DE2228636A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen aufarbeitung von phosphorhaltigen rueckstaenden - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen aufarbeitung von phosphorhaltigen rueckstaendenInfo
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Description
KNAPSACK AKTIENGESELLSCHAFT ο ο ο ο co ι?
ΖΖΖΟΌΟΌ
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufarbeitung von phosphorhaltigen Rückständen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen
Aufarbeitung von phosphorhaltigen Rückständen, welche insbesondere bei der Filtration von gelbem Phosphor
oder von phosphorhaltigen Abwässern anfallen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Es ist bekannt, phosphorhaltige Filterkuchen zur Aufarbeitung in einer Vortrocknungszone vorzutrocknen, den vorgetrockneten
Filterkuchen durch mindestens zwei Trockenzonen bei Temperaturen zwischen 100 und 3800C zu'bewegen, wobei
die aus den Trockenzonen entweichenden gasförmigen Anteile einer Kondensationszone zur Abtrennung des in ihnen enthaltenen
Phosphors zugeführt werden, während die die letzte Trockenzone verlassenden Feststoffe im wesentlichen phosphorfrei
sind. Die Vorrichtung zur Durchführung des genannten bekannten Verfahrens besteht aus einem Zentrifugalfilter,
in welchem auch die Vortrocknung des Filterkuchens erfolgt, mindestens zwei Paddelschneckentrocknern und einem
Einspritzkondensator.
Nachteilig ist bei dem bekannten Verfahren, daß.es mehrere
Stufen aufweist, wodurch die Vorrichtung zu seiner Durchführung apparativ aufwendig ist. Darüberhinaus müssen die Trokkenzonen
mit Fremdenergie beheizt und in ihnen Inertgasatmosphäre, beispielsweise durch Einleiten von Stickstoff, aufrechterhalten
werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur
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kontinuierlichen Aufarbeitung von phosphorhaltigen Rückständen
zu schaffen, dem die vorgenannten Nachteile nicht anhaften, welches vielmehr einstufig ist und ohne die Bereitstellung
von Fremdenergien durchführbar ist. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die Rückstände auf dem Boden
eines zur Entstaubung von heißen Phosphorofengasen bestimmten Elektrofilter mit heißem Staub aus den Phosphorofengasen in
innige Berührung bringt, wobei das Gewichtsverhältnis von aufzuarbeitenden Rückständen zu heißem Staub 1 bis 2, vorzugsweise
1,5, beträgt, und daß man den nahezu phosphorfreien Rückstand gemeinsam mit- dem im Elektrofilter niedergeschlagenen Staub
aus dem Phosphorofengas unter Verwendung einer Austragvorrichtung ausschleust, während das aus den Rückständen verdampfte
Gemisch aus Phosphor und Wasser gemeinsam mit den Phosphorofengasen nach Passieren des Elektrofilter in einer strömungsmäßig
nachgeschalteten Kondensationszone niedergeschlagen wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann wahlweise noch dadurch gekennzeichnet sein, daß
a)der am Boden des Elektrofilter liegende Staub Temperaturen von 300 bis 40O0C, vorzugsweise 350 C, aufweist;
b) die das Elektrofilter passierenden Phosphorofengase Temperaturen
von 400 bis 6400C, vorzugsweise 460 bis 570 C,
aufweisen.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Einführungsleitung für phosphorhaltige Rückstände das Elektrofilter durchdringt;
und daß sich in der Einführungsleitung außerhalb ihrer Durchführung durch die Doppelwand des Elektrofilter eine Dosiereinrichtung
befindet.
Die Vorrichtung kann wahlweise auch noch dadurch gekennzeichnet sein, daß
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c) die Einführungsleitung im Bereich ihrer Durchführung durch die Doppelwand des Elektrofilter und innerhalb
des Elektrofilters von einem Schutzrohr umgeben ist;
d) um das Schutzrohr außerhalb des Elektrofilter ein Faltenbalg
angeordnet ist;
e) der Faltenbalg aus Metall besteht;
f) die Einführungsleitung an ihrem Ende innerhalb des Elektrof
ilters eine Düse aufweist;
g) die Düse eine Zweistoffdüse ist;
h) die Zweistoffdüse mit Stickstoff oder Dampf von 1 bis 3 atü beaufschlagbar ist;
i) die Einführungsleitung oberhalb des Krählwerkes und nahe
bei dessen Drehpunkt endet;
j) die Einführungsleitung oberhalb der Schnecke nahe ihrer
der Zuführungsleitung zugewandten Seite endet.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Verdampfung von Wasser und Phosphor aus den phosphorhaltigen
Rückständen durch Abwärme des Phosphorofens erfolgt, welche in den Stäuben enthalten ist, die aus dem gasförmigen Phosphor
in dem dem Phosphorofen strömungsmäßig nachgeschalteten Elektrofilter abgeschieden werden. Dabei passieren die aus den
phosphorhaltigen Rückständen verdampften Wasser- und Phosphormengen zusammen mit dem gasförmigen Phosphor aus dem Ofen die
Sprühzone des Elektrofilter und werden gemeinsam in der nachgeschalteten
Kondensationsstufe in den flüssigen Aggregatzüstand übergeführt.
