RU2824071C2

RU2824071C2 - Plant and method for production of granulated carbamide

Info

Publication number: RU2824071C2
Application number: RU2023123293A
Authority: RU
Inventors: Гаральд Францрае
Original assignee: Тиссенкрупп Фертилайзер Текнолоджи Гмбх; Тиссенкрупп Аг
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2024-08-01

Abstract

FIELD: chemical industry.

SUBSTANCE: invention relates to plant (1) for production of granulated carbamide. Proposed plant comprises at least one carbamide granulation device (2), at least one dust cleaning scrubber (3), at least one concentrating device (4) and at least one condensing device (5), in which the waste gas stream (6) from the carbamide granulation device (2) can be supplied to the dust cleaning scrubber (3), wherein the waste gas stream (6) is washed in the dust cleaning scrubber (3), at least one effluent (7) from dust cleaning scrubber (3) can be supplied to concentrating device (4), wherein said effluent (7) can be concentrated in concentrating device (4), wherein vapors (8) formed during concentration can be at least partially supplied to condensation device (5), and wherein said vapors (8) are at least partially condensed in condensation device (5). Possible deposits of water-insoluble substances, in particular sulfur, in condensation device (5) can be prevented during current operation or at least can be removed during current operation. Condensing device (5) comprises at least first capacitor (9) and second capacitor (10) that pairs (8) can pass through capacitors (9, 10) independently of each other, and that during current operation pairs (8) can selectively pass either through first capacitor (9) or through second capacitor (10). First condenser (9) or second condenser (10) can be selectively operated either with cooling water or with water vapor. Also disclosed is a method of producing granulated carbamide.

EFFECT: proposed invention allows to avoid clogging of plant parts with water-insoluble substances.

10 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к установке для изготовления гранулированного карбамида, содержащей по меньшей мере одно устройство гранулирования карбамида, по меньшей мере один скруббер очистки от пыли, по меньшей мере одно концентрирующее устройство и по меньшей мере одно конденсационное устройство, причем поток отработавшего газа из устройства гранулирования карбамида может быть подан в скруббер очистки от пыли, при этом поток отработавшего газа промывается в скруббере очистки от пыли, причем по меньшей мере один выходящий поток из скруббера очистки от пыли может быть подан в концентрирующее устройство, при этом указанный выходящий поток может быть концентрирован в концентрирующем устройстве, причем образуемые при концентрировании пары могут быть по меньшей мере частично поданы в конденсационное устройство и при этом указанные пары по меньшей мере частично конденсируется в конденсационном устройстве.The invention relates to an installation for producing granulated urea, comprising at least one urea granulation device, at least one dust scrubber, at least one concentrating device and at least one condensing device, wherein the exhaust gas flow from the urea granulation device can be fed to the dust scrubber, wherein the exhaust gas flow is washed in the dust scrubber, wherein at least one outlet stream from the dust scrubber can be fed to the concentrating device, wherein said outlet stream can be concentrated in the concentrating device, wherein the vapors formed during concentration can be at least partially fed to the condensing device and wherein said vapors are at least partially condensed in the condensing device.

Кроме того, изобретение относится к способу изготовления гранулированного карбамида, в котором поток отработавшего газа из устройства гранулирования карбамида промывают в скруббере очистки от пыли, причем по меньшей мере один выходящий поток из скруббера очистки от пыли концентрируют и подают в устройство гранулирования карбамида, при этом образуемые при концентрировании пары по меньшей мере частично конденсируют в конденсационном устройстве.In addition, the invention relates to a method for producing granulated urea, in which a flow of exhaust gas from a urea granulation device is washed in a dust scrubber, wherein at least one outlet flow from the dust scrubber is concentrated and fed to a urea granulation device, wherein the vapors formed during concentration are at least partially condensed in a condensation device.

При промышленном изготовлении карбамида почти исключительно используется синтез из аммиака (NH₃) и диоксида углерода (СО₂) при высоком давлении примерно 150 бар и температуре около 180°C. Оба этих ингредиента часто получают из расположенной вблизи аммиачной установки.Industrial production of urea almost exclusively involves synthesis from ammonia (NH ₃ ) and carbon dioxide (CO ₂ ) at high pressures of approximately 150 bar and temperatures of approximately 180°C. Both of these ingredients are often obtained from a nearby ammonia plant.

Для изготовления композиций в форме частиц, содержащих карбамид, в уровне техники известны различные способы. В прошлом частицы карбамида, как правило, изготавливали посредством кристаллизации с распылением, при которой по существу безводный расплав карбамида (содержание воды от 0,1 до 0,3 мас.%) распылялся с верхней части башенного кристаллизатора с распылением в восходящий поток воздуха при температуре окружающей среды, и капли затвердевали в кристаллы (приллы). Полученные таким образом приллы имеют относительно небольшой диаметр, а также низкую механическую прочность.Various methods are known in the art for producing particulate compositions containing urea. In the past, urea particles were typically produced by spray crystallization, in which a substantially anhydrous urea melt (water content of 0.1 to 0.3 wt.%) was sprayed from the top of a spray crystallizer into an ascending air stream at ambient temperature, and the droplets solidified into crystals (prills). The prills thus obtained have a relatively small diameter, as well as low mechanical strength.

