Способ обработки воды в производстве мочевины

Способ обработки воды в производстве мочевины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сокээ Советсккк

Соцкалкстическме

Республкк

ОП ИГРАНИ Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 739002 т и

Ъ (6! ) jl,îèîëííòåëüíîå к авт. свил-ву (22) Заявлено 25.01.78 (2! ) 2573696/29-26 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Опубликовано 05.06.80 Бюллетень .% 21

Дата опубликования описания 08.06.80 (51)М. Кл.

С 02 С 5/00

Государственный комитет ло делам нэобретеиий н открытий (53) УДК628. .349: 661.7 17. .5 (083.8) (72) Авторы изобретения

Д. М. Горловский, В. И. Кучерявь:й, К. Н. Синева и f0. А. Сергеев (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ

МОЧЕВИНЫ

Изобретение относится к способам обработки воды, в частности в производстве мочевины, и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ обработки воды в прокзводстве получения мочевины, сог5 ласно которому охлаждение чистой обс ротной воды (применяемой для снятия низкотемпературного тепла ступенчатого сжатия СО в компрессорах перед реак о тором синтеза, конденсации-абсорбции газов дистилляции и т.д.) осушествляют в обшезаводском оборотном цикле с помощью охладителя (например, башенной градирни) (1).

В этбм способе низкотемпературное тепло производственного процесса не только не используется, более того, для снятия этого тепла затрачиваются энергетические средства (охлаждаюшая вода).

Известен c òîñîá, согласно которому для обезвреживания сточных вод осуществляют высокотемпературную обработку (при 180-200 и давлении 16-18 кгс/см ) о и сточной жидкости, выделяющиеся при гидролизе мочевины и Нз и СО десорбируют из раствора и рециркули1.:уют на синтез мочевины !23

Такой способ обработктт сточных вод требуюет больших капитальных и энергетических затрат, связан с необходимостью разрушения части синтезированного целевого продукта.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки воды. в производстве мочевины, включаюшнй охлаждение чистой оборотной воды и загрязненной сточной воды в двух раздельных водооборотных циклах с использованием инжекционной градирни .в цикле охлаждения и испарении сточной воды !3! .

Согласно этому способу часть низкотемпературного тепла снимается загрязненной сточной водой, циркулируюшей в специальном водооборотном цикле (спеццикле) через градирню, в которой наряду с охлаждением циркулируюшего водяного потока происходит испарение сточных

739002 а вод. Чтобы исключить накопление в потоке сточных вод примесей мочевины и аммиака, часть этого потока непрерывно подают в зону абсорбции газов дистилляции низкого давления. Преимушествами способа являются частичное использование низкотемпературного тепла, соответствующее снижение потребления охлаждающей воды иэ обшезаводского оборотного цикла и ликвидация (хотя бы частичная) сточных вод, Как показал опыт, известная технология нуждается в совершенствовании. Для поддержания нормального технологическо го режима работы агрегата производства мочевины необходимо испарить в градирне строго определенное количество сточных вод и одновременно обеспечить заданный температурный режим в теплообменниках, которые входят в состав спеццикла.

Укаэанные характеристики зависят от множества факторов, например от нагрузки реактора синтеза мочевины по сырью, состояния теплообменной аппаратуры, метеорологических условий, колебаний показателей технологического режима в большинстве аппаратов всего агрегата производства мочевины. Изменения перечисленных факторов обусловливают диспропорцию между количеством образующихся в производственном цикле сточных вод и количеством испаренной в инжекционной градирне воды, Если первая величина больше второй, необходимы дополнительные cpegства переработки сточных вод. Если вторая величина больше первой, необходима подпитка спеццикла дополнительным коли чеством воды.

Режим работы с подпиткой спеццикла дополнительной водой нецелесообразен, так как в этом случае наряду с увеличением водопотребления возрастают затраты электроэнергии на циркуляцию воды в спеццикле и тепловой энергии на испарение воды.

