MX2011010029A - Procedimiento y dispositivo de produccion de acido polifosforico. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de produccion de acido polifosforico.Info
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Abstract
Se describe un procedimiento de producción de ácido polifosfórico que incluye una pulverización de ácido ortofosfórico bajo una flama, una polimerización-condensación del ácido ortofosfórico en ácido polifosfórico acompañada de una formación de gases calientes, y una separación de estos gases calientes que circulan junto con el ácido polifosfórico antes mencionado; y dispositivo para su implementación.
Description
PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE PRODUCCIÓN DE ÁCIDO
POLIFOSFÓRICO
MEMORIA DESCRIPTIVA
La presente invención se refiere a un procedimiento de producción de ácido polifosfórico a partir de soluciones de ácido ortofosfórico sensiblemente puro.
El ácido polifosfórico es un oligómero de ácido fosfórico constituido por moléculas de conformidad con una u otra de las fórmulas estructurales siguientes:
r n^3n+1
en la que n es una cantidad superior a 1 , ó
P205.X(02-),
en la que X está incluida entre 0 y 1. Comúnmente, el ácido polifosfórico presenta un peso molecular medio ubicado entre 170 y 1 ,500 unidades de peso atómico.
El ácido polifosfórico se obtiene generalmente mediante una deshidratación y una polimerización del ácido ortofosfórico relativamente puro y se utiliza en diversas aplicaciones, tales como la petroquímica, los pigmentos orgánicos y la farmacéutica, principalmente en las reacciones de ciclización, así como en muchas otras.
La reacción de polimerización del ácido fosfórico en ácido polifosfórico es asimismo llamada reacción de polimerización-condensación,
puesto que cuando las moléculas del ácido fosfórico se reúnen para constituir el oligómero antes mencionado, se genera agua.
En la reacción de condensación del ácido fosfórico, es necesario aportar calorías para hacer posible esta condensación. Es posible aportar estas calorías de distintas maneras, como por ejemplo mediante gases calientes generados por la combustión de un combustible, por electrodos que hagan posible un calentamiento directo de la solución de ácido fosfórico en la que estén sumergidos. En este caso, las paredes del contenedor de ácido fosfórico hacen el papel del segundo electrodo. Las calorías pueden ser asimismo proporcionadas por conducción, a través de las paredes del contenedor, como por ejemplo, las paredes de un reactor.
A título de ejemplo, se puede citar la patente de los Estados Unidos 4,296,082 que propone utilizar reactores de grafito calentados eléctricamente, o la patente EP 996587 que describe un procedimiento que permite producir ácido polifosfórico suministrando la energía mediante microondas. Finalmente, la patente EP 1421030 describe una columna de apilamiento dentro de la cual el ácido, alimentado por la parte superior, circula a contracorriente junto con gases calientes alimentados a su vez por la parte inferior de la columna.
Desafortunadamente, todos estos procedimientos y dispositivos propuestos producen gran cantidad de contaminantes y son muy corrosivos para el material utilizado.
En efecto, hasta hoy en día, las unidades industriales que producen ácido polifosfórico a partir de ácido fosfórico mediante una vía húmeda, presentan todas en su totalidad ciertos problemas como son los costos de mantenimiento y reparación significativos provocados por los fenómenos de corrosión, así como emisiones excesivas de gas de residuos hacia el medio ambiente, y enfrentan asimismo precios de energía sumamente elevados, puesto que todos estos procedimientos son grandes consumidores de energía y no siempre son eficientes desde un punto de vista energético. Las emisiones excesivas de residuos hacia el medio ambiente se deben entre otras cosas al hecho de que el ácido fosfórico utilizado contiene ciertos contaminantes, tales como rastros de ácido sulfúrico, que provienen del ataque sulfúrico del mineral de fosfato, así como distintos compuestos fluorados, particularmente el HF, que proviene del flúor contenido en este mismo mineral de fosfato. Por tanto, un objetivo de la presente invención es presentar un nuevo procedimiento que permita contar con una gran eficiencia energética, limitar de manera drástica el impacto ambiental, proporcionar un dispositivo que sea resistente a las sumamente severas condiciones de operación, y que permita al mismo tiempo limitar los costos de mantenimiento y reparación y de garantizar una durabilidad del equipo con el objeto de asegurar la producción de un ácido polifosfórico de calidad, y concebido por tanto de manera que se evite la contaminación por ácido fosfórico durante el proceso de fabricación.
Para resolver estos problemas, en primera instancia fue necesario encontrar un material resistente a las condiciones de servicio y, en particular, a la temperatura de alrededor de 650°C que es necesario alcanzar para poder producir las calidades de ácido polifosfórico más concentradas. Para estos efectos, se consideraron tres materiales tras las pruebas por transferencia conductiva efectuadas en un horno eléctrico propuestas en el ejemplo comparativo. Estos materiales son el carbono vitreo, el grafito revestido de carbono pirolítico, y el carburo de silicio. Desafortunadamente, y por razones técnicas mencionadas asimismo en el ejemplo comparativo, ninguno de estos tres materiales derivados del carbono ó con base en el sílice se pudo seguir utilizando.
En consecuencia, puesto que ningún material que permita realizar una transferencia de energía por conducción a través de las paredes de algún aparato ó reactor, hecho de alguno de estos tres materiales, pudo ser utilizado ni puesto en práctica, fue necesario encontrar otro medio para transferir al ácido fosfórico la energía necesaria para su polimerización. Por consiguiente, se consideró efectuar la transferencia de calor dentro de una columna utilizando un gas caliente que circulara de abajo hacia arriba, a contracorriente, alimentando el ácido fosfórico por la parte superior. No obstante, esta técnica tampoco pudo ser retenida, pues aunque resultó favorable desde un punto de vista energético, se requiere aplicar una temperatura elevada sobre toda la altura de la columna y este procedimiento impone por tanto un enorme desgaste sobre el material, poniendo así en
peligro la durabilidad de las instalaciones, lo que potencialmente puede generar contaminaciones del ácido.
