CS231630B1

CS231630B1 - Method of absorption utilizing oxothermic reaction

Info

Publication number: CS231630B1
Application number: CS825175A
Authority: CS
Inventors: Kamil Wichterle; Mitschka; Jan Cervenka
Original assignee: Kamil Wichterle; Mitschka; Jan Cervenka
Priority date: 1982-07-07
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1984-12-14
Also published as: CS517582A1

Abstract

Předmětem vynálezu je způsob prováděni absorpce s exotermni reakcí, při kterém se absorpční kapalina střídavě uvádí do styku s plynnou směsí obsahující absorbující se složku při teplotě kapaliny pod jejím bodem varu a s plynným chladicím prostředím. Střídavý styk absorpční kapaliny s plynnou směsí obsahující absorbující se složkou a s plynným chladicím prostředím se uskutečňuje v recyklu kapaliny, kterou je kvsela směs z výroby minerálních hnojiv. Absorbovanou složkou je čpavek a chladicím plynem je vzduch. Cílem navrhovaného postupu je snížení teploty kapaliny a tedy i koncentrace balastní páry pri absorpci tak, aby se současně využilo reakčního tepla k odpaření vody z kapalíny v odděleném prostoru.The object of the invention is a method of implementation absorption with an exothermic reaction in which the absorbing liquid is alternately indicated contacting the gaseous mixture containing the absorbent the component at liquid temperature below its boiling point and with gaseous refrigerant environment. Alternative absorption absorption a liquid with a gaseous mixture containing an absorbent with component and with gaseous refrigerant environment is carried out in the liquid recycle, which is the production mixture mineral fertilizers. The absorbed component is ammonia and the cooling gas is air. The proposed procedure aims at a reduction liquid temperature and thus concentration ballast vapor when absorbed so as to at the same time utilized the reaction heat to evaporate water from the liquid in a separate space.

Description

Vynález se týká prováděni absorpce s exotermní reakcí.The invention relates to carrying out absorption with an exothermic reaction.

Některé procesy absorpce s chemickou reakcí, především s neutralizací, jsou doprovázeny značným vývinem tepla. Toto teplo může stačit nejen k ohřátí absorpční kapaliny, ale i k jejímu uvedeni do varu a k odpaření významného množství páry. Vzni klá pára přechází do plynné směsi obsahující absorbující se slož ku, čímž snižuje koncentraci této složky, a to nejvýznamněji právě v blízkosti povrchu absorpční kapaliny, kde je tato koncentrace pro rychlost absorpce rozhodující. Potlačení tvorby páry můžeme dosáhnout intenzivním chlazením systému. V řadě technologií je však samotné odpaření žádoucí, nebo£ je zájem na tom, aby absorpční kapalina obsahovala produkt reakce v co nejvyšší koncentraci (např^. ve výrobě granulovaných hnojiv, kdy je nutno produkt dále sušit), takže chlazení při absorpci je nevýhodné.Some absorption processes with a chemical reaction, especially neutralization, are accompanied by considerable heat generation. This heat may be sufficient not only to heat the absorbent liquid but also to bring it to boil and to evaporate a significant amount of steam. The vapor passes into the gas mixture containing the absorbing component, thereby reducing the concentration of the component, most notably near the surface of the absorbent liquid, where this concentration is critical to the rate of absorption. Vapor suppression can be achieved by intensive cooling of the system. However, in a number of technologies, evaporation alone is desirable, since it is desirable that the absorption liquid contain the reaction product in the highest concentration (e.g., in the production of granular fertilizers when the product needs to be further dried), so cooling upon absorption is disadvantageous.

Cílem navrhovaného postupu je snížení teploty absorpční kapaliny a tedy i koncentrace balastní páry při absorpci tak, aby bylo zároveň využito reakčního tepla k odpaření vody Z absorpční kapaliny v odděleném prostoru. Poustala apusoau pro* id-iu aasorpce s exotermní reakci podle uvedeného vynalezu opoeív.· v tom, ze absorpční kapalina je střiduvv uváděná do styku s plynnou směsí obsahující absorbující se složku při teplotě kapaliny pod jejím bodem varu a s plynným chladicím prostředím. Střídavý styk absorpční kapaliny s plynnou směsí obsahující absorbující se složku a s plynným chladicím prostředím se uskutečňuje v recyklu kapaliny.The aim of the proposed process is to reduce the temperature of the absorption liquid and thus the concentration of the ballast vapor upon absorption so that the heat of reaction is used to evaporate water from the absorption liquid in a separate space. An exothermic reaction according to the present invention has been used in which the absorbent liquid is alternately contacted with a gaseous mixture containing the absorbing component at a liquid temperature below its boiling point and with a gaseous cooling medium. The alternating contact of the absorbing liquid with the gaseous mixture containing the absorbing component and the gaseous cooling medium takes place in the liquid recycle.

