用于从尿素生产碳酸铵的方法和装置制造方法及图纸

一种用于从尿素生产碳酸铵的方法，其具有下述步骤：提供尿素溶液；在选定的温度下使尿素溶液水解以生产ＮＨ３、ＣＯ２和水蒸气；使ＮＨ３、ＣＯ２和水蒸气与碳酸铵溶液接触；以及通过向溶液中添加水将碳酸铵的浓度维持在按重量计５％到３０％之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制备使用在烟气洗涤中的氨溶液的方法和装置。
技术介绍
在利用氨的烟气洗涤过程中，需要存储大量的无水氨或氨水。由于氨的危险性质，所以对一些允许的公用事业来说，此存储带来了诸多问题。由于尿毒具有最少的与这些相关的危险性，因此，尿素是大量地就地存储的优选化学品。对SCR应用来说，尿素分解成NH3和C02并以气体形式被注入到催化剂的上游，如方程式1所示。 NH2C0NH2+H20 — C02+NH3 (1) 期望将此方法用于洗涤系统。然而，为了最有效地使用，必须将朋3以含水形式而不是使用传统的氨按需系统(ammonia on demand system)产生的气体形式注入。因此，需要的是将尿素水解以形成将要在烟气洗涤中用作氢氧化铵的替代品的碳酸铵溶液的方法和装置。
技术实现思路
本专利技术是满足了将尿素水解以形成将要在烟气洗涤中用作氢氧化铵的替代品的碳酸铵溶液的需要的方法和装置。根据本专利技术的方法1包括下述步骤提供尿素溶液；在选定的温度下使尿素溶液水解以生产NH3、C02和水蒸气；使NH3、C02和水蒸气与碳酸铵溶液接触；以及通过向溶液中添加水将碳酸铵的浓度维持在按重量计5%到30%之间。根据本专利技术的方法2包括下述步骤提供尿素溶液；以及在液相中水解尿素溶液以产生5%到30%之间的碳酸铵溶液。根据本专利技术的装置包括尿素溶液罐；加上具有用于控制水解器压力的设备的尿素水解器；加上具有水补充设备(watermake-up means)的碳酸铵罐。就下面的描述、权利要求和附图而言，本专利技术的这些和其他特征、方面和优势将变得更好理解。附图说明 图1是本专利技术的方法的工艺流程图。 图2是显示了本专利技术的样品装置的示意图。具体实施例方式本专利技术是教导了尿素溶液如何被水解和捕集以形成碳酸铵溶液以及该系统如何被控制以维持氨洗涤器的性能的方法和装置。图1显示了根据本专利技术的工艺100。提供的尿素溶液102在按尿素的重量计10% _60%的范围内。 在方法1中，在密闭容器，水解器104中加热尿素。当尿素溶液被加热时，尿素分解并释放C02、 NH3和水蒸气。从水解器容器释放蒸气并使蒸气在碳酸铵溶液罐内与水接触106。 0)2、朋3和水蒸气冷擬并反应生成另外的碳酸铵溶液。当从碳酸铵罐去除碳酸铵溶液以便在工艺中用作氨时，水解器上的压力控制阀打开以释放更多的蒸气来替代被使用的碳3酸铵。打开阀降低了水解器内的压力。随着压力降低，热输入增多以分解更多的尿素并产生另外的C02、 NH3和水蒸气。向碳酸铵罐中添加108水以通过监测碳酸铵的比重或电导率来维持期望的浓度。期望将碳酸铵的浓度维持在5wt^到30wt^之间，使得最少量的水被添加108到氨洗涤工艺中。 在方法2中，也在尿素水解器104中水解尿素。在此情形中，当尿素溶液的温度升高时，将压力维持足够高以抑制(A、NH3和水蒸气的蒸发。改为在液相中进行反应，如方程式2所示。NH2CONH2+H20 — (NH4)2C03 (2) 在液相中完成反应要求相当少的能量，这是因为不发生蒸发。此外，此反应是高度放热性的且因此由尿素转化成碳酸铵产生的热可以借助最少的能量输入来维持尿素的分解。液相中的尿素转化速率取决于工作温度。在38t:-26(TC (100° F-500° F)的范围内，逐渐升高的温度增大了转化速率。