RU2751613C1

RU2751613C1 - Device for cleaning waste gases and a fertilizer production plant containing such a device

Info

Publication number: RU2751613C1
Application number: RU2021100838A
Authority: RU
Inventors: Синя ТАТИБАНА; Юкио ТАНАКА; Акиёри ХАГИМОТО
Original assignee: Мицубиси Хеви Индастриз Энджиниринг, Лтд.
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2021-07-15
Also published as: WO2020174559A1

Abstract

FIELD: waste gases cleaning.SUBSTANCE: device for cleaning waste gases designed for cleaning waste gases containing ammonia contains an ammonia scrubber to bring the waste gases into contact of the gas-liquid type with absorbent liquid, including carbonized water, and a steam pillar to extract ammonia and carbon dioxide dissolved in the absorbent liquid from the absorbent liquid withdrawn from the ammonia scrubber.EFFECT: technical result is producing a device for cleaning waste gases and a fertilizer production plant containing such a device.12 cl, 8 dwg, 2 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates

Настоящее изобретение относится к устройству для очистки отходящих газов и к установке для производства удобрения, содержащей такое устройство. The present invention relates to a device for purifying waste gases and to a fertilizer production plant containing such a device.

Уровень техникиState of the art

В состав установки для производства удобрения с использованием газа, содержащего метан, в частности, природного газа, входят установка для производства аммиака из газа, содержащего метан, устройство для производства мочевины, в котором получают раствор мочевины за счет реакции аммиака с диоксидом углерода, и устройство для гранулирования мочевины, предназначенное для производства твердых гранул мочевины из раствора мочевины. В устройстве для гранулирования мочевины образуются отходящие газы, содержащие аммиак, и карбамидная пыль, которая представляет собой, например, порошок из твердых частиц мочевины. В устройстве для очистки отходящих газов указанные отходящие газы контактируют с водой, раствором мочевины или подобной жидкостью, в результате чего из отходящих газов удаляются карбамидная пыль и аммиак, и затем отходящие газы отводятся в атмосферу. The plant for the production of fertilizer using a gas containing methane, in particular natural gas, includes a plant for the production of ammonia from a gas containing methane, a device for the production of urea, in which a solution of urea is obtained by the reaction of ammonia with carbon dioxide, and a device for urea granulation, intended for the production of solid urea granules from urea solution. The urea granulation device generates waste gases containing ammonia and urea dust, which is, for example, a powder of solid urea particles. In the flue gas purifier, said flue gas is contacted with water, a urea solution or the like, whereby urea dust and ammonia are removed from the flue gas, and then the flue gas is vented to the atmosphere.

В патентном документе D1 описан метод приведения отходящих газов в контакт газ-жидкость с кислотной абсорбирующей жидкостью, в частности, с водным раствором серной кислоты, что позволяет увеличить степень извлечения аммиака в устройстве для очистки отходящих газов. В результате реакции между аммиаком и серной кислотой образуется сульфат аммония. Указанный сульфат аммония может быть основным ингредиентом удобрения. Однако сульфат аммония в жидкой форме является веществом, плохо подходящим для работы с ним, и поэтому сульфат аммония широко распространен и используется в твердой фазе. В патентном документе D2 описан способ извлечения аммиака, присутствующего в отходящих газах, в виде сульфата аммония.Patent Document D1 describes a method for bringing an exhaust gas into gas-liquid contact with an acidic absorbing liquid, in particular an aqueous sulfuric acid solution, which makes it possible to increase the ammonia recovery in an exhaust gas purifier. As a result of the reaction between ammonia and sulfuric acid, ammonium sulfate is formed. The specified ammonium sulfate can be the main ingredient of the fertilizer. However, liquid ammonium sulfate is a poorly suited material for handling, and therefore ammonium sulfate is widely used and used in the solid phase. Patent Document D2 discloses a method for recovering ammonia present in waste gases in the form of ammonium sulfate.

Перечень патентной литературыList of patent literature

D1: US9745256B, D1: US9745256B,

D2: US9464009B.D2: US9464009B.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Техническая проблемаTechnical problem

Способ извлечения аммиака, присутствующего в отходящих газах, превращенного в сульфат аммония, имеет недостаток, который заключается в том, что оборудование для производства гранулированного сульфата аммония является дорогостоящим, и существует проблема, которая заключается в необходимости осуществлять действия по устранению загрязнений из сульфата аммония, мероприятия по обеспечению технических средств для очистки отработавшей воды, содержащей сульфат аммония, тому подобное. Таким образом, желательно обеспечить простое устройство для очистки отходящих газов, в котором не образуется сульфат аммония. The method for recovering ammonia present in waste gases converted to ammonium sulfate has the disadvantage that the equipment for the production of granular ammonium sulfate is expensive, and there is a problem that actions to eliminate pollution from ammonium sulfate are required. to provide technical means for the treatment of waste water containing ammonium sulfate, the like. Thus, it is desirable to provide a simple flue gas purification apparatus that does not generate ammonium sulfate.

В связи с изложенным задача настоящего изобретения заключается в создании устройства для очистки отходящих газов, способного производить очистку отходящих газов, содержащих аммиак, без образования сульфата аммония, и установки для производства удобрения, содержащей такое устройство.In view of the foregoing, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus capable of purifying ammonia-containing exhaust gases without the formation of ammonium sulfate, and a fertilizer production plant comprising such a device.

Решение проблемыSolution

Устройство для очистки отходящих газов в соответствии по меньшей мере с одним воплощением настоящего изобретения представляет собой устройство для очистки отходящих газов, содержащих аммиак, в состав которого входит аммиачный скруббер, предназначенный для обеспечения контакта газ-жидкость отходящих газов с абсорбирующей жидкостью, в качестве которой используется карбонизированная вода, и отпарная колонна для извлечения из абсорбирующей жидкости, отведенной из аммиачного скруббера, аммиака и диоксида углерода, растворенных в абсорбирующей жидкости. При таком выполнении устройства, обеспечивающего удаление аммиака из отходящих газов с помощью абсорбирующей жидкости, включающей карбонизированную воду, отсутствует необходимость в использовании серной кислоты. Таким образом, становится возможным производить очистку отходящих газов, содержащих аммиак, без получения серной кислоты.A flue gas scrubber according to at least one embodiment of the present invention is an ammonia-containing flue gas scrubber that includes an ammonia scrubber for contacting the flue gas-liquid with an absorbing liquid. carbonated water, and a stripping column for recovering from the absorbing liquid removed from the ammonia scrubber, ammonia and carbon dioxide dissolved in the absorbing liquid. With such an arrangement of the device, which ensures the removal of ammonia from the exhaust gases by means of an absorbing liquid, including carbonated water, there is no need to use sulfuric acid. Thus, it becomes possible to purify waste gases containing ammonia without producing sulfuric acid.

По меньшей мере в одном воплощении настоящего изобретения устройство для очистки отходящих газов может, кроме того, содержать устройство для приготовления карбонизированной воды из диоксида углерода и воды, и редуктор давления для снижения давления карбонизированной воды, полученной в устройстве для приготовления карбонизированной воды, до атмосферного давления. Карбонизированная вода, выходящая из редуктора давления, может быть направлена в аммиачный скруббер. При подаче карбонизированной воды, полученной в устройстве для приготовления карбонизированной воды, непосредственно в аммиачный скруббер диоксид углерода частично выделяется в аммиачном скруббере. Диоксид углерода, выделившейся в аммиачном скруббере, обычно трудно удалить. Наоборот, если диоксид углерода частично выделяется из карбонизированной воды в редукторе давления перед входом в аммиачный скруббер, становится возможным предотвратить выделение диоксида углерода в аммиачном скруббере, а также удалить диоксид углерода, выделившейся в редукторе давления. Таким образом, можно уменьшить расход диоксида углерода. In at least one embodiment of the present invention, the off-gas purification device may further comprise a device for preparing carbonated water from carbon dioxide and water, and a pressure reducer for reducing the pressure of carbonated water obtained in the device for preparing carbonated water to atmospheric pressure ... The carbonated water leaving the pressure reducer can be directed to an ammonia scrubber. When the carbonated water obtained in the device for the preparation of carbonated water is fed directly to the ammonia scrubber, carbon dioxide is partially released in the ammonia scrubber. Carbon dioxide released in an ammonia scrubber is usually difficult to remove. Conversely, if carbon dioxide is partially released from the carbonated water in the pressure reducer before entering the ammonia scrubber, it becomes possible to prevent the emission of carbon dioxide in the ammonia scrubber and also remove carbon dioxide released in the pressure reducer. Thus, the consumption of carbon dioxide can be reduced.

По меньшей мере в одном воплощении настоящего изобретения абсорбирующая жидкость, из которой в отпарной колонне были удалены аммиак и диоксид углерода, может быть по меньшей мере частично направлена в аммиачный скруббер. В этом случае при подаче в аммиачный скруббер абсорбирующей жидкости, из которой в отпарной колонне извлечены аммиак и диоксид углерода, концентрация аммиака в абсорбирующей жидкости уменьшается. Количество аммиака, абсорбированного абсорбирующей жидкостью в аммиачном скруббере, увеличивается, поскольку концентрация аммиака в абсорбирующей жидкости уменьшается. Таким образом, можно повысить эффективность удаления аммиака.In at least one embodiment of the present invention, the absorption liquid from which ammonia and carbon dioxide have been removed in the stripping column may be at least partially directed to an ammonia scrubber. In this case, when the absorption liquid is fed into the ammonia scrubber, from which ammonia and carbon dioxide have been recovered in the stripping column, the ammonia concentration in the absorption liquid decreases. The amount of ammonia absorbed by the absorption liquid in the ammonia scrubber increases as the concentration of ammonia in the absorption liquid decreases. Thus, the ammonia removal efficiency can be improved.

По меньшей мере в одном воплощении настоящего изобретения устройство для очистки отходящих газов может, кроме того, содержать пылеуловитель для удаления твердых компонентов из отходящих газов за счет контакта газ-жидкость перед поступлением в аммиачный скруббер с промывочной жидкостью. Абсорбирующая жидкость, из которой в скруббере были удалены аммиак и диоксид углерода, может быть по меньшей мере частично использована в качестве по меньшей мере части промывочной жидкости мокрого пылеуловителя. Благодаря такому решению, использующему абсорбирующую жидкость, из которой в скруббере были удалены аммиак и диоксид углерода, можно уменьшить расход промывочной жидкости.In at least one embodiment of the present invention, the flue gas scrubber may further comprise a dust collector for removing solids from flue gases by gas-liquid contact prior to entering the ammonia scrubber with a scrubbing liquid. The absorbing liquid from which ammonia and carbon dioxide have been removed in the scrubber can be at least partially used as at least part of the washing liquid of the wet dust collector. With this solution, using an absorbing liquid from which ammonia and carbon dioxide have been removed in the scrubber, the flow rate of the washing liquid can be reduced.

По меньшей мере в одном воплощении настоящего изобретения аммиачный скруббер может содержать линию циркуляции абсорбирующей жидкости для удаления накопленной в скруббере абсорбирующей жидкости, подлежащей возвращению в газовую среду, находящуюся в аммиачном скруббере, при этом карбонизированная вода может быть направлена на линию циркуляции абсорбирующей жидкости. За счет такого решения, т.е. подачи карбонизированной воды в линию циркуляции абсорбирующей жидкости, карбонизированная вода разбавляется абсорбирующей жидкостью, протекающей через линию циркуляции абсорбирующей жидкости. Соответственно, в этом случае концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, поступившей в аммиачный скруббер, уменьшена, по сравнению со случаем, когда карбонизированная вода поступает непосредственно в аммиачный скруббер. При этом количество диоксида углерода, выделившегося из абсорбирующей жидкости, имеющей низкую концентрацию диоксида углерода, значительно уменьшается, по сравнению с количеством выделившегося диоксида углерода из карбонизированной воды, имеющей высокую концентрацию диоксида углерода. Соответственно, количество диоксида углерода, эффективно использованного для извлечения аммиака в аммиачном скруббере, увеличивается, что позволяет повысить степень извлечения аммиака.In at least one embodiment of the present invention, the ammonia scrubber may comprise an absorbing liquid circulation line for removing the absorbing liquid accumulated in the scrubber to be returned to the gaseous environment in the ammonia scrubber, wherein the carbonated water may be directed to the absorbing liquid circulation line. Due to such a solution, i.e. supplying carbonated water to the absorption liquid circulation line, the carbonated water is diluted with the absorption liquid flowing through the absorption liquid circulation line. Accordingly, in this case, the concentration of carbon dioxide in the absorbing liquid supplied to the ammonia scrubber is reduced as compared to the case where the carbonated water is fed directly to the ammonia scrubber. At the same time, the amount of carbon dioxide released from the absorption liquid having a low concentration of carbon dioxide is significantly reduced as compared to the amount of carbon dioxide released from carbonated water having a high concentration of carbon dioxide. Accordingly, the amount of carbon dioxide effectively used for the ammonia recovery in the ammonia scrubber is increased, which makes it possible to increase the ammonia recovery rate.

По меньшей мере в одном воплощении настоящего изобретения устройство для очистки отходящих газов дополнительно может содержать охлаждающее устройство для охлаждения карбонизированной воды, подлежащей подаче в аммиачный скруббер. Вообще, растворимость газа в жидкости повышается с понижением температуры жидкости. В этой связи использование охлаждающего устройства для охлаждения карбонизированной воды, подаваемой в аммиачный скруббер, позволяет уменьшить температуру карбонизированной воды, подлежащей подаче в аммиачный скруббер. Соответственно, количество аммиака, абсорбированного карбонизированной водой, увеличивается, что позволяет повысить степень извлечения аммиака.In at least one embodiment of the present invention, the flue gas cleaning device may further comprise a cooling device for cooling the carbonated water to be fed to the ammonia scrubber. In general, the solubility of a gas in a liquid increases as the temperature of the liquid decreases. In this regard, the use of a cooling device to cool the carbonated water supplied to the ammonia scrubber allows the temperature of the carbonated water to be fed to the ammonia scrubber to be reduced. Accordingly, the amount of ammonia absorbed by the carbonated water is increased, which makes it possible to increase the ammonia recovery rate.