В периоды, когда количество испаренной в инжекционной градирне воды меньше образуюшегося в производственном цикле количества сточных вод, учитывая недопустимость сброса избытка сточных вод в канализацию, приходится снижать нагрузку цеха и соответственно выработку продукци и.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса путем снижения расхода чистой воды .

Поставленная цель достигается тем, что 10-100 воздуха, инжектируемого

В наиболее благоприятных условиях для исключения дебаланса в процессе испарения сточных вод необходимо подвергать .теплообмену с чистой оборотной водой порядка 10% воздуха, поступаюшего в инжекционную градирню. При неблагоприятных условиях может оказаться необходимым подвергать такому теплообмену весь поток воздуха. В каждом конкретном случае это количество должно быть вполне определенным. Соотношение между потоками воздуха, инжектируемого в градирню после теплообмена и непосредственно иэ атмосферы, следует изменять в зависимости от уровня в бассейне градир- . ни для испарения сточной воды таким образом, чтобы этот уровень всегда был постоянным. Следовательно, количество инжектируемого в градирню воздуха, который подвергают теплообмену через стенку с чистой оборотной водой, строго регламентированоо. в градирню для испарения сточной воды, подвергают теплообмену через стенку с чистой оборотной водой.

Объем циркулируюшей в спеццикле загрязненной сточной воды определяется тем, что в градирне испаряется 1-4% от количества циркулирующего потока. С учетом этого спеццикл покрывает примерно на 1/3-1/2 потребность агрегата производства мочевины в охлаждаюшей оборотной воде. Поэтому кроме воды спеццикла приходится применять охлаждаюшую воду из обшезаводского оборотного цикла. Количество испаренной сточной воды при

15 прочих равных условиях зависит от теп лового баланса инжекционной градирни и прежде всего от температуры контактируюших в инжекционной градирне потоков воды и воздуха. Температура воды

20 градирней определяется заданным режимом в теплообменниках спеццикла и беэ нарушения этого режима не может быть сушественно изменена. Предусмотренный изобретением подогрев 10-100/o воздуха, 25 инжектируемого в градирню цикла загрязненной сточной воды, путем теплообмена через стенку с чистой оборотной водой, позволяет независимо от показателей работы агрегата производства мочевины и

30 метеорологических условий обес печить необходимую тепловую нагрузку инжекционной градирни и испарить все коли.чество образующихся в производственном процессе сточных вод при одновре35. менном соблюдении заданного режима в теплообменниках спеццикла.

5 ТЗОО

Способ осуществляется следующим образомм.

Загрязненную сточную воду подают во всасывающую линию насоса, который прокачивает водяной поток через блок теплообменников, Нагретую сточную воду далее раэбрызгивают форсунками инжекционной градирни. Инжектируемый иэ коллектора воздух проходит через градирню и вместе с парами воды выбрасывается в атмосферу. о ,Предусмотрено два варианта подачи воздуха в коллектор: из узла охлаждения чистой оборотйой воды либо, одновременно, с этим, из атмосферы.

Поток чистой оборотной воды поступает в блок теплообменников, где нагревается и выводится для охлаждения в воздушный холодильник, откуда поступает в коллектор общезаводских охладителей оборотной воды. Холодильник одновременно выполняет функции калорифера для подогрева атмосферного воздуха, нагнетаемого вентилятором; воздух подают в инжекционную градирню; избыток воздуха в случае необходимости выбрасывают в 2$ атмосферу.

Для оперативного поддержания необходимого соотношения между потоками воздуха, инжектируемого в градирню после теплообмена и непосредственно из атмос30 феры, может быть применена простая схема, состояп,ая из датчика уровня воды. в бассейне инжекпионной градирни, регулятора, регулируют.его клапана не линии подачи подогретого воздуха к форсункам, регулирующего клапана на линии всасывения атмосферного воздуха. При падении уровня в бассейне инжекционной градирни ниже регламентированного значения (это

40 означает, что количество испаренной сточной воды превышает норму), регулятор посредством воздействия на оба клапана уменьшает расход подогретого воздуха через клапан на линии подачи подогретого

4$ воздуха и соответственно увеличивает расход холодного воздуха через клапан на линии всасывения атмосферного aoagyxa. Интенсивность испарения водь. в градирне снижается и уровень в бассейне $6 повышается до нормы.

