich der Auslaß, einer jeden Kammer waagerecht und senkrecht im Ab- ■ : stand von dem Einlaß der betreffenden Kammer befindet, und einen Auslaß zum Abzug von verarbeitetem Material aus der Auslaßkammer, und zwar mit derartiger Anordnung der0 " Einlasse und Auslässe, daß diese zusammenwirkend einen serpentinenartigen Fließweg für das in Verarbeitung befindliche liindurchfließende Material bilden. Vorzugsweise weisen die Trennwände gute Wärmeleitfähigkeit auf. The device according to the invention essentially comprises a container with a plurality of chambers formed by inner (partition walls including an inlet chamber, at least one intermediate chamber and an outlet chamber, an inlet device for introducing material to be processed into the inlet chamber, an outlet of the inlet chamber in the form an interruption or a passage in one of the partitions, the inlets and outlets for each of the Zwischenkamniern, wherein the outlet of each chamber horizontally and vertically in the waste ■: stand is of the inlet of the chamber in question, and an outlet for withdrawal of processed material from the outlet chamber, with such an arrangement of the 0 "inlets and outlets that they cooperate to form a serpentine flow path for the flowing material being processed. Preferably, the partitions have good thermal conductivity.
Normalerweise werden chemische Verarbeitungen mit einer Folge von Vorgängen oder Maßnahmen, z.B. aufeinanderfolgende Stufen in einem kontinuierlichen chemischen Verfahren, in einer Serie von Behältern durchgeführt, die durch geeignete Durchflußeinrichtungen, z.B. Rohrleitungen, Rinnen u.dgl., miteinander verbunden sind. Als BehälterUsually chemical processing is done with a sequence of processes or measures, e.g. successive ones Stages in a continuous chemical process, carried out in a series of vessels, which are passed through suitable flow devices, e.g. pipelines, Gutters and the like., Are connected to each other. As a container
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sind dabei meistens zylindrische-Gefäße verwendet worden; diese besitzen gewisse Vorzüge hinsichtlich Einfachheit und 7/irtschaftlichkeit der Herstellung und Wartung. Es werden aber auch quadratische oder rechteckige Behälter benutzt, etwa um die zur Verfugung stehende Grundfläche in Anlagen besser auszunutzen, und aus anderen Gründen.mostly cylindrical vessels were used; these have certain advantages in terms of simplicity and 7 / economy of manufacture and maintenance. But there are also square or rectangular containers used, for example, to make better use of the available floor space in systems, and for other reasons.
Die Verwendung getrennter Behälter zur Durchführung einer Folge von Maßnahmen oder Arbeitsgängen weist jedoch eine Reihe zwangsläufiger Nachteile auf,da derartige Behälter normalerweise durch Rohrleitungen o.dgl. verbunden werden müssen.The use of separate containers to carry out a sequence of actions or operations instructs however, a number of inevitable disadvantages, since such Container normally through pipes or the like. need to be connected.
In dem Bemühen zur Beseitigung der Nachteile, die mit einer Überführung von Material bei einem Verfahren von einer Reaktionszone in eine andere einhergehen, sind verschiedene Vorschläge gemacht worden. In manchen Fällen sehen diese die Anwendung eines einzigen großen Behälters vor, beispielsweise von rechteckiger Gesamtgestalt, der durch innere Trennwände in eine Anzahl von getrennten, mit Rühr- oder Bewegungseinrichtungen versehenen Reaktionskammern unterteilt ist, wobei letztere so ausgebildet sind, daß das die Verarbeitung durchlaufende Material nach einer bestimmten mittleren Verweilzeit in jeder Kammer über ein überlaufwehr in die nächste Kammer gelangt. Vorrichtungen dieses Typs sind unter einigen Gesichtspunkten vorteilhaft, sie weisen jedoch auch eine Reihe von Nachteilen auf. Insbesondere neigen sie zu einer starken Umgehung, d.h. einem großen Beipass-Faktor und damit einer ungleichmäßigen Ver-In an effort to eliminate the disadvantages associated with transferring material in a process of from one reaction zone to another, various proposals have been made. In some cases see this before the use of a single large container, for example of a rectangular overall shape, the is divided by inner partitions into a number of separate reaction chambers provided with stirring or agitation devices, the latter being designed in such a way that that the processing material passing through after a certain average residence time in each chamber over a overflow weir reaches the next chamber. Devices of this type are advantageous in some respects, but they also have a number of disadvantages. In particular they tend to be bypassed, i.e. a large bypass factor and thus an uneven distribution
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weilzeit; dies beruht auf der Tatsache, daß ein wesentlicher Anteil des in eine gegebene Reaktionskammer fließenden Materials dazu neigt, mehr oder weniger waagerechtquer über die Oberfläche des Kammerinhalts und durch das Überlaufwehr= wieder heraus in die nachfolgende Kammer zu strömen. Erläutert am Beispiel eines Phosphorsäureverfahrens, bei dem Phosphatgestein zunächst mit Phosphorsäure zur Bildung von Monocalciumphosphat gelaugt und letzteres dann mit Schwefelsäure unter Bildung einer größeren als der in die -Laugung eingeführten Menge an Phosphorsäure umgesetzt wird, führt dieser große Beipass-Faktor dazu, daß keine der beiden Hauptreaktionen in einer einzigen Reaktionszone zu ende geführt werden kann. Vielmehr muß mindestens eine weitere Laugungszone vorgesehen werden, um die Reaktion von Phosphorsäure mit Phosphatgestein, das in nicht-umgesetzter Form aus der anfänglichen Laugungszone fortgetragen wird, zu ende zu bringen. Weiterhin muß mindestens eine zusätzliche "Reaktionskammer" vorgesehen werden, um die Reaktion zwischen Schwefelsäure und Galciummonophosphat, das in nicht-umgesetzter Form aus der anfänglichen "Reaktionskammer" fortgetragen wird, zu vollenden. Es ist bei Phosphorsäureverfahren allgemein üblich, die Umsetzung zwischen Schwefelsäure und Galciummonophosphat in einer Mehrzahl von Reaktionszonen durchzuführen, der große Beipass-Faktor führt jedoch bei einer gegebenen mittleren Verweilzeit in einer Vorrichtung dieses Typs zu einer weniger vollständigen Umsetzung als in anderen Vorrichtungendwell time; this is due to the fact that an essential Proportion of material flowing into a given reaction chamber tends to be more or less horizontally transverse over the surface of the chamber contents and through the overflow weir = back out into the next chamber stream. Explained using the example of a phosphoric acid process, in the case of the phosphate rock, first leached with phosphoric acid to form monocalcium phosphate and the latter then with sulfuric acid to form a larger than the amount of phosphoric acid introduced into the leaching is converted, this large bypass factor leads to that neither of the two main reactions can be brought to an end in a single reaction zone. Rather, must at least one further leaching zone to prevent the reaction of phosphoric acid with phosphate rock, the in unreacted form from the initial leach zone is carried away to bring it to an end. Furthermore, at least one additional "reaction chamber" must be provided, to the reaction between sulfuric acid and calcium monophosphate, which in unreacted form from the initial "Reaction Chamber" is carried away to complete. It is common practice in phosphoric acid processes to carry out the reaction between sulfuric acid and calcium monophosphate in a plurality of reaction zones, the great bypass factor however, for a given mean residence time in a device of this type, results in one less full implementation than in other devices
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herkömmlicher Art, y/as die Anordnung zusätzlicher nachgeschalteter Reaktionszonen erforderlich macht. Bei einer typischen Vorrichtung dieses Typs ist es üblich, wenigstens acht oder noch mehr aufeinanderfolgende Kammern anzuordnen, um die Laugung des Phosphatgesteins und die Umsetzung des sich ergebenden Galciummonophosphats mit Schwefelsäure zu ende zu bringen.conventional type, y / as the arrangement of additional downstream Makes reaction zones necessary. In a typical device of this type it is common to at least to arrange eight or more successive chambers to leach the phosphate rock and implement the to bring the resulting calcium monophosphate to an end with sulfuric acid.