По меньшей мере в одном воплощении настоящего изобретения устройство для очистки отходящих газов дополнительно может содержать охлаждающее устройство для охлаждения абсорбирующей жидкости, проходящей через линию циркуляции абсорбирующей жидкости. Хотя температуру карбонизированной воды или абсорбирующей жидкости при её контакте с отходящими газами в аммиачном скруббере уменьшают, чтобы увеличить степень извлечения аммиака из отходящих газов, аммиак может выделяться из абсорбирующей жидкости, накопленной в аммиачном скруббере, если температура абсорбирующей жидкости, накопленной в аммиачном скруббере, высокая. Однако использование охлаждающего устройства для охлаждения абсорбирующей жидкости, проходящей через линию циркуляции абсорбирующей жидкости, позволяет понизить температуру абсорбирующей жидкости, накопленной в аммиачном скруббере. В результате, количество аммиака, поглощенного абсорбирующей жидкостью, увеличивается, что позволяет повысить степень извлечения аммиака.In at least one embodiment of the present invention, the flue gas purification device may further comprise a cooling device for cooling the absorption liquid passing through the absorption liquid circulation line. Although the temperature of the carbonated water or absorbing liquid in contact with the off-gas in the ammonia scrubber is reduced to increase the recovery of ammonia from the off-gas, ammonia can be released from the absorbing liquid accumulated in the ammonia scrubber if the temperature of the absorbing liquid accumulated in the ammonia scrubber is high. ... However, using a cooling device to cool the absorption liquid through the absorption liquid circulation line allows the temperature of the absorption liquid accumulated in the ammonia scrubber to be lowered. As a result, the amount of ammonia absorbed by the absorption liquid is increased, which makes it possible to increase the ammonia recovery rate.

По меньшей мере в одном воплощении настоящего изобретения во внутреннем объеме аммиачного скруббера может быть размещен ряд полок и карбонизированная вода может поступать в скруббер раздельно, не менее чем из двух мест, которые находятся на различной высоте в аммиачном скруббере. Благодаря такой схеме подачи карбонизированной воды в скруббер количество аммиака, абсорбированного карбонизированной водой, увеличивается по сравнению со случаем, в котором карбонизированная вода поступает в аммиачный скруббер без разделения потока карбонизированной воды на части. В результате можно увеличить степень извлечения аммиака. In at least one embodiment of the present invention, a number of shelves can be placed in the internal volume of the ammonia scrubber, and carbonated water can be supplied to the scrubber separately, from at least two locations that are at different heights in the ammonia scrubber. Due to this scheme of supplying carbonated water to the scrubber, the amount of ammonia absorbed by the carbonated water is increased compared to the case in which the carbonated water enters the ammonia scrubber without splitting the carbonated water stream into parts. As a result, the recovery of ammonia can be increased.

По меньшей мере в одном воплощении настоящего изобретения во внутреннем объеме аммиачного скруббера может быть размещена переточная труба, обеспечивающая возможность стекания вниз абсорбирующей жидкости, находящейся на полках, и карбонизированная вода, поступающая в скруббер по меньшей мере не менее чем из двух мест, может быть направлена в переточную трубу. Хотя абсорбирующая жидкость, стекающая вниз в аммиачном скруббере, растекается на полках в радиальном направлении, абсорбирующая жидкость собирается в переточной трубе, имеющей относительно узкий проточный канал для жидкости, и стекает вниз, перетекая при этом с одной полки в направлении другой полки, расположенной ниже. За счет подачи карбонизированной воды в переточную трубу, имеющую относительно узкий проточный канал, карбонизированная вода может быть эффективно распределена в абсорбирующей жидкости, по сравнению со случаем, в котором карбонизированную воду подают в абсорбирующую жидкость, которая растекается на полках в радиальном направлении. В результате количество аммиака, поглощенного абсорбирующей жидкостью, увеличивается, что приводит к увеличению степени извлечения аммиака.In at least one embodiment of the present invention, an overflow pipe can be placed in the internal volume of the ammonia scrubber, allowing the absorbing liquid on the shelves to drain downward, and the carbonated water entering the scrubber from at least two places can be directed into the overflow pipe. Although the absorbent liquid flowing downward in the ammonia scrubber spreads radially on the shelves, the absorbent liquid collects in an overflow tube having a relatively narrow liquid flow path and flows downward while flowing from one shelf towards the other shelf below. By supplying carbonated water to an overflow tube having a relatively narrow flow path, the carbonated water can be efficiently distributed in the absorbent liquid, as compared to the case in which the carbonated water is supplied to the absorbent liquid that spreads radially on the shelves. As a result, the amount of ammonia absorbed by the absorption liquid is increased, which leads to an increase in the recovery of ammonia.

По меньшей мере в одном воплощении настоящего изобретения добавляемая в аммиачный скруббер вода (именуемая здесь и далее подпиточной водой), может поступать из положения, которое находится по высоте аммиачного скруббера выше положения, из которого в аммиачный скруббер поступают карбонизированная вода и абсорбирующая жидкость. За счет такой конфигурации карбонизированная вода и абсорбирующая жидкость поступают с нижней стороны относительно подпиточной воды, подаваемой в аммиачный скруббер. При этом подпиточная вода уменьшает выделение диоксида углерода с верхней поверхности карбонизированной воды, что позволяет сдерживать снижение количества аммиака, поглощенного абсорбирующей жидкостью, и степень извлечения аммиака.In at least one embodiment of the present invention, the water added to the ammonia scrubber (hereinafter referred to as make-up water) may come from a position that is at the height of the ammonia scrubber above the position from which carbonated water and absorbing liquid enter the ammonia scrubber. Due to this configuration, the carbonated water and the absorbing liquid enter from the lower side relative to the make-up water supplied to the ammonia scrubber. At the same time, the make-up water reduces the emission of carbon dioxide from the upper surface of the carbonated water, which makes it possible to suppress the decrease in the amount of ammonia absorbed by the absorbing liquid and the degree of ammonia recovery.

Установка для производства удобрения в соответствии по меньшей мере с одним воплощением настоящего изобретения представляет собой установку для производства удобрения из исходного газа, содержащего метан. В состав указанной установки входят установка для получения аммиака из исходного газообразного материала, установка для получения мочевины, предназначенная для получения раствора мочевины за счет химической реакции аммиака с диоксидом углерода, устройство для гранулирования мочевины, предназначенное для получение твердых гранул мочевины из раствора мочевины, и устройство для очистки отходящих газов, поступающих из устройства гранулирования мочевины. Благодаря такой конфигурации, в которой извлечение аммиака из отходящих газов, подводимых из устройства для гранулирования мочевины, входящего в состав установки для производства удобрений, осуществляется с помощью абсорбирующей жидкости, включающей карбонизированную воду, отсутствует необходимость в использовании серной кислоты. В результате можно производить очистку отходящих газов, содержащих аммиак, при отсутствии получения серной кислоты.An installation for the production of fertilizer in accordance with at least one embodiment of the present invention is an installation for the production of fertilizer from a feed gas containing methane. The specified installation includes an installation for producing ammonia from a starting gaseous material, an installation for producing urea, designed to obtain a solution of urea due to the chemical reaction of ammonia with carbon dioxide, a device for granulating urea, designed to obtain solid granules of urea from a urea solution, and a device for cleaning off gases coming from the urea granulation device. Due to such a configuration, in which the recovery of ammonia from the exhaust gases supplied from the urea granulation apparatus of the fertilizer production plant is carried out using the absorbing liquid including carbonated water, there is no need to use sulfuric acid. As a result, it is possible to purify waste gases containing ammonia without producing sulfuric acid.

По меньшей мере в одном воплощении настоящего изобретения аммиак и диоксид углерода, извлеченные из абсорбирующей жидкости в отпарной колонне, могут быть подходящими для подачи в установку для производства мочевины. В этом случае, поскольку аммиак и диоксид углерода, извлеченные из абсорбирующей жидкости в отпарной колонне, могут быть использованы для производства удобрения, можно уменьшить затраты на производство удобрения в установке для производства удобрения. In at least one embodiment of the present invention, ammonia and carbon dioxide recovered from the absorption liquid in the stripping column may be suitable for feeding to a urea plant. In this case, since ammonia and carbon dioxide recovered from the absorbing liquid in the stripping column can be used to produce fertilizer, it is possible to reduce the cost of producing fertilizer in the fertilizer production plant.

Положительные эффектыPositive effects

В соответствии по меньшей мере с одним воплощением настоящего изобретения при извлечении аммиака из отходящих газов с помощью абсорбирующей жидкости, представляющей собой карбонизированную воду, отсутствует необходимость в использовании серной кислоты. В результате становится возможным производить очистку отходящих газов, содержащие аммиак, без получения серной кислоты.In accordance with at least one embodiment of the present invention, sulfuric acid is not required for the recovery of ammonia from flue gases using a carbonated water absorption liquid. As a result, it becomes possible to purify waste gases containing ammonia without producing sulfuric acid.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Фиг. 1 - блок-схема, отображающая конфигурацию установки для производства удобрения в соответствии с воплощением 1 настоящего изобретения.FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a fertilizer production plant according to embodiment 1 of the present invention.

Фиг. 2 - принципиальная схема устройства для очистки отходящих газов, используемого в составе установки для производства удобрения в соответствии с воплощением 1 настоящего изобретения.FIG. 2 is a schematic diagram of an exhaust gas purification apparatus used in a fertilizer production plant according to embodiment 1 of the present invention.

Фиг. 3 - принципиальная схема модифицированного примера устройства для очистки отходящих газов, используемого в установке для производства удобрения в соответствии с воплощением 1 настоящего изобретения.FIG. 3 is a schematic diagram of a modified example of an exhaust gas purification apparatus used in a fertilizer production plant according to embodiment 1 of the present invention.

Фиг. 4 - принципиальная схема устройства для очистки отходящих газов, используемого в установке для производства удобрения в соответствии с воплощением 2 настоящего изобретения.FIG. 4 is a schematic diagram of an exhaust gas purification apparatus used in a fertilizer production plant according to embodiment 2 of the present invention.

Фиг. 5 - принципиальная схема экспериментального устройства для подтверждения достижения технического результата в устройстве для очистки отходящих газов, входящего в состав установки для производства удобрения в соответствии с воплощением 2 настоящего изобретения.FIG. 5 is a schematic diagram of an experimental device for confirming the achievement of a technical result in an exhaust gas purification device included in a fertilizer production plant according to embodiment 2 of the present invention.

Фиг. 6 - принципиальная схема модифицированного примера устройства для очистки отходящих газов, используемого в установке для производства удобрения в соответствии с воплощением 2 настоящего изобретения.FIG. 6 is a schematic diagram of a modified example of an exhaust gas purification apparatus used in a fertilizer production plant according to embodiment 2 of the present invention.

Фиг. 7 - принципиальная схема устройства для очистки отходящих газов, входящего в состав установки для производства удобрения в соответствии с воплощением 3 настоящего изобретения.FIG. 7 is a schematic diagram of an off-gas purification device included in a fertilizer production plant according to embodiment 3 of the present invention.

Фиг. 8 - принципиальная схема экспериментального устройства для подтверждения достижения технического результата в устройстве для очистки отходящих газов, входящего в состав установки для производства удобрения в соответствии с воплощением 3 настоящего изобретения.FIG. 8 is a schematic diagram of an experimental device for confirming the achievement of a technical result in an exhaust gas purification device included in a fertilizer production plant according to embodiment 3 of the present invention.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Воплощения настоящего изобретения ниже будут описаны более подробно со ссылками на сопровождающие чертежи. Однако объем настоящего изобретения не ограничен рассмотренными ниже воплощениями. Предполагается, что геометрические размеры, материалы, формы, взаимные расположения и подобные параметры компонентов, описанных в рассмотренных воплощениях, будут истолкованы только как иллюстративные и не имеющие цель ограничивать объем настоящего изобретения. Embodiments of the present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited to the embodiments discussed below. It is intended that the geometries, materials, shapes, relationships, and the like of the components described in the contemplated embodiments will be construed as illustrative only and not intended to limit the scope of the present invention.

(Воплощение 1) (Incarnation 1)

Установка 100 для производства удобрения в соответствии с воплощением 1 настоящего изобретения, представленная на фиг. 1, содержит установку 10 для получения аммиака за счет использования газообразного исходного вещества, такого как природный газ, содержащий метан, установку 20 для получения мочевины, предназначенную для получения раствора мочевины за счет реакции аммиака с диоксидом углерода, устройство 60 гранулирования мочевины, обеспечивающее производство гранулированной твердой мочевины из раствора мочевины и мочевины, и устройство 80 для очистки отходящих газов, образующихся в устройстве 60 для гранулирования мочевины. Установка 100 для производства удобрения дополнительно может содержать устройство 1 для риформинга исходного газа, конвертер 2 для конверсии моноксида углерода и водяного пара, содержащихся в газе, поступающем из устройства 1 риформинга, устройство 3 для извлечения диоксида углерода, содержащегося в газовом потоке, выходящем из конвертера 2, и устройство 4 для метанизации газа, предназначенное для превращения в метан диоксида углерода и моноксида углерода, содержащихся в потоке газа, выходящем из устройства 3 для извлечения диоксида углерода. В этом случае устройство 4 метанизации и установка 10 для получения аммиака соединены друг с другом.The plant 100 for producing fertilizer according to embodiment 1 of the present invention shown in FIG. 1 comprises an installation 10 for producing ammonia by using a gaseous starting material such as natural gas containing methane, an installation 20 for producing urea for producing a urea solution by reacting ammonia with carbon dioxide, a granulating device 60 for urea granulating solid urea from a solution of urea and urea, and a device 80 for cleaning off gases generated in the device 60 for granulating urea. The installation 100 for the production of fertilizer may further comprise a device 1 for reforming the feed gas, a converter 2 for converting carbon monoxide and water vapor contained in the gas coming from the reformer 1, a device 3 for recovering carbon dioxide contained in the gas stream leaving the converter 2, and a gas methanizer 4 for converting carbon dioxide and carbon monoxide contained in the gas stream exiting the carbon dioxide recovery device 3 to methane. In this case, the methanization device 4 and the ammonia production unit 10 are connected to each other.

