具有洗涤系统的尿素造粒工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种具有洗涤系统的尿素造粒工艺。具体地，本发明专利技术提供一种具有洗涤系统的尿素造粒装置，包括用于去除粉尘和氨的至少一个废气流，所述装置包括：洗涤器粉尘阶段(11)，其中粉尘被从含粉尘和氨的流中清洗去除，以及甲醛阶段(2)，其中含氨气体(4)的部分氨与甲醛(7)反应，以生成六亚甲基四胺，其中洗涤器粉尘阶段(11)被布置在甲醛阶段(2)的上游。

Urea granulation process with washing system

The invention discloses a urea granulation process with a washing system. Specifically, the present invention provides a washing device with urea prilling system, including at least one exhaust gas for removing dust and ammonia flow, the device comprises a dust scrubber stage (11), in which dust is from the dust and ammonia flow in the cleaning and removal of formaldehyde (2), including stage ammonia gas (4) part of the ammonia and formaldehyde (7) reaction to generate six methylene amine four, wherein the dust scrubber stage (11) is arranged on the upper stage of formaldehyde (2).

【技术实现步骤摘要】
具有洗涤系统的尿素造粒工艺本申请是申请号为201380024430.0，申请日为2013年5月2日，专利技术名称为“具有洗涤系统的尿素造粒工艺”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种尿素造粒工艺，以及适合于操作这种工艺的装置。本专利技术还包括用于通过洗涤废气来降低来自尿素造粒工厂的氨排放，而该氨目前是由传统尿素生产工艺排放出来的。洗涤系统具有的优点是，可以减少废气中氨的量，并且此外可以减少铵盐的产生。
技术介绍
专利US5779945中描述了用于从液体组合物中制备颗粒的通用方法。专利US5779945关注对所产生的不同尺寸的颗粒的处理和分类。这里使用了诸如旋风分离器或洗涤器的气/固分离装置，用于从装置的废气流中分离出来固体材料。废气流的进一步处理并未被考虑。在专利US4370198中，造粒单元的废气被送入粉尘旋风分离器，随后进入连续湿式洗涤器，这二者均是用来洗涤上述废气流。所使用的洗涤液是将被处理的溶液或悬浮液的一部分，并且离开湿式洗涤器的洗涤液将被直接馈送回造粒单元。作为示例，所描述的工艺可以分别应用于氯化钠，尿素，蔗糖或氧化铁的制造。这里洗涤液是将被处理的溶液或悬浮液的一部分，并且被直接送回造粒单元。该工艺仅适用于粉尘洗涤而不适用于氨洗涤。EP0853971A1公开了在横流洗涤器中湿式同步清洗和粉尘去除气体处理的方法与装置的进一步示例。该专利技术在填料塔中进行污染物和粉尘的去除。在尿素工厂中，从配有流化床的尿素造粒器出来的气体不仅含有尿素粉尘还还有氨。在废气流被放入大气之前需要去除该氨气污染。从废气流中去除氨是公知的技术。通常废气流被作用以酸性洗涤液。该洗涤液可以通过向水中加入诸如硝酸或硫酸的酸而方便地制备。氨通过化学吸收而从气体流中被去除并且转换为相应的铵盐。硝酸的使用产生硝酸铵(AN)，硫酸的使用产生硫酸铵(AS)。这些含有铵盐的溶液可以用来生产硫酸铵肥料或氮磷钾复合肥。此类技术是现有技术。在尿素工厂中，铵盐并不在工艺中出现，因此不能方便地在现有尿素设施中进行处理。传统的尿素生产设施因此仅有以下选项来减少造粒工厂的安琪排放：.将稀释的铵盐溶液排入废水流，.将稀释的铵盐溶液浓缩到可被其他工厂(如NPK)使用的浓度，.生产具有高硫含量的UAS(尿素/硫酸铵)肥料，.生产UAN(尿素/硝酸铵)溶液。所有这些方法需要显著的投资以及操作条件的改变，或者带来产品组分和特性的改变。所有上述选项产生的新产品需要额外的传输和处理设施以及能源利用，这些额外的设施很昂贵。结果，现今尿素设施在没有有效去除氨的情况下运行，造成严重的环境问题。因此，去除尿素设施产生的氨是需要进行解决的有挑战的任务。WO03/099721描述了另一种替代方案。该专利技术涉及一种通过将含氨气体流中的氨用有机酸转换成铵盐而从含氨气体流中去除氨的工艺，其中得到的铵盐在升高的温度下与过氧化氢接触。从而铵盐在分解器中被转换为含NH3、CO2和H2O的混合物，并且可容易地在尿素合成单元中再处理。过氧化氢是补充到通用工艺中的，并且可能涉及其它负面伴随物。并且，为了将铵盐转换为NH3、CO2和H2O，除通用工厂设计之外还需要一个单独的分解器。产生的气体流不能在造粒单元中再处理，而是需要在尿素合成单元中循环。