В настоящее время частицы карбамида с большими диаметрами частиц и лучшими механическими свойствами обычно изготавливают посредством гранулирования по существу безводного плава карбамида или водного раствора карбамида в псевдоожиженном слое. При этом способе гранулирования водный раствор карбамида с концентрацией карбамида от 70 до 99,9 мас.% в виде очень тонкодисперсных капелек со средним диаметром от 20 до 120 мкм добавляют в псевдоожиженный слой частиц карбамида, причем выбирают такую температуру, при которой вода в растворе, распыляемом на частицы карбамида, испаряется, а карбамид осаждается на частицах, в результате чего получается гранулят с желаемым размером частиц 2,5 мм или больше.Currently, urea particles with large particle diameters and better mechanical properties are usually produced by granulating a substantially anhydrous urea melt or an aqueous urea solution in a fluidized bed. In this granulation method, an aqueous urea solution with a urea concentration of 70 to 99.9 wt.% in the form of very fine droplets with an average diameter of 20 to 120 μm is added to a fluidized bed of urea particles, and a temperature is selected at which the water in the solution sprayed onto the urea particles evaporates and the urea precipitates on the particles, resulting in a granulate with a desired particle size of 2.5 mm or more.

Отработавший воздух из гранулятора с псевдоожиженным слоем содержит большую или меньшую долю пыли. Этот отработавший воздух необходимо очищать, прежде чем он снова попадет в окружающую среду. В большинстве случаях это происходит с помощью скрубберов очистки от пыли различного типа. В обычных в настоящее время способах грануляции в псевдоожиженном слое при изготовлении гранулированного карбамида от 2 до 5% потока продукта может попадать в отработавший воздух в виде пыли. При мощности установки от 2000 до 4000 т в день целесообразно снова включать отделенную пыль в процесс. Поэтому, как правило, выходящий поток из скрубберов очистки от пыли (примерно от 35 до 50 мас.% карбамида) концентрируют путем выпаривания (от 95 до 99 мас.% карбамида), прежде чем раствор снова подают на гранулирование. В случае чистого карбамида, хорошо растворимого в воде, этот способ является, в целом, уровнем техники.The exhaust air from the fluidized bed granulator contains a greater or lesser proportion of dust. This exhaust air must be cleaned before it is released back into the environment. In most cases, this is done using dust scrubbers of various types. In the currently common fluidized bed granulation processes for the production of granulated urea, 2 to 5% of the product stream can enter the exhaust air in the form of dust. With a plant capacity of 2,000 to 4,000 tons per day, it is advisable to reintroduce the separated dust into the process. As a rule, therefore, the effluent from the dust scrubbers (approximately 35 to 50% by weight of urea) is concentrated by evaporation (95 to 99% by weight of urea) before the solution is fed back to the granulator. In the case of pure urea, which is highly soluble in water, this process is generally the state of the art.

Однако, агрономические требования к карбамидным удобрениям меняются. Для обеспечения достаточного питания растений все больше возрастает потребность в других питательных веществах. Однако, некоторые из этих вторичных питательных веществ и микроэлементов являются не растворимыми в воде. Это относится, например, к элементарной сере. Хотя, большинство не растворимых в воде веществ может быть без каких-либо больших проблем включено в процесс гранулирования карбамида, эти вещества, однако, присутствуют также в пыли и отделяются скрубберами очистки от пыли.However, the agronomic requirements for urea fertilizers are changing. To ensure sufficient plant nutrition, the need for other nutrients is increasing. However, some of these secondary nutrients and microelements are insoluble in water. This applies, for example, to elemental sulfur. Although most of the water-insoluble substances can be incorporated into the urea granulation process without major problems, these substances are, however, also present in the dust and are separated by dust scrubbers.

Концентрирование растворов карбамида осуществляют, как правило, под вакуумом в кожухотрубном испарителе. Концентрированный раствор подают обратно в устройство гранулирования. Затем пары конденсируют в кожухотрубном конденсаторе. Конденсат может быть использован в скрубберах для насыщения горячего отработавшего воздуха из гранулятора. Если, например, раствор скруббера содержит элементарные частицы серы, то сера, вследствие высокого давления водяного пара, может сублимировать в испарителе из твердого состояния в газовую фазу. Эта сублимированная сера осаждается в каждом более холодном месте устройства, и таким образом блокирует аппарат в среднесрочной перспективе.Concentration of urea solutions is usually carried out under vacuum in a shell-and-tube evaporator. The concentrated solution is fed back to the granulation device. The vapors are then condensed in a shell-and-tube condenser. The condensate can be used in scrubbers to saturate the hot exhaust air from the granulator. If, for example, the scrubber solution contains elementary sulfur particles, the sulfur, due to the high pressure of water vapor, can sublimate in the evaporator from the solid state to the gas phase. This sublimated sulfur precipitates in each cooler place of the device, and thus blocks the apparatus in the medium term.

