BE866203A - Reacteur unique pour l'acheminement du milieu reactif pour la fabrication d'acide phosphorique - Google Patents

Description

  "Réacteur unique pour l'acheminement du milieu réactif pour la fabrication d'acide phosphorique"

  
La présente invention concerne un réacteur unique pour l'acheminement du milieu réactif, pour la fabrication d'acide phosphorique par voie humide, à partir d'un phosphate naturel désagrégé à l'acide sulfurique, avec formation de sulfate de calcium en tant que produit secondaire. 

  
La désagrégation de la roche phosphatée par l'acide sulfurique exige un grand volume de réaction, s'écoulant à vitesse réduite.

  
On connaît des procédés de fabrication continue d'acide phosphorique par voie humide, en utilisant soit plusieurs réacteurs montés en cascade, soit un réacteur unique avec un grand volume, avec ou sans compartiments.

  
Les réacteurs en cascade ont des fonctions et volumes différents.

  
Le premier récipient à volume réduit, dénommé prémélangeur, est utilisé pour la préparation du mélange de suspension remise en circulation et de phosphate.

  
Il est possible de prévoir le deuxième récipient, du même type que le premier, pour l'homogénéisation du mélange préparé dans le premier récipient;de même, il peut le remplacer le cas échéant.

  
Pour réaliser la réaction entre le mélange d'acide sulfurique et d'acide phosphorique à faible concentration provenant de la phase de filtration, et la suspension de phosphate réalisée lors du mélange préalable, on utilise un ou plusieurs récipients ou cuves à plus grand volume.

  
Le nombre et le volume de ces réacteurs sont choisis de manière à assurer la désagrégation aussi complète que possible de la roche phosphatée. Après être passée par les réacteurs, une partie de la suspension est renvoyée au premier prémélangeur et le reste parvient dans une dernière cuve utilisée en tant que bac tampon de filtration.

  
Les réacteurs en cascade permettent le contrôle de la réaction dans ses étapes intermédiaires, mais ils présentent le désavantage d'occuper une grande surface bâtie. 

  
On a cherché à simplifier l'installation en utilisant un réacteur sous forme de cuve unique mais cette solution exige un volume utile augmenté d'environ 20% par rapport aux réacteurs en cascade et de plus, elle ne permet pas de diriger le processus technologique, toutes les phases intermédiaires étant éliminées.

  
On a essayé de perfectionner la cuve unique en la compartimentant, ce qui rendrait possible le contrôle par phases intermédiaires; malheureusement, les cuves uniques compartimentées présentent aussi de nombreux inconvénients, notamment :
- lorsqu'une paroi intérieure est endommagée, il y a une possibilité de mise en court-circuit de certains compartiments et la suspension peut parvenir au point d'évacuation avant la fin de la réaction;
- lorsqu'un.compartiment est endommagé, il n'est pas possible de l'isoler pour les réparations et il faut donc mettre tout le réacteur hors service;
- étant donné que les compartiments ne peuvent pas être cylindriques, il se crée des zones calmes où se forment des dépôts, ce qui réduit le volume utile du réacteur.

  
On a conçu un autre type de réacteur, sous la forme d'une cuve unique polygonale, avec six à dix parois, où deux des parois opposées sont plus longues. Dans la partie centrale, le long de l'axe longitudinal se trouve une chicane verticale dont une extrémité fait corps commun avec une des parois du réacteur. Les produits entrant en réaction sont introduits par une partie de la paroi centrale et sont évacués par la partie opposée. Un orifice prévu dans la chicane permet la remise en circulation de la suspension (brevet français no. 1.526.980).

  
.Ce type de réacteur présente tous les inconvénients de la cuve unique compartimentée et, de plus, il a une construction difficile, à faible résistance mécanique.

  
La présente invention élimine les désavantages des types de réacteurs précités et concerne un réacteur unique

  
pour l'acheminement du milieu réactif, destiné à la fabrication d'acide phosphorique, cylindrique, avec une paroi divergente sinusoïdale à l'intérieur, construite de façon à assurer l'avance de la suspension dans un seul sens. En choisissant cette construction de la cuve, ses différentes portions peuvent remplir les fonctions des réacteurs en cascade tour à tour, tout en occupant moins d'espace. De la sorte, on combine les avantages des réacteurs en cascade - déroulement et possibilité de contrôle du processus technologique - avec l'avantage de la cuve unique - occuper un espace restreint et éliminer les inconvénients présentés par les cuves compartimentées et la cuve polygonale à chicane.

  
La paroi de la cuve et la paroi divergente peuvent être faites de tôle d'acier ou de béton, tout en étant proté-

  
 <EMI ID=1.1> 

  
acide, et des briques de graphite.

  
Une variante de l'invention utilise un prémélangeur où l'on prépare le mélange du produit mis en réaction, ce qui confère une plus grande souplesse à la commande du processus technologique, en permettant la réalisation de rendements élevés

  
 <EMI ID=2.1> 

  
D'autres détails et particularités de 3',invention ressort iront de la description ci-après. donnée à titre d'exemple non limitatif et en se réfèrent aux dessine annexés" dans lesquels t La figure 1 est une vue en coupe horizontale du réacteur unique pour l'acheminement du milieu réactif. La figure 2 est un schéma de la séquence technologique de la préparation d'acide phosphorique par attaque de roche phosphatée avec de l'acide sulfurique dans une installation qui comporte un prémélangeur et un réacteur pour l'acheminement du milieu réactif.

