ES2333723T3 - Procedimiento para la eliminacion de amoniaco y de polvo de un gas de escape que resulta durante la produccion de urea. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la eliminación de amoniaco y de polvo de un gas de escape, que se produce durante la fabricación de urea, en el que el gas de escape es inyectado en un primer lavador y el gas de enfriamiento procedente del proceso de producción es inyectado en un segundo lavador y en el que se inyecta en el segundo lavador una solución acuosa, pasando tanto el gas de escape como también el gas de enfriamiento, antes de salir del correspondiente lavador, por al menos un separador de gotas e inyectando la solución acuosa procedente del segundo lavador en el primer lavador en el que también penetra el gas de escape y en el que el agua añadida se inyecta en su totalidad en la parte superior a través del separador de gotas y en la parte inferior a través de una zona de lavado fino limitada con un fondo de separación impermeable a líquidos del primer lavador y se pulveriza sobre el al menos un separador de gotas, con lo que se produce en la zona de lavado fino una dilución grande por medio del agua añadida, de manera, que se reduce la concentración en urea de las gotas y que la solución acuosa formada en la zona de lavado fino se transfiere a continuación al segundo lavador y la solución acuosa procedente del segundo lavador se inyecta en la zona de lavado principal del primer lavador prevista debajo del fondo de separación.
Description
Procedimiento para la eliminación de amoniaco y
de polvo de un gas de escape que resulta durante la producción de
urea.
El invento se refiere a un procedimiento para la
eliminación de amoniaco y de polvo de un gas de escape, que se
produce en el proceso de fabricación de urea, en el que el gas de
escape se inyecta en un primer lavador y un gas de enfriamiento
procedente del proceso de producción se inyecta en un segundo
lavador y en el que el agua de proceso depurada o no depurada se
vierte en un lavador y en el otro lavador se vierte una solución
acuosa, pasando tanto el gas de escape, como también el gas de
enfriamiento antes de salir del correspondiente lavador por al menos
un separador de gotas.
En la producción de abonos, que contienen
amonio, respectivamente de abonos, que pueden desprender amoniaco,
por ejemplo abonos, que contienen urea, se producen en los
diferentes escalones de producción corrientes de aire de escape, que
contienen amoniaco y polvo, que es preciso limpiar antes de cederlos
al medio ambiente o de devolverlos al proceso. Estos gases de escape
se producen en especial durante la granulación y el
enfriamiento.
Para la eliminación del polvo del gas de escape
procedente de la granulación y del gas de enfriamiento del granulado
se conoce un procedimiento conforme con el género indicado
(International Fertilizer Industry Association, IFA Technical
Conferennce, Marrakech, Marruecos, 28 de septiembre a 1 de octubre
1998: ponencia "Saskferco urea plant revampimg" de Pan
Orphanides y Peter Orphanides). Para la realización de este
procedimiento se prevén dos lavadores equipados cada uno en la parte
superior con al menos un separador de gotas (Demister). En él se
inyecta en el primer lavador el gas de escape procedente de la
granulación, mientras que en el segundo lavador se inyecta el gas de
enfriamiento. Para la limpieza se inyecta en el segundo lavador agua
añadida, con preferencia agua de proceso depurada o no depurada, por
debajo del separador de gotas y en contracorriente con el gas de
enfriamiento. La solución acuosa procedente del segundo lavador es
inyectada después, igualmente en contracorriente con el gas de
escape a limpiar, en el primer lavador.
En la práctica se comprobó, que este
procedimiento conocido todavía merece mejoras. Dado que la solución
acuosa procedente del primer lavador tiene que ser procesada
adicionalmente, respectivamente debe ser utilizada más adelante, se
pretende, que la concentración en urea en la solución acuosa se
ajuste lo más alta posible para mantener lo más bajo posible el
coste en energía necesario para la concentración de la solución
acuosa formada. Sin embargo en el procedimiento actual existen
límites para esta concentración máxima. Los valores máximos
actuales de la concentración en urea en la solución acuosa del
primer lavador es aproximadamente del 30 a 45%, no siendo posibles
concentraciones más altas, ya que a pesar del separador de gotas no
es posible evitar del todo, que en el gas de escape saliente queden
gotas con contenido en urea y den lugar en este a una concentración
en urea correspondientemente alta.
A través del documento DE 33 06 664 A1 se conoce
fundamentalmente una ejecución en dos escalones de un único lavador
del gas de escape con una zona de lavado principal y una zona de
lavado fino.
El objeto del invento es por ello desarrollar un
procedimiento conforme con el género indicado de tal modo, que se
pueda reducir de manera manifiesta la carga del gas de escape.
Este problema se soluciona según el invento en
un procedimiento de clase mencionada por el hecho de que el agua
añadida se inyecta en primer lugar en una zona de lavado fino
limitada por arriba por el separador de gotas y por abajo por un
fondo de separación impermeable al líquido de un primer lavador y se
pulveriza sobre el al menos un separador de gotas y por el hecho de
que la solución acuosa formada en la zona de lavado fino se inyecta
después en el segundo lavador, inyectando la solución acuosa
procedente del segundo lavador en la zona de lavado principal
prevista debajo del fondo de separación del primer lavador, en la
que también penetra el gas de escape.