Eine andere Vorrichtung, die für Phosphorsäureverfahren u.dgl. angegeben und benutzt worden ist, weist einen äußeren Behälter von etwa zylindrischer Gestalt auf, der innen durch eine zylindrische Leitwand in zwei Abteile mnerteilt ist, ein ringförmiges und ein zentrales Abteil.Another apparatus that has been disclosed and used for phosphoric acid processes and the like includes one outer container of approximately cylindrical shape, the inside by a cylindrical baffle into two compartments is divided into an annular and a central compartment.
Bei Anwendung auf die Herstellung von Phosphorsäure L-.ua Phüü^hatgestein wird eine derartige Anordnung gewöhnlich für die zweistufige Umsetzung von Calciumphosphatgestein mit Phosphorsäure und Schwefelsäure derart verwendet, daO die beiden Stufen aus (1) einem Kreislauf durch die Umfang ^- oder Hingkammer und (2) einem Aufenthalt in der Littelkammer bestehen, wobei das Reaktionsgemisch mittels eineo überlaufwehrs von der ringförmigen Kammer in die Llittelkarnmer gelangt. Aus der Mittelkammer v/ird das Material durch einen Bodenauslaß abgezogen und zu dem Filter gelei- <A:t. Meco Verfahrensführung hat ebenfalls eine recht breite Auf-'riftiiirifi gefunden und ist in einer Heine von Gesichtspunkten ;-"a.] f.i;j. I.ichtsdestoweniger v/eist auch diese Arbeitsmethode Auz-'ihl von liachteilen auf.', unter denen in erster Linie Indo Anpassungsfähigkeit bei der Steuerung des AblaufsWhen applied to the production of phosphoric acid rock, such an arrangement is usually used for the two-stage reaction of calcium phosphate rock with phosphoric acid and sulfuric acid in such a way that the two stages from (1) form a cycle through the circumference or hanging chamber and (2) consist of a stay in the small chamber, whereby the reaction mixture passes from the annular chamber into the medium chamber by means of an overflow weir. V / ith the material withdrawn from the fluid chamber through a bottom outlet and to the filter gelei- <A: t. Meco process management has also found a fairly broad definition and is in a range of points of view; primarily Indo adaptability in controlling the process
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der Reaktionen zu nennen ist. Das Fließverhalten des Materials in der ringförmigen Kammer ist bei Fehlen von Rührung oder Bewegung mehr oder weniger unregelmäßig und zufällig. Wenn, wie das üblich ist, Rühr- oder Bewegungseinrichtungen vorgesehen werden, gelingt eine gewisse Ausrichtung des Fließverhaltens in der Ringkammer, es ist aber trotzdem noch weitgehend ungleichmäßig und ungeregelt, was dazu führt, daß gewisse Anteile des Einsatzmaterials einen praktisch nicht unterbrochenen Kreislauf durch die Kammer in einer viel kürzeren als der mittleren Verweilzeit vollführen, während andere Anteile des Einsatzmaterials in dem Rührerfließweg über einen die mittlere Verweilzeit stark übersteigenden Zeitraum gehalten und durchwirbelt werden. Für das Beispiel der Herstellung von Phosphorsäure nach dem Nassverfahren treten zwar gewöhnlich -durch eine zu lange Reaktionsdauer keine wesentlichen Schwierigkeiten auf, wohl aber häufig durch unvollständige Umsetzung. Um eine vollständige Umsetzung jener Anteile des Einsatzmaterials, die auf gewissermaßen "kurzgeschlossenen" Wegen fließen, sicherzustellen, ist es daher notwendig, die mittlere Verweilzeit der Beschickimg als Ganzes zu erhöhen, was natürlich zu einer Verringerung der effektiven Kapazität und Leistung einer Anlage oder eines Anlagenteils gegebener G-röße führt. In Fällen, wo σον/ohl eine zu lan^e als auch eine zu kurze Unuet^ung un^ünsti^ ist, wercleiof the reactions is to be mentioned. The flow behavior of the material in the annular chamber is in the absence of Emotion or movement more or less irregular and accidental. If, as is customary, stirring or moving devices are provided, a certain amount will be achieved Alignment of the flow behavior in the annular chamber, but it is still largely uneven and unregulated, which leads to the fact that certain proportions of the feedstock have a practically uninterrupted cycle through the Chamber in a much shorter than the mean residence time while performing other proportions of the feed in the stirrer flow path via the mean residence time be held and whirled around for much longer than a period of time. For the example of the production of phosphoric acid after the wet process usually occur through a Too long reaction time does not cause any major difficulties, but often due to incomplete conversion. Around a complete implementation of those parts of the feedstock that are in a way "short-circuited" ways flow, it is therefore necessary to increase the mean residence time of the feed as a whole, which of course leads to a reduction in the effective capacity and performance of a system or part of a system Size leads. In cases where σον / ohl a too lan ^ e as well as too short a message is not enough
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Schwierigkeiten noch verstärkt und. <ü;ilbipliziert, ,30 da^ sie insgesamt die Anwendung νiner Vorrichtung dieser ArtDifficulties intensified and. <ü; ilbiplisiert,, 30 da ^ they as a whole the application of a device of this type
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überhaupt aussehließen können.can look at all.
