MX2007006779A - Procedimiento para la eliminacion de amoniaco de una corriente de gas que contiene amoniaco. - Google Patents

Procedimiento para la eliminacion de amoniaco de una corriente de gas que contiene amoniaco.

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Abstract

La invencion se refiere a un procedimiento para la eliminacion de amoniaco de una corriente de gas que contiene amoniaco mediante el tratamiento del amoniaco en la corriente de gas que contiene amoniaco con un acido, tratamiento durante el cual se forma una corriente acuosa que comprende una sal de amonio, en el que la corriente acuosa que comprende la sal de amonio se trata con electrodialisis, mediante lo cual se recupera el acido y se forma una corriente acuosa que comprende una sal de hidroxido de amonio.

Description

PROCEDIMIENTO PARA LA ELIMINACIÓN DE AMONIACO DE UNA CORRIENTE DE GAS QUE CONTIENE AMONIACO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento para la eliminación de amoniaco de una corriente de gas que contiene amoniaco mediante el tratamiento del amoniaco en la corriente de gas que contiene amoniaco con un ácido, tratamiento durante el cual se forma una corriente acuosa que comprende una sal de amonio .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El amoniaco tiene que eliminarse de las corrientes de gas que se expulsan al aire, porque provoca problemas ambientales . El reglamento gubernamental con respecto a las emisiones de amoniaco se volverá más estricto en el futuro.
Se describe un procedimiento para la eliminación de amoniaco de una corriente de gas que contiene amoniaco, por ejemplo, en el documento US-A-4424072. En esta memoria descriptiva de patente se describe que el amoniaco se elimina de la corriente de gas que sale de la parte superior de una torre de formación de perlas en una planta de urea poniendo en contacto la corriente de gas en un lavador químico con una disolución de ácido diluida, no volátil, mediante lo cual se absorbe el NH3. Según el documento US-A-4424072, las disoluciones de ácido no volátiles incluyen ácidos inorgánicos tales como ácido fosfórico, ácido sulfúrico y ácido nítrico, así como ácidos orgánicos tales como ácido cítrico, ácido oxálico y ácidos orgánicos no volátiles comparables. Según el documento US-A-4424072 la corriente de gas libre de amoniaco se expulsa al aire. Se menciona que la corriente acuosa obtenida que comprende la sal de amonio que sale de la sección de lavado químico en la torre de formación de perlas puede recircularse al procedimiento de producción urea. El inconveniente de usar el procedimiento según el documento US-A-4424072 , en el que la corriente acuosa que comprende la sal de amonio se recircula al procedimiento de producción de urea, es que pueden producirse contaminaciones por sales de amonio en el producto final, en este caso urea, contaminaciones que son indeseables. Por ejemplo, las sales de amonio en la urea normalmente harán que esta urea sea inadecuada para la preparación de melamina. El procesamiento por separado de estas sales de amonio (por ejemplo, como un subproducto) cuesta dinero y energía o a menudo plantea un problema ambiental .
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Se ha encontrado que el inconveniente mencionado anteriormente puede eliminarse con un procedimiento en el que la corriente acuosa que comprende la sal de amonio se trata con electrodiálisis, mediante lo cual se recupera el ácido y se forma una corriente acuosa que comprende una sal de hidróxido de amonio. Realizando la electrodiálisis sobre la corriente acuosa que comprende la sal de amonio, puede recuperarse el ácido que se ha usado para eliminar el amoniaco y no se recircula una corriente acuosa que comprende la sal de amonio para la producción de urea, lo que provoca la contaminación de la urea producida. Según el procedimiento para la eliminación de amoniaco de una corriente de gas que contiene amoniaco según la invención, se trata la corriente acuosa que comprende la sal de amonio con electrodiálisis.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 muestra una sección de electrodiálisis según la invención. La figura 2 muestra una celda electroquímica denominada de tres compartimentos.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Aquí y más adelante en el presente documento se define la electrodiálisis como un procedimiento electrolítico que comprende un ánodo y un cátodo que también comprende al menos una membrana situada entre el ánodo y el cátodo. Esta membrana puede ser una membrana permeable a aniones , una membrana permeable a cationes o una combinación de una o más de estas membranas con al menos dos membranas bipolares. Las membranas permeables a aniones y las membranas permeables a cationes son permeables para aniones y cationes, respectivamente, cuando a estos iones los atrae el cátodo o el ánodo, respectivamente. Las membranas bipolares consisten en una membrana permeable a aniones y una membrana permeable a cationes laminadas juntas. Cuando se orienta esta membrana bipolar de forma que la membrana permeable a cationes se enfrenta al cátodo, el agua se fracciona en protones e iones hidroxilo. Durante el tratamiento de la corriente acuosa que comprende la sal de amonio, se recupera el ácido usado para transformar el amoniaco en la corriente de gas que contiene amoniaco. Así, este ácido puede reutilizarse para transformar el amoniaco en la corriente de gas que contiene amoniaco. Ácidos que pueden usarse para transformar el amoniaco son, por ejemplo, los ácidos orgánicos y ácidos inorgánicos mencionados en el documento US-A-4424072, tal como se describió anteriormente. Durante el procedimiento según la invención también se forma una corriente acuosa que contiene hidróxido de amonio durante la electrodiálisis de la corriente acuosa que comprende la sal de amonio. Tras su formación, puede tratarse con calor esta corriente acuosa que contiene hidróxido de amonio, mediante lo cual se forma una corriente de amoniaco gaseosa. La corriente de gas que contiene amoniaco puede originarse mediante diversos procedimientos químicos, como los procedimientos de producción de amoniaco, urea y melamina, pero también de fuentes agrícolas. El procedimiento según la invención es adecuado en particular para el tratamiento de las corrientes de gas que contienen amoniaco que contienen bajas cantidades de amoniaco. Estas corrientes de gas que contienen amoniaco son difíciles de tratar de otro modo, por ejemplo mediante separación y condensación, para la eliminación de amoniaco de estas corrientes de gas. Ejemplos de corrientes de gas que contienen amoniaco que contienen bajas cantidades de amoniaco son las corrientes de gas que salen de las secciones de formación de perlas o granulación de las plantas de urea.
