PL166456B1 - Sposób oczyszczania odcieku pochodzacego z wytwórni mocznika PL PL PL PL PL - Google Patents
Sposób oczyszczania odcieku pochodzacego z wytwórni mocznika PL PL PL PL PLInfo
- Publication number
- PL166456B1 PL166456B1 PL90286877A PL28687790A PL166456B1 PL 166456 B1 PL166456 B1 PL 166456B1 PL 90286877 A PL90286877 A PL 90286877A PL 28687790 A PL28687790 A PL 28687790A PL 166456 B1 PL166456 B1 PL 166456B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- urea
- effluent
- hydrolysis
- ammonia
- carried out
- Prior art date
Links
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 19
- OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N biuret Chemical compound NC(=O)NC(N)=O OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 33
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 17
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 9
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 2
- 238000009283 thermal hydrolysis Methods 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 206010062717 Increased upper airway secretion Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XRGXTTRRLCZRDR-UHFFFAOYSA-N azane;carbon dioxide;urea Chemical compound N.O=C=O.NC(N)=O XRGXTTRRLCZRDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical class Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 208000026435 phlegm Diseases 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- -1 urea and biuret Chemical class 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/586—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds by removing ammoniacal nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/025—Thermal hydrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S210/00—Liquid purification or separation
- Y10S210/902—Materials removed
- Y10S210/903—Nitrogenous
Abstract
1 . Sposób oczyszczania odcieku pochodzacego z wytwórni mocznika i zawierajacego jako zanieczyszczenie amoniak, dwutlenek wegla i mocznik, przy czym oczyszczanie to prowadzi sie przez hydrolize i odpedzanie otrzymujac po obróbce wysoce czysty odciek zawierajacy od 10 do 0,4 ppm amoniaku i mocznika, znamienny tym, ze oczyszczanie prowadzi sie w trzech kolejnych etapach, a mianowicie: - w etapie pierwszym, w którym poddawany obróbce odciek odpedza sie para wodna w celu uwolnienia go od zanieczyszczen lotnych, które nastepnie zawraca sie do wytwórni mocznika w fazie cieklej lub oparów; - w etapie drugim, w którym odciek otrzymany z poprzedniego etapu hydrolizuje sie w celu rozlozenia nielotnych skladników mocznika i biuretu, przy czym rozklad ten prowadzi sie pod cisnieniem 2-4 MPa nadcisnienia, w temperaturze 200-240°C przez doprowadzenie pary bezpos- redniej do odcieku, a czas rezydencji wynosi 20-40 minut, w wielu kolejnych strefach poprze- cznych w stosunku do przeplywu tlokowego, gdzie w kazdej strefie nastepuje uwalnianie fazy oparów, które laczy sie ze strumieniem oparów otrzymanych z etapów odpedzania dla nastep- nego zawrócenia do wytwórni mocznika; - w etapie trzecim, w którym odciek poddawany hydrolizie dalej odpedza sie para, przy czym na etapach odpedzania utrzymuje sie cisnienie 0,15-0,4 MPa nadcisnienia i temperature 128-150°C. PL PL PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki odcieku z wytwórni mocznika w celu otrzymywania oczyszczonej wody nadającej się bez żadnych ograniczeń do ponownego użytku jako woda techniczna.
Przemysłowa produkcja mocznika bazuje na znanej syntezie z amoniaku i dwutlenku węgla zgodnie z równaniem
NH3 + CO2-CO(NH2)2 + H20 według którego jeden mol wody tworzy się na każdy mol wyprodukowanego mocznika, co w rezultacie daje około 300 kg wody na każdą tonę wyprodukowanego mocznika.
Ta stechiometryczna ilość wody pochodzącej z reakcji syntezy nie stanowi jednej wody opuszczającej wytwórnię, ponieważ dalsza woda jest dostarczana w sposób ciągły do zakładu zarówno w postaci wody płuczącej jak i w postaci pary napędowej do eżektorów, co daje następne 150 kg/na tonę mocznika. Ta ilość wody zrzucana w sposób ciągły z wytwórni powiększana jest o wodę, którą co pewien czas pobiera się do zakładu do mycia urządzeń, o wodę z odwadniania, wodę
166 456 3 odpadową z zabezpieczeń wodnych itd., co zwiększa całkowitą ilość ścieków do obróbki do około 500 kg/tonę wyprodukowanego mocznika.
Biorąc pod uwagę, że typowa produkcja nowoczesnej wytwórni mocznika wynosi 1700 ton/dobę ilość wody do obróbki jest znaczna i wynosi 850 m3/dobę.
