RU2804369C1 - Device for wet cleaning of exhaust gas from ammonia and installation for fertilizer production containing such device - Google Patents
Device for wet cleaning of exhaust gas from ammonia and installation for fertilizer production containing such device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2804369C1 RU2804369C1 RU2023104487A RU2023104487A RU2804369C1 RU 2804369 C1 RU2804369 C1 RU 2804369C1 RU 2023104487 A RU2023104487 A RU 2023104487A RU 2023104487 A RU2023104487 A RU 2023104487A RU 2804369 C1 RU2804369 C1 RU 2804369C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ammonia
- absorbent
- bubble generator
- carbon dioxide
- fine bubble
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к устройству для мокрой очистки отходящего газа от аммиака и установке для производства удобрения, содержащей такое устройство.The present invention relates to a device for wet purification of exhaust gas from ammonia and a plant for the production of fertilizer containing such a device.
Уровень техникиState of the art
Установка для производства удобрения с использованием газа, содержащего метан, такого как природный газ, содержит устройство для синтеза аммиака, производящее аммиак из метансодержащего газа, установку для синтеза мочевины, производящую раствор мочевины за счет реакции аммиака с диоксидом углерода, и устройство для гранулирования мочевины, предназначенное для получения из раствора мочевины гранулированной твердой мочевины. В устройстве для гранулирования мочевины образуется отходящий газ, содержащий аммиак, и карбамидная пыль, которая представляет собой, например, порошок из твердых частиц мочевины. В патентном документе D1 описано устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака, в котором карбамидная пыль удаляется за счет контакта газ-жидкость между водой и отходящим газом, и аммиак удаляется за счет контакта газ-жидкость между отходящим газом и абсорбентом, содержащим диоксид углерода.An apparatus for producing fertilizer using a gas containing methane, such as natural gas, comprises an ammonia synthesis apparatus producing ammonia from the methane-containing gas, a urea synthesis apparatus producing a urea solution by reacting ammonia with carbon dioxide, and a urea granulation apparatus, intended for obtaining granular solid urea from a urea solution. The urea granulation device produces an off-gas containing ammonia and urea dust, which is, for example, a powder of solid urea particles. Patent Document D1 describes an apparatus for wet cleaning of ammonia exhaust gas, in which urea dust is removed by gas-liquid contact between water and the exhaust gas, and ammonia is removed by gas-liquid contact between the exhaust gas and an absorbent containing carbon dioxide.
Патентная литератураPatent literature
Патентный документ WO2019/234816A [D1]Patent document WO2019/234816A [D1]
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Техническая проблема, решаемая изобретениемTechnical problem solved by the invention
С увеличением температуры системы растворимость газа уменьшается, и концентрация диоксида углерода в абсорбенте также уменьшается, что создает проблему, которая заключается в снижении эффективности очистки отходящего газа. Существует необходимость в способе увеличения концентрации диоксида углерода в абсорбенте. В устройстве мокрой очистки отходящего газа от аммиака, описанном в патентном документе D1, существует ограничение в отношении количества диоксида углерода, которое может быть направлено в абсорбент, циркулирующий через аммиачный скруббер, в котором осуществляется контакт газ-жидкость между абсорбентом и отходящим газом. Для дополнительного увеличения концентрации диоксида углерода в абсорбенте необходимо использовать многоступенчатый генератор мелких пузырьков и вводить в абсорбент большее количество диоксида углерода, начиная от второй ступени.As the temperature of the system increases, the solubility of the gas decreases, and the concentration of carbon dioxide in the absorbent also decreases, which creates a problem that the cleaning efficiency of the exhaust gas decreases. There is a need for a method of increasing the concentration of carbon dioxide in an absorbent. In the ammonia off-gas wet scrubbing apparatus described in Patent Document D1, there is a limitation on the amount of carbon dioxide that can be sent to an absorbent circulating through an ammonia scrubber in which gas-liquid contact is made between the absorbent and the off-gas. To further increase the concentration of carbon dioxide in the absorbent, it is necessary to use a multi-stage small bubble generator and introduce a larger amount of carbon dioxide into the absorbent, starting from the second stage.
В соответствии с вышеизложенным задача по меньшей мере одного воплощения настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака, способное повысить эффективность очистки отходящего газа, и установку для производства удобрения, содержащую такое устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака.According to the above, it is an object of at least one embodiment of the present invention to provide an ammonia off-gas wet purification apparatus capable of improving the off-gas purification efficiency, and a fertilizer production plant comprising such an ammonia off-gas wet purification apparatus. .
Решение проблемыSolution
Для решения указанной задачи устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство для мокрой очистки от аммиака отходящего газа, содержащего аммиака, в состав которого входят: аммиачный скруббер, предназначенный для приведения в контакт газ-жидкость отходящего газа с абсорбентом, содержащим диоксид углерода; и генератор мелких пузырьков, предназначенный для получения абсорбента из диоксида углерода и воды. Указанный генератор мелких пузырьков включает по меньшей мере первый генератор мелких пузырьков для получения первого абсорбента из диоксида углерода и воды, и второй генератор мелких пузырьков для получения абсорбента из диоксида углерода и указанного первого абсорбента.To solve this problem, a device for wet cleaning of ammonia exhaust gas in accordance with the present invention is a device for wet cleaning of ammonia from ammonia-containing waste gas, which includes: an ammonia scrubber designed to bring gas-liquid of the exhaust gas into contact with an absorbent containing carbon dioxide; and a fine bubble generator designed to produce absorbent from carbon dioxide and water. Said fine bubble generator includes at least a first fine bubble generator for producing a first carbon dioxide and water absorbent, and a second fine bubble generator for producing a carbon dioxide absorbent and said first absorbent.
Преимущества изобретенияAdvantages of the invention
В соответствии с устройством для мокрой очистки отходящего газа от аммиака, соответствующим настоящему изобретению, за счет абсорбции диоксида углерода в каждом из по меньшей мере первого генератора мелких пузырьков и второго генератора мелких пузырьков, концентрация диоксида углерода в абсорбенте может быть увеличена по сравнению со случаем, в котором диоксид углерода абсорбируется с помощью одного генератора мелких пузырьков. В результате становится возможным повысить эффективность очистки отходящего газа.According to the ammonia exhaust gas wet purification apparatus according to the present invention, by absorbing carbon dioxide in each of at least the first fine bubble generator and the second fine bubble generator, the concentration of carbon dioxide in the absorbent can be increased compared with the case in which carbon dioxide is absorbed using a single fine bubble generator. As a result, it becomes possible to improve the efficiency of waste gas purification.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Фиг. 1 - принципиальная схема устройства для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 1 настоящего изобретения.Fig. 1 is a schematic diagram of a device for wet cleaning of exhaust gas from ammonia in accordance with Embodiment 1 of the present invention.
Фиг. 2 - схематический вид, отображающий протекание процесса растворения диоксида углерода при использовании генератора мелких пузырьков в процессе мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 1 настоящего изобретения.Fig. 2 is a schematic view showing the progress of the carbon dioxide dissolution process when using a fine bubble generator in the ammonia off-gas wet purification process according to Embodiment 1 of the present invention.
Фиг. 3 - принципиальная схема устройства для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 2 настоящего изобретения.Fig. 3 is a schematic diagram of a device for wet cleaning of exhaust gas from ammonia in accordance with Embodiment 2 of the present invention.
Фиг. 4 - принципиальная схема устройства для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 3 настоящего изобретения.Fig. 4 is a schematic diagram of a device for wet cleaning of exhaust gas from ammonia in accordance with Embodiment 3 of the present invention.
Фиг. 5 - принципиальная блок-схема установки для производства удобрения, содержащей устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 4 настоящего изобретения.Fig. 5 is a schematic block diagram of a fertilizer production plant containing a device for wet purification of ammonia from off-gas in accordance with Embodiment 4 of the present invention.
Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention
Ниже будет описано устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с воплощениями настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи. Каждое из воплощений представляет один аспект настоящего изобретения, не ограничивает изобретение и по усмотрению может быть модифицировано в пределах области применения технической идеи настоящего изобретения.Below, a device for wet purification of exhaust gas from ammonia will be described in accordance with embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Each of the embodiments represents one aspect of the present invention, does not limit the invention and may be modified at discretion within the scope of the technical idea of the present invention.
Устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака, согласно настоящему изобретению, обеспечивает очистку отходящего газа, содержащего аммиак, который образуется, например, при работе установки для производства удобрения. В частности, устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака обеспечивает извлечение аммиака из отходящего газа за счет приведения отходящего газа, содержащего аммиак, в контакт газ-жидкость с абсорбентом. Однако отходящий (основной) газ, на который распространяется настоящее изобретение, не ограничивается отходящим газом, образующимся в установке для производства удобрения, и настоящее изобретение охватывает отходящий газ, содержащий аммиак, независимо от того, где такой газ образуется.A device for wet ammonia off-gas purification according to the present invention provides purification of off-gas containing ammonia, which is generated, for example, during the operation of a fertilizer production plant. In particular, the ammonia off-gas wet scrubber recovers ammonia from off-gas by bringing the ammonia-containing off-gas into gas-liquid contact with an absorbent. However, the off-gas to which the present invention applies is not limited to the off-gas generated in a fertilizer production plant, and the present invention covers off-gas containing ammonia no matter where such gas is generated.
Воплощение 1Incarnation 1
Конфигурация устройства для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 1 настоящего изобретенияConfiguration of ammonia exhaust gas wet purification device according to Embodiment 1 of the present invention
Как показано на фиг. 1, устройство 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 1 согласно настоящему изобретению содержит аммиачный скруббер 11 и генератор мелких пузырьков 12, предназначенный для получения абсорбента, направляемого в аммиачный скруббер 11. Аммиачный скруббер 11 содержит корпус 13, имеющий внутреннюю камеру 13а, через которую проходит отходящий газ, линию 14 циркуляции абсорбента для отвода абсорбента, накопленного внутри корпуса 13, подлежащего возвращению в газовую фазу, находящуюся во внутренней камере 13а корпуса 13, и насос 15, установленный на линии 14 циркуляции абсорбента. От линии 14 циркуляции абсорбента ниже по потоку относительно насоса 15 ответвляется линия 22 удаления абсорбента в направлении, в котором абсорбент проходит через линию 14 циркуляции абсорбента.As shown in FIG. 1, a device 10 for wet cleaning of exhaust gas from ammonia in accordance with Embodiment 1 according to the present invention contains an ammonia scrubber 11 and a fine bubble generator 12 for producing an absorbent sent to the ammonia scrubber 11. The ammonia scrubber 11 includes a housing 13 having an internal chamber 13a through which the exhaust gas passes, an absorbent circulation line 14 for removing the absorbent accumulated inside the housing 13 to be returned to the gas phase located in the inner chamber 13a of the housing 13, and a pump 15 installed on the absorbent circulation line 14. From the absorbent circulation line 14 downstream of the pump 15, an absorbent removal line 22 branches off in the direction in which the absorbent passes through the absorbent circulation line 14.