Con ello, contrariamente al procedimiento
conocido, el agua añadida es inyectada en su totalidad en la zona
adicional de lavado fino prevista en el primer lavador en el que
penetra el gas de escape cargado con gotas antes de pasar el
separador de gotas. En la zona de lavado fino tiene lugar por medio
del agua añadida una dilución grande, de manera, que la
concentración en urea de las gotas es reducida considerablemente. Al
mismo tiempo tiene lugar también una limpieza del separador de
gotas.
Con la dilución grande de las gotas es posible
incrementar de manera manifiesta la concentración en urea de la
solución acuosa en la zona de lavado principal del lavador, de
manera, que se puede reducir el coste en energía para la
concentración ulterior de la solución acuosa. Además, con este
proceso se puede lograr, que la carga de polvo en el gas de escape
pueda ser reducida desde los aproximadamente 50 mg/m^{3}
alcanzables en la actualidad a 20 mg/m^{3}.
La solución acuosa procedente del segundo
lavador se inyecta en el primer lavador, obviamente en la zona de
lavado principal prevista debajo del fondo de separación, en la que
también penetra el gas de escape.
Para la separación entre la zona de lavado fino
y la zona de lavado principal del primer lavador se utiliza con
preferencia un fondo con forma de campana. Fundamentalmente también
se pueden utilizar otros fondos de separación, que sean impermeables
a líquidos, pero permeables a gases.
Para reducir la concentración de amoniaco en el
gas de escape se prevé en otra configuración ventajosa, que en la
zona de lavado fino del prime lavador se inyecte un ácido. Por
ejemplo se puede utilizar ácido sulfúrico o ácido nítrico. El
tratamiento de esta clase con ácido es conocido, por ejemplo a
través del documento EP 0 440 932 B1.
Para optimizar desde el punto de vista de la
energía el procesamiento ulterior de la solución acuosa procedente
del primer lavador se prevé con preferencia, que en la zona de
lavado principal del primer lavador se ajuste una concentración en
urea del 40 al 60%, con preferencia del 55%. Con ello se puede
reducir de manera manifiesta el coste en energía de la concentración
sin que esta concentración muy alta en urea en la solución acuosa
conduzca a problemas en la limpieza del gas de escape, ya que, como
se mencionó más arriba, en la zona de lavado fino tiene lugar una
dilución grande de las gotas, que penetran en esta zona.
El invento se describirá a continuación con
detalle y a título de ejemplo por medio del dibujo. En él
muestran:
La figura 1, un esquema de principio para la
realización del procedimiento.
La figura 2, un detalle de la figura 1 en una
configuración especial.
Una instalación para la realización del
procedimiento posee en primer lugar un primer lavador 1 y un segundo
lavador 2. Delante del primer lavador 1 se halla un escalón 3 de
limpieza previa. En la parte superior del primer lavador 1 está
dispuesto un separador 4 de gotas (Demister) e igualmente un
separador 5 de gotas en el segundo lavador 2. El primer lavador 1
está subdividido en dos zonas de lavado, estando dispuestos por
debajo del separador 4 de gotas, formando una zona 14 de lavado
fino, un fondo 12 de separación impermeables a líquidos (por ejemplo
un fondo con forma de campana) así como una salida 11. Por debajo
del fondo 12 de separación se halla la zona 21 de lavado principal
del primer lavador 1.
Los elementos de la instalación descritos en lo
que antecede forman con preferencia parte de una instalación para la
producción de abonos, con preferencia urea, y están conectados con
un granulador y un refrigerador no representados. Del granulador no
representado se aporta gas de escape cargado con amoniaco y con
polvo, como de indica con la flecha 6, al escalón 3 de limpieza
previa. El gas de escape pasa a través del escalón 3 de limpieza
previa y es introducido en la zona 21 de lavado principal del primer
lavador 1. El gas de enfriamiento, igualmente con carga, se aporta
directamente al segundo lavador 2, lo que se indica con la flecha
7.
El agua añadida, con preferencia agua de proceso
depurada o no depurada, se aporta directamente a la zona 14 de
lavado fino del primer lavador 1, estando indicada la tubería de
entrada del agua con las flechas 8, 9. La tubería de entrada de agua
desemboca en el interior del lavador 1 por debajo del separador 4 de
gotas por medio de cabezas 10 de pulverización dirigidas hacia
arriba de tal modo, que el agua añadida es proyectada contra el
separador 4 de gotas y lo limpia. El agua añadida se mezcla con las
gotas, que pasan a través del fondo 12 de separación y da lugar a
una gran dilución de la concentración en urea en las gotas, de
manera, que las gotas ya sólo poseen una concentración en urea del 1
al 4%, incluso si la concentración en urea en la zona 21 de lavado
principal es del 55 al 60%. El agua añadida se enriquece con ello y
sale en forma de solución acuosa a través de la salida 11, a la que
está conectada una tubería, que desemboca en el segundo lavador 2
con lo que se transfiere la solución acuosa al segundo lavador
2.