Obróbka tych ścieków, które są zanieczyszczone amoniakiem, dwutlenkiem węgla i mocznikiem, jest bardzo ważna zarówno dlatego, że przepisy prawne dotyczące zanieczyszczeń są bardzo surowe jak również ich odzyskanie i ponowne użycie ma wielkie znaczenie dla ekonomiki produkcji.
Amoniak i dwutlenek węgla są obecne w odcieku z wytwórni z wielu powodów, mianowicie nie są one całkowicie przekształcane w mocznik w trakcie procesu, w końcowych etapach procesu tworzą się one przez częściową hydrolizę już wyprodukowanego mocznika, powstają one z rozkładu biuretu, niepożądanego produktu towarzyszącego, ale który to produkt ze złym skutkiem towarzyszy mocznikowi, i w końcu są one obecne w okresowych zrzutach.
Mocznik obecny jest w odciekach zarówno dlatego, że jest porywany w końcowych etapach jak i dlatego, że jest zawarty w okresowych zrzutach.
Różna modyfikacja i usprawnienia procesu obniżają zawartość substancji zanieczyszczających, ale nie eliminują ich.
Wskaźnikowy skład odcieku z procesu wytwarzania mocznika jest następujący:
- amoniak 2-5% wagowych
- dwutlenek węgla 1 -2,5% wagowych
- mocznik 0,5 - 2% wagowych
- woda w ilości uzupełniającej do 100%,
- małe ilości biuretu włączone są do mocznika.
W pierwszych wytwórniach przemysłowych odzysk tych ilości amoniaku i mocznika był ignorowany, ale następnie wzięto go pod uwagę, ponieważ co najmniej do pewnego stopnia odzysk ten okazał się korzystny dla produkcji oraz ponieważ stał się konieczny z racji przepisów dotyczących zanieczyszczania środowiska ze zwiększającą się surowością wymagań.
Dobrze znane są problemy ekologiczne łączące się z takimi związkami w odciekach, mianowicie toksyczność amoniaku powyżej pewnego stężenia, eutrofizacja powodowana przez mocznik i amoniak jako substancji odżywczych dla alg i bakterii w wodzie, i w końcu redukcja tlenu rozpuszczonego w wodach. Wszystkie wytwórnie mocznika, zarówno istniejące jak i zwłaszcza nowe muszą być wyposażone w skomplikowane oddziały obróbki ścieków, nie tylko w celu odzysku reagentów, ale również z powodu kar wynikających z przepisów prawa dotyczących zanieczyszczania środowiska.
W znanych sposobach amoniak na ogół usuwa się przez odpędzenie parą wodną lub powietrzem. W celu usuwania mocznika proponowano i stosowano różne sposoby obróbki. Polegają one, co do meritum na biologicznej oksydacji, utlenianiu podchlorynami lub azotynami, odwróconej osmozie, absorpcji na żywicach, całkowitym odparowaniu wody (co w rezultacie powoduje rozkład mocznika) i w końcu na hydrolizie bądź w obecności kwasu fosforowego, bądź zwykłej hydrolizie termicznej z wykorzystaniem reakcji przeciwnej do reakcji tworzenia mocznika, przedstawionej na początku, ale w przeciwnym kierunku tj. kierunku rozkładu. Ten ostatni sposób jest najczęściej stosowany i jest wiele procesów przemysłowych bazujących na termicznym rozkładzie mocznika, przy czym każdy sposób umożliwia pewien poziom osiąganego oczyszczania.
Z opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 1341 497 znany jest sposób wytwarzania mocznika z amoniaku i dwutlenku węgla, jednak nie ujawniono w nim żadnego sposobu oczyszczania odcieku, ani nie obejmuje on etapu hydrolizy mocznika zawartego w odcieku.
Opis patentowy RFN nr 2617 185 ujawnia sposób kondensacji gazów pochodzących z rozkładu karbaminianu w instalacji syntezy mocznika z amoniaku i dwutlenku. Ujawniony sposób jednak nie rozwiązuje problemu wysokiego stopnia oczyszczania odcieku pochodzącego z tej instalacji.
W polskim opisie patentowym nr 66561 ujawniono sposób oczyszczania ścieków zawierających mocznik, obejmujący pojedynczy etap, w którym mocznik rozkłada się (hydrolizuje), a
166 456 otrzymany amoniak odpędza się. Sposób ten jednak nie spełnia wymagań dotyczących ochrony środowiska, ponieważ zawartość amoniaku i mocznika w roztworze oczyszczonego odcieku jest bardzo odległa od wymaganego poziomu dla tych zanieczyszczeń.
Polski opis patentowy nr 116 475 dotyczy sposobu syntezy mocznika i sposobu oczyszczania odcieku pochodzącego z wyparki stężonego roztworu amoniaku po kondensacji oparów. Oczyszczone wody jednak nie spełniają wymagań dla ścieków odprowadzanych do środowiska naturalnego (jeziora, rzeki) jak również nie można ich recyrkulować do produkcji pary wodnej w macierzystej instalacji.