Установка 20 для получения мочевины содержит компрессор 21 и устройство 22 для получения мочевины. Компрессор 21 и устройство 22 для получения мочевины соединены посредством трубопровода 121. Аммиак, произведенный в установке 10 для получения аммиака, через трубопроводную линию 123 подачи аммиака направляется к трубопроводу 121. На линии 123 подачи аммиака установлен компрессор 76 для повышения давления аммиака. От трубопровода 121 выше по потоку от места, в котором линия 123 подачи аммиака соединяется с трубопроводом 121, ответвляется линия 118 подачи диоксида углерода. Упомянутая линия 118 подачи диоксида углерода соединена с устройством для приготовления карбонизированной воды (см. фиг. 2), которое будет описано ниже.Installation 20 for the production of urea contains a compressor 21 and a device 22 for the production of urea. Compressor 21 and urea production unit 22 are connected via line 121. Ammonia produced in ammonia production unit 10 is directed through ammonia supply line 123 to line 121. Ammonia supply line 123 includes compressor 76 to pressurize ammonia. From the line 121 upstream of the location where the ammonia supply line 123 connects to the line 121, a carbon dioxide supply line 118 branches off. Said line 118 of the supply of carbon dioxide is connected to a device for preparing carbonated water (see Fig. 2), which will be described below.

Устройство 80 для очистки отходящих газов содержит пылеуловитель 80А для удаления твердых частиц, таких как карбамидная пыль, из отходящих газов, выходящих из устройства 60 для гранулирования мочевины, и аммиачный скруббер 80В для извлечения аммиака из отходящих газов, из которых твердый компонент был извлечен в пылеуловителе 80А. Устройство 60 гранулирования мочевины и пылеуловитель 80А соединены посредством трубопроводной линии 111 для отвода отходящих газов. Пылеуловитель 80А и аммиачный скруббер г80В соединены друг с другом посредством трубопровода 112. Аммиачный скруббер 80В обеспечен выпускным трубопроводом 113 для выпуска в атмосферу отходящих газов, очищенных в аммиачном скруббере 80В. The flue gas scrubber 80 comprises a dust collector 80A for removing solid particles such as urea dust from the flue gas exiting the urea granulation device 60 and an ammonia scrubber 80B for recovering ammonia from the flue gas from which the solid component has been recovered in the dust collector 80A. The urea granulation device 60 and the dust collector 80A are connected via a pipe line 111 for exhausting exhaust gases. The dust collector 80A and the g80B ammonia scrubber are connected to each other via a conduit 112. The ammonia scrubber 80B is provided with an outlet conduit 113 for venting exhaust gases purified in the ammonia scrubber 80B into the atmosphere.

Как показано на фиг. 2, пылеуловитель 80А содержит корпус 81 с внутренней камерой 81а, в которой перемещаются отходящие газы, форсунки 83 для распыливания промывочной воды (например, свежей воды, сточной воды, нейтральной воды с величиной рН приблизительно равной 7, например, технологической воды) во внутреннюю камеру 81а и линию подачи промывной воды 87, обеспечивающую подвод промывочной воды в форсунки 83. Температура внутри пылеуловителя 80А обычно высокая, и поэтому вода (промывочная вода) испаряется. Кроме того, как будет отмечено ниже, промывочная вода, накапливающаяся во внутренней камере 81а, частично отводится из камеры. Форсунки 83 распыливают воду для восполнения промывочной воды, количество которой уменьшается вследствие испарения и отвода из внутренней камеры. As shown in FIG. 2, the dust collector 80A comprises a housing 81 with an inner chamber 81a in which the exhaust gases move, nozzles 83 for spraying wash water (e.g., fresh water, waste water, neutral water with a pH of approximately 7, e.g. process water) into the inner chamber 81a and a rinse water supply line 87 providing rinse water supply to the nozzles 83. The temperature inside the dust collector 80A is usually high and therefore the water (rinse water) evaporates. In addition, as will be noted below, the wash water accumulated in the inner chamber 81a is partially discharged from the chamber. The nozzles 83 spray water to replenish the wash water, which is reduced by evaporation and draining from the inner chamber.

Пылеуловитель 80А, кроме того, содержит линию 86 циркуляции промывочной воды, насос 82 и форсунку 84. Линия 86 циркуляции промывочной воды представляет собой трубопроводную линию для отвода промывочной воды (содержащей растворенный твердый компонент, что характерно также и для накопленной промывочной воды) за пределы корпуса 81. Насос 82 предназначен для нагнетания части промывочной воды, накопленной во внутренней камере 81а, в трубопроводную линию 86 циркуляции промывочной воды. Форсунка 84 обеспечивает распыливание воды, нагнетаемой по линии 86 циркуляции промывочной воды, в газовую среду внутренней камеры 81а. Кроме того, форсунка 84 может быть выполнена с возможностью инжекции воды в направлении тарелки 85 (например, выполненной в виде пористой плиты), установленной внутри корпуса 81. Следует отметить, что в корпусе 81 может быть установлена одна тарелка 85 или любое количество тарелок 85, но не менее двух.The dust collector 80A further comprises a wash water circulation line 86, a pump 82 and a nozzle 84. The wash water circulation line 86 is a pipeline for draining the wash water (containing a dissolved solid component, which is also characteristic of the accumulated wash water) outside the housing. 81. The pump 82 is adapted to pump a portion of the wash water accumulated in the inner chamber 81a into the wash water circulation line 86. The nozzle 84 sprays the water pumped through the wash water circulation line 86 into the gaseous atmosphere of the inner chamber 81a. In addition, the nozzle 84 can be configured to inject water towards the tray 85 (for example, made in the form of a porous plate) mounted inside the body 81. It should be noted that the body 81 can be installed one plate 85 or any number of plates 85. but not less than two.

Для отвода части промывочной воды из внутренней камеры 81а с целью снижения концентрации твердого компонента в промывочной воде, накопленной во внутренней камере 81а, линия 86 циркуляции промывочной воды, ниже по ходу движения потока относительно насоса 82, выполнена с ответвлением 88 для слива воды. Линия 88 слива может быть соединена, например, с устройством для очистки (не показано) отведенной воды. To divert a portion of the wash water from the inner chamber 81a in order to reduce the concentration of the solid component in the wash water accumulated in the inner chamber 81a, the wash water circulation line 86, downstream of the pump 82, is provided with a water drainage branch 88. The drain line 88 may be connected to, for example, a device for purifying the discharged water (not shown).

Аммиачный скруббер 80В соединен с пылеуловителем 80А посредством трубопровода 112. Один конец упомянутого трубопровода 112 соединен с верхом колонны пылеуловителя 80А, а другой конец соединен с участком аммиачного скруббера 80В, расположенным между верхом и низом колонны указанного скруббера. The ammonia scrubber 80B is connected to the dust collector 80A via a conduit 112. One end of the said conduit 112 is connected to the top of the column of the dust collector 80A, and the other end is connected to the section of the ammonia scrubber 80B located between the top and the bottom of the column of the said scrubber.

Аммиачный скруббер 80В содержит корпус 91 с внутренней камерой 91а, в которой перемещаются отходящие газы, из которых в пылеуловителе 80А был удален твердый компонент, форсунки 93 для распыливания подпиточной воды во внутреннюю камеру 91а и линию 97 подачи подпиточной воды для подвода подпиточной воды к форсункам 93. Температура внутри скруббера 80В обычно высокая, и поэтому вода испаряется. Кроме того, как будет отмечено ниже, абсорбирующая жидкость, накапливающаяся во внутренней камере 91а, частично отводится из камеры. Форсунки 93 распыливают воду для восполнения потерь абсорбирующей жидкости, количество которой уменьшается вследствие испарения и отвода из камеры. The ammonia scrubber 80B comprises a housing 91 with an inner chamber 91a in which the exhaust gases from which the solid component has been removed in the dust collector 80A are transported, nozzles 93 for spraying make-up water into the inner chamber 91a and a make-up water supply line 97 for supplying make-up water to the nozzles 93 The temperature inside the 80V scrubber is usually high and therefore the water evaporates. In addition, as will be noted below, the absorbent liquid accumulated in the inner chamber 91a is partially discharged from the chamber. The nozzles 93 spray water to replace the loss of the absorbent liquid, which is reduced in quantity due to evaporation and removal from the chamber.

Аммиачный скруббер 80В снабжен линией 96 циркуляции абсорбирующей жидкости, насосом 92 и форсункой 94. Линия 96 циркуляции абсорбирующей жидкости представляет собой трубопроводную линию для отвода за пределы корпуса 91 части абсорбирующей жидкости, которая накапливается во внутренней камере 91 при функционировании скруббера, более подробно описанном ниже. Насос 92 предназначен для нагнетания части абсорбирующей жидкости, накопленной во внутренней камере 91а, на линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости. Форсунка 94 обеспечивает распыливание абсорбирующей жидкости, нагнетаемой через линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости, в газовую среду внутренней камеры 91а. Кроме того, форсунка 94 может быть выполнена с возможностью инжекции воды в направлении тарелки 98 (например, выполненной в виде пористой плиты), установленной внутри корпуса 91. Следует отметить, что в корпусе 91 может быть установлена одна тарелка 98 или любое количество тарелок 98, но не менее двух.The ammonia scrubber 80B is provided with an absorbing liquid circulation line 96, a pump 92 and a nozzle 94. The absorbing liquid circulation line 96 is a conduit for drawing outside the housing 91 a portion of the absorbing liquid that accumulates in the inner chamber 91 during the operation of the scrubber, described in more detail below. The pump 92 is configured to pump a portion of the absorbing liquid accumulated in the inner chamber 91a into the absorbing liquid circulation line 96. The nozzle 94 sprays the absorption liquid pumped through the absorption liquid circulation line 96 into the atmosphere of the inner chamber 91a. In addition, the nozzle 94 can be configured to inject water towards the tray 98 (for example, made in the form of a porous plate), mounted inside the body 91. It should be noted that the body 91 can be installed one plate 98 or any number of plates 98, but not less than two.

Устройство 80 для очистки отходящих газов, кроме того, содержит устройство 116 для приготовления карбонизированной воды, включенной в состав абсорбирующей жидкости, подлежащей подаче в аммиачный скруббер 80В. В воплощении 1 устройство 116 для приготовления карбонизированной воды охарактеризовано как генератор мелких пузырьков. Однако устройство 116 для приготовления карбонизированной воды может быть любым устройством, обеспечивающим получение карбонизированной воды из диоксида углерода и воды. Устройство 116 для приготовления карбонизированной воды соединено с линией 115 подачи воды и линией 118 подачи диоксида углерода. The flue gas cleaning device 80 further comprises a device 116 for preparing carbonated water included in the absorbent liquid to be fed to the ammonia scrubber 80B. In embodiment 1, the carbonated water preparation device 116 is characterized as a fine bubble generator. However, the device 116 for preparing carbonated water can be any device capable of producing carbonated water from carbon dioxide and water. A device 116 for preparing carbonated water is connected to a water supply line 115 and a carbon dioxide supply line 118.

Редуктор 130 давления, хотя и является несущественным компонентом, может быть размещен ниже по потоку от устройства 116 для приготовления карбонизированной воды. Редуктор давления 130 содержит ёмкость, способную принимать карбонизированную воду, полученную с помощью упомянутого устройства 116 для приготовления карбонизированной воды. Давление в указанной ёмкости почти равно атмосферному давлению. Выпускной трубопровод 131 одним концом соединен с трубопроводом 122 (см. фиг. 1) и другим концом соединен с верхней точкой ёмкости редуктора давления 130. Линия 132 подачи карбонизированной воды соединена одним концом с низом ёмкости редуктора давления 130 и другим концом соединена, ниже по потоку относительно насоса 92, с линией 96 циркуляции абсорбирующей жидкости. На линии 132 подачи карбонизированной воды установлен насос 133 для нагнетания карбонизированной воды. Pressure reducer 130, although not essential, may be located downstream of the carbonated water preparation device 116. The pressure reducer 130 contains a container capable of receiving carbonated water produced by said device 116 for preparing carbonated water. The pressure in the indicated container is almost equal to the atmospheric pressure. The outlet pipeline 131 is connected at one end to the pipeline 122 (see Fig. 1) and the other end is connected to the upper point of the pressure reducer tank 130. The carbonated water supply line 132 is connected at one end to the bottom of the pressure reducer tank 130 and at the other end is connected downstream with respect to pump 92, with the absorption liquid circulation line 96. A carbonated water pump 133 is installed on the carbonated water supply line 132 to inject carbonated water.

Устройство 80 для очистки отходящих газов, кроме того, содержит отпарную колонну 140. Как будет описано ниже, в состав абсорбирующей жидкости, которая накапливается во внутренней камере 91а аммиачного скруббера 80В, включена карбонизированная вода, и абсорбирующая жидкость абсорбирует аммиак из отходящих газов. Отпарная колонна 140 используется для извлечения из абсорбирующей жидкости аммиака и диоксида углерода, растворенных в абсорбирующей жидкости. The flue gas scrubber 80 further includes a stripping column 140. As will be described below, carbonated water is included in the composition of the absorbing liquid that is accumulated in the inner chamber 91a of the ammonia scrubber 80B, and the absorbing liquid absorbs ammonia from the flue gas. The stripping column 140 is used to recover ammonia and carbon dioxide dissolved in the absorption liquid from the absorption liquid.

