含有尿素的水溶液的製備方法和設備的製作方法

2023-05-25 01:33:16 2

專利名稱：含有尿素的水溶液的製備方法和設備的製作方法
技術領域：
在最廣泛的方面，本發明涉及一種製備含有尿素的水溶液的方 法，通過氮氧化物與氣態氨的還原反應，該水溶液擬用於去除存在於
燃燒廢氣中的氮氧化物(NOx)。
具體的，本發明涉及前述類型的以氨氣和二氧化碳為原料合成制
備尿素的方法。
本發明還涉及實施前述類型的方法的製備含有尿素的水溶液的 設備。
背景技術：
眾所周知，關於化石燃料的燃燒產生的氣體排放物(燃燒氣或廢 氣)的國際法律，以越來越嚴格的方式，強制大幅減少包含在所述氣 體排放物中的汙染物，其中特別是氮氧化物(NOx),因為氮氧化物 (NOx)是所述酸雨的成因。
為此目的，已經開發出不同的處理化石燃燒的氣體排放物的方 法，特別的，選擇性催化還原氮氧化物(NOx)的方法——更廣為人知 地稱為S CR法——被廣泛應用，它能夠去除氣體排放物中的大部分 NO和N02，將其轉化為對環境惰性的化合物，如氮氣和水蒸氣。
該方法特別適用於大量減少重型汽車，特別是具有柴油或渦輪增 壓柴油發動機的重型汽車的氣體排放物的氮氧化物。
SCR法是基於以下 一系列化學反應，通過需要淨化的氣流中的氨 氣和氧氣，與氮氧化物反應，致使去除氮氧化物
4NO + 02 + 4NH3 = 4N2 + 6H20
6N02 + 8NH3 = 7N2 + 12H20
NO + N02 + 2NH3 = 2N2 + 3H20
7以上所示的反應是強放熱反應，據估計，含有1000ppm NOx 的氣流，在轉化過程中，其溫度平均升高10 11 °C。
SCR法的優選的溫度區間是180°C ~350°C,在低於18(TC的溫 度下轉化不完全，因此不可能保證通常所需的去除率；而在高於350 。C的溫度，氣流中的氨氣和氧氣會發生副反應，如在40(TC ,主要通 過以下反應，損失約5~10%的氨氣。
4NH3 + 502 = 4NO + 6H20 (4)
該反應的出現將對抗在高於35(TC的溫度下的淨化過程發生的反 應，不低於最低運行溫度200。C的實際需求需要釆用合適的催化系統 或不依賴於過程運行的催化劑；最新型的重型汽車，如配備Euro4或 Euro5發動機的重型汽車，通常都配備這種催化系統或催化劑。
對於運行SCR法所需的氨氣的加入，眾所周知都使用水溶液中 的氨氣或尿素，其濃度通常為水溶液重量的15-35%。
這種水溶液通過霧化噴嘴注入到需要淨化的SCR催化系統(或催 化劑)上遊的氣流中，催化系統的上遊也可以是另一種固定混合裝置， 以保證氣流所需的紊流，並順利分散反應物。
特別的，在上述過程中，由於要避免氨氣或氨氣水溶液的運輸或 儲存的相關危險，將水溶液中的尿素用作反應物是非常常用的。在這 種情況下，根據以下反應，從尿素的原位分解獲得要處理的氣流的淨 化所需的氨氣。
N2H4CO + H20 = 2NH3 + C02
分解反應是吸熱反應，所需熱量由需處理的氣流(一般都具有高 於300'C的溫度)提供，這也能夠將氣體的溫度降低至以上所示的SCR 法的優選值。
對於獲得用於去除氣氧化物的水溶液中的尿素，現有技術首先預 計通過常規尿素設備合成製備熔融狀或顆粒狀尿素，然後用水稀釋尿 素直到所得水溶液獲得所需尿素濃度。釆用該方法，由於能夠獲得高純度(99%或更高的純度)的合成 尿素(熔融狀或顆粒狀)，就可能獲得非常純而且沒有游離氨氣(由 於難聞的氣味和對環境的影響，不希望有氨氣)的終產品(水溶液中 的尿素)。
然而，由於為了通過獲得高純熔融或顆粒尿素去除氨氣，需要濃 縮合成獲得的尿素水溶液，以完全去除其中的溶劑(水)，而所述溶 劑隨後又在熔融或顆粒尿素的溶解步驟重新引入，因此上述方法包括 大量的能源消耗。

發明內容