Polski opis patentowy nr 134 841 dotyczy odpędzania parą wodną odcieków pochodzących z instalacji syntezy mocznika. Hydrolizę mocznika prowadzi się w kolumnie wyposażonej w półki. W kolumnie tej równowaga fazowa ustalająca się na każdej półce między fazą gazową, pochodzącą z niższej półki, zawierającą produkty hydrolizy (amoniak i dwutlenek węgla) i fazę ciekłą pochodzącą z górnej półki wpływa niekorzystnie na przebieg hydrolizy. Oczyszczone wody zawierają mocznik i amoniak w ilości, która spełnia wymagania ochrony środowiska, ale nie mogą być dopuszczone do przemysłowego recyklu, w którym produkowana jest wysokociśnieniowa para wodna bezpośrednio stosowana w instalacji syntezy amoniaku.
Obecny wynalazek podaje sposób oczyszczania odcieku z wytwórni mocznika do bardzo niskiej zawartości związków zanieczyszczających, takiej że nie tylko spełnia wymagania najsurowszych ograniczeń, ale również pozwala na całkowite ponowne użycie odcieku poddanego obróbce.
Sposób według wynalazku bazuje na termicznym rozkładzie mocznika i na odpędzeniu amoniaku i dwutlenku węgla i jest opisany w nawiązaniu do typowego nieograniczającego przykładu wykonania przedstawionego na fig. 1 i fig. 2.
Proces prowadzi się w trzech kolejnych etapach.
W pierwszym etapie, składającym się z etapu odpędzania lotnych związków odpędza się zanieczyszczający amoniak i dwutlenek węgla, rozpuszczone w odcieku z wytwórni mocznika.
W drugim etapie odciek poddaje się hydrolizie termicznej, w której nielotne związki tj. mocznik i biuret rozkłada się do związków lotnych amoniaku i dwutlenku węgla.
W końcu, w etapie trzecim produkty z poprzedzającego etapu rozkładu odpędza się uzyskując odciek oczyszczony do wymaganego poziomu.
Na figurze 1 przedstawiono schemat procesu, a na fig. 2 - główne urządzenie tj. urządzenie do hydrolizy procesu rozkładu nielotnych zanieczyszczeń. W następującym opisie składniki nielotne tj. mocznik i biuret, będą w skrócie nazywane mocznikiem, na tej podstawie, że mocznikowi towarzyszy pewna zawartość biuretu jako współproduktu.
Zrzuty ciągłe, zasadniczo te, które pochodzą z sekcji zatężania mocznika pod próżnią, plus okresowe zrzuty doprowadzane są przewodami 1 i 2 odpowiednio do zbiornika kolektora 3. Odciek przeznaczony do obróbki ma wskaźnikowo skład następujący:
- amoniak 2 - 59- wagowych
- dwutlenek węgla 1 - 1,255% wwgowych
- mocznik 0,5 - 2% wagowych
- woda pozostała część do 100% i jego temperatura zawarta jest w zakresie 10-50°C w zależności od warunków otoczenia i lokalnych.
Odciek zebrany i uśredniony w zbiorniku 3 wprowadza się za pomocą pompy 4 do wymiennika ciepła 5, w którym jest ogrzewany wstępnie w przeciwprądowej wymianie ciepła przez oczyszczony odciek wprowadzany do granic baterii wytwórni. Ogrzany wstępnie odciek wprowadzany jest przewodem 7 na górę kolumny odpędowej 8 zaopatrzonej w półki do kontaktowania fazy ciekłej z fazą oparów.
Górę kolumny 8 opuszcza strumień oparów zawierający amoniak, dwutlenek węgla i wodę przewodem 9 i jest całkowicie skraplany w skraplaczu 10. Otrzymany wodny roztwór amoniaku i dwutlenku węgla, zawraca się przewodem 11 do wytwórni mocznika do ponownego zastosowania. Część jego może być zawrócona do kolumny jako flegma.
166 456
Alternatywnie do tego i zależnie od składu odcieku przeznaczonego do obróbki oraz rodzaju wytwórni mocznika z którą połączony jest proces, strumień oparów z kolumny 8 może być zawracany bezpośrednio do wytwórni mocznika w celu umożliwienia odzyskania części ciepła kondensacji. W tym przypadku płyn chłodzący wprowadzany do wymiennika ciepła 10 przewodem 24 nie jest wodą chłodzącą, ale płynem procesowym z wytwórni mocznika. Górna część kolumny 8 obejmuje pierwszy z trzech etapów procesu.
