Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица VI. 1. Показатели работы установки кислотной промывки
Газовый поток
Показатели 1
до конден-
после кон-
после
сатора
денсатора
сатуратора
Количество газа, M3Ai......
2100
1693
1693
Концентрация NH3 в газе, г/м3 . . .
14,85
11,47
0,012 -
Количество NH3 в газе, кг/ч ....
25,14
19,42
0,021
1 Содержание H2SO4 в растворе 6,32% (масс). Степень очистки газа 99.8%.
Несмотря на имеющиеся достижения, суммарные потери"NH3 во всех действующих в стране цехах карбамида составляют десятки тысяч тонн в год. Основными источниками потерь являются сдувочные газы отделений синтез-дистилляции и вакуум-концентрирования, потоки отходящего воздуха из узла гранулирования и охлаждения товарного продукта, вентиляционные выбросы и, наконец, сточные воды. Различные пути устранения перечисленных потерь рассматриваются ниже.
2. Очистка отходящих газов и паров
Улавливание NH3 из смеси с инертными газами
Ранее, в гл. III, были рассмотрены методы удаления в узле синтеза инертных по отношению к процессу синтеза карбамида газов и освобождения их от примесей NH3 и CO2.
На практике в схемах с жидкостным рециклом инертные газы чаще всего выводят из системы в узле дистилляции I ступени — из зоны конденсации возвратного NH3. Как известно, поток отходящих газов в этом случае представляет собой смесь горючих компонентов (H2, CH4, СО и др.), O2, N2 и NH3, причем после поглощения NH3 водой под давлением дистилляции I ступени [8, 9] смесь становится потенциально взрывоопасной. Некоторые приемы осуществления безопасного выведения инертных газов из указанной зоны, в том числе используемые на практике, уже излагались выше (гл. III, [10—17]).
Чтобы уменьшить содержание NH3 в газовом потоке после конденсаторов возвратного аммиака, охлаждаемых оборотной водой, газовую смесь дополнительно охлаждают за счет косвенного [18] или прямого [19] контакта с жидким аммиаком. В некоторых действующих цехах карбамида абсорбцию NH3 из смеси с инертными газами осуществляют при давлении, близком к атмосферному. Применительно к этому процессу исследованы [20] взрывобезопасные режимы эксплуатации оборудования.
Предложенный советскими специалистами метод поглощения NH3 формальдегидом [21 ] наряду с очисткой газовых выбросов предусматривает получение удобрения с хорошими физико-химическими свойствами. Способ очистки газов от NH3 формальде-гидсодержащими газами и еодным раствором формальдегида (10—35% формалином) по реакции 4NH3 + 6CH2O =?± (CH2)(iN4 + + 6H2O был изучен [22] в лабораторных условиях. Установлено, что указанная выше реакция образования уротропина протекает практически мгновенно; при этом происходит полное поглощение NH3 из газа. По мнению авторов [22 J завершающий этап процесса — переработка полученного раствора уротропина — возможен в двух вариантах. Первый вариант предполагает упаривание раствора с получением товарного уротропина. По второму
варианту раствор уротропина подвергают термическому и кислотному разложению с выделением газообразного формальдегида, повторно используемого в процессе, и аммиака или его солей в зависимости от технологических нужд производства.
Как уже отмечалось, наиболее простое и эффективное средстве тонкой очистки отходящих газов от примеси аммиака — кислотная промывка. Использование этого прогрессивного метода сдерживалось тем, что не везде имеются соответствующие условия для утилизации образующегося раствора (NH4)2S04 в смежных производствах, тогда как включение в технологический цикл агрегата синтеза карбамида узла выделения (NH4)2S04 из водного раствора в товарном твердом виде (в том числе складирование, расфасовка и отгрузка) привело бы к существенному усложнению и удорожанию метода. В настоящее время появились возможности применения простого п доступного средства утилизации раствора (NH4)2S04 в связи с положительными результатами промышленных опытов по введению в гранулированный карбамид сульфатной добавки [23]. Это обстоятельство служит предпосылкой для широкого применения метода кислотной промывки отходящих газов, практически полностью исключающего выбросы аммиака в окружающую среду. Внедряемая в действующих цехах технологическая схема (рис. VI.4) предусматривает нейтрализацию NH3 в скрубберах распылительного (или насадочного) типа.
Однако, сульфатная добавка несколько снижает содержание азота в удобрении, и поэтому рассматриваемый способ применим при условии, что концентрация добавки не превысит 2%. Менаду тем, в зоне нейтрализации аммиака может возникнуть избыток (NH4)2S04 сверх требуемого количества. В таких случаях целесообразна предварительная абсорбция NH3 водой. В качестве средства интенсификации процесса абсорбции значительный инте-
атмисферу
-в NHaeoj
Раствор (N Н4)2 SO4 на утилизацию
Рис. VI.4. Схема узла поглощения NH3 из отходящих газов серной кислотой:
/ — скруббер-нейтрализатор; 2 — сборник раствора (NH4J2SO4; 3, 8 — насосы для раствора (NH4)2S04; 4 — холодильник; 5 — брызгоотделнтель; 6 — вентилятор; 7 — до-иейтрализатор.