因此，本發明隱含的技術問題是發明和實施 一種製備用於去除燃 燒氣或廢氣中的氮氧化物的含有尿素的水溶液的方法，該水溶液的原 料是合成尿素的水溶液，該方法克服了上述現有技術的缺點，特別是， 與已知方法比較，上述類型的方法可在較低的能量消耗下，基本去除 合成尿素水溶液中的氨氣。
可根據本發明，通過製備用於去除燃燒氣或廢氣中的氮氧化物的 含有尿素的水溶液的方法，解決該技術問題，其特點在於所述方法包
括以下步驟
-將至少 一 部分含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液 (urea-concentrated aqueous solution),其直接來自尿素生產設備的回 收區或回收區的下遊，用二氧化碳洗滌，以獲得含有二氧化碳和可能 含有氨氣的第一蒸汽相，以及含有氨基甲酸鹽並基本上不含有游離氨 的濃縮尿素水溶液；
-用水稀釋所述含有氨基甲酸鹽並基本上不含有游離氨的濃縮尿 素水溶液，直到水溶液中達到所需的尿素濃度。
優選的，所述水溶液中的所需尿素濃度是溶液重量的15-35%重量。根據本發明特別優選的實施方式，含有殘餘游離氨的濃縮尿素水 溶液，其至少一部分被二氧化碳洗滌，是直接從尿素設備的回收區獲 得。
術語"尿素回收區"是指包括用於處理合成獲得的尿素水溶液， 以降低該溶液中的氨基甲酸鹽和游離氨的含量的常規裝置的尿素設 備的該部分，該裝置至少包括一個熱運行或優選以氣提劑方式運行的 離解器或氣提塔。此外，通常回收區的壓力低於以氨氣和二氧化碳制 備尿素的合成區。
根據本發明的另 一優選實施方式，含有殘餘游離氨的濃縮尿素水 溶液，其至少一部分被二氧化碳洗滌，是來自設置於尿素設備的所述
回收區下遊的蒸發區(evaporation section)。
為此目的，含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液，其至少一部分被 二氧化碳洗滌，優選從用於濃縮來自尿素設備回收區的含殘餘游離氨 的濃縮尿素溶液的所述蒸發區的蒸發器中獲得。
由於本發明，直接來自尿素生產設備的回收區或回收區的下遊 的，至少一部分仍含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液，有利地用二氧 化碳洗滌，而不是像上述公知的方式經過蒸發。
與現有技術相比，這帶來了相當多的優點，包括與蒸發所需的相 比，用二氧化碳洗滌需要較少的能量消耗，從而大大降低能量消耗。
此外，用二氧化碳洗滌將有利地去除所述溶液中含有的大量的遊 離氨，將其轉化為無害的氨基甲酸鹽(從環境影響的角度)，並可能 通過二氧化碳的氣提活動將其部分傳送到氣相中。
因此，經過二氧化碳洗滌的濃縮尿素水溶液基本上不含游離氨， 用水稀釋到水溶液中的尿素具有適當濃度(水溶液重量的15-35%重量 百分比)且含量為嗅覺值(olfactory values)以下的氨，優選小於 150ppm，其能夠有利地用於去除燃燒氣或廢氣中的氮氧化物。
更需注意的是，上述尿素水溶液中的氨基甲酸銨會在使用所述溶
10液去除燃燒氣中的NOx過程中，與尿素一起分解，因此新生成二氧化 碳和氨氣，後者可用於去除NOx。
上述技術問題也可以通過實施本發明上述方法製備含有尿素的 水溶液的設備來解決，該水溶液用於去除燃燒氣或廢氣中的氮氧化
根據本發明的實施方式，所述設備包括相互流體連通的尿素合成
區和尿素回收區，其特點在於還包括
-洗滌區，釆用二氧化碳洗滌，設置於所述尿素回收區的下遊； -進料管，設置於所述尿素回收區和所述洗滌區之間，以將至少
一部分自所述尿素回收區得到的、含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液
加入所述洗滌區；
-二氧化碳進料管，將二氧化碳加入所述洗滌區；
-排出管，用於排出來自所述洗滌區、含有氨基甲酸鹽並且基本
不含有游離氨的濃縮尿素水溶液；以及