Drugu etap składa się zasadniczo z urządzenia do hydrolizy nazywanego dalej hydrolizerem, którego budowę przedstawiono na fig. 2 i w dalszej części opisu.
Odciek pobrany z kominowej półki kolumny 8 wprowadzany jest przez przewody 13 i 14 za pomocą pompy 15 do hydrolizera 12 po podgrzaniu w wymienniku ciepła 16, w którym następuje przekazanie ciepła między odciekiem wprowadzanym do hydrolizera i odbierany jest z niego przewodem 17.
Czas rezydencji odcieku w hydrolizerze 12 wynosi między 20 a 40 minut, temperatura hydrolizy zawarta jest w zakresie 200-240°C, a ciśnienie pomiędzy 2 a 4 MPa nadciśnienia. Dłuższe czasy hydrolizy nie mają żadnego większego wpływu na uzyskiwany stopień oczyszczenia. W tych warunkach uzyskuje się całkowity rozkład mocznika do amoniaku i dwutlenku węgla w reakcji odwrotnej do syntezy.
Po przejściu hydrolizy odciek wprowadzany jest do trzeciego etapu obróbki i oczyszczania. Wymieniony trzeci etap prowadzi się w dolnej części kolumny 8 do którego odciek wprowadzany jest przewodem 17 i odbierany przewodem 6. Resztkowa zawartość amoniaku i mocznika w odcieku wynosi pomiędzy 10 a 0,4 ppm każdego z tych dwóch zanieczyszczeń.
W opisanym przykładzie wykonania pierwszy i trzeci etap procesu, są etapami odpędzania prowadzonymi w górnej i dolnej części tej samej kolumny 8. Jest to korzystny sposób z uwagi na oczywiste korzyści ekonomiczne. Wynalazek może jednakże być realizowany przez rozdzielenie etapów na dwie różne jednostki do odpędzania. Jest to konieczne gdy wymagana jest poprawa oczyszczania odcieku z wytwórni mocznika już zaopatrzonej w częściową obróbkę odcieku obejmującą jedynie odpędzanie.
Ciepło potrzebne do odpędzania w kolumnie 8 dostarczane jest przez żywą parę wprowadzaną do podstawy kolumny 8 przewodem 18. Alternatywnie ciepło to może być dostarczane z klasycznego reboilera na dole kolumny.
Kolumna odpędowa 8 wyposażona jest w półki do kontaktu między zstępującą cieczą a wstępującą fazą oparów dla wymiany masy i ciepła. Może to być tradycyjny zawór, nasadka do pęcherzykowania lub płyta perforowana. W miejsce kolumn półkowych można stosować kolumny z wypełnieniem znanego typu.
Ciśnienie robocze w kolumnie 8 korzystnie wynosi 0,15 - 0,4 MPa nadciśnienia, a temperatury pomiędzy 128 a 150°C. Reakcja hydrolizy jest endotermiczna i do hydrolizera musi być dostarczane ciepło, zarówno żeby podnieść temperaturę odcieku do temperatury hydrolizy jak i dla podtrzymania reakcji. Uzyskuje się to przez wprowadzanie żywej pary przewodem 19.
Typowe wykonanie reaktora do hydrolizy przedstawiono na fig. 2. Składa się ono z poziomego cylindrycznego reaktora do którego odciek wprowadza się przewodem 14, a odbiera przewodem 17. W jego wnętrzu umieszczone są przegrody 20 tak, że odciek podlega przepływowi tłokowemu i strumienie odcieku na wejściu i na wyjściu nie mogą się mieszać. Liczba i wielkość przegród zależy od parametrów procesu takich jak wielkość przerobu i skład odcieku poddawanego obróbce oraz stopień wymaganego oczyszczania. Liczba ta zawiera się na ogół pomiędzy 6 a 15. Przegrody są dwóch różnych typów rozmieszczonych naprzemiennie. Pierwszy jest ścięty poziomo tylko na jego górze, tak że jego całkowita wysokość wynosi 70-90% średnicy reaktora, podczas gdy drugi ścięty jest poziomo zarówno na górze jak i na dole w zasadniczo symetryczny sposób, ale przy całkowitej wysokości wynoszącej 70-90% średnicy reaktora.
Przegrody dzielą hydrolizer na pewną liczbę stref i zobowiązują wodę do przechodzenia przez nie kolejno wzdłuż wężykowanej ścieżki z przepływem tłokowym, przy czym strefy te reprezentują indywidualne etapy hydrolizy gdzie do każdego z nich doprowadzana jest żywa para z rury rozgałęźnej 19 zasilanej przewodem 21.
166 456
Poziom cieczy i wysokość górnej przestrzeni zajętej przez fazę oparów określone są odległością między podstawą a górnym brzegiem tych przegród, które nie są cięte wzdłuż ich dolnej części, ale spoczywają na dolnej powierzchni cylindrycznego reaktora.
