(57)【要約】  本発明は、リン酸を製造する化学ユニットに関し、リン酸を製造する化学ユニットは、リン酸を製造するための反応器と、反応器で製造されたリン酸の濾過から得られたリン酸石膏を受ける受け装置と、受け装置からリン酸石膏を排出する排出システムとを備えている。化学ユニットは、入口が受け装置内に位置し、受け装置に通じるように配置されている下降路と、回転軸の周りに可動であるフラップとを備えている。フラップは、下降路の入口を介してリン酸石膏のある部分量に対して所定の通路断面に対応する所定の開口角に開放可能であり、下降路へのリン酸石膏の流入を防止するために閉鎖可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸を製造するための反応器と、
前記反応器で製造されたリン酸の濾過から得られたリン酸石膏を受ける受け装置と、
前記受け装置からリン酸石膏を排出する排出システムとを備えている、リン酸を製造する化学ユニットであって、
前記排出システムは、
入口が前記受け装置内に位置し、前記受け装置に通じるように配置されている下降路と、
回転軸の周りに可動であるフラップとを備え、
前記フラップは、前記下降路の前記入口を介してリン酸石膏のある部分量に対して所定の通路断面に対応する所定の開口角に開放可能であり、前記下降路へのリン酸石膏の流入を防止するために閉鎖可能であることを特徴とする、リン酸を製造する化学ユニット。
【請求項２】
前記フラップの前記開口角は、前記フラップが閉じたときの０度から、前記フラップが開いたときの９０度、好ましくは７５度までの範囲にある請求項１記載の化学ユニット。
【請求項３】
前記フラップは、少なくとも一つの空気圧アクチュエーター又は電気アクチュエーターで作動される請求項１又は２記載の化学ユニット。
【請求項４】
リン酸石膏の前記排出システムはさらに導管を備え、前記導管は、前記下降路の出口と通じていて、前記下降路から前記導管へのリン酸石膏の排出を可能にする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の化学ユニット。
【請求項５】
前記フラップは、リン酸石膏の前記受け装置の内側に向けて開く請求項４記載の化学ユニット。
【請求項６】
前記フラップの前記回転軸は、前記下降路内で、前記導管と通じる前記下降路の前記出口に、配置されている請求項４又は５記載の化学ユニット。
【請求項７】
さらに、前記受け装置の入口に最初に存在するリン酸石膏の量のうちの第２部分量を排出することを可能にするリン酸石膏の第２排出システムを備え、
これにより当該部分量と前記第２部分量との和が、前記受け装置の前記入口に最初に存在するリン酸石膏の量に対応する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の化学ユニット。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の化学ユニットで、リン酸石膏を受ける受け装置からリン酸石膏を排出する方法であって、
前記下降路にアクセスする前記フラップを所定の開口角に開くステップと、
前記受け装置から前記下降路へ、リン酸石膏のある部分量を流すステップとを備えている、方法。
【請求項９】
さらに、前記下降路から導管へのリン酸石膏の当該部分量を移送し、前記下降路からリン酸石膏の排出を可能にするステップを備えている請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてリン酸を合成する間に得られたリン酸石膏を排出するためのシステムを伴った、リン酸を製造する化学ユニット（化学設備、ＩＮＳＴＡＬＬＡＴＩＯＮ  ＣＨＩＭＩＱＵＥ）に関する。この合成の終わりに、リン酸石膏の析出物が濾過によってリン酸から分離され、排出システムを介して化学ユニットから排出される。
【背景技術】
【０００２】
リン酸を製造するユニットは、リン酸の合成が行われる反応器を有する。この合成から得られる反応生成物は、再生されたリン酸を含むが、これのみならず、濾過によって反応生成物から抽出され、適切な受け装置、一般的にはホッパーで再生されたリン酸石膏の析出物（沈殿物）を含む。