К корпусу 13 между его верхней и нижней частями подсоединен трубопровод 17 для подачи отходящего газа во внутреннюю камеру 13а, а сверху к корпусу 13 присоединена линия отвода 18, обеспечивающая выпуск из внутренней камеры 13а отходящего газа, который был приведен в контакт газ-жидкость с абсорбирующей жидкостью. Во внутренней камере 13а размещены форсунка 16 для разбрызгивания подпиточной воды во внутренней камере 13а и форсунки 20 для разбрызгивания абсорбента во внутренней камере 13а. Форсунка 16 соединена с линией 19 подачи подпиточной воды и предназначена для подвода подпиточной воды к форсунке 16, а каждая из форсунок 20 установлена на выходном конце линии 14 циркуляции абсорбента. Форсунки 20 могут быть выполнены с возможностью инжекции абсорбента в направлении тарелки 21 (например, выполненной из пористой плиты), установленной во внутренней камере 13а. Следует отметить, что может быть использована одна тарелка 21, или может быть использовано любое количество тарелок, не менее двух тарелок 21.A pipeline 17 is connected to the housing 13 between its upper and lower parts for supplying exhaust gas to the inner chamber 13a, and an outlet line 18 is connected to the housing 13 at the top, allowing exhaust gas to be discharged from the inner chamber 13a, which has been brought into gas-liquid contact with the absorbent liquid. In the inner chamber 13a there is a nozzle 16 for spraying make-up water in the inner chamber 13a and nozzles 20 for spraying the absorbent in the inner chamber 13a. The nozzle 16 is connected to the make-up water supply line 19 and is designed to supply make-up water to the nozzle 16, and each of the nozzles 20 is installed at the outlet end of the absorbent circulation line 14. The nozzles 20 may be configured to inject absorbent towards a tray 21 (eg made of a porous board) mounted in the inner chamber 13a. It should be noted that one tray 21 can be used, or any number of trays can be used, at least two trays 21.
Хотя на фиг. 1 показано, что форсунка 16 размещена выше форсунок 20 и тарелки 21, настоящее изобретение не ограничивается таким взаимным расположением указанных элементов. Форсунка 16 может быть размещена между тарелкой 21 и форсунками 20 или ниже тарелки 21. Кроме того, форсунки 20 могут быть размещены над тарелкой 21 и между расположенными одна над другой по вертикали соседними тарелками, если используется не менее двух тарелок 21. Однако настоящее изобретение таким выполнением не ограничивается, и форсунки 20 могут быть расположены только над тарелкой 21.Although in FIG. 1 shows that the nozzle 16 is located above the nozzles 20 and the plate 21, the present invention is not limited to such a relative arrangement of these elements. The nozzle 16 may be placed between the tray 21 and the nozzles 20 or below the tray 21. In addition, the nozzles 20 can be placed above the tray 21 and between vertically stacked adjacent trays if at least two trays 21 are used. However, the present invention is such execution is not limited, and the nozzles 20 can only be located above the plate 21.
В состав генератора мелких пузырьков 12 входят первый генератор мелких пузырьков 12а и второй генератор мелких пузырьков 12b, размещенные последовательно. При этом указанные первый генератор мелких пузырьков 12а и второй генератор мелких пузырьков 12b размещены на линии 14 циркуляции абсорбента ниже по ходу движения потока относительно насоса 15, причем второй генератор мелких пузырьков 12b размещен ниже по ходу движения потока относительно первого генератора мелких пузырьков 12а. Конструктивное выполнение первого генератора мелких пузырьков 12а и второго генератора мелких пузырьков 12b особо не ограничено. Может быть использовано любое устройство, которое способно получать абсорбент из воды и диоксида углерода (или вводить воду в состав абсорбента), транспортируемый через линию 118 подачи диоксида углерода, но предпочтительно генератор мелких пузырьком генерирует пузырьки диоксида углерода, размер каждого из которых не превышает 100 микрон. В качестве генератора мелких пузырьков может быть использовано устройство эжекторного типа, кавитационного типа, устройство с закрученным потоком, устройство, работающее по принципу растворения под давлением, или другое подобное устройство.The fine bubble generator 12 includes a first fine bubble generator 12a and a second fine bubble generator 12b arranged in series. In this case, the first fine bubble generator 12a and the second fine bubble generator 12b are located on the absorbent circulation line 14 downstream of the pump 15, and the second fine bubble generator 12b is located downstream of the first fine bubble generator 12a. The design of the first fine bubble generator 12a and the second fine bubble generator 12b is not particularly limited. Any device that is capable of producing an absorbent from water and carbon dioxide (or incorporating water into the absorbent composition) transported through the carbon dioxide supply line 118 may be used, but preferably the fine bubble generator generates carbon dioxide bubbles that are each less than 100 microns in size. . An ejector type device, a cavitation type device, a swirl flow device, a pressure dissolution device, or another similar device can be used as a small bubble generator.
Более предпочтительной является конфигурация генератора 12 мелких пузырьков, в которой в качестве первого генератора мелких пузырьков 12а используется генератор мелких пузырьков, обеспечивающий генерирование пузырьков диоксида углерода размером в интервале от 1 до 100 микрон, а в качестве генератора 12b мелких пузырьков используется генератор мелких пузырьков, генерирующий пузырьки диоксида углерода размером от 50 нанометров до сотен нанометров (например, 500 нанометров). В каждом из первого генератора мелких пузырьков 12а и второго генератора мелких пузырьков 12b для генерирования пузырьков диоксида углерода с размерами, находящимися в пределах указанного интервала, в качестве первого генератора мелких пузырьков 12а может быть использовано устройство эжекторного типа, а в качестве второго генератора мелких пузырьков 12b может быть использовано устройство, работающее по принципу растворения под давлением. По поводу интервала размера пузырьков диоксида углерода следует отметить, что даже, если в большом количестве генерируемых пузырьков часть пузырьков имеет размеры, выходящие за пределы указанного диапазона, при условии, что средняя величина размера пузырьков находится в пределах указанного диапазона, считается, что устройство генерирует пузырьки в пределах этого заданного диапазона размеров.More preferably, the configuration of the fine bubble generator 12 is that the first fine bubble generator 12a is a fine bubble generator capable of generating carbon dioxide bubbles in the range of 1 to 100 microns, and the fine bubble generator 12b is a fine bubble generator generating carbon dioxide bubbles ranging in size from 50 nanometers to hundreds of nanometers (e.g. 500 nanometers). In each of the first fine bubble generator 12a and the second fine bubble generator 12b, an ejector type device may be used as the first fine bubble generator 12a to generate carbon dioxide bubbles with sizes within the specified range, and an ejector type device may be used as the second fine bubble generator 12b. a device operating on the principle of dissolution under pressure can be used. Regarding the carbon dioxide bubble size range, it should be noted that even if in a large number of bubbles generated, some of the bubbles have sizes outside the specified range, provided that the average value of the bubble size is within the specified range, the device is considered to generate bubbles within this specified size range.
Функционирование устройства для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 1 настоящего изобретенияOperation of ammonia exhaust gas purification device according to Embodiment 1 of the present invention
Далее будет описана работа устройства 10 для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 1 настоящего изобретения. Отходящий газ, проходящий через трубопровод 17, поступает внутрь корпуса 13 (во внутреннюю камеру 13а) аммиачного скруббера 11. Во внутренней камере 13а, при прохождении отходящего газа вверх он вступает в контакт газ-жидкость с абсорбентом, нагнетаемым через линию циркуляции 14 абсорбента с помощью насоса 15 и инжектируемым из форсунок 20, при этом происходит абсорбция аммиака, присутствующего в отходящем газе, абсорбентом и, таким образом, извлечение аммиака из отходящего газа. Отходящий газ, из которого был извлечен аммиак, отводится из внутренней камеры 13а через выпускную линию 18. В абсорбенте, накопленном во внутренней камере 13а, абсорбированный аммиак находится в жидкой фазе, причем, по меньшей мере, в виде молекул аммиака или ионов аммония.Next, the operation of the ammonia exhaust gas purification device 10 according to Embodiment 1 of the present invention will be described. The exhaust gas passing through the pipeline 17 enters the inside of the housing 13 (into the inner chamber 13a) of the ammonia scrubber 11. In the inner chamber 13a, as the exhaust gas passes upward, it comes into gas-liquid contact with the absorbent pumped through the absorbent circulation line 14 using pump 15 and injected from the nozzles 20, thereby absorbing the ammonia present in the exhaust gas by the absorbent and thus extracting ammonia from the exhaust gas. The off-gas from which ammonia has been recovered is discharged from the inner chamber 13a through an outlet line 18. In the absorbent accumulated in the inner chamber 13a, the absorbed ammonia is in a liquid phase, at least in the form of ammonia molecules or ammonium ions.
Абсорбент получают в генераторе мелких пузырьков 12. При этом часть абсорбента, накопленного во внутренней камере 13а, отводится из внутренней камеры 13а с помощью насоса 15, проходит через линию 14 циркуляции абсорбента, и диоксид углерода вдувается в воду, содержащуюся в абсорбенте, с получением первого абсорбента в первом генераторе мелких пузырьков 12а. Затем диоксид углерода вдувается в первый абсорбент с получением абсорбента во втором генераторе мелких пузырьков 12b. В состав генератора мелких пузырьков 12 входят два устройства, а именно, первый генератор мелких пузырьков 12а и второй генератор мелких пузырьков 12b. Таким образом, за счет абсорбции в каждом из этих устройств концентрация диоксида углерода в абсорбенте может быть увеличена по сравнению со случаем, когда диоксид углерода абсорбируется одним генератором мелких пузырьков.The absorbent is produced in the fine bubble generator 12. At the same time, part of the absorbent accumulated in the inner chamber 13a is removed from the inner chamber 13a using a pump 15, passes through the absorbent circulation line 14, and carbon dioxide is blown into the water contained in the absorbent to obtain the first absorbent in the first fine bubble generator 12a. Carbon dioxide is then blown into the first absorbent to form an absorbent in the second fine bubble generator 12b. The fine bubble generator 12 includes two devices, namely, a first fine bubble generator 12a and a second fine bubble generator 12b. Thus, by absorption in each of these devices, the concentration of carbon dioxide in the absorbent can be increased compared to the case where carbon dioxide is absorbed by a single fine bubble generator.