Produkt hydrolizy to jest amoniak i dwutlenek węgla oddzielają się od odcieku w miarę jak są one produkowane i zbierają się na górze hydrolizera w celu opuszczenia go przewodem 22 do następnego spotkania się w rurze rozgałęźnej 23 z której są one wprowadzane do skraplacza 10 wraz z górnym strumieniem oparów z kolumny 8 lub są one zawracane do wytwórni mocznika jak już podano powyżej.
Według alternatywnego wykonania mogą one być wprowadzane do górnej części kolumny 8.
Obecny wynalazek ma wiele zalet, a mianowicie:
Sposobem według wynalazku można traktować wszystkie odcieki z wytwórni mocznika i oczyszczać je do wymaganego poziomu wyrażanego w ppm mocznika i amoniaku do zadośćuczynienia regulacjom prawnym dotyczącym zanieczyszczania środowiska we wszystkich krajach.
Przez zwykłą zmianę warunków roboczych w odniesieniu do ciśnienia, temperatury, czasu rezydencji i zużycia pary w podanych powyżej granicach, można otrzymać dowolne wartości pozostałości amoniaku i mocznika. Na ogół nawet najbardziej surowe przepisy nie ustalają granic poniżej 10 ppm tych związków, podczas gdy proces według wynalazku umożliwia osiągnięcie granic, które są nie tylko poniżej 10 ppm ale nawet poniżej 1ppm. To wykonanie oznacza, że traktowany odciek nadaje się do użytku jako woda do zasilania kotłów, nawet do produkcji pary o ciśnieniu 11 MPa, dla której ustalane są najbardziej restrykcyjne limity.
Wskazane warunki procesu umożliwiają otrzymanie zawartości pozostałego mocznika pomiędzy 10 a 0,4 ppm.
Korzystne warunki hydrolizy do otrzymania bardzo wysokiego stopnia oczyszczenia do poziomu amoniaku i mocznika równego lub mniejszego niż 1 ppm są następujące:
- ciśnienie
- temperatura
- ilość przegród
- wysokość przegród
- czas rezydencji
3,3 - 31,7 MPa nadciśnienia 230 - 236°C
8-12 75 - 85%
30-40) minut.
Wartości te zmieniają się zależnie od obciążenia zanieczyszczania odcieku poddawanego obróbce.
Materiał, z którym kontaktuje się odciek jest stalą nierdzewną i nie ma potrzeby wprowadzania powietrza pasywującego dla zapobieżenia korozji. Jest to dalszą zaletą wynalazku, ponieważ uwalnia od kosztów sprężania pasywującego powietrza i problemów zanieczyszczenia atmosfery powodowanych obecnością amoniaku przy wypuszczaniu powietrza pasywującego.
Przykład. 42 m3/h odcieku wypływało z przemysłowej wytwórni mocznika o następującym składzie:
amoniak dwutlenek węgla mocznik woda
5% wagowych 2,5% waaovwch 1% wagowy 91,5% wagowych,
Wodę tę traktowano w pierwszej strefie odpędzania w górnej części kolumny 8, a następnie wprowadzano do hydrolizera pracującego pod ciśnieniem 3,4 MPa nadciśnienia w temperaturze 234°C.
Po czasie rezydencji 32 minuty w hydrolizerze odciek obrabiano w drugim etapie odpędzania w dolnej części kolumny 8, przy czym ta ostatnia jest pojedynczą kolumną półkową z pośrednią półką kominową.
Kolumna 8 pracuje pod ciśnieniem 0,25 MPa nadciśnienia w temperaturze 138°C. Ma ona średnicę 1400 mm i podzielona jest na dwie sekcje, mianowicie sekcję górną z 20 półkami zaworowymi a w dolnej części 35 półkami.
166 456 7
Poddany obróbce odciek ' opuszcza dół kolumny odpędowej z szybkością przepływu 47 m3 i zawiera 0,51 ppm amoniaku i 0,48 ppm mocznika. Całkowite zużycie pary wynosi 11700 kg/h. Traktowany odciek stosowany jest w kotle do wytwarzania pary o ciśnieniu 10,3 MPa.
Ponadto odzyskuje się 6700 kg/g amoniaku i dwutlenku węgla o następującym składzie:
- amoniak 35,0% wagowych
- dwutlenek węgla 20,3% wagowych
- woda 44,7% wagowych.
Roztwór ten zawraca się do wytwórni mocznika do ponownego użycia.
Hydrolizer wyposażony jest w 9 przegród, z których 5 jest ściętych tylko z górnego końca do wysokości 82% średnicy, a pozostałych 4 są ścięte symetrycznie na górze i na dole do całkowitej wysokości 84% średnicy wewnętrznej.
.20 '21
]
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 1,100 zł.
Claims (5)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób oczyszczania odcieku pochodzącego z wytwórni mocznika i zawierającego jako zanieczyszczenie amoniak, dwutlenek węgla i mocznik, przy czym oczyszczanie to prowadzi się przez hydrolizę i odpędzanie otrzymując po obróbce wysoce czysty odciek zawierający od 10 do 0,4 ppm amoniaku i mocznika, znamienny tym, że oczyszczanie prowadzi się w trzech kolejnych etapach, a mianowicie:- w etapie pierwszym, w którym poddawany obróbce odciek odpędza się parą wodną w celu uwolnienia go od zanieczyszczeń lotnych, które następnie zawraca się do wytwórni mocznika w fazie ciekłej lub oparów;- w etapie drugim, w którym odciek otrzymany z poprzedniego etapu hydrolizuje się w celu rozłożenia nielotnych składników mocznika i biuretu, przy czym rozkład ten prowadzi się pod ciśnieniem 2-4 MPa nadciśnienia, w temperaturze 200-240°C przez doprowadzenie pary bezpośredniej do odcieku, a czas rezydencji wynosi 20-40 minut, w wielu kolejnych strefach poprzecznych w stosunku do przepływu tłokowego, gdzie w każdej strefie następuje uwalnianie fazy oparów, które łączy się ze strumieniem oparów otrzymanych z etapów odpędzania dla następnego zawrócenia do wytwórni mocznika;- w etapie trzecim, w którym odciek poddawany hydrolizie dalej odpędza się parą, przy czym na etapach odpędzania utrzymuje się ciśnienie 0,15-0,4 MPa nadciśnienia i temperaturę 128-150°C.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że hydrolizę prowadzi się w poziomej strefie reakcji.
- 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pierwszy i trzeci etap, w których odpędza się odciek przed i po hydrolizie realizuje się w dwóch sekcjach tej samej kolumny, które połączone są razem przez płytę kominową.
- 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że opary wytworzone w etapie hydrolizy wprowadza się do kolumny pierwszego etapu odpędzania.
- 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że hydrolizę dla uzyskania odcieku o zawartości amoniaku i mocznika mniejszej niż 1 ppm, korzystnie prowadzi się przy nadciśnieniu 3,3-3,7 MPa w temperaturze 230-236°C w czasie od 30 do 40 minut i przy ilości 8-12 przegród w reaktorze cylindrycznym, których wysokość wynosi 70-90% wewnętrznej średnicy reaktora.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT8921742A IT1232670B (it) | 1989-09-15 | 1989-09-15 | Procedimento per la purificazione delle acque reflue prodotte dagli impianti di produzione dell'urea. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL166456B1 true PL166456B1 (pl) | 1995-05-31 |
Family
ID=11186227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL90286877A PL166456B1 (pl) | 1989-09-15 | 1990-09-13 | Sposób oczyszczania odcieku pochodzacego z wytwórni mocznika PL PL PL PL PL |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5096599A (pl) |
EP (1) | EP0417829B2 (pl) |
CN (1) | CN1075793C (pl) |
AR (1) | AR247372A1 (pl) |
AT (1) | ATE88985T1 (pl) |
CA (1) | CA2023415C (pl) |
DE (1) | DE69001530T3 (pl) |
DK (1) | DK0417829T4 (pl) |
ES (1) | ES2055305T5 (pl) |
GR (1) | GR3021676T3 (pl) |
IT (1) | IT1232670B (pl) |
MX (1) | MX171141B (pl) |
PL (1) | PL166456B1 (pl) |
RU (1) | RU2052390C1 (pl) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5221486A (en) * | 1991-04-12 | 1993-06-22 | Battelle Memorial Institute | Aqueous phase removal of nitrogen from nitrogen compounds |
US5223238A (en) * | 1992-01-16 | 1993-06-29 | The M. W. Kellogg Company | Method for treating ammonia and urea condensates |
US5433868A (en) * | 1993-09-09 | 1995-07-18 | Battelle Memorial Institute | Sewage treatment method |
US5772968A (en) * | 1996-07-03 | 1998-06-30 | Sunrise, Inc. | Apparatus and method for hydrolyzing keratinaceous material |
US6077491A (en) | 1997-03-21 | 2000-06-20 | Ec&C Technologies | Methods for the production of ammonia from urea and/or biuret, and uses for NOx and/or particulate matter removal |
CN1072190C (zh) * | 1998-08-26 | 2001-10-03 | 巴陵石化岳阳石油化工总厂 | 合成烷基锂化合物的含锂废液处理方法 |
