CS254580B1

CS254580B1 - A method of neutralizing ammonia

Info

Publication number: CS254580B1
Application number: CS86438A
Authority: CS
Inventors: Petr Novotny; Jan Eisler
Original assignee: Petr Novotny; Jan Eisler
Priority date: 1986-01-21
Filing date: 1986-01-21
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS43886A1

Abstract

Cílem řešeni bylo nalézt optimální koncentraci kyseliny dusičné při vypírání amoniaku z plynů odcházejících z neutralizačních reaktorů výrobny NPK. Tohoto cíle se dosáhne při koncentraci kyseliny dusičné 0,1 až 0,99 % hmotnosti v absorpčním roztoku.The aim of the solution was to find the optimal concentration of nitric acid for washing ammonia from gases leaving the neutralization reactors of the NPK production plant. This aim is achieved with a nitric acid concentration of 0.1 to 0.99% by weight in the absorption solution.

Description

(54) Způsob neutralizace amoniaku(54) Ammonia neutralization process

Cílem řešeni bylo nalézt optimální koncentraci kyseliny dusičné při vypírání amoniaku z plynů odcházejících z neutralizačních reaktorů výrobny NPK. Tohoto cíle se dosáhne při koncentraci kyseliny dusičné 0,1 až 0,99 % hmotnosti v absorpčním roztoku.The aim of the solution was to find the optimal concentration of nitric acid in the scrubbing of ammonia from gases leaving the neutralization reactors of the NPK plant. This is achieved at a nitric acid concentration of 0.1 to 0.99% by weight in the absorption solution.

Vynález se týká způsobu neutralizace amoniaku z neutralizačních reaktorů ve výrobnách NPK-hnojiva.The invention relates to a process for neutralizing ammonia from neutralization reactors in NPK fertilizer plants.

Ve výrobně kombinovaného hnojivá NPK je jednou z technologických operací načpavkování břečky. Při tomto čpavkování dochází k částečnému průniku amoniaku do odsávaného plynu.In the NPK fertilizer production plant, one of the technological operations is slurry refilling. Ammonia is partially penetrated by the ammonia into the exhaust gas.

Plyn odcházející z neutralizačních reaktorů je nasycen vodní parou nebo je jeho stav blízký nasycení, dále obsahuje amoniak, vzduch, malé množství dusičnanu amonného a něco málo pevných částic. Tento amoniak se vypírá vodou, roztokem dusičnanu amoného obsahujícího více jak 1 % kyseliny dusičné podle AO 200 418, odpadními roztoky nebo i břečkou. V důsledku fyzikálně-chemických zákonů se touto vypírkou získávají bud velice zředěné roztoky, které není možno ekonomicky zpracovat, nebo dochází k vykondenzování vody a tím k porušení vodní bilance technologie nebo průniku kyseliny do již použitého absorpčního roztoku. V případě použití vody je v důsledku vysokého kondenzačního tepla účinnost vypírky malá.The gas leaving the neutralization reactors is saturated or close to water vapor, further containing ammonia, air, a small amount of ammonium nitrate and some solid particles. This ammonia is washed with water, ammonium nitrate solution containing more than 1% nitric acid according to AO 200 418, waste solutions or even slurries. Due to physicochemical laws, this scrubbing process results in either very dilute solutions which cannot be economically processed, or condensation of the water and thus disruption of the water balance of the technology or penetration of the acid into the absorption solution already used. If water is used, the scrubbing efficiency is low due to high condensation heat.

Výhodnějším se jeví způsob neutralizace amoniaku obsaženého v plynech odcházejících z neutralizačních reaktorů při výrobě vícesložkových hnojív roztokem obsahujícím 30 až 75 % hmotnosti dusičnanu amonného a kyselinu dusičnou podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsah kyseliny dusičné v absorpčním roztoku na vstupu do absorpce je 0,1 až 0,99 % hmotnosti.A method for neutralizing the ammonia contained in the gases leaving the neutralization reactors in the production of multicomponent fertilizers with a solution containing 30 to 75% by weight of ammonium nitrate and nitric acid according to the invention seems to be more advantageous. is 0.1 to 0.99% by weight.