В варианте выполнения устройства, в котором первый генератор мелких пузырьков 12а представляет собой устройство эжекторного типа, а второй генератор мелких пузырьков 12b является устройством, работающим по принципу растворения под давлением, диоксид углерода растворяется в воде в первом генераторе мелких пузырьков 12а, и, кроме того, диоксид углерода вводится в первый абсорбент в виде маленьких пузырьков (мелких пузырьков) во втором генераторе 12b мелких пузырьков. Как показано на фиг. 2, во внутренней камере 13а абсорбент вступает в контакт газ-жидкость с отходящим газом, парциальное давление диоксида углерода в котором ниже равновесного парциального давления диоксида углерода, при этом происходит выделение и рассеивание в отходящем газе диоксида углерода, присутствующего в абсорбенте, при этом мелкие пузырьки 200 компенсируют рассеиваемый диоксид углерода и диссоциированный в абсорбенте диоксид углерода. В результате становится возможным сдерживать снижение концентрации диоксида углерода в абсорбенте. Мелкие пузырьки 200, имеющие меньший диаметр, перемещаются в абсорбенте с меньшей скоростью, что увеличивает продолжительность времени нахождения в абсорбенте этих мелких остающихся в жидкости пузырьков 200, что обуславливает меньшую вероятности рассеивания мелких пузырьков 200 в направлении отходящего газа. Кроме того, каждый из мелких пузырьков 200 с меньшим диаметром имеет более высокое давление, повышающее скорость растворения в абсорбенте.In the embodiment of the apparatus in which the first fine bubble generator 12a is an ejector type device and the second fine bubble generator 12b is a pressure dissolution device, carbon dioxide is dissolved in water in the first fine bubble generator 12a, and further , carbon dioxide is introduced into the first absorbent in the form of small bubbles (fine bubbles) in the second fine bubble generator 12b. As shown in FIG. 2, in the inner chamber 13a, the absorbent comes into gas-liquid contact with the exhaust gas, the partial pressure of carbon dioxide in which is lower than the equilibrium partial pressure of carbon dioxide, and the carbon dioxide present in the absorbent is released and dispersed into the exhaust gas, causing small bubbles 200 compensate for the dissipated carbon dioxide and the carbon dioxide dissociated in the absorbent. As a result, it becomes possible to suppress the decrease in the concentration of carbon dioxide in the absorbent. Small bubbles 200 having a smaller diameter move at a lower speed in the absorbent, which increases the residence time of these small bubbles 200 remaining in the liquid in the absorbent, which makes the small bubbles 200 less likely to disperse towards the exhaust gas. In addition, each of the small bubbles 200 with a smaller diameter has a higher pressure, increasing the rate of dissolution in the absorbent.
При использовании любой из указанных выше конфигураций генератора 12 мелких пузырьков концентрация диоксида углерода в абсорбенте, инжектируемом из форсунок 20, может быть увеличена по сравнению со случаем, в котором генераторы указанного типа не используются. Таким образом, с помощью абсорбента абсорбция аммиака активизируется, что позволяет повысить эффективность очистки отходящего газа.By using any of the above configurations of the fine bubble generator 12, the concentration of carbon dioxide in the absorbent injected from the nozzles 20 can be increased compared to the case in which generators of the above type are not used. Thus, with the help of an absorbent, ammonia absorption is activated, which makes it possible to increase the efficiency of waste gas purification.
Если в аммиачном скруббере 11 осуществляется непрерывное извлечение аммиака из отходящего газа, концентрация аммиака в абсорбенте, накопленном во внутренней камере 13а, увеличивается. Соответственно, степень извлечения аммиака снижается, что, в конце концов, приводит к отсутствию возможности удаления аммиака. В связи с этим, в то время как часть абсорбента, протекающего через линию 14 циркуляции абсорбента, отводится через линию 22 отвода аммиака, из форсунки 16 во внутреннюю камеру 13а инжектируется подпиточная вода. В результате, концентрация аммиака в абсорбенте, накопленном во внутренней камере 13а, уменьшается, что позволяет предотвратить снижение интенсивности извлечения аммиака.If the ammonia scrubber 11 continuously extracts ammonia from the exhaust gas, the concentration of ammonia in the absorbent accumulated in the inner chamber 13a increases. Accordingly, the recovery rate of ammonia decreases, which ultimately results in the inability to remove ammonia. In this regard, while a portion of the absorbent flowing through the absorbent circulation line 14 is withdrawn through the ammonia withdrawal line 22, make-up water is injected from the nozzle 16 into the inner chamber 13a. As a result, the concentration of ammonia in the absorbent accumulated in the inner chamber 13a is reduced, which prevents the ammonia recovery rate from decreasing.
Пример модифицированного устройства для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 1 настоящего изобретенияAn example of a modified ammonia off-gas wet cleaning device according to Embodiment 1 of the present invention
В Воплощении 1 как первый генератор 12а мелких пузырьков, так и второй генератор 12b мелких пузырьков установлены на линии 14 циркуляции абсорбента. Однако настоящее изобретение не ограничивается таким размещением генераторов. Может быть использована конфигурация, в соответствии с которой абсорбент, полученный в первом генераторе 12а мелких пузырьков и во втором генераторе 12b мелких пузырьков, поступает на линию 14 циркуляции абсорбента, или может быть использована конфигурация, в которой полученный абсорбент направляется во внутреннюю камеру 13а без размещения первого генератора 12а мелких пузырьков и второго генератора 12b мелких пузырьков на линии 14 циркуляции абсорбента. В качестве альтернативы, может быть также использована конфигурация, в которой на линии 14 циркуляции абсорбента установлен только второй генератор 12b мелких пузырьков, а первый абсорбент, полученный в первом генераторе 12а мелких пузырьков, направляется во второй генератор 12b мелких пузырьков.In Embodiment 1, both the first fine bubble generator 12a and the second fine bubble generator 12b are installed on the absorbent circulation line 14. However, the present invention is not limited to such arrangement of generators. A configuration may be used in which the absorbent produced in the first fine bubble generator 12a and the second fine bubble generator 12b is supplied to the absorbent circulation line 14, or a configuration may be used in which the resulting absorbent is sent to the inner chamber 13a without placement. a first fine bubble generator 12a and a second fine bubble generator 12b on the absorbent circulation line 14. Alternatively, a configuration in which only the second fine bubble generator 12b is installed in the absorbent circulation line 14 and the first absorbent produced in the first fine bubble generator 12a is sent to the second fine bubble generator 12b can also be used.
Однако концентрация диоксида углерода в абсорбенте, поступающем во внутреннюю камеру 13а, в конфигурации устройства, в которой как первый генератор 12а мелких пузырьков, так и второй генератор 12b мелких пузырьков установлены на линии 14 циркуляции абсорбента, выше по сравнению с конфигурацией устройства, в которой абсорбент, полученный в генераторе 12 мелких пузырьков, поступает на линию 14 циркуляции абсорбента, или со случаем, в котором абсорбент подводится во внутреннюю камеру 13а. По этой причине количество диоксида углерода, которое может быть направлено в циркулирующий расход абсорбента в генераторе 12 мелких пузырьков, является ограниченным, и, таким образом, увеличение подводимого количества диоксида углерода становится возможным благодаря размещению генератора 12 мелких пузырьков на той линии, на которой расход абсорбента является максимально возможным, и количество диоксида углерода в абсорбенте также увеличивается. В результате эффективность очистки отходящего газа повышается.However, the concentration of carbon dioxide in the absorbent entering the inner chamber 13a in a device configuration in which both the first fine bubble generator 12a and the second fine bubble generator 12b are installed on the absorbent circulation line 14 is higher compared to the device configuration in which the absorbent , obtained in the fine bubble generator 12, is supplied to the absorbent circulation line 14, or in the case where the absorbent is supplied to the inner chamber 13a. For this reason, the amount of carbon dioxide that can be directed into the circulating flow of absorbent in the fine bubble generator 12 is limited, and thus, increasing the input amount of carbon dioxide becomes possible by placing the fine bubble generator 12 on the same line as the absorbent flow rate. is the maximum possible, and the amount of carbon dioxide in the absorbent also increases. As a result, the efficiency of waste gas purification increases.
В Воплощении 1 генератор 12 мелких пузырьков включает два устройства, а именно, первый генератор 12а мелких пузырьков и второй генератор 12b мелких пузырьков. Однако количество устройств не ограничивается двумя устройствами, и генератор 12 мелких пузырьков может включать не менее трех генераторов мелких пузырьков. Кроме того, в этом случае предпочтительно, чтобы по меньшей мере два генератора мелких пузырьков были соединены последовательно, и более предпочтительно, чтобы все генераторы мелких пузырьков были соединены последовательно.In Embodiment 1, the fine bubble generator 12 includes two devices, namely, a first fine bubble generator 12a and a second fine bubble generator 12b. However, the number of devices is not limited to two devices, and the fine bubble generator 12 may include at least three fine bubble generators. Moreover, in this case, it is preferable that at least two fine bubble generators are connected in series, and more preferably, all fine bubble generators are connected in series.
Воплощение 2Incarnation 2
Далее будет рассмотрено устройство для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 2. Устройство для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 2 создано путем добавления к Воплощению 1 мембранного сепаратора для удаления аммиака из абсорбента, протекающего через линию 14 циркуляции абсорбента. В Воплощении 2 составляющие элементы конструкции устройства, одинаковые с элементами Воплощения 1, обозначены одинаковыми ссылочными номерами позиции и не будут вновь подробно описаны.Next, the ammonia exhaust gas purification apparatus according to Embodiment 2 will be discussed. The ammonia exhaust gas purification apparatus according to Embodiment 2 is constructed by adding to Embodiment 1 a membrane separator for removing ammonia from the absorbent flowing through the absorbent circulation line 14. In Embodiment 2, the same constituent elements of the apparatus as those of Embodiment 1 are designated by the same reference numerals and will not be described in detail again.
