Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
Как показали промышленные испытания, содержание пыли в воздухе на входе в «Тайфун» составляло 6,0—9,5 г/м3, на выходе из него — порядка 30 мг/м3. Количество циркулировавшего в системе поглотительного раствора на входе в аппарат составляло 1,5—2,0 м3/ч на 1000 м3 воздуха, нагрузка по воздуху — 25 000 м3/ч. Очистка потока отходящего воздуха от пыли карбамида позволила утилизировать в производственном цикле около 88 кг/ч целевого продукта. Для оценки эффективности аппарата был применен упоминавшийся метод [31 ], обеспечивающий наименьшую погрешность. Эффективность очистки, как и в инжек-ционном скруббере, составляла 98—99%, но «Тайфун» имеет большее сопротивление и менее экономичен.
Наряду с высокой эффективностью пылеулавливания аппарат «Тайфун» отличается простотой изготовления и обслуживания, а также низкой металлоемкостью (аппарат, рассчитанный на производительность по газу 60 000 м3/ч, весит около 2 т).
Рис. VI.7. Аппарат «Тайфун» для сухой очистки газов:
/ — корпус; 2 — цилиндрическая вставка; 3 — лопаточный завнхритель; 4 — обтекатель; 5 — стакан; 6 — выхлопная труба.
Рис. VI.8. Аппарат «Тайфун» для мокрой очистки воздуха от пыли карбамида:
/ — колпачок; 2 — корпус; 3 — завихритель.
Воздух после выносных охлаждающих аппаратов, успешно очищаемый с помощью инжекционного скруббера и центробежного аппарата «Тайфун», содержит, очевидно, макрочастицы пыли карбамида (с диаметром более 10 мкм). Пылеочистка воздуха после грануляционной башни — более сложная задача, прежде всего, вследствие возможного присутствия примесей аэрозольных частиц (с диаметром менее 10 мкм). К числу прочих факторов, затрудняющих решение этой задачи, относятся: большой объем воздуха (при нормальных условиях порядка 300—500 тыс. м3/ч) и низкий допустимый перепад давления (несколько десятков Па в башнях с естественной тягой и ~500 Па в башнях с принудительной вентиляцией [1, 5]). Поэтому необходимо, чтобы система пыле-очистки была рассчитана на максимальную степень улавливания пыли при минимальном перепаде давления и минимальных затратах.
Для установки по выпуску 1500 т/сутки карбамида (позднее мощность этого производства превысила 2300 т/сутки) фирмой «Мицуи Тоацу» была сконструирована грануляционная башня 22 э
с принудительной тягой и водяным скруббером для очистки отходящего воздуха [1, 5]. Размещенный на нулевой отметке скруббер имеет насадку из деревянных решеток, распределители воды и водоуловитель. Размеры скруббера 8x10x18 м; после скруббера содержание карбамида в потоке воздуха снижается до 80 —100 мг/м3. Исследования показали, что остаточная концентрация примеси, в основном, обусловлена брызгоуносом. Чтобы найти эффективные средства снижения брызгоуноса, была создана пилотная установка. При этом полагали, что влагоотделитель в виде проволочной сетки неэффективен, а волокнистый слой требует слишком высокого перепада давления. После серии испытаний в качестве одного из лучших материалов для влагоотделителя был выбран новый материал — пористая вспененная смола. При использовании этого материала мельчайшие капли укрупняются в порах, а крупные капли под действием сил гравитации удаляются с поверхности фильтра. Одновременно, пыль, не уловленная в оросительной зоне, растворяется в соединившихся каплях. Установлено, что такой влагоотделитель функционирует при сравнительно низком перепаде давления [1, 5]. Как показали испытания, эффективность принятой системы обеспыливания существенно зависит от степени смачивания поверхности фильтра водой. Если вынос влаги из оросительного отделения недостаточен, фильтрующая поверхность постепенно высыхает и в результате частичного забивания пор увеличивается сопротивление фильтра. Если же влажность воздуха чрезмерна, наблюдается повторный захват капель с поверхности фильтра, что также приводит к снижению степени очистки. Результаты опытов на пилотной установке были использованы для усовершенствования упомянутого пылеулавливающего скруббера. В итоге остаточное содержание пыли в воздухе на выходе из скруббера было снижено до 30 мг/м3
Карбамид
на охлаждение
\
Запыленный воздух
КарбамиЗ
Охлаждающий воздух
В атмосферу
Рис. VI.9. Схема узла очистки воздуха от пыли карбамида:
1 — аппарат для охлаждения гранул карбамида; 2 — аппарат «Тайфун»; 3 4 — насос; 5 — вентилятор.
— сборник; 221
Таблица VI.2. Показатели работы пылеулавливающего скруббера
на установке карбамида производительностью 1500 т/сутки
Расход воздуха, м3/ч
Содержание пыли карбамида,
M Г/M3
Общая эффективность очистки T^, %
Общий перепад давления, Па
на входе
на выходе
550 ООО 500 000
1330 398
28 11
98 97
382,5 343,2
при следующих характеристиках узла пылеулавливания: расход воздуха — 500 тыс. м3/ч; норма орошения — 1,5—2 л/м3 (воздуха); степень улавливания: на оросительной ступени — 90— 96%, в системе в целом — 95—99% [1, 5]. Ряд показателей работы этого узла приведен в табл. VI.2.
Заслуживает внимания реконструкция промышленной грануляционной башни в производстве нитрата аммония, осуществленная фирмой «Кооператив Фарм Кемиклз» [35]. Основная доля аэрозольных частиц образуется в начальный момент падения капель расплава. Поэтому сравнительно холодный воздух из нижней части башни содержит незначительную долю аэрозольных частиц. Если этот поток отделить от' воздуха, контактирующего с расплавом в начальный период полета капель, то концентрация аэрозольных частиц в малом объеме воздуха резко возрастает. Исходя из этого, в башне был установлен внутренний кожух, окружающий зону диспергирования расплава и поток капель на начальном участке их падения. В результате этого 75% охлаждающего воздуха проходит через кольцеобразное пространство между стенкой башни и кожухом, и, как обычно, выходит через верх башни, и только 25% воздуха попадает внутрь кожуха и направляется в специальное газоочистное устройство, размеры которого соответственно значительно сокращены. Чтобы компенсировать уменьшение объема воздушного потока вокруг горячих капель, вследствие чего степень охлаждения их снижается, размеры и конфигурация кожуха таковы, что скорость воздушного потока в нем увеличена. При этом уменьшается скорость падения капель и увеличивается время контакта их с охлаждающим воздухом. Быстрый воздушный поток уносит основное количество микрочастиц в газоочистную секцию, и, таким образом, значительно улучшается фракционный состав готового продукта [35].