Является относительно трудным удалить серу, особенно в "холодном" конденсаторе паров. Как правило, пары направляются в пучок труб кожухотрубного конденсатора. Вследствие этого сера попадает в охлаждающие трубы и блокирует их. Возможна только механическая очистка труб. Это обуславливает длительное время простоя и очистки.It is relatively difficult to remove sulfur, especially in a "cold" vapor condenser. Typically, vapors are directed into the tube bundle of a shell-and-tube condenser. As a result, sulfur enters the cooling tubes and blocks them. Only mechanical cleaning of the tubes is possible. This causes long downtimes and cleaning.

Поэтому задача данного изобретения - предоставить установку, а также способ для изготовления гранулированного карбамида, в которых, насколько это возможно, можно избежать засорения частей установки не растворимыми в воде веществами.Therefore, the object of the present invention is to provide an installation and a method for producing granulated urea in which, as far as possible, clogging of parts of the installation with water-insoluble substances can be avoided.

Эта задача решается прежде всего с помощью технического решения по пункту 1 формулы изобретения посредством того, что возможные отложения не растворимых в воде веществ, в частности серы, в конденсационном устройстве могут быть удалены из конденсационного устройства во время текущей эксплуатации. При этом не растворимые в воде вещества могут быть удалены из конденсационного устройства таким образом, что отложения вовсе не образуются. При этом предусмотрено, чтобы вещества, если они будут прилипать к стенкам конденсационного устройства, смывались или отделялись от стенок посредством сдвигающего усилия вводимого потока. Возможно также, что не растворимые в воде вещества расплавляются за счет повышения температуры и, таким образом, отделяются от стенок. При этом под не растворимыми в воде веществами нужно понимать в частности серу, так как сера является становящимся все более важным питательным веществом в производстве удобрений.This problem is solved primarily by the technical solution according to claim 1 of the invention by the fact that possible deposits of water-insoluble substances, in particular sulphur, in the condensation device can be removed from the condensation device during ongoing operation. In this case, water-insoluble substances can be removed from the condensation device in such a way that deposits do not form at all. In this case, it is provided that substances, if they stick to the walls of the condensation device, are washed off or separated from the walls by the shear force of the introduced flow. It is also possible that water-insoluble substances are melted by increasing the temperature and are thus separated from the walls. In this case, water-insoluble substances are to be understood to mean in particular sulphur, since sulphur is an increasingly important nutrient in the production of fertilizers.

В зависимости от желаемой конечной концентрации (от 70 до 99,9 мас.%), концентрирование выходящего потока может быть осуществлено в множестве ступеней. Каждая ступень концентрирования эксплуатируется в последующем при разном давлении. Для каждой ступени концентрирования предусмотрены соединения с конденсатором. В качестве альтернативы может быть использована объединенная ступень конденсации. Предпочтительно, если концентрирование осуществляют в области пониженного давления, иными словами, когда рабочее давление меньше, чем давление окружающей среды. Тем не менее, также возможны более высокие давления. В результате установка может иметь множество концентрирующих устройств и соответственно множество выходящих потоков.Depending on the desired final concentration (from 70 to 99.9 wt.%), the concentration of the outlet stream can be carried out in a plurality of stages. Each concentration stage is subsequently operated at a different pressure. Connections to a condenser are provided for each concentration stage. Alternatively, a combined condensation stage can be used. Preferably, the concentration is carried out in a reduced pressure region, in other words, when the operating pressure is lower than the ambient pressure. However, higher pressures are also possible. As a result, the plant can have a plurality of concentrating devices and, accordingly, a plurality of outlet streams.

В первом варианте осуществления предлагаемой согласно изобретению установки предусмотрено, что конденсационное устройство содержит по меньшей мере первый конденсатор и второй конденсатор, что пары могут проходить через эти конденсаторы независимо друг от друга, и что во время текущей эксплуатации пары могут выборочно проходить либо через первый конденсатор, либо через второй конденсатор. За счет использования по меньшей мере двух конденсаторов возможна работа в технологическом процессе только одного конденсатора. При засорении не растворимыми в воде веществами труб или стенок первого конденсатора, второй конденсатор может быть введен в эксплуатацию. Во время периода, когда второй конденсатор находится в эксплуатации, первый конденсатор может быть очищен. При этом по охлаждающим трубам выведенного из эксплуатации конденсатора может быть направлена, например, теплообменная среда, имеющая достаточно высокую температуру для расплавления осажденного не растворимого в воде вещества и отделения его от стенок. При этом первый конденсатор и/или второй конденсатор может представлять собой кожухотрубный конденсатор.In a first embodiment of the apparatus according to the invention, it is provided that the condensation device comprises at least a first condenser and a second condenser, that the vapors can pass through these condensers independently of each other, and that during current operation the vapors can selectively pass through either the first condenser or the second condenser. By using at least two condensers, it is possible to operate only one condenser in the process. If the tubes or walls of the first condenser are clogged with water-insoluble substances, the second condenser can be put into operation. During the period when the second condenser is in operation, the first condenser can be cleaned. In this case, for example, a heat exchange medium having a sufficiently high temperature for melting the deposited water-insoluble substance and separating it from the walls can be directed through the cooling tubes of the condenser taken out of operation. In this case, the first condenser and/or the second condenser can be a shell-and-tube condenser.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что первый конденсатор или второй конденсатор может выборочно эксплуатироваться с охлаждающей водой или с водяным паром. При осаждении на стенках конденсатора не растворимого в воде вещества, например, серы, через охлаждающие трубы вместо охлаждающей воды может быть направлен водяной пар. Пары, которые продолжают образовываться, могут быть направлены в параллельный конденсатор. При направлении водяного пара с достаточно высокой температурой через охлаждающие трубы не растворимое в воде вещество расплавляется и отделяется от стенок конденсатора. Водяной пар должен иметь температуру по меньшей мере 115°C, предпочтительно 125°C, особенно предпочтительно около 135°C. Температура плавления элементарной серы около 115°C. При температуре 135°C, в частности при разности температур около 20°C относительно температуры плавления, может быть гарантировано расплавление серы.In another preferred embodiment of the invention, it is provided that the first condenser or the second condenser can be selectively operated with cooling water or with steam. If a water-insoluble substance, such as sulphur, is deposited on the walls of the condenser, steam can be fed through the cooling tubes instead of cooling water. The steam that continues to form can be fed into a parallel condenser. By feeding steam at a sufficiently high temperature through the cooling tubes, the water-insoluble substance melts and is separated from the walls of the condenser. The steam should have a temperature of at least 115°C, preferably 125°C, particularly preferably about 135°C. The melting point of elemental sulphur is about 115°C. At a temperature of 135°C, in particular at a temperature difference of about 20°C relative to the melting point, melting of the sulphur can be ensured.