Cuando la corriente de gas que contiene amoniaco, que va a tratarse mediante el procedimiento según la invención, se origina a partir de los procedimientos de producción del amoniaco, urea o melamina, la corriente de amoniaco gaseosa puede recircularse a estos procedimientos. Antes de recircular la corriente de amoniaco gaseosa puede tratarse la corriente gaseosa para concentrar el amoniaco en la corriente gaseosa. La electrodiálisis se realiza en una celda electroquímica que comprende un ánodo y un cátodo separados mediante una membrana permeable a aniones o una membrana permeable a cationes. También puede usarse una combinación de una o más de estas membranas con al menos dos membranas bipolares. Para la transformación de la sal de amonio en la corriente acuosa de tal modo que se recupere un ácido y se forme una sal de hidróxido de amonio, el ánodo y el cátodo se separan preferiblemente mediante al menos una membrana permeable a aniones. Más preferiblemente, la celda electroquímica también comprende membranas bipolares y una membrana permeable a cationes. La invención también se refiere a una sección de electrodiálisis para el tratamiento de una corriente de gas que contiene amoniaco que comprende • un lavador químico, en el que una corriente de gas que contiene amoniaco se pone en contacto con un ácido, • un aparato de electrodiálisis, en el que se generan una corriente que comprende un ácido y una corriente que comprende una sal de hidróxido de amonio . Preferiblemente, la sección de electrodiálisis también comprende un separador en el que se calienta la corriente que comprende una sal de hidróxido de amonio y se forma una corriente de amoniaco gaseosa. La sección de electrodiálisis se incorpora preferiblemente a una planta de urea, que comprende una sección de formación de perlas o una sección de granulación, para tratar la corriente de gas que contiene amoniaco que sale de la sección de formación de perlas o de granulación. La invención se explicará adicionalmente en detalle con referencia a la figura adjunta. En la figura 1 se muestra una sección de electrodiálisis según la invención.
Comprende un lavador químico (SC, scrubber) en el que una corriente (1) de gas que contiene amoniaco se pone en contacto con una disolución (3) de ácido. Se expulsa aire limpio del lavador químico mediante (2) . La disolución de ácido que también contiene el amoniaco capturado como una sal de amonio se transporta parcialmente con una bomba al aparato de electrodiálisis (ED) y se devuelve parcialmente al lavador químico. El aparato de electrodiálisis comprende al menos una membrana situada entre un ánodo y un cátodo. Se genera una corriente que comprende el ácido (4) en el aparato de electrodiálisis (ED) y se recircula al lavador químico (SC) y se alimenta otra corriente que comprende una sal (5) de hidróxido de amonio, también generada en el aparato de electrodiálisis, hacia el separador (ST) . En el separador (ST, stripper) se transforma el hidróxido de amonio con la ayuda de la corriente (6) en una corriente (7) de amoniaco gaseosa, que comprende agua. Dos ejemplos de configuraciones posibles de un aparato de electrodiálisis según la invención se explicarán en más detalle. Según la primera configuración, el aparato de electrodiálisis consiste en celdas electroquímicas que comprenden una membrana permeable a aniones situada entre un ánodo y un cátodo dividiendo la celda en un compartimento de ánodo y un compartimento de cátodo. Se alimenta la disolución que comprende la sal de amonio en el compartimento de cátodo. En el aparato de electrodiálisis se forma el ácido en el compartimento de ánodo y se forma la sal de hidróxido de amonio en el compartimento de cátodo. Como ácido, puede usarse una disolución de ácido sulfúrico con un pH entre 0 y 2. En el lavador químico se forma sulfato de amonio. Una parte de la disolución que sale del lavador químico y que contiene el sulfato de amonio se alimenta al compartimento de cátodo de la celda electroquímica. Los iones sulfato se transfieren a través de la membrana y después se transforman en ácido sulfúrico en el compartimento de ánodo. Los iones amonio se convierten, en el compartimento de cátodo, en hidróxido de amonio. Parte de la disolución de ácido sulfúrico se recircula al lavador químico y parte de la disolución de hidróxido de amonio se trata en el separador. Según la segunda configuración, el aparato de electrodiálisis consiste en celdas electroquímicas que comprenden una membrana permeable a aniones y/o una membrana permeable a cationes y membranas bipolares situadas entre un ánodo y un cátodo y están ordenadas de un modo conocido para un experto en la técnica. La celda electroquímica puede ser, por ejemplo, una celda denominada de tres compartimentos según la figura 2. La corriente de gas que contiene amoniaco se puso en contacto con una disolución de ácido nítrico con un pH entre 0 y 2 en el lavador químico. Se alimenta una parte de la disolución resultante que comprende nitrato de amonio a las celdas electroquímicas en el aparato de electrodiálisis. La celda electroquímica está compuesta por una membrana (A) permeable a aniones, una membrana (C) permeable a cationes y membranas (B) bipolares en una disposición según la figura 2. Se alimentó la disolución que comprende nitrato de amonio (S) a la celda electroquímica. Se fraccionó el agua en la membrana bipolar y se formó una disolución de ácido nítrico (Y) y una disolución de hidróxido de amonio (X) . Se recircula parte de la disolución de ácido nítrico al lavador químico y se trata parte de la disolución de hidróxido de amonio en el separador.