-加水管，與來自洗滌區的所述排出管流體連通，以稀釋所述含 有氨基甲酸鹽和基本不含有游離氨的濃縮尿素水溶液，直至水溶液獲 得所需的尿素濃度。
根據本發明的另一實施方式，本設備包括尿素合成區，尿素回收 區和包括第一蒸發器和第二蒸發器的蒸發區，所述區相互流體連通， 該設備的特點在於，還包括
-洗滌區，釆用二氧化碳洗滌，設置於所述尿素回收區的下遊；
-進料管，設置於所述第一蒸發器和所述洗滌區之間，以將至少 一部分自所述第一蒸發器得到的、含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液 加入所述洗滌區；
-進料管，將二氧化碳加入所述洗滌區；
-排出管，用於排出來自所述洗滌區、含有氨基甲酸鹽並且基本 不含有游離氨的濃縮尿素水溶液；以及-加水管，與來自洗滌區的所述排出管流體連通，以稀釋所述含 有氨基甲酸鹽和基本不含有游離氨的濃縮尿素水溶液，直至水溶液中 獲得所需的尿素濃度。
根據本發明，製備含有尿素的水溶液的設備可重新(ex-novo)
設計或製造，或優選地改造製備合成尿素的現有設備。
在後一種情況下，根據本發明的另一方面，改進方法(改造)可 用於以氨氣和二氧化碳為原料製備尿素的類型的現有設備，其包括流 體連通的尿素合成區和尿素回收區，其特點在於，該改進方法還包括
以下步驟
-在所述尿素回收區的下遊設置採用二氧化碳洗滌的洗滌區； -在所述尿素回收區和所述洗滌區之間設置進料管，以使至少一
部分由所述尿素回收區排出的含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液加
入所述洗滌區；
-設置將二氧化碳加入所述洗滌區的二氧化碳進料管；
-設置用於排出來自所述洗滌區、含有氨基甲酸鹽並且基本不含
有游離氨的濃縮尿素水溶液的排出管；以及
-設置與來自洗滌區的所述排出管流體連通的加水管，以稀釋所
述含有氨基甲酸鹽和基本不含有游離氨的濃縮尿素水溶液，直至水溶液中獲得所需的尿素濃度。
根據本發明的另一實施方式，改進方法(改造)可用於以氨氣和
二氧化碳為原料製備尿素的類型的現有設備，其包括尿素合成區、尿
素回收區和包括第一蒸發器和第二蒸發器的蒸發區，所述區相互流體
連通，其特點在於，該改進方法還包括以下步驟
-在所述尿素回收區的下遊設置釆用二氧化碳洗滌的洗滌區； -在所述第一蒸發器和所述洗滌區之間設置進料管，以將至少一
部分自所述第一蒸發器得到的、含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液加
入所述洗滌區；-設置將二氧化碳加入所述洗滌區的二氧化碳進料管；
-設置用於排出來自所述洗滌區、含有氨基甲酸鹽並且基本不含
有游離氨的濃縮尿素水溶液的排出管；以及
-預先設置與來自洗滌區的所述排出管流體連通的加水管，以稀 釋所述含有氨基甲酸鹽和基本不含有游離氨的濃縮尿素水溶液，直至 水溶液中獲得所需的尿素濃度。
根據本發明，製備尿素水溶液的方法的更多的特點和優點將在以 下優選的實施方式中參考附圖更加清楚的描述，但其只用於說明不用 於限制。


圖l是根據現有技術，製備用於去除燃燒氣或廢氣中的氮氧化物 的含有尿素的水溶液的設備的結構圖。
圖2是根據本發明，製備用於去除燃燒氣或廢氣中的氮氧化物的 含有尿素的水溶液的設備的結構圖。
具體實施例方式
參見圖l,根據現有技術，製備用於去除燃燒廢氣中的氮氧化物 的含有尿素的水溶液的設備的整體以數字l表示。
在設備1中，製備尿素水溶液的方法是基於製備熔融狀的合成尿 素，然後用水稀釋熔融尿素，直至獲得水溶液中所需的尿素濃度。
更特別的，設備l包括在預設高壓(例如135-175巴)運行的尿素 合成區2，在預設低壓(例如1-10巴)運行的尿素回收區3，蒸發區4， 以及自蒸發區4獲得的氣相的處理/濃縮區5，所述各區相互流體連通。
設備l還包括分別添加尿素合成所需的二氧化碳和氨氣至合成區 2的管道6和7。在區2中，使二氧化碳和氨氣在適當的反應器中反應， 製得含有尿素、氨基甲酸銨和游離氨的水溶液，其通過管道8加入尿 素回收區3中。
在尿素回收區3中，前述含有尿素、氨基甲酸銨和游離氨的水溶
13液以適當的、本身為常規的裝置，如汽提塔、離解器等進行氨基甲酸 鹽的分解處理，以獲得含有氨氣和二氧化碳的氣相，含有殘餘游離氨 的濃縮尿素溶液(例如尿素濃度為溶液重量的70%)。
自尿素回收區3排出的含有氨氣和二氧化碳的氣相，通過管道9 適當地循環到合成區2，以進一步轉化為尿素，而自尿素回收區3排出 的含有殘餘游離氨的濃縮尿素溶液，通過管道10加入蒸發區4。
更特別的，前述含有氨氣和二氧化碳的氣相優選以冷凝的方式 (以包含氨基甲酸銨的溶液形式)，通過冷凝液體(通常是循環氨基 甲酸鹽溶液)在尿素回收區3的、本身為常規的冷凝器中，循環到合 成區。
包含惰性氣體(例如氮氣、氫氣、氧氣等)的氣流，其通常出現 在二氧化碳進氣中以保護反應器的合成區2免於腐蝕，也通過管道ll 從尿素回收區3中釋放。
在蒸發區4中，前述包含殘佘游離氨的濃縮尿素溶液通過本身常 規的裝置，如一個或多個蒸發器，進行溶劑(水)的蒸發，並去除殘 餘游離氨，得到熔融尿素和含有水和氨氣的氣相。
自蒸發區4排出的、含有水和氨氣的氣相，通過管道12適當地加 入處理區5，其包括一系列常規裝置以冷凝，並從水中分離出殘餘氣 相組分(主要是氨氣和二氧化碳)。
在處理區5的出口處，通過管道13還獲得基本上由水組成的液流， 以進一步利用；通過管道15還獲得主要由氨氣和二氧化碳組成的氣 流，其循環到尿素回收區3。
在尿素回收區3中，前述主要由氨氣和二氧化碳組成的氣流經過 常規處理，並優選以冷凝形式循環至合成區2。
另外，自蒸發/離解區4獲得的，通過管道16由區4排出的熔融尿 素，與在管道17，其與熔融尿素的排出管16流體連通，中流通的水混 合，從而得到具有所需尿素濃度的尿素水溶液，如濃度為溶液重量的32%重量濃度。
圖2表示根據本發明製備尿素水溶液的設備，該水溶液用於去除
燃燒廢氣中的氮氧化物，設備整體以數字20表示。
更特別的，根據本發明的設備20可以製備合成尿素和用於去除燃 燒廢氣中的氮氧化物的尿素水溶液，將在本說明書中詳細的說明。
設備20的同樣的數字是指與上述設備1結構上或功能上相同的相 應部件，另外為簡要起見，該種部件將不再詳細描述。
如上述設備l一樣，設備20包括在預設高壓(例如135-175巴)運 行的尿素合成區2，在預設低壓(例如1-10巴)運行的尿素回收區3， 蒸發區4，以及自蒸發區4獲得的氣相的處理/濃縮區5，所述各區相互 流體連通。
更特別的，在本實施例中，蒸發區4包括順序設置的第一蒸發器 4a和第二蒸發器4b,其相互流體連通並與尿素回收區3 (通過第一蒸 發器4a)流體連通。
根據本發明，設備20還包括設置於尿素回收區3下遊，釆用二氧 化碳的洗滌單元22，以及設置在尿素回收區3和洗滌單元22之間的管 道23，以將來自尿素回收區3、存留殘餘游離氨的一部分濃縮尿素水 溶液，加入到所述洗滌單元22中。
更特別的，管道23與來自尿素回收區3，所述含有殘餘游離氨的 濃縮尿素水溶液的排出管10流體連通，通過該管道，剩餘的含有殘餘 游離氨的濃縮尿素水溶液加入到蒸發區4。
在洗滌區22，釆用通過適當管道24，加入到單元22的二氧化碳洗 滌前述含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液，其主要將所述溶液中的殘 餘游離氨轉化為氨基甲酸鹽，以及通過加入洗滌區22的二氧化碳氣流 的氣提活動可能去除氣相中的部分氨氣。
為此目的，洗滌區22包括一個或多個在液相和氣相之間進行物質 交換的常規裝置，如特別是氣體清洗裝置，板式蒸餾柱等。因此在洗滌單元22的出口，得到含有氨基甲酸鹽和基本上不含有 游離氨的濃縮尿素水溶液，以及含有二氧化碳和可能含有氨氣的氣 相。
根據本發明，自洗滌區22獲得的含有氨基甲酸鹽和基本上不含有 游離氨的濃縮尿素水溶液，用在管道17中流通的水稀釋，管道17與所 述來自洗滌區22的排出管25流體連通，得到水溶液中具有所需尿素濃 度，如濃度為溶液重量的30%重量濃度。
而將自洗滌區22排出的含有二氧化碳和可能含有氨氣的氣相加 入尿素回收區3，以進一步進行本身為常規處理的處理，如通過設置 在洗滌區22和尿素回收區3中間的管道27，使之優選以冷凝方式適當 地循環到合成區2中。
應該注意，有利的是，加入洗滌區22的二氧化碳清洗氣可以是為 尿素合成區2提供的二氧化碳進氣的一部分。可選的，二氧化碳也可 以來自外源。優選的，加入區22的二氧化碳清洗氣過量於濃縮尿素溶 液中的氨氣，以使所述氨氣基本上以量化的方式(in a quantitative way)轉化為氨基甲酸鹽。
更應該注意，根據本發明，自尿素回收區3排出的含有殘餘游離 氨的濃縮尿素水溶液中，沒有送入洗滌區22的剩餘部分，通過管道IO 有利地加入蒸發區的第一蒸發器4a，然後通過連接管道31,從第一蒸 發器4a進入第二蒸發器4b。自第一蒸發器4a可得到仍含有殘餘游離 氨、更濃縮的尿素水溶液，而在第二蒸發器4b中，溶劑完全去除，從 而獲得從第二蒸發器4b通過管道16排出的熔融尿素。從蒸發器4a和 4b,可分別得到含有水和氨氣的氣相，其分別通過管道12a和12b,被 送入如上所述的區5處理。
根據本發明的一個實施例(未以圖示出)，可預料到將所有含有 殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液送入釆用二氧化碳的洗滌區22,以便只 生產獲得用於去除NOx含有尿素的水溶液。在此情況下，就不需要蒸
16發區4和處理區5，或者如已存在這些區(例如在改造尿素設備的情況 下)，就廢棄不用。
根據本發明的另一個實施例(圖2虛線所示)，可預料到將由第一 蒸發器4a排出的、含有殘餘游離氨的部分濃縮尿素水溶液，通過連接 管道30,送入洗滌區22。該方式可以作為可選方案，將回收區3排出 的含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液加入洗滌區22或另外的類似的 供應。
因此根據本發明的方法和設備具有相當靈活的用途，因為它們使 其成為可能為滿足特定的和偶發的需要，可在設備的不同的和添加 的點，將含有尿素和殘餘游離氨的水溶液送去洗滌。
本發明的另一優點在於事實上，在改造現有設備的情況下，由於 只需要簡單地預先設置洗滌區，以及該區與現有設備的尿素回收區或 蒸發區之間的適當的連接管道，需要進行的改動很少且無需大量的投 資。
當然，為了滿足特定的和偶發的需要，本領域的技術人員可對以 上所述的方法和設備做大量的修改和變動，以製備含有尿素的水溶 液，這些都包含在下述權利要求限定的本發明的保護範圍內。
權利要求
1、一種製備用於去除燃燒氣或廢氣中的氮氧化物的含有尿素的水溶液的方法，其特徵在於，包括以下步驟-將至少一部分直接來自尿素生產設備的回收區或回收區的下遊的含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液，用二氧化碳洗滌，以獲得含有二氧化碳和可能含有氨氣的第一氣相，以及含有氨基甲酸鹽並基本上不含有游離氨的濃縮尿素水溶液；以及-用水稀釋所述含有氨基甲酸鹽並基本上不含有游離氨的濃縮尿素水溶液，直到水溶液達到所需尿素濃度。
2、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述含有殘餘游離 氨的濃縮尿素水溶液，其至少一部分用二氧化碳洗滌，是直接從尿素 設備的尿素回收區(3)獲得。