Для другой компоновки установки в другом варианте осуществления изобретения предусмотрено, что первый конденсатор и/или второй конденсатор выполнены в виде конденсатора с U-образными трубками.For another arrangement of the installation, in another embodiment of the invention, it is envisaged that the first condenser and/or the second condenser are designed as a condenser with U-shaped tubes.

В альтернативном или дополнительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что конденсационное устройство содержит по меньшей мере один оросительный конденсатор. Конструкция оросительного конденсатора сравнительно проста. Он образован из башнеобразного резервуара, в котором распыляется охлаждающая вода. Большие объемы жидкости априори предотвращают возможность осаждения не растворимых в воде веществ на стенках оросительного конденсатора.In an alternative or additional embodiment of the invention, it is envisaged that the condensation device comprises at least one spray condenser. The design of the spray condenser is comparatively simple. It is formed from a tower-shaped tank in which cooling water is sprayed. Large volumes of liquid a priori prevent the possibility of settling of water-insoluble substances on the walls of the spray condenser.

Для улучшения отделения не растворимых в воде веществ в другом варианте осуществления изобретения предусмотрено, что концентрирующее устройство соединено по текучей среде с конденсационным устройством и что указанное соединение по текучей среде может быть нагрето. Соединение по текучей среде может представлять собой стандартное трубопроводное соединение. Нагревание соединения по текучей среде предотвращает охлаждение не растворимых в воде веществ в соединении по текучей среде настолько, что они могли бы осаждаться в трубопроводах.In order to improve the separation of water-insoluble substances, another embodiment of the invention provides that the concentrating device is connected via a fluid medium to the condensing device and that said fluid medium connection can be heated. The fluid medium connection can be a standard pipeline connection. Heating the fluid medium connection prevents the water-insoluble substances in the fluid medium connection from cooling down to such an extent that they could settle in the pipelines.

Другой вариант осуществления изобретения предусматривает, что соединение содержит по меньшей мере одно фланцевое соединение. Фланцевое соединение также выполнено с возможностью нагрева, в результате чего предотвращается осаждение не растворимых в воде веществ во фланцевом соединении.Another embodiment of the invention provides that the connection comprises at least one flange connection. The flange connection is also designed with the possibility of heating, as a result of which the precipitation of water-insoluble substances in the flange connection is prevented.

Для дальнейшего улучшения отделения, в частности, серы, в другом варианте осуществления изобретения предусмотрено, что соединение по текучей среде может быть нагрето так, что температура составляет выше 115°C, предпочтительно выше 125°C, особенно предпочтительно равна 135°C. Элементарная сера имеет температуру плавления около 115°C. Таким образом должна быть достигнута по меньшей мере температура выше 115°C. Особенно предпочтительна температура около 135°C, так как разность температур около 20°C гарантирует плавление элементарной серы на стенках соединения по текучей среде.In order to further improve the separation, in particular of sulphur, in another embodiment of the invention it is provided that the fluid connection can be heated so that the temperature is above 115°C, preferably above 125°C, particularly preferably equal to 135°C. Elemental sulphur has a melting point of about 115°C. Thus, at least a temperature of above 115°C should be achieved. A temperature of about 135°C is particularly preferred, since a temperature difference of about 20°C ensures the melting of elemental sulphur on the walls of the fluid connection.