La invención tiene por tanto como objetivo corregir los inconvenientes de la técnica anterior relacionada, buscando resolver este problema implementando un procedimiento como el descrito al principio, que incluye:
a) una combustión de un combustible en presencia de aire de combustión dentro de una cámara conocida como cámara de combustión, en una parte superior de ésta última, para formar una flama, y gases de combustión,
b) una pulverización de un fluido de pulverización que incluye ácido ortofosfórico sensiblemente puro,
c) una polimerización-condensación del ácido ortofosfórico antes mencionado para constituir un ácido polifosfórico bajo la forma de una condensación de ácido acompañada de una formación de gases que se mezclen con el gas de combustión para alcanzar una temperatura previamente determinada, y esta mezcla provoca a su vez un descenso brutal de la temperatura del gas de combustión, y
d) una separación del condensado de ácido polifosfórico antes mencionado y de la mezcla de gases antes mencionada,
e) la recolección del ácido polifosfórico así constituido en la parte inferior de la cámara de combustión antes mencionada dentro de una tina, y
f) una extracción de la mezcla de gases antes mencionada a través de una parte inferior de la cámara de combustión antes descrita, pero separada de la recolección de ácido polifosfórico antes mencionada.
Por los términos "parte superior" de la cámara de combustión, se entiende tanto el cielo como las partes superiores laterales de la cámara de combustión. La flama producida dentro de la cámara de combustión está por tanto orientada hacia abajo ó está orientada lateralmente. De igual forma, por los términos "formación de una flama", se entiende que esto puede incluir eventualmente la formación de varias flamas emitidas por distintos quemadores ubicados sobre la parte superior de la cámara de combustión, por ejemplo todas apuntando en dirección lateral.
Como se puede constatar, en el procedimiento de conformidad con la invención, la flama inicialmente producida por el quemador (en la etapa de combustión) puede alcanzar una temperatura de alrededor de 1 ,700°C. Cuando el fluido de pulverización que contiene ácido ortofosfórico es pulverizado sobre la flama antes mencionada, la temperatura de la flama es entonces reducida a una temperatura máxima de 650°C, temperatura que conviene conservar para obtener ácidos polifosfóricos de alta concentración (87%). De esta manera, es la eliminación del agua de dilución, seguida por la etapa de polimerización-condensación que elimina el agua de constitución del ácido ortofosfórico, lo que tiene como resultado una reducción brutal de la temperatura de los gases de combustión durante la mezcla con el gas que contiene agua. Los gases de combustión, que inicialmente alcanzaron una
temperatura de 1 ,700°C, son drásticamente enfriados hasta alcanzar la temperatura máxima de 650°C, y de preferencia de entre 350 y 650°C, en función de la concentración del ácido polifosfórico (de 76 a 87% de P2O5). En consecuencia, el material se ve sometido a menos desgaste que cuando la reacción se produce en un reactor a contracorriente. Desde luego, cuando la cantidad de ácido ortofosfórico es determinada en función de la concentración de ácido polifosfórico que se desea obtener, y por tanto en función de la temperatura previamente determinada que se desea alcanzar, es factible tomar en cuenta el enfriamiento de la temperatura de la flama que se produce durante la pulverización, incluso si la pulverización contribuye en menor medida a este enfriamiento.
En una modalidad preferida de conformidad con la invención, el fluido de pulverización antes mencionado, que incluye ácido ortofosfórico sensiblemente puro, es pulverizado bajo a flama antes mencionada en presencia de un fluido secundario, en particular, un gas inerte, de preferencia nitrógeno. Si se introduce el nitrógeno al mismo tiempo que el ácido fosfórico, esto permite una pulverización de éste último de manera óptima dentro de la cámara de combustión, al nivel del quemador y sin aportar un excedente de oxígeno que podría oxidar los materiales del reactor que ya de por sí están sometidos a un fuerte desgaste.
Preferiblemente, durante la combustión, la cantidad de aire de combustión es estequiométrica (relación de aire/gas natural = 10) con respecto a la cantidad de combustible, de preferencia gas natural, con el
objeto de reducir al máximo el contenido de oxígeno de los gases calientes, y de reducir asimismo las pérdidas energéticas. En consecuencia, la flama obtenida alcanza una temperatura más cercana a los 1 ,700°C, y durante la inyección del ácido, seguida de la reacción de polimerización-condensación, la temperatura es de máximo 650°C.
En una variante preferida, el procedimiento incluye asimismo la extracción del ácido polifosfórico recolectado dentro de la tina antes mencionada; un intercambio de calor hace posible el enfriamiento del ácido polifosfórico así extraído, y por tanto una alimentación de la tina antes descrita del ácido polifosfórico enfriado. De esta manera, estas etapas permiten obtener un bucle de recirculación con un volumen importante de ácido polifosfórico enfriado, lo que permite reducir drásticamente la temperatura del ácido fosfórico producido a una temperatura de entre 350 y 650°C en función de la concentración de P2O5 a una temperatura de entre 1 00 y 1 20°C . En efecto, la temperatura del ácido polifosfórico recuperado deberá mantenerse entre 100°C y 120°C con el objeto de garantizar la integridad de los materiales y de evitar al mismo tiempo que el ácido polifosfórico se adhiera a esta parte de la instalación.
En una modalidad preferida del procedimiento de conformidad con la invención, la alimentación antes mencionada de ácido polifosfórico enfriado alimenta asimismo un depósito de almacenamiento. En efecto, puesto que esta temperatura es óptima, por una parte, para garantizar la integridad de los materiales y, por la otra, para evitar que el ácido polifosfórico
se adhiera a los mismos, es en este punto cuando es preferible extraer una parte del ácido fosfórico producido para almacenarlo dentro de un depósito de almacenamiento.