Конфигурация устройства для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 2 настоящего изобретенияConfiguration of ammonia exhaust gas wet cleaning apparatus according to Embodiment 2 of the present invention
Как показано на фиг. 3, в устройстве 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака согласно Воплощению 2 настоящего изобретения первый генератор 12а мелких пузырьков и второй генератор 12b мелких пузырьков установлены на линии 14 циркуляции абсорбента. На указанной линии 14 циркуляции абсорбента между насосом 15 и первым генератором 12а мелких пузырьков размещен мембранный сепаратор 30 для удаления аммиака из абсорбента. Конструктивное выполнение мембранного сепаратора 30 особо не ограничено, и, например, может быть использован мембранный сепаратор с мембраной обратного осмоса (RO мембрана). На линии 14 циркуляции абсорбента между мембранным сепаратором 30 и первым генератором 12а мелких пузырьков может быть размещена емкость 31, в которой хранится подпиточная вода. Другие конфигурации устройства являются такими же, что и в Воплощении 1, за исключением отсутствия линии 22 отвода абсорбента (см. фиг. 1).As shown in FIG. 3, in the ammonia exhaust gas wet purification apparatus 10 according to Embodiment 2 of the present invention, the first fine bubble generator 12a and the second fine bubble generator 12b are installed on the absorbent circulation line 14. On said absorbent circulation line 14 between the pump 15 and the first fine bubble generator 12a a membrane separator 30 is placed to remove ammonia from the absorbent. The design of the membrane separator 30 is not particularly limited, and, for example, a membrane separator with a reverse osmosis membrane (RO membrane) can be used. On the absorbent circulation line 14 between the membrane separator 30 and the first fine bubble generator 12a, a container 31 can be placed in which makeup water is stored. Other configurations of the device are the same as in Embodiment 1, except for the absence of the absorbent withdrawal line 22 (see FIG. 1).
Функционирование устройства для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 2 настоящего изобретенияOperation of ammonia waste gas wet purification device according to Embodiment 2 of the present invention
Ниже будет описано функционирование устройства 10 для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 2 настоящего изобретения. Функционирование Воплощения 2 отличается от Воплощения 1, хотя абсорбент также протекает через линию 14 циркуляции абсорбента и является таким же абсорбентом, как и в Воплощении 1, используемым для извлечения аммиака из отходящего газа в аммиачном скруббере 11. Поэтому далее будет описано лишь частичное отличие от функционирования Воплощения 1, а именно, функционирование устройства при прохождении абсорбента через линию 14 циркуляции абсорбента.Below, the operation of the ammonia exhaust gas purification device 10 according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The operation of Embodiment 2 is different from Embodiment 1, although the absorbent also flows through the absorbent circulation line 14 and is the same absorbent as in Embodiment 1 used to recover ammonia from the exhaust gas in the ammonia scrubber 11. Therefore, only a partial difference in operation will be described below. Embodiments 1, namely, the operation of the device when the absorbent passes through the absorbent circulation line 14.
Часть абсорбента, накопленного во внутреннем объеме 13а, отводится из внутренней камеры 13а с помощью насоса 15 и транспортируется через линию 14 циркуляции абсорбента. Если абсорбент проходит через мембранный сепаратор 30, то через разделительную мембрану (например, RO мембрана), установленную в мембранном сепараторе 30, проходит только вода и по меньшей мере некоторая часть молекул аммиака или ионов аммония, карбонат ионов и т.п., растворенных в абсорбенте, не могут проходить через разделительную мембрану. В результате концентрации аммиака и диоксида углерода, растворенных в выходящем из мембранного сепаратора 30 абсорбенте, уменьшается. Концентрированные жидкости из молекул аммиака или ионов аммония, карбонат ионов и т.п., которые не способны проходить через разделительную мембрану, направляются, например, в отпарную колонну (не показана), в которой осуществляется удаление диоксида углерода и аммиака, что позволяет вновь использовать концентрированные жидкости. В том случае, если концентрация этих молекул или ионов высокая, можно использовать концентрированные жидкости как таковые повторно в процессе получения мочевины в установке для производства удобрения.A portion of the absorbent accumulated in the inner volume 13a is removed from the inner chamber 13a by means of a pump 15 and transported through the absorbent circulation line 14. If the absorbent passes through the membrane separator 30, then only water and at least some of the ammonia molecules or ammonium ions, carbonate ions, etc. dissolved in absorbent cannot pass through the separation membrane. As a result, the concentration of ammonia and carbon dioxide dissolved in the absorbent leaving the membrane separator 30 decreases. Concentrated liquids of ammonia molecules or ammonium ions, carbonate ions, etc., which are not able to pass through the separation membrane, are sent, for example, to a stripper column (not shown), in which carbon dioxide and ammonia are removed, allowing reuse concentrated liquids. If the concentration of these molecules or ions is high, the concentrated liquids can be reused as such in the urea production process in the fertilizer plant.
Абсорбент, вытекающий из мембранного сепаратора 30, поступает в емкость 31, из которой направляется в генератор 12 мелких пузырьков, в котором в воду, содержащуюся в абсорбенте, вдувается диоксид углерода, с получением первого абсорбента в первом генераторе 12а мелких пузырьков, и затем в первый абсорбент вдувается диоксид углерода с получением абсорбента во втором генераторе 12b мелких пузырьков. Последующие операции являются такими же, как и в Воплощении 1.The absorbent flowing from the membrane separator 30 enters the container 31, from which it is sent to the fine bubble generator 12, in which carbon dioxide is blown into the water contained in the absorbent to obtain the first absorbent in the first fine bubble generator 12a, and then into the first carbon dioxide is blown into the absorbent to produce an absorbent in the second fine bubble generator 12b. The subsequent operations are the same as in Embodiment 1.
В Воплощении 2 концентрация аммиака и диоксида углерода в абсорбенте, поступающем в генератор 12 мелких пузырьков, меньше, чем в Воплощении 1. При этом растворение диоксида углерода в генераторе 12 мелких пузырьков активизируется, и соотношение диоксид углерода/аммиак в абсорбенте увеличивается. Вообще, поскольку указанное соотношение в абсорбенте увеличивается, процесс извлечения аммиака из отходящего газа за счет контакта газ-жидкость между абсорбентом и отходящим газом активизируется, что позволяет повысить эффективность очистки отходящего газа по сравнению с Воплощением 1.In Embodiment 2, the concentration of ammonia and carbon dioxide in the absorbent entering the fine bubble generator 12 is less than in Embodiment 1. At the same time, the dissolution of carbon dioxide in the fine bubble generator 12 is activated, and the carbon dioxide/ammonia ratio in the absorbent increases. In general, as this ratio in the absorbent increases, the process of extracting ammonia from the exhaust gas through gas-liquid contact between the absorbent and the exhaust gas is activated, which makes it possible to improve the purification efficiency of the exhaust gas compared with Embodiment 1.
Воплощение 3Incarnation 3
Далее будет рассмотрено устройство для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 3 настоящего изобретения. Устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 3 создано путем добавления к Воплощениям 1 и 2 охлаждающего устройства, предназначенного для охлаждения отходящего газа перед вводом в аммиачный скруббер 11. Здесь и далее Воплощение 3 будет рассмотрено с конфигурацией, полученной путем добавления охлаждающего устройства к конфигурации согласно Воплощению 1. Однако Воплощение 3 может быть создано путем добавления к конфигурации согласно Воплощению 2 охлаждающего устройства. В Воплощении 3 элементы конструкции устройства, одинаковые с элементами Воплощения 1, обозначены на фиг. 4 таким же ссылочными номерами позиции и вновь подробно не описаны.Next, a device for purifying exhaust gas from ammonia according to Embodiment 3 of the present invention will be discussed. The ammonia off-gas wet scrubbing apparatus of Embodiment 3 is constructed by adding to Embodiments 1 and 2 a cooling device for cooling the off-gas before entering the ammonia scrubber 11. Hereafter, Embodiment 3 will be discussed with the configuration obtained by adding a cooling devices to the configuration of Embodiment 1. However, Embodiment 3 can be created by adding a cooling device to the configuration of Embodiment 2. In Embodiment 3, structural elements of the device that are the same as those in Embodiment 1 are indicated in FIG. 4 by the same reference numerals and are again not described in detail.
Конфигурация устройства для мокрой очистки от аммиака в соответствии с Воплощением 3 настоящего изобретенияConfiguration of ammonia wet scrubbing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention
Как показано на фиг. 4, в устройстве 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 3 настоящего изобретения, на трубопроводной линии 17 установлено охлаждающее устройство 40, например, теплообменник, предназначенный для осуществления теплообмена между охлаждающей средой и отходящим газом, проходящим через трубопроводную линию 17. Охлаждающее устройство 41, например, теплообменник для осуществления теплообмена между охлаждающей средой и абсорбентом, проходящим через линию 14 циркуляции абсорбента, может быть размещено между насосом 15 и первым генератором 12а мелких пузырьков, установленными на линии 14 циркуляции абсорбента, хотя такое размещение и не является важной особенностью данной конфигурации. В качестве хладагента может быть использована любая охлаждающая среда, проходящая через каждое из охлаждающих устройств 40 и 41. Например, можно использовать аммиак, полученный в устройстве для синтеза аммиака, которое входит в состав установки для производства удобрения, содержащей устройство 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака. В остальном схема устройства согласно Воплощению 3 является такой же, что и в Воплощении 1.As shown in FIG. 4, in the ammonia exhaust gas wet cleaning apparatus 10 according to Embodiment 3 of the present invention, a cooling device 40, such as a heat exchanger, is installed on the pipeline line 17, for example, a heat exchanger for effecting heat exchange between the cooling medium and the exhaust gas passing through the pipeline line 17. A cooling device 41, such as a heat exchanger for effecting heat exchange between the cooling medium and the absorbent passing through the absorbent circulation line 14, may be located between the pump 15 and the first fine bubble generator 12a installed on the absorbent circulation line 14, although such placement is not critical. feature of this configuration. Any cooling medium passing through each of the cooling devices 40 and 41 can be used as the refrigerant. For example, ammonia produced in an ammonia synthesis device that is part of a fertilizer production plant containing a waste gas wet cleaning device 10 can be used. from ammonia. Otherwise, the design of the device according to Embodiment 3 is the same as in Embodiment 1.
Функционирование устройства для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 3 настоящего изобретенияOperation of ammonia waste gas wet purification device according to Embodiment 3 of the present invention
Далее будет описано функционирование устройства 10 для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 3 настоящего изобретения. В Воплощении 3 отходящий газ перед вводом в аммиачный скруббер 11 охлаждается в охлаждающем устройстве 40. Операция извлечения аммиака из отходящего газа в аммиачном скруббере 11 осуществляется также, как и в Воплощении 1. Благодаря такому предварительному охлаждению отходящего газа становится возможным сдерживать повышение температуры абсорбента при контакте абсорбента с отходящем газом в аммиачном скруббере 11, предотвращая тем самым выделение диоксида углерода из абсорбента и обеспечивая повышение эффективности очистки отходящего газа.Next, the operation of the ammonia exhaust gas purification device 10 according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In Embodiment 3, the off-gas is cooled in the cooling device 40 before entering the ammonia scrubber 11. The operation of extracting ammonia from the off-gas in the ammonia scrubber 11 is carried out in the same way as in Embodiment 1. Due to this pre-cooling of the off-gas, it becomes possible to suppress the rise in temperature of the absorbent upon contact absorbent with the exhaust gas in the ammonia scrubber 11, thereby preventing the release of carbon dioxide from the absorbent and increasing the efficiency of cleaning the exhaust gas.