Sine weitere bekannte Vorrichtung zur Durchführung der Phosphorsäureherstellung und anderer Verfahren weist einen Reaktionsbehälter mit einer zentralen Beschickungszone auf, die durch ein Saugrohr u.dgl. begrenzt ist; das Saugrohr befindet sich in einem größeren, eine Reaktionszone bildenden Behälter. Bei der üblichen Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung ist die mittige Beschickungszone mit einer Rühr- oder Bewegungseinrichtung versehen, die so ausgebildet ist, daß sie das Beschickungsgemisch abwärts aus der Beschickungszone heraus und in die umgebende Reaktionszone drückt, bevor eine nennenswerte Umsetzung stattfindet. Aus der Reaktionszone wird Material mittels eines Überlaufwehrs abgezogen und/oder in die Beschickungszone zurückgeführt, indem es über den oberen Rand des Saugrohr fließt. Die letztgenannte Maßnahme ist bei Verfahren vorteilhaft, bei denen beträchtliche Mengen an unerwünschtem Schaum erzeugt werden, da der Schaum in den Rührer der Beschickungszone zurückgeholt und durch die Wirkung des Rührers oder der sonstigen Bewegungseinrichtung aufgebrochen werden kann. Aufgrund dieses Merkmals haben Vorrichtungen dieses Typs häufig Anwendung für die Herstellung von Phosphorsäure nach dem sogenannten Kaßverfahren gefunden, da bei diesem Verfahren häufig Schwierigkeiten infolge übermäßiger Schaumbildung auftreten. Vorrichtungen dieser Art sind zwar hinsichtlich ihrer schaumvermindernden Eigenschaften vorteilhaft, sie zeigen aber viele der vorstehend erläuterten, mit der Verwendung der ringförmigen LeitwandAnother known device for carrying out the production of phosphoric acid and other processes has a reaction vessel with a central loading zone which is delimited by a suction pipe and the like; the The suction tube is located in a larger container that forms a reaction zone. In the usual embodiment of such a device, the central loading zone is provided with a stirring or agitation device, which is designed to move the feed mixture downwardly out of the feed zone and into the surrounding area Reaction zone pushes before any significant implementation takes place. Material is withdrawn from the reaction zone by means of an overflow weir and / or into the charging zone returned by flowing over the upper edge of the suction tube. The latter measure is with proceedings advantageous, in which considerable amounts of undesirable foam are generated, since the foam in the stirrer retrieved from the loading zone and broken open by the action of the stirrer or other movement device can be. Because of this feature, devices of this type have frequent manufacturing uses of phosphoric acid found by the so-called Kaß method, this process often involves difficulties due to excessive foaming. Devices of this While types are advantageous for their suds reducing properties, they display many of the above explained, with the use of the annular baffle
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bzw. der Behälter-in-Behälter-Anordnung verbundenen Schwierigkeiten.JDer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung chemischer Verarbeitungen der eingangs umrissenen Art zu schaffen, die nicht die vorstehend erläuterten und ähnliche Nachteile der bekannten Vorrichtungen aufweist. Die wesentlichen Merkmale und technischen Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung gehen aus der nachstehenden Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen hervor.or the container-in-container arrangement associated difficulties.JDer The invention has for its object to provide an apparatus for performing chemical processing of the To create the type outlined at the outset, which does not have the above-described and similar disadvantages of the known devices having. The essential features and technical advantages of the device according to the invention are evident from FIG The following explanation of preferred exemplary embodiments in conjunction with the attached drawings.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die chemische Verarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung in Kombination einen Behälter mit inneren Trennwänden, die den Behälter in eine Mehrzahl von Kammern unter Einschluß einer ersten Kammer, mindestens einer Zwischenkammer und einer Endkammer unterteilen, eine Einrichtung zur Einführung von su verarbeitendem LIaterial in die erste Kammer, Unterbrechungen oder Durchlässe (interruptions) in den inneren Trennwänden zur Bildung eines Auslasses für die erste Kammer, eines Einlasses und eines Auslasses für Jede der Zwischenkammern und eines Einlasses für die Endkammer, derart, daß der Auslaß einer jeden Zwischenkammer sich in waagerechter und in senkrechter Richtung im Abstand von dem Einlaß der betreffenden Kammer befindet, und eine Einrichtung zum Abzug von verarbeitetem Material aus der Endkammer, wobei die Einlasse und die Auslässe der Kammern so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie zusammenwirkend einen serpentinenartigen Fließweg von der Zuführun^sstelleAccording to an advantageous embodiment includes the chemical processing device according to the invention in combination a container with internal partitions, the the container into a plurality of chambers including a first chamber, at least one intermediate chamber and subdivide an end chamber, a device for introducing material to be processed into the first chamber, Breaks or passages (interruptions) in the inner partitions to form an outlet for the first Chamber, an inlet and an outlet for each of the Intermediate chambers and an inlet for the end chamber, such that the outlet of each intermediate chamber is in located horizontally and vertically at a distance from the inlet of the chamber concerned, and a device for withdrawing processed material from the end chamber, the inlets and the outlets of the chambers are designed and arranged to cooperatively create a serpentine flow path from the feed point
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del· ersten Kammer bis zu. der Stelle des Abzugs des verarbeiteten Materials von der Endkammer bilden.del · first chamber up to. the place of deduction of the processed Form material from the end chamber.
G-emäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei der Kammern der Vorrichtung durch eine wärmeleitende Trennwand voneinander abgeteilt, so daß exotherme Reaktionswärme aus einer der Kammern zur Erwärmung des Materials in der anderen dieser Kammern ausgenutzt v/erden kann.According to a preferred embodiment of the invention at least two of the chambers of the device are separated from one another by a heat-conducting partition, so that exothermic heat of reaction from one of the chambers to Heating of the material in the other of these chambers can be exploited.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Einrichtung zur Einführung von Material in die erste Kammer einen Kanal oder !Fließweg, der sich in Yv'ärmeaustauschbeziehung mit mindestens einer der anderen Kammern befindet, so daß exotherme Reaktionswärme von dieser anderen Lämmer zur Vorwärmung von Einsatzmaterial auf dessen Weg zu der ersten Kammer ausgenutzt werden kann.According to another preferred embodiment, the means for introducing material into the first chamber a channel or! flow path, which is in Yv 'heat exchange relationship with at least one of the other chambers located so that exothermic heat of reaction from this other Lambs to preheat feed material on its way can be used to the first chamber.
