用于降低可見順風(fēng)分離煙羽不透明度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于降低由于尿素造粒車間中的氣溶膠排放造成的可見順風(fēng)煙羽不 透明度的方法。該過(guò)程還包括回收所得的洗滌器滲料。所述方法描述了已知的在造粒機(jī)中 制備尿素粒子，所述造粒機(jī)與具有創(chuàng)造性的一系列過(guò)程步驟連接，所述過(guò)程步驟捕獲副產(chǎn) 物例如氰酸銨、氨和水。氰酸銨通常以氣溶膠的形式獲得，所述氣溶膠造成可見順風(fēng)分離煙 羽不透明度。本發(fā)明還涉及使用相關(guān)方法制備尿素粒子的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 尿素通常通過(guò)使?jié)饪s的尿素熔體結(jié)晶而制得。將熔體引入造粒機(jī)，所述造粒機(jī)在 高溫下進(jìn)行造粒并且蒸發(fā)熔體中的水。所得的經(jīng)造粒的顆粒通常以準(zhǔn)備用于期望應(yīng)用的形 狀獲得。由于高溫，一部分尿素根據(jù)可逆反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氰酸銨。分別的化學(xué)反應(yīng)式為：
[0003]
[0004] 當(dāng)將該溶液噴入造粒機(jī)時(shí)，大部分氰酸銨蒸發(fā)成氣態(tài)氨和氰酸。
[0005]
[0006] 因此造粒機(jī)中也排放順3和H0CN。通過(guò)縮合反應(yīng)產(chǎn)生氣溶膠，所述氣溶膠產(chǎn)生順 風(fēng)分離煙羽不透明度。
[0007] 因此可以通過(guò)降低可冷凝蒸汽的濃度和微細(xì)顆粒（所謂的氣溶膠）的疊加濃度來(lái) 降低煙羽的不透明度。氣溶膠為直徑為亞微米范圍至10ym尺寸的懸浮的液體或固體顆 粒。直徑大約等于可見光的波長(zhǎng)（0.4至0.8iim)的顆粒具有最大的散射作用并且造成最 高的不透明度。對(duì)于給定的質(zhì)量排放速度，更小的顆粒相比于更大的顆粒造成更高的不透 明度效果。
[0008] 氰酸銨進(jìn)一步與水分解成碳酸銨。
[0009]
[0010] 在高溫下碳酸銨最終造成二氧化碳、氨和水的形成。
[0011] 4. (NH4) 2C03-2HN3+C02+H20
[0012] 在酸溶液（小于pH5)中，氰酸鹽迅速水解。在更高的溫度下反應(yīng)過(guò)快而無(wú)法測(cè) 量，因此氰酸鹽可以被視為不存在于酸反應(yīng)混合物中。
[0013]EP2119489A1描述了已知的在造粒機(jī)中制備尿素粒子，所述造粒機(jī)與尿素回收系 統(tǒng)15連接（如圖1中所示），所述尿素回收系統(tǒng)15包括回收單元15,所述回收單元15將 排出的氰酸氨和水轉(zhuǎn)化回尿素。恢復(fù)原狀的尿素為液相，然后使液相回流至除塵或洗塵系 統(tǒng)8。在該方法中將造粒機(jī)5的含塵空氣7進(jìn)料至洗塵器8,所述洗塵器8使用濃度較低的 尿素溶液除去粗塵。該洗塵器8釋放包含氨、二氧化碳、水和氣溶膠10的殘余空氣。氣溶 膠主要包含氰酸銨和一部分非常微細(xì)的尿素升華物。將氣溶膠進(jìn)料至尿素回收單元11，在 所述尿素回收單元11中產(chǎn)生尿素。
[0014] 尿素車間中的另一個(gè)問題是銨鹽，所述銨鹽包含在如上所示的造粒機(jī)的空氣中， 在過(guò)程中不產(chǎn)生并且在現(xiàn)有的尿素設(shè)施中不能容易地再循環(huán)。常規(guī)的尿素制備設(shè)施因此僅 具有如下選擇從而減少來(lái)自造粒車間的氣態(tài)氨的排放和水解的氣溶膠：
[0015] ?濃縮稀釋的銨鹽溶液直至達(dá)到可以被其它車間使用的濃度，例如NPK，
[0016] ?制備具有高硫含量的UAS(尿素/硫酸銨）肥料，
[0017] ?制備UAN(尿素/硝酸銨）溶液，
[0018] ?當(dāng)使用配備有例如W020100650535A1中教導(dǎo)的洗滌器系統(tǒng)的造粒過(guò)程時(shí)，與洗 滌器溶液混合。在W020100650535A1中描述了通過(guò)就其本身而言完整的封閉系統(tǒng)對(duì)廢氣進(jìn) 行洗滌并且回收洗滌器滲料，在所述封閉系統(tǒng)中銨鹽完全包含在過(guò)程中。
[0019] 因此顯而易見的是結(jié)合如W02010/060535A1中所述的整合車間和EP2119489A1中 描述的發(fā)明從而降低由于濃縮氣溶膠造成的可見順風(fēng)分離煙羽不透明度。
[0020] 然而清洗步驟的過(guò)程和順序具有許多缺點(diǎn)。首先，由于必須使用高溫設(shè)備，因此氣 溶膠滲料的再循環(huán)比較昂貴。此外，如果在EP2119489A1的最后酸洗步驟中使用硝酸，由于 硝酸銨溶液的吸濕特性，該溶液將從空氣流中吸水。該效應(yīng)使人分心，因?yàn)椴荒苓_(dá)到希望的 45%的高銨鹽濃度。如果銨鹽濃度應(yīng)當(dāng)被重新整合至過(guò)程中（如W02010/060535A1中所 述），所述高濃度是期望的。該問題顯示在表1中。
[0021] 表1:在EP2119489A1中所述的過(guò)程的圖1中所示的三個(gè)不同點(diǎn)處的特定參數(shù)
[0022]
[0023] a:尿素溶液^界/界
[0024]b:40°C下尿素溶液上水的分壓，以kPa計(jì)
[0025]c:40°C下空氣的相對(duì)濕度，以％計(jì)
[0026]d:每單位質(zhì)量潮濕氣體的水蒸氣的比濕質(zhì)量，以kg計(jì)
[0027]e:40°C下水飽和空氣的分壓，以kPa計(jì)
[0028]f:40°C下空氣的相對(duì)濕度，以％計(jì)
[0029]g:每單位質(zhì)量潮濕氣體的水蒸氣的比濕質(zhì)量，以kg計(jì)
[0030] h:硝酸銨溶液％w/w
[0031]i:40°C下硝酸銨溶液上水的分壓，以kPa計(jì)
[0032]j:40 °C下空氣的相對(duì)濕度，以％計(jì)
[0033]k:每單位質(zhì)量潮濕氣體的水蒸氣的比濕質(zhì)量，以kg計(jì)
[0034] 表1中清楚地顯示了銨鹽溶液的干燥能力。在點(diǎn)B(點(diǎn)B表征圖1的氣溶膠階段 11之后的空氣流動(dòng)）處，如f中所示的空氣的相對(duì)濕度為100%。因此離開酸洗滌器13的 銨鹽流26被來(lái)自空氣濕度的吸收水稀釋并且不能容易地再循環(huán)至過(guò)程中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0035] 因此期望尋找一種解決上述問題的過(guò)程，所述過(guò)程捕獲副產(chǎn)物氰酸銨、氨和水并 且從來(lái)自尿素造粒的副產(chǎn)物中分離通常以可分離氣溶膠的形式或者以微細(xì)顆粒的形式獲 得的氰酸銨。此外，所述期望的過(guò)程應(yīng)當(dāng)將銨鹽回收至制備過(guò)程中。所述期望的過(guò)程還應(yīng) 當(dāng)供應(yīng)洗滌系統(tǒng)用于進(jìn)行相關(guān)過(guò)程。
[0036] 本發(fā)明特別要求保護(hù)用于降低來(lái)自尿素造粒車間的氣溶膠排放同時(shí)回收所得的 洗滌器滲料的方法，所述方法具有
[0037] ?造粒機(jī)，所述造粒機(jī)由濃縮的尿素溶液制備尿素并且蒸發(fā)包含的水，產(chǎn)生尿素粒 子并且排出灰塵、氨和氰酸銨，和
[0038] ?之后的洗塵或除塵階段，和
[0039] ?之后的酸洗階段，造成主要包含氣溶膠的第一流和包含銨鹽的第二流，和
[0040] ?之后的具有噴射和收集設(shè)備的氣溶膠階段，釋放排出空氣的第一流和氰酸銨和 水的第二流，和
[0041] ?氰酸銨和水的氣溶膠階段的第二流被回收至尿素造粒車間或尿素肥料車間。
[0042] 出人意料地發(fā)現(xiàn)，EP2119489A1中所述過(guò)程的過(guò)程步驟的順序的改變?cè)试S擺脫如 上所述的銨鹽的稀釋問題。因此源自本發(fā)明的過(guò)程的銨鹽可以進(jìn)行進(jìn)一步處理而無(wú)需濃 縮。
[0043] 造粒步驟中的過(guò)程條件通常為尿素造粒通常使用的過(guò)程條件。作為造粒的起始 材料的尿素溶液的通常濃度為90至99質(zhì)量％的濃度。用于除塵階段的進(jìn)料的濃度可以 為更低的濃度。因此，進(jìn)入洗塵器的尿素溶液可以具有通常為40至85質(zhì)量％的更小的濃 度。濃縮步驟可以在任何過(guò)程階段中使用。造粒通常在100至130°C的溫度下進(jìn)行。TO 2005/075383A1中給出了尿素造粒的通常過(guò)程。
[0044] 通常地，在造粒之后，來(lái)自造粒的殘余空氣和灰塵被送往灰塵階段。該階段從制備 氣體（例如氨，并且通常由氰酸銨和殘余尿素組成）中分離大多數(shù)灰塵。然后將空氣送往 酸洗階段，造成主要包含氣溶膠的第一流和包含銨鹽的第二流。該階段之后是氣溶膠階段， 所述氣溶膠階段分離微細(xì)顆粒和氣溶膠，所述微細(xì)顆粒和氣溶膠由絕大部分的氰酸銨和一 部分非常微細(xì)的尿素升華物組成。氣溶膠階段有利地裝配有特別設(shè)計(jì)的噴射和收集設(shè)備， 所述氣溶膠階段允許合適地分離氣溶膠。
[0045] 本發(fā)明所使用的用于洗塵和酸洗的洗滌階段包括一個(gè)或多個(gè)洗滌器。
[0046] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中，將氰酸銨和水的氣溶膠階段的第二流進(jìn)料至酸洗 階段的第二流，該結(jié)合的流使用在尿素肥料車間中。根據(jù)用于形成尿素/硫酸銨肥料的尿 素肥料車間，可以理解尿素/硝酸銨肥料車間和其它車間。
[0047] 在該實(shí)施方案的替代形式中，將氰酸銨和水的氣溶膠階段的第二流進(jìn)料至水解階 段，在所述水解階段中在酸性條件下產(chǎn)生銨鹽，所述銨鹽被反饋至酸洗階段或者用在尿素 肥料車間中。出于該目的，將酸（例如硝酸）進(jìn)料至水解器。水解優(yōu)選在40°C和60°C之間 的溫度下進(jìn)行。通過(guò)該替代形式，使用產(chǎn)生的銨鹽的水解性質(zhì)進(jìn)行所得的洗滌器滲料的回 收。
[0048] 在本發(fā)明的過(guò)程中，向造粒機(jī)進(jìn)料濃度為90至99質(zhì)量％的濃縮的尿素溶液。
[0049] 本發(fā)明的過(guò)程不僅僅適用于顆粒的制備。同樣地，其可以用于尿素粉末、溶液、聚 集材料或小球的制備。
[0050] 本申請(qǐng)還涉及用于進(jìn)行所述過(guò)程的設(shè)備。本專利的設(shè)備通常包括用于制備尿素顆 粒的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括
[0051] ?用于對(duì)尿素溶液進(jìn)行造粒的造