Technické řešení předpokládající vypírku amoniaku roztokem obsahujícím 1 až 10 í hmotnosti kyseliny dusičné bylo totiž překonáno zjištěním, že uspokojivé vypírky lze dosáhnout dalším podstatným snížením obsahu kyseliny v absorpčním roztoku, přičemž nižší koncentrační gradient se překonává vyšším zkrápěním plynné fáze.Indeed, the technical solution which envisages the scrubbing of ammonia with a solution containing 1 to 10% by weight of nitric acid has been overcome by the finding that satisfactory scrubbing can be achieved by further substantially reducing the acid content of the absorption solution, while a lower concentration gradient is overcome by higher scrubbing.

Předkládaný způsob zachycování amoniaku umožňuje intenzifikovat mokrou část výroby NPK, aniž by bylo nutno věnovat zvýšenou pozornost obsahu amoniaku v těchto plynech. Při realizaci je výhodné pracovat s teplotou vystupujícího plynu z absorpce blízkou teplotě vstupujícího plynu. Jelikož vstupující plyn mívá obsah vody blízký nasycení, má za následek snížení teploty výstupního plynu vykondenzování části vody. Jelikož tenze vodní páry nad absorpčním roztokem je nižší než nad vodou, je nutno pro podmínky nasyceného vstupního plynu bez kondenzace vody v absorpci pracovat při tpelotě výstupního plynu o něco vyšší než je teplota vstupního plynu. Koncentrace kyseliny v nastřikujícím roztoku je nutno volit co nejnižší. Nízké koncentrace se docílí vyšší cirkulací roztoku. Je tedy výhodné pracovat při maximálním reálném průtoku cirkulačního roztoku.The present ammonia trapping method makes it possible to intensify the wet portion of NPK production without paying particular attention to the ammonia content of these gases. In an embodiment, it is advantageous to operate at a temperature of the gas leaving the absorption close to the temperature of the gas entering. Since the incoming gas has a water content close to saturation, a reduction in the temperature of the outlet gas results in condensation of some of the water. Since the water vapor pressure above the absorption solution is lower than that of water, for saturated feed gas conditions without water condensation in the absorption, the outlet gas temperature should be slightly higher than the feed gas temperature. The acid concentration in the feed solution should be chosen as low as possible. Low concentrations are achieved by higher circulation of the solution. It is therefore advantageous to operate at the maximum real flow rate of the circulating solution.

Přebytečné teplo je možno ovládat chladičem umístěným v zásobníku, nebo je možno chladit pouze nástřikující roztok. Rovněž je možno kyselinu předchladit a tím částečně snížit nároky na vlastní odvod reakčního, popřípadě kondenzačního tepla. V případě, že se absorbuje menší množství amoniaku, postačí na odvedení reakčního tepla ztráty do okolí.Excess heat can be controlled by a heat sink located in the tank, or only the spray solution can be cooled. It is also possible to pre-cool the acid and thus partially reduce the demands on the actual removal of the reaction or condensation heat. If less ammonia is absorbed, it is sufficient to dissipate the heat of reaction into the environment.

V případě, že produkt i nastřikující roztok nejsou odděleny, odchází v produktu část použité kyseliny. Množství použité kyseliny je úměrné množství amoniaku, obsaženém ve vstupním plynu nebo je úměrné množství absorbovaného amoniaku. Postupnou rychlost plynu v absorpčním zařízení je nutno volit tak, aby nedocházelo ke strhávání kapiček do výstupního potrubí.If both the product and the feed solution are not separated, part of the acid used will leave the product. The amount of acid used is proportional to the amount of ammonia contained in the feed gas or is proportional to the amount of ammonia absorbed. The gradual velocity of the gas in the absorber must be selected so as not to entrain the droplets into the outlet conduit.