Для более эффективного использования установки в другом предпочтительном варианте осуществления предусмотрено, что конденсационное устройство содержит насос, посредством которого может циркулировать распыляемая вода оросительного конденсатора и, что конденсационное устройство содержит теплообменник, посредством которого распыляемая вода оросительного конденсатора может быть охлаждена. Следовательно, необходимая распыляемая вода или охлаждающая вода может циркулировать и использоваться повторно. Теплообменник может представлять собой пластинчатый теплообменник. Выходящий из оросительного конденсатора поток воды содержит, например, как серу, так и конденсированные пары. Возможно также, что предусмотрена система регулирования потока, посредством которой поток циркулирующей воды может поддерживаться постоянным. Образовавшийся конденсат, например, с долей серы, подают в скрубберную систему, где он используется в качестве подпиточной жидкости.In order to use the plant more efficiently, in another preferred embodiment it is provided that the condensing device comprises a pump by means of which the spray water of the spray condenser can be circulated and that the condensing device comprises a heat exchanger by means of which the spray water of the spray condenser can be cooled. The required spray water or cooling water can therefore be circulated and reused. The heat exchanger can be a plate heat exchanger. The water flow leaving the spray condenser contains, for example, both sulphur and condensed vapours. It is also possible that a flow control system is provided by means of which the flow of circulating water can be maintained constant. The resulting condensate, for example with a proportion of sulphur, is fed to the scrubber system, where it is used as make-up liquid.

Кроме того, вышеуказанная задача решается с помощью способа изготовления гранулированного карбамида, в котором поток отработавшего газа из устройства гранулирования карбамида промывают в скруббере очистки от пыли, причем по меньшей мере один выходящий поток из скруббера очистки от пыли концентрируют и подают в устройство гранулирования карбамида, при этом пары, образующиеся при концентрировании, по меньшей мере частично конденсируют в конденсационном устройстве, отличающегося тем, что возможные отложения не растворимых в воде веществ, в частности серы, в конденсационном устройстве удаляют из конденсационного устройства во время текущей эксплуатации.In addition, the above-mentioned problem is solved using a method for producing granulated urea, in which the exhaust gas flow from the urea granulation device is washed in a dust cleaning scrubber, wherein at least one outlet flow from the dust cleaning scrubber is concentrated and fed to the urea granulation device, wherein the vapors formed during concentration are at least partially condensed in a condensation device, characterized in that possible deposits of water-insoluble substances, in particular sulfur, in the condensation device are removed from the condensation device during current operation.

Способ может быть осуществлен с использованием вышеуказанной установки. Описанное выше в отношении предлагаемой согласно изобретению установки также соответствующим образом относятся к предлагаемому согласно изобретению способу.The method can be carried out using the above-mentioned apparatus. What has been described above with respect to the apparatus according to the invention also applies accordingly to the method according to the invention.

Первый вариант осуществления предлагаемого согласно изобретению способа предусматривает, что конденсационное устройство содержит по меньшей мере первый конденсатор и второй конденсатор, что пары могут проходить через эти конденсаторы независимо друг от друга и что во время текущей эксплуатации возможно переключение от первого конденсатора на второй конденсатор и наоборот.The first embodiment of the method proposed according to the invention provides that the condensation device comprises at least a first condenser and a second condenser, that the vapors can pass through these condensers independently of each other and that during current operation it is possible to switch from the first condenser to the second condenser and vice versa.

В другом варианте осуществления предлагаемого согласно изобретению способа предусмотрено, что первый конденсатор или второй конденсатор может выборочно эксплуатироваться с охлаждающей водой или с водяным паром. Водяной пар предпочтительно имеет температуру выше температуры плавления не растворимых в воде веществ, находящихся в потоке материала. Таким образом не растворимые в воде вещества, осевшие на стенках первого или второго конденсатора, расплавляются и выводятся из конденсатора. Под эксплуатацией конденсатора с охлаждающей водой или с водяным паром понимают, что через охлаждающие трубы конденсатора направляют либо охлаждающую воду, либо водяной пар. Таким образом, либо охлаждающая вода забирает тепло потока материала, который конденсируют, либо осевшие не растворимые в воде вещества поглощают тепло от водяного пара и расплавляются. В конденсаторе не происходит обмен вещества между теплообменной средой, в частности водяным паром или охлаждающей водой, и потоком материала или не растворимыми в воде веществами.In another embodiment of the method according to the invention, it is provided that the first condenser or the second condenser can be selectively operated with cooling water or with water vapor. The water vapor preferably has a temperature higher than the melting point of the water-insoluble substances present in the material flow. In this way, the water-insoluble substances deposited on the walls of the first or second condenser are melted and discharged from the condenser. Operating the condenser with cooling water or with water vapor means that either cooling water or water vapor is fed through the cooling pipes of the condenser. In this way, either the cooling water takes away the heat of the material flow that is condensed, or the deposited water-insoluble substances absorb heat from the water vapor and melt. In the condenser, no substance is exchanged between the heat exchange medium, in particular the water vapor or the cooling water, and the material flow or the water-insoluble substances.

Предпочтительный вариант осуществления предлагаемого согласно изобретению способа предусматривает, что конденсационное устройство содержит по меньшей мере один оросительный конденсатор, и что пары из концентрирующего устройства по меньшей мере частично подают через нагреваемое соединение по текучей среде в конденсационное устройство.A preferred embodiment of the method according to the invention provides that the condensation device comprises at least one spray condenser, and that the vapors from the concentrating device are at least partially fed through a heated fluid connection into the condensation device.