От линии 96 циркуляции абсорбирующей жидкости, ниже по потоку от насоса 92, ответвляется линия 141 отвода абсорбирующей жидкости. Линия 141 отвода абсорбирующей жидкости соединена с отпарной колонной 140. К низу отпарной колонны 140 присоединен один конец линии 142 подачи абсорбирующей жидкости, другой конец указанной линии 142 соединен, например, с линией 87 подачи промывочной воды. Абсорбирующая жидкость, из которой удалены аммиак и диоксид углерода, накапливается в отпарной колонне 140. На линии 142 подачи абсорбирующей жидкости установлен насос 143, с помощью которого абсорбирующая жидкость, накопленная в отпарной колонне 140, нагнетается через линию 142 подачи абсорбирующей жидкости. Линия 144 отвода потока газа, через которую отводятся диоксид углерода и аммиак, извлеченные из потока абсорбирующей жидкости, соединена одним концом с верхней точкой отпарной колонны 140. Другой конец линии 144 отвода потока газа может быть соединен, например, с вакуумным конденсатором устройства 22 для получения мочевины. From the absorption liquid circulation line 96, downstream of the pump 92, an absorption liquid withdrawal line 141 branches off. An absorption liquid withdrawal line 141 is connected to the stripping column 140. To the bottom of the stripping column 140 is connected one end of the absorption liquid supply line 142, the other end of the said line 142 is connected, for example, to the washing water supply line 87. The absorbent liquid from which the ammonia and carbon dioxide are removed is collected in the stripping column 140. A pump 143 is installed in the absorbing liquid supply line 142, with which the absorbing liquid accumulated in the stripping column 140 is pumped through the absorbing liquid supply line 142. A gas offtake line 144, through which carbon dioxide and ammonia recovered from the absorbing liquid stream are removed, is connected at one end to the top of the stripping column 140. The other end of the gas offtake line 144 may be connected, for example, to a vacuum condenser of the device 22 to obtain urea.

Ниже будет описана работа установки 100 для производства удобрения согласно воплощению 1 настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1, исходный газ подвергается риформингу с использованием воздуха и водяного пара в устройстве 1 для риформинга и превращается в газ, содержащий по меньшей мере водород и диоксид углерода. В устройство 1 для риформинга также поступает воздух. При этом газ, который выходит из устройства 1 для риформинга и направляется из последней ступени в конвертер 2, кроме того, включает компонент, содержащийся в воздухе. Более конкретно, газ, выходящий из устройства 1 для риформинга, содержит также азот и тому подобные компоненты. Кроме того, газ содержит также моноксид углерода. Моноксид углерода, присутствующий в этом газе, на последней ступени превращается в диоксид углерода и водород за счет химической реакции с водой в конвертере 2.Below will be described the operation of the installation 100 for the production of fertilizer according to the embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the feed gas is reformed using air and steam in the reformer 1 and converted into a gas containing at least hydrogen and carbon dioxide. Air is also supplied to the reformer 1. In this case, the gas that leaves the reformer 1 and is directed from the last stage to the converter 2 also includes a component contained in the air. More specifically, the gas exiting the reformer 1 also contains nitrogen and the like. In addition, the gas also contains carbon monoxide. The carbon monoxide present in this gas is converted into carbon dioxide and hydrogen at the last stage through a chemical reaction with water in converter 2.

Устройство 3 для извлечения диоксида углерода ниже по потоку относительно конвертера 2 извлекает диоксид углерода, присутствующий в составе газа, что позволяет предотвратить поступление диоксида углерода в установку 10 для получения аммиака и нежелательное воздействие на катализатор, используемый при производстве аммиака. Извлечение диоксида углерода в устройстве 3 для извлечения диоксида углерода может быть осуществлено, например, путем приведения щелочного раствора в контакт с газом. Извлеченный диоксид углерода отделяют от щелочного раствора, например, путем нагрева щелочного раствора и последующей подачи в установку 20 для получения мочевины и устройство 116 для приготовления карбонизированной воды в составе устройства 80 для обработки отходящих газов, как будет описано ниже.The carbon dioxide recovery device 3 downstream of the converter 2 removes the carbon dioxide present in the gas composition, which prevents the entry of carbon dioxide into the ammonia production unit 10 and undesirable effects on the catalyst used in the production of ammonia. The recovery of carbon dioxide in the carbon dioxide recovery apparatus 3 can be carried out, for example, by bringing the alkaline solution into contact with a gas. The recovered carbon dioxide is separated from the alkaline solution, for example, by heating the alkaline solution and then feeding it to urea unit 20 and carbonated water preparation unit 116 in off-gas treatment unit 80, as will be described below.

Устройство 4 метанизации, размещенное ниже по потоку относительно устройства 3 для извлечения диоксида углерода, превращает в метан как диоксид углерода, который не может быть полностью извлечен с помощью устройства 3 для извлечения диоксида углерода, так и моноксид углерода, который не превращен ни в диоксид углерода в конвертере 2, ни извлечен с помощью устройства 3 для извлечения диоксида углерода. Благодаря извлечению оксидов углерода, таких как моноксид углерода и диоксид углерода в устройстве 4 для метанизации, предотвращается поступление оксидов углерода в установку 10 для производства аммиака. В результате становится возможным устранить вредное влияние на катализатор, используемый при производстве аммиака.The methanization unit 4, located downstream of the carbon dioxide recovery unit 3, converts both carbon dioxide, which cannot be completely recovered by the carbon dioxide recovery unit 3, and carbon monoxide, which is not converted to carbon dioxide, to methane. in converter 2, nor extracted by means of a device 3 for the extraction of carbon dioxide. By recovering carbon oxides such as carbon monoxide and carbon dioxide in the methanizer 4, carbon oxides are prevented from entering the ammonia production unit 10. As a result, it becomes possible to eliminate the harmful effect on the catalyst used in the production of ammonia.

Газ, выходящий из устройства 4 метанизации и поступающий в установку 10 для получения аммиака, содержит водород и аммиак, а также метан в качестве примеси. В установке 10 для получения аммиака, при использовании любого катализатора для получения аммиака, происходит химическая реакция и образуется аммиак, при этом протекающая химическая реакция имеет видThe gas leaving the methanization device 4 and entering the ammonia production unit 10 contains hydrogen and ammonia, as well as methane as an impurity. In installation 10 for the production of ammonia, when any catalyst for the production of ammonia is used, a chemical reaction occurs and ammonia is formed, while the ongoing chemical reaction has the form

N₂+3H₂→2NH₃ …(1)N ₂ + 3H ₂ → 2NH ₃ ... (1)

Образовавшийся аммиак проходит через линию 123 подачи аммиака и трубопровод 121 с помощью компрессора 76, и поступает в устройство 22 для производства мочевины установки 20 для производства мочевины. Кроме того, диоксид углерода, извлеченный в устройстве 3 для извлечения диоксида углерода, выходит из упомянутого устройства 3 для извлечения диоксида углерода, проходит по трубопроводу 122, сжимается в компрессоре 21 и нагнетается в устройство 22 для получения мочевины через трубопровод 121.The generated ammonia passes through the ammonia feed line 123 and line 121 by means of the compressor 76, and enters the urea production device 22 of the urea production unit 20. In addition, carbon dioxide recovered in the carbon dioxide recovery apparatus 3 exits the said carbon dioxide recovery apparatus 3, passes through the conduit 122, is compressed in the compressor 21, and is pumped into the urea recovery apparatus 22 through the conduit 121.

Устройство 22 для получения мочевины производит мочевину (раствор мочевины) в соответствии с химической реакцией, протекающей по формуле:The device 22 for the production of urea produces urea (urea solution) in accordance with a chemical reaction proceeding according to the formula:

2NH₃+CO₂→(NH₂)₂CO+H₂O …(2)2NH ₃ + CO ₂ → (NH ₂ ) ₂ CO + H ₂ O… (2)

Раствор мочевины, полученный в установке 20 для производства мочевины, направляется в устройство 60 для гранулирования мочевины. В устройстве 60 для гранулирования мочевины образуются гранулы мочевины, поступающей из установки 20 для производства мочевины. Полученная гранулированная мочевина поставляется в качестве удобрения, подлежащего использованию. The urea solution obtained in the urea production unit 20 is sent to the urea granulation unit 60. The urea granulation device 60 produces granules of urea coming from the urea plant 20. The resulting granulated urea is supplied as a fertilizer to be used.

В устройстве 60 для гранулирования мочевины образуются отходящие газы, содержащие аммиак, и карбамидная пыль (именуемая здесь твердым компонентом), которая, например, представляет собой порошкообразную твердую мочевину. Отходящие газы проходят через линию 111 транспортирования отходящих газов и поступают в устройство 80 для очистки отходящих газов. В устройстве 80 для очистки отходящих газов из отходящих газов удаляется упомянутый твердый компонент в результате контакта газ-жидкость между промывочной водой и отходящими газами в пылеуловителе 80А. Отходящие газы, из которых удален твердый компонент, поступают в аммиачный скруббер 80В через трубопровод 112. В аммиачном скруббере 80В аммиак извлекается из отходящих газов посредством контакта газ-жидкость между отходящими газами и абсорбирующей жидкостью, содержащей карбонизированную воду. Отходящие газы, из которых извлечен аммиак, удаляются в атмосферу с помощью выпускной линии 113.The urea granulation apparatus 60 generates waste gases containing ammonia and urea dust (hereinafter referred to as a solid component), which is, for example, powdered solid urea. The off-gases pass through the off-gas conveying line 111 and enter the off-gas purification device 80. In the flue gas purifier 80, said solid component is removed from the flue gas by gas-liquid contact between the wash water and the flue gas in the dust collector 80A. Off-gases from which the solid component has been removed enters the ammonia scrubber 80B via conduit 112. In the ammonia scrubber 80B, ammonia is recovered from the off-gases by gas-liquid contact between the off gases and an absorbing liquid containing carbonated water. The off-gases from which the ammonia has been recovered are vented to the atmosphere through the outlet line 113.

Ниже более подробно, со ссылкой на фиг. 2, описана операция очистки отходящих газов в устройстве 80 для очистки отходящих газов. Отходящие газы, поступающие в пылеуловитель 80А через трубопроводную линию 111 для отходящих газов, проходят вверх через внутреннюю камеру 81а корпуса 81. При этом отходящие газы вступают в контакт газ-жидкость с промывочной водой, распыливаемой форсунками 83 и форсункой 84 и удаляющей твердый компонент из отходящих газов. Твердый компонент, удаленный из отходящих газов, опускается вниз во внутренней камере 81а вместе с промывочной водой. Отходящие газы, перемещаясь вверх через внутреннюю камеру 81а, кроме того, контактируют с тарелкой 85. При этом твердый компонент, присутствовавший в отходящих газах, осаждается на тарелке 85. Форсунка 84 сконфигурирована так, что промывочная вода инжектируется в направлении тарелки 85, и твердый компонент, осаждающийся на тарелку 83, смывается промывочной водой, инжектируемой форсункой 84. Таким образом, предотвращается чрезмерное осаждение твердого компонента на тарелке 85, что предотвращает увеличение потерь давления при прохождении отходящих газов.In more detail below, with reference to FIG. 2, an off-gas purification operation in an off-gas purification apparatus 80 is described. The off-gases entering the dust collector 80A through the off-gas line 111 pass upwardly through the inner chamber 81a of the housing 81. The off-gases come into contact gas-liquid with the wash water sprayed by the nozzles 83 and the nozzle 84 and removes the solid component from the exhaust. gases. The solid component removed from the flue gas flows downward in the inner chamber 81a along with the wash water. The exhaust gases, moving upwardly through the inner chamber 81a, also come into contact with the tray 85. The solid component present in the exhaust gases is deposited on the tray 85. The nozzle 84 is configured so that the wash water is injected towards the tray 85 and the solid component deposited on the tray 83 is washed away by the rinsing water injected by the nozzle 84. Thus, excessive deposition of the solid component on the tray 85 is prevented, which prevents an increase in pressure losses during the passage of the exhaust gases.

С другой стороны, отходящие газы, из которых удален твердый компонент, выходят из верха колонны пылеуловителя 80А и транспортируются по трубопроводной линии 112. Отходящие газы, проходящие через трубопроводную линию 112, поступают в аммиачный скруббер 80В. В аммиачном скруббере 80В отходящие газы, движущиеся вверх через внутреннюю камеру 91а корпуса 91, вступают в контакт газ-жидкость с абсорбирующей жидкостью (включающей карбонизирующую воду), нагнетаемой насосом 92 через линию 96 циркуляции промывочной воды и инжектируемой из форсунки 94, и в результате аммиак, присутствующий в отходящих газа, поглощается абсорбирующей жидкостью и тем самым извлекается из отходящих газов. В абсорбирующей жидкости, накопленной во внутренней камере 91а, аммиак присутствует в жидкости в виде по меньшей мере молекул аммиака или ионов аммиака. On the other hand, off-gases from which the solid component has been removed exits the top of the dust collector column 80A and is transported through line 112. Off-gases passing through line 112 enter the ammonia scrubber 80B. In the ammonia scrubber 80B, the exhaust gases moving upwardly through the inner chamber 91a of the housing 91 come into gas-liquid contact with an absorbing liquid (including carbonizing water) pumped by pump 92 through the wash water circulation line 96 and injected from the nozzle 94, and as a result ammonia present in the flue gas is absorbed by the absorbing liquid and thus recovered from the flue gas. In the absorbing liquid accumulated in the inner chamber 91a, ammonia is present in the liquid in the form of at least ammonia molecules or ammonia ions.