Koncentrace kysleiny dusičné a teplota nástřikujícího roztoku ovlivňují tenzi par nad roztokem. V případě vyšších koncentrací kyseliny a vyšších teplot dochází ke vzniku dýmů dusičnanu amonného. Množství dusičnanu amonného v plynu odcházejícím z absorpčního zařízeni je možno snížit použitím velmi nízké koncentrace volné kyseliny dusičné v nastřikujícím roztoku, kdy tenze par kyseliny dusičné nad roztokem a tím i množství vznikajícího dusičnanu amonného je minimální. Snížení koncentrace volné kyseliny vnastřikujícím roztoku se docílí zvýšenou ba přímo maximálně možnou cirkulaci absorpčního roztoku.The concentration of nitric acid and the temperature of the feed solution affect the vapor pressure above the solution. Ammonium nitrate fumes are produced at higher acid concentrations and higher temperatures. The amount of ammonium nitrate in the gas leaving the absorber can be reduced by using a very low concentration of free nitric acid in the feed solution, where the vapor pressure of the nitric acid above the solution and thus the amount of ammonium nitrate formed is minimal. Reduction of the free acid concentration in the injecting solution results in an increased or even maximum possible circulation of the absorption solution.

Vznikající produkt je výhodné vracet do reaktorů a provádět pouze dočpavkování případně přebytečné kyseliny.It is advantageous to return the resulting product to the reactors and to carry out only the eventual addition of any excess acid.

Přidáním produktu do břečky se částečně zvýší obsah dusíku a je možno o tu část amoniaku která se vrací# snížit přívod plynného amoniaku do reaktorů. V důsledku toho je prakticky veškerý přivedený amoniak obsažen v břečce a obsah amoniaku v plynu na výstupu z reaktorů se sníží ve srovnání se současným stavem.By adding the product to the slurry, the nitrogen content is partially increased and the amount of ammonia that is returned can be reduced by reducing the ammonia gas feed to the reactors. As a result, virtually all of the ammonia introduced is contained in the slurry and the ammonia content of the gas at the exit of the reactors is reduced compared to the present state.

Samotný absorpční roztok se připravuje jeho cirkulací s tím, že se do něj přidává úměrné množství kyseliny.The absorbent solution itself is prepared by circulating it, adding an appropriate amount of acid.

Způsobem podle vynálezu se dále zvýší využití amoniaku přiváděného do neutralizačních reaktorů a podstatnou měrou se sníží emise dusičnanu amnného vystupujícího z absorpčního zařízení.The process according to the invention further increases the utilization of the ammonia fed to the neutralization reactors and substantially reduces the emission of ammonium nitrate exiting the absorber.

Způsob podle předkládaného vynálezu lze realizovat ve všech výrobnách NPK-hnojiva, kde se provádí čpavkování břečky.The process of the present invention can be carried out in all NPK-fertilizer plants where slurry ammonia is carried out.

PříkladExample

Plyn odcházející z neutralizačních reaktorů výroby NPK v množství 472 m /h obsahovalThe gas leaving the neutralization reactors of the NPK production at 472 m / h contained

0,0462 kg NHg/m . Do absorpčního roztoku se každou hodinu přivádělo 136 kg HNO^ o koncentraci 53 % hmotnosti. Absorpční roztok obsahoval 67,3 % hmotnosti NH^NO^ a 0,69 % hmotnosti HNO₃·0.0462 kg NHg / m. 136 kg of HNO 3 at a concentration of 53% by weight were fed to the absorption solution every hour. The absorbent solution contained 67.3% by weight NH? NO? And 0.69% by weight of HNO ₃ ·

Po průchodu absorpčního roztoku absorpčním zařízením obsahoval roztok 68,2 % hmot. NH^NO^. Hodinově bylo odebíráno 132 kg produktu, který byl přiváděn zpět do neutralizačních reaktorů. Zbytek - podstatná část - byla přiváděna zpět od absorpčního zařízení jako nástřik. Teplota plynu na vstupu do absorpčního zařízení byla 346,8 K a na výstupu 345,6 K. Účinnost vypírky byla 90%.After passing the absorbing solution through the absorption device, the solution contained 68.2 wt. NH 4 NO 4. 132 kg of product was collected per hour and fed back to the neutralization reactors. The remainder - a substantial portion - was fed back from the absorber as a feed. The gas temperature at the inlet to the absorber was 346.8 K and the outlet at 345.6 K. The scrubber efficiency was 90%.

Claims

SUBJECT MATTER: ZU

Process for neutralizing the ammonia contained in the gases leaving the neutralization reactors in the manufacture of compound fertilizers with a solution containing 30 to 75% by weight of ammonium nitrate and nitric acid, characterized in that the nitric acid content of the absorption solution at the inlet to absorption is 0.1 to 0.99% weight.