En una modalidad preferida, la mezcla de gases antes mencionada en la salida de la cámara de combustión es empobrecida del P2O5 mediante enfriamiento controlado para tener una recuperación adicional de ácido polifosfórico. Por tanto, la mezcla de gases antes mencionada que sale de la cámara de combustión y que contiene aún P4O10 en forma de gas y de finas gotitas de ácido polifosfórico, es sometido a un enfriamiento controlado que, conservando al mismo tiempo una temperatura ligeramente superior a la temperatura del punto de roció permite empobrecerlo de P2Os, gracias a un sistema mecánico pertinente. Esto permite asimismo una recuperación adicional de ácido polifosfórico que puede entonces ser enviado hacia el depósito de ácido polifosfórico extraído en la cámara de combustión. En una modalidad preferida del procedimiento de conformidad con la invención, la mezcla de gases antes mencionada en la salida de la cámara de combustión es lavada con una solución de lavado y posteriormente enfriada a una temperatura que se ubica entre los 35 y los 50°C, y de preferencia de alrededor de 40°C. Este lavado puede tener lugar directamente sobre la mezcla de gases en la salida de la cámara de combustión o se puede realizar sobre la mezcla de gases que ha sido sometida a la etapa previa de empobrecimiento antes mencionada. Durante el lavado, algunos compuestos solubles gaseosos tales como los gases fluorados, el SOx y los últimos restos
de P2O5 son recuperados y arrastrados por la solución de lavado acuosa, dentro de la cual son disueltos. Esta fase acuosa es entonces recuperada dentro de una tina de recuperación, y a partir de ahí puede ser re-inyectada dentro de la torre de lavado para lavar los gases calientes y/o una parte puede ser extraída para ser por ejemplo utilizada y/o reciclada en otros procedimientos tales como por ejemplo un procedimiento de producción de ácido ortofosfórico a partir de un mineral de fosfato en el que se utilice ácido sulfúrico. En este caso, puede resultar pertinente utilizar una carga complementaria de agua que permita, por una parte, reducir la concentración de la solución de lavado por debajo del punto de saturación y por la otra, disminuir la temperatura de la solución de lavado residual. De esta manera, la mezcla de gases así enfriada normalmente no contiene más que vapor de agua, nitrógeno y CO2 y por tanto puede ser liberada a la atmósfera.
En una variante de conformidad con la invención, los gases calientes de la mezcla de gases antes mencionada extraída de la cámara de combustión son condensados por vía indirecta, por ejemplo dentro de un condensador indirecto. Esta condensación puede tener lugar directamente sobre la mezcla de gases antes mencionada extraída de la cámara de combustión o sobre la mezcla de gases una vez que ha sido sometida a la etapa previa de empobrecimiento antes descrita. El resultado de esta condensación indirecta es, de igual forma, la producción de una solución acuosa ácida en la que se pueden encontrar gases fluorados, SOx y los últimos rastros de P2O5. Las aguas aciduladas son entonces recuperadas, por
ejemplo asimismo, durante una etapa de producción de ácido fosfórico con la ayuda de un mineral de fosfato. En consecuencia, y puesto que la fase acuosa es recuperada durante otras etapas del procedimiento, el procedimiento de conformidad con la invención no libera ningún desecho líquido ni gaseoso que contenga compuestos indeseables hacia el medio ambiente.
En otra modalidad del procedimiento de conformidad con la invención, el procedimiento incluye asimismo las etapas de:
- puesta en contacto de la mezcla de gases antes mencionada en la salida de la cámara de combustión, eventualmente previamente al lavado ó a la condensación antes mencionados, o eventualmente después del empobrecimiento antes descrito, con el ácido ortofosfóhco antes de su pulverización dentro de la cámara de combustión antes descrita.
- intercambio de calor entre el ácido ortofosfórico antes mencionado y la mezcla de gases antes descrita; y
- recuperación eventual de las gotitas que constituyen la condensación de ácido polifosfórico arrastradas por la mezcla de gases antes mencionada a la salida de ésta última de la cámara de combustión.
Por consiguiente, el ácido ortofosfórico por polimerizar sería utilizado como primer líquido de lavado de los gases calientes dentro de un contactor de gas ácido que permita por una parte precalentar el ácido por polimerizar mediante el contacto con los gases calientes de la mezcla de gases antes mencionada en la salida de la cámara de combustión, antes de su pulverización bajo la flama, lo que permite obtener una ganancia energética
y una recuperación de energía del gas calentado y permite además recuperar las gotitas de ácido polifosfórico constituidas por polimerización dentro de la cámara de combustión, que podrían haber sido arrastradas por los gases calientes, y de esta manera reintroducirlas hacia el interior de la cámara de combustión antes mencionada.
Desde luego, la temperatura de los gases calientes al abandonar el contactor de gas ácido no puede ser inferior a la temperatura del punto de rocío del ácido ortofosfórico, sin lo cual una parte del agua eliminada en el interior de la cámara de combustión y presente en los gases calientes de la mezcla antes mencionada se condensaría nuevamente.
La temperatura del ácido ortofosfórico (que eventualmente contiene un poco de ácido polifosfórico) a la salida del contactor de gas líquido antes mencionado podría alcanzar una temperatura ubicada entre los 190 y los 240°C antes de su pulverización, de preferencia de alrededor de 200°C.
Otras modalidades del procedimiento de conformidad con la invención se mencionan en las reivindicaciones anexas.
La invención tiene asimismo como objetivo presentar un dispositivo de producción de ácido polifosfórico que incluye una cámara de combustión que presenta:
- un quemador sobre una parte superior de la cámara de combustión;
- una primera entrada para un combustible;
- una segunda entrada para un aire de combustión, y ambas entradas se ubican sobre la parte superior de la cámara de combustión antes mencionada;
- una alimentación de un fluido de pulverización dispuesta de tal manera que alimente este fluido de pulverización al nivel del quemador antes mencionado;
- unos medios de separación que permitan separar, por una parte, el ácido polifosfórico antes descrito producido dentro de la cámara de combustión antes mencionada, y por la otra, una mezcla de gases igualmente producidos dentro de la cámara de combustión antes mencionada y que arrastra al ácido ortofosfórico antes mencionado;
- una salida del ácido polifosfórico; y
- una salida de la mezcla de gases.
En una modalidad preferida, la cámara de combustión antes mencionada presenta una pared externa y una pared interna hechas de carbono amorfo no impregnado entre las cuales circula un gas neutro. El carbono amorfo no impregnado presenta una baja conductividad térmica, y permite funcionar con una temperatura de pared de 650°C. Puesto que el carbono amorfo no impregnado presenta una baja conductividad térmica, la pared interna permanece caliente, y esto incluso cuando se produce la polimerización-condensación. Hay que recordar que la polimerización-condensación está acompañada de una eliminación de agua que provoca un brusco descenso de la temperatura de los gases calientes (enfriamiento
rápido de los gases calientes, o "quenching" por su término en inglés). Si la pared estuviera hecha de un material que es buen conductor térmico, se observaría la aparición de zonas más frías que podrían provocar la recondensación del vapor de agua contenido en los gases calientes. Por tanto, la pared constituida de carbono amorfo no impregnado evita los puntos fríos. Sin embargo, resulta ventajoso asimismo aplicar una contrapresión de nitrógeno ó de algún otro gas neutro con el objeto de impedir la difusión del ácido fosfórico ó del ácido polifosfórico producidos, a través de las porosidades del carbono. Esta contrapresión de nitrógeno actúa como una barrera, y el nitrógeno, que cubre la porosidad abierta interna de la pared, permite proteger a ésta última de los posibles oxidantes presentes en la mezcla de gases calientes antes mencionada.
En otra modalidad, la cámara de combustión incluye unas paredes constituidas de carburo de silicio. Además, preferiblemente, la cámara de combustión cuenta con una pared interna y con otra pared externa, ambas hechas de carburo de silicio. Entre cada pared, los gases calientes de la mezcla de gases antes mencionada proveniente de la cámara de combustión pueden circular entonces de abajo hacia arriba, por fuera de la cámara de combustión, antes de salir del reactor. De esta manera, los gases calientes intercambian su calor residual con la pared interna de la cámara de combustión para evitar que existan puntos fríos. Además, esta forma de realización evita la restricción de tener que trabajar utilizando un gas neutro, ya que deja de ser necesario trabajar en presencia de grafito, por lo que los
riesgos de ignición se ven de esta manera también reducidos. Aunque los gases calientes ubicados dentro de esta envoltura mantienen la temperatura dentro de la cámara de combustión, es posible que éstos últimos se condensen y transmitan su calor hacia la cámara de combustión. En este caso, unos medios pertinentes de recuperación de los condensados se pueden incluir asimismo y esto permitirá re-inyectar los condensados ya sea dentro de una tina de recuperación, o ya sea al nivel del quemador, en función de la calidad de estos condensados.
En una variante, los medios de separación antes mencionados incluyen un dispositivo estático ubicado en la parte inferior de la cámara de combustión, por ejemplo constituidos por una sección más grande de la cámara de combustión, en su parte inferior, y que permite obtener una pérdida de velocidad del gas de combustión o de los gases calientes. De esta manera, gracias a la pérdida de velocidad, los gases efectúan un movimiento de rotación antes de ser dirigidos, mediante un deflector, hacia la salida de los gases calientes de la cámara de combustión, mientras que las pequeñas vesículas o gotitas (de densidad = 2) de ácido polifosforico son arrastradas por la gravedad hacia la salida del ácido polifosforico siguiendo una trayectoria uniforme.
En una variante de conformidad con la invención, el dispositivo incluye asimismo una tina de recuperación de ácido polifosforico conectada a la salida de ácido polifosforico antes mencionada y que presenta una tubería de extracción acoplada a un intercambiador de calor, y este ¡ntercambiador de
calor está acoplado a su vez a un depósito de almacenamiento de ácido polifosfórico y/o por otra parte, a una tubería de reciclaje del ácido polifosfórico, que lo devuelve a la tina de recuperación.
Como se mencionó anteriormente, este dispositivo permite obtener un bucle de recirculación que incluye un intercambiador de calor. Este bucle de recirculación se pone en funcionamiento con el objeto de controlar la temperatura del ácido dentro de la tina, que debe mantenerse entre 100 y 120°C para permitir garantizar la integridad de los materiales y para evitar que el ácido polifosfórico se fije o se adhiera a esta instalación. Hay que recordar que el ácido polifosfórico producido es recolectado a una temperatura ubicada entre 350 y 650°C (en función de la concentración del ácido polifosfórico deseada. La tasa de reciclaje del ácido enfriado con respecto al ácido producido debe ser importante (de alrededor de un factor de 20), por lo que se requiere de un braceo importante acompañado del debido enfriamiento para poder alcanzar la temperatura de 100 a 120°C.
En una modalidad preferida del dispositivo de conformidad con la invención, la salida antes mencionada de la mezcla de gases calientes está acoplada directa o indirectamente a una torre de lavado.
En una variante de conformidad con la invención, el dispositivo incluye asimismo un condensador indirecto, acoplado directa o indirectamente a la salida de gases calientes.
Ya se trate de la torre de lavado ó del condensador indirecto, estos dispositivos hacen posible recuperar ciertos compuestos ácidos o
dañinos para el ambiente dentro de una solución acuosa de lavado ó de una fase acuosa posterior a la fase de condensación que podrá ser reutilizada ulteriormente en otros procedimiento relacionados, por ejemplo en la producción de ácido fosfórico a partir de un mineral de fosfato que utiliza el ácido sulfúrico y que con frecuencia incluye asimismo compuestos fluorados.
En una variante preferida de conformidad con la invención, se incluye un medio de enfriamiento controlado de los gases acoplado a la salida de gases calientes de la cámara de combustión antes mencionada. Esto permite por tanto enfriar de manera controlada los gases calientes de la mezcla de gases que sale de la cámara de combustión para recuperar algo más de ácido polifosfórico antes de que los gases calientes pasen hacia la torre de lavado, de condensación, o hacia algún otro dispositivo ó todas las combinaciones de los mismos.
En otra modalidad preferida, el dispositivo de conformidad con la invención incluye asimismo un contactor de gas ácido que presenta, en su parte inferior, una entrada de la mezcla de gases calientes, acoplada a la salida antes mencionada de la mezcla de gases calientes de la cámara de combustión, eventualmente después de pasar por el medio de enfriamiento controlado, y de igual forma presenta, en su parte superior, una salida de una mezcla de gases calientes, eventualmente acoplada a la torre de lavado ó al condensador indirecto antes mencionados, si estos están presentes, una entrada de ácido fosfórico, sobre la parte superior del contactor antes mencionado, y una salida de ácido ortofosfórico que contiene eventualmente
un poco de ácido polifosfórico arrastrado por ei ácido ortofosfórico antes mencionado y que circula a contracorriente de la mezcla de gases antes descrita, en la parte inferior antes mencionada.
Como ya se mencionó anteriormente asimismo, el contactor de gas líquido permite recuperar el calor de los gases calientes de la mezcla antes mencionada de gases para calentar el ácido ortofosfórico, antes de introducirlo dentro de la cámara de combustión, y permite asimismo la recuperación de eventuales gotitas de ácido que podrían haber sido arrastradas por la mezcla de gases calientes antes mencionada, y reintroducirlas al mismo tiempo que el ácido ortofosfórico dentro de la cámara de combustión.
Cabe señalar que la temperatura de los gases calientes de la mezcla antes mencionada que abandonan el contactor de gas ácido no puede ser superior a la temperatura del punto de rocío del ácido ortofosfórico (sin lo cual el agua evaporada durante la polimerización se recondensaría).
En una modalidad preferida, el contactor de gas ha sido antes mencionado incluye asimismo un material de relleno, a través del cuál se percola el ácido ortofosfórico, que está dispuesto sobre un soporte perforado, ó sobre algún otro dispositivo similar.
