SU739002A1 - Способ обработки воды в производстве мочевины - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ В ПРОИЗВСДСТВЕ Изобретение относитс  к способам обработки воды, в частности в производстве мочевины, и может быть использова в химической промышленности. Известен способ обработки воды в производстве получени  мрчевины, согласно которому охлаждение чистой оборотной воды ( примен емой дл  сн ти  низкотемпературного тепла ступенчатого сжати  COg в компрессорах перед реактором синтеза, конденсации-абсорбции газов дистилл ции и т.д.) осуществл ют в обшезаводском оборотном цикле с помощью охладител  (например, башенной градирни) П . В этбм способе низкотемпературное тепло производственного процесса не тол ко не используетс , более того, дл  сн ти  этого тепла затрачиваютс  энергетические средства (охлаждающа  вода). Известен способ, согласно которому дл  обезвреживани  сточных вод осущест вл ют высокотемпературную обработку (при 18О-200 и давлении 16-18 кгс/с МОЧЕВИНЫ СТОЧНОЙ жидкости, выдел ющиес  при гидролизе мочевины МНз и СО десор- биругот из раствора и рециркулируют на синтез мочевины 2 , Такой способ обработки сточных вод требует больших капитальных и энергетических затрат,св зан с необходимостью разрущени  части синтезированного целевого продукта. Наиболее близким по технической сущности  вл етс  способ обработки водыв производстве мочевины, включающий охлаждение чистой оборотной воды и загр зненной сточной водь: в двух раздельных водооборотных циклах с использованием инжекционной градирни .в цикле охлаждени  и испарени  сточной воды з . Согласно этому способу часть низко- retv-tnepaTypHoro тепла снимаетс  загр зненной сточной водой, циркулирующей в специальном водооборотном цикле (спеццикле ) через градирню, в которой нар ду с охлаждением циркулирующего вод ного потока происходит испарение сточных

вод. Чтобы исключить накопление в потоке сточных вод примесей мочевины и аммиака , часть этого потока непрерывно подают в зону абсорбции газов дистилл ции низкого давлени . Преимуществами способа  вл ютс  частичное использование низкотемпературного тепла, соответствующее снижение потреблени  охлаждающей воды из общезаводского оборотного цикла и ликвидаци  (хот  бы частична ) сточных вод.

Как показал опыт, известна  технологи  нуждаетс  в совершенствовании. Дл  поддержани  нормального технологическо-го режима работы агрегата гфоизводства мочевины необходимо испарить в градирне строго определенное количество сточных вод и одновременно обеспечить заданный температурный режим в теплообменниках, которые вход т в состав спеццикла.

Указанные характеристики завис т от множества факторов, например от нагрузк реактора синтеза мочевины по сырью, состо ни  теплообменной аппаратуры, метеорологических условий, колебаний показателей технологического режима в большинстве аппаратов всего агрегата производства мочевины. Изменени  перечисленных факторов обусловливают диспропорцию между количеством образующихс  в производственном цикле сточных вод и количеством испаренной в инжекционной градирне воды. Если перва  величина больше второй, необходимы дополнительные средства переработки сточных вод. Если втора  величина бопьще первой, необходима подпитка спеццикла дополнительным количеством воды.

Режим работы с подпиткой спеццикла дополнительной водой нецелесообразен, так как в этом случаенар ду с увеличе нием во до потреб лен и   возрастают затраты электроэнергии на циркул цию воды в спеццикле и тепловой энергии на испарение воды.

В периоды, когда количество испаренной в инжекционной градирне воды меньш образующегос  в производственном цикле количества сточных вод, учитыва  недопустимость сброса избытка сточных вод в канализацию, приходитс  снижать нагрузк цеха и соответственно вьфаботку продукции .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности процесса путем снижени  расхода чистой воды .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что 10-1ОО% воздуха, инжектируемого

В градирню дл  испарени  сточной воды, подвергают теплообмену через стенку с чистой оборотной водой.

Объем циркулирующей в спеццикле загр зненной сточной воды определ етс  тем, что в градирне испар етс  1-4% от количества циркулирующего потока. С учетом этого спеццикл покрывает примерно на 1/3-1/2 потребность агрегата производства мочевины в охлаждающей оборотной воде. Поэтому кроме воды спеццикла приходитс  примен ть охлаждающую воду из общезаводского оборотного цикла. Количество испаренной сточной воды при

прочих равных услови х зависит от теплового баланса инжекционной градирни и прежде всего от температуры контактирующих в кнжекционной градирне потоков воды и . Температура воды

градирней определ етс  заданным режимом в теплообменниках спеццикла и без нарушени  этого режима не может быть существенно изменена. Предусмотренный изобретением подогрев 10-1ОО% воздуха,

5 инжектируемого в градирню цикла загр зненной сточной воды, путем теплообмена через стенку с чистой оборотной водой, позвол ет независимо от показателей работы агрегата производства мочевины и

0 метеорологических условий обеспечить необходимую тепловую нагрузку инжекционной градирни и испарить все коли-чество образующихс  в производственномпроцессе сточных вод при одновре5 . менном соблюдении заданного режима в теплообменниках спеццикла.