Bei der normalen Ausbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind die inneren Trennwände aus einem ebenen Material, z.B. flachen Metalltafeln, glattem Metallblech o.dgl., oder aus irgendeinem anderen geeigneten säure- und abriebsbeständigen wärmeleitenden Material, z.B. Kohlenstoff steLncn, gefertigt.In the normal design of the device according to the invention, the inner partitions are made of a flat one Material, e.g. flat metal sheets, smooth sheet metal or the like, or any other suitable acid and abrasion resistant thermally conductive material such as carbon Stand, manufactured.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Auaführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen weiter veranschaulicht.The invention is made more preferred in the following Execution forms in connection with the attached Drawings further illustrated.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, boi der die Verarbeitungszone durch überströmte und unteratrömte Trennwände in vier Abteile unterteilt ist,. Die Vor-FIG. 1 shows an embodiment of the invention in which the processing zone is overflowed and underflowed Partition walls are divided into four compartments. The pre
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richtung kann nach weiteren Merkmalen der Erfindung mit Turbinenrührern und Saugrohren ausgestattet sein.direction can be equipped according to further features of the invention with turbine stirrers and suction pipes.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Figur 1 längs Linie 2-2.FIG. 2 shows a section through the device according to FIG. 1 along line 2-2.
Figur 3 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung«Figure 3 is a plan view of a device according to a modified embodiment of the invention.
Figur 4- zeigt einen senkrechten Schnitt längs Linie 4-4· der Figur 3.FIG. 4- shows a vertical section along line 4-4 of FIG. 3.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung.FIG. 5 shows a plan view of a further embodiment according to the invention.
Figur 6 ist ein senkrechter Schnitt längs Linie 6-6 der Figur 5·Figure 6 is a vertical section along line 6-6 of Figure 5.
Figur 7 zeigt Einzelheiten einer baulichen Ausgestaltung von Trennwänden mit einem Durchflußkanal.Figure 7 shows details of a structural design of partitions with a flow channel.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 umfasst die Vorrichtung eine zylindrische Außenwand 10 und einen kreisförmigen Boden 12, die zusammen einen stehenden zylindrischen Behälter bilden. Der Behälter ist in vier Abteile unterteilt, und zwar durch ein Paar sich rechtwinklig schneidender senkrechter Trennwände, von denen die eine als überströmte Trennwand 38 und die andere als unterströmte Trennwand 4-0 ausgebildet ist. Beim Betrieb einer derartigen Vorrichtung gemäß der Erfindung wird zu verarbeitendes Material durch eine Beschickungsleitung 16 in den unteren Abschnitt des ersten Abteils eingespeist. Es fließt dann aufwärts in dem ersten Abteil und anschließend über die Tx'enn-In the embodiment according to FIG. 1, the Device a cylindrical outer wall 10 and a circular bottom 12, which together form a standing cylindrical Form container. The container is divided into four compartments by a pair of perpendicular intersecting compartments vertical partition walls, one of which as a partition 38 with a flow over it and the other as a partition with a flow below it 4-0 is trained. When operating such a device according to the invention, material to be processed is fed through a feed line 16 into the lower section of the first compartment. It then flows upwards in the first compartment and then over the Tx'enn-
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wand in das zweite Abteil, wie das durch den Pfeil 42 angedeutet ist. Im zweiten Abteil fließt das Material in Abwärtsrichtung bis zu einer Stelle in Hähe des Bodens des Abteils und dann unter der Trennwand hindurch in das dritte Abteil, wie das durch den Pfeil 44 angedeutet ist.walled into the second compartment, as indicated by arrow 42 is. In the second compartment, the material flows downwards to a point level with the floor of the Compartment and then under the partition wall through into the third compartment, as indicated by the arrow 44.
Im dritten Abteil fließt das Material in Aufwärtsrichtung bis zu einer Stelle in Hahe des Kopfes des Behälters und dann über die Trennwand in das vierte Abteil, wie das durch den Pfeil 46 angedeutet ist. In dem vierten Abteil fließt das Material in Abwärtsrichtung und es wird schließlich durch eine öffnung 48 im unteren Abschnitt dieses Abteils, die in kommunizierender Verbindung mit einer ventilgesteuerten Abflußiextung (nicht dargestellt) steht, abgezogen. Es ist klar, daß weitere Reaktionsteilnehmer in irgendeines oder mehrere der vier Abteile eingeführt werden können und daß weitere Entnahmestellen zum Abzug von Material aus dem Verfahren vor dem Durchgang durch alle vier Abteile vorgesehen werden können, für Fälle, bei denen nicht alle vier Abteile für die im Einzelfall durchzuführende Behandlung erforderlich sind.In the third compartment, the material flows upwards to a point near the top of the container and then over the partition into the fourth compartment, as indicated by the arrow 46. In the fourth compartment the material flows in the downward direction and it is finally through an opening 48 in the lower section of this Compartment which is in communicating connection with a valve-controlled drainage extension (not shown), deducted. It will be understood that additional reactants will be introduced into any one or more of the four compartments can and that further extraction points for the withdrawal of material from the process before the passage through all four Compartments can be provided for cases in which not all four compartments are to be carried out in the individual case Treatment are required.
Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind motorgetriebene Bewegungseinrichtungen, z.B. Rührer 50, vorgesehen und in drei der Abteile sind die Wellen der Rührer 50 von Saugrohren 52 umgeben. Die Anordnung von Rührern, ggf. mit Saugrohren, ist Jedoch nicht unbedingt erforderlich und es kann auch, je nach Lage des Falles, mit einer Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2In the embodiment shown in Figures 1 and 2, motor-driven movement devices, e.g. stirrer 50, and in three of the compartments the shafts of stirrers 50 are surrounded by suction pipes 52. The order of stirrers, possibly with suction pipes, is not absolutely necessary and it can also, depending on the location of the If so, with a device according to FIGS. 1 and 2
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ohne die Rührer und/oder Saugrohre gearbeitet werden. Bei Anwendung der Saugrohre können diese mit Schlitzen oder öffnungen versehen sein, wie das durch die Schlitze 54- und 56 angedeutet ist, um bei dem Verfahren den Fließweg des Materials durch das Abteil zu beeinflussen,, Beispielsweise wird bei Verwendung von Rührern mit Turbinenrädern oder -propellern, wie das bevorzugt wird, das Material von dem Propeller radial nach außen gedrückt und das zum Propeller fließende Material wird axial aus dem Gebiet über und unter dem Propeller angesaugt. Bei der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung erfolgt die Gesamtbewegung des Materials in demwork without the stirrer and / or suction tubes. When using the suction pipes, these can be provided with slots or openings be provided, such as through the slots 54 and 56 is indicated in order to influence the flow path of the material through the compartment during the process, for example when using stirrers with turbine wheels or propellers, as is preferred, the material of the Propeller is pushed radially outward and the material flowing to the propeller is axially out of the area above and below sucked in by the propeller. In the device shown in Figure 1, the total movement of the material takes place in the
Abteil mit dem Saugrohr 52 in Abwärtsrichtung und ein Schlitz 54- in Nähe der Oberfläche des Materials bewirkt ein Einsaugen von Oberflächenschaum, worauf dieser zu dem Propeller fließt und dort rasch aufgebrochen und zerstört wird. Dies ist besonders vorteilhaft für Phosphorsäure- und ähnliche Verfahren, wo die Schaumbildung zuweilen ein wesentliches Problem darstellt.Compartment with the suction tube 52 in the downward direction and a Slot 54- near the surface of the material creates a Sucking in surface foam, whereupon it flows to the propeller, where it is quickly broken up and destroyed. This is particularly advantageous for phosphoric acid and similar processes where foaming is sometimes a major issue Problem.
Die Figuren 1 und 2 zeigen weiterhin eine bevorzugte bauliche Ausbildung, die bei korrosiven Bedingungen oder Anwesenheit schleifend wirkender Stoffe Anwendung finden kann; hierfür ist die Laugung und Umsetzung von Phosphatgestein mit Schwefelsäure ein typisches Beispiel. Bei dieser bevorzugten Ausbildung ist die zylindrische Außenwand aus eineu Corrosions- und abriebsbeständigen Material 58, z.B. Neopren o.dgl., mit einem darum liegenden zylindrischen Mantel 60 ausFigures 1 and 2 also show a preferred structural design, which under corrosive conditions or The presence of abrasive substances can be used; this is the leaching and conversion of phosphate rock with sulfuric acid a typical example. In this preferred embodiment, the cylindrical outer wall is made of a u Corrosion and abrasion resistant material 58, e.g. neoprene or the like, with a cylindrical jacket 60 lying around it
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Stahl oder einem anderen strukturell festen Material gefertigt. Der Boden des Behälters ist aus dem gleichen korrosions- und abriebsbeständigen Material 58 gefertigt und er kann ebenfalls von einem äußeren tragenden Mantel gestützt werden oder aber direkt auf dem Boden des Gebäudes ruhen. Die überströmten bzw» unterströmten.Trennwände 38 und 40 können ebenfalls in gleicher oder ähnlicher Weise ausgebildet werden oder sie können aus Stahltafeln u.dgl., die mit einem korrosions- und abriebsbeständigen Material beschichtet sind, bestehen.Steel or any other structurally strong material. The bottom of the container is made of the same corrosion and abrasion resistant material 58 and it can also be supported by an external structural jacket or directly on the floor of the building rest. The overflow and / or underflow. Partition walls 38 and 40 can also be used in the same or a similar manner Or they can be made of steel sheets and the like. Made with a corrosion and abrasion resistant material are coated exist.
Die Figuren 3 und 4 veranschaulichen eine andere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, die der Ausführungsform gemäß den !Figuren 1 und 2 ähnlich ist aber anstelle der vier viertelkreisförmigen Kammern, getrennt durch die sich schneidenden in Durchmesserrichtung verlaufenden Trennwände, vier Kammern aufweist, von denen eine zylindrische Gestalt hat und die anderen drei von Abschnitten eines Hingratims gebildet v/erden, welcher die zentrale zylindrische Kammer umgibt. Wie aus der Figur 3 ersichtlich ist, hat die Anfangskammer zylindrische Gestalt und sie wird durcn eine im wesentlichen zylindrische Trennwand Ck 'begrenzt, die konzentrisch zu der äußeren Behälterwand 10 angeordnet ist und sich abwärts bis zum Boden 12 des äui.eren Behälters erstreckt.FIGS. 3 and 4 illustrate another embodiment of the device according to the invention, which is similar to the embodiment according to FIGS has a cylindrical shape and the other three are formed by portions of a hanging rim which surrounds the central cylindrical chamber. As can be seen from FIG. 3, the initial chamber has a cylindrical shape and is delimited by a substantially cylindrical partition wall Ck 'which is arranged concentrically with the outer container wall 10 and extends downwards to the bottom 12 of the outer container.
Der ringförmige Raum zwischen der zylindrischen Trennwand 62 und der Außenwand 10 der Vorrichtung ist durch f'.'iaialo Trennwände 64, 66 und 63 in drei Kammern 70» 72 undThe annular space between the cylindrical partition wall 62 and the outer wall 10 of the device is through f '.' iaialo partitions 64, 66 and 63 in three chambers 70 »72 and
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74- unterteilt. Eine Überströinrinne 76 o.dgl. in Nähe der Trennwand 64- gewährleistet einen üsäaterialfluß in dein Verfahren von der Kammer 78, d.h. der durch die zylindrische Trennwand 62 begrenzten Kammer, in die Kammer 70, die von der Trennwand 62, den radialen Trennwänden 64- und 66 und der · Außenwand 10 begrenzt wird.74- divided. An overflow channel 76 or the like. near the Partition wall 64- ensures a flow of material into your process from the chamber 78, i.e. that through the cylindrical partition 62 limited chamber, into chamber 70, which is controlled by the Partition 62, the radial partition walls 64 and 66 and the · outer wall 10 is limited.
Die Trennwand 66 endet kurz vor dem Boden 12 (oder ist mit einem unterströmten Wehr oder einer Öffnung in Eähe des Bodens der Trennwand versehen), um einen Fluß des Materials vom Boden der Kammer 70 zum Boden der Kammer 72 herbeizuführen. Die Kammer 72 wird von der zylindrischen Trennwand 62, der Außenwand 10 und den radialen Trennwänden 66 und 63 begrenzt.The partition 66 ends shortly before the floor 12 (or is in the vicinity of an underflow weir or an opening the bottom of the partition) to allow a flow of material from the bottom of chamber 70 to the bottom of chamber 72 bring about. The chamber 72 is defined by the cylindrical partition 62, the outer wall 10 and the radial partition walls 66 and 63 limited.
Die radiale Trennwand 68 endet kurz unter der Höhe der Außenwand 10 und der zylindrischen Trennwand 62 (oder sie ist mit einem Überlaufwehr oder einer Öffnung in Nähe ihres Oberendes versehen), so daß im Verfahren ein Überströmen von Material vom Kopf der Kammer 72 zum Kopf der Kammer 74- eintritt. The radial partition wall 68 ends just below the level of the outer wall 10 and the cylindrical partition wall 62 (or they is provided with an overflow weir or an opening near its top), so that in the process an overflow of Material enters from the head of chamber 72 to the head of chamber 74-.
Die Kammer 74- wird durch die zylindrische Trennwand 62, die Außenwand 10 und die radialen Trennwände 68 und 64 begrenzt. Im Betrieb wird Material aus der Kammer ;74- durch einen geeigneten Auslaß im Bodenbereich, angedeutet mit SO, in Nähe der Trennwand 64- abgezogen. 'The chamber 74 is delimited by the cylindrical partition wall 62, the outer wall 10 and the radial partition walls 68 and 64. During operation, material is extracted from the chamber ; 74- withdrawn through a suitable outlet in the bottom area, indicated by SO, in the vicinity of the partition wall 64-. '
Aus der vorstehenden Erläuterung geht hervor, daß die Vorrichtung insgesamt so ausgebildet ist, daß das im Vex'-fahren fließende Material gezwungen ist, einem im wesentli-From the above explanation it can be seen that the device as a whole is designed so that the Vex'-drive flowing material is forced to
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clien serpentinenartigen, abwechselnd aufwärts und abwärts gerichteten Fließweg zu folgen, d.h. zum Boden der Kammer durch einen geeigneten (nicht dargestellten) Bodeneinlaß, aufwärts durch die Kammer 78 und durch die Überströmrinne in die Kammer 70» abwärts in der Kammer 70 und unter der Trennwand 66 hindurch zum Boden der Kammer 72, aufwärts in der Kammer 72 und über die Trennwand 68 hinweg in die Kammer 74· und dann abwärts in der Kammer 74- zum Bodenauslaß 80. Der Fluß auf diesem Wege kann, und wird vorzugsweise, unterstützt und/oder abgewandelt werden durch Anwendung geeigneter Rühr- oder Bewegungseinrichtungen 82 in den verschiedenen Kammern. Die Rühr- oder Bewegungseinrichtungen 82 sind nicht zwingend erforderlich, sie unterstützen jedoch die Aufrechterhaltung eines homogenen Reaktionsgemische und die Vermeidung irgendeiner Neigung des Materials zu Schichtbildung und fördern somit eine vollständige und rasche Umsetzung durch Gewährleistung einer gründlichen Durchmischung der Komponenten. Es ist Jedoch ersichtlich, daß mit aber auch ohne den Rühr- oder Bewegungseinrichtungen 82 jegliche Neigung des im Verfahren fließenden Materials zu einer Umgehung oder Abkürzung des vorgeschriebenen Fließwegs, d.h„ einem "Kurzschluß", durch die Art und Weise, in der der Einlaß einer jeden Kammer sowohl in senkrechter als auch in waagerechter Richtung im Abstand von dem Auslaß der betreffenden Kammer angeordnet ist, vermieden wird; es ist also kein "Kurzschlußweg" vorhanden, auf dem Material im Kurzschluß fließen und in einer wesentlich geringeren als der mittlerenclien serpentine, alternating upwards and downwards To follow the flow path, i.e. to the bottom of the chamber through a suitable bottom inlet (not shown), up through chamber 78 and through the overflow chute into chamber 70 »down in chamber 70 and below Partition 66 through to the bottom of chamber 72, upward in the chamber 72 and across the partition 68 into the chamber 74 · and then down in the chamber 74- to the bottom outlet 80. The Flow in this way can, and is preferably, supported and / or modified by using more suitable methods Agitation or agitation means 82 in the various chambers. The stirring or agitation devices 82 are not absolutely necessary, but they support the maintenance of a homogeneous reaction mixture and the Avoidance of any tendency for the material to form layers and thus promote complete and rapid conversion by ensuring that the components are thoroughly mixed. However, it can be seen that with but also without the stirring or agitation means 82, any tendency for the material flowing in the process to bypass or abbreviation of the prescribed flow path, i.e. "a "Short circuit", by the way in which the inlet of each chamber is both vertical and horizontal Direction spaced from the outlet of the chamber in question is avoided; so it is not a "Short-circuit path" present on the material in the short circuit flow and in a much lower than the middle
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Verweilzeit vom Einlaß zum Auslaß gelangen könnte.Dwell time could get from the inlet to the outlet.
Bei Verwendung der Vorrichtung gemäß den Figuren 3 und 4 für die Erzeugung von Phosphorsäure nach dem Haßverfahren werden gemahlenes Phosphatgestein und zurückgeführte Phosphorsäure am Boden der Kammer 78 eingespeist. Die Laugungsreaktion zwischen diesen Eeaktionsmaterialien, durch die die PpO^-Anteile des Phosphatgesteins in Monocalciumphosphat umgewandelt werden, findet in der Kammer 78 statt und läuft dort im wesentlichen /bis zu ende ab. Das digerierte Gemisch, das zur Hauptsache aus einem Brei von Galciummonophosphat in überschüssiger wäßriger Phosphorsäure besteht, fließt durch die Rinne 76 in die Kammer 70 über. Dem Kopf der Kammer 70 wird Schwefelsäure in irgendeiner geeigneten V/eise zugeführt, z.B. durch Einspeisung zusammen mit dem aus der Kammer 75 überfließenden Laterial in eine der Rühr- oder Bewegungseinrichtungen 82. Die Schwefelsäure reagiert mit dem LIonocaLc iumpho sphat unter Bildung von Phosphorsäure und Calciumsulfat.When using the device according to FIGS. 3 and 4 for the production of phosphoric acid by the hate process Ground phosphate rock and recycled phosphoric acid are fed at the bottom of chamber 78. The leaching reaction between these reaction materials by which the PpO ^ fractions of the phosphate rock in monocalcium phosphate are converted, takes place in the chamber 78 and runs there substantially / to the end. That digested Mixture consisting mainly of a pulp of calcium monophosphate in excess aqueous phosphoric acid exists, flows through the channel 76 into the chamber 70 above. The head of the chamber 70 is sulfuric acid in any one in a suitable manner, e.g. by feeding together with the material overflowing from the chamber 75 into one of the stirring or agitation devices 82. The sulfuric acid reacts with the LIonocaLc iumpho sphat under Formation of phosphoric acid and calcium sulphate.
Vorzugsweise wird nicht die Gesamtmenge der Schwefelsäure, die zur Umsetzung mit dem Monocalciumphosphat erforderlich ist, in der Kammer 70 zugegeben. Vielmehr wird zweckmäßig eine begrenzte Menge an Schwefelsäure, die ziir Erzeugung von Kristallkeimen der gewünschten Art geregelt wird, zunächst zugesetzt und der Rest der Schwefelsäure wird anschließend in einer oder mehreren getrennten Stufen in nachfolgenden Reaktionszonen zugegeben. Bei Verwendung der Vorrichtung gemäß den Figuren 3 und 4 für die DurchführungThe total amount of sulfuric acid that is required for the reaction with the monocalcium phosphate is preferably not used is added in chamber 70. Rather, a limited amount of sulfuric acid is expediently used Generation of crystal nuclei of the desired kind is regulated, first added and the rest of the sulfuric acid is added then added in one or more separate stages in subsequent reaction zones. When using the Device according to Figures 3 and 4 for implementation
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einer derartigen Verfahrensweise wird ein begrenzter Anteil der zur Umsetzung mit dem Monocalciumphosphat erforderlichen ocliv/ef el säure der Kammer 70 zugesetzt und dieser reagiert dort unter Bildung von Phosphorsäure und Calciumsulfat aus einem Teil des Ilonocalciumsttteats. Der sich ergebende Reaktionsbrei fließt nach Durchgang durch die Kammer 70 unter der Trennwand 66 in die Kammer 72. Der in dieser Weise unten hindurch strömende Brei besteht zur Hauptsache aus einem wäßrigen Gemisch von Galciummonophosphat, Phosphorsäure und G alc iumpho sphat.such a procedure becomes a limited proportion the necessary to react with the monocalcium phosphate ocliv / ef el acid added to the chamber 70 and this reacts there with the formation of phosphoric acid and calcium sulfate from part of the Ilonocalciumsttteateat. The resulting reaction slurry after passing through the chamber 70 flows under the partition 66 into the chamber 72. The in this way below The pulp flowing through it consists mainly of an aqueous mixture of calcium monophosphate, phosphoric acid and G alc iumpho sphat.
