LU102914B1 - Optimized process condensate treatment - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anlagenverbund zur Herstellung eines Harnstoffformmaterials, wobei der Anlagenverbund wenigstens eine Harnstoffsynthesevorrichtung 1 und eine Harnstoffformungsvorrichtung 2 aufweist, wobei der Anlagenverbund eine Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung 10 aufweist, wobei die Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung 10 zur Abtrennung von Ammoniak und Harnstoff aus dem Prozesskondensat der Harnstoffsynthesevorrichtung 1 ausgebildet ist, wobei der Anlagenverbund eine Formungssabluftwäschevorrichtung 4 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenverbund zusätzlich zur Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung 10 eine Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung 20 aufweist, wobei die Harnstoffsynthesevorrichtung 1 mit der Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung 10 und der Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung 20 zur Überführung von Prozesskondensat verbunden ist, wobei die Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung 20 mit der Formungsabluftwäschevorrichtung 4 verbunden ist.The present invention relates to a system group for producing a urea molding material, the system group having at least one urea synthesis device 1 and a urea shaping device 2, the system group having a process condensate purification device 10, the process condensate purification device 10 being designed to separate ammonia and urea from the process condensate of the urea synthesis device 1 , wherein the system group has a molding exhaust air scrubbing device 4, characterized in that the system group has, in addition to the process condensate purification device 10, a coarse process condensate purification device 20, the urea synthesis device 1 being connected to the process condensate purification device 10 and the coarse process condensate purification device 20 for transferring process condensate, the coarse process condensate purification device 20 being connected to the molding condensate purification device 20 air washing device 4 is connected.
Description
a wnsa wns
Optimierte ProzesskondensataufbereitungOptimized process condensate treatment
Die Erfindung betrifft die Aufbereitung des bei der Harnstoffsynthese anfallendenThe invention relates to the preparation of the resulting urea synthesis
Prozesskondensats.Process condensate.
Das in der Harnstoffsynthese anfallende Prozesskondensat enthält als Verunreinigungen sowohl Ammoniak als auch Harnstoff. Daher wird es vor einer weiteren Verwendung in einem dreistufigen Prozess gereinigt. In einem ersten Schritt wird bei Temperaturen oft um 115 bis 140 °C Ammoniak entfernt. Anschließen wird bei Temperaturen um 190 bis 200 °C und üblicherweise mehr als 15 bar und für eine Zeit von 60 bis 120 min eineThe process condensate resulting from urea synthesis contains both ammonia and urea as impurities. Therefore, it is cleaned in a three-step process before further use. In a first step, ammonia is removed at temperatures often around 115 to 140 °C. The connection is at temperatures of around 190 to 200 °C and usually more than 15 bar and for a time of 60 to 120 minutes
Hydrolyse durchgeführt, bei der sich Harnstoff zu Ammoniak und Kohlendioxid zersetzt.Hydrolysis is carried out, in which urea decomposes into ammonia and carbon dioxide.
Das entstehende Ammoniak und Kohlendioxid werden anschließend in einem drittenThe resulting ammonia and carbon dioxide are then stored in a third
Schritt entfernt. Die Trennverfahren im ersten und dritten Schritt sind identisch, sodass diese beiden Schritte üblicherweise in einer Kolonne durchgeführt werden, die lediglichstep away. The separation processes in the first and third steps are identical, so that these two steps are usually carried out in a column that only
IS in der Mitte geteilt ist, um den zweiten Schritt zwischenzuschalten.IS is divided in the middle to interpose the second step.
Durch diesen dreistufigen Prozess wird der gesamte Prozesskondensatstrom sehr rein, insbesondere weniger als 3 ppm Ammoniak und weniger als 3 ppm Harnstoff. Dies ist entsprechend aufwändig und benötigt viel Energie. Es gibt insbesondere mit der für dieThis three-stage process makes the entire process condensate stream very pure, specifically less than 3 ppm ammonia and less than 3 ppm urea. This is correspondingly complex and requires a lot of energy. There is particular with the for the
Harnstoffformung, insbesondere Harnstoffgranulation oder Harnstoffprillierung, benötigteUrea shaping, especially urea granulation or urea prilling, is required
Abgaswäsche auch Anwendungen mit weniger hohe Reinheitsanforderungen, zumal dortExhaust gas scrubbing also applies to applications with less stringent purity requirements, especially there
Harnstoff als Verunreinigung aus dem Abgas eingebracht wird.Urea is introduced as a contaminant from the exhaust gas.