Если охлаждающее устройство 41 установлено на линии 14 циркуляции абсорбента, абсорбент охлаждается в охлаждающем устройстве 41 перед поступлением в генератор 12 мелких пузырьков. В общем, поскольку растворимость диоксида углерода из-за низкой температуры воды увеличивается, концентрация диоксида углерода в абсорбенте может быть увеличена по сравнению со случаем, в котором абсорбент не охлаждается перед вводом в генератор 12 мелких пузырьков. В Воплощении 3, отходящий газ, поступающий в аммиачный абсорбер 11, также охлаждается, благодаря чему повышение температуры абсорбента вследствие контакта газ-жидкость между отходящим газом и абсорбентом в аммиачном абсорбере 11 ограничивается по сравнению с Воплощением 1. Таким образом, в контакт газ-жидкость с отходящим газом приводится абсорбент, имеющий высокую концентрацию диоксида углерода, что позволяет повысить эффективность очистки отходящего газа от аммиака по сравнению с Воплощением 1.If a cooling device 41 is installed on the absorbent circulation line 14, the absorbent is cooled in the cooling device 41 before entering the fine bubble generator 12. In general, since the solubility of carbon dioxide due to low water temperature increases, the concentration of carbon dioxide in the absorbent can be increased compared to the case in which the absorbent is not cooled before introducing the fine bubbles into the generator 12. In Embodiment 3, the exhaust gas entering the ammonia absorber 11 is also cooled, whereby the increase in the temperature of the absorbent due to the gas-liquid contact between the exhaust gas and the absorbent in the ammonia absorber 11 is limited compared with Embodiment 1. Thus, the gas-liquid contact An absorbent having a high concentration of carbon dioxide is supplied with the exhaust gas, which makes it possible to increase the efficiency of cleaning the exhaust gas from ammonia compared to Embodiment 1.
Воплощение 4Incarnation 4
Ниже будет рассмотрено Воплощение 4 настоящего изобретения. Воплощение 4 создано путем использования в установке для производства удобрения устройства для мокрой очистки отходящего газа от аммиака согласно любому из Воплощений 1-3. Здесь и далее Воплощение 4 будет описано с конфигурацией, в которой в состав установки для производства удобрения включено устройство 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака согласно Воплощению 1. Однако Воплощение 4 может быть также осуществлено с конфигурацией, в которой в состав установки для производства удобрения входит устройство 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака согласно Воплощению 2 или 3. В Воплощении 4 элементам конструкции устройства, одинаковым с элементами, используемыми в Воплощении 1, присвоены такие же ссылочные номера позиции и поэтому они вновь подробно не описаны.Embodiment 4 of the present invention will be discussed below. Embodiment 4 is created by using, in a fertilizer production plant, a device for wet cleaning of ammonia off-gas according to any of Embodiments 1-3. Hereinafter, Embodiment 4 will be described with a configuration in which a device 10 for wet cleaning of exhaust gas from ammonia is included in the fertilizer production plant according to Embodiment 1. However, Embodiment 4 can also be implemented with a configuration in which the fertilizer production plant includes a device 10 for wet cleaning of exhaust gas from ammonia according to Embodiment 2 or 3. In Embodiment 4, the design elements of the device, the same as those used in Embodiment 1, are assigned the same reference numerals and are therefore again not described in detail.
Конфигурация установки для производства удобрения, содержащей устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 4 настоящего изобретенияConfiguration of a fertilizer production plant containing a device for wet purification of ammonia from exhaust gas in accordance with Embodiment 4 of the present invention
Как показано на фиг. 5, установка 100 для производства удобрения содержит устройство 5 для синтеза аммиака, предназначенное для получения аммиака с использованием газообразного исходного сырья, такого как природный газ, содержащий метан, установку 70 для синтеза мочевины, осуществляемого путем реагирования аммиака с диоксидом углерода, устройство 60 для гранулирования мочевины, предназначенное для получения твердой гранулированной мочевины из раствора мочевины, и устройство 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака, предназначенное для очистки отходящего газа, полученного в устройстве 60 для гранулирования мочевины. Установка 100 для производства удобрения дополнительно может содержать риформинг-аппарат 1 для проведения процесса риформинга газообразного исходного сырья, конвертер 2 для превращения моноксида углерода и водяного пара, присутствующих в газе, поступающем в конвертер из риформинг-аппарата 1, устройство 3 для извлечения диоксида углерода, присутствующего в составе газа, выходящего из конвертера 2, и метанатор 4, служащий для превращения в метан диоксида углерода и моноксида углерода, содержащихся в газе, выходящем из устройства 3 для извлечения диоксида углерода. В рассматриваемом случае метанатор 4 и устройство 5 для синтеза аммиака соединены друг с другом.As shown in FIG. 5, the fertilizer production unit 100 comprises an ammonia synthesis apparatus 5 for producing ammonia using a gaseous feedstock such as natural gas containing methane, a urea synthesis apparatus 70 by reacting ammonia with carbon dioxide, a granulation apparatus 60 urea for producing solid granular urea from a urea solution, and an ammonia off-gas wet purification device 10 for purifying the off-gas produced in the urea granulation device 60. The fertilizer production plant 100 may further comprise a reformer 1 for carrying out a reforming process of the gaseous feedstock, a converter 2 for converting carbon monoxide and water vapor present in the gas supplied to the converter from the reformer 1, a device 3 for extracting carbon dioxide, present in the gas exiting the converter 2, and a methanator 4 for converting carbon dioxide and carbon monoxide contained in the gas exiting the carbon dioxide recovery device 3 into methane. In the case under consideration, the methanator 4 and the ammonia synthesis device 5 are connected to each other.
Установка 70 синтеза мочевины содержат компрессор 71 и устройство 72 для получения мочевины. Компрессор 71 и устройство 72 для получения мочевины соединены посредством трубопровода 121. Устройство 3 для извлечения диоксида углерода и компрессор 71 соединены с помощью трубопровода 122. Линия 123 подачи аммиака включена так, что аммиак, полученный в устройстве 5 для синтеза аммиака, поступает в трубопровод 121. На линии 123 подачи аммиака установлен компрессор 76 для сжатия аммиака. Линия 118 подачи диоксида углерода ответвляется от трубопровода 121 выше по потоку от точки соединения линия 123 подачи аммиака с трубопроводом 121. Линия 118 подачи диоксида углерода соединена с первым генератором 12а мелких пузырьков и вторым генератором 12b мелких пузырьков (см. фиг. 1).The urea synthesis unit 70 contains a compressor 71 and a device 72 for producing urea. The compressor 71 and the urea production device 72 are connected through a line 121. The carbon dioxide recovery device 3 and the compressor 71 are connected through a line 122. The ammonia supply line 123 is connected so that the ammonia produced in the ammonia synthesis device 5 is supplied to the line 121 A compressor 76 is installed on the ammonia supply line 123 to compress the ammonia. Carbon dioxide supply line 118 branches from conduit 121 upstream of the connection point between ammonia supply line 123 and conduit 121. Carbon dioxide supply line 118 is connected to the first fine bubble generator 12a and the second fine bubble generator 12b (see FIG. 1).
Устройство 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака содержит мокрый пылеуловитель 51, предназначенный для удаления из отходящего газа, производимого устройством 60 для гранулирования мочевины, твердого компонента, в частности, карбамидной пыли, и аммиачный скруббер 11 для извлечения аммиака из отходящего газа, из которого в мокром пылеуловителе 51 был удален твердый компонент.Устройство 60 для гранулирования мочевины и мокрый пылеуловитель 51 соединены посредством линии 111 подачи отходящего газа.The device 10 for wet cleaning of exhaust gas from ammonia includes a wet dust collector 51 for removing a solid component, in particular urea dust, from the exhaust gas produced by the urea granulation device 60, and an ammonia scrubber 11 for extracting ammonia from the exhaust gas from which in the wet dust collector 51, the solid component has been removed. The urea granulation device 60 and the wet dust collector 51 are connected via an exhaust gas supply line 111.
Трубопровод 19 подачи подпиточной воды соединен с одним концом форсунки 16, размещенной в аммиачном скруббере 11 (см. фиг. 1), и другим концом соединен, по меньшей мере, с компрессором 71 или трубопроводом 6, соединяющим риформинг-аппарат 1 и конвертер 2. В схеме установки, в которой трубопровод 19 подачи подпиточной воды соединен с компрессором 71, влага, образующаяся в компрессоре 71, отводится из компрессора 71 с помощью трубопровода 19 для подачи подпиточной воды. В схеме установки, в которой трубопровод 19 подачи подпиточной воды соединен с трубопроводом 6, конденсат, присутствующий в газе, выходящем из риформинг-аппарата 1, отводится через трубопровод 6.The make-up water supply pipeline 19 is connected to one end of the nozzle 16 located in the ammonia scrubber 11 (see Fig. 1), and the other end is connected to at least the compressor 71 or the pipeline 6 connecting the reformer 1 and the converter 2. In a plant arrangement in which the make-up water supply line 19 is connected to the compressor 71, moisture generated in the compressor 71 is removed from the compressor 71 by the make-up water supply line 19. In a plant arrangement in which the make-up water supply line 19 is connected to the line 6, the condensate present in the gas leaving the reformer 1 is discharged through the line 6.
Функционирование установки для производства удобрения, содержащей устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 4 настоящего изобретенияOperation of a fertilizer production plant containing a device for wet purification of ammonia from exhaust gas in accordance with Embodiment 4 of the present invention
Ниже будет описано функционирование установки 100 для производства удобрения. Газообразное исходное вещество подвергается риформингу с использованием воздуха и водяного пара в риформинг-аппарате 1 и превращается в газ, содержащий по меньшей мере водород и диоксид углерода. В риформинг-аппарат 1 поступает также воздух, и в результате газ, который выходит из риформинг-аппарата 1 для последующей подачи в конвертер 2 следующей стадии технологического процесса, содержит также компонент, полученный из воздуха. Более конкретно, газ, выходящий из риформинг-аппарата 1, содержит также азот или тому подобный газ. Кроме того, газ, выходящий из риформинг-аппарата 1, содержит также моноксид углерода, который превращается в диоксид углерода и водород в результате химической реакции с водой в конвертере 2 на этой следующей стадии технологического процесса.The operation of the fertilizer production plant 100 will be described below. The gaseous feedstock is reformed using air and steam in the reformer 1 and is converted into a gas containing at least hydrogen and carbon dioxide. Air is also supplied to the reformer 1, and as a result, the gas that leaves the reformer 1 for subsequent supply to the converter 2 of the next stage of the process also contains a component obtained from air. More specifically, the gas exiting the reformer 1 also contains nitrogen or the like gas. In addition, the gas leaving the reformer 1 also contains carbon monoxide, which is converted into carbon dioxide and hydrogen by chemical reaction with water in the converter 2 in this next process step.
Устройство 3 для извлечения диоксида углерода ниже по ходу движения потока от конвертера 2 обеспечивает извлечение диоксида углерода, присутствующего в составе газа, что позволяет сдерживать поступление диоксида углерода в устройство 5 для синтеза аммиака и ограничивать его нежелательное влияние на катализатор, используемый при производстве аммиака. Удаление диоксида углерода в устройстве 3 для удаления диоксида углерода может осуществляться, например, путем приведения газа в контакт с щелочным раствором. Извлеченный диоксид углерода отделяется от щелочного раствора, например, путем нагревания щелочного раствора и затем направляется в установку 70 синтеза мочевины и генератор 12 мелких пузырьков (см. фиг. 1) устройства 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака.The carbon dioxide recovery device 3, downstream of the converter 2, recovers the carbon dioxide present in the gas composition, thereby controlling the flow of carbon dioxide into the ammonia synthesis device 5 and limiting its undesirable effect on the catalyst used in the production of ammonia. Removal of carbon dioxide in the carbon dioxide removal device 3 can be carried out, for example, by bringing the gas into contact with an alkaline solution. The recovered carbon dioxide is separated from the alkaline solution, for example, by heating the alkaline solution and then sent to the urea synthesis unit 70 and the fine bubble generator 12 (see FIG. 1) of the ammonia off-gas wet scrubber 10.
Метанатор 4, размещенный ниже по потоку относительно устройства 3 для извлечения диоксида углерода, превращает в метан диоксид углерода, который был не полностью извлечен в устройстве 3 для извлечения диоксида углерода, и моноксид углерода, который не был превращен в диоксид углерода в конвертере 2 и не был извлечен в устройстве 3 для извлечения диоксида углерода. За счет удаления в метанаторе 4 оксида углерода, в частности, моноксида углерода и диоксида углерода, предотвращается поступление оксида углерода в устройство 5 для синтеза аммиака. Таким образом, становится возможным устранить его влияние на катализатор, используемый при производстве аммиака, обусловленное действием оксида углерода.The methanator 4, located downstream of the carbon dioxide recovery device 3, converts into methane the carbon dioxide that was not completely recovered in the carbon dioxide recovery device 3, and the carbon monoxide that was not converted to carbon dioxide in the converter 2 and not was extracted in the carbon dioxide recovery device 3. By removing carbon monoxide, in particular carbon monoxide and carbon dioxide, in the methanator 4, the entry of carbon monoxide into the ammonia synthesis device 5 is prevented. Thus, it becomes possible to eliminate its influence on the catalyst used in the production of ammonia due to the action of carbon monoxide.
Газ, выходящий из метанатора 4 и поступающий в устройство 5 для синтеза аммиака, содержит водород и азот, и, кроме того, содержит метан в качестве примеси. В устройстве 5 для синтеза аммиака, использующем какой-либо катализатор для получения аммиака, происходит химическая реакция и образуется аммиак, при этом химическая реакция протекает согласно уравнению:The gas leaving the methanator 4 and entering the ammonia synthesis device 5 contains hydrogen and nitrogen, and in addition contains methane as an impurity. In the ammonia synthesis device 5 using any catalyst to produce ammonia, a chemical reaction occurs and ammonia is formed, and the chemical reaction proceeds according to the equation:
N2+3H2→2NH3…(1)N 2 +3H 2 →2NH 3… (1)
Полученный аммиак, нагнетаемый компрессором 76, последовательно проходит через линию 123 подачи аммиака и трубопровод 121 и поступает в устройство 72 для получения мочевины, входящее в состав установки 70 синтеза мочевины. Помимо этого, диоксид углерода, извлеченный в устройстве 3 для извлечения диоксида углерода, сжимается в компрессоре 71 и нагнетается в устройство 72 через трубопровод 121. Устройство 72 для получения мочевины производит мочевину (раствор мочевины) за счет химической реакции согласно уравнению:The resulting ammonia, pumped by the compressor 76, sequentially passes through the ammonia supply line 123 and the pipeline 121 and enters the urea production device 72 included in the urea synthesis unit 70. In addition, the carbon dioxide recovered in the carbon dioxide recovery device 3 is compressed in the compressor 71 and pumped into the device 72 through the conduit 121. The urea producing device 72 produces urea (urea solution) through a chemical reaction according to the equation:
2NH3+CO2→(NH2)2CO+H2O…(2)2NH 3 +CO 2 →(NH 2 ) 2 CO+H 2 O…(2)
Раствор мочевины, полученный в установке 70 синтеза мочевины, направляется в устройство 60 для гранулирования мочевины. В устройстве 60 для гранулирования мочевины осуществляется гранулирование мочевины, поступающей из установки 70 синтеза мочевины. Гранулы мочевины, полученные в процессе гранулирования, поступают в виде полученной гранулированной мочевины на рынок в качестве подлежащего использованию удобрения.The urea solution obtained in the urea synthesis unit 70 is sent to the urea granulation device 60. The urea granulation device 60 granulates the urea coming from the urea synthesis unit 70. The urea granules produced by the granulation process are marketed as the resulting granulated urea as a usable fertilizer.
В устройстве 60 для гранулирования мочевины в процессе гранулирования мочевины образуется отходящий газ, содержащий аммиак и карбамидную пыль, которая представляет собой, например, порошок из твердых частиц мочевины. Отходящий газ поступает через линию 111 подачи отходящего газа и вводится в устройство 10 мокрой очистки отходящего газа от аммиака. В указанном устройстве 10 мокрой очистки отходящего газа от аммиака карбамидная пыль удаляется из отходящего газа за счет приведения отходящего газа в контакт газ-жидкость с промывочной водой в мокром пылеуловителе 51. Отходящий газ, из которого удалена карбамидная пыль, вводится в аммиачный скруббер 11 через трубопровод 17. В аммиачном скруббере 11 аммиак извлекается из отходящего газа путем осуществления такой же операции, которая реализуется в Воплощении 1. Отходящий газ, из которого извлечен аммиак, отводится через выпускную линию 18.In the urea granulation apparatus 60, during the urea granulation process, an off-gas containing ammonia and urea dust, which is, for example, a powder of urea solids, is generated. The exhaust gas enters through the exhaust gas supply line 111 and is introduced into the ammonia exhaust gas wet cleaning device 10. In the said ammonia off-gas wet cleaning device 10, urea dust is removed from the off-gas by bringing the off-gas into gas-liquid contact with wash water in the wet dust collector 51. The off-gas, from which the urea dust has been removed, is introduced into the ammonia scrubber 11 through a pipeline. 17. In the ammonia scrubber 11, ammonia is recovered from the exhaust gas by performing the same operation as in Embodiment 1. The exhaust gas from which ammonia is extracted is discharged through the outlet line 18.
В Воплощении 4, по меньшей мере, влага, которая образуется в компрессоре 71, или конденсат, присутствующий в газе, выходящем из риформинг-аппарата 1, направляется в аммиачный скруббер 11 в качестве подпиточной воды через подводящий трубопровод 19 питательной воды. Поскольку вышеупомянутые влага и конденсат представляют собой карбонатную воду, в которой растворен диоксид углерода, карбонатная вода направляется в аммиачный скруббер 11 в качестве подпиточной воды. Таким образом, карбонатная вода служит не только абсорбентом, но и, кроме того, карбонатная вода, используемая в качестве подпиточной воды, может абсорбировать аммиак, что позволяет повысить эффективность очистки отходящего газа по сравнению со случаем, в котором в качестве подпиточной воды используется вода, которая не содержит диоксид углерода.In Embodiment 4, at least moisture that is generated in the compressor 71 or condensate present in the gas exiting the reformer 1 is sent to the ammonia scrubber 11 as makeup water through the feedwater supply line 19. Since the above-mentioned moisture and condensate are carbonate water in which carbon dioxide is dissolved, the carbonate water is sent to the ammonia scrubber 11 as make-up water. Thus, carbonate water not only serves as an absorbent, but in addition, carbonate water used as make-up water can absorb ammonia, which can improve the purification efficiency of the exhaust gas compared with the case in which water is used as make-up water. which does not contain carbon dioxide.
Пример модифицированной установки для производства удобрения, содержащей устройство мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с Воплощением 4 настоящего изобретенияAn example of a modified fertilizer production plant containing a wet ammonia off-gas cleaning device in accordance with Embodiment 4 of the present invention
В Воплощении 4 в качестве карбонатной воды, которая служит подпиточной водой, вводимой в аммиачный скруббер 11, используется влага, образующаяся в компрессоре 71, или конденсат, присутствующий в газе, выходящем из риформинг-аппарата 1. Однако настоящее изобретение такими источниками карбонатной воды не ограничивается. В состав установки 100 для производства удобрения может быть включено устройство для получения карбонатной воды, используемой в качестве подпиточной воды. Таким устройством может быть устройство для извлечения части диоксида углерода, проходящего через линию 118 подачи диоксида углерода, и растворения извлеченного диоксида углерода в воде. Что касается конфигурации устройства, то может быть использована насадочная абсорбционная колонна, заполненная насадкой в виде колец Рашига, тарельчатая абсорбционная колонна или абсорбционная колонна, выполненная так, что в тарельчатой абсорбционной колонне одна тарелка может быть охлаждаемой.In Embodiment 4, moisture generated in the compressor 71 or condensate present in the gas exiting the reformer 1 is used as the carbonate water that serves as make-up water introduced into the ammonia scrubber 11. However, the present invention is not limited to such sources of carbonate water . The fertilizer production plant 100 may include a device for producing carbonate water to be used as make-up water. Such a device may be a device for recovering a portion of the carbon dioxide passing through the carbon dioxide supply line 118 and dissolving the recovered carbon dioxide in water. As for the configuration of the device, a packed absorption column filled with Raschig ring packing, a plate absorption column, or an absorption column configured such that in the plate absorption column one tray can be cooled can be used.
В Воплощении 4 в качестве подпиточной воды используется карбонатная вода, образовавшаяся или полученная на любом участке установки 100 для производства удобрения. Однако вместо такого использования карбонатной воды или наряду с таким использованием карбонатная вода может быть направлена, по меньшей мере, в один из первого генератора 12а мелких пузырьков и второго генератора 12b мелких пузырьков. В этом случае трубопровод, ответвленный от трубопровода 19 подачи подпиточной воды, обеспечивает подачу карбонатной воды по меньшей мере в один из первого генератора 12а мелких пузырьков и второго генератора 12b мелких пузырьков.In Embodiment 4, carbonate water generated or produced in any area of the fertilizer production plant 100 is used as make-up water. However, instead of or in addition to such use of carbonate water, the carbonate water may be sent to at least one of the first fine bubble generator 12a and the second fine bubble generator 12b. In this case, a line branched from the make-up water supply line 19 supplies carbonate water to at least one of the first fine bubble generator 12a and the second fine bubble generator 12b.
В Воплощении 4 устройство 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака образовано из двух генераторов мелких пузырьков, при этом устройство 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака может также содержать не менее трех генераторов мелких пузырьков. Однако настоящее изобретение таким выполнением устройства не ограничивается. Устройство 10 для мокрой очистки отходящего газа от аммиака может быть выполнено с возможностью использования одного генератора мелких пузырьков, установленного на линии 14 циркуляции абсорбента, при условии, что этот генератор мелких пузырьков может производить карбонатную воду с достаточной концентрацией диоксида углерода.In Embodiment 4, the ammonia off-gas wet purification device 10 is formed of two fine bubble generators, and the ammonia off-gas wet purification device 10 may also comprise at least three fine bubble generators. However, the present invention is not limited to such an embodiment of the device. The ammonia off-gas wet cleaning apparatus 10 may be configured to use a single fine bubble generator installed on the absorbent circulation line 14, provided that the fine bubble generator can produce carbonate water with a sufficient concentration of carbon dioxide.
Содержание, описанное в вышеуказанных воплощениях, следовало бы понимать, например, следующим образом.The content described in the above embodiments would be understood, for example, as follows.
[1] Устройством для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с одним аспектом является устройство (10) для мокрой очистки отходящего газа от аммиака, содержащее: аммиачный скруббер (11), предназначенный для приведения отходящего газа в контакт газ-жидкость с абсорбентом, содержащим диоксид углерода; и генератор (12) мелких пузырьков для получения абсорбента из диоксида углерода и воды. Генератор (12) мелких пузырьков содержит по меньшей мере: первый генератор (12а) мелких пузырьков для получения первого абсорбента из диоксида углерода и воды; и второй генератор (12b) мелких пузырьков для получения абсорбента из диоксида углерода и первого абсорбента.[1] A device for wet cleaning of ammonia waste gas according to one aspect is a device (10) for wet cleaning of ammonia waste gas, comprising: an ammonia scrubber (11) for bringing the waste gas into gas-liquid contact with an absorbent, containing carbon dioxide; and a fine bubble generator (12) to produce an absorbent from carbon dioxide and water. The fine bubble generator (12) contains at least: a first fine bubble generator (12a) for producing a first absorbent from carbon dioxide and water; and a second fine bubble generator (12b) for producing carbon dioxide absorbent and the first absorbent.
В соответствии с воплощением устройства мокрой очистки отходящего газа от аммиака согласно настоящему изобретением за счет абсорбции диоксида углерода в каждом из по меньшей мере первого генератора мелких пузырьков и второго генератора мелких пузырьков, концентрация диоксида углерода в абсорбенте может быть увеличена по сравнению со случаем, в котором диоксид углерода абсорбируется с использованием только одного генератора мелких пузырьков. В результате эффективность очистки отходящего газа может быть повышена.According to an embodiment of the ammonia exhaust gas wet purification device according to the present invention, by absorbing carbon dioxide in each of at least the first fine bubble generator and the second fine bubble generator, the concentration of carbon dioxide in the absorbent can be increased compared with the case in which Carbon dioxide is absorbed using only one fine bubble generator. As a result, the efficiency of exhaust gas purification can be improved.
[2] Устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с другим аспектом представляет собой устройство (10) для мокрой очистки отходящего газа от аммиака согласно аспекту [1], в котором генератор (12) мелких пузырьков генерирует пузырьки мелких пузырьков, размер каждого из которых не превышает 100 микрон.[2] An ammonia exhaust gas wet purification device according to another aspect is an ammonia exhaust gas wet purification device (10) according to aspect [1], in which a fine bubble generator (12) generates bubbles of fine bubbles, the size of each of which does not exceed 100 microns.
При такой конфигурации, поскольку в воду и в первый абсорбент вводятся пузырьки диоксида углерода, размер каждого из которых не превышает 100 микрон, можно активизировать процесс растворения диоксида углерода.With this configuration, since carbon dioxide bubbles each having a size of less than 100 microns are introduced into the water and the first absorbent, the carbon dioxide dissolution process can be promoted.
[3] Устройство для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с еще одним аспектом представляет собой устройство для очистки отходящего газа от аммиака согласно аспекту [2], в котором первый генератор (12а) мелких пузырьков является генератором мелких пузырьков эжекторного типа, а второй генератор (12b) мелких пузырьков относится к типу генератора мелких пузырьков, работающего по принципу растворения под давлением.[3] An ammonia exhaust gas purifying apparatus according to another aspect is an ammonia exhaust gas purifying apparatus according to aspect [2], in which the first fine bubble generator (12a) is an ejector type fine bubble generator, and the second generator (12b) fine bubble generator is a type of fine bubble generator that operates on the principle of pressure dissolution.
При использовании такой конфигурации диоксид углерода растворяется в воде в первом генераторе мелких пузырьков и вводится в первый абсорбент в виде маленьких пузырьков (мелких пузырьков) во втором генераторе мелких пузырьков. В аммиачном скруббере абсорбент приводится в контакт газ-жидкость с отходящим газом, в котором парциальное давление диоксида углерода ниже его равновесного парциального давления, и в результате рассеивания присутствующего в абсорбенте диоксида углерода в отходящем газе, мелкие пузырьки компенсируют рассеянный диоксид углерода и диоксид углерода, растворенный в абсорбенте. Таким образом, становится возможным предотвратить уменьшение концентрации диоксида углерода в абсорбенте, что позволяет повысить эффективность очистки отходящего газа.With this configuration, carbon dioxide is dissolved in water in the first fine bubble generator and introduced into the first absorbent as small bubbles (fine bubbles) in the second fine bubble generator. In an ammonia scrubber, the absorbent is brought into gas-liquid contact with an exhaust gas in which the partial pressure of carbon dioxide is lower than its equilibrium partial pressure, and as a result of the dispersion of the carbon dioxide present in the absorbent in the exhaust gas, fine bubbles compensate for the dispersed carbon dioxide and the dissolved carbon dioxide in the absorbent. Thus, it becomes possible to prevent a decrease in the concentration of carbon dioxide in the absorbent, which makes it possible to improve the cleaning efficiency of the exhaust gas.
[4] Устройство для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с еще одним аспектом представляет собой устройство для очистки отходящего газа от аммиака согласно любому из аспектов [1] - [3], в котором аммиачный скруббер (11) снабжен линией циркуляции абсорбента (14), предназначенной для отвода абсорбента, накопленного в аммиачном скруббере (11), и возвращаемого в газовую фазу, находящуюся в аммиачном скруббере (11), и в котором генератор (12) мелких пузырьков установлен на указанной линии (14) циркуляции абсорбента.[4] An ammonia exhaust gas purifying apparatus according to another aspect is an ammonia exhaust gas purifying apparatus according to any one of aspects [1] to [3], in which the ammonia scrubber (11) is provided with an absorbent circulation line (14 ), designed to remove the absorbent accumulated in the ammonia scrubber (11), and returned to the gas phase located in the ammonia scrubber (11), and in which a fine bubble generator (12) is installed on the specified absorbent circulation line (14).
При использовании такой конфигурации, по сравнению со случаем, в котором абсорбент, полученный в генераторе мелких пузырьков, поступает на линию циркуляции абсорбента, или со случаем, в котором абсорбент, полученный в генераторе мелких пузырьков, пополняет абсорбент, накопленный в аммиачном скруббере, концентрация диоксида углерода в абсорбенте, поступающем в газовую фазу, находящуюся внутри аммиачного скруббера, увеличивается, что позволяет повысить эффективность очистки отходящего газа.When using this configuration, compared with the case in which the absorbent produced in the fine bubble generator enters the absorbent circulation line, or the case in which the absorbent produced in the fine bubble generator replenishes the absorbent accumulated in the ammonia scrubber, the dioxide concentration carbon in the absorbent entering the gas phase located inside the ammonia scrubber increases, which makes it possible to increase the efficiency of waste gas purification.
[5] Устройство для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с еще одним аспектом представляет собой устройство для очистки отходящего газа от аммиака согласно аспекту [4], дополнительно включающее мембранный сепаратор (30) для извлечения аммиака из абсорбента, проходящего через линию (14) циркуляции абсорбента. Указанный мембранный сепаратор размещен на линии циркуляции абсорбента выше по ходу движения потока относительно генератора мелких пузырьков в направлении движения абсорбента.[5] The ammonia exhaust gas purifying apparatus according to another aspect is the ammonia exhaust gas purifying apparatus according to aspect [4], further including a membrane separator (30) for recovering ammonia from the absorbent passing through the line (14) circulation of the absorbent. The specified membrane separator is located on the absorbent circulation line upstream of the flow relative to the generator of small bubbles in the direction of movement of the absorbent.
Поскольку при использовании такой конфигурации аммиак удаляется из абсорбента, соотношение диоксид углерода/аммиак в абсорбенте увеличивается, что позволяет повысить эффективность очистки отходящего газа.Since ammonia is removed from the absorbent using this configuration, the carbon dioxide/ammonia ratio in the absorbent is increased, which improves the cleaning efficiency of the off-gas.