En una variante, el contactor de gas ácido antes mencionado incluye un difusor de gas que presenta una parte superior sensiblemente permeable al gas y una parte inferior sensiblemente permeable a los líquidos y eventualmente, en su parte superior, un descondensador.
En otra modalidad, la salida del ácido ortofosfórico antes mencionada del contactor de gas ácido antes descrito está acoplada a la alimentación de fluido de pulverización de la cámara de combustión antes descrita.
En una variante, el dispositivo de conformidad con la invención incluye asimismo un depósito de almacenamiento de ácido ortofosfórico, acoplado, mediante una tubería, ya sea al conector de gas ácido antes mencionado o ya sea a la alimentación de un fluido de pulverización de la cámara de combustión.
Otras modalidades del dispositivo de conformidad con la invención se mencionan en las reivindicaciones anexas.
Otras características, detalles y ventajas de la invención se harán evidentes a partir de la descripción que aparece a continuación, de manera enunciativa mas no limitativa, y haciendo referencia a las figuras anexas en las que:
La figura 1 es un diagrama de principio de una unidad piloto que incluye una cámara de combustión y un contactor recuperador de gas ácido.
La figura 2 es un diagrama de principio de otra cámara de combustión de conformidad con la invención.
El procedimiento de conformidad con la invención es puesto en práctica, por ejemplo, en un dispositivo similar al ilustrado que incluye una cámara de combustión 1 que cuenta con un quemador 2, una primera entrada 3 para un combustible, tal como por ejemplo el gas natural, así como una
segunda entrada 4 para aire de combustión. El quemador 2 antes mencionado alimentado por el combustible antes descrito y por el aire de combustión, de preferencia de conformidad con la cantidad estequiométrica, permite generar una flama, que en este caso está orientada hacia abajo a una temperatura que alcanza los 1 ,700°C, y los gases de combustión presentan sensiblemente la misma temperatura. Esta temperatura disminuye a entre 500 y 650°C durante la inyección del ácido y durante la reacción de polimerización-condensación. De esta manera, el contenido de oxígeno de los gases de combustión se limita al máximo.
Como se puede apreciar, la primera y la segunda entradas se ubican sobre la parte superior, también conocida como cielo, de la cámara de combustión 1 , ó de manera sensiblemente equivalente, sobre toda la parte lateral superior de la cámara de combustión. La cámara de combustión 1 incluye asimismo una alimentación de fluido de pulverización 5 que permite llevar este fluido a la altura de la flama para pulverizarlo. El fluido de pulverización está constituido, entre otros, por una mezcla de ácido ortofosfórico y eventualmente de nitrógeno para pulverizar el ácido de manera óptima dentro de la cámara de combustión.
Desde luego, otros fluidos secundarios pueden ser utilizados, tales como por ejemplo cualquier gas neutro no inflamable. Cuando el fluido de pulverización es pulverizado bajo la flama, la reacción de polimerización-condensación puede producirse, puesto que el ácido fosfórico presente cuenta con la energía suficiente para ello.
La reacción de polimerización-condensación del ácido ortofosfórico se produce por tanto a una temperatura superior a los 350°C, tras lo cual se convierte en ácido polifosfórico, cuya constitución viene acompañada de una eliminación instantánea de agua (de constitución y de dilución del ácido fosfórico) bajo la forma de vapor que se mezcla con los gases de combustión y con el ácido ortofosfórico gaseoso pulverizado (asi como con las impurezas presentes). La eliminación de agua provoca una reducción brutal de la temperatura de los gases calientes (de combustión y de ácido gaseoso) y por tanto un "quenching" o enfriamiento rápido de estos últimos (debido a la energía requerida para que se produzca la reacción de polimerización-condensación). Además, este enfriamiento brusco de los gases de la mezcla, provocado intencionalmente de esta manera para alcanzar la temperatura objetivo previamente determinada, permite exponer a los materiales a condiciones de desgaste menos severas durante su funcionamiento, lo que incrementa de manera considerable el tiempo de vida útil de la instalación.
La cámara de combustión incluye asimismo unos medios de separación 6 que permiten separar, por una parte, el ácido polifosfórico producido, de los gases calientes de la mezcla de gases efectuada dentro de la cámara de combustión antes mencionada.
La cámara de combustión incluye, por ejemplo, en su carácter de medio de separación, una sección inferior más grande que permite obtener una pérdida de velocidad del gas de mezcla de gases así producidos. En
consecuencia, gracias a la pérdida de velocidad de éstos últimos, los gases efectúan un movimiento de rotación (de alrededor de entre 150 a 215°, y de preferencia de alrededor de 180°) mientras que las pequeñas partículas de ácido polifosfórico, que son en realidad vesículas líquidas de densidad de alrededor o equivalente a 2 constituidas por el ácido polifosfórico formado, son a su vez arrastradas por gravedad hacia abajo, hacia la salida 7 destinada para el ácido polifosfórico.
En lo que respecta a los gases que efectúan una rotación, ellos a su vez son eyectados a través de la salida 8 para los gases calientes de la mezcla. Como se puede apreciar, la cámara de combustión presenta una pared externa 9, y una pared interna 10, entre la cual es alimentado un gas neutro 1 1 , por ejemplo nitrógeno. La pared interna está hecha de preferencia de carbono amorfo no impregnado que presenta una baja conductividad térmica y que por tanto es un buen aislante. La pared hecha de carbono amorfo permanece por tanto caliente, lo que evita la aparición de puntos fríos que puedan provocar una recondensación del agua eliminada durante la etapa de polimerización-condensación. El carbono amorfo no impregnado permite a la instalación funcionar con una temperatura de pared de alrededor de 650°C y el nitrógeno inyectado ayuda preferiblemente a impedir la difusión del ácido fosfórico y/o del ácido polifosfórico a través de las porosidades del carbono, y evita asimismo la presencia de oxígeno caliente sobre las paredes de carbono, que podrían prender fuego de haber oxígeno presente.
Debido al hecho de que la cantidad de aire de combustión es estequiométrica a la cantidad de combustible, y también puesto que el ácido ortofosfórico es pulverizado en presencia de nitrógeno, la presencia de un oxidante se ve limitada al máximo, sin que toda vez ésta tenga un valor de 0. Por tanto, es preferible contar con la barrera de nitrógeno antes mencionada para mantener intactas o casi intactas las paredes internas de la cámara de combustión.
La salida de ácido polifosfórico 7 desemboca en una tina de recolección de ácido polifosfórico 12. Esta tina presenta una tubería 13 de extracción que está acoplada a un intercambiador de calor 14, que a su vez está acoplado por una parte a un depósito de almacenamiento 15 de ácido polifosfórico extraído de los gases calientes y, por la otra, como es el caso de la forma de realización ilustrada, a una tubería 16 de reciclaje del ácido polifosfórico, mismo que es devuelto a la tina de recuperación. De esta manera, este bucle de recirculación 3, 14, 16 es puesto en práctica con el fin de controlar la temperatura del ácido dentro de la tina, que debe ser mantenido entre los 100°C y los 120°C para no afectar la resistencia de los materiales y para evitar que el ácido polifosfórico se fije o se adhiera a esta parte de la instalación, cuando éste es recolectado a alrededor de 500 a 650°C en función de la concentración de P2O5 en el ácido ortofosfórico de inicio. Se requiere por tanto realizar un braceo de un volumen importante del ácido polifosfórico producido, previamente enfriado, para reducir de manera
drástica la temperatura del ácido polifosfórico producido y recolectado a entre 500 y 650°C.
En esta modalidad ilustrada, la salida de la mezcla de gases calientes 8 antes mencionada, está acoplada a un medio de enfriamiento controlado 30 que incluye un intercambiador de calor (no ilustrado). Este ¡ntercambiador de calor disminuye la temperatura de la mezcla de gases calientes a una temperatura ligeramente superior a la del punto de rocío de los gases en el ácido polifosfórico, para recuperar este ácido polifosfórico que habría sido arrastrado de otra manera por la mezcla de gases. La salida de la mezcla de gases calientes está asimismo acoplada a un contactor de gas-ácido 17 que permite, entre otras cosas, depurar los gases calientes extraídos de la cámara de combustión 1 antes de liberarlos a la atmósfera, y por otra parte, hace posible recuperar una parte de su calor.
El contactor de gas-ácido 17 cuenta con una entrada de la mezcla de gases calientes 18 que está acoplada a la salida antes mencionada de gases calientes 8 de la cámara de combustión 1 , en una parte inferior de ésta última, y una salida de la mezcla de gases calientes 23 que se ubica en la parte superior del contactor de gas-ácido 17. De esta manera, los gases calientes de la mezcla de gases que salen de la cámara de combustión penetran dentro del contactor de gas-ácido 17 y se escapan posteriormente mediante un movimiento ascendente hacia la salida de gases calientes 23.
Preferiblemente, la temperatura de los gases calientes que salen del contactor de gas-ácido 17 no puede ser inferior a la temperatura del punto de rocío del ácido ortofosfórico.
El contactor de gas-ácido 17 cuenta con un difusor de gas 19 que presenta una parte superior 20 sensiblemente permeable a los gases y una parte inferior 21 sensiblemente permeable a los líquidos. En consecuencia, los gases calientes pasan a través de la parte superior 20, mientras que las partículas líquidas eventuales que han sido arrastradas por los gases calientes al salir de la cámara de combustión, permanecen confinadas dentro del difusor de gas y, sometidas a gravedad, pasan a través de la parte inferior 21. Asimismo, en su parte superior, el contactor de gas-ácido 17 incluye además un descondensador 22 que permite recuperar las gotitas eventuales del líquido presentes en el gas antes de que éste salga a través de la salida de gases calientes 23.
El contactor de gas-ácido 17 cuenta asimismo con una entrada de ácido ortofosfórico 24 en una parte superior y con una salida de ácido fosfórico 25 (ácido ortofosfórico y polifosfórico residual) en su parte inferior. De esta manera, el ácido ortofosfórico circula de arriba hacia abajo dentro del contactor de gas-ácido 17 y esto permite, por una parte, que sea previamente calentado por los gases calientes que circulan a su vez de abajo hacia arriba, y por otra parte, recuperar las gotitas eventuales de ácido polifosfórico inicialmente constituidas dentro de la cámara de combustión 1 , pero que podrían haber sido arrastradas por los gases calientes.
El contactor de gas-ácido 17 cuenta asimismo con un material de relleno 26, a través del cual percola el ácido fosfórico alimentado por la entrada de ácido ortofosfórico 24, y este material está dispuesto sobre un soporte perforado 27, por ejemplo, una rejilla de soporte. De preferencia, el material de relleno 26 acumula el calor que proviene de los gases calientes. La salida de ácido fosfórico 25 del contactor de gas-ácido 17 está acoplada a la alimentación de fluido de pulverización 5 antes mencionada de la cámara de combustión 1. De esta manera, el ácido fosfórico que entra dentro de la cámara de combustión, a través del fluido de pulverización, es precalentado por los gases calientes a una temperatura ubicada entre los 190 y los 240°C, y de preferencia de alrededor de 200°C.
En una modalidad particularmente preferida, el ácido fosfórico proviene, antes de penetrar en el recuperador de gas-ácido 17, de un depósito de almacenamiento de ácido fosfórico, acoplado a través de una tubería al contactor de gas-ácido 17.
En la modalidad ilustrada, los gases calientes de la mezcla de gases se escapan del contactor de gas-ácido 17 a través de la salida 23, que está acoplada a una torre de lavado 31 mediante una entrada de los gases calientes 32 ó de la mezcla de gases calientes, ubicada sobre una parte inferior de esta torre. Como se puede apreciar, la torre de lavado 31 es alimentada de solución de lavado desde distintos puntos de ésta última 33a, 33b, 33c. Esta solución de lavado permite arrastrar los contaminantes presentes en el gas caliente, como por ejemplo, el SOx gaseoso u otros
compuestos fluorados. Estos últimos contaminantes gaseosos son entonces disueltos en la solución acuosa de lavado y constituyen una parte de la solución de lavado antes de ser recuperados en el depósito de recuperación 34. El depósito de recuperación 34 realimenta en circuito cerrado a la torre de lavado 31. De esta manera, los gases liberados a la atmósfera a través de la salida 35 están libres o prácticamente exentos de contaminantes nocivos para el medio ambiente.
Cuando una parte de la solución de lavado es extraída, o si la concentración de ácidos es muy alta, o si la temperatura es demasiado elevada, una aportación complementaria de agua hará posible regularizar la situación, provocando un efecto de dilución, entre otros.
