«Производство фосфорной кислоты термическим методом»

4. Механический расчет башни сжигания фосфора

4.1. Конструкция аппарата (приложение 2)

Башня сжигания фосфора относится к специальному оборудованию, те есть используется только в данном производстве; процесс осуществляется непрерывно; в реакции участвуют две фазы (жидкая и газообразная). Она вертикальная полая конической формы средним диаметром 4,25 м и высотой 13,5 м [5]. У верхнего края башни имеется «воротник» - кольцевой желоб, куда подается охлажденная фосфорная кислота и часть воды, необходимой для образования фосфорной кислоты из сжигаемого фосфора. Равномерному омыванию кислотой стенок башни способствует немного конусообразная форма башни [2]. Примерно 2/3 всего количества оборотной фосфорной кислоты подается в кольцевой питающий желоб для орошения стенок с целью их предохранения от термического разрушения и 1/3 форсунками в середину башни для интенсивного охлаждения газа в объеме. Кожух башни выполнен из углеродистой стали и футерован полиизобутиленом, диабазовой плиткой и кислотоупорным кирпичом. Крышка башни из стали 0Х23Н28М3Д3Т охлаждается водой. На крышке расположена форсунка для распыления фосфора и спиральный патрубок для вторичного воздуха. Ниже зоны горения фосфора, примерно в середине башни, установлен ярус форсунок для дополнительного распыления кислоты и воды. Производительность по сжигаемому фосфору – 3000 кг/ч [5].

4.2. Расчет толщины стенки

Толщина стенки днища определяется по формуле:

где - расчетная толщина стенки
S´- прибавка на коррозию,
S´´- прибавка на конструкционный материал.
Расчет толщины стенки проводится согласно ГОСТ 52857.2-2007. «НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ»

где – радиус кривизны в вершине днища, для эллиптического днища с радиус , [σ] - допускаемое напряжение.
Для стали марки 0Х27Н28М3Д3Т допускаемое напряжение [σ] при 100°С будет равным 156 МПа

C учетом поправок на коррозию: