回收尿素微粒的方法技术

本发明专利技术提供了一种回收尿素微粒的方法。由尿液蒸发器夹带尿素溶液微粒的过热蒸汽自下而上通过设置在尿液蒸发器顶部的洗涤塔盘，或由造粒塔排放的含有尿素微粒的气体自下而上通过设置在造粒塔顶部的洗涤塔盘，洗涤水从顶部塔盘进入，不需循环，一次洗涤即可获得重量浓度为２０～３０％的尿素溶液。采用本发明专利技术的方法对尿素生产系统产生的含有尿素的液滴和粉尘进行洗涤回收，在很低的液流强度即能将气相中９０～９９％的微粒脱除，并制得２０～３０％（ｗｔ）高浓度的尿素溶液。设备简单，操作成本低，投资小，可为新建工厂设计所采纳，更适于现有尿素工厂增产节支的现场改造所使用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及尿素生产过程中滴状和粉尘状尿素的回收方法。
技术介绍
在尿素生产过程中，尿素溶液的蒸发工序和尿素的造粒工序产生一定量的含有尿素的液滴和粉尘。尿素溶液的蒸发工序通常设置二级蒸发器，用于蒸发尿素溶液中的水分。自蒸发器(包括前置的闪蒸槽)顶部逸出的过热水蒸汽中夹带的尿素溶液微滴如未经回收，则在水蒸汽冷凝过程中溶入冷凝液成为尿素稀液，排放时既造成损失，还污染环境。此稀液中的尿素回收过程相当复杂，目前工业上使用的方法是在加压和高温条件下，先将尿素水解成NH3和CO2，然后予以间接回收，此水解回收设备复杂，投资和操作成本较高。尿素的造粒是将蒸发所得的融熔尿素送至造粒塔顶部，由造粒喷头喷出自由落下，与空气对流接触，降温凝固成颗粒状成品尿素。而大量空气自造粒塔顶排出，其所夹带的尿素粉尘如果未予回收而排入大气，既造成资源的浪费，也将污染大气。因此开发研究一种新的尿素微粒的回收方法，是十分重要的。Casale公司在为21世纪技术准备的Casale Advanced Technologies for UreaPlants Upgrading-Part 5(Shanghai 1-4 Dec.，1998)报告书中，提供了一种尿素溶液蒸发工序中尿素微滴回收技术，它分别在一段蒸发器和二段蒸发器之后各增设一台填料洗涤塔，为维持填料喷淋密度的需要，则用两台溶液泵循环供液，以此回收由蒸发器气相夹带的尿素。中国专利ZL99228676.X也公开了一种喷淋填料洗涤回收尿素的技术，它是将二段蒸发保持现有流程，而在一段蒸发器之后增设一台尿素洗涤回收塔，用二段蒸发冷凝液送入该尿素洗涤回收塔，回收一段蒸发气中的尿素。化学工业出版社(北京，1997年4月)出版的化肥工学丛书《尿素》对尿素造粒塔的粉尘微粒治理作了推荐，提供两种典型的粉尘治理装置。一种是填料塔除尘装置，填料塔径18m，处理空气70000m3/h，设备操作重量达100～150t，用于已装有机械通风的造粒塔。孟山都公司尿素工厂也提出采用与此相类似的填料塔回收尿素粉尘装置。另一种是液体喷雾除尘法，由于喷雾除尘并不彻底，难以达到尿素微粒的回收目的，此类装置目前已很少被采用。以上已有技术中，目前较多采用的各型填料喷淋回收方法，虽能顾及系统低阻力的要求，适合尿素回收系统大气量、低压力的操作工况，但也存在明显的不足之处1.通常尿素微粒回收系统是在真空或常压下进行的，其所处理的气量又很大，因而填料设备特别庞大，占据的空间大，其投资费用十分可观；2.对应于大的填料塔截面，为满足填料喷淋润湿的需求，并制得浓度较高的尿素溶液，则液相必须是循环吸收操作，因循环液体的返混，尿素回收率无法进一步提高，且需配备用于液相循环的泵机并增加相应的操作费用；3.填料塔除粒过程的机制是基于液体的喷淋淋降和对于气相中微粒的粘着，通常不具有高效非均相分离的特征，而且，如果液体喷淋不匀，还会产生回收率下降和填料被局部堵塞等严重问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种在板式塔盘中，以克服现有技术存在的设备庞大、投资高、操作复杂、回收效率低等缺点，可为新建工厂设计所采纳，更适于现有尿素工厂增产节支的现场改造所使用。本专利技术的技术方案由尿液蒸发夹带尿素溶液微粒的负压过热蒸汽自下而上通过设置在尿液蒸发顶部的洗涤塔盘，其中的尿素被洗涤回收，水蒸汽自顶部被喷射器抽出送冷凝器，或由造粒塔排放的含有尿素微粒的气体自下而上通过设置在造粒塔上部的洗涤塔盘，洗涤水从顶部塔盘进入，一次洗涤即可获得浓度为20～30％(wt)的尿素溶液。所说的洗涤塔盘包括设有气液接触元件的塔板、降液管和出口堰，最好在降液管的液体出口处设有中间向两边倾斜的液流均布板，并在上边设置齿口、梯口或矩口。所说的气液接触元件包括筛板、浮阀和泡罩等，或采用一种凸缘筛孔。上述的塔盘可设置于原蒸发分离器或闪蒸槽内顶部，夹带尿素溶液微粒的负压过热蒸汽自下而上通过洗涤塔盘，其中的尿素被洗涤回收，水蒸汽自顶部被喷射器抽出送冷凝器，此微粒回收装置十分简便有效。洗涤塔盘也可独立设置另一个塔内，独立设置的板式洗涤塔盘操作维护比较方便，但需单独占有空间，且投资也大。由于造粒塔排放的常压空气其量是相当大的，故尿素微粒回收装置直接安装于造粒塔上部。洗涤水入塔，不需要循环，一次洗涤即获得20～30％(wt)尿素溶液，可加以回收。所述的塔盘可为矩形，也可为圆形，或根据原有设备确定。采用本专利技术的方法对尿素生产系统产生的含有尿素的液滴和粉尘进行洗涤回收，在很低的液流强度，如0.1～5.0m3/m.h，即能将气相中90～99％的微粒脱除，并制得20～30％(wt)高浓度的尿素溶液。尿素回收率可达到95％以上，且设备简单，操作成本低，投资小，可为新建工厂设计所采纳，更适于现有尿素工厂增产节支的现场改造所使用。附图说明图1为设置于尿素蒸发分离器顶部的洗涤塔盘的结构示意图。图2为设置于尿素造粒塔顶部的洗涤塔盘的结构示意图。图3为设有液流均布板的圆形塔盘示意图。图4为图3中的A---A向示意图。图5为设有液流均布板的矩形塔盘示意图。图6为设有齿口的液流均布板的示意图。(原图13)图7为凸缘筛孔示意图。具体实施例方式由图1可见，由尿液蒸发器1夹带尿素溶液微粒的过热蒸汽自下而上通过设置在尿液蒸发器1顶部的至少一块板式洗涤塔盘2，其中的尿素被洗涤回收，水蒸汽自顶部被喷射器抽出送冷凝器，洗涤水从尿液蒸发器1顶部进入板式洗涤塔盘2，吸收了尿素微粒的溶液出塔盘2加以回收。由图2可见，造粒塔3排放的含有固体尿素微粒的气体自下而上通过设置在造粒塔3顶部的至少一块洗涤盘2，洗涤水自顶部进入洗涤塔盘2，尿素溶液底部洗涤塔盘2溢出加以回收。由图3、图4和图5可见，板式洗涤塔盘2包括设有气液接触元件的塔板201、降液管202、出口堰203和洗涤水进口管205，在降液管202的液体出口处设有中间向两边倾斜的、两端与塔体相连接的液流均布板204。液流均布板204的高度h与清液层高度hL有关，可用下式确定h＝hL＋(-10～20)清液层高度hL的计算方法在一般的塔器设计资料中都有叙述，此处不再赘述。在小液流强度下，如液流强度Γ＜3m3/m.h时，由于堰上液高较低，液流均布板204的上边可设置齿口、梯口或矩口，以消除因安装公差而引起的液流不均，如图6所示，齿口、梯口或矩口的参数如下e＝5～30mmf＝5～40mmg＝0～fmm i＝0～10fmm所说的气液接触元件包括筛板、浮阀和泡罩等，浮阀可优选采用专利ZL97234218.4公开的方形浮阀。为了降低塔盘阻力，筛板可采用改进型的冲制筛板，筛孔如图7所示，孔径为Φ＝3-20mm，板厚δ＝2-6mm，凸缘高h＝0.3-6mm。如此既可降低板压降，又可使液层有效压降下降。实施例1日产尿素1740t的大型装置，在其一段蒸发分离器和二段分离器内的上部设置本专利技术的板式洗涤塔盘，回收负压过热水蒸汽中所夹带的尿素溶液微粒，以提高经济效益。采用一段蒸发与二段蒸发的串联回收流程，要求经连串洗涤后，获得30％(wt)浓度的尿素溶液。实施数据如下 实施例2某尿素生产厂因扩产需要，使造粒塔空气通量增加至150000m3/h，采用机械通风，拟回收空气中夹带的尿素粉尘微粒，制得3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收尿素微粒的方法，其特征在于，由尿液蒸发器（１）或闪蒸器夹带尿素溶液微粒的过热蒸汽自下而上通过设置在尿液蒸发器（１）或闪蒸器内顶部的至少一块板式洗涤塔盘（２），水蒸汽自顶部被喷射器抽出送冷凝器，洗涤水从尿液蒸发器（１）或闪蒸器顶部进入板式洗涤塔盘（２），吸收了尿素微粒的溶液经塔盘溢流排出加以回收。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张成芳，刘时贤，郑治胜，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]