Термотехнологические процессы 44

Возгонка

Получение желтого фосфора основано на восстановлении фосфата кальция углеродом в присутствии кремнезема. Реакция описывается уравнением:

Фосфор в печи получается в паровой фазе, и поэтому процесс называется возгонкой фосфора.

Кремнезем в шихту вводится для снижения температуры процесса, так как в его присутствии образуются эвтектические смеси и получаются легкоплавкие шлаки.

Имеющиеся в сырье примеси Al2O3, Fe2O3, которые, как и SiO2, образуют эвтектические смеси с CaO, снижают температуру процесса, ускоряют его и дают легкоплавкие шлаки. Fe2O3 частично вступает в реакцию с углеродом, восстанавливаясь до элементарного железа: Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO, которое с фосфором образует тяжелый фосфид железа Fe3P (феррофосфор), скапливающийся на поду печи.

Возгонку фосфора практически проводят при температуре 1400 - 1600 ˚С в электрических руднотермических печах типа РКЗ. Мощность их составляет 24; 48; 72 и 80 MB∙А.

На 1 т фосфора получается до 2500 м3 газа, который содержит: фосфора - 300 - 350 г/м3; CO - 85 - 90%; CO2 - не более 1%; SiF4, PH3 и другие газы - 0,2 - 0,6%; до 1 т шлака (около 48% CaO, 38 - 39% SiO2, 5% Al2O3 и другие вещества).

Температура отходящих печных газов составляет 300 - 350 ˚С.

Пиролиз - термотехнологический процесс разложения и различных превращений исходных материалов в адиабатических условиях при высокой температуре.

Получение ацетилена (C2H2) основано на пиролизе, т. е. термическом разложении, и различных превращениях исходных углеводородов при температуре выше 1000 ˚С в адиабатических условиях за 0,005 - 0,02 с. В течение этого времени необходимо осуществить нагрев сырья, непосредственно реакцию и охлаждение образующихся продуктов до 200 ˚С.