В наиболее благопри тных услови х дл  исключени  дебаланса в процессе испарени  сточных вод необходимо подвергать .теплообмену с чистой оборотной водой пор дка 10% воздуха, поступающего в инжекционную градирню. При неблагогфи тных услови х может оказатьс  необходимым подвергать такому теплообмену весь поток воздуха. В каждом конкретном случае это кр тичество должно быть вполне определенным. Соотношение между потоками воздуха, инжектируемого в градирню после теплообмена и непосредственно из атмосферы, следует измен ть в зависимости от уровн  в бассейне градкрни дл  испарени  сточной воды таким образом ,чтобы этот уровень всегда бьш посто нным. Следовательно, количество инжектируемого в градирню воздуха, который подвергают теплообмену через стенку с чистой оборотной водой, строго регламентировано . Способ осуществл етс  следующим образом . Загр зненную сточную воду подают во всасывающую линию насоса, который прокачивает вод ной поток через блок теплообменников . Нагретую сточную воду далее разбрызгивают форсунками инжекыионной градирни. Инжектируемый из коллектора воздух проходит через градирню и вместе с парами воды выбрасываетс  в атмосфер ( Предусмотрено два варианта подачи возду ха в коллектор: из узла охлаждени  чисто оборотйой воды либо, одновременно, с эти из атмосферы. Поток чистой оборотной воды поступает в блок теплообменников, где нагреваетс  и выводитс  дл  охлаждени  в воздушный холодильник, откуда поступает в коллектор общезаводских охладителей оборотной ВОДЫ. Холодильник одновременно выполн ет функции калорифера дл  рюдогрева атмосферного воздуха, нагнетае мого вентил тором; воздух подают в ин- жекционную градирню; избыток в случае необходимости выбрасывают в атмосферу. Дл  оперативного поддержани  необходимого соотношени  между потоками воздуха, инжектируемого в градирню посл теплообмена и непосредственно из атмосферы , может быть применена проста  схема, состо ща  из датчика уровн  воды в бассейне инжекиионной градирни, регул тора , регулирующего клапана на линии подачи подогретого воздуха к форсункам, регулирующего клапана на линии всасывани  атмосферного воздуха. При падении уровн  в бассейне инжекционной градирни ниже регламентированного значени  (это означает, что количество испаренной сточ ной воды превышает норму), регул тор посредством воздействи  на оба клапана уменьшает расход подогретого воздуха через клапан на линии подачи подогретого воздуха и соответственно увеличивает расход холодного воздуха через клапан на линии всасывани  атмосферного воздуха . Интенсивность испарени  водк в градирне снижаетс  и уровень в бассейне повьЕиаетс  до нормы. Поток чистой оборогной воды из. внешнего водооборотного цикла в случае необ- (содимости может быть изменен. Пример 1. 3,5 м /час загр зненной сточной воды поступает во всасььваюшую линию насоса, который подвергает циркул ции 100 м /час этой воды через блок теплообменников, где вода нагреваетс  до +64 С. Указанный поток Неточных вод разбрызгиваетс  форсунками инжекционной градирни. Атмосферный воздух с температурой -ЮС подаетс  вентил тором через калорифер, где 1450ОО м /час воздуха нагреваютс  до температуры +29 С и направл ютс  через регулирующий клапан к форсункам. Количество воздуха, выбрасываемого в атмосферу после калорифера, и количество воздуха, подсасываемого из атмосферы через клапан равно нулю. Инжектируемый из коллектора воздух проходит через градирню и вместе с парами воды выбрасываетс  в атмосферу. Охлажденна  до +40 С вода попадает в бассейн, а оттуда поступает в линию всасывани  насоса (вода поступает на охлаждение высокотемпературных технологических аппаратов). Нагрев воздуха обеспечиваетс  подачей в воздушный холодильник с оребренными трубами (калорифер ) 300 оборотной воды с температурой 36 С на входе в аппарат и температурой 30 С на выходе из аппарата . Пример 2. При температуре атмосферного воздуха +19 С и указанных в примере 1 параметрах работы схемы по предлагаемому способу клапан пропускает 99700 м /час воздуха из атмосферы , который, пройд  через калорифер, нагреваетс  до 33,5°С. 45300 воздуха с температурой +19 С подают в градирню из атмосферы через регулирующий клапан. Нагрев воздуха обеспечивают подачей ЗОО м /час чистой оборотной воды с температурой +36°С. На выходе из воздушногсг холодильника температура воды снижаетс  до +34,5°С. Пример 3. При температлзе атмосферного воздуха +28,5 С и указанных в примере 1 параметрах работы рхемы по предлагаемому способу клапан пропускает 145ОО м /час воздуха из атмосферы , который, пройд  через калорифер, нагреваетс  до 33,5°С. 13О50О воздуха с температурой +28,5 С подают в градирню из атмосферы через регулирующий клапан. Нагрев воздуха обеспечивают подачей чистой оборотной воды с температурой 36,3 С. ria выходе из воздушного холодильника температура воды составл ет 34,5 С. Использование изложенного способа дозвол ет превратить производство мочевины в бессточное производство, ликвидировать в цехе всю систему промышленной

канализации, вьщелить в товарном виде мочейину, содержащуюс  в сточных вoдaxJ сократить потребление чистой оборотной воды из общезаводской системы.

Claims (3)

1.Кучер вый В. И. и Лебедев В. В, Синтез и npHN«HeHHe карбамида. Л.,

Хими , 197О.

2.Авторское свидетельство СССР № 186891, кл. С О2 С 5/00, 1965.

3.Изменени  и дополнени  № 3 к технологическому регламенту № 5/30 производства карбамида Черкасского ПО Азот, 1976 (прототип).