El depósito 34 incluye asimismo una salida de solución de lavado (ligeramente acidificada) 36. Esta solución de lavado acidificada puede ser utilizada en consecuencia en otros procedimientos, como por ejemplo en la extracción de ácido fosfórico a partir del mineral de fosfato, puesto que esta solución acuosa de lavado acidificada está constituida principalmente por ácido sulfúrico y por compuestos fluorados.
Es posible apreciar claramente por tanto que el dispositivo y el procedimiento de conformidad con la invención son particularmente poco contaminantes. En efecto, los puntos fríos son evitados en la medida de lo posible para impedir la condensación y la aportación de agua en el ácido polifosfórico, al nivel de la cámara de combustión, mediante la presencia de paredes hechas de carbono amorfo no impregnado que presentan una baja
conductividad térmica. De esta manera, en lugar de perder la energía de los gases calientes, o de liberar hacia la atmósfera gases excesivamente calientes, el dispositivo de conformidad con la invención permite de manera clara recuperar y aprovechar la energía generada para calentar previamente el ácido fosfórico antes de ingresarlo dentro de la cámara de combustión, y por tanto reducir el consumo del quemador 2.
Además, mediante la presencia del contactor de gas-ácido 17 del descondensador 22, así como del difusor de gas 19, prácticamente no existen pérdidas al nivel del ácido polifosfóríco producido, ya que todo lo que se puede recuperar de los gases calientes es arrastrado por el ácido fosfórico que percola a través del contactor de gas-ácido de arriba hacia abajo.
En una modalidad, por ejemplo a gran escala, la torre de lavado puede ser sustituida por un condensador indirecto que permita obtener los mismos resultados, pero con un rendimiento más elevado en lo que respecta a la reducción de emisiones contaminantes.
Como se puede apreciar en la figura 2, es posible implementar otro tipo de cámara de combustión junto con la instalación ilustrada a manera de ejemplo en la figura 1. La cámara de combustión 1 ilustrada incluye por tanto un quemador 2, una primera entrada 3 para un combustible y una segunda entrada 4 para aire de combustión. La cámara de combustión 1 cuenta asimismo con una alimentación del fluido de pulverización 5 que permite conducir este fluido hasta la altura de la flama, para pulverizarlo. El fluido de pulverización está constituido, entre otros, por una mezcla de ácido
ortofosfórico sustancialmente puro y eventualmente por nitrógeno para pulverizar el ácido de manera óptima dentro de la cámara de combustión.
La cámara de combustión 1 incluye una pared interna 9, de preferencia hecha de carburo de silicio y una pared externa 10 asimismo hecha de carburo de silicio, recubierta por una capa 37 protectora y aislante. Entre la pared interna 9 y la pared externa 10 se define una envoltura 38, dentro de la cual los gases calientes de la mezcla de gases podrán circular con el objeto de calentar la cámara de combustión 1 y evitar de esta manera la aparición de puntos fríos que resultan nefastos, como se mencionó anteriormente.
La cámara de combustión incluye asimismo unos medios de separación 6 que permiten separar, por una parte, el ácido polifosfórico producido, y por otra parte, los gases calientes de la mezcla de gases, de igual forma producidos dentro de la cámara de combustión antes mencionada y que arrastran el ácido polifosfórico antes mencionado. En esta modalidad de realización, los medios de separación tienen la forma de un fondo 6 de la cámara de combustión, perforado por unos orificios 40. El fondo 6 de la cámara de combustión perforado con orificios 40 yace sobre unos asientos 39. Los gases calientes arrastran al ácido polifosfórico antes mencionado a través de los orificios 40, y posteriormente son desviados sobre la pared inferior de la cámara de combustión. De esta manera, vuelven a subir a través de la envoltura 38 antes de salir por la salida de gases calientes 8 ubicada en esta ocasión sobre una parte superior de la cámara de combustión 1 , mientras que
el ácido polifosfórico constituido de esta manera es arrastrado y abandona principalmente por gravedad la cámara de combustión 1 a través de la salida 7 de ácido polifosfórico, ubicada en la parte inferior de la cámara de combustión 1 antes mencionada. Desde luego, los gases calientes de la mezcla antes descrita arrastran una parte de ácido polifosfórico producido asimismo en el interior de la envoltura 38, pero como se mencionó anteriormente, el dispositivo de conformidad con la invención incluye diversos medios pertinentes que permiten su recuperación con el objeto de incrementar de manera significativa el rendimiento de producción global de la instalación de conformidad con la invención. Cabe recordar que las pequeñas partículas de ácido polifosfórico producidas son de hecho vesículas líquidas con una densidad de alrededor o equivalente a 2, constituidas de ácido polifosfórico formado, y que estas vesículas son arrastradas por la gravedad hacia abajo, en dirección a la salida 7 de ácido polifosfórico.
En lo que respecta a los gases, una vez que han efectuado una rotación estos son eyectados a través de la salida de gases calientes 8.
Cabe señalar, desde luego, que la presente invención no se limita de ninguna manera a las formas de realización aquí descritas y que se pueden realizar modificaciones sin por ello alejarse del contexto de las reivindicaciones anexas.
35
una pared externa (9), asimismo hecha de carburo de silicio, entre las cuales se define una doble envoltura (38).
14. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a 13, caracterizado además porque los medios de separación antes mencionados incluyen un dispositivo estático ubicado en la parte inferior de la cámara de combustión.
15. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado además porque comprende adicionalmente una tina de recuperación del ácido polifosfórico (12) acoplada a una salida (7) de ácido fosfórico y que presenta una tubería de extracción (13), acoplada a un intercambiador de calor (14), y este intercambiador de calor (14) está acoplado a su vez a un depósito de almacenamiento (15) de ácido polifosfórico y/o por otra parte a una tubería de reciclaje (16) de ácido polifosfórico que regresa hacia la tina de recolección (12) antes mencionada.
16. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado además porque comprende adicionalmente una torre de lavado (31) acoplada, ya sea directa o indirectamente, a la salida de la mezcla de gases calientes antes mencionada.
17. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado además porque comprende adicionalmente un condensador indirecto, acoplado directa o indirectamente a la salida de la mezcla de gases calientes antes mencionada.