US6093380A (en) * | 1998-10-16 | 2000-07-25 | Siirtec Nigi, S.P.A. | Method and apparatus for pollution control in exhaust gas streams from fossil fuel burning facilities |
US6511644B1 (en) | 2000-08-28 | 2003-01-28 | The Chemithon Corporation | Method for removing contaminants in reactors |
US6761868B2 (en) * | 2001-05-16 | 2004-07-13 | The Chemithon Corporation | Process for quantitatively converting urea to ammonia on demand |
US6716360B2 (en) * | 2002-04-16 | 2004-04-06 | Eau-Viron Incorporated | Method and apparatus for treating waste streams |
DE10229103A1 (de) * | 2002-06-25 | 2004-01-15 | Agrolinz Melamin Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Wasseraufbereitung |
US6887449B2 (en) * | 2002-11-21 | 2005-05-03 | The Chemithon Corporation | Method of quantitatively producing ammonia from urea |
CN100400430C (zh) * | 2006-05-18 | 2008-07-09 | 刘国胜 | 尿素工艺冷凝液节能净化回收工艺 |
US20080053913A1 (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-06 | Fassbender Alexander G | Nutrient recovery process |
US20080053909A1 (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-06 | Fassbender Alexander G | Ammonia recovery process |
US20080156726A1 (en) * | 2006-09-06 | 2008-07-03 | Fassbender Alexander G | Integrating recycle stream ammonia treatment with biological nutrient removal |
US7736508B2 (en) * | 2006-09-18 | 2010-06-15 | Christopher A. Limcaco | System and method for biological wastewater treatment and for using the byproduct thereof |
US20090148370A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Spencer Iii Herbert W | Process to produce ammonia from urea |
US8048202B2 (en) * | 2007-12-12 | 2011-11-01 | Kellogg Brown & Root Llc | Method for treatment of process waters using steam |
EP2107108A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-07 | KRÜGER Off-Shore A/S | An apparatus and a method for continuous thermal hydrolysis of biological material |
US8398945B2 (en) * | 2008-12-12 | 2013-03-19 | Thyssenkrupp Uhde Gmbh | Removal of ammonia nitrogen, ammonium nitrogen and urea nitrogen by oxidation with hypochlorite-containing solutions from exhaust air in plants for producing ammonia and urea |
DE102009025135A1 (de) * | 2009-06-17 | 2010-12-23 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Vorrichtung zur Verdampfung einer Harnstoff-Wasser-Lösung |
EP2386346A1 (en) | 2010-05-11 | 2011-11-16 | Stamicarbon B.V. | Process for the reduction of ammonia emissions in a urea manufacturing process |
EP2402308A1 (en) * | 2010-06-24 | 2012-01-04 | DSM IP Assets B.V. | Urea plant |
US9586831B2 (en) | 2014-06-09 | 2017-03-07 | Wahlco, Inc. | Urea to ammonia process |
JP6634342B2 (ja) * | 2016-05-24 | 2020-01-22 | 東洋エンジニアリング株式会社 | 尿素水溶液の処理方法および装置 |
EP3782979A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-24 | Yara International ASA | Preparation of urea solution and facility to do so |
CN112495323B (zh) * | 2020-11-27 | 2021-11-09 | 昱创(天津)化工科技有限公司 | 用于co2气提尿素生产的中压解吸水解塔及节能提产方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3922222A (en) * | 1973-02-20 | 1975-11-25 | Cf Ind | Method for treatment of urea crystallizer condensate |
IT1068268B (it) * | 1976-09-09 | 1985-03-21 | Snam Progetti | Procedimento per la produzione di urea e purificazione delle acque |
US4341640A (en) * | 1976-09-27 | 1982-07-27 | Standard Oil Company | Urea hydrolysis |
US4098579A (en) * | 1977-03-03 | 1978-07-04 | Instytut Nawozow Sztucznych Zjednoczenie "Petrochemia" | Installation for conducting a synthesis reaction of urea |
US4087513A (en) * | 1977-08-12 | 1978-05-02 | Olin Corporation | Method of hydrolyzing urea contained in waste water streams |
US4220635A (en) * | 1978-03-20 | 1980-09-02 | Olin Corporation | Catalytic method for hydrolyzing urea |
NL7903623A (nl) * | 1979-05-09 | 1980-11-11 | Stamicarbon | Werkwijze voor het zuiveren van ureumhoudend afvalwater en werkwijze voor het bereiden van melamine. |
JPS5750954A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-25 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Synthesis of urea |