【０００３】
リン酸石膏の濾過は、既知の方法であり、化学工業でよく用いられる。一般的に言って、軸回転するフィルター布を備えた回転式の水平フィルターを有する。このようなフィルターは特に、特許文献１及び２に記載されている。フィルターは、シリンダーを形成するように配列された濾過セルを備え、シリンダーの軸の周りに回転移動可能である。濾過が終了すると、シリンダーは切り換えられ、濾過物、即ちここではリン酸石膏の析出物は、フィルターと直接接続して位置している受け装置、例えばホッパーなどに向けて、移送される。
【０００４】
リン酸石膏がホッパーで再生されると、キャリア流体、通常は水を用いて、ホッパーからリン酸石膏が排出される。しかしこの方法は、リン酸石膏を相当に湿潤化し、非常に重くさせ、移動を困難にさせてしまう欠点がある。これに加えて、リン酸石膏を再生する方法の多くは、乾燥することを必要とする。しかし、水噴流で排出する方法は、後工程の乾燥時間を大幅に長くするため、時間の損失や結果的な経費上の損失につながるものである。
【０００５】
この問題を解決するために、水噴流の代わりに、ホッパーの出口に位置するモーター駆動のウォームネジを使用することができる。リン酸石膏は、ウォームネジのスプラインに収容され、その回転によって排出される。これによりリン酸石膏の排出は、「乾式」で行われる。これは即ちキャリア流体、特に水を使用しないことを意味する。ウォームネジシステムは、ウォームネジの回転量の調節や、スプラインのサイズなどの内在的な特性を用いて、リン酸石膏の排出流量を制御するという利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国出願公開第２００４／００８９５９９号
【特許文献２】米国特許第９３８３７８号
【発明の概要】
【０００７】
しかし、ウォームネジのスプラインは、通常汚れが付着して詰まってしまい、排出流量が著しく減少することとなる。これは、化学ユニットを頻繁に停止させる事態を引き起こし、時間の大きな損失と、製造に対する付加的なコストを生じさせる。
【０００８】
さらに、ウォームネジでリン酸石膏を排出するこの方法は、ホッパーの入口に達する濾過されたリン酸石膏の初期量に対する排出されたリン酸石膏の部分量又は相対量を制御することはできない。なぜならば、ホッパーの出口でのリン酸石膏の全体がウォームネジで排出されるからである。
【０００９】
本発明の目的は、従って、従来技術の欠点を克服することであり、これは、受け装置の入口で濾過の後に得られたリン酸石膏の初期量（ＱＵＡＮＴＩＴＥ）に対する、排出されたリン酸石膏の部分量（ＦＲＡＣＴＩＯＮ）、即ち相対量と称するものを制御することを可能にするリン酸石膏排出システムを備えている、リン酸を製造する化学ユニットを提供することによって行われる。
【００１０】
また化学ユニットからリン酸石膏を排出する排出システムは、リン酸石膏を「乾式」で、即ちキャリア流体、特に、最もよく使用されるキャリア流体である水を使用しないで、排出することを目的とする。排出されたリン酸石膏は容易に利用でき、その物理的性質や化学的性質は変化しない。
【００１１】
以上のことを目的として、本発明の主題となるものは、リン酸を製造する化学ユニットであって、
・リン酸を製造するための反応器と、
・反応器で製造されたリン酸の濾過から得られたリン酸石膏を受ける受け装置と、
・受け装置からリン酸石膏を排出する排出システムとを備え、
排出システムは、
入口が受け装置内に位置し、受け装置に通じるように配置されている下降路と、
回転軸の周りに可動であるフラップとを備え、
フラップは、下降路の入口を介してリン酸石膏のある部分量に対して所定の通路断面に対応する所定の開口角に開放可能であり、下降路へのリン酸石膏の流入を防止するために閉鎖可能である、リン酸を製造する化学ユニットである。
【００１２】
リン酸石膏は、化学ユニットから乾式プロセスで排出される。排出されたリン酸石膏の当該部分量は、特にフラップの開口を調節することにより、制御され、受け装置での下降路の入口の位置設定を行うことで、排出中のリン酸石膏に生じ得る損失は、最小にされる。