Карбонизированную воду, входящую в состав абсорбирующей жидкости, получают в устройстве 116 для приготовления карбонизированной воды. Устройство 116 для приготовления карбонизированной воды снабжается водой посредством линии 115 подачи воды, а также частью диоксида углерода, проходящего через трубопровод 121 (см. фиг. 1) по линии 118 подачи диоксида углерода. Диоксид углерода растворяется в устройстве 116 водой с получением в результате карбонизированной воды. Хотя это не является ограничением, при использовании в качестве устройства 116 для получения карбонизированной воды генератора мелких пузырьков в воде, например, образуется множество пузырьков каждый размером приблизительно от ста нанометров до нескольких сотен микрон. Более конкретно, например, генерируются пузырьки, каждый из которых имеет размер приблизительно, например, не менее 100 нм и не более 500 мкм. Такой размер соответствует любому из пузырьков непосредственно после образования в генераторе мелких пузырьков и позволяет увеличить период времени существования углекислого газа в воде. Конкретная конструкция генератора мелких пузырьков не является особо ограниченной, и в этом генераторе можно использовать любой метод, такой как эжекторный метод, метод кавитации, метод пульсирующего закрученного потока, метод растворения под давлением или подобный подходящий метод.Carbonated water included in the absorbent liquid is produced in a carbonated water preparation apparatus 116. The device 116 for preparing carbonated water is supplied with water through the water supply line 115, as well as a portion of the carbon dioxide passing through the line 121 (see FIG. 1) through the carbon dioxide supply line 118. Carbon dioxide dissolves in device 116 with water resulting in carbonated water. Although not limiting, when a fine water bubble generator is used as the carbonated water generator 116, for example, a plurality of bubbles are generated, each about one hundred nanometers to several hundred microns in size. More specifically, for example, bubbles are generated, each of which has a size of approximately, for example, not less than 100 nm and not more than 500 μm. This size corresponds to any of the bubbles immediately after the formation of small bubbles in the generator and allows to increase the period of existence of carbon dioxide in the water. The specific structure of the small bubble generator is not particularly limited, and any method such as ejector method, cavitation method, pulsed swirl method, pressure dissolution method, or similar suitable method can be used in this generator.

Карбонизированная вода, полученная в устройстве 116 для приготовления карбонизированной воды, может быть направлена непосредственно в аммиачный скруббер 80В. Однако предпочтительно, чтобы перед подачей в аммиачный скруббер 80В карбонизированная вода поступала в редуктор 130 давления для уменьшения давления воды до атмосферного давления. При подаче карбонизированной воды, полученной в устройстве 116 для приготовления карбонизированной воды, непосредственно в аммиачный скруббер 80В, диоксид углерода частично выделяется из карбонизированной воды в аммиачном скруббере 80В. Диоксид углерода, выделившейся в аммиачном скруббере 80В, выходит из аммиачного скруббера 80В и выбрасывается в атмосферу с отходящими газами, из которых извлечен аммиак, и, таким образом, утилизация диоксида углерода в этом случае является затруднительной. Напротив, в том случае, когда перед поступлением в аммиачный скруббер 80В диоксид углерода частично выделяется из карбонизированной воды в редукторе давления 130, становится возможным предотвратить выделение диоксида углерода в аммиачном скруббере 80В. Диоксид углерода, выделившийся в редукторе давления 130, через выпускной трубопровод 131 и трубопровод 122, поступает в установку 20 для получения мочевины и, таким образом, используется. В результате становится возможным уменьшить расход диоксида углерода.The carbonated water produced in the carbonated water preparation device 116 can be directed directly to the ammonia scrubber 80B. However, it is preferred that before being fed to the ammonia scrubber 80B, the carbonated water enters the pressure reducer 130 to reduce the water pressure to atmospheric pressure. When the carbonated water from the carbonated water preparation device 116 is fed directly to the 80B ammonia scrubber, carbon dioxide is partially released from the carbonated water in the 80B ammonia scrubber. The carbon dioxide released in the 80B ammonia scrubber exits the 80B ammonia scrubber and is discharged into the atmosphere with the flue gases from which the ammonia is recovered, and thus the utilization of the carbon dioxide is difficult in this case. On the contrary, in the case where carbon dioxide is partially separated from the carbonated water in the pressure reducer 130 before entering the ammonia scrubber 80B, it becomes possible to prevent the emission of carbon dioxide in the ammonia scrubber 80B. The carbon dioxide released in the pressure reducer 130, through the outlet line 131 and line 122, enters the urea unit 20 and is thus used. As a result, it becomes possible to reduce the consumption of carbon dioxide.

Карбонизированная вода, давление которой уменьшено до атмосферного давления в редукторе 130 давления, отводится из редуктора 130 давления с помощью насоса 133 для карбонизированной воды и протекает через линию 132 подачи карбонизированной воды. Карбонизированная вода, протекающая через линию 132 подачи карбонизированной воды, поступает на линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости, смешивается с абсорбирующей жидкостью, протекающей через линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости, и инжектируется из форсунки 94 во внутреннюю камеру 91а аммиачного скруббера 80В.Carbonated water, pressure reduced to atmospheric pressure in the pressure reducer 130, is withdrawn from the pressure reducer 130 by the carbonated water pump 133 and flows through the carbonated water supply line 132. Carbonated water flowing through the carbonated water supply line 132 enters the absorption liquid circulation line 96, mixes with the absorption liquid flowing through the absorption liquid circulation line 96, and is injected from the nozzle 94 into the inner chamber 91a of the ammonia scrubber 80B.

В воплощении 1 обеспечивается подача карбонизированной воды на линию 96 циркуляции абсорбирующей воды. Однако можно также инжектировать карбонизированную воду непосредственно во внутреннюю камеру 91а. В то же время, при подаче карбонизированной воды на линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости карбонизирующая вода разбавляется абсорбирующей жидкостью, протекающей через линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости. Соответственно концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, когда он поступает в аммиачный скруббер 80В, уменьшается, по сравнению со случаем, в котором карбонизирующую воду направляют непосредственно во внутреннюю камеру 91а. Таким образом, количество диоксида углерода, выделяющегося из абсорбирующей жидкости, имеющей низкую концентрацию диоксида углерода, уменьшается по сравнению с количеством диоксида углерода, выделяющегося из карбонизированной жидкости, имеющей высокую концентрацию диоксида углерода. Соответственно, количество диоксида углерода, эффективно используемого для извлечения аммиака в аммиачном скруббере 80В, увеличивается, что позволяет повысить степень извлечения аммиака.In embodiment 1, carbonated water is supplied to the absorption water circulation line 96. However, it is also possible to inject carbonated water directly into the inner chamber 91a. At the same time, when the carbonated water is supplied to the absorption liquid circulation line 96, the carbonation water is diluted with the absorption liquid flowing through the absorption liquid circulation line 96. Accordingly, the concentration of carbon dioxide in the absorbing liquid when it enters the ammonia scrubber 80B decreases as compared to the case in which the carbonizing water is sent directly to the inner chamber 91a. Thus, the amount of carbon dioxide emitted from the absorption liquid having a low concentration of carbon dioxide is reduced as compared to the amount of carbon dioxide emitted from the carbonated liquid having a high concentration of carbon dioxide. Accordingly, the amount of carbon dioxide effectively used for ammonia recovery in the 80B ammonia scrubber is increased, which makes it possible to increase the ammonia recovery rate.

При непрерывном извлечении аммиака из отходящих газов в аммиачном скруббере 80В концентрация аммиака в абсорбирующей жидкости, накапливающейся во внутренней камере 91а, увеличивается. Соответственно, степень извлечения аммиака уменьшается, и, в конце концов, извлечение аммиака становится невозможным. В связи с этим абсорбирующая жидкость, проходящая через линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости, частично направляется в отпарную колонну 140 через линию 141 отвода абсорбирующей жидкости. В отпарной колонне 140 осуществляется извлечение аммиака и диоксида углерода, растворенных в абсорбирующей жидкости, за счет нагревания этой жидкости водяным паром или подобным нагревающим агентом. Аммиак и диоксид углерода, извлеченные из абсорбирующей жидкости, могут быть использованы в качестве основных ингредиентов мочевины после их отвода с верха отпарной колонны 140, транспортирования через трубопроводную линию 144 выпуска газа и подачи, например, в вакуумный конденсатор устройства 22 для получения мочевины.By continuously removing ammonia from the exhaust gases in the ammonia scrubber 80B, the concentration of ammonia in the absorbing liquid accumulated in the inner chamber 91a increases. Accordingly, the recovery rate of ammonia decreases, and ultimately, recovery of ammonia becomes impossible. Therefore, the absorption liquid passing through the absorption liquid circulation line 96 is partially directed to the stripping column 140 through the absorption liquid withdrawal line 141. The stripping column 140 removes the ammonia and carbon dioxide dissolved in the absorbing liquid by heating the liquid with steam or the like. The ammonia and carbon dioxide recovered from the absorbing liquid can be used as the main urea ingredients after being withdrawn from the top of the stripper 140, transported through the gas outlet line 144, and supplied to, for example, a vacuum condenser of the urea production apparatus 22.

С другой стороны, жидкость, которая получена после удаления аммиака и диоксида углерода из абсорбирующей жидкости в отпарной колонне 140, отводится снизу отпарной колонны 140, нагнетается через линию 142 подачи абсорбирующей жидкости с помощью насоса 143 для нагнетания абсорбирующей жидкости, поступает на линию 87 подачи промывочной воды и может быть повторно использована как часть промывочной воды в пылеуловителе 80А. В результате расход промывочной воды в пылеуловителе 80А может быть уменьшен.On the other hand, the liquid that is obtained after removing ammonia and carbon dioxide from the absorption liquid in the stripping column 140 is discharged from the bottom of the stripping column 140, pumped through the absorption liquid supply line 142 by the absorption liquid pump 143, is supplied to the washing supply line 87 water and can be reused as part of the wash water in the 80A dust collector. As a result, the flow rate of the wash water in the dust collector 80A can be reduced.

Жидкость, полученная после удаления аммиака и диоксида углерода из абсорбирующей жидкости, используется в качестве части промывочной жидкости в пылеуловителе 80А и/или, вместо этого, может быть направлена в аммиачный скруббер 80В, может быть направлена на линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости, или может быть направлена в трубопровод 97 подачи подпиточной воды, может быть непосредственно направлена во внутреннюю камеру 91а. Жидкость, полученная после удаления аммиака и диоксида углерода из абсорбирующей жидкости, имеет концентрацию аммиака меньшую, чем абсорбирующая жидкость, накопленная во внутренней камере 91а. Таким образом, за счет подачи вышеупомянутой жидкости в аммиачный скруббер 80В концентрация аммиака в абсорбирующей жидкости, накопленной во внутренней камере 91а, уменьшается. Количество аммиака, поглощенного абсорбирующей жидкостью в аммиачном скруббере 80В, увеличивается по мере снижения концентрации аммиака в абсорбирующей жидкости. В результате можно повысить эффективность извлечения аммиака в аммиачном скруббере 80В. The liquid obtained after removing the ammonia and carbon dioxide from the absorption liquid is used as part of the washing liquid in the dust collector 80A and / or, instead, can be directed to the ammonia scrubber 80B, it can be directed to the absorption liquid circulation line 96, or it can be directed into the make-up water supply line 97, may be directed directly into the inner chamber 91a. The liquid obtained after removing ammonia and carbon dioxide from the absorption liquid has an ammonia concentration lower than the absorption liquid accumulated in the inner chamber 91a. Thus, by supplying the aforementioned liquid to the ammonia scrubber 80B, the concentration of ammonia in the absorbing liquid accumulated in the inner chamber 91a is reduced. The amount of ammonia absorbed by the absorbing liquid in the 80B ammonia scrubber increases as the concentration of ammonia in the absorbing liquid decreases. As a result, the ammonia recovery efficiency of the 80B ammonia scrubber can be improved.

Например, 18 тонн/час абсорбирующей жидкости отбирают из линии 96 циркуляции абсорбирующей жидкости на линию 141 отвода абсорбирующей жидкости, и концентрация аммиака в абсорбирующей жидкости составляет 1200 ppm (частей на миллион). При удалении, в целом, 3 тонн/час аммиака и диоксида углерода из абсорбирующей жидкости в отпарной колонне 140 15 тонн/час абсорбирующей жидкости поступает из отпарной колонны 140 по меньшей мере в один аппарат из пылеуловителя 80А и аммиачного скруббера 80В, при этом концентрация аммиака в абсорбирующей жидкости составляет 30 ppm.For example, 18 tons / hour of absorbent liquid is withdrawn from the absorption liquid circulation line 96 to the absorption liquid discharge line 141, and the concentration of ammonia in the absorption liquid is 1200 ppm (parts per million). When removing a total of 3 tons / hour of ammonia and carbon dioxide from the absorbing liquid in the stripper 140 15 tons / hour of the absorbing liquid flows from the stripping column 140 to at least one apparatus from the dust collector 80A and the ammonia scrubber 80B, while the concentration of ammonia is in the absorbent liquid is 30 ppm.

Таким образом, при извлечении аммиака из отходящих газов с использованием абсорбирующей жидкости, включающей карбонизированную воду, необходимость в использовании серной кислоты отсутствует. Следовательно, можно осуществить очистку отходящих газов, содержащих аммиак, без использования серной кислоты.Thus, in the recovery of ammonia from off-gases using an absorbing liquid including carbonated water, there is no need to use sulfuric acid. Therefore, it is possible to carry out the purification of waste gases containing ammonia without the use of sulfuric acid.

В воплощении 1 устройство 80 для очистки отходящих газов содержит устройство 116 для приготовления карбонизированной воды, осуществляемое путем растворения диоксида углерода в воде. Однако настоящее изобретение этим не ограничено. Может быть использована карбонизированная вода, приготовленная предварительно или полученная в отдельной установке.In embodiment 1, the flue gas purifier 80 comprises a device 116 for preparing carbonated water by dissolving carbon dioxide in water. However, the present invention is not limited to this. Carbonated water, prepared previously or obtained in a separate unit, can be used.