-4-
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Die Wirksamkeit des Elektrofilter wird durch diese Maßnahme
günstig beeinflußt; Y/asserdampf wirkt sich offensichtlich positiv
auf die staubabscheidung im Elektrofilter aus.
Das erfindungsgemäße Gewichtsverhältnis von Rückstand zu Ofenstaub
garantiert, daß der Phosphor aus dem aufzuarbeitenden Rückstand nahezu vollständig herausdestilliert und der am Boden
des Elektrofilters abgezogene Staub weniger als Λ% Phosphor
aufweist, wodurch er an der Luft nicht selbstentzündlich ist.
Der bei Anwendung des erfindungsgonäßen Verfahrens anfallende
Staub unterscheidet sich in chemischer und physikalischer Hinsicht nichtvon den bei der Phosphorproduktion üblicherweise
anfallenden Stäuben. Der beim Verfahren gemäß der Erfindung ausgetragene' Elektrofilterstaub kann mithin ebenfalls beispielsweise
als Maischezusatz zur Herstellung gesinterter Phosphat-Pellets verwendet werden.
In den beigefügten Zeichnungen sind verschiedene Durchführungsarten
für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. Dabei zeigen:
Figur 1 ein Elektrofilter mit Eintrag des phosphorhaltigen Rückstandes oberhalb des Krählwerkes mit Hilfe
einer Düse;
Figur 2 ein Elektrofilter mit Eintrag des phosphorhaltigen Rückstandes mit Hilfe einer in der Nähe des Krählwerkdrehpunktes
endenden Einführungsleitung;
Figur 3 ein Elektrofilter mit Zuführung des phosphorhaltigen Rückstandes mit Hilfe einer oberhalb einer
Schnecke endenden Einführungsleitung.
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In das Elektrofilter 3 wird das den .Phosphorofen verlassende,
im wesentlichen aus Phosphor und Kohlenmonoxid bestehende Gasgemisch über eine Zuführungsleitung 2 eingeleitet» Das
Elektrofilter 3 ist doppelwandig ausgeführt; durch den Mantelraum 4 -v/erden heiße Verbrennungsgase hindurchgeführt. Über dem
Boden des Elektrofilter 3 befindet sich ein Krählwerk 5, welches
Stäube zur Austragöffnung 6 transportiert. Oberhalb des Bodens an der Eingangsseite des Elektrofilter 3 ist eine
Schnecke d derart angeordnet, daß sie Feststoffe zum krählwerk
cj hinfördert. Im Elektrofilter 3 hängen eine Anzahl von
Sprühdrähten 7, welche mit dem positiven Pol einer Gleichstromhochspannungsquelle
verbunden sind. Eine Einführungsleitung 1, durch welche über eine Dosiereinrichtung phosphorhaltiger Rückstand
in das Elektrofilter 3 eintragbar ist, ist teilweise von einem Schutzrohr 9 umgeben, welches seinerseits außerhalb des
Elektrofilter 3 und mit dessen Außenmantel verbunden von einem Faltenbalg 10 umhüllt wird.
Bei der Ausführungsform nach Figur 1 befindet sich am Ende der
Einführungsleitung 1 innerhalb des Elektrofilter 3 eine Düse
11, mit deren Hilfe die phosphorhaltigen Rückstände nahezu gleichmäßig über den gesamten Bodenbereich des Elektrofilter
3 verteilt werden.
Bei der Ausführungsform nach Figur 2 endet die Einführungsleiter
1 nahe dem Drehpunkt des Krählwerkes 5. Bedingt durch die Stellung der Schaufeln des Krählwerkes 5 legt der hier eingetragene
phosphorhaltige Rückstand zusammen mit dem auf dem Boden des Elektrofilter 3 liegenden heißen Stäuben eine Spiralbahn
zurück, bis das Material über die Austragöffnung 6 aus dem Elektrofilter 3 ausgeschleust wird. Zusätzlich findet dabei
beim Passieren der Spiralbahn eine fortwährende Umwälzung des Materials und ein dauernder Kontakt mit den heißen Phos-."
phorofengasen statt.
-6-
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Bei der Ausführungsform nach Figur 3 endet die Zuführungsleitung
1 oberhalb der Schnecke 8. In der Schnecke erfolgt dabei bereits eine intensive Durchmischung des heißen Staubes
aus den Phosphorofengasen und dem" phosphorhaltigen Rückstand.
Von den folgenden Beispielen dienen das erste und zweite als Vergleich, während den Beispielen 3 bis 5 die erfindungsgemäße
Verfahrensweise zugrunde liegt.
Ein Elektrofilter wurde mit ca. 5000 m /h heißem staubhaltigern Phosphorofengas (t = 460 bis 550 C; Staubgehalt: 35 g/nc)
beaufschlagt. Der Mantelraum des Elektrofliters wurde so von
heißen Verbrennungsgasen durchströmt, daß die Innenwand zur Vermeidung von Phosphorkondensation eine Temperatur vcnetwa
350 C aufwies. Der ausgetragene Staub enthielt 0,5 % elementaren
Phosphor; er war an der Luft nicht selbstentzündlich.