【００１３】
単独で用いられ、又はその技術的に可能な全ての組み合わせに基づいて、リン酸を製造する化学ユニットの他の任意の特性によれば、下記の通りである。
【００１４】
・フラップの開口角は、フラップが閉じたときの０度から、フラップが開いたときの９０度、好ましくは７５度までの範囲にある。
・フラップは、少なくとも一つの空気圧アクチュエーター又は電気アクチュエーターで作動される。
・リン酸石膏の排出システムはさらに導管を備え、導管は、下降路の出口と通じていて、下降路から導管へのリン酸石膏の排出を可能にする。
・フラップは、リン酸石膏の受け装置の内側に向けて開く。このことは、下降路の部分が導管の部分よりも大きく、フラップが下降路内で作動するように設置され、下降路内で動けるが導管内では動けるわけではないサイズである場合に、特に優れた利点を有する。
・フラップの回転軸は、下降路内で、導管と通じる下降路の出口に、配置されている。
・本化学ユニットはさらに、受け装置の入口に最初に存在するリン酸石膏の量のうちの第２部分量を排出することを可能にするリン酸石膏の第２排出システムを備え、これにより当該部分量と第２部分量との和が、受け装置の入口に最初に存在するリン酸石膏の量に対応する。
【００１５】
また本発明は、上に記載したような化学ユニットで、リン酸石膏を受ける受け装置からリン酸石膏を排出する方法であって、
下降路にアクセスするフラップを所定の開口角に開くステップと、
受け装置から下降路へ、リン酸石膏のある部分量を流すステップとを備えている、方法に関する。
【００１６】
その他の任意の特徴によれば、本方法はさらに、下降路から導管へのリン酸石膏の当該部分量を移送し、下降路からリン酸石膏の排出を可能にするステップを備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の他の利点と特徴は、添付する図面を参照して、限定的でなく例示的に述べた下記の説明を読むことによって、明らかになるものである。
【００１８】
【図１】本発明に係るリン酸を製造する化学ユニットの中のリン酸石膏排出システムの全体の側面図である。
【図２】図１の排出システムのＡ−Ａ軸に沿った断面図である。
【図３Ａ】フラップが閉じている、本発明に係るリン酸石膏排出システムの概略図である。
【図３Ｂ】フラップが半開になっている、図３Ａと同様な概略図である。
【図３Ｃ】フラップが最大に開いている、図３Ａ，３Ｂと同様な概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
下記の記載は、主として、受け装置からリン酸石膏を排出する方法とともに、リン酸を製造するユニットの中で、受け装置からリン酸石膏を排出する排出システムに関する。
【００２０】
リン酸石膏を排出するこのシステム及び方法は、説明を単純化するために、本明細書の下記の部分の中で、並行して述べる。
【００２１】
リン酸石膏排出システムは、この他のものを排除するわけではないが、ここでは特に格別に、本明細書の下記の部分で第３者システムと称する、他の排出システムと関連付けられるものと想定されている。図１，２には、その流体ノズルのみを示す。
【００２２】
化学ユニットの入口で、流入するリン酸石膏Ｆは、好適な濾過装置で濾過され、リン酸を合成する間に、リン酸石膏をリン酸から分離することを可能にする。
【００２３】
リン酸石膏排出システムは、濾過装置の下流側に位置する。軸回転するフィルター布を備えた回転式の水平フィルターによって、前もって濾過されたリン酸石膏を排出することに、この他のものを排除するわけではないが、ここでは特に格別に、適合している。
【００２４】
リン酸石膏は濾過されたときに、受け装置に注ぎ込まれる。この部分の全体は、図１，２で符号２で示したようなホッパーとなっている。受け装置の入口に最初に存在するリン酸石膏の量、簡単に言えばＭｉの記号を付したリン酸石膏の初期量が、これに関わるものである。
【００２５】
リン酸石膏の初期量のうちの部分量、即ち相対量が、その次に排出システムを通って排出される（部分的排出）。一方、残りの部分量は好ましくは、当業者にとって一般的に周知な、第３者システムによって排出される。