В воплощении 1 устройство 80 для очистки отходящих газов состоит из двух колонн, а именно, пылеуловителя 80А и аммиачного скруббера 80В, которые расположены отдельно друг от друга. Однако устройство 80 для очистки отходящих газов может содержать одну колонну, в верхней части которой размещен аммиачный скруббер, а в нижней части колонны расположен пылеуловитель. На фиг. 3 представлена конфигурация единого скруббера 80С, выполненного в виде одной колонны, в верхней части которой размещен аммиачный скруббер 80В, а в нижней части колонны расположен пылеуловитель 80А.In embodiment 1, the flue gas cleaning device 80 consists of two columns, namely a dust collector 80A and an ammonia scrubber 80B, which are located separately from each other. However, the off-gas scrubber 80 may comprise a single column with an ammonia scrubber at the top and a dust collector at the bottom of the column. FIG. 3 shows the configuration of a single scrubber 80C, made in the form of one column, in the upper part of which the ammonia scrubber 80B is located, and in the lower part of the column there is a dust collector 80A.

В скруббере 80А, на верхней границе внутренней камеры 81а имеется выпускное отверстие 181 для отходящих газов. Кроме того, выше выпускного отверстия 181 для отходящих газов размещен элемент 191, сужающийся по направлению вверх. Нижний конец элемента 191 выполнен открытым, и упомянутое отверстие 181 для отходящих газов образовано на нижнем конце элемента 191. Верхний конец элемента 191 также выполнен открытым и соединен с цилиндрическим элементом 193. Над цилиндрическим элементом 193 установлен зонтичный элемент 192, предотвращающий поступление в цилиндрический элемент 193 кислотной абсорбирующей жидкости. In the scrubber 80A, an exhaust gas outlet 181 is provided at the upper edge of the inner chamber 81a. In addition, an upward tapering member 191 is disposed above the exhaust gas outlet 181. The lower end of the element 191 is open, and said opening 181 for exhaust gases is formed at the lower end of the element 191. The upper end of the element 191 is also open and connected to the cylindrical element 193. Above the cylindrical element 193, an umbrella element 192 is installed, preventing the entry into the cylindrical element 193 acidic absorbent liquid.

Зонтичный элемент 192 прикреплен к цилиндрическому элементу 193 с помощью поддерживающих элементов 194, размещенных с зазорами на равных расстояниях друг от друга по периметру окружности цилиндрического элемента 193. Между соседними поддерживающими элементами 194 образовано отверстие 195 для прохода отходящих газов во внутренний объем 91а аммиачного скруббера 80В. The umbrella member 192 is attached to the cylindrical member 193 by supporting members 194 spaced at equal distances from each other around the circumference of the cylindrical member 193. An opening 195 is formed between adjacent supporting members 194 for the passage of exhaust gases into the internal volume 91a of the ammonia scrubber 80B.

Отходящие газы, поступающие через отверстие для подачи отходящих газов (не показано), образованное ниже пылеуловителя 80А, проходят вверх через внутреннюю камеру 81а пылеуловителя 80А. При этом, за счет приведения отходящих газов в контакт газ-жидкость с промывочной жидкостью из отходящих газов удаляется твердый компонент. Off-gases entering through an off-gas inlet (not shown) formed below the dust collector 80A pass upwardly through the inner chamber 81a of the dust collector 80A. In this case, by bringing the exhaust gases into contact with the gas-liquid with the flushing liquid, the solid component is removed from the exhaust gases.

Отходящие газы, которые перемещаются вверх через внутреннюю камеру 81а, поступают в элемент 191 через отверстие 181 для выпуска отходящих газов. Отходящие газы, поступающие в элемент 191, проходят далее через боковую сторону цилиндрического элемента 193 и отверстие 195 для подачи отходящих газов, как показано утолщенными стрелками на фиг. 3, и входят во внутреннюю камеру 91а аммиачного скруббера 80В. В аммиачном скруббере 80В аммиак, присутствующий в отходящих газах, поглощается абсорбирующей жидкостью. Отходящие газы, из которых извлечен аммиак, проходят вверх колонны аммиачного скруббера 80В и отводятся через выпускную линию 113. Операция приготовления карбонизированной воды, операция извлечения аммиака и диоксида углерода из абсорбирующей жидкости, отведенной из аммиачного скруббера 80В, и другие операции аналогичны осуществляемым в воплощении 1.Off-gases that move upwardly through the inner chamber 81a enter the element 191 through the off-gas outlet 181. The exhaust gases entering the element 191 pass further through the side of the cylindrical element 193 and the exhaust gas opening 195, as shown by the thick arrows in FIG. 3 and enter the inner chamber 91a of the ammonia scrubber 80B. In the 80B ammonia scrubber, the ammonia present in the flue gas is absorbed by the absorbing liquid. Off-gases from which ammonia has been recovered pass upstream of the column of ammonia scrubber 80B and are discharged through outlet line 113. The operation for preparing carbonated water, the operation for removing ammonia and carbon dioxide from the absorbing liquid removed from the ammonia scrubber 80B, and other operations are similar to those performed in embodiment 1 ...

Используя в устройстве 80 очистки отходящих газов единый скруббер 80С, можно создать аммиачный скруббер 80В, интегрированный с пылеуловителем 80А, и разместить его выше пылеуловителя 80А. В результате становится возможным уменьшить площадь для размещения устройства 80 для обработки отходящих газов. By using a single 80C scrubber in the flue gas scrubber 80, an 80B ammonia scrubber integrated with the 80A dust collector can be constructed and positioned above the 80A dust collector. As a result, it becomes possible to reduce the area for housing the waste gas treatment device 80.

(Воплощение 2)(Incarnation 2)

Ниже будет описана установка для производства удобрения в соответствии с воплощением 2. Установка для производства удобрения в соответствии с воплощением 2 создана путем добавления к воплощению 1 охлаждающего устройства, предназначенного для охлаждения абсорбирующей жидкости. В воплощении 2 составляющие элементы, одинаковые с используемыми в воплощении 1 и обозначенные одинаковыми номерам позиций, подробно ещё раз не описаны. Воплощение 2 включает не только конфигурации, схематически представленные на фиг. 1 и 2, но также конфигурацию, представленную на фиг. 3, и некоторые модифицированные примеры, описанные в воплощении 1, если особым образом не указано иное.The fertilizer production apparatus according to Embodiment 2 will be described below. The fertilizer production apparatus according to Embodiment 2 is created by adding to Embodiment 1 a cooling device for cooling the absorption liquid. In Embodiment 2, constituent elements the same as those used in Embodiment 1 and designated with the same reference numerals are not described in detail again. Embodiment 2 includes not only the configurations shown schematically in FIG. 1 and 2, but also the configuration shown in FIG. 3, and some of the modified examples described in embodiment 1, unless specifically indicated otherwise.

Как показано на фиг. 4, в устройстве 80 для обработки отходящих газов в соответствии с воплощением 2 настоящего изобретения линия 96 циркуляции абсорбирующей жидкости снабжена охлаждающим устройством 150, размещенным ниже по потоку от насоса 92, предназначенным для охлаждения абсорбирующей жидкости, транспортируемой через линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости. Другие особенности выполнения устройства 80 остаются такими же, как и в воплощении 1. В качестве охлаждающего устройства 150, например, но не для ограничения изобретения, может быть использован теплообменник для осуществления теплообмена с текучей средой, имеющей более низкую температуру, чем абсорбирующая жидкость, проходящая через линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости. В качестве вышеупомянутой текучей среды может быть использована любая текучая среда. Может быть также использован жидкий аммиак, полученный в установке 10 для получения аммиака установки 100 для производства удобрения. As shown in FIG. 4, in the off-gas treatment apparatus 80 according to embodiment 2 of the present invention, the absorption liquid circulation line 96 is provided with a cooling device 150 located downstream of the pump 92 for cooling the absorption liquid conveyed through the absorption liquid circulation line 96. Other aspects of the device 80 remain the same as in Embodiment 1. As the cooling device 150, for example, but not to limit the invention, a heat exchanger can be used to effect heat exchange with a fluid having a temperature lower than the absorbing liquid passing through through the line 96 for circulation of the absorbent liquid. As the above fluid, any fluid can be used. Liquid ammonia from the ammonia production unit 10 of the fertilizer production unit 100 can also be used.

Устройство 80 для очистки отходящих газов согласно воплощению 2 настоящего изобретения функционирует так же, как и устройство в воплощении 1, за исключением того, что абсорбирующая жидкость, транспортируемая через линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости, после выхода из насоса 92 охлаждается в охлаждающем устройстве 150 и инжектируется из форсунки 94 во внутреннюю камеру 91а. The flue gas cleaning apparatus 80 according to Embodiment 2 of the present invention functions in the same manner as the apparatus in Embodiment 1, except that the absorption liquid conveyed through the absorption liquid circulation line 96 is cooled in the cooling device 150 after exiting the pump 92 and injected from the nozzle 94 to the inner chamber 91a.

Ниже приведены сведения, касающиеся технического результата, достигаемого за счет уменьшения температуры абсорбирующей жидкости, инжектируемой во внутреннюю камеру 91а. На фиг. 5 схематически изображен небольшой экспериментальный аммиачный скруббер 200. Аммиачный скруббер 200 содержит корпус 201 с внутренней камерой 201а, подающую линию 202 для ввода газа, содержащего аммиак, во внутреннюю камеру 201а, выпускную линию 203 для выпуска газа из верхней точки корпуса 201, линию 204 циркуляции абсорбирующего газа для отвода абсорбирующей жидкости, накопленной во внутренней камере 201а, и последующей подачи абсорбирующей жидкости в газовую среду внутренней камеры 201а, а также насос 205, установленный на линии 204 циркуляции абсорбирующей жидкости. Линия 204 циркуляции абсорбирующей жидкости соединена с линией 206 стока для удаления части абсорбирующей жидкости, проходящей через линию 204 циркуляции абсорбирующей жидкости, и линией 207 подачи карбонизированной воды на линию 204 циркуляции карбонизированной воды. Корпус 201 имеет внешний диаметр 25 мм, а внутренняя камера 201а заполнена металлическими кольцами Рашига диаметром, составляющим четверть дюйма (6,4 мм), служащими насадкой, заполняющей внутреннюю камеру на высоту 470 мм. Below are information regarding the technical result achieved by reducing the temperature of the absorbing liquid injected into the inner chamber 91a. FIG. 5 schematically depicts a small experimental ammonia scrubber 200. The ammonia scrubber 200 comprises a housing 201 with an inner chamber 201a, a supply line 202 for introducing a gas containing ammonia into the inner chamber 201a, an outlet line 203 for discharging gas from the top of the housing 201, a circulation line 204 absorbing gas for withdrawing the absorbing liquid accumulated in the inner chamber 201a and then supplying the absorbing liquid to the gas environment of the inner chamber 201a, and a pump 205 installed on the absorbing liquid circulation line 204. An absorption liquid circulation line 204 is connected to a drain line 206 for removing a portion of the absorption liquid passing through the absorption liquid circulation line 204 and a carbonated water supply line 207 to the carbonated water circulation line 204. The body 201 has an outer diameter of 25 mm, and the inner chamber 201a is filled with metal Raschig rings with a diameter of a quarter of an inch (6.4 mm) serving as a nozzle filling the inner chamber to a height of 470 mm.

Во внутреннюю камеру 201а аммиачного скруббера 200 посредством трубопроводной линии 202 подавали воздух (входящий газ), содержащий аммиак, одновременно в газовую среду внутренней камеры 201а поступала абсорбирующая жидкость, подводимая через линию 204 циркуляции абсорбирующей жидкости, при этом температура абсорбирующей жидкости, накопленной во внутренней камере 201а, составляла в одном случае 36,9°С, а в другом 20°С. Во внутренней камере 201а воздух, содержащий аммиак, был приведен в контакт газ-жидкость с абсорбирующей жидкостью, и затем отведен из внутренней камеры 201а через выпускную линию 203. Воздух (выходящий газ), отводимый через выпускную линию 203, отбирали для измерения концентрации аммиака с помощью газовой хроматографии. Кроме того, с помощью жидкостной хроматографии были измерены концентрация аммиака и концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, отведенной через линию 206 стока. Результаты измерений приведены в таблице 1. Air (incoming gas) containing ammonia was supplied to the inner chamber 201a of the ammonia scrubber 200 through the conduit 202, while the gas medium of the inner chamber 201a was supplied with absorbent liquid supplied through the absorption liquid circulation line 204, while the temperature of the absorbing liquid accumulated in the inner chamber 201a, was in one case 36.9 ° C, and in the other 20 ° C. In the inner chamber 201a, the air containing ammonia was brought into gas-liquid contact with the absorbing liquid, and then discharged from the inner chamber 201a through the outlet line 203. Air (outlet gas) discharged through the outlet line 203 was sampled to measure the concentration of ammonia from using gas chromatography. In addition, the concentration of ammonia and the concentration of carbon dioxide in the absorption liquid discharged through the drain line 206 were measured by liquid chromatography. The measurement results are shown in Table 1.