Die weitere Schwefelsäure, die zur Umsetzung mit dem verbliebenen Monocalciumphosphat in dem in die Kammer 72 eingeführten Brei erforderlich ist, kann vollständig in die Kammer 72 oder teilweise in die Kammer 72 und teilweise in die Kammer 7zt- eingespeist werden. In jedem Falle fließt da?; in Verarbeitung befindliche Material vom Boden der Kammer 72 in liähe der !Trennwand 66 durch die Kammer 72 hindurch zu ihrem Oberende bei der Trennwand 68. Dann fließt es über die Trennv/and 68 in die Kammer 71V1 durch diese Kammer 74 hindurch zu dem Bodenauslaß 80 in Nähe der Trennwand 64· und dann wird es durch den Auslaß 80 abgezogen.The further sulfuric acid, which is necessary for the reaction with the remaining monocalcium phosphate in the slurry introduced into the chamber 72, can be fed completely into the chamber 72 or partly into the chamber 72 and partly into the chamber 7 z t-. In any case there flows ?; in processing material located from the bottom of the chamber 72 in liähe the! partition wall through the chamber 72 to pass to its upper end in the partition wall 68. Then, it flows 66 via the Trennv / and 68 in the chamber 7 1 V 1 through this chamber 74 through to the bottom outlet 80 near the partition wall 64 and then it is withdrawn through the outlet 80.
Es ist ersichtlich, daß die zentrale Laugungskammer 7r-, die bei Anwendung in einem derarbigen Verfahren erhitzt v/er'io/i muß, um die Phosphorsäure und das Phosphabgestein cuX iieaktionntemperatur zu bringen, vb'llig oder teilweise '/on Kammern umgeben ist, in denen eine exotherme Reaktion zv/Irjchen ,'"jchv/el'elKäurfc und MoiiooalciUiiiphorjphab abläuft. Dem-It can be seen that the central Laugungskammer 7 r - which heats when used in a method derarbigen v / er'io / i must, in order to bring the phosphoric acid and Phosphabgestein CuX iieaktionntemperatur, vb'llig or partially '/ on chambers surrounded in which an exothermic reaction zv / Irjchen, '"jchv / el'elKäurfc and MoiiooalciUiiiphorjphab takes place.
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gemäß wird die exotherme Reaktionswärme, die in den Kammern 70 und 72 und gegebenenfalls auch in der Kammer 74- (je nach der Arb und Weise, in der das Verfahren betrieben wird) erzeugt wird, durch die Trennwand 62 in die Kammer 78 übertragen und liefert somit die erforderliche Wärme zur Erhitzung der Reaktionsteilnehmer auf Reaktionstemperatur. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Anwendbarkeit de'r Vorrichtung nicht auf dieses besondere Verfahren beschränkt ist sondern sich auf jedes kontinuierliche chemische Verfahren dieses Typs erstreckt, bei dem Wärme aus einer Reaktionsstufe zweckmäßig zur Temperatursteigerung der Reaktionsteilnehmer in einer anderen, entweder vorausgehenden oder nachfoHgenden Reaktionsstufe ausgenutzt werden kann.according to the exothermic heat of reaction, which in the chambers 70 and 72 and optionally also in the chamber 74- (depending on the work and manner in which the process is operated) is transferred through the partition wall 62 into the chamber 78 and thus provides the necessary heat for heating the reactants to the reaction temperature. It is readily apparent that the applicability of the device is not limited to this particular process, but rather to any continuous chemical process of this type extends, in which heat from a reaction stage is expedient to increase the temperature of the reactants in another, either preceding or succeeding Reaction stage can be exploited.
Die Figuren 5 und 6 veranschaulichen eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Außenwand 10 des Behälters nicht zylindrisch sondern rechteckig ausgebildet. Der Raum innerhalb der Behälterwand 10 ist' durch geeignete Trennwände in vier Kama Figures 5 and 6 illustrate another Embodiment according to the invention. In this embodiment, the outer wall 10 of the container is not cylindrical but rectangular. The space within the container wall 10 is divided into four chambers by suitable partition walls
mern 83} 84, 86 und 88 unterteilt. Die Reaktionsteilnehmer werden in die Kammer 83 eingeführt, fließen aus der Kammer 83 unter der entsprechenden Trennwand hindurch in die Kammer 84, dann aus der Kammer 84 über die entsprechende Trennwand in die Kammer 86, dann aus der Kammer 86 wieder unter der entsprechenden Trennwand in die Kammer 88, worauf sie sculießlich vom Kopf der Kammer 88 durch eine geeignete Einrichtung, κ.Bο eine Überlaufrinne ο.dgl., abgezogen werden.mern 83 } 84, 86 and 88 divided. The reactants are introduced into the chamber 83, flow from the chamber 83 under the corresponding partition wall into the chamber 84, then from the chamber 84 over the corresponding partition wall into the chamber 86, then from the chamber 86 again under the corresponding partition wall into the Chamber 88, whereupon it is finally removed from the head of chamber 88 by a suitable device, κ. B ο an overflow channel ο the like., Be pulled off.