Pro dosažení požadovaného stupně absorpce nutno pak absorpci nebo cyklus absorpce - chlazení opakovat. Podstata vynálezu je znázorněna přiloženými obrázky, kde představujeThe absorption or cooling-absorption cycle must then be repeated to achieve the desired degree of absorption. The essence of the invention is illustrated by the accompanying drawings in which it represents

231 830231 830

- 2 obrázek 1 kolonový systém se samospádovým tokem absorpční kapaliny a obrázek 2 soustavu pro střídavou absorpci plynné složky a chlazeni absorpční kapaliny v recyklu·- 2 figure 1 column system with gravity flow of absorption liquid and figure 2 system for alternate absorption of gaseous component and cooling of absorption liquid in recycle ·

Na obrázku 1 jsou znázorněny absorpční jednotky 1 s přívodem 2 plynu obsahujícího absorbující se složku s odvodem J a chladicí jednotky 4 s přívodem J plynného chladicího prostředí a s odpadem 6. Proud absorpční kapaliny 2 je samospádný. Na obrázku 2 se absorpce a chlazení provádí na jediné dvojici ábsoi*pční a chladicí jednotky v recyklu 8 ábsorpč ní kapaliny, zajišťovaném čerpadlem 2·Referring to Figure 1, there are shown absorption units 1 with a gas inlet 2 containing an absorbing component with a discharge J and cooling units 4 with a supply J of a gaseous cooling medium and with a waste 6. The flow of the absorption liquid 2 is gravity. In Figure 2, the absorption and cooling is carried out on a single pair of absorption and cooling units in the recycling liquid absorption pump 8 provided by the pump 2.

Předností navrhovaného způsobu je, že se dosáhne oproti jednostupňovému absorpčnímu zařízení zvýšení hnací síly a snížení oaporu vůči přestupu hmoty v absorpční jednotce; účinnost absorpčního zařízení je tedy podstatně vyšší. Celkový objem zařízení pro přestup hmoty, tj. jednotek pro absorpci a chlazení, může být menší než objem jednostupňového zařízení, od'něhož by se požadoval stejný účinek. Zvýšení provozních nákladů pro čerpání plynného chladicího prostředí, případně recyklované absorpční kapaliny přitom není podstatné.An advantage of the proposed method is that an increase in driving force and a reduction of the aperture against mass transfer in the absorption unit is achieved over a single-stage absorption device; the efficiency of the absorbent device is thus substantially higher. The total volume of the mass transfer device, i.e. the absorption and cooling units, may be less than the volume of the one-stage device from which the same effect would be desired. The increase in operating costs for pumping the gaseous cooling medium or the recycled absorption liquid is not significant.

Využití vynálezu je možno očekávat především při zachycování kyselých nebo zásaditých plynů s neutralizační reakcí, např. při zpracování zbytkového čpavku z neutralizačních reaktorů ve výrobě kombinovaných hnojiv.The use of the invention can be expected in particular in the capture of acidic or alkaline gases with a neutralization reaction, for example in the treatment of residual ammonia from neutralization reactors in the production of combined fertilizers.

PříkladExample

V poloprovozní výrobě nitrofosfátových hnojiv byl do 250 kg/h absorpční kapaliny představované 85°C teplou kyselou břečkou obsahující 50 % H^CO^, 24 % Ca(N0^)₂ a 59 % ^Ho°, Pohlcován zbytkový čpavek z neutralizačních reaktorů z 10 aP/h plynné směsi obsahující 80 % NH^ a vodní páru. Proces byl nejprve veden v jednostupňové souproudé absorpční koloně 0 100 mm o délce 1 m s vertikální sítovinovou výplní. Kapalina v patě kolony vřela, silně pěnila a uvolňovala ca 5 kg/h vodní páry, přičemž docházelo i k odpařování kyseliny a k zanášení odvodního potrubí amonnou solí z nezachyceného NH^. Tatáž kolona byla potom zapojena navrhovaným způsobem tak, že ve výšce 0,5 m byl připojen odtah spojující proud odvodu plynné směsi z horní části kolony, představující souproudou absorpční jednotku, a odpad z dolní části kolo231 830 ny, představující protiproudou chladicí jednotku. Ventilátorem na odtahovém potrubí bylo zajištěno i čerpání plynného chladicího prostředí - vzduchu, který byl přisáván otvorem v patě ko lony v množství cca 20 m^/h. Dále byl připojen recykl kyseliny z paty kolony na hlavu v množství cca 500 kg/h.In the pilot plant production of nitrophosphate fertilizers, up to 250 kg / h of the absorption liquid represented by 85 ° C was a hot acid slurry containing 50% H 2 CO 2, 24% Ca (NO 2) ₂ and 59% ^H 0 °. 10 aP / h gas mixture containing 80% NH4 and water vapor. The process was initially conducted in a single-stage 100 mm co-current absorption column of 1 m length with a vertical mesh padding. The liquid boiled at the bottom of the column, foaming and releasing ca 5 kg / h of water vapor, causing acid evaporation and clogging of the drain line with ammonium salt from non-trapped NH4. The same column was then wired in the manner proposed, at a height of 0.5 m, connecting a flue gas flow connecting the gaseous discharge stream from the top of the column, representing the upstream absorption unit, and the waste from the bottom of the wheel, 231 830 ny, representing the countercurrent cooling unit. The ventilator on the flue gas duct also pumped gaseous cooling medium - air, which was sucked through the opening in the bottom of the column in the amount of about 20 m ^ / h. In addition, an acid recycle from the bottom of the column to the head was added at a rate of about 500 kg / h.

Přes sníženi účinné délky absorpční kolony na méně než po lovinu se snížily ztráty NH^ do odtahu a bylo zcela potlačeno přehříváni kyselé břečky a pěnění v patě kolony.Despite the reduction of the effective length of the absorption column to less than per hour, the losses of NH 2 to the exhaust were reduced and the overheating of the acid slurry and foaming at the bottom of the column were completely suppressed.

Claims

Method for carrying out an absorption with an exothermic reaction, characterized in that the absorption liquid is alternately contacted with a gaseous mixture containing the absorbing component at a liquid temperature below its boiling point and with a gaseous cooling medium.

2. A method according to claim 1, wherein the alternating contact of the absorbing liquid with the gaseous mixture containing the absorbing component and the gaseous cooling medium is carried out in a liquid recycle.