Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
pec представляют жидкогазовые инжекторы [24]. Они позволяют существенно увеличить скорости движения взаимодействующих потоков по сравнению с соответствующими характеристиками насадочных и тарельчатых аппаратов. В связи с этим на пилотной установке были проведены опыты по водной абсорбции NH3 в жидкогазовом инжекторе [25]. Расход рабочей жидкости изменялся от 0,15 до 1 м3/ч, давление — в пределах 0,1 —1,0 МПа. Газовую смесь с содержанием NH3 3—5% (об.) получали, смешивая 100% NH3 из баллона с воздухом, подаваемым вентилятором. Расход воздуха изменялся от 100 до 500 м3/ч, коэффициент инжек-ции Ктж составлял 100—1000.
В результате опытов было установлено, что:
1) процесс поглощения NH3 из газовой смеси водой в основном протекает в инжекционной зоне аппарата (эффективность абсорбции в свободном факеле составляла 96—98%);
2) степень поглощения NH3 (г|, %) существенно зависит от /Синж : при Кииж = 1000 її = 46%; при /<иПЖ = 100 г, = 96,9%;
3) применение жидкогазовых инжекторов в качестве скруб-берных аппаратов наиболее эффективно в случае, когда диффузионное сопротивление процесса сосредоточено в газовой фазе;
4) при абсорбции NH3 водой имеется значительное сопротивление жидкой фазы, которое возрастает с ростом концентрации растворенного NH3.
Из полученных экспериментальных данных следует, что предварительное инжекционное поглощение водой NH3 из отходящих газов независимо от начальной концентрации NH3 в газе позволит обеспечить регламентированную норму сульфатной добавки в товарном продукте и, наряду с этим, исключить выбросы NH3 в атмосферу.
Для всех рассмотренных выше способов характерно стремление к утилизации NH3 при очистке отходящих газов. Но в принципе возможен и другой путь — расщепление NH3 на элементы. В работе [26] изложены результаты исследования процесса очистки отходящих газов от NH3 и O2 на платиновом катализаторе АП-56, обеспечивающем разложение NH3 до N2 и H3 и гидрирование O2 с образованием H2O при 350—400 0C С учетом громоздкости технологической схемы очистки газов и сравнительно высоких энергетических и эксплуатационных затрат, способ [26 ] вряд ли можно считать пригодным для использования в действующих цехах карбамида.
Очистка отходящего воздуха от пыли карбамида
Основным вопросом защиты окружающей среды от вредных выбросов производства карбамида, который до последнего времени оставался не решенным как в нашей стране, так и за рубежом, является очистка потоков воздуха, отводимого из узлов гранулирования и охлаждения гранул целевого продукта, а также из вентиляционной системы, от пыли карбамида.
В связи с полидисперсным составом пыли карбамида, гигроскопичностью и высокой растворимостью последнего в воде для поглощения пыли этого удобрения наиболее целесообразно применение мокрых пылеуловителей (в сухих аппаратах неизбежны постепенные залипання стенок, к тому же они не позволяют улавливать мелкодисперсные частицы). Чтобы энергозатраты на упаривание раствора из узла пылеочистки были минимальными, концентрация карбамида в растворе должна быть не ниже 35—40%. При такой концентрации раствора брызгоунос из пылеулавливающего аппарата недопустим. Следовательно, установка для очистки воздуха должна включать газопромыватель и эффективный брызгоотделнтель. Если учесть большой объем запыленного воздуха (при нормальных условиях порядка 400 ООО м3/ч и выше), малый напор этого потока, сравнительно большое сопротивление брызгоулавливающих устройств, станет ясно, насколько сложна рассматриваемая задача. Не случайно, чтобы исключить загрязнение окружающей среды, поток воздуха с примесями пыли карбамида и NH3 предлагают [27] обрабатывать в аппарате для сжигания, где происходит полное окисление всех компонентов (до N2, CO2 и H2O). Такое решение, однако, явно не экономично.
Рациональное конструктивное оформление газопромывателя сводится к обеспечению компактности устройства, низкой металлоемкости (с учетом специфических свойств среды требуется нержавеющая сталь) и малого гидравлического сопротивления. Этим требованиям наиболее полно удовлетворяют струйные инжек-ционные аппараты, которые при высокой эффективности массо-обмена выгодно отличаются малым сопротивлением прохождению газа.
Процесс очистки воздуха от пыли карбамида изучали на пилотной модели струйного инжекционного аппарата [28] с диаметром цилиндрической части 0,25 м и высотой ее 1 м; в качестве орошающего устройства использовали форсунки ВТИ с диаметром соплового отверстия 3 мм. Каплеунос из аппарата был практически исключен за счет применения фильтра из колец Рашига с высотой слоя 0,Гм. В исходный газовый поток вводили пыль в соответствии с литературными данными [5] (см. рис. VI-I) о дисперсном составе пыли карбамида в воздухе на выходе из грануляционной башни. Пыль искусственно готовили, измельчая гранулированный карбамид в шаровой мельнице, затем просеивая его через сито с ячейкой 200 мкм. Для определения запыленности газа на входе и выходе из аппарата применяли стеклянные алонжи с ватными фильтрами. Опыты проводили при следующих условиях: давление промывной жидкости 0,2—1,0 МПа, запыленность исходного газового потока 0,05—3,5 г/м3, /Сич;к = = 600—1500, расход воздуха порядка 1000 м3/ч. Во всех изученных режимах эффективность пылеулавливания составляла 97— 98%.