MPotthoff,Nitrogen+Syngas,[online],July.August2008,pages39-41中也描述了减少氨排放的方法。在图1中示出了组合式粉尘和酸洗涤系统。氨在酸洗涤部分被吸收并且转换为硫酸铵。硫酸铵溶液被添加到返回到蒸发部分的循环流中。在该单元中，其与来自尿素合成单元的尿素熔体混合。蒸发产生的浓缩液体流被传输到尿素造粒器。来自蒸发单元的冷凝物被用作组合式粉尘/氨洗涤系统的补充物。利用这种所谓的氨转换技术，废气中的氨可以被减少到30mg/Nm3。BrochureUrea,[online],12-2007,pages1-24中示出的没有酸洗涤的技术仅将废气中的氨减少到约160mg/m3的值。MPotthoff,Nitrogen+Syngas,[online],July.August2008,pages39-41中描述的氨转换技术仍具有若干劣势。首先，该系统中的水平衡是关键参数。如果被妨碍，则尿素合成将被硫酸铵污染或者另一种情况是需要处理大量的废水。此外，在蒸发单元中混合酸溶液和浓缩的尿素熔体将对造粒产生负面影响。而且，该技术可能产生需要被送入多个洗涤器的被硫酸铵污染的大量冷凝物，包括粉尘和酸洗涤技术。并且该技术实现的废气中的剩余氨浓度对于现代尿素造粒工厂来说仍是不足或不令人满意的。在WO2010/060535A1中，改进了MPotthoff,Nitrogen+Syngas,[online],July.August2008,pages39-41中描述的氨转换技术，以便实现废气中氨浓度为10mg/Nm3。WO2010/060535教导了连接到工艺冷却器的洗涤器粉尘阶段对在洗涤器酸阶段产生的铵盐溶液流进行操作，其中洗涤器酸阶段连接到尿素造粒器。从而WO2010/060535A1中的洗涤系统代表了其自身完全闭合的系统，如该专利技术的权利要求1的特征部分所描述的那样。该技术通过建立这种完全闭合的洗涤系统，避免了尿素合成中产生的尿素熔体的污染。该系统的不足之处是其操作起来非常复杂。在US5686647中，描述了一种制备尿素的工艺，其中一定量的甲醛被添加到含有气态氨的废气流中，以形成六亚甲基四胺，其在造粒步骤之前返回到工艺中。该甲醛添加操作可以在液态尿素溶液的清洗步骤之前或期间进行，从而该清洗步骤用作粉尘洗涤设备。该技术的不足之处是与WO2010/060535A1中的技术相比，废气中相对较高的约90mg/Nm3的氨含量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺，其包含并优化了对由尿素造粒工艺产生的废气的现有洗涤技术。该工艺应当避免上述与传统技术相关联的问题，并且应当容易集成到现有技术中的洗涤系统中。本专利技术的另一目的是提供适于执行此工艺的装置。本专利技术公开了一种具有洗涤系统的尿素造粒工艺，包括用于去除粉尘和氨的至少一个废气流，其中该废气流通过下述工艺步骤的组合而被处理，所述工艺步骤包括：(a)用水和/或尿素水溶液清洗含粉尘和氨的流4，从而产生含粉尘的液体流26和粉尘减少的流5，以及(b)将粉尘减少的流5与甲醛7反应，以形成包括六亚甲基四胺和尿素-甲醛的流8和清洁废气6，其中气体流首先被引导通过工艺步骤(a)，然后通过工艺步骤(b)。令人意想不到的是，与US5686647中描述的其中工艺步骤的顺序相反的技术相比，本专利技术的工艺步骤顺序能进一步减少造粒工厂的氨排放量。如果工艺步骤(b)在工艺步骤(a)的粉尘洗涤之前完成，氨-甲醛反应面临标准的尿素-甲醛反应，而后者在洗涤器中获得的稀释尿素溶液中将占上风。从而该工艺步骤的效率将损失，对氨的减少将是有限的。这里，含粉尘的液体流26的尿素浓度保持在35-60％wt的范围内，并且优选地保持在45-55％wt的范围内，含粉尘的液体流26在造粒步骤之前返回到工艺中。此外，在甲醛阶段2中，粉尘减少的流5的全部氨含量中的70-90wt％的氨会进行反应生成六亚甲基四胺。可选地，包括六亚甲基四胺和尿素-甲醛的流8在造粒步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有洗涤系统的尿素造粒装置，包括用于去除粉尘和氨的至少一个废气流，所述装置包括：·洗涤器粉尘阶段(11)，其中粉尘被从含粉尘和氨的流中清洗去除，以及·甲醛阶段(2)，其中含氨气体(4)的部分氨与甲醛(7)反应，以生成六亚甲基四胺，其中洗涤器粉尘阶段(11)被布置在甲醛阶段(2)的上游。

【技术特征摘要】
2012.05.08 EP 12003585.21.一种具有洗涤系统的尿素造粒装置，包括用于去除粉尘和氨的至少一个废气流，所述装置包括：·洗涤器粉尘阶段(11)，其中粉尘被从含粉尘和氨的流中清洗去除，以及·甲醛阶段(2)，其中含氨气体(4)的部分氨与甲醛(7)反应，以生成六亚甲基四胺，其中洗涤器粉尘阶段(11)被布置在甲醛阶段(2)的上游。2.根据权利要求1所述的具有洗涤系统的尿素造粒装置，其特征在于，另外的洗涤器酸阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·波特霍夫，H·弗伦茨若哈，L·A·万马克，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯肥料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE