JP2016527165A - 尿素プラントのガス流から硫酸アンモニウムを回収する方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
・尿素−硫酸アンモニウム共融混合物の融点プロファイル
・硫酸アンモニウムの分解領域
・本発明による好ましい組成範囲
Claims (43)
- 固形化装置(10)からのガス流を該固形化装置(10)に接続されたスクラバー(13)で処理し、前記ガス流からアンモニアを除去して硫酸アンモニウム溶液を形成する工程と;
前記スクラバー(13)から前記硫酸アンモニウム溶液を抜き取る工程と;
前記硫酸アンモニウム溶液を尿素プラント(1)で生成された低濃度尿素溶液と混合し、蒸発器(15)で水を除去して、尿素−硫酸アンモニウム共融混合物を形成する工程と;
前記尿素プラント(1)によって生成された高濃度尿素溶融物と混合された前記共融混合物を、前記固形化装置(10)に供給する工程とを含む、
尿素プラント(1)で生成されるガス流から硫酸アンモニウムを、特に尿素プラントの固形化装置(10)によって回収する方法。 - 前記蒸発器(15)に供給される前記低濃度尿素溶液が、前記共融混合物と混合される前記高濃度尿素溶融物より低濃度である請求項1に記載の方法。
- 前記スクラバー(13)で形成された前記硫酸アンモニウム溶液を前記尿素−硫酸アンモニウム共融混合物が形成される蒸発器(15)に供給し、該蒸発器(15)で形成された前記共融混合物を前記固形化装置(10)に供給される前記高濃度尿素溶融物と混合する、請求項1または2に記載の方法。
- 前記スクラバー(13)から抜き取られた前記硫酸アンモニウム溶液を前記蒸発器(15)に供給する前に、該硫酸アンモニウム溶液に硫酸を添加する、請求項3に記載の方法。
- 前記蒸発器(15)に供給される前記硫酸アンモニウム溶液の濃度が約40重量%以下である、請求項3または4記載の方法。
- 前記低濃度尿素溶液の濃度が95重量%未満、好ましくは90重量%未満であり、約85重量%である、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スクラバー(13)で形成された前記硫酸アンモニウム溶液と前記低濃度尿素溶液とを濃縮し、気相の分離と前記尿素−硫酸アンモニウム共融混合物の形成とを行う工程を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記硫酸アンモニウム溶液と前記尿素プラント(1)で生成された前記低濃度尿素溶液とから形成された混合物から水を除去し、該混合物において水が微量にしか残存しないようにする工程を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記蒸発器(15)から該蒸発器(15)の上部(36)に前記共融混合物の一部を再循環させる工程を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スクラバー(13)からの前記硫酸アンモニウム溶液の濃度が約40重量%以下であり、前記尿素プラント(1)で生成される前記低濃度尿素溶液の濃度が約85重量%である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記共融混合物における硫酸アンモニウム濃度が60重量%未満である、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固形化装置(10)がプリル化塔(11)または造粒機(71)を備える、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記固形化装置(10)からの前記ガス流から、前記スクラバー(13)における硫酸との反応によってアンモニアを除去し、前記スクラバー(13)から前記蒸発器(15)に供給される硫酸アンモニウム水溶液を形成する工程を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スクラバー(13)に硫酸を供給する工程と、該スクラバー(13)で生成された前記硫酸アンモニウム溶液を含む流出物を該スクラバー(13)に再循環させる工程とを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記スクラバー(13)からの前記硫酸アンモニウム溶液の一部を再循環させて前記スクラバー(13)中に戻し、新たな硫酸を添加した後に、一部を前記蒸発器(15)に供給する、請求項13または14に記載の方法。
- 前記高濃度尿素溶融物の流速が、前記蒸発器(15)からの尿素−硫酸アンモニウム共融混合物の流速の約100〜200倍である、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 結果として生じる最終混合物が0.5重量%未満の硫酸アンモニウムを含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記蒸発器(15)が真空蒸発器である、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記蒸発器(15)で分離した気相を凝縮器(48)に供給する工程と、前記気相を凝縮して凝縮液を形成し、該凝縮液を、場合によっては外部からの水の添加を伴って、前記スクラバー(13)に供給する工程とを含む、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スクラバー(13)からの前記硫酸アンモニウム溶液を、前記蒸発器(15)に供給する前に予備濃縮する工程を含む、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
- 濃縮された前記硫酸アンモニウム溶液を前記低濃度尿素溶液の第一部分と混合し、濃縮された水溶液を形成する工程を含み、該濃縮された水溶液が例えば約40〜50重量%の硫酸アンモニウムを含み、かつ前記蒸発器(15)に供給されて水が除去され、前記尿素−硫酸アンモニウム共融混合物が形成される、請求項20に記載の方法。
- 固形化装置(10)に接続され、該固形化装置(10)からのガス流を処理するスクラバー(13)と、前記固形化装置(10)に高濃度尿素溶融物を供給するための主供給ライン(12)に前記スクラバー(13)を接続する混合循環路(14)とを備える、尿素プラント(1)で生成されるガス流から硫酸アンモニウムを、特に尿素プラントの固形化装置(10)によって回収するシステム(2)であって、
前記混合循環路(14)が尿素−硫酸アンモニウム共融混合物を生成するための蒸発器(15)を有し、該蒸発器(15)が前記主供給ライン(12)に接続されて、前記高濃度尿素溶融物と混合された前記共融混合物が前記固形化装置(10)に供給される、システム(2)。 - 前記混合循環路(14)が、前記尿素プラント(1)の副流出口(38)を前記蒸発器(15)の上部(36)に接続する第二供給ライン(37)を備え、該第二供給ライン(37)が、前記主供給ライン(12)によって供給される前記高濃度尿素溶融物より低濃度の低濃度尿素溶液を前記蒸発器(15)に供給する、請求項22に記載のシステム。
- 前記混合循環路(14)が、前記スクラバー(13)の流出ライン(29)を前記蒸発器(15)の上部(36)に接続する抜き取りライン(34)と、前記蒸発器(15)から前記主供給ライン(12)にわたって伸びる混合物流出ライン(41)とを備える、請求項23に記載のシステム。
- 前記ガス流を処理するように前記スクラバー(13)に硫酸を供給するための酸供給ライン(28)に前記流出ライン(29)が接続された接続部(33)より下流において、前記抜き取りライン(34)が前記スクラバー(13)の前記流出ライン(29)から分岐する、請求項24に記載のシステム。
- 前記抜き取りライン(34)が、前記蒸発器(15)に約40重量%以下の濃度の硫酸アンモニウム水溶液を供給する、請求項24または25に記載のシステム。
- 前記第二供給ライン(37)が、前記蒸発器(15)に濃度が95重量%未満、好ましくは90重量%未満であり、約85重量%である低濃度尿素溶液を供給する、請求項23から26のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記蒸発器(15)が、前記スクラバー(13)中に形成される前記硫酸アンモニウム溶液と前記第二供給ライン(37)からの前記低濃度尿素溶液とを濃縮し、気相の分離と前記尿素−硫酸アンモニウム共融混合物の形成とを行うように設計されている、請求項23から27のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記蒸発器(15)が、前記硫酸アンモニウム溶液と前記尿素プラント(1)で生成された前記低濃度尿素溶液とから形成された混合物から水を除去することにより、該混合物において水が微量しか残存しないようにするよう設計されている、請求項23から28のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記混合循環路(14)が、前記混合物流出ライン(41)を前記蒸発器(15)の上部(36)に接続する再循環ライン(43)備える、請求項23から29のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記スクラバー(13)からの前記硫酸アンモニウム溶液の濃度が約40重量%以下であり、前記第二供給ライン(37)からの前記低濃度尿素溶液の濃度が約85重量%である、請求項23から30のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記共融混合物における硫酸アンモニウム濃度が60重量%未満である、請求項22から31のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記固形化装置(10)がプリル化塔(11)または造粒機(71)を備える、請求項22から32のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記固形化装置(10)からの前記ガス流から、硫酸との反応によってアンモニアを除去し、前記スクラバー(13)から前記蒸発器(15)に供給される硫酸アンモニウム水溶液を形成するように設計されている、請求項22から33のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記スクラバー(13)が、該スクラバー(13)に硫酸を供給するための酸供給ライン(28)と、該スクラバー(13)の底部(31)と上部(32)とを接続し、該スクラバー(13)で生成された前記硫酸アンモニウム溶液を含む流出物を再循環させる流出ライン(29)とを備える、請求項34に記載のシステム。
- 前記スクラバー(13)からの前記硫酸アンモニウム溶液の一部が再循環されて前記スクラバー(13)中に戻され、新たな硫酸が添加された後に、一部が前記蒸発器(15)に供給される、請求項34または35に記載のシステム。
- 前記高濃度尿素溶融物の流速が、前記蒸発器(15)からの前記尿素−硫酸アンモニウム共融混合物の流速の約100〜200倍である、請求項22から36のいずれか一項に記載のシステム。
- 結果として生じる最終混合物が0.5重量%未満の硫酸アンモニウムを含む、請求項22から37のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記蒸発器(15)が真空蒸発器である、請求項22から38のいずれか一項に記載のシステム。
- 蒸気ライン(46)が、前記蒸発器(15)の蒸気流出口(47)を凝縮器(48)に接続し、該凝縮器(48)において前記蒸発器(15)で分離した気相が凝縮されることにより凝縮液が形成され、該凝縮液が、場合によっては水供給ライン(49)によって供給される外部からの水の添加を伴って、前記凝縮器(48)を前記スクラバー(13)に接続する凝縮ライン(51)を介して、前記スクラバー(13)の上部(32)に供給される、請求項22から39のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記スクラバー(13)から前記蒸発器(15)に前記硫酸アンモニウム溶液を供給するための抜き取りライン(34)に沿って該蒸発器(15)の上流に配置され、前記スクラバー(13)からの前記硫酸アンモニウム溶液を蒸発器(15)に供給される前に処理し予備濃縮する、予備濃縮器(55)を備える、請求項22から40のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記尿素プラント(1)を前記蒸発器(15)に接続し、該蒸発器(15)に低濃度尿素溶液を供給する、前記第二供給ライン(37)が、前記予備濃縮器(55)に前記低濃度尿素溶液の一部を供給するための分岐部(56)を有する、請求項41に記載のシステム。
- 尿素プラント(1)で生成されるガス流から硫酸アンモニウムを、特に該尿素プラントの固形化装置(10)によって回収する回収システム(2)を備え、該回収システム(2)が請求項22から42のいずれか一項に記載の回収システムであることを特徴とする、尿素プラント(1)。
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