NL8006477A (nl) * | 1980-11-28 | 1982-06-16 | Unie Van Kunstmestfab Bv | Werkwijze voor het verwijderen van ureum, ammoniak en kooldioxide uit verdunde waterige oplossing. |
NL8100989A (nl) * | 1981-02-28 | 1982-09-16 | Unie Van Kunstmestfab Bv | Werkwijze voor het verwijderen van ureum, ammoniak en kooldioxide uit verdunde waterige oplossingen. |
US4552979A (en) * | 1984-08-27 | 1985-11-12 | James Chemical Engineering Inc. | Process for treatment of urea plant process condensate |
-
1989
- 1989-09-15 IT IT8921742A patent/IT1232670B/it active
-
1990
- 1990-08-16 CA CA002023415A patent/CA2023415C/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-17 US US07/568,984 patent/US5096599A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-29 DE DE69001530T patent/DE69001530T3/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-29 AT AT90202310T patent/ATE88985T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-08-29 EP EP90202310A patent/EP0417829B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-29 DK DK90202310.0T patent/DK0417829T4/da active
- 1990-08-29 ES ES90202310T patent/ES2055305T5/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-13 PL PL90286877A patent/PL166456B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1990-09-13 MX MX022369A patent/MX171141B/es unknown
- 1990-09-14 CN CN90107727A patent/CN1075793C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-14 RU SU904831096A patent/RU2052390C1/ru active
- 1990-09-14 AR AR90317876A patent/AR247372A1/es active
-
1996
- 1996-11-15 GR GR960403050T patent/GR3021676T3/el unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1232670B (it) | 1992-03-02 |
DE69001530T3 (de) | 1997-07-10 |
DK0417829T4 (da) | 1996-11-25 |
CA2023415A1 (en) | 1991-03-16 |
EP0417829A1 (en) | 1991-03-20 |
DE69001530T2 (de) | 1993-10-07 |
MX171141B (es) | 1993-10-04 |
IT8921742A0 (it) | 1989-09-15 |
US5096599A (en) | 1992-03-17 |
ATE88985T1 (de) | 1993-05-15 |
CN1075793C (zh) | 2001-12-05 |
ES2055305T3 (es) | 1994-08-16 |
AR247372A1 (es) | 1994-12-29 |
CA2023415C (en) | 2002-05-14 |
CN1050171A (zh) | 1991-03-27 |
ES2055305T5 (es) | 1996-12-16 |
EP0417829B1 (en) | 1993-05-05 |
EP0417829B2 (en) | 1996-11-06 |
DE69001530D1 (de) | 1993-06-09 |
GR3021676T3 (en) | 1997-02-28 |
RU2052390C1 (ru) | 1996-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PL166456B1 (pl) | Sposób oczyszczania odcieku pochodzacego z wytwórni mocznika PL PL PL PL PL | |
CA1106404A (en) | Method for the production of urea and purification of water | |
RU2511380C2 (ru) | Способ и установка для регенерации отработанной серной кислоты из процессов нитрования | |
FI74947B (fi) | Foerfarande foer avlaegsning av urea, ammoniak och koldioxid fraon utspaedda vattenloesningar. | |
EP0059516B1 (en) | Process for the removal of urea, ammonia and carbon dioxide from dilute aqueous solutions | |
CN101318752A (zh) | 氨氮废水回用处理方法及装置 | |
EP0622335B1 (en) | A method for treating ammonia and urea condensates | |
KR101497719B1 (ko) | 메타크릴산의 알킬 에스테르의 제조 방법 및 장치 | |
RU2056408C1 (ru) | Способ гидролиза мочевины, содержащейся в отработанной воде с установок синтеза мочевины, и колонный аппарат для его осуществления | |
US4552979A (en) | Process for treatment of urea plant process condensate | |
US4396463A (en) | Method of purifying waste water | |
KR0172652B1 (ko) | 디메틸 카르보네이트 합성공정에서 응축상의 반응유출물로부터 산과 염 불순물을 제거하는 방법 | |
EP1018500B1 (de) | Verfahren zur Isolierung von Glykolen | |
RU2508287C2 (ru) | Химическая установка | |
JPS60339B2 (ja) | 尿素溶液を処理する方法及び装置 | |
CN88101281A (zh) | 低浓度尿素水溶液的尿素水解方法 | |
KR100398799B1 (ko) | 질소 함유 유기물을 포함하는 폐수의 처리공정 | |
CN113797716B (zh) | 一种dmf生产装置尾气处理系统及工艺与应用 | |
SU1758024A1 (ru) | Способ очистки сточных вод от органических веществ | |
SU893877A1 (ru) | Способ очистки сточных вод от формальдегида | |
SU1169984A1 (ru) | Способ утилизации отходов производства спирта из крахмалсодержащего сырь | |
SU941355A1 (ru) | Способ получени мочевины | |
CN117298507A (zh) | 一种甲醇钠固废的处理系统及处理工艺 | |
JPH11319802A (ja) | 廃水処理方法 | |
CN1046316A (zh) | 焦化煤气终冷水氰回收的新方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20080913 |