Claims (1)
- NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1 . Un procedimiento de producción de ácido polifosfórico a partir de soluciones de ácido ortofosfórico sensiblemente puro que incluye: a) una combustión de un combustible en presencia de aire de combustión dentro de una cámara de combustión (1 ), en una parte superior de ésta última, para constituir una flama y gases de combustión; b) una pulverización de un fluido de pulverización que incluye ácido ortofosfórico sensiblemente puro; c) una polimerización-condensación del ácido ortofosfórico puro antes mencionado para constituir un ácido polifosfórico bajo la forma de un condensado de ácido acompañado de una formación de gases que se mezclan con el gas de combustión para alcanzar una temperatura previamente determinada, y esta mezcla provoca una reducción drástica de la temperatura de los gases de combustión; d) una separación del condensado de ácido polifosfórico antes mencionado y de los gases de la mezcla; e) una recolección del ácido polifosfórico antes mencionado y así constituido sobre la parte inferior de la cámara de combustión (1) dentro de una tina (12); y f) una salida de la mezcla de gases antes mencionada ubicada sobre una parte inferior de la cámara de combustión (1 ) antes mencionada pero distinta a la de la tina de recuperación de ácido polifosfórico antes descrita. 2. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el fluido de pulverización, que incluye ácido ortofosfórico sensiblemente puro, es pulverizado bajo la flama antes mencionada en presencia de un fluido secundario, en particular un gas inerte, de preferencia nitrógeno. 3. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 ó con la reivindicación 2, caracterizado además porque durante la combustión antes mencionada, la cantidad de aire de combustión es estequiométrica con relación a la cantidad de combustible. 4. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque incluye una extracción del ácido polifosfórico recolectado, un intercambio de calor que permita el enfriamiento del ácido polifosfórico así extraído, y una alimentación de la tina (12) antes mencionada con ácido polifosfórico enfriado. 5. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la alimentación de ácido polifosfórico enfriado antes mencionada alimenta de igual forma un depósito de almacenamiento (15). 6. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la mezcla de gases a la salida de la cámara de combustión es empobrecido de P2O5 mediante enfriamiento controlado para realizar una recuperación adicional de ácido polifosfórico. 7. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque la mezcla de gases a la salida de la cámara de combustión, eventualmente empobrecida de P2O5, es lavada mediante una solución acuosa de lavado y enfriada a una temperatura ubicada entre 35 y 50°C. 8. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque la mezcla de gases antes mencionada a la salida de la cámara de combustión, eventualmente empobrecida de P2O5, es condensada por vía indirecta. 9. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque incluye: - la puesta en contacto de la mezcla de gases antes mencionada a la salida de la cámara de combustión, eventualmente y previamente al lavado antes mencionado ó previamente a la condensación, o eventualmente antes del empobrecimiento antes descrito, junto con el ácido ortofosfórico, antes de su pulverización dentro de la cámara de combustión (1 ) antes descrita; - un intercambio de calor entre el ácido ortofosfórico antes mencionado y la mezcla de gases antes descrita; y - una recuperación de las gotitas eventuales de la condensación de ácido polifosfórico antes descrita, que son arrastradas por la mezcla de gases antes mencionada cuando ésta última sale de la cámara de combustión. 10. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el ácido ortofosfórico tiene una temperatura ubicada entre 190 y 240°C antes de su pulverización, de preferencia de alrededor de 200°C. 11. El dispositivo de producción de ácido polifosforico que incluye una cámara de combustión (1) que presenta: - un quemador (2) sobre una parte superior de la cámara de combustión; - una primera entrada (3) para un combustible; - una segunda entrada (4) para un aire de combustión, ubicadas ambas sobre la parte superior antes mencionada de la cámara de combustión antes descrita; - una alimentación de un fluido de pulverización (5) configurada de tal forma que conduzca a este fluido de pulverización hasta el nivel del quemador (2) antes mencionado; - unos medios de separación (6) que permitan separar, por una parte, el ácido polifosforico producido antes mencionado dentro de la cámara de combustión (1) y, por la otra, una mezcla de gases igualmente producidos dentro de la cámara de combustión antes mencionada y que arrastran al ácido polifosforico antes descrito; - una salida del ácido polifosforico (7); y - una salida de los gases de la mezcla (8). 12. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque la cámara de combustión (1) antes mencionada presenta una pared externa (9) y una pared interna (10), hechas de carbono amorfo no impregnado, entre las cuales circula un gas neutro. 13. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque la cámara de combustión antes mencionada incluye una pared interna (10) hecha de carburo de silicio, y eventualmente 18. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado además porque comprende adicionalmente un medio de enfriamiento controlado de la mezcla de gases calientes acoplado a la salida de la mezcla de gases calientes antes mencionada de la cámara de combustión (1). 19. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a 18, caracterizado además porque comprende adicionalmente un contactor de gas-ácido (17) que presenta: - una entrada de una mezcla de gases calientes (18) sobre una parte inferior, acoplada a la salida de la mezcla de gases calientes (18) antes mencionada de la cámara de combustión (1 ), y eventualmente acoplada asimismo a los medios de enfriamiento controlado de una mezcla de gases calientes; - una salida de la mezcla de gases calientes (23) sobre la parte superior, eventualmente acoplada a la torre de lavado (31) antes mencionada o al condensador indirecto antes descrito cuando éstos están presentes; - una entrada del ácido ortofosfórico (24), sobre una parte superior del contactor (17) antes mencionado; y, - una salida del ácido ortofosfórico (25) y de las eventuales gotitas de ácido polifosfórico que contienen eventualmente un poco de ácido ortofosfórico y que son arrastradas a contracorriente de la mezcla de gases antes mencionada, sobre la parte inferior. 20. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el contactor de gas-ácido (17) incluye asimismo un material de relleno a través del cuál percola el ácido ortofosfórico, dispuesto sobre un soporte perforado. 21. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19 ó 20, caracterizado además porque el contactor de gas-ácido (17) incluye un difusor de gas (19) que presenta una parte superior (20) sensiblemente permeable a los gases y una parte inferior (21 ) sensiblemente permeable a los líquidos y, eventualmente sobre su parte superior, un descondensador (22). 22. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21 , caracterizado además porque la salida de ácido ortofosfórico (25) antes mencionada del contactor de gas-ácido (17) está acoplada a la alimentación del fluido de pulverización (5) antes descrita de la cámara de combustión (1). 23. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a 22, caracterizado además porque incluye un depósito de almacenamiento del ácido ortofosfórico, acoplado a través de una tubería ya sea al contactor de gas-ácido antes mencionado, o a la fuente de alimentación del fluido de pulverización de la cámara de combustión (1) antes descrita.
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