In ein wie in Beispiel 1 betriebenes Elektrofilter wurden über eine Zuführungsleitung stündlich 480 kg phosphorhaltige
Rückstände (Zusammensetzung: 59 % Phosphor, 33 % Wasser, 8 %
wasserunlösliche Feststoffe) eindosiert. (Rückstandsgewicht:
Ofenstaubgewicht = 2,74). Der ausgetragene Staub wies einen Elementarphosphorgehalt von 3,6 % auf; an der Luft zeigte er
ein Aufglimmen.
In ein wie in Beispiel 1 betriebenes Elektrofilter wurden über
eine Zuführungsleitung stündlich 230 kg phosphorhaltige Rückstände (Zusammensetzung: 62 % Phosphor, 30 % Wasser, 8 % was-
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serunlösliche Feststoffe) eindosiert. (Rückstandsgewicht:
Ofenstaubgewicht = 1, 31). Der ausgetragene Staub wies einen Elementarphosphorgehalt von 0,8 % auf; er war an der Luft
nicht· selbstentzündlich.
In ein wie in Beispiel 1 betriebenes Elektrofilter wurden über eine Zuführungsleitung 260 kg phosphorhaltige Rückstände (Zusammensetzung:
56 % Phosphor. 30 % Wasser, 14 % wasserunlösliche Feststoffe) pro Stunde eindosiert. (Rückstandsgewicht: Ofenstaubgewicht
= 1,49). Der ausgetragene Staub hatte einen Gehalt von 0,9 % elementarem Phosphor und war an der Luft nicht
selbstentzündlich.
In ein wie in Beispiel 1 betriebenes Elektrofilter wurden über eine Zuführungsleitung 180 kg phosphorhaltige Rückstände (Zusammensetzung:
56 % Phosphor, 30 % Wasser, 14 % wasserunlösliche
Feststoffe) je Stunde eindosiert (Rückstandsgewicht: Ofenataubgewicht
= 1P3). Der ausgetragene Staub wies einen Gehalt an elementarem Phosphor von 0,6 % auf; er war an der Luft nicht selbstentzündlich.
-8-
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Claims (1)
- Patentansprüche:MJ) Verfahren zur kontinuierlichen Aufarbeitung von feuchten phosphorhaltigen Rückständen, welche insbesondere bei der Filtration von gelbem. Phosphor oder von phosphorhaltigen Abwässern anfallen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rückstände auf dem Boden eines zur Entstaubung von heißen Phosphorofengasen bestimmten Elektrofilter mit heißem Staub aus den Phosphorofengas in innige Brührung bringt, wobei das Gewichtsverhältnis von aufzuarbeitenden Rückständen zu heißem Staub 1 bis 2, vorzugsweise 1,5, beträgt; und daß man den nahezu phosphorfreien Rückstand gemeinsam mit dem im Elektrofilter niedergeschlagenen Staub aus dem Phosphorofengas unter Verwendung einer Austragvorrichtung ausschleust, während das aus den Rückständen verdampfte Gemisch aus Phosphor und Wasser gemeinsam mit den Phosphorofengasen nach Passieren des Elektrofilters in einer strömungsmäßig nachgeschalteten Kondensationszone niedergeschlagen wird.2s! Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der am Boden des Elektrofilters liegende Staub Temperaturen von 300 bis 400 C, vorzugsweise 350 C, aufweist.3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Elektrofilter passierenden Phosphorofengase Temperaturen von 400 bis 6400C, vorzugsweise 460 bis 5700C, aufweisen.4) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bestehend aus einem ein Krählwerk und eine im Boden angeordnete Abwurfstelle aufweisenden doppelv.randigen Elektrofilter mit Zuführungsleitung für Phosphorofengas, wobei in der Zuführungsleitung eine Schnecke ange--9-309881/063 7ordnet ist, deren Gänge sich bis in den Bereich oberhalb des Krählwerkes erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einführungsleitung (1) für phosphorhaltige Rückstände das Elektrofilter (3) durchdringt; und daß, sich in der Einführungsleitung (1) außerhalb ihrer Durchführung durch die Doppelwand des Elektrofilter (3) eine Dosiereinrichtung befindet.5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungsleitung (1) im Bereich ihrer Durchführung durch die Doppelwand des Elektrofilters (3) und innerhalb des Elektrofilters (3) von einem Schutzrohr (9) umgeben ist.6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß um das Schutzrohr (9) außerhalb des Elektrofilters (3) ein Faltenbalg (10) angeordnet ist.7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (10) aus Metall besteht.8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungsleitung (1) an ihrem Ende innerhalb des Elektrofilter (3) eine Düse (11) aufweist.9) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (11) eine Zweistoffdüse ist.10) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweistoffdüse mit Stickstoff oder Dampf von 1 bis 3 atü beaufschlagbar ist.-10-309881/063711) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungsleitung (1) oberhalb des Krählwerkes (5) und nahe bei dessen Drehpunkt endet.12) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungsleitung (1) oberhalb der Schnecke (8) nahe ihrer der Zuführungsleitung (2) zugewandten Seite endet.0 9 8 81/063?
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