【００２６】
リン酸石膏の部分量とは、リン酸石膏の特定の量と、リン酸石膏の初期量Ｍｉとの間の比率として定義される。
【００２７】
従って、まず、システムによって乾式プロセスで排出されたリン酸石膏の量ＭＳ（例えば体積又は質量）は、制御することが可能になる。従って、リン酸石膏の初期量Ｍｉ（ＦＳ＝ＭＳ／Ｍｉ）で除算した、排出されたリン酸石膏の量ＭＳに対応した部分量ＦＳは、制御することが可能になる。
【００２８】
他方、第３者システムによって湿式プロセスで排出されたリン酸石膏の量ＭＨ（例えば体積又は質量）は、間接的に制御することが可能になる。従って、排出が通常はキャリア流体で行われるリン酸石膏の初期量Ｍｉ（ＦＨ＝ＭＨ／Ｍｉ）で除算した、排出されたリン酸石膏の量ＭＨに対応した部分量ＦＨは、間接的に制御することが可能になる。
【００２９】
図１，２を参照すると、リン酸石膏排出システム１は下降路（ＧＯＵＬＯＴＴＥ）３を有する。下降路３の入口４はホッパー２に通じて延び、必要なときに、ホッパー２から下降路３へリン酸石膏のある部分量ＦＳが流れることを可能にする。
【００３０】
利点としては、下降路３は部分的にホッパーの内部に位置し、排出回路の外でリン酸石膏のいかなる損失も回避するようにする。特に、下降路の入口４は、優れた利点をもって、同じ目的のためにホッパー２内に位置する。
【００３１】
下降路３のサイズは、ホッパー２に対する、必要に応じてホッパー２内での位置設定とともに、ホッパーからリン酸石膏排出システム１を介してのリン酸石膏の排出容量を、１回で同時に、最大にすることに適合している。またホッパー内に位置する下降路の一部の占める大きさを最小にすることに適合している。
【００３２】
特に、リン酸石膏が軸回転するフィルター布を備えた回転式の水平フィルターによって濾過されたときに、下降路３の入口４は、フィルターの布で排出されたリン酸石膏の一部を集めることを可能にする。下降路３のサイズは、ホッパー２に対する、必要に応じてホッパー２内での位置設定とともに、回転するフィルターから落ちて下降路３の通路断面（ＳＥＣＴＩＯＮ  ＤＥ  ＰＡＳＳＡＧＥ）１３を垂直に横切るリン酸石膏の流れを最大にすることに適合している。
【００３３】
リン酸石膏排出システム１はさらに、軸７の周りに回転移動が可能なフラップ６を有する。軸７はほぼ水平である。即ち排出システムを備えた化学ユニットが設置されている地面に対して平行である。
【００３４】
フラップ６は、下降路３の入口４付近に位置することに利点がある。図２の実施形態によれば、フラップ６の軸７は下降路の入口４に配置され、ホッパー２からのリン酸石膏を下降路３に向けて通過させることを可能にする。
【００３５】
図３Ａ，３Ｂ，３Ｃに示した他の実施形態によれば、フラップ６の軸７が下降路の出口５に配置され、ホッパー２から下降路３へのリン酸石膏の通過、及び下降路の延長線上に位置する導管１１への下降路からのリン酸石膏の通過を、同時に可能にする。
【００３６】
フラップ６は、軸７の周りに回転して開閉することでそれぞれ、リン酸石膏が下降路３に向けて流れることを許可又は禁止する。これに加えて、フラップ６は好ましくはホッパー２の内側に向けて開き、開いたときに、ホッパーの内側に位置する。
【００３７】
好ましくはフラップ６は、台形の形状である。
【００３８】
図３Ａ，３Ｂ，３Ｃを参照すると、αの記号を付したフラップ６の開口角は、下降路を経て導管１１へのリン酸石膏の通路断面１３を調節することができる。これにより、リン酸石膏排出システム１から排出されるリン酸石膏の部分量を制御する。
【００３９】
従って、フラップ６の開口角αが大きいほど、下降路の入口４を介してのリン酸石膏の通路断面１３は大きくなり、リン酸石膏排出システム１から排出されるリン酸石膏の部分量は多くなる。これと逆に、フラップ６の開口角αが小さいほど、下降路の入口４を介してのリン酸石膏の通路断面１３は小さくなり、リン酸石膏排出システム１から排出されるリン酸石膏の部分量は少なくなる。
【００４０】
その拡張として、例えば排出システムからのリン酸石膏の（濾過装置と排出システムの継続的な作用に伴う）排出のための流量などの、他の付随する量も、同様に見出され、フラップの開口角を変化させることで制御される。