在此方法中，可以选择初始的尿素浓度以提供转化后期望的铵浓度或者以使能量最少，可以使用更浓的尿素溶液且可以向产物碳酸铵中添加水以获得期望的碳酸铵浓度。 —旦产生了碳酸铵溶液，则其可以在需要添加氨的工艺中被用作氨替代物。例如，向使用氨来去除S02的工艺中添加110碳酸铵溶液。向溶液中添加碳酸铵而不是氨水，以维持基于期望的污染物去除百分比所需要的PH。 转向图2，本专利技术的样品装置200以进料斗202内的尿素开始。通过输送机204将尿素供给至尿素罐206，在尿素罐206内，将尿素维持在按重量计10%到60%之间的浓度。 在水解器208中使尿素溶液水解生成NH3、 C02和水蒸气(方法1)或碳酸铵溶液(方法2)。对方法1来说，将蒸气维持在高温下，这意味着温度高于分解所使用的温度，直至蒸气与水在碳酸铵溶液罐210中接触来防止另外的反应发生，这些另外的反应会在蒸气输送管线中产生固体。向碳酸铵罐中添加水以使碳酸铵的浓度维持在按重量计5%到30%之间。接着，向氨洗涤工艺中添加碳酸铵溶液以维持基于期望的污染物去除百分比所需要的pH。 虽然本文已经描述了本专利技术的优选实施方案，但是上面的描述仅仅是示例性的。相关领域的技术人员将会对本文公开的本专利技术做出进一步的修改且所有这样的修改被认为在由所附权利要求界定的本专利技术的范围内。权利要求一种用于从尿素生产碳酸铵的方法，其包括下述步骤提供含水尿素溶液(102)；使所述尿素溶液水解以生成碳酸铵(106)；以及通过向所述溶液中添加水将碳酸铵的浓度维持在按重量计5％到30％之间(108)。2. 如权利要求1所述的方法，所述水解步骤(104)包括下述步骤 生产氨蒸气、二氧化碳和水蒸气；以及 冷却以进行冷凝并反应以形成碳酸铵。3. 如权利要求l所述的方法，其中所述水解步骤(104)是在大于环境的压力下施行的， 由此使氨蒸气、二氧化碳和水蒸气的形成减到最少，产生了碳酸铵溶液(106)。4. 一种用于从尿素生产碳酸铵的装置，其包括 尿素溶液罐(206);加上尿素水解器(208)，其生产氨蒸气、二氧化碳和水蒸气且具有用于控制水解器压力的设 备；加上冷却器以进行冷凝并使蒸气和二氧化碳反应成碳酸铵水溶液；加上 碳酸铵罐(210)，其具有水补充设备。5. —种用于从尿素生产碳酸铵的装置，其包括 尿素溶液罐(206);加上尿素水解器(208)，其在高于环境的压力和温度下进行操作产生了碳酸铵水溶液；加上碳酸铵罐(210)，其具有水补充设备。全文摘要一种用于从尿素生产碳酸铵的方法，其具有下述步骤提供尿素溶液；在选定的温度下使尿素溶液水解以生产NH3、CO2和水蒸气；使NH3、CO2和水蒸气与碳酸铵溶液接触；以及通过向溶液中添加水将碳酸铵的浓度维持在按重量计5％到30％之间。文档编号C01C1/26GK101778798SQ200880102492 公开日2010年7月14日 申请日期2008年8月22日 优先权日2007年8月24日专利技术者乔安娜·邓肯, 克里斯托弗·麦克拉诺恩, 理查德·马奥尼 申请人:鲍尔斯潘公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从尿素生产碳酸铵的方法，其包括下述步骤：　　提供含水尿素溶液（１０２）；　　使所述尿素溶液水解以生成碳酸铵（１０６）；以及　　通过向所述溶液中添加水将碳酸铵的浓度维持在按重量计５％到３０％之间（１０８）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德马奥尼，乔安娜邓肯，克里斯托弗麦克拉诺恩，
申请(专利权)人：鲍尔斯潘公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]