Устройство для получения соли щелочного металла минеральной кислоты из хлорида щелочного металла и минеральной кислоты

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛИ ПАЛОЧНОГО МЕТАЛЛА МИНЕРАЛЬНОЙ КИСЛО Ш ИЗ ХЛОРИДА ПЦЛЛОЧНОГО МЕТАЛЛА И МИНЕРАЛЬНОЙ КИСЛОТЫ, содержащее горизонтальную муфельную печь с верхним муфелем и размещенным на нем нагревательным средством, устройства для подачи исходного материала,, расположенные с одного конца печи, устройства для выгрузки продуктов реакции, расположенные с другого конца печи, устройства для отвода вьщеляющегося газаи перемешивающие уст ройства, - состоящие из пары установленных в печи в продольном направлении врал ающихся в противоположные стороны валов, снабженных размещенными на них перемешивающими элементами , каждый из которых, закрепленный на одном валу, размещен между двумя соседними перемешивающими злементами другого вала, отличающеес я тем, что, с целью повышения его надежности путем повышения кислотостойкости , теплостойкости и износостойкости перемешивающих устройств, перемешивающий злемент выполнен в виде металлического рычага, установленного коаксиально в нем цилиндрического керамического кожуха, верхний торец которого расположен выте верхнего торца рычага, и размещенной между ними вставки из кислотоупорной термореактивной литой массы, при этом перемешивающие злементсы расположены по спирали вдоль осей валов, которые выполнены полыми и имеют покрытие, содержащее два слоя, первый из которых выполнен из кислотоупорной терморе.активной литой массы, а второй - из затвердевшей реакционК| ной массы. эо 2 Устройство по П.1, о т л и чающеесятем, что металлические рьгчаги прикреплены к валам посредством металлических держателей. Приорите по п у н кт . а м: 30.09.80по п.1; 03.07.81по п.2.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1! ) (51 ) ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,б " т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - . ...,: ". 9

И flATEHTV (21) 3365882/23-26 (22) 29.09.81 (31) 55-1.35305, 56-Г03173 (32 ) 30,09.80, 03,07,81 (33) 1Р (46) 07.09.85.Вюл.В 33. (72) Хидемаро Ивасита, Фумиаки Мие-. но, Есинори Киура и Кенити Хаяси,.(JP). (71) Асахи Касеи Когио Кабусики Кайся (1Р) (53) 66-023 (088.8) (56) 1. Патент Японии М 35-2264, кл. 15c3I2, 1960.

Прио рите т

T амФ

30.09.80 по п.1;

03.07.81 по п.2. по пунк(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

СОЛИ ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА МИНЕРАЛЬНОЙ

I(HCJI0Xbf ИЗ ХЛОРИЛА ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА

И МИНЕРАЛЬНОЙ КИСЛОТЫ, содержащее горизонтальную муфельную печь с верх. ним муфелем и размещенным на нем нагревательным средством, устройства для подачи исходного материала,, расположенные с одного конца печи, устройства для выгрузки продуктов реакции, расположенные с другого конца печи, устройства для отвода выделяющегося газа и перемешивающие устройства,-состоящие из пары усч"ановленных в печи в продольном направлении вращающихся в противоположные стороны валов, снабженных размещенными па них перемешивающими элементами, кажцый из которых, закрепленный на одном валу, размещен между двумя соседними перемешивающими элементами другого вала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения

его надежности путем повышения кислотостойкости, теплостойкости и износостойкости перемешивающих устройств, перемешивающий элемент выполнен в виде металлического рычага, установи ленного коаксиально в нем цилиндрического керамического кожуха, верхний торец которого расположен выше верхнего торца рычага. и размещенной между ними вставки из кислотоупорной термореактивной литой массы, при этом перемешивающие элементы располо. жены по спирали вдоль осей валов, которые выполнены полыми и имеют покрытие, содержащее два слоя, первый из которых выполнен из кислотоупорной термореактивной литой массы, а второй — из затвердевшей реакционной массы.

2, Устройство) по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что металлические рычаги прикреплены к валам посредством металлических держателей.

1178314

Изобретение относится к аппаратуре для проведения различных хими. ческих реакций и может быть исполу зовано для получения соли щелочного металла и минеральной кислоты. 5

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее горизонтальную муфельную печь с верхним муфелем и размещенным на нем нагревательным средством, расположенные с одного конца печи устройства для подачи исходного материала, устройства для выгрузки продуктов реакции, расположенные с другого конца печи, устройства для отвода выделяющегося газа и перемешивающие устройства, состоящие из пары установленных в печи в продольном направлении вращающихся н противоположные стороны валов, снабженных размещенными на них перемешивающими элементами, каждый из которых, закрепленный на одном валу„ размещен между двумя соседними перемешквающими элементами другого нала (13.

Однако н известном устройстве нельзя осуществить удовлетворительное перебалтывание перемешинание, 30 если реакционная система находится в слишком жидком состоянии. Таким образом, известное устройство имеет тенденцию вызывать только неполное смешивание,.если реакционная система находится в слишком жидком состоя нии, и ее можно использовать только тогда, когда реакционная система находится в существенно безводном состоянии. Известное устройство мож- 40 но использовать для непрерывного получения соли щелочного металла и неорганической кислоты, например сульфата калия и хлористого нодорода, только тогда, когда удовлетворены следующие два условия работы, необходимые для того, чтобы ракционную смесь н муфельной печи можно бь.по всегда поддерживать существенно сухой в ходе реакции. Серную кис- 50 лоту нужно испольэовать в количестве меньшем, чем стехиометрически эквивалентное количестно по отношению к хлористому калию, а образующийся сульфат калия, который нахо- 55 дится существенно в сухом состоянии, нужно сохранять в большом количестве в муфельной печи и тогда хлористый калий и серную кислоту после гомогенного перемешивания нужно добанлять понемногу в сульфат калия, после этого сразу проводить их реакцию друг с другом.

Однако реакция хлористого калия с серной кислотой для получения сульфата калия и хлористого водорода при таких условиях работы обладает недостатком, заключающимся в том, что при прохождении реакции до не-. которой степени, когда остаются только небольшие количества хлористого калия и серной кислоты, затрудняется физический контакт между оставшимся хлористым калием и серной кислотой из-за большого количества окружающего их сульфата калия, получающегося н ходе реакции, т.е. прерывается реакция и ухудшается, помимо снижения интенсивности, качество получаемого продукта, понижается производительность печи при большом расходе энергии. Кроме того, известное устройство настолько плохо противостоит кислотам, нагреванию и износу, что не может непрерывно и долговременно работать при очень высоких уровнях кислотности и в условиях высоких температур которые нужны в процессе получения сульфата калия и хлористого водорода путем реакции хлористого: калия и серной кислоты. По этой причине его нельзя г использовать на практике в течение длительных периодов времени.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем повышения кислотостойкости, теплостойкости и износостойкости перемешивающих устройств.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения соли щелочного металла минеральной кислоты из хлорида щелочного металла и минеральной кислоты, содержащем горизонтальную муфельную печь с верхним муфелем и размещенным на нем нагревательным средством, устройства для подачи исходного материала, расположенные с одного конца печи, устройства для выгрузки продуктов реакции, расположенные с другого конца печи, устройства для отвода выделяющегося газа и перемешивающие

1 устройства, состоящие из пары уста-. новленных в печи в продольном направлении вращающихся в протиноположз 1178314 4 ные стороны валов, снабженных разме- ложено нагревательное средство 9, щенными на них перемешивающими эле- например камера 10 сгорания, включаюментами, каждый из которых, закреп- щая форсунку для тяжелого дизельного ленный на одном валу, размещен меж- топлива и выпускное отверстие 11 для ду двумя соседними перемешивающими 5 дымовых газов. Устройство стоит на элементами другого вала, перемеши- основании 12, вающии элемент выполнен в виде метал- Форма поперечного сечения муфельлического рычага,- установленного коак- ной печи I.íå.îãðàíè÷åíà какой-то сиально в нем цилиндрического керами- определенной формой, здесь нужно ческого кожуха, верхний торец которо- 1О использовать такую форму которая

1 го расположен выше верхнего торца в процессе работы устройства не будет рычага и размещенной между ними вызывать образования "мертвой зоны вставки из кислотоукориой термоак- нагрева", в которой воздействие тептивной литой массы, при этом переме- ла на Реакционную смесь является шивающие элементы расположены по спи- 15 недостаточным и в которой могут в могут вредрали вдоль осей валов, которые выпол. но образовываться непрореаГировавнены полыми и имеют покрытие, содер- шие куски реакционных мат материалов, жащее два слоя, первый из которых ВнУтРенняя часть муфельной печи 1. выполнен из кислотоупорной терморе- футерована материалом об и, о ладающнм активной литой массы, а второй — из 20 малой пористостью таким таким, как кислозатвердевшей реакционной массы. Ме- то- и огнеупорный кирпн кирпич шамотного таллические рычаги могут быть прик- типа для того чтобы м фе

t реплены к валам посредством металли- печь 1 могла противост ротивостоять высокой ческих держателей или непосредствен- кислотности и высокой

ысокой температуре, но,например сваркой. 25 которые встречаются в я в реакции полуНа фиг.l изображено устройство чения соли щелочного метал чного металла и неордля получения соли щелочного метал- ганической кислоты та и ты тако, как сульла и неорганической кислоты, разрез; фат калия Валы 6 в алы выполняются полына фиг.2 — разрез А-А на фиг.l; ии что дает возмож

У ает возможность пропускать на фиг, 3 — перемешивающие средства, 30 через ннх охладитель дл дитель для охлаждеиспользуемые в устройстве, вид свер- ния и затвердевания реа ания реакционной смеху с частичным вырезом и с частич- си, содержащейся в му ел и муфельно печи 1, иым сечением; на фиг. 4 — часть ва- которая при контакте с валами 6 обрала с частичным вырезом, показываю- зует дополнительный кисл кислото- и жарощим способ крепления перемешивающих Упорный футеровочный слой

35 ч сло для валов, элементов к валу.