Claims (11)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES
1.- Procedimiento para la eliminación de amoniaco de una corriente de gas que contiene amoniaco mediante el tratamiento del amoniaco en la corriente de gas que contiene amoniaco con un ácido, tratamiento durante el cual se forma una corriente acuosa que comprende una sal de amonio, caracterizado porque la corriente acuosa que comprende la sal de amonio se trata con electrodiálisis, mediante lo cual se recupera el ácido y se forma una corriente acuosa que comprende una sal de hidróxido de amonio .
2.- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente acuosa que comprende una sal de hidróxido de amonio se trata con calor, mediante lo cual se forma una corriente de amoniaco gaseosa.
3. - Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque la corriente de gas que contiene amoniaco es una corriente de gas de descarga de una sección de formación de perlas o granulación de un procedimiento para la producción de urea.
4. - Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la corriente de amoniaco gaseosa se recircula al procedimiento para la producción de urea.
5. - Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque la electrodiálisis se realiza en una celda electroquímica que comprende un ánodo y un cátodo separados por una membrana permeable a aniones, una membrana permeable a cationes o una combinación de una o más de estas membranas con al menos dos membranas bipolares .
6. - Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque la electrodiálisis se realiza en una celda electroquímica que comprende un ánodo y un cátodo separados por una membrana permeable a aniones .
7. - Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque la electrodiálisis se realiza en una celda electroquímica que comprende un ánodo y un cátodo separados por una membrana permeable a aniones, una membrana permeable a cationes y membranas bipolares .
8.- Sección de electrodiálisis que comprende • un lavador químico, en el que se pone en contacto una corriente de gas que contiene amoniaco con un ácido, • un aparato de electrodiálisis, en el que se generan una corriente que comprende un ácido y una corriente que comprende una sal de hidróxido de amonio .
9.- Sección de electrodiálisis según la reivindicación 8, caracterizada porque la sección de electrodiálisis también comprende un separador en el que se calienta la corriente que comprende una sal de hidróxido de amonio y se forma una corriente de amoniaco gaseosa.
10. - Planta de urea que comprende una sección de formación de perlas o una sección de granulación, caracterizada porque la planta de urea también comprende una sección de electrodiálisis según la reivindicación 9 para tratar la corriente de gas que contiene amoniaco que sale de la sección de formación de perlas o granulación.
11.- Planta de urea según la reivindicación 10, caracterizada porque la corriente de amoniaco gaseosa formada en la sección de electrodiálisis se recircula dentro de la planta de urea.
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