Поток чистой оборотной воды иэ внешнего водооборотного цикла в случае необходимости может быть изменен.

Пример 1. 3,5 м /час эагряэз

$$ ненной сточной воды поступает во всасывающую линию насосе, который подвергает циркуляции 100 м /час этой воды через блок теплообменников, где вода

02.. 6 нагревается до +64 С. Указанный поток

:сточных вод разбрыэгивается форс ункеми инжекционной градирни. Атмосферный о воздух с температурой — 10 С подается вентилятором через калорифер, где

145000 м /час воздуха нагреваются

3 о до температуры +29 С и направляются через регулирующий клапан к форсункам.

Количество воздуха, выбрасываемого в атмосферу после калорифера, и количество воздуха, подсасываемого иэ атмосферы через клапан равно нулю. Инжектируемый из коллектора воздух проходит через градирню и вместе с парами воды выбрасывается в атмосферу. о

Охлежденнея до +40 С вода попадает в бассейн, е оттуда . поступает в линию всесывания насоса (вода поступает на" охлаждение высокотемпературных технологических аппаратов) . Нагрев воздуха обеспечивается подачей в воздушный холодильник с оребренными трубами (калорифер) 300 м /час оборотной воды

3 о с температурой 36 С на входе в аппарат о и температурой 30 С на выходе из аппарата.

Пример 2. При температуре о атмосферного воздуха +19 C и указанных в примере 1 параметрах работы схемы по предлагаемому способу клепан пропускает 99700 м /час воздуха из етмосфе3 ры, который, пройдя через калорифер, нагревается до 33,5 С. 45300 мз/час о о воздуха с температурой +19 С подают в градирню иэ атмосферы через регулирующий клапан. Нагрев воздуха обеспечивают подачей 300 м /час чистой о оборотной воды с температурой +36 С.

Не выходе иэ воздушного холодильника температура воды снижается до +34,5 С. о

Пример 3. При температуре о атмосферного воздуха +28 5 C и ука-, занных в примере 1 параметрах работы схемы по предлагаемому способу клапан пропускает 14.500 м /час воздуха из атмосферы, который, пройдя через калорифер, нагревается до 33,5 С. 130500 м /час о воздуха с температурой +28,5 С подают в градирню из атмосферы через регулирующий клапан. Нагрев воздухе обеспечивают подачей 11 м /час чистой о оборотной воды с температурой 36,S С.

Не выходе из воздушного холодильника о температура воды составляет 34,5 С.

Использование изложенного способа позволяет превратить производство мочевины в бессточное производство, ликвидировать в цехе всю систему промышленной канализации, выделить в товарном виде мочевину, содержащуюся в сточных водах сократить потреблен и е чис той оборотной воды из общезаводской системы.

Способ обработки воды в производстве мочевины, включающий охлаждение чистой оборотной водь. и загрязненной сточной воды в двух раздельных водооборотных циклах с применением инжекционной градирни в цикле охлаждения и испарения сточной воды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расхода

Формула изобретения

739002 8 чистой водь: при одновременном соблюдении заданного режима в теплообменниках цикла сточной воды, 10-1009о воздуха, инжектируемого в градирню для исгарения сточной воды, подвергают теплообмену через стенку с чистой воборотной водой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кучерявый В. И. и Лебедев В. В.

10 Синтез и применение карбамида. Л., Химия, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 186891, кл. С 02 С 5/00, 1965.

3. Изменения и дополнения ¹ 3 к тех15 нологическому регламенту ¹ 5/30 производства карбамида Черкасского ПС Азот", 19 76 (прототип) .

Составитель Г. лебедева

Редактор Л. Курасова Техред М, Кузьма Корректор В. Бутяга

Заказ 2768/22 Тираж 1020 Подписное

Ш1ИИ1!И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4