Exemple 1.

  
Pour le déroulement du processus technologique, on emploie un réacteur à paroi divergente représenté schématiquement à la figure 1. Le réacteur est cylindrique avec le fond, la paroi extérieure (1) et la paroi difergente (4) en béton. Toutes les surfaces qui viennent en contact avec l'acide phosphorique sont recouvertes de feuilles en caoutchouc (2), de briques anti-acides et de briques de graphite (3). La paroi latérale de la cuve est pourvue d'orifices pour l'alimentation de la pompe de remise en circulation (5) , la vidange (6) et la visite (7). 

  
Des dispositifs de mélange (8), dont le nombre est proportionnel aux dimensions du réacteur, assurent l'homogénéité des composants de la réaction et le sens d'écoulement. A la partie supérieure, le réacteur est pourvu d'un couvercle avec des orifices pour des agitateurs, des pompes, une alimentation en matières premières, et une évacuation des gaz.

L'ensemble fonctionne de la manière suivante.

  
On introduit par l'orifice d'alimentation. pratiqué dans le couvercle de la cuve au point A, la suspension de remise en circulation et la roche phosphatée très finement broyée et

  
 <EMI ID=3.1>  la quantité d'acide est dosée en fonction de l'excès d'ions
504 de la suspension. La réaction étant exothermique, la température optimum est maintenue par l'insufflation d'air froid, à l'aide d'un ventilateur, par des orifices répartis sur toute la surface du couvercle. En fonction de la température, on peut introduire dans chaque zone une quantité plus grande ou plus petite d'air de refroidissement grâce à la fermeture ou l'ouverture des orifices respectifs. Par la rotation des agitateurs (8) et grâce à la paroi divergente, le mélange des produits en réaction est dirigé vers la zone de maturation et ensuite vers la zone de pompage. Les agitateurs assurent l'ho-

  
 <EMI ID=4.1> 

  
L'air de refroidissement et les gaz de réaction évacués par une hotte sont dirigés vers un laveur de gaz.

  
La suspension parvenant au voisinage immédiat de l'orifice d'aspiration 5 est partiellement aspirée par la pompe de remise en circulation et réintroduite dans l'écoulement.

  
Le reste de la suspension de sulfate de calcium dans de l'acide phosphorique est dirigé vers la pompe immergée (9)

  
et envoyé à la section de filtration.

  
 <EMI ID=5.1> 

  
Pour le déroulement du processus technologique, on utilise une installation, représentée ochernatiquement à la <EMI ID=6.1> 

  
L'agitateur (6) anoure l'homogénéisation des produits en relation. Par un trop-pleins le mélange est envoyé à la cuve

Claims (1)

1. de réaction. Dans celle-ci, on ajoute de l'acide sulfurique

   ou du phosphate pour correction, en fonction de l'excès d'ions

   SO. dans la suspension. Les agitateurs et la paroi divergente assurent l'avance de la suspension vers la zone où la pompe

   (8) reprend une partie de la suspension pour sa remise en circulation et la pompe (7) envoie le reste de la suspension aux filtres (D). Un refroidisseur sous vide (9) maintient la température optimum pour le déroulement de la réaction et un dispositif de lavage (14) sert à la purification des gaz avant leur évacuation dans l'atmosphère.

   Le réacteur unique pour l'acheminement du milieu réactif pour la fabrication d'acide phosphorique, suivant l'invention, présente les avantages suivants :

   - il permet le contrôle et la correction du mélange des produits entrant en réaction, pendant le déroulement de la réaction, dans les diverses zones du réacteur; - il a une construction simple et solide et ne requiert qu'un entretien sans difficultés; - on peut l'adapter facilement aux diverses variantes d'ap- plication du procédé par voie humide pour la fabrication d'acide phosphorique à partir de roche phosphatée et d'acide sulfurique; - il réunit les avantages des réacteurs en cascade et ceux de la cuve unique.

   Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.

   REVENDICATIONS.

   1. Réacteur unique pour l'acheminement du milieu réactif pour la fabrication d'acide phosphorique, par voie humide, à partir de phosphate naturel et d'acide sulfurique, caractérisé en ce qu'il constitue un récipient cylindrique muni à l'intérieur d'une paroi verticale divergente pour l'acheminement du mélange des produits entrant en réaction.

   2. Réacteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi divergente a une forme sinusoïdale choisie de telle manière que la vitesse d'avance du mélange des produits en réaction soit plus grande pendant la première phase de la réaction (zone de réaction) et plus petite pendant la deuxième phase (zone de macération).

   3. Réacteur selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est utilisé ou non avec un prémélangeur pour la préparation du mélange de produits entrant en réaction avant son introduction dans le réacteur

   4. Réacteur, tel que décria ci-avant ou conforme aux dessins annexés.