В частности, для отделения серы, в предпочтительном варианте осуществления предлагаемого согласно изобретению способа предусмотрено, что нагреваемое соединение по текучей среде доводят до температуры выше 115°C, предпочтительно выше 125°C, особенно предпочтительно 135°C.In particular, for the separation of sulphur, in a preferred embodiment of the method according to the invention it is provided that the heated fluid compound is brought to a temperature of above 115°C, preferably above 125°C, particularly preferably 135°C.

В частности, имеется множество возможностей выполнения и усовершенствования предлагаемой согласно изобретению установки и предлагаемого согласно изобретению способа. Для этого делается ссылка, как на зависимые пункты формулы, подчиненные пунктам 1 и 10 формулы изобретения, так и на последующее описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения во взаимосвязи с чертежами. In particular, there are many possibilities for implementing and improving the apparatus and the method according to the invention. For this purpose, reference is made both to the dependent claims subordinate to claims 1 and 10 of the invention and to the following description of preferred embodiments of the invention in conjunction with the drawings.

На фиг. 1 показано схематическое изображение части процесса грануляции карбамида с извлечением серы посредством резервного теплообменника, а Fig. 1 shows a schematic representation of part of the urea granulation process with sulfur recovery by means of a backup heat exchanger, and

на фиг. 2 показано схематическое изображение части процесса грануляции карбамида с извлечением серы посредством конденсации при распылении.Fig. 2 shows a schematic representation of part of the process of granulation of urea with the extraction of sulfur by means of spray condensation.

На фиг. 1 показано схематическое изображение установки 1 для изготовления гранулированного карбамида посредством устройства 2 гранулирования карбамида. Установка содержит, в том числе: скруббер 3 очистки от пыли, концентрирующее устройство 4 и конденсационное устройство 5. Выходящий из устройства 2 гранулирования карбамида поток 6 отработавшего газа содержит пыль и поэтому подается в скруббер 3 очистки от пыли. В частности, при изготовлении гранулированного карбамида необходимо очищать отработавший воздух, который выходит из устройства 2 гранулирования карбамида в виде гранулятора с псевдоожиженным слоем, прежде чем он снова попадет в окружающую среду. Из-за повышенных требований к удобрениям необходимы дополнительные питательные вещества, которые без проблем могут быть гранулированы в продукт, но которые при определенных обстоятельствах могут осаждаться в установке в виде твердой фазы. Одно из этих питательных веществ - сера.Fig. 1 shows a schematic representation of a plant 1 for producing granulated urea by means of a urea granulation device 2. The plant comprises, among other things: a dust scrubber 3, a concentrating device 4 and a condensing device 5. The exhaust gas stream 6 leaving the urea granulation device 2 contains dust and is therefore fed into the dust scrubber 3. In particular, when producing granulated urea, it is necessary to clean the exhaust air that leaves the urea granulation device 2 in the form of a fluidized bed granulator before it is released back into the environment. Due to the increased demands on fertilizers, additional nutrients are needed that can be granulated into the product without problems, but which under certain circumstances can settle in the plant as a solid phase. One of these nutrients is sulfur.

Выходящий поток 7, покидающий скруббер очистки от пыли, подают в концентрирующее устройство 4. С помощью выпаривания раствор карбамида концентрируют при вакууме в концентрирующем устройстве 4 с использованием кожухотрубного испарителя, не изображенного на чертежах. Концентрированный раствор карбамида может быть подан обратно в устройство 2 гранулирования карбамида. Пары 8, выходящие из концентрирующего устройства 4, конденсируют в конденсационном устройстве 5. Поскольку, например, сера имеет относительно высокое давление пара, твердая сера частично сублимирует в концентрирующем устройстве 4 в газовую фазу и она также содержится в парах 8. Конденсат может быть повторно использован в скруббере 3 очистки от пыли для насыщения горячего отработавшего воздуха из устройства 2 гранулирования карбамида.The outlet stream 7 leaving the dust scrubber is fed to the concentrating device 4. By means of evaporation, the urea solution is concentrated under vacuum in the concentrating device 4 using a shell-and-tube evaporator, not shown in the drawings. The concentrated urea solution can be fed back to the urea granulation device 2. The vapors 8 leaving the concentrating device 4 are condensed in the condensing device 5. Since, for example, sulfur has a relatively high vapor pressure, solid sulfur partially sublimates in the concentrating device 4 into the gas phase and it is also contained in the vapors 8. The condensate can be reused in the dust scrubber 3 to saturate the hot exhaust air from the urea granulation device 2.