Раничена кон р Ж формой. Можную муфельную печь l, перемешнваюно использовать стебельчатую форму щие устройства 2, установленные в продольном направлении муфельной 4О печи 1 параллельно друг другу, Мутреугольную и многоугольную), форму фельная печь 1 снабжена на одном сво. плоской пластины фо форму, которая ем конце устройством 3 для подачи закручена и т, щне элементы стебельчатой фор йства 4 pns эки продуктов Реакции устройст во 5 я отвода выделяющегося гати к кислотам и за, Перемешиваювцие устройства 2 со держат пару вращающих Перемешивающие элементы 7 зак еп. положном направлении валов 6 и закреплены на валах 6 так, что каждый из множество перемешивающих элементов 7 них, закрепленный на одном вал аэнеподвижно прикрепленных к каждому д ом валу, раэиз указанных валов„ шивающими элементами другого вала

Верхний муфель 8, который обрадругого вала, при этом перемешивающие элементы кажзует соответственно верхнюю стенку дого вала расположены по спирали. муфельной печи I изготовлен из ма- вдоль осей валов, териала, состоящего главным образом из карбида кремния, и на нем распо-, включает металл ий 13, таллическ рычаг 13, ус-

11?8314 тановленный снаружи его цилиндрический керамический кожух 14, верхний торец которого расположен выше верхнего торца рычага и размещенную между ними вставку из кислотоупорной термореактивной литой массы 15. Ие таллический рычаг может крепиться к валу 6 непосредственно (например, сваркой) или посредством соединенного с ним (или выполненного с ним как одно целое) полого цилиндрического металлического короткого держателя 16, одеваемого при сборке на вал 6. Валы 6 снабжены покрытием 17, содержащим два слоя, первый спой 18 выполнен из кислото-упорной термореактивной литой массы, а второй слой 19 — из: затвердевшей реакционной массы.

Как первый, так и второй слои покрытия отдельно достаточны для защиты валов, однако совместное наличие двух слоев необходимо потому, что в случае образования трещин и (или) отслоившихся частей в первом слое 18, второй слой 19 (все еще в форме жидкой реакционной смеси) служит для восстановления первого слоя 18 путем налипания и затвердевания в трещинах и (или ) в отслоившихся местах, посредством чего можно продлить срок службы вала 6.

В связи с этим следует отметить, что сразу после образования второй слой 19 обладает такими высокими теплоизолирующими свойствами, что потери тепла, вызванные пропусканием охладителя по каналу вала 6, являются незначительными.

Устройство работает следующим образом.

Подогретые материалы подают в муфельную печь 1, где они интенсивно перемешиваются неремешивающими

t0

ЭО

4О

45 элементами 7, расположенными на вращающихся валах 6,. При этом перемешивающие элементы продвигают получающуюся суспензию к устройствам для выгрузки продуктов 4 реакции.

Вьделяющиеся при реакции газы удаляются через устройство 5, Предлагаемое устройство обеспечивает высокие кислотоупорность, жаростойкость и износостойкость муфельной печи и перемешивающих средств, обеспечивающие возможность значительного снижения эксплуатационных расходов; увеличение производительности печи в 3 раза, позволяющее сильно снизить расход топлива. Благодаря большой месильно-перемешивающей способности перемешивающих средств в части печи, соответствующей реакционной зоне, и благодаря переместительной способности перемешивающих средств, которые препятствуют задерживанию исходных материалов в реакционной зоне, куда их подают, исходные материалы можно непосредственно подавать в муфельную печь без предварительного смешения, что приводит к тому, что топочный гаэ, выводимый из камеры сгорания, можно использовать для предварительного нагревания исходных материалов перед их подачей в муфельную печь, в результате чего достигается более высокая эффективность использования тепла. В результате большой способности перемешивающих средств вызывать перемешивание реакционной смеси в муфельной печи уменьшается коли чество реакционной смеси, удерживаемой в муфельной печи, следовательно, устройство может непрерывно получать соль щелочного металла и неорганической кислоты такую, как сульфат калия, при меньшем расходе энергии, 1178314

1)78314 .

1178314

Составитель Э.Скачкова

Редактор С.Патрушева Текред З.Палий

Корректор А.Обручар

Подписное

Филиал ППП "Патент",.г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 5566/56 Тираж 541

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5