硫酸分解磷矿生产磷酸如何使反应体系维持足够高的浓度?

2022年04月16日 阅读量:41

在硫酸分解磷矿生产磷酸的反应中,硫酸根容易生成硫酸钙而阻止反应,而磷酸对磷矿的分解比硫酸分解磷矿更有利。为了使反应体系维持足够高的磷酸浓度,一般采用大量返浆和强烈搅拌。这种通过循环大量反应产物来达到混合的反应器,只要循环量足够高,也可认为是达到全混的反应状况。通常循环量达到25倍以上时,即可按全混流处理。

稳态操作的全混流反应器内反应参数不随时间和空间变化,流出的反应物料具有与反应器内物料相同的浓度和温度。实际反应器中,流体流动或多或少地偏离完全混合的理想状况。当进口管和出口管距离较近,会产生短路现象,部分进口反应物几乎未来得及发生反应就流出了反应器。而在反应器的边角处,边界层流动会形成滞流区,常称之为死区,死区内的流体很难与充分混合的流体主体发生物质和能量交换。

CSTR进行放大设计,尽管全混流的理想情况可以作为其基本特性,仍需要考虑短路流体量和死区体积这些非理想特性。实际反应器的操作状况总是处于这些典型反应器之间,反应状态更复杂。半连续操作便是间歇和连续反应器的组合。

在考虑反应参数随时间变化的同时,还要考虑空间分布。对于多相反应器,不同相之间的流动状态有很大的差别。例如,一些精细化工的加氢反应,液相反应物被一次加入反应槽,而氢气鼓泡则通过液相反应物。这种情况下,氢气的流动可以看成是连续流动的平推流流动状况,而液相可以按间歇反应器计算。

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