В изображенном на фиг. 1 иллюстративном варианте осуществления изобретения, конденсационное устройство 5 содержит первый конденсатор 9 и второй конденсатор 10. Однако, также возможны и дополнительные конденсаторы. Конденсаторы 9, 10 выполнены в виде конденсаторов с U-образными трубками. Первый конденсатор 9 и второй конденсатор 10 соединены друг с другом таким образом, что первый конденсатор может быть выведен из эксплуатации, причем одновременно второй конденсатор может быть введен в эксплуатацию. Иными словами, возможно переключение от первого конденсатора 9 на второй конденсатор 10 во время текущей эксплуатации. Горячие пары 8 конденсируют, например, в первом конденсаторе 9.In the illustrative embodiment of the invention shown in Fig. 1, the condensation device 5 comprises a first condenser 9 and a second condenser 10. However, additional condensers are also possible. The condensers 9, 10 are designed as condensers with U-shaped tubes. The first condenser 9 and the second condenser 10 are connected to each other in such a way that the first condenser can be taken out of operation, whereby the second condenser can be put into operation at the same time. In other words, it is possible to switch from the first condenser 9 to the second condenser 10 during ongoing operation. Hot vapors 8 are condensed, for example, in the first condenser 9.

Пары 8, наряду с карбамидом, содержат также и другие питательные вещества, например, серу. Эта газообразная сера конденсируется в первом конденсаторе 9 и осаждается в холодных местах, в частности на стенках первого конденсатора 9. Когда конденсатор 9 засорен настолько, что эксплуатация установки 1 находится под угрозой, возможно переключение на второй конденсатор 10, на стенках которого серы нет, при текущей эксплуатации. Первый конденсатор 9 и второй конденсатор 10 выполнены таким образом, что они могут эксплуатироваться как с охлаждающей водой, так и с водяным паром, в качестве теплообменной среды. Когда первый конденсатор 9 выведен из эксплуатации, он может быть "регенерирован" путем подачи водяного пара с температурой около 135°C по охлаждающим трубкам первого конденсатора 9 вместо охлаждающей воды. Водяной пар нагревает стенки первого конденсатора 9 настолько, что сера, осевшая на стенках, расплавляется и может быть удалена из первого конденсатора 9. Благодаря этому первый конденсатор 9 снова готов к использованию. Следовательно, можно переключаться на первый конденсатор 9, когда второй конденсатор 10 засорен не растворимыми в воде веществами настолько, что становится необходимым удаление этих веществ.The vapors 8, in addition to urea, also contain other nutrients, such as sulfur. This gaseous sulfur condenses in the first condenser 9 and settles in cold places, in particular on the walls of the first condenser 9. When the condenser 9 is so clogged that the operation of the plant 1 is at risk, it is possible to switch over to the second condenser 10, on the walls of which there is no sulfur, during ongoing operation. The first condenser 9 and the second condenser 10 are designed in such a way that they can be operated both with cooling water and with steam as a heat exchange medium. When the first condenser 9 is taken out of operation, it can be "regenerated" by feeding steam at a temperature of about 135 °C through the cooling tubes of the first condenser 9 instead of cooling water. The water vapor heats the walls of the first condenser 9 so much that the sulfur deposited on the walls melts and can be removed from the first condenser 9. As a result, the first condenser 9 is again ready for use. It is therefore possible to switch to the first condenser 9 when the second condenser 10 is clogged with substances insoluble in water to such an extent that it becomes necessary to remove these substances.

На фиг. 2 показана похожая конструкция установки 1 для изготовления гранулированного карбамида, как уже описанная на фиг. 1. В отличие от фиг. 1, конденсационное устройство 5 содержит не первый и второй конденсатор 9, 10, а оросительный конденсатор 11. Оросительный конденсатор 11 является относительно просто выполненным аппаратом. Он образован из башнеобразного резервуара, в котором распыляется охлаждающая вода. В оросительном конденсаторе 11 благодаря большому объему жидкости априори предотвращается осаждение элементарной серы, конденсирующей из газовой фазы, на стенках оросительного конденсатора 11.Fig. 2 shows a similar design of the installation 1 for producing granulated urea, as already described in Fig. 1. In contrast to Fig. 1, the condensation device 5 does not contain the first and second condensers 9, 10, but a spray condenser 11. The spray condenser 11 is a relatively simple device. It is formed from a tower-shaped tank in which cooling water is sprayed. In the spray condenser 11, due to the large volume of liquid, the deposition of elemental sulfur, condensing from the gas phase, on the walls of the spray condenser 11 is a priori prevented.

Оросительный конденсатор 11, или иначе говоря конденсационное устройство 5, соединен посредством соединения 12 по текучей среде, в данном случае с помощью трубных и фланцевых соединений, с концентрирующим устройством 4. Соединение 12 по текучей среде выполнено с возможностью нагрева, чтобы сера не могла конденсироваться в соединении 12 по текучей среде и засорять трубные и фланцевые соединения. В оросительном конденсаторе 11 это предотвращается посредством распыляемой воды. Температуру соединения по текучей среде устанавливают около 135°C, чтобы преобладала разница температур относительно температуры плавления серы примерно в 20°C.The spray condenser 11, or in other words the condensing device 5, is connected by means of a fluid connection 12, in this case by means of pipe and flange connections, to the concentrating device 4. The fluid connection 12 is designed to be heated so that sulphur cannot condense in the fluid connection 12 and clog the pipe and flange connections. In the spray condenser 11, this is prevented by means of sprayed water. The temperature of the fluid connection is set to about 135°C so that a temperature difference of about 20°C relative to the melting point of sulphur prevails.