El gas de escape a limpiar penetra por lo tanto
después del paso por el escalón 3 de limpieza previa, en primer
lugar, en la zona 21 de lavado principal del lavador 1 en el que
están dispuestos fondos 22 perforados o análogos y a través del
fondo 12 de separación penetra después en la zona 14 de lavado fino
en la que tiene lugar, por medio de la mezcla con el agua añadida
una dilución y reducción grandes de las gotas adheridas al gas de
escape. El gas de escape pasa después a través del separador 4 de
gotas y sale limpio en la cabeza del primer lavador 1 (flecha
15).
El gas de enfriamiento a limpiar penetra en la
parte inferior (flecha 7) en el segundo lavador 2 en el que se
hallan igualmente fondos 23 perforados y sale después en
contracorriente a través de la solución acuosa inyectada y
finalmente, limpiado por los separadores 5 de gotas, en la cabeza
del segundo lavador 2 (flecha 16).
El correspondiente poso en los dos lavadores 1 y
2 se hace circular de manera usual, lo que se indica con los
circuitos 17, respectivamente 18 cerrados. Del circuito 18 cerrado
se deriva la solución acuosa y se lleva a través de una tubería 19
al escalón 3 de limpieza previa. Del escalón 3 de limpieza salen,
por lo tanto, la solución acuosa y el gas de escape en la zona 21 de
lavado principal del primer lavador 1.
Debido al considerable efecto de dilución,
respectivamente de limpieza en la zona 14 de lavado fino es posible
ajustar en la zona 21 de lavado principal del primer lavador 1 una
concentración en urea de la solución acuosa del 60% aproximadamente,
es decir, que la solución acuosa, que sale del lavador 1 (tubería
24) posee entonces una concentración en urea del 60%, de manera, que
esta solución acuosa puede ser concentrada para su utilización
ulterior con un coste en energía considerablemente menor frente al
estado de la técnica. A pesar de esta elevada concentración en urea
en la zona 21 de lavado principal es posible, debido al proceso con
la adición de agua añadida a la zona 14 de lavado fino, obtener en
la zona 14 de lavado fino concentraciones en urea del orden de
magnitud del 1 al 4%. La concentración en urea en el segundo lavador
2 es aproximadamente del 10%.
Como muestra la figura 2, con preferencia se
prevé adicionalmente, que para la reducción de la carga con amoniaco
del gas de escape se introduzca en la zona 14 de lavado fino un
ácido, lo que se indica con la flecha 20. Para ello se devuelve una
parte de la solución acuosa, que sale de la salida 11 del primer
lavador 1, por medio de la tubería 13 del circuito cerrado y de una
bomba 25, para introducir el ácido en la zona 14 de lavado fino.
Como ácido se puede utilizar por ejemplo ácido sulfúrico o ácido
nítrico. El tratamiento de esta clase con ácido es conocido, por
ejemplo a través del documento EP 0 440 932 B1. La adición de ácido
(corriente 20) se realiza con preferencia con una tobera resistente
a corrosión y autoaspirante detrás de la bomba (por ejemplo una
lanza), cuya entrada se regula. La tubería de presión de la bomba
puede ser prevista en su totalidad o parcialmente como corriente de
chorro de impulsión.
El procedimiento se presta también
fundamentalmente de manera alternativa para un lavador en el que
estén dispuestos varios separadores de gotas en posición vertical.
El agua añadida se inyecta después de manera correspondiente, en
primer lugar, en la zona de lavado fino del lavador del gas
procedente de la granulación.
Claims (4)
1. Procedimiento para la eliminación de amoniaco
y de polvo de un gas de escape, que se produce durante la
fabricación de urea, en el que el gas de escape es inyectado en un
primer lavador y el gas de enfriamiento procedente del proceso de
producción es inyectado en un segundo lavador y en el que se inyecta
en el segundo lavador una solución acuosa, pasando tanto el gas de
escape como también el gas de enfriamiento, antes de salir del
correspondiente lavador, por al menos un separador de gotas e
inyectando la solución acuosa procedente del segundo lavador en el
primer lavador en el que también penetra el gas de escape y en el
que el agua añadida se inyecta en su totalidad en la parte superior
a través del separador de gotas y en la parte inferior a través de
una zona de lavado fino limitada con un fondo de separación
impermeable a líquidos del primer lavador y se pulveriza sobre el al
menos un separador de gotas, con lo que se produce en la zona de
lavado fino una dilución grande por medio del agua añadida, de
manera, que se reduce la concentración en urea de las gotas y que la
solución acuosa formada en la zona de lavado fino se transfiere a
continuación al segundo lavador y la solución acuosa procedente del
segundo lavador se inyecta en la zona de lavado principal del primer
lavador prevista debajo del fondo de separación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque como fondo (12) de separación se utiliza
un fondo con forma de campana.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque en la zona (14) de lavado fino del
primer lavador (1) se inyecta un ácido.
4. Procedimiento según la reivindicación 1 o una
de las reivindicaciones siguientes, caracterizado porque en
la zona (12) de lavado principal del primer lavador (1) se ajusta
una concentración en urea del 40 al 60%, con preferencia del
55%.
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