Таблица 1Table 1

Температура абсорбирующей
жидкости (°C)Absorbent temperature
liquid (° C) 36,936.9 20twenty Концентрация аммиака во входящем газе (vppm (количество объемных частей на миллион))Inlet Gas Ammonia Concentration (vppm (parts per million by volume)) 190190 190190 Расход входящего газа (Нл/мин)Inlet gas flow (Nl / min) 66 66 Расход абсорбирующей жидкости (мл/мин)Absorbing liquid flow rate (ml / min) 9nine 9nine Концентрация аммиака в выходящем газе (vppm)Exhaust Gas Ammonia (vppm) 104104 5555 Концентрация аммиака в абсорбирующей жидкости (мол/л)Ammonia concentration in absorbing liquid (mol / l) 0,06670.0667 0,09440.0944 Концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости (мол/л)Absorbent liquid carbon dioxide concentration (mol / l) 0,06360.0636 0,09320.0932 Степень извлечения аммиака (%)Ammonia recovery (%) 4444 7373

Вообще, растворимость газа в жидкости тем выше, чем ниже температура жидкости. Кроме того, как следует из таблицы 1, соответствующие степени растворения диоксида углерода и аммиака увеличиваются с уменьшением температуры абсорбирующей жидкости. В результате степень извлечения аммиака увеличивается по мере снижения температуры абсорбирующей жидкости. Таким образом, как показано на фиг. 4, за счет использования охлаждающего устройства 150 для охлаждения карбонизированной воды, подаваемой в аммиачный скруббер 80В, можно уменьшить температуру карбонизированной воды, поступающей в аммиачный скруббер 80В. Соответственно, количество аммиака, абсорбированного карбонизированной водой, увеличивается, что позволяет увеличить степень извлечения аммиака.In general, the lower the temperature of the liquid, the higher the solubility of a gas in a liquid. In addition, as follows from Table 1, the respective degrees of dissolution of carbon dioxide and ammonia increase with decreasing temperature of the absorbing liquid. As a result, the ammonia recovery increases as the temperature of the absorbing liquid decreases. Thus, as shown in FIG. 4, by using the cooling device 150 to cool the carbonated water supplied to the ammonia scrubber 80B, it is possible to reduce the temperature of the carbonated water entering the ammonia scrubber 80B. Accordingly, the amount of ammonia absorbed by the carbonated water is increased, which makes it possible to increase the ammonia recovery rate.

В воплощении 2 охлаждающее устройство 150 размещено на линии 96 циркуляции абсорбирующей жидкости. Однако настоящее изобретение не ограничивается таким расположением. Охлаждающее устройство 150 может быть размещено в любом месте при условии, что такое охлаждающее устройство 150 может охлаждать абсорбирующую жидкость. Например, как показано на фиг. 6, охлаждающее устройство 150 может быть расположено на линии 132 подачи карбонизированной воды ниже по ходу движения потока относительно насоса 133 для карбонизированной воды. Однако при таком расположении, несмотря на то что температура абсорбирующей жидкости вследствие контакта с отходящими газами во внутренней камере 91а уменьшается и степень извлечения аммиака из отходящих газов увеличивается, вся абсорбирующая жидкость, накопленная во внутренней камере 91а, не может быть охлаждена с уменьшением её температуры. При этом аммиак может удаляться из абсорбирующей жидкости, накопленной во внутренней камере 91а. Однако за счет размещения охлаждающего устройства 150 на линии циркуляции абсорбирующей жидкости можно уменьшить температуру абсорбирующей жидкости, накопленной во внутренней камере 91а. Соответственно, количество аммиака, поглощенного абсорбирующей жидкостью, при использовании схемы с размещением охлаждающего устройства 150, представленной на фиг. 4, увеличивается по сравнению со схемой согласно фиг. 6, что позволяет увеличить степень извлечения аммиака.In embodiment 2, a cooling device 150 is disposed on the absorption liquid circulation line 96. However, the present invention is not limited to such an arrangement. Cooling device 150 can be placed anywhere, as long as such cooling device 150 can cool the absorbent liquid. For example, as shown in FIG. 6, cooler 150 may be located on carbonated water supply line 132 downstream of carbonated water pump 133. However, with this arrangement, although the temperature of the absorbing liquid due to contact with the exhaust gases in the inner chamber 91a decreases and the recovery rate of ammonia from the exhaust gases increases, all of the absorbing liquid accumulated in the inner chamber 91a cannot be cooled down as its temperature decreases. Thus, ammonia can be removed from the absorbing liquid accumulated in the inner chamber 91a. However, by placing the cooling device 150 in the absorption liquid circulation line, the temperature of the absorption liquid stored in the inner chamber 91a can be reduced. Accordingly, the amount of ammonia absorbed by the absorbent liquid using the cooler 150 arrangement shown in FIG. 4 increases in comparison with the circuit according to FIG. 6, which makes it possible to increase the degree of extraction of ammonia.

Как отмечено выше, воплощение 2 является видоизмененным примером воплощения 1, и в воплощении 2 абсорбирующая жидкость, проходящая через линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости, также, как и в воплощении 1, частично направляется в отпарную колонну 140 посредством линии 141 отвода абсорбирующей жидкости, как показано на фиг. 4 и фиг. 6. Однако абсорбирующая жидкость может быть направлена в устройство 22 для производства мочевины.As noted above, Embodiment 2 is a modified example of Embodiment 1, and in Embodiment 2, the absorbent liquid passing through the absorption liquid circulation line 96, as well as in Embodiment 1, is partially directed to the stripping column 140 through the absorption liquid withdrawal line 141, as shown in fig. 4 and FIG. 6. However, the absorbent liquid can be directed to the urea production device 22.

(Воплощение 3)(Incarnation 3)

Ниже будет описана установка для производства удобрения в соответствии с воплощением 3. В отличие от воплощений 1 или 2, схема установки для производства удобрения согласно воплощению 3 предусматривает раздельную подачу карбонизированной воды не менее чем из двух мест, которые находятся на различной высоте аммиачного скруббера 80В. Воплощение 3 с раздельной подачей карбонизированной воды, в отличие от конфигурации установки согласно воплощению 1, будет описано ниже. Вместе с тем, воплощение 3 может иметь конфигурацию, в которой карбонизированную воду подают раздельно, в отличие от схемы, соответствующей воплощению 2. В воплощении 3 составляющие элементы, одинаковые с используемыми в воплощении 1 и обозначенные одинаковыми номерам позиций, подробно вновь не описаны. Воплощение 1 включает не только принципиальные схемы установки, представленные на фиг. 1 и 2, но также схему, представленную на фиг. 3, и некоторые модифицированные примеры, описанные в воплощении 1, если не указано особым образом иное.A fertilizer production plant according to Embodiment 3 will be described below. Unlike Embodiments 1 or 2, the fertilizer production plant according to Embodiment 3 provides separate supply of carbonated water from at least two locations that are at different heights of the ammonia scrubber 80B. Embodiment 3 with separate supply of carbonated water, in contrast to the configuration of the plant according to Embodiment 1, will be described below. However, Embodiment 3 may have a configuration in which the carbonated water is supplied separately, as opposed to the circuit of Embodiment 2. In Embodiment 3, constituent elements the same as those used in Embodiment 1 and designated with the same reference numerals are not described in detail again. Embodiment 1 includes not only the schematic diagrams of the plant shown in FIG. 1 and 2, but also the diagram shown in FIG. 3, and some of the modified examples described in embodiment 1, unless otherwise indicated.

Как показано на фиг. 7, три тарелки (полки) 98, выполненные из пористых плит, установлены в различных местах по высоте аммиачного скруббера 80В внутри корпуса 91 аммиачного скруббера 80В. Внутри корпуса 91 размещены также переточные трубы 99, обеспечивающие возможность стекания вниз абсорбирующей жидкости, накапливающейся на каждой из тарелок. От линии 132 подачи карбонизированной воды ответвляется линия 134 подачи карбонизированной воды. Указанное ответвление 134 линии подачи карбонизированной воды соединено с корпусом 91 на уровне размещения одной из переточных труб 99 (верхняя переточная труба из трех переточных труб 99 на фиг. 7). Другие конфигурации являются такими, как и в воплощении 1.As shown in FIG. 7, three trays (shelves) 98 made of porous plates are installed at different locations along the height of the ammonia scrubber 80B inside the housing 91 of the ammonia scrubber 80B. Inside the housing 91 there are also overflow tubes 99 that allow the absorbing liquid accumulated on each of the trays to flow downwards. A carbonated water supply line 134 branches off from the carbonated water supply line 132. Said branch 134 of the carbonated water supply line is connected to the housing 91 at the level of one of the overflow pipes 99 (the upper overflow pipe of three overflow pipes 99 in Fig. 7). Other configurations are as in embodiment 1.

Функционирование устройства 80 для очистки отходящих газов в соответствии с воплощением 3 настоящего изобретения такое же, как и в воплощении 1, за исключением того, что карбонизированная вода поступает на линию 96 циркуляции карбонизированной воды не только через линию 132 подачи карбонизированной воды, но также часть карбонизированной воды поступает непосредственно во внутреннюю камеру 91а через ответвление 134 линии подачи карбонизированной воды. Поскольку ответвление 134 линии подачи карбонизированной воды соединено с корпусом 91 на уровне размещения переточной трубы 99, карбонизированная вода, протекающая через ответвление 134 линии подачи карбонизированной воды, смешивается с абсорбирующей жидкостью, стекающей вниз через переточную трубу 99. The operation of the flue gas purifier 80 according to embodiment 3 of the present invention is the same as in embodiment 1, except that carbonated water enters the carbonated water circulation line 96 not only through the carbonated water supply line 132, but also a portion of the carbonated water. water enters directly into the inner chamber 91a through a branch 134 of the carbonated water supply line. Since the carbonated water supply line branch 134 is connected to the housing 91 at the level of the overflow tube 99, the carbonated water flowing through the carbonated water supply line branch 134 is mixed with the absorbing liquid flowing down through the overflow tube 99.

Во внутренней камере 91а абсорбирующая жидкость инжектируется в направлении тарелок 98 из форсунки 94. Несмотря на то, что в тарелках 98 выполнено множество отверстий, через эти отверстия во внутренней камере 91а проходят вверх главным образом отходящие газы, и, следовательно, абсорбирующая жидкость протекает через эти отверстия вниз лишь в незначительном количестве. Большая часть абсорбирующей жидкости, находящейся на каждой из тарелок 98, концентрируется в направлении соответствующей одной из переточных труб 99, имеющей площадь поперечного сечения, которая много меньше поперечного сечения внутренней камеры 91а, и стекает вниз через переточную камеру 99, падая на тарелку 98 одной расположенной ниже ступени. Во внутренней камере 91а, абсорбирующая жидкость, повторяя эту операцию, проходит вниз на соответствующую тарелку и скапливается в нижней части внутренней камеры 91а.In the inner chamber 91a, absorbent liquid is injected towards the trays 98 from the nozzle 94. Although the trays 98 are provided with a plurality of openings, mainly exhaust gases pass upward through these openings in the internal chamber 91a, and therefore the absorbent liquid flows through these openings. holes down only in small numbers. Most of the absorbing liquid on each of the trays 98 is concentrated in the direction of the corresponding one of the overflow tubes 99 having a cross-sectional area that is much less than the cross-section of the inner chamber 91a, and flows down through the overflow chamber 99, falling onto the tray 98, one located below the step. In the inner chamber 91a, the absorbing liquid, repeating this operation, flows down onto the corresponding tray and accumulates in the lower part of the inner chamber 91a.

По мере того, как абсорбирующая жидкость, движущаяся вниз во внутренней камере 91а, растекается на тарелках 98 в радиальном направлении, указанная абсорбирующая жидкость скапливается в переточной трубе 99, имеющей относительно узкое проходное сечение, и протекает вниз от одной тарелки 98 в направлении расположенной ниже тарелки 98. При подаче карбонизированной воды в переточную трубу 99, имеющую относительно узкое проходное сечение, карбонизированная вода может быть эффективно распределена в абсорбирующей жидкости, по сравнению со случаем, в котором карбонизированную воду подают в абсорбирующую жидкость при её растекании в радиальном направлении на тарелках 98. В результате количество аммиака, поглощенного абсорбированной жидкостью, увеличивается, что позволяет повысить степень извлечения аммиака. As the absorbent liquid moving downwardly in the inner chamber 91a spreads radially on the trays 98, said absorbent liquid accumulates in an overflow tube 99 having a relatively narrow flow area and flows downward from one tray 98 towards the tray below. 98. By supplying carbonated water to an overflow tube 99 having a relatively narrow flow area, the carbonated water can be efficiently distributed in the absorbing liquid, as compared to the case in which the carbonated water is fed into the absorbing liquid while spreading radially on trays 98. As a result, the amount of ammonia absorbed by the absorbed liquid is increased, which makes it possible to increase the recovery of ammonia.

Далее будет показан технический результат, достигаемый за счет раздельной подачи карбонизированной воды. На фиг. 8 представлена принципиальная схема небольшого экспериментального аммиачного скруббера 300. Аммиачный скруббер 300 содержит корпус 301 с внутренней камерой 301а, линию 302 подачи газа (входящий газ), содержащего аммиак, во внутреннюю камеру 301а, выпускную линию 303 для выпуска газа из верхней точки корпуса 301, линию 304 циркуляции абсорбирующей жидкости для отвода абсорбирующей жидкости (карбонизированной воды), накопленной во внутренней камере 301а и подачи абсорбирующей жидкости в газовую среду внутренней камеры 301а, и насос 305, установленный на линии 304 циркуляции абсорбирующей жидкости. Линия 304 циркуляции абсорбирующей жидкости соединена с линией 306 стока, предназначенной для частичного отбора абсорбирующей жидкости, протекающей через линию 304 циркуляции абсорбирующей жидкости, и с линией 307 подачи карбонизированной воды на линию 304 циркуляции абсорбирующей жидкости. Further, the technical result will be shown, achieved due to the separate supply of carbonated water. FIG. 8 is a schematic diagram of a small experimental ammonia scrubber 300. The ammonia scrubber 300 comprises a housing 301 with an inner chamber 301a, a line 302 for supplying a gas (inlet gas) containing ammonia to an inner chamber 301a, an outlet line 303 for discharging gas from the top of the housing 301, an absorption liquid circulation line 304 for withdrawing the absorption liquid (carbonated water) accumulated in the inner chamber 301a and supplying the absorption liquid to the atmosphere of the inner chamber 301a; and a pump 305 installed on the absorption liquid circulation line 304. The absorption liquid circulation line 304 is connected to a drain line 306 for partial withdrawal of the absorption liquid flowing through the absorption liquid circulation line 304 and to the carbonated water supply line 307 to the absorption liquid circulation line 304.