[6] Устройство для очистки отходящего газа от аммиака в соответствии с еще одним аспектом представляет собой устройство для очистки отходящего газа от аммиака согласно любому из аспектов [1] - [5], дополнительно содержащее охлаждающее устройство (40), предназначенное для охлаждения отходящего газа перед его вводом в аммиачный скруббер (11).[6] An ammonia exhaust gas purifying apparatus according to another aspect is an ammonia exhaust gas purifying apparatus according to any one of aspects [1] to [5], further comprising a cooling device (40) for cooling the exhaust gas before entering it into the ammonia scrubber (11).
Поскольку при использовании такой конфигурации отходящий газ предварительно охлаждается, становится возможным предотвратить повышение температуры абсорбента при вступлении абсорбента и отходящего газа в контакт газ-жидкость в аммиачном скруббере, за счет сдерживания рассеивания диоксида углерода из абсорбента, что позволяет повысить эффективность очистки отходящего газа.Since using this configuration, the exhaust gas is pre-cooled, it is possible to prevent the temperature of the absorbent from rising when the absorbent and exhaust gas enter gas-liquid contact in the ammonia scrubber by inhibiting the dispersion of carbon dioxide from the absorbent, thereby improving the cleaning efficiency of the exhaust gas.
[7] Установка для производства удобрения в соответствии с одним аспектом является установкой (100) для производства удобрения из газообразного исходного вещества, содержащего метан, в состав которой входят: устройство (5) для синтеза аммиака, предназначенное для получения аммиака из газообразного исходного вещества; установка (70) синтеза мочевины, предназначенная для получения мочевины за счет химической реакции аммиака с диоксидом углерода; устройство (60) для гранулирования мочевины, предназначенное для производства твердой гранулированной мочевины из раствора мочевины; и устройство (10) для очистки газа от аммиака в соответствии с любым из аспектов [1] - [6], обеспечивающее очистку отходящего газа, образующегося в устройстве (60) гранулирования мочевины и поступающего из указанного устройства. Установка (100) для производства удобрения сконфигурирована так, что карбонатная вода, которая образуется в установке (100) для производства удобрения, вводится в газовую фазу в аммиачном скруббере (11) или в генератор (12) мелких пузырьков.[7] The fertilizer production apparatus according to one aspect is a plant (100) for producing fertilizer from a methane-containing raw material gas, which includes: an ammonia synthesis device (5) for producing ammonia from a gaseous raw material; a urea synthesis unit (70) designed to produce urea through the chemical reaction of ammonia with carbon dioxide; a urea granulation device (60) for producing solid granular urea from a urea solution; and an ammonia gas purification device (10) in accordance with any one of aspects [1] - [6], providing purification of the exhaust gas generated in the urea granulation device (60) and coming from the said device. The fertilizer production plant (100) is configured such that carbonate water, which is generated in the fertilizer production plant (100), is introduced into the gas phase in an ammonia scrubber (11) or in a fine bubble generator (12).
Поскольку в соответствии с установкой для производства удобрения согласно настоящему изобретению в аммиачный скруббер в качестве подпиточной воды поступает карбонатная вода, абсорбировать аммиак в скруббере может не только карбонатная вода, используемая в качестве абсорбента, но также карбонатная вода, служащая подпиточной водой, что позволяет повысить эффективность очистки отходящего газа по сравнению со случаем, в котором в качестве подпиточной воды используется вода, которая не содержит диоксид углерода.According to the fertilizer production apparatus of the present invention, since carbonate water is supplied to the ammonia scrubber as make-up water, not only the carbonate water used as the absorbent, but also the carbonate water serving as make-up water can absorb ammonia in the scrubber, which can improve the efficiency purification of exhaust gas compared to the case in which water that does not contain carbon dioxide is used as make-up water.
[8] Установка для производства удобрения в соответствии с другим аспектом представляет собой установку для производства удобрения согласно аспекту [7], в соответствии с которым в состав установки (70) синтеза мочевины входят: устройство (72) для получения мочевины, служащее для получения раствора мочевины, и компрессор (71) для нагнетания диоксида углерода в устройство (72) для получения мочевины, при этом карбонизированная вода представляет собой влагу, которая образуется в компрессоре (71).[8] A fertilizer production apparatus according to another aspect is a fertilizer production apparatus according to aspect [7], wherein the urea synthesis apparatus (70) includes: a urea producing apparatus (72) for producing a solution urea, and a compressor (71) for pumping carbon dioxide into the urea producing device (72), wherein carbonated water is moisture that is generated in the compressor (71).
При такой конфигурации установки по той же причине, что и в случае [7], возможно повышение эффективности очистки отходящего газа.With this installation configuration, for the same reason as in the case of [7], it is possible to increase the efficiency of waste gas purification.
[9] Установка для производства удобрения в соответствии с еще одним аспектом представляет собой установку для производства удобрения согласно аспекту [7] или [8], дополнительно содержащую риформинг-аппарат (1) для осуществления риформинга газообразного исходного вещества с использованием воздуха и водяного пара, осуществляемым перед подачей газообразного исходного вещества в устройство (5) для синтеза аммиака. Карбонатная вода представляет собой конденсат, присутствующий в газе, выходящем из риформинг-аппарата (1).[9] A fertilizer production plant according to another aspect is a fertilizer production plant according to aspect [7] or [8], further comprising a reforming apparatus (1) for reforming a gaseous feedstock using air and water vapor, carried out before supplying the gaseous starting material to the device (5) for ammonia synthesis. Carbonate water is the condensate present in the gas leaving the reformer (1).
При использовании такой конфигурации, по той же причине, что и в аспекте [7], возможно повышение эффективности очистки отходящего газа.When using this configuration, for the same reason as in aspect [7], it is possible to increase the efficiency of waste gas purification.
Список ссылочных номеров позицийList of item reference numbers
1 риформинг-аппарат1 reformer
5 устройство для синтеза аммиака5 ammonia synthesis device
10 устройство для мокрой очистки отходящего газа от аммиака10 device for wet cleaning of exhaust gas from ammonia
11 аммиачный скруббер11 ammonia scrubber
12 генератор мелких пузырьков12 small bubble generator
12а первый генератор мелких пузырьков12a first small bubble generator
12b второй генератор мелких пузырьков12b second small bubble generator
14 линия циркуляции абсорбента14 absorbent circulation line
30 мембранный сепаратор30 membrane separator
40 охлаждающее устройство40 cooling device
60 устройство для гранулирования мочевины60 urea granulation device
70 установка синтеза мочевины70 urea synthesis unit
71 компрессор71 compressors
72 устройство для производства мочевины72 urea production device
100 установка для производства удобрения100 fertilizer production plant
Claims (19)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2804369C1 true RU2804369C1 (en) | 2023-09-28 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU12606A1 (en) * | 1926-09-09 | 1930-01-31 | Карл Штилль | The method of cleaning gas coking ovens by ammonia |
| RU2256603C1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") | Method for treatment of smoke gas from sulfur dioxide |
| WO2009016998A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Meiji University | Food processing method and food processing apparatus |
| RU2345823C2 (en) * | 2003-10-02 | 2009-02-10 | Уде Гмбх | Method for removal of ammonia and dust from spent gas exhausted in production of fertilisers |
| JP2009101269A (en) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Sharp Corp | Odor treatment method and system, and rearing system |
| RU2666450C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-09-07 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") | Plant for ammonia-containing gas purification and ammonia water production |
| US10137407B2 (en) * | 2012-05-11 | 2018-11-27 | Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. | Complex amine absorbent, and device and method for removing one or both of CO2 and H2S |
| WO2019234816A1 (en) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 三菱重工エンジニアリング株式会社 | Fertilizer production plant and fertilizer production method |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU12606A1 (en) * | 1926-09-09 | 1930-01-31 | Карл Штилль | The method of cleaning gas coking ovens by ammonia |
| RU2345823C2 (en) * | 2003-10-02 | 2009-02-10 | Уде Гмбх | Method for removal of ammonia and dust from spent gas exhausted in production of fertilisers |
| RU2256603C1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") | Method for treatment of smoke gas from sulfur dioxide |
| WO2009016998A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Meiji University | Food processing method and food processing apparatus |
| JP2009101269A (en) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Sharp Corp | Odor treatment method and system, and rearing system |
| US10137407B2 (en) * | 2012-05-11 | 2018-11-27 | Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. | Complex amine absorbent, and device and method for removing one or both of CO2 and H2S |
| RU2666450C1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-09-07 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") | Plant for ammonia-containing gas purification and ammonia water production |
| WO2019234816A1 (en) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 三菱重工エンジニアリング株式会社 | Fertilizer production plant and fertilizer production method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20110085983A (en) | Reabsorber for ammonia stripper offgas | |
| US11980848B2 (en) | Apparatus for purifying gas | |
| US20180258033A1 (en) | Urea Manufacturing Method And Urea Manufacturing Apparatus | |
| WO2005082778A1 (en) | Process and apparatus for converting hydrogen sulfide into hydrogen and sulfur | |
| CA2861431C (en) | A method of forming urea by integration of an ammonia production process in a urea production process and a system therefor | |
| CN107743416B (en) | Acid gas collecting system and acid gas collecting method using the same | |
| CN101166714B (en) | Apparatus for urea synthesis | |
| RU2804369C1 (en) | Device for wet cleaning of exhaust gas from ammonia and installation for fertilizer production containing such device | |
| US9505999B1 (en) | Method to reduce formation of effluent water in the coal gasification process | |
| CN105358476A (en) | A process for purification of a synthesis gas containing hydrogen and impurities | |
| WO2020174559A1 (en) | Off gas processing device and fertilizer production plant provided with this off gas processing device | |
| US9114350B2 (en) | Apparatus and methods for regeneration of precipitating solvent | |
| JP4724418B2 (en) | System unit for removing carbon dioxide from methanol | |
| WO2022049769A1 (en) | Wet-type ammonia cleaning apparatus and fertilizer production plant provided with said wet-type ammonia cleaning apparatus | |
| US8512445B2 (en) | Carbonate absorption system and process for carbon dioxide separation | |
| CA3061855A1 (en) | Method and process for efficient regeneration of co2 rich solvents | |
| RU2050351C1 (en) | Method of carbamide synthesis | |
| JP2000036480A (en) | Recycle device and recycle method therefor | |
| JP2004097901A (en) | Purifying method for ammonia-containing wastewater and apparatus therefor | |
| KR100221356B1 (en) | An ammonia and carbon dioxide separation and purification method from waste gas containing water in the melamine preparation | |
| US20220185772A1 (en) | Process and apparatus for urea production | |
| EP4301492A1 (en) | Method and system for treating a steam condensate generated by a high-pressure generator of a carbon dioxide absorption solution | |
| PL177337B1 (en) | Method of improving purity of carbon dioxide obtained in a cyclic benfield gas purification process |