Mindestens einer der Realefcionsteilneimier ::±vd InAt least one of the real-life participants : ± vd In
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die Kammer 33 auf dem Weg über mindestens einen von zwei Vorwärmkanälen eingeführt. Ein Kanal 90 verläuft zwischen den Kammern 84· und 86 und ein Kanal 92 verläuft zwischen den Kammern 36 und 88. Beide Kanäle 90 und 92 vereinigen sich in einem Kanal 94-, der zwischen den Kammern 83 und 84· verläuft und in die Kammer 83 einmündet. Es ist ersichtlich, daß Einsatzmaterial, das in die Kammer 83 durch den Kanal 94 und den Kanal 90 oder 92 eingeführt wird, in Wärmeaustauschbe-Ziehung mit mindestens zwei der Kammern 84, 86 und 88 zufließt. the chamber 33 is introduced by way of at least one of two preheating channels. A channel 90 runs between the chambers 84 and 86 and a channel 92 extends between them Chambers 36 and 88. Both channels 90 and 92 unite in a channel 94- which runs between chambers 83 and 84 and opens into chamber 83. It can be seen that feedstock that enters the chamber 83 through the channel 94 and is introduced into the channel 90 or 92, in heat exchange relation with at least two of the chambers 84, 86 and 88 flows in.
Bei Verwendung der vorstehend erläuterten Vorrichtung für die Erzeugung von Phosphorsäure nach dem ITaßverfahren können die Kammer 83 für die Laugungsstufe, d.h. die Umsetzung zwischen Phosphorsäure und gemahlenem Phosphatgestein zur Erzeugung von Monocalciumphosphat, und die Kammern 84, 36 und 88 für die Umsetzung von Schwefelsäure mit dem in der Laugungsstufe erzeugten Monocalciumphosphat benutzt werden. Bei einer derartigen Verwendung der Vorrichtung muß dan Gemisch der Kammer 83 auf Reaktionstemperatur erhitzt werden. Hierfür steht genügend exotherme Reaktionswärme aus den Reaktionen zur Verfügung, die in den Kammern 84, 86 und (sofern verwendet) der Kammer 88 ablaufen. Bei Verwendung der Vorrichtung gemäß den Figuren 5 und 6 in einem derartigen Verfahren kann die Phosphorsäure oder ein Brei von Phosphatgestein in Phosphorsäure über den Kanal 90 und/oder den Kanal 92, die beide in den Kanal 94 münden, in die Kammer 83 eingeführt v/erden. Beim I1IuB durch diese Kanäle wird dieWhen using the device described above for the production of phosphoric acid according to the ITass process, the chamber 83 for the leaching stage, ie the reaction between phosphoric acid and ground phosphate rock to produce monocalcium phosphate, and the chambers 84, 36 and 88 for the reaction of sulfuric acid with the monocalcium phosphate produced in the leaching step can be used. When the device is used in this way, the mixture in the chamber 83 must be heated to the reaction temperature. Sufficient exothermic heat of reaction is available for this from the reactions which take place in chambers 84, 86 and (if used) chamber 88. When using the device according to FIGS. 5 and 6 in such a method, the phosphoric acid or a slurry of phosphate rock in phosphoric acid can be introduced into the chamber 83 via the channel 90 and / or the channel 92, both of which open into the channel 94. earth. When I 1 IuB through these channels, the
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Phosphor säure oder der Brei durch Berührung mit den Wänden der Kammern 84-, 86 und 88 auf Reaktionstemperatur vorgewärmt, wobei diese Wände wiederum durch die exotherme Wärme der Reaktion zwischen Schwefelsäure und Monocalziumphosphat, die in diesen Kammern abläuft, erhitzt werden.Phosphoric acid or the porridge by touching the walls of chambers 84-, 86 and 88 preheated to reaction temperature, these walls in turn due to the exothermic heat of the reaction between sulfuric acid and monocalcium phosphate, which takes place in these chambers, are heated.
Die Figur 7 zeigt anhand eines Schnitts längs Linie 7-7 der Fig. 5 eine vorteilhafte Ausbildung der Trennwand zwischen den Kammern 83 und 84 (die in gleicher Weise für die übrigen !Trennwände benutzt werden kann). Der Boden weist einen vorspringenden Sockel 98 auf, der mit zwei Schichten 58 und 59 aus Werkstoffen mit für das durchzuführende Verfahren geeigneten Eigenschaften umkleidet ist. Auf dem Sockel befinden sich ?/ände 100, die zwischen "sich den Kanal 94 bilden.FIG. 7 shows, on the basis of a section along line 7-7 of FIG. 5, an advantageous design of the partition between the chambers 83 and 84 (which can be used in the same way for the other partition walls). The floor has a projecting base 98 which is lined with two layers 58 and 59 of materials having properties suitable for the process to be carried out. On the base there are parts 100 which form the channel 94 between them.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung, die wegen ihrer besonderen Eignung für die Erzeugung von Phosphorsäure nach dem liaßverfahren vorstehend insbesondere in Verbindung mit dieser Arbeitsweise erläutert worden ist, nicht auf dieses besondere Verfahren beschränkt ist sondern in entsprechender Weise bei vielen anderen chemischen Verarbeitungsverfahren Anwendung finden kann, insbesondere solchen, bei denen eine aus einer Reihe von aufeinanderfolgenden Verarbeitungsstufen exotherme Reaktionswärme erzeugt, die vorteilhaft in einer anderen Stufe des Verfahrens zur Erwärmung der Reaktionsteilnehmer auf eine erwünschte Reaktionstemperatur ausgenutzt werden kann. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist weiterhin besondersIt is readily apparent that the device according to the invention, because of its particular suitability for the production of phosphoric acid according to the liaß process has been explained above in particular in connection with this mode of operation, does not apply to this particular method is limited but is used in a corresponding manner in many other chemical processing methods can, especially those in which one of a number of successive processing stages exothermic heat of reaction generated, which is advantageous in another stage of the process for heating the reactants to a desired reaction temperature can be exploited. The device according to the invention is also particular
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brauchbar für die Durchführung von chemischen Verfahren mit aufeinanderfolgenden Verarbeitungsstufen, bei denen es wichtig ist, die "Verweilzeit der Reaktionsteilnehmer in einer gegebenen Verarbeitungszone vor dem Übergang in die nachfolgende Verarbeitungszone zu stabilisieren und gleichmäßig zu machen, natürlich kann die Vorrichtung auch bei Verfahrensmaßnahmen ohne eigentliche chemische Reaktion, z.B. bei Lösevorgängen u.dgl., Anwendung finden.useful for performing chemical processes with successive processing stages in which there is What is important is the "residence time of the reactants in of a given processing zone before transitioning to the to stabilize the subsequent processing zone and evenly to make, of course, the device can also with procedural measures without actual chemical reaction, e.g. for dissolving processes and the like.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorstehend zur Erläuterung in Verbindung mit den Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen veranschaulicht worden, es ist jedoch ersichtlich, daß nach Maßgabe des Einzelfalles entsprechende änderungen oder Abwandlungen vorgenommen oder entsprechende Äquivalente angewendet werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The device according to the invention is preferred above for explanation in connection with the drawings with reference to Embodiments have been illustrated, but it can be seen that according to the individual case, appropriate changes or modifications made or corresponding equivalents can be used without departing from the scope of the invention.
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