【００４１】
フラップ６の開口角αは好ましくは、フラップが閉じたときの０度から、フラップが開いたときの９０度、より好ましくは７５度までの範囲になっている。
【００４２】
好ましくは、１個以上の空気圧アクチュエーター８によってフラップ６は作動される。図３Ａ，３Ｂ，３Ｃにその動作を示す。
【００４３】
アクチュエーターの一端は、下降路３の出口５と通じている導管１１に取り付けられている。この導管１１は、乾燥したリン酸石膏をベルトコンベヤー１２へ移送することを可能にする。
【００４４】
アーム９には、空気圧アクチュエーター８の自由端がヒンジで取り付けられている。アーム９自体も、好ましくは全体的に、フラップ６にヒンジで止められている。図３Ａのように、フラップ６が閉じられている間は、空気圧アクチュエーター８は圧縮され、アーム９は引き下げられる。こうなるとリン酸石膏は下降路３を通過することができない。空気圧アクチュエーター８の延長部は、アーム９を引き上げる。アーム９自体は軸７の周りに回転することでフラップ６を開放させる。このときリン酸石膏は下降路３を通って、導管１１を通り抜けることができる。
【００４５】
従ってフラップは、図３Ｂ中の通路断面１３に対応する角α１に部分的に開き、図３Ｃ中の一層大きな通路断面１３に対応する角α２に全開する。
【００４６】
これに代えて、フラップ６は１個以上の電気モーターによって作動されることがある。明らかに、フラップ６はこの目的のための任意の適切な手段によって、作動されてもよい。
【００４７】
リン酸石膏は、下降路３を通過し、次に下降路３から導管１１へ進み、ベルトコンベヤー１２に移送される。可撓的な前掛け部（ＢＡＶＥＴＴＥＳ）（１３）が提供されるのは有利なことである。これは導管１１の出口とベルトコンベヤー１２との間での封止を確実にする。この後に、ベルトコンベヤー１２は規定の領域においてリン酸石膏を扱うことを確かにする。
【００４８】
詳細に述べると、下降路３，フラップ６，導管１１は、キャリア流体を使用せずにリン酸石膏を移送する最適速度を確保するように設定される。これに加えて、これら三つの要素を構成する材料は、リン酸石膏から生じうる腐敗と摩耗に耐性を有するものである。
【００４９】
リン酸石膏の残った部分量ＦＨは、リン酸石膏排出システム１で再生されず、ホッパー２の底部で集められてから、第３者システムによってホッパーから排出される。上述したように、この目的のためのノズル１０で発生した水噴流が、これに全体的に関わるものである。水とエネルギーとの消費を最小限にするために、水噴流の流量は、リン酸石膏の流量の関数として、バルブによって制御される。
【００５０】
化学ユニットの出口では、リン酸石膏の乾燥した構成分の部分量ＦＳは、リン酸石膏排出システム１を介して再生される。リン酸石膏の湿潤な構成分の部分量ＦＨは、第３者システムを介して再生される。これら二つの部分量は、フラップ６の開口角αを用いて制御可能かつ調節可能である。言い換えれば、濾過されたリン酸石膏の初期量Ｍｉに関して各排出システムから排出されたリン酸石膏の相対量に、適合が可能である。
【００５１】
また、湿潤な構成分の部分量に対する乾燥した構成分の部分量の比率Ｒ＝ＦＳ／ＦＨが、見出される。
【００５２】
比率Ｒを制御することは、ここで説明した方法を越えてさらに生ずる産業上の要請に、よりよく答えることを可能にする。
【００５３】
結論として、上述のリン酸石膏排出システムは、濾過装置での生成量と独立に、リン酸石膏の流量をもって排出することを可能にする。リン酸石膏の物理的また化学的性質、特に湿潤度とリン酸の分量とを変更することはなく、濾過装置の作動パラメーターを乱すこともない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【国際調査報告】
2020513395.tif 000008
2020513395.tif 000009
2020513395.tif 000010
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