Daher ist es energetisch vorteilhaft, für solche Abgaswäschen weniger aufgereinigtesIt is therefore energetically advantageous to use less purified material for such exhaust gas scrubbing
Prozesskondensat zu verwenden. Die US 2019 / 0177180 A1 schlägt hierzu vor, einenUse process condensate. The US 2019 / 0177180 A1 suggests one
Teilstrom nach der ersten Stufe abzutrennen und der Abgaswäsche zuzuführen. Dieses führt aber dazu, dass die Ströme in der ersten Stufe und der dritten Stufe, welche sich in einer gemeinsamen Kolonne befinden, sehr unterschiedliche Mengen aufweisen, was sich als nachteilig auf die Auslegung und den Betrieb auswirken kann.Separate partial flow after the first stage and feed it to the exhaust gas scrubber. However, this means that the flows in the first stage and the third stage, which are in a common column, have very different quantities, which can have a disadvantageous effect on the design and operation.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prozesskondensataufbereitung bereitzustellen, welche zum einen die hohe Reinheit für die üblichen Verwendungen als auch eine geringereThe object of the invention is to provide a process condensate treatment which, on the one hand, has the high purity for the usual uses as well as a lower one
He wasHey what
Reinheit für die Abgaswäsche aufweist und dabei eine optimale Prozessführung bei minimalen Energieverbrauch ermöglicht.Purity for exhaust gas scrubbing and enables optimal process control with minimal energy consumption.
Gelöst wird diese Aufgabe durch den Anlagenverbund mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus denThis task is solved by the system network with the features specified in claim 1. Advantageous further training results from the
Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.Subclaims, the following description and the drawing.
Der erfindungsgemäße Anlagenverbund dient zur Herstellung einesThe system network according to the invention is used to produce a
Harnstoffformmaterials, insbesondere eines Harnstoffgranulats oder einesUrea molding material, in particular a urea granulate or one
Harnstoffprills. Es werden üblicherweise die Begriffe Granulat oder Prill verwendet, es handelt sich um partikuläres, agglomeriertes Material, welches eine für die Aufbringung als Düngemittel geeignete Partikelgröße aufweist und üblicherweise in einen sich an dieUrea prills. The terms granulate or prill are usually used; they are particulate, agglomerated material which has a particle size suitable for application as fertilizer and is usually in a form suitable for use as fertilizer
Synthese anschließenden Formungsschritt, der Granulation oder Prillierung, hergestellt wird, Der Anlagenverbund weist wenigstens eine Harnstoffsynthesevorrichtung und eineSynthesis subsequent shaping step, the granulation or prilling, is produced. The system complex has at least one urea synthesis device and one
Harnstoffformungsvorrichtung auf. Üblicherweise weist der Anlagenverbund zusätzlich auch eine Vorrichtung zur Synthese von Ammoniak und in vielen Fällen einen Reformer zur Herstellung des Wasserstoffs auf. Aus Wasserstoff und Stickstoff wird in derUrea forming device. The system network usually also has a device for synthesizing ammonia and, in many cases, a reformer for producing hydrogen. Hydrogen and nitrogen are made in the
Vorrichtung zur Synthese von Ammoniak Ammoniak hergestellt. Aus diesem Ammoniak wird mit Kohlendioxid in der Harnstoffsynthesevorrichtung Harnstoff hergestellt und teilweise mit weiteren Komponenten, beispielsweise Ammoniumnitrat,Device for the synthesis of ammonia Ammonia produced. Urea is produced from this ammonia with carbon dioxide in the urea synthesis device and sometimes with other components, for example ammonium nitrate.
Schwefelverbindungen, Kalk und dergleichen mehr, in der Harnstoffformungsvorrichtung zu einem Granulat verarbeitet, welches insbesondere als Düngemittel breite Verwendung findet. Der Anlagenverbund kann optional auch eine Salperersäuresynthesevorrichtung und optional zusätzlich eine Ammoniumnitratsynthesevorrichtung aufweisen. In diesemSulfur compounds, lime and the like are processed in the urea forming device into granules, which are widely used in particular as fertilizers. The system network can optionally also have a nitric acid synthesis device and optionally additionally an ammonium nitrate synthesis device. In this
Fall kann beispielsweise Ammoniumnitrat als weitere Komponente mit dem Harnstoff gemischt und gemeinsam geformt, insbesondere granuliert, werden. DerIn this case, for example, ammonium nitrate can be mixed as a further component with the urea and formed together, in particular granulated. The
Anlagenverbund weist eine Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung auf, wobei dieThe system network has a process condensate purification device, whereby the
Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung zur Abtrennung von Ammoniak undProcess condensate purification device for separating ammonia and
Harnstoff aus dem Prozesskondensat der Harnstoffsynthesevorrichtung ausgebildet ist.Urea is formed from the process condensate of the urea synthesis device.
Hierdurch wird eine weitere Verwendung des Wassers innerhalb oder außerhalb desThis allows further use of the water inside or outside the
Anlagenverbunds oder auch dessen Entsorgung ermöglicht. Der Anlagenverbund weist eine Formungsabluftwäschevorrichtung auf, die mit der Harnstoffformungsvorrichtung verbunden ist und zur Reinigung der Abgase dieser dient. Die Formungsabluftwäsche-system network or its disposal. The system network has a shaping exhaust air scrubbing device, which is connected to the urea shaping device and is used to clean the exhaust gases from this. The forming exhaust air scrubber
200068P00LU 18.02.2022 LU102914 vorrichtung dient dazu, den in die Abluft gelangten Harnstoff durch Auswaschen mit200068P00LU 02/18/2022 LU102914 device is used to wash out the urea that gets into the exhaust air
Wasser zu entfernen und so die Emission von Stickstoff zu reduzieren. Oft weist dieTo remove water and thus reduce nitrogen emissions. Often the
Formungsabluftwäschevorrichtung eine zweite Stufe auf, in der eine Wäsche mit einem sauren Medium Ammoniak entfernt.Forming exhaust scrubber has a second stage in which a scrub with an acidic medium removes ammonia.
Erfindungsgemäß weist der Anlagenverbund zusätzlich zur Prozesskondensat- aufreinigungsvorrichtung eine Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung auf. DieAccording to the invention, the system network has a coarse process condensate purification device in addition to the process condensate purification device. The
Harnstoffsynthesevorrichtung ist mit der Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung und der Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung zur Überführung vonUrea synthesis device is equipped with the process condensate purification device and the coarse process condensate purification device for transferring
Prozesskondensat verbunden. Die Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung ist mit der Formungsabluftwäschevorrichtung verbunden. Somit wird erfindungsgemäß derProcess condensate connected. The coarse process condensate purification device is connected to the forming exhaust air scrubbing device. Thus, according to the invention the
Strom des Prozesskondensats der Harnstoffsynthesevorrichtung in zwei Teilstrôme geteilt. Ein erster Teilstrom geht in die Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung nach dem Stand der Technik. Da dieser Strom vollständig gereinigt wird, sind die erste Stufe und die dritte Stufe für den gleichen Volumenstrom ausgelegt und werden auch so betrieben. Parallel zur herkömmlichen Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung ist die neue Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung angeordnet, in die ein zweiterStream of the process condensate of the urea synthesis device divided into two partial streams. A first partial stream goes into the process condensate purification device according to the prior art. Since this stream is completely cleaned, the first stage and the third stage are designed and operated for the same volume flow. The new coarse process condensate purification device is arranged parallel to the conventional process condensate purification device, into which a second
Teilstrom geführt wird. Je nach Umgebungsbedingungen kann beispielsweise der Bedarf an dem ersten Teilstrom und dem zweiten Teilstrom in etwa gleich groß sein. Der für diePartial current is conducted. Depending on the environmental conditions, for example, the requirement for the first partial flow and the second partial flow can be approximately the same. The one for them
Formungsabluftwäschevorrichtung, beispielsweise der Granulation oder der Prillierung, benôtigte Wasserstrom wird in der Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung nur für diese Anwendung ausreichend und damit sehr viel energiesparender gereinigt. EineThe water flow required for the forming exhaust air scrubber, for example granulation or prilling, is only sufficiently cleaned in the coarse process condensate purification device for this application and is therefore much more energy efficient. One
Entfernung des Harnstoffs aus dem Prozesskondensat ist für dessen Verwendung in derRemoval of urea from the process condensate is for its use in the
Abluftwäsche nicht notwendig. Insbesondere weist die Grobprozesskondensat- aufreinigungsvorrichtung nur eine Stufe und damit vor allem keine Hydrolyse in einem zweiten Schritt auf. Die Menge an Ammoniak im Prozesskondensat kann durch den separaten Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung gezielt eingestellt werden.Exhaust air washing not necessary. In particular, the coarse process condensate purification device only has one stage and therefore, above all, no hydrolysis in a second step. The amount of ammonia in the process condensate can be specifically adjusted using the separate coarse process condensate purification device.
Nach Stand der Technik wird das in der Formung, insbesondere der Granulation beziehungsweise der Prillierung, freigesetzte Ammoniak aus der Abluft vorzugsweise durch eine saure Wäsche, zum Beispiel mit Salpetersäure oder Schwefelsäure, entfernt.According to the state of the art, the ammonia released from the exhaust air during molding, in particular granulation or prilling, is preferably removed by an acid wash, for example with nitric acid or sulfuric acid.
Dabei entsteht abhängig von der eingesetzten Säure das dazugehörige Ammoniaksalz, welches ebenfalls als Düngermittel oder als Einsatzstoff für weitere Prozesse, zumDepending on the acid used, the corresponding ammonia salt is created, which can also be used as a fertilizer or as a feedstock for other processes
Beispiel für die Herstellung von Harnstoff-Ammoniumnitrat (UAN), genutzt werden kann.Example for the production of urea ammonium nitrate (UAN), can be used.
ei casegg cas
Das nach der Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung im für die Abluftwäsche genutzten Prozesskondensatstrom verbleibende Ammoniak wird in der saurenThe ammonia remaining in the process condensate stream used for exhaust air scrubbing after the coarse process condensate purification device is converted into the acidic
Waschstufe der Abluftwäsche ausgewaschen. Nach dem Stand der Technik wird die für die Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung benötigte Wärmemenge in Form vonWashing stage of the exhaust air scrubber washed out. According to the prior art, the amount of heat required for the process condensate purification device is in the form of
Dampf bereitgestellt, der überwiegend direkt in den Prozess eingespeist und somit selbst zum Prozesskondensat wird. Findet die Prozesskondensataufreinigung energiesparender statt, kann diese Menge an eingespeisten Dampf reduziert werden.Steam is provided, which is predominantly fed directly into the process and thus itself becomes process condensate. If the process condensate purification takes place in a more energy-efficient manner, the amount of steam fed in can be reduced.
Dies führt zu einer Reduktion der anfallenden Prozesskondensatmenge, da durch den eingesparten Dampf kein zusätzliches Wasser eingetragen wird, welches dieThis leads to a reduction in the amount of process condensate produced, as the steam saved does not introduce any additional water, which would
Prozesskondensatmenge steigern würde.Process condensate volume would increase.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Grobprozesskondensat- aufreinigungsvorrichtung einstufig zur Entfernung von Ammoniak ausgebildet.In a further embodiment of the invention, the coarse process condensate purification device is designed in one stage to remove ammonia.
Insbesondere ist die Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung in Form einerIn particular, the coarse process condensate purification device is in the form of a
Kolonne, insbesondere einer Bodenkolonne oder einer Füllkörperkolonne, ausgebildet.Column, in particular a tray column or a packed column, is formed.
Eine zweite Stufe zur Hydrolyse von Harnstoff zu Ammoniak und CO; ist somit bevorzugt eben nicht Bestandteil der Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung.A second stage to hydrolyze urea to ammonia and CO; is therefore preferably not part of the coarse process condensate purification device.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Grobprozesskondensat- aufreinigungsvorrichtung einen ersten Wärmetauscher auf. Der erste Wärmetauscher ist zur Vorwärmung des von der Harnstoffsynthesevorrichtung kommenden Prozess- kondensatestroms ausgebildet. Dieses erfolgt dadurch, dass der Wärmetauscher zurIn a further embodiment of the invention, the coarse process condensate purification device has a first heat exchanger. The first heat exchanger is designed to preheat the process condensate stream coming from the urea synthesis device. This is done by the heat exchanger
Abkühlung des aus der Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung austretenden grobgereinigten Prozesskondensatestroms ausgebildet ist. Somit kann dieCooling of the roughly cleaned process condensate stream emerging from the coarse process condensate purification device is formed. Thus, it can
Prozesswarme in der Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung gehalten werden.Process heat is kept in the coarse process condensate purification device.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Grobprozesskondensat- aufreinigungsvorrichtung einen zweiten Wärmetauscher auf. Der zweite Wärmetauscher ist zur Kondensation des aus der Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung austretenden Gasstromes ausgebildet. Insbesondere kann hier das Gasgemisch, welches insbesondere Wasser, Ammoniak und Kohlendioxid enthält, kondensiert werden. Dieses Prozesskondensat kann auch als Carbamatlösung bezeichnet werden, da das dort enthaltene Ammoniak und Kohlendioxid in wässriger Lösung teilweiseIn a further embodiment of the invention, the coarse process condensate purification device has a second heat exchanger. The second heat exchanger is designed to condense the gas stream emerging from the coarse process condensate purification device. In particular, the gas mixture, which contains in particular water, ammonia and carbon dioxide, can be condensed here. This process condensate can also be referred to as a carbamate solution because the ammonia and carbon dioxide contained therein are partially in an aqueous solution
DZ tn ras miteinander reagieren, unter anderem zu Carbamat. Bevorzugt sind der zweiteDZ tn ras react with each other, including carbamate. The second is preferred
Wärmetauscher und die Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung mit einerHeat exchanger and the coarse process condensate purification device with one
Carbamatrückführungsleitung verbunden. Hierdurch kann ein Teilstrom derCarbamate return line connected. This allows a partial flow of the
Carbamatlösung zurück in die Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung geführt werden. Mit dieser Rückführung kann der Wasseranteil in der Carbamatlösung bei Bedarf reduziert werden um die Konzentration an Ammoniak und Kohlendioxid zu steigern. Dies ist vorteilhaft, da diese Carbamatlösung der Harnstoffsynthesevorrichtung zugeführt wird, wo ein geringer Wassereintrag vorteilhaft für die Reaktionsführung ist.Carbamate solution is fed back into the coarse process condensate purification device. With this recycling, the water content in the carbamate solution can be reduced if necessary in order to increase the concentration of ammonia and carbon dioxide. This is advantageous because this carbamate solution is fed to the urea synthesis device, where a small amount of water is advantageous for conducting the reaction.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Grobprozesskondensat- aufreinigungsvorrichtung einen dritten Wärmetauscher auf. Die Grobprozesskondensat- aufreinigungsvorrichtung weist weiter eine Rezirkulationsieitung für einen Teilstrom des grobgereinigten Prozesskondensatestroms auf. Der dritte Wärmetauscher ist in derIn a further embodiment of the invention, the coarse process condensate purification device has a third heat exchanger. The coarse process condensate purification device further has a recirculation line for a partial stream of the coarsely cleaned process condensate stream. The third heat exchanger is in the
Rezirkulationsleitung angeordnet und zur Erwärmung des rezirkulierten Teilstroms ausgebildet. Um die benötigte Wärme der Grobprozesskondensataufreinigungs- vorrichtung zuzuführen, könnte man alternativ auch Dampf direkt einleiten. DieseRecirculation line arranged and designed to heat the recirculated partial flow. In order to supply the required heat to the coarse process condensate purification device, steam could alternatively be introduced directly. This
Dampfdirekteinspeisung erhöht aber die Wassermenge des grobgereinigtenHowever, direct steam feed increases the amount of water in the coarsely cleaned
Prozesskondensatestroms. Die indirekte Wärmeeinbringung durch einenProcess condensate flow. The indirect heat input through a
Wärmetauscher lässt die Gesamtmenge jedoch unverändert. In dem drittenHowever, the heat exchanger leaves the total quantity unchanged. In the third
Wärmetauscher oder dem nachgelagert, beispielsweise nach einem entsprechendenHeat exchanger or downstream, for example after a corresponding one
Druckventil, kann insbesondere auch eine Verdampfung des Teilstroms erfolgen.Pressure valve, in particular the partial flow can also be evaporated.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Anlagenverbund einIn a further embodiment of the invention, the system network has a
Prozesskondensatspeicher auf. Der Prozesskondensatspeicher ist nach der Harnstoff- synthesevorrichtung und vor der Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung und derProcess condensate storage. The process condensate storage is after the urea synthesis device and before the process condensate purification device and the
Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung angeordnet.Coarse process condensate purification device arranged.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Grobprozesskondensat- aufreinigungsvorrichtung und die Harnstoffsynthesevorrichtung über eine erste Leitung zur Rückführung des in der Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung entstehenden Carbamatlôsung verbunden. Insbesondere sind die Prozesskondensat- aufreinigungsvorrichtung und die Harnstoffsynthesevorrichtung über eine zweite Leistung zur Rückführung des aus der Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung austretendenIn a further embodiment of the invention, the coarse process condensate purification device and the urea synthesis device are connected via a first line for returning the carbamate solution formed in the coarse process condensate purification device. In particular, the process condensate purification device and the urea synthesis device have a second power for returning the material emerging from the process condensate purification device
Carbamatlösung verbunden. Die erste Leitung und die zweite Leitung sind miteinanderCarbamate solution connected. The first line and the second line are with each other
200068P00LU 18.02.2022 LU102914 verbunden. Insbesondere können diese ineinander münden und als eine gemeinsame200068P00LU 02/18/2022 LU102914 connected. In particular, these can flow into one another and as a common one
Leitung in die Harnstoffsynthesevorrichtung geführt werden.Line is led into the urea synthesis device.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Harnstoffformungsvorrichtung eine oder mehrere Feinabluftwäschevorrichtung auf, beispielsweise eineIn a further embodiment of the invention, the urea forming device has one or more fine exhaust air scrubbing devices, for example one
Tropfenabscheidung mittels eines Demisters. Da dies der letzte Reinigungsschritt vorDroplet separation using a demister. Since this is the last cleaning step
Abgabe der Abluft an die Umgebung ist, werden an die dabei verwendete Waschlösung besondere Reinheitsanforderungen gestellt. Falls diese Anforderung vom grobgereinigten Prozesskondensat aus der Grobprozesskondensataufreinigungs- 10. vorrichtung nicht erfüllt wird, muss für diesen letzten Reinigungsschritt eine andere Quelle für die Waschlösung gewählt werden. Üblicherweise wird dann wie zuvor bereits das saubere Prozesskondensat aus der Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung verwendet. Die Wassermenge der Feinabluftwäschevorrichtung ist üblicherweise klein imIf the exhaust air is released into the environment, special purity requirements are placed on the washing solution used. If this requirement is not met by the coarsely cleaned process condensate from the coarse process condensate purification device, another source of washing solution must be selected for this final cleaning step. As before, the clean process condensate from the process condensate purification device is usually used. The amount of water in the fine exhaust air scrubber is usually small
Vergleich zum Gesamtwasserbedarf der Wäsche. Daher bleiben die aufgeführten positiven Effekte der Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung auch in dieserComparison to the total water requirement of the laundry. Therefore, the listed positive effects of the coarse process condensate purification device also remain in this device
Ausführungsform erhalten.Embodiment received.
Nachfolgend ist der erfindungsgemäße Anlagenverbund anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The system network according to the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing.
Fig. 1 beispielhafte AusführungsformFig. 1 exemplary embodiment
Die Darstellung ist rein schematisch und stark vereinfacht zur Verdeutlichung derThe representation is purely schematic and greatly simplified to clarify
Erfindung. Übliche Komponenten, wie zum Beispiel Ventile, Wärmetauscher,Invention. Common components such as valves, heat exchangers,
Fordervorrichtungen, wie zum Beispiel Pumpen und dergleichen sind zur Vereinfachung weggelassen und sind dem Fachmann für solche Anlagen ausreichend bekannt. Ziel derDelivery devices such as pumps and the like are omitted for simplicity and are sufficiently known to those skilled in the art for such systems. goal of
Darstellung ist es, den erfindungsgemäßen Gedanken zu verdeutlichen.The purpose of the representation is to clarify the idea according to the invention.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Anlagenverbunds gezeigt. Ammoniak und Kohlendioxid werden am Edukteingang 30 der Harnstoffsynthesevorrichtung 1 zugeführt und dort zuIn Fig. 1 a section of a system network is shown. Ammonia and carbon dioxide are supplied to the urea synthesis device 1 at the educt inlet 30 and added there
Harnstoff umgesetzt. Der Harnstoff wird dann in die Harnstoffformungsvorrichtung 2 überführt. Die Abluft aus der Harnstoffformungsvorrichtung 2 wird in dieUrea implemented. The urea is then transferred to the urea forming device 2. The exhaust air from the urea forming device 2 is fed into the
Formungsabluftwäschevorrichtung 4 überführt. Das Prozesskondensat, welches bei derForming exhaust air scrubber 4 transferred. The process condensate that occurs at the
18.02.2022 LU10291402/18/2022 LU102914
Synthese von Harnstoff aus Ammoniak und Kohlendioxid entsteht, wird aus derSynthesis of urea from ammonia and carbon dioxide is produced from the
Harnstoffsynthesevorrichtung 1 in einen Prozesskondensatspeicher 3 überführt. Hier wird der Prozesskondensatstrom erfindungsgemäß aufgeteilt. Ein Teilstrom, beispielsweise 50 %, werden in die Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung 10 überführt, wie diese aus dem Stand der Technik für einen solchen Anlagenverbund bekannt und üblich ist.Urea synthesis device 1 is transferred to a process condensate storage 3. Here the process condensate stream is divided according to the invention. A partial stream, for example 50%, is transferred to the process condensate purification device 10, as is known and customary from the prior art for such a system network.
Das Prozesskondensat wird zunächst durch den vierten Wärmetauscher 14 in die ersteThe process condensate is first passed through the fourth heat exchanger 14 into the first
Stufe 11 geführt und dort bei zum Beispiel 140 °C und 3 bar Ammoniak abgetrennt. Nach dem Durchlaufen der ersten Stufe 11 gelangt das Prozesskondensat durch den fünftenStage 11 and separated there at, for example, 140 ° C and 3 bar ammonia. After passing through the first stage 11, the process condensate passes through the fifth
Wärmetauscher 15 in die zweite Stufe 12, beispielswiese für 60 min bei 200 °C und 16 bar. Hierdurch wird der Harnstoff mit Wasser in Ammoniak und Kohlendioxid umgesetzt. Durch den fünften Wärmetauscher 15 gelangt das Prozesskondensat in die dritte Stufe 13, wo bei den gleichen Bedingungen der ersten Stufe 11 (in einer gemeinsamen Kolonne) Ammoniak abgetrennt wird. Dieses gelangt dann über eine zweite Leitung 41 zurück in die Harnstoffsynthesevorrichtung 1. Das gereinigteHeat exchanger 15 in the second stage 12, for example for 60 minutes at 200 ° C and 16 bar. This converts the urea with water into ammonia and carbon dioxide. The process condensate passes through the fifth heat exchanger 15 to the third stage 13, where ammonia is separated off under the same conditions as the first stage 11 (in a common column). This then returns to the urea synthesis device 1 via a second line 41. The cleaned
Prozesskondensat gelangt aus der dritten Stufe 13 durch den vierten Wärmetauscher 14 zum Prozesskondensatausgang 32 und kann an andere Prozesse übergeben werden.Process condensate passes from the third stage 13 through the fourth heat exchanger 14 to the process condensate outlet 32 and can be passed on to other processes.
Ein weiterer Teilstrom, beispielsweise 50 %, des Prozesskondensats werden aus demA further partial stream, for example 50%, of the process condensate comes from the
Prozesskondensatspeicher 3 in die Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung 20 überführt. Dort gelangt das Prozesskondensat zunächst in den ersten Wärmetauscher 22 und wird dort vorgewärmt und in die Kolonne 21, beispielsweise eine Füllkörperkolonne, überführt. Der am oberen Ende der Kolonne 21 austretende Gasstrom wird durch den zweiten Wärmetauscher 23 geleitet und kondensiert. Ein Teilstrom davon wird zurück in die Kolonne 21 geführt, der restliche Teilstrom durch die erste Leitung 40 in dieProcess condensate storage 3 is transferred to the coarse process condensate purification device 20. There the process condensate first reaches the first heat exchanger 22 and is preheated there and transferred to the column 21, for example a packed column. The gas stream emerging at the upper end of the column 21 is passed through the second heat exchanger 23 and condensed. A partial stream of this is fed back into the column 21, the remaining partial stream through the first line 40 into the
Harnstoffsynthesevorrichtung 1 geführt. Das am unteren Ende der Kolonne austretende grobgereinigte Prozesskondensat wird geteilt und ein Teilstrom durch dieUrea synthesis device 1 guided. The coarsely cleaned process condensate emerging at the lower end of the column is divided and a partial stream flows through
Prozesskondensatrückführungsleitung und den dritten Wärmetauscher 24 erwärmt, zumindest teilweise verdampft, und erneut der Kolonne 21 zugeführt. Der restlicheProcess condensate return line and the third heat exchanger 24 are heated, at least partially evaporated, and fed to the column 21 again. The rest
Teilstrom des grobgereinigten Prozesskondensats wird über den ersten Wärmetauscher 22 zur Rückgewinnung der Wärme geführt und anschließend in diePartial flow of the coarsely cleaned process condensate is led via the first heat exchanger 22 to recover the heat and then into the
Formungsabluftwäschevorrichtung 4 geführt, um dort weiteren Harnstoff aus der Abluft aufzunehmen.Forming exhaust air scrubber 4 guided to absorb further urea from the exhaust air.
os rcos rc
Bezugszeichen ° 1 Harnstoffsynthesevorrichtung 2 Harnstoffformungsvorrichtung 3 Prozesskondensatspeicher 4 FormungsabluftwäschevorrichtungReference number ° 1 Urea synthesis device 2 Urea shaping device 3 Process condensate storage 4 Forming exhaust air scrubber device
Prozesskondensataufreinigungsvorrichtung 11 erste Stufe 12 zweite Stufe 13 dritte Stufe 10 14 vierter Wärmetauscher flnfter WärmetauscherProcess condensate purification device 11 first stage 12 second stage 13 third stage 10 14 fourth heat exchanger fifth heat exchanger
Grobprozesskondensataufreinigungsvorrichtung 21 Kolonne 22 erster Wärmetauscher 15 23 zweiter Wärmetauscher 24 dritter WärmetauscherCoarse process condensate purification device 21 column 22 first heat exchanger 15 23 second heat exchanger 24 third heat exchanger
Edukteingang 31 Produktausgang 32 Prozesskondensatausgang 20 40 erste Leitung 41 zweite LeitungEduct inlet 31 Product outlet 32 Process condensate outlet 20 40 first line 41 second line
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