Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
Воздух, отводимый из грануляционных башен с естественной тягой, содержит [5] пыль карбамида с размером частиц от нескольких до 200—400 мкм (рис. VI. 1). Максимальный размер частиц уносимой пыли несколько выше в случае грануляционных башен с принудительной вентиляцией. Источником загрязнения воздуха служат не только растрескивающиеся при охлаждении гранулы и мелкие гранулы (спутниковая фракция, образующаяся в процессе гранулирования при диспергировании плава), но и аэрозоль, возникающий вследствие сильного пересыщения паров карбамида, попадающих с поверхности капель расплава в воздушный поток. Исходя из теплового баланса башни, на 1 т гранулированного карбамида требуется около 10 000 м3/ч воздуха (естественная тяга или принудительная вентиляция) [5 ]. Содержание пыли карбамида в воздухе на выходе из башни составляет 500— 1000 иг/м3. Разумеется, чем выше скорость воздуха, тем более высокая концентрация пыли в воздухе.
В башнях с естественной тягой, где максимальный допустимый перепад давления составляет всего лишь несколько десятков Па, для очистки воздуха часто используют отбойные устройства с перегородкой и системой водяной завесы. Отработанный воздух сначала ударяется об отбойную перегородку, изменяет свое направление вниз, к поверхности водосборника, и, прежде чем попасть в атмосферу, проходит через водяную завесу [5] (рис. VI.2). 210
Метод прост и эффективен для сравнительно крупных частиц, которые легко отделяются в результате гравитационного осаждения и для которых достаточно весьма незначительного перепада давления. Однако для мельчайшей пыли эффективность этого метода низка. В выбрасываемом воздухе все еще остается 200—, 500 мг/м3 пыли карбамида.
Промышленный синтез карбамида характеризуется сравнительно большим потреблением охлаждающей воды. Удельный (в расчете на 1 т продукта) расход свежей воды из источника водоснабжения предприятия для пополнения водооборотной системы составляет 1—3 м3/т. В то же время при получении карбамида в промышленную канализацию сливают около 1 м3/т сточных вод с примесью целевого продукта и аммиака. Очевидно, при рациональном использовании сточных вод потребление свежей воды можно сократить. Наиболее простой метод полной ликвидации сточных вод — создание в цехе карбамида внутреннего водообо-ротного цикла, включающего градирню [6]. Воду этого цикла целесообразно использовать в качестве охлаждающего агента в теплообменниках агрегата синтеза карбамида. При этом покрываются затраты теплоты на испарение воды в градирне и почти на 50% сокращается расход охлаждающей воды из внешнего оборотного цикла.
Разработан [7] метод очистки выхлопных газов от аммиака серной кислотой (рис. VI.3). Сущность его состоит в следующем. Аммиаксодержащие газы с температурой около 100 °С направляют в конденсатор /, где частично конденсируются водяные пары и газовый поток охлаждается до 60 0C Конденсат — слабую аммиачную воду — сливают в сборник //, откуда насосом 12 направляют в сатуратор 3. Количество подаваемого конденсата регулируют по плотности раствора в сатураторе. Избыток конденсата
NH3- содержа-
атмоссреру
Рис. VI. 3. Схема кислотной промывки отходящих газов:
1 — конденсатор; 2,4 — сепараторы; 3 — сатуратор; 5 — вентилятор; 6 — сборник; 7, 9, 12 — пасосы; 8 — сборник серной кислоты; io — нейтрализатор; // — сборник аммиачной воды.
перекачивают на установку приготовления УАС. NH3 из парога* зовой смеси улавливают в сатураторе 3 кислым маточным раствором при 40—60 0C Кислотность раствора сульфата аммония в сатураторе поддерживают на уровне 8% и регулируют непрерывной подачей H2SO4 из сборника 8. Кислоту подают непосредственно в зону барботажа на распределительный зонт сатуратора, чтобы полнее уловить аммиак.
Количество NH3, поступающего в сатуратор с выхлопными газами, колеблется в широком диапазоне, поэтому во избежание проскока его в атмосферу, в сатураторе поддерживают повышенную кислотность. Для обеспечения минимального сопротивления системы уровень маточного раствора (~200 мм) в сатураторе дер-лот неизменным за счет переливной трубы, по которой раствор непрерывно перетекает в сборник 6. Раствор перемешивают в сатураторе циркуляционным насосом 7; кратность циркуляции—50.
Кислый раствор (NH4)2S04 из сборника 6 насосом 9 периодически направляется на нейтрализацию газообразным аммиаком в нейтрализаторе 10. При достижении нейтральной реакции 30—35% раствор (NH4)2S04 из нейтрализатора насосом 9 периодически откачивают в цех сульфата аммония для переработки в товарный продукт, используемый в качестве удобрения для сельского хозяйства.
Прошедший сквозь слой маточного раствора газ вентилятором 5 выбрасывается в атмосферу. Улавливание брызг кислого маточного раствора, уносимого парогазовой смесью из сатуратора, осуществляют в сепараторе 4, откуда маточный раствор сливается в сборник 6.
Сатуратор представляет собой емкость из фаолита объемом 9 м3 с барботером. Нагрузка сатуратора по газу при нормальных условиях составляет 2000 м3/ч, по аммиаку — 20—130 кг/ч. Содержание NH3 в газе перед сатуратором составляет до 100 г/м3, после сатуратора 0,01—0,3 г/м3. Степень очистки газа от аммиака составляет 99,3—99,9%. Показатели работы установки кислотной промывки приведены в табл. VI. 1. Из таблицы следует, что количество аммиака, теряемого с отходящими газами, за счет кислотной промывки снизилось в 100 раз: с 25 до 0,02 кг/ч.