Требуемая распыляемая вода циркулируют с помощью насоса 13 и охлаждается посредством теплообменника 14 в виде пластинчатого теплообменника. Поток воды, выходящий из оросительного конденсатора 12, содержит как отделенную серу, так и конденсированные пары 8. С помощью не показанной на фигурах системы регулирования потока может поддерживаться постоянный поток циркулирующей воды в оросительном конденсаторе. Образуемый конденсат, с долей серы, может быть подан в скруббер 3 очистки от пыли, где он используется в качестве подпиточной жидкости.The required spray water is circulated by means of a pump 13 and cooled by means of a heat exchanger 14 in the form of a plate heat exchanger. The water flow leaving the spray condenser 12 contains both separated sulphur and condensed vapours 8. A constant flow of circulating water in the spray condenser can be maintained by means of a flow control system not shown in the figures. The resulting condensate, with a proportion of sulphur, can be fed to the dust scrubber 3, where it is used as make-up liquid.

Перечень ссылочных позицийList of reference positions

(1) Установка(1) Installation

(2) Устройство гранулирования карбамида(2) Urea granulation device

(3) Скруббер очистки от пыли(3) Dust cleaning scrubber

(4) Концентрирующее устройство(4) Concentrating device

(5) Конденсационное устройство(5) Condensing device

(6) Поток отработавшего газа(6) Exhaust gas flow

(7) Выходящий поток(7) Outgoing flow

(8) Пары(8) Pairs

(9) Первый конденсатор(9) First capacitor

(10) Второй конденсатор(10) Second capacitor

(11) Оросительный конденсатор(11) Irrigation condenser

(12) Соединение по текучей среде(12) Fluid connection

(13) Насос(13) Pump

(14) Теплообменник(14) Heat exchanger

Claims

1. An installation (1) for producing granulated urea comprising at least one urea granulation device (2), at least one dust scrubber (3), at least one concentrating device (4) and at least one condensing device (5), in which a flow (6) of exhaust gas from the urea granulation device (2) can be fed to the dust scrubber (3), wherein said flow (6) of exhaust gas is washed in the dust scrubber (3), at least one outlet stream (7) from the dust scrubber (3) can be fed to the concentrating device (4), wherein said outlet stream (7) can be concentrated in the concentrating device (4), wherein the vapors (8) formed during concentration can be at least partially fed to the condensing device (5), and wherein said vapors (8) are at least partially condensed in the condensing device (5), characterized in that possible deposits of water-insoluble substances, in particular sulphur, in the condensation device (5) can be prevented during ongoing operation or at least can be removed during ongoing operation, in that the condensation device (5) comprises at least a first condenser (9) and a second condenser (10), that the vapours (8) can pass through the condensers (9, 10) independently of each other, and that during ongoing operation the vapours (8) can selectively pass either through the first condenser (9) or through the second condenser (10), and also in that the first condenser (9) or the second condenser (10) can selectively be operated either with cooling water or with water vapour.

2. The installation (1) according to item 1, characterized in that the first condenser (9) and/or the second condenser (10) are made in the form of a condenser with U-shaped tubes.

3. The installation (1) according to item 1 or 2, characterized in that the condensation device (5) contains at least one irrigation condenser (11).

4. An installation (1) according to any one of paragraphs 1-3, characterized in that the concentrating device (4) is connected via a fluid medium to the condensing device (5) and that said connection (12) via a fluid medium can be heated.

5. The installation according to item 4, characterized in that the connection (12) for the fluid medium comprises at least one flange connection.

6. The installation (1) according to claim 4 or 5, characterized in that the fluid connection (12) can be heated in such a way that the temperature is above 115°C, preferably above 125°C, particularly preferably equal to 135°C.

7. The installation (1) according to any one of paragraphs 3-6, characterized in that the condensation device (5) comprises a pump (13) by means of which the spray water of the irrigation condenser (11) can circulate, and that the condensation device (5) comprises a heat exchanger (14) by means of which the spray water of the irrigation condenser (11) can be cooled.

8. A method for producing granulated urea, in which granulated urea is produced by means of a urea granulation device (2), a flow (6) of exhaust gas from the urea granulation device (2) is washed in a dust scrubber (3), wherein at least one outlet flow (7) from the dust scrubber (3) is concentrated and fed to the urea granulation device (2), wherein the vapors (8) formed during the concentration are at least partially condensed in a condensation device (5), characterized in that possible deposits of water-insoluble substances, in particular sulfur, in the condensation device (5) are removed from the condensation device (5) during ongoing operation, in that the condensation device (5) comprises at least a first condenser (9) and a second condenser (10), that the vapors (8) can pass through the condensers (9, 10) independently of each other, and that switching from the first condenser (9) to the second condenser is possible (10) and vice versa during current operation, as well as the fact that the first condenser (9) or the second condenser (10) can be selectively operated either with cooling water or with water vapor.

9. The method according to claim 8, characterized in that the condensation device (5) comprises at least one irrigation condenser (11), and that the vapors (8) from the concentrating device (4) are at least partially fed into the condensation device (5) through a fluid connection (12) designed with the possibility of heating.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the connection (12) for the fluid medium, designed with the possibility of heating, is brought to a temperature above 115°C, preferably above 125°C, particularly preferably 135°C.