Внутри корпуса 301 размещены три тарелки 308, каждая из которых выполнена из пористой плиты. Тарелки размещены на различных уровнях в различных местах по высоте корпуса 301. Внутри корпуса 301 размещены также переточные трубы 309, обеспечивающие возможность стекания вниз абсорбирующей жидкости с каждой из тарелок 308. От линии 307 подачи карбонизированной воды ответвлен трубопровод 310 подачи карбонизированной воды. Ответвленный трубопровод 310 линии подачи карбонизированной воды соединен с корпусом 301 на уровне расположения одной из переточных труб 309 (верхняя переточная труба из трех переточных труб 309 на фиг. 8). Ответвленный трубопровод 310 линии подачи карбонизированной воды снабжен двухпозиционным клапаном 311.Inside the housing 301 are three trays 308, each of which is made of a porous plate. The trays are located at different levels at different locations along the height of the housing 301. Also located within the housing 301 are overflow tubes 309 allowing the absorbent liquid to drain downward from each of the trays 308. A carbonated water supply line 310 is branched from the carbonated water supply line 307. The branch line 310 of the carbonated water supply line is connected to the body 301 at the level of one of the overflow pipes 309 (the upper overflow pipe of three overflow pipes 309 in Fig. 8). The branch line 310 of the carbonated water supply line is equipped with an on / off valve 311.

Абсорбирующую жидкость, находящуюся во внутренней камере 301а аммиачного скруббера 300, транспортировали через линию 304 циркуляции абсорбирующей жидкости, из которой абсорбирующая жидкость поступала в газовую среду внутренней камеры 301а, и входящий газ направлялся во внутреннюю камеру 301а через линию подачи 302 в случае, когда двухпозиционный клапан 311 был закрыт, и в случае, когда двухпозиционный клапан 311 был открыт, другими словами, в случае, когда карбонизированную воду подавали без разделения и когда карбонизированную воду подавали разделенной на два потока. Во внутренней камере 301а входящий газ контактировал с абсорбирующей жидкостью и затем отводился из внутренней камеры 301а через выпускную линию 303. Газ, выходящий через выпускную линию 303 (выходящий газ), отбирали для измерения концентрации аммиака, проводимого с помощью газовой хроматографии. Кроме того, с помощью жидкостной хроматографии измеряли концентрацию аммиака и концентрацию диоксида углерода в абсорбирующей жидкости, отведенной через линию 306 отбора. Результаты измерений приведены в таблице 2.The absorbing liquid contained in the inner chamber 301a of the ammonia scrubber 300 was conveyed through the absorbing liquid circulation line 304, from which the absorbing liquid entered the atmosphere of the inner chamber 301a, and the incoming gas was directed to the inner chamber 301a through the supply line 302 in the case where the on-off valve 311 was closed, and in the case where the on / off valve 311 was opened, in other words, in the case where the carbonated water was fed without separation and when the carbonated water was fed divided into two streams. In the inner chamber 301a, the incoming gas was contacted with the absorbing liquid and then discharged from the inner chamber 301a through the outlet line 303. The gas exiting through the outlet line 303 (outlet gas) was sampled to measure the ammonia concentration by gas chromatography. In addition, the concentration of ammonia and the concentration of carbon dioxide in the absorption liquid withdrawn through the sampling line 306 were measured by liquid chromatography. The measurement results are shown in Table 2.

Таблица 2 table 2

Способ подачи карбонизированной водыMethod of supplying carbonated water Без разделенияNo separation С разделением на две частиSplit into two parts Концентрация аммиака во входящем газе (vppm)Inlet gas ammonia concentration (vppm) 190190 190190 Расход входящего газа (Нл/мин)Inlet gas flow (Nl / min) 66 66 Расход абсорбирующей жидкости (мл/мин)Absorbing liquid flow rate (ml / min) 9nine 9nine Концентрация аммиака в выходящем газе (vppm)Exhaust Gas Ammonia (vppm) 122122 9595 Концентрация аммиака в абсорбирующей жидкости (мол/л)Ammonia concentration in absorbing liquid (mol / l) 0,07050.0705 0,07050.0705 Концентрация диоксида углерода в абсорбирующей жидкости (мол/л)Absorbent liquid carbon dioxide concentration (mol / l) 0,07270.0727 0,07270.0727 Степень извлечения аммиака (%)Ammonia recovery (%) 3434 4747

Из таблицы 2 следует, что степень извлечения аммиака в том случае, когда карбонизированную воду подавали разделенной на две части, в 1,38 раза выше по сравнению со случаем, в котором карбонизированную воду подавали без разделения потока карбонизированной воды. То есть, когда карбонизированную воду подавали разделенной на две части, количество аммиака, абсорбированного карбонизированной водой, увеличивалось по сравнению со случаем, в котором карбонизированную воду подавали без упомянутого разделения. Таким образом, благодаря раздельной подаче карбонизированной воды можно увеличить степень извлечения аммиака. It follows from Table 2 that the recovery rate of ammonia in the case where the carbonated water was supplied in two portions was 1.38 times higher than in the case in which the carbonated water was supplied without splitting the carbonated water stream. That is, when the carbonated water was supplied in two, the amount of ammonia absorbed by the carbonated water increased as compared to the case in which the carbonated water was supplied without the above-mentioned separation. Thus, due to the separate supply of carbonated water, it is possible to increase the recovery of ammonia.

В воплощении 3 карбонизированная вода подается разделенной на две части. Однако карбонизированную воду можно подводить разделенной не менее чем на три части. Кроме того, в этом воплощении участок корпуса 91а, в который непосредственно подводится карбонизированная вода, не обязательно должен быть участком размещения переточной трубы 99. Кроме того, отсутствует необходимость в том, чтобы полка аммиачного скруббера была пористой плитой, и возможна конфигурация, в которой на тарелке установлено множество элементов, с промежутками один относительно другого, каждый из которых содержит контактную насадку. In embodiment 3, the carbonated water is fed in two halves. However, the carbonated water can be supplied divided into at least three parts. In addition, in this embodiment, the portion of the housing 91a into which the carbonated water is directly supplied does not have to be the portion of the overflow pipe 99. In addition, the shelf of the ammonia scrubber is not required to be a porous plate, and a configuration is possible in which a plurality of elements are installed on the plate, at intervals relative to each other, each of which contains a contact nozzle.

В воплощении 3 в корпусе 91 установлено три тарелки 98. Однако количество тарелок не ограничено тремя. Могут быть размещены одна или две тарелки, или может быть размещено не менее четырех тарелок.In embodiment 3, three trays 98 are installed in the housing 91. However, the number of trays is not limited to three. One or two trays can be accommodated, or at least four trays can be accommodated.

Как отмечено выше, поскольку воплощение 3 является модифицированным примером воплощения 1, в воплощении 3 абсорбирующая жидкость, протекающая через линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости, частично направляется в отпарную колонну 140 через линию 141 отвода абсорбирующей жидкости, как показано на фиг. 7. Однако указанная абсорбирующая жидкость может быть направлена в устройство 22 для получения мочевины. As noted above, since Embodiment 3 is a modified example of Embodiment 1, in Embodiment 3, the absorbent liquid flowing through the absorption liquid circulation line 96 is partially directed to the stripping column 140 through the absorption liquid discharge line 141, as shown in FIG. 7. However, the specified absorbent liquid can be directed to the device 22 for producing urea.

В каждом из воплощений 1-3, как показано на фиг. 2-4, 6 и 7, место, из которого в аммиачный скруббер 80В поступает подпиточная вода, предпочтительно находится по высоте аммиачного скруббера 80В выше, чем место, из которого подводится карбонизированная вода (включая случай, в котором карбонизированную воду подают смешанной с абсорбирующей жидкостью, протекающей через линию 96 циркуляции абсорбирующей жидкости). При такое схеме карбонизированную воду направляют в аммиачный скруббер 80В на уровне, находящемся ниже уровня подвода подпиточной воды в аммиачный скруббер 80В. При этом подпиточная вода уменьшает выделение диоксида углерода с внешней поверхности карбонизированной воды, что позволяет предотвратить уменьшение количества аммиака, абсорбированного в абсорбирующую жидкость и предотвратить уменьшение степени извлечения аммиака.In each of Embodiments 1 to 3, as shown in FIG. 2-4, 6 and 7, the point from which make-up water enters the ammonia scrubber 80B is preferably at the height of the ammonia scrubber 80B higher than the point from which the carbonated water is supplied (including the case where the carbonated water is supplied mixed with the absorbing liquid flowing through the absorption liquid circulation line 96). In this scheme, carbonated water is sent to the 80B ammonia scrubber at a level below the make-up water supply to the 80B ammonia scrubber. At the same time, the make-up water reduces the emission of carbon dioxide from the outer surface of the carbonated water, which makes it possible to prevent a decrease in the amount of ammonia absorbed into the absorbing liquid and to prevent a decrease in the degree of ammonia recovery.

В каждом из воплощений 1-3 устройство 80 для очистки отходящих газов представляет собой устройство для очистки отходящих газов, генерируемых в установке 100 для производства удобрения. Однако настоящее изобретение не ограничено этим случаем. Устройство 80 для очистки отходящих газов, согласно настоящему изобретению, может быть использовано в любой или подобной установке при условии, что устройство 80 для очистки отходящих газов предназначено для извлечения аммиака из газа, содержащего аммиак. In each of embodiments 1 to 3, the flue gas purifier 80 is a purifier for the flue gas generated in the fertilizer production plant 100. However, the present invention is not limited to this case. The flue gas scrubber 80 according to the present invention can be used in any or the like plant, provided that the flue gas scrubber 80 is designed to recover ammonia from a gas containing ammonia.

Перечень ссылочных позицийList of reference positions

10 – установка для получения аммиака10 - installation for the production of ammonia

20 – установка для получения мочевины20 - installation for urea production

60 - устройство для гранулирования мочевины60 - device for granulating urea

80А –пылеуловитель80A - dust collector

80В – аммиачный скруббер80V - ammonia scrubber

96 – линия циркуляции абсорбирующей жидкости96 - line of circulation of the absorbing liquid

98 – тарелка (полка)98 - plate (shelf)

99 – переточная труба99 - overflow pipe

100 – установка для производства удобрения100 - plant for the production of fertilizer

116 – устройство для приготовления карбонизированной воды116 - device for preparing carbonated water

130 – редуктор давления130 - pressure reducer

140 - отпарная колонна140 - stripping column

150 – охлаждающее устройство150 - cooling device

Claims

1. A device for purifying waste gases containing ammonia, which includes an ammonia scrubber for bringing the waste gases into gas-liquid contact with an absorbing liquid containing carbonated water, and a stripping column for recovering ammonia and carbon dioxide dissolved in the absorbent liquid.

2. A device for purifying waste gases according to claim 1, further comprising a device for preparing carbonated water, designed to produce carbonated water from carbon dioxide and water; and a pressure reducer for reducing the pressure of the carbonated water produced in the carbonated water preparation apparatus to atmospheric pressure, while the carbonated water exiting the pressure reducer is sent to an ammonia scrubber.

3. An off-gas purification device according to claim 1 or 2, wherein the absorbing liquid from which ammonia and carbon dioxide have been recovered in the stripping column is at least partially sent to an ammonia scrubber.

4. A device for cleaning off gases according to any one of paragraphs. 1-3, additionally containing a dust collector for removing a solid component from the exhaust gases due to the gas-liquid contact of the exhaust gases before they enter the ammonia scrubber with the washing liquid, while the absorbing liquid from which ammonia and carbon dioxide are removed in the stripping column is at least at least partially sent to the dust collector as at least part of the washing liquid.

5. Device for cleaning off gases according to any one of paragraphs. 1-4, in which the ammonia scrubber is provided with an absorbing liquid circulation line for withdrawing accumulated absorbing liquid to be returned to the gaseous atmosphere of the ammonia scrubber, and in which carbonated water is directed to the absorbing liquid circulation line.

6. Device for cleaning off gases according to any one of paragraphs. 1-5, further comprising a cooling device for cooling the carbonated water supplied to the ammonia scrubber.

7. An off-gas purification device according to claim 5, further comprising a cooling device for cooling the absorption liquid flowing through the absorption liquid circulation line.

8. Device for cleaning off gases according to any one of paragraphs. 1-7, in which a number of shelves are placed in the internal volume of the ammonia scrubber and in which carbonated water is supplied separately from at least two places that are at different levels along the height of the ammonia scrubber.

9. A device for cleaning exhaust gases according to claim 8, in which an overflow pipe is placed in the internal volume of the ammonia scrubber, which ensures that the absorbing liquid on the shelves flows downwards, and carbonated water coming from at least one of at least two places is directed into the overflow pipe.

10. Device for cleaning off gases according to any one of paragraphs. 1-9, in which the make-up water supplied to the ammonia scrubber comes from a location higher up the ammonia scrubber than the location from which the carbonated water and absorbing liquid enter the ammonia scrubber.

11. Installation for the production of fertilizer from a source of gaseous material containing methane, which includes an installation for the production of ammonia, designed to produce ammonia from the gaseous source material; a urea plant for producing a urea solution by reacting ammonia with carbon dioxide; a device for obtaining granular urea from a urea solution; and a device for cleaning off gases in accordance with any one of paragraphs. 1-10, designed for cleaning off gases discharged from the urea granulation device.

12. An installation for the production of fertilizer according to claim 11, wherein the ammonia and carbon dioxide recovered from the absorbing liquid in the stripping column are intended to be fed to the installation for the production of urea.