3、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述含有殘餘游離氨 的濃縮尿素水溶液，其至少一部分用二氧化碳洗滌，來自設置於尿素 設備的所述回收區(3)下遊的蒸發區(4)。
4、 如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述含有殘餘游離氨 的濃縮尿素水溶液，其至少一部分用二氧化碳洗滌，從用於濃縮來自 尿素設備的所述回收區(3)的濃縮尿素水溶液的所述蒸發區的蒸發 器(4a)中獲得。
5、 如上述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，所述水溶液 中尿素的理想濃度為溶液重量的15-35%。
6、 如上述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，所述方法還 包括以下步驟，將從尿素設備的合成區(2)獲得的含有尿素、氨基 甲酸銨和游離氨的水溶液，在所述尿素回收區(3)存在或不存在氣 提劑時，分解氨基甲酸銨，以獲得含有氨氣和二氧化碳的第二氣相， 以及所述含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液。
7、 如上述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括將所述含有二氧化碳和可能含有氨氣的第一氣相加入所述尿素 回收區(3)的步驟。
8、 如權利要求6或7所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括將所述含有氨氣和二氧化碳的第二氣相以冷凝形式，循環到尿素合 成區(2)的步驟。
9、 如上述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，將所述含有 殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液，釆用二氧化碳進行洗滌。
10、 如上述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括將所述未經過二氧化碳洗滌的含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶 液部分，在所述蒸發區(4)進行蒸發，以獲得熔融尿素。
11、 一種製備用於去除燃燒氣或廢氣中的氮氧化物的含有尿素的 水溶液的設備，所述設備包括相互流體連通的尿素合成區(2)和尿 素回收區(3)，其特徵在於還包括-區(22)，釆用二氧化碳洗滌，設置於所述尿素回收區的下遊；-進料管(23)，設置於所述尿素回收區(3)和所述洗滌單元(22) 之間，以將至少一部分自所述尿素回收區(3)得到的、含有殘餘遊 離氨的濃縮尿素水溶液加入所述洗滌區(22);-二氧化碳進料管(24)，將二氧化碳加入所述洗滌區(22);-排出管(25),用於排出來自所述洗滌區(22)、含有氨基甲酸 鹽並且基本不含有游離氨的濃縮尿素水溶液；以及-加水管(17)，與來自洗滌區(22)的所述排出管(25)流體 連通，以稀釋所述含有氨基甲酸鹽和基本不含有游離氨的濃縮尿素水 溶液，直至水溶液中獲得所需的尿素濃度。
12、 一種製備用於去除燃燒氣或廢氣中的氮氧化物的含有尿素的 水溶液的設備，所述設備包括相互流體連通的尿素合成區(2)、尿素 回收區(3)和包括第一蒸發器(4a)和第二蒸發器(4b)的蒸發區， 所述區(2， 3, 4)相互流體連通，其特徵在於，所述設備還包括-洗滌區(22)，釆用二氧化碳洗滌，設置於所述尿素回收區(3) 的下遊；-進料管(30),設置於所述第一蒸發器(4a)和所述洗滌區(22) 之間，以將至少一部分自所述第一蒸發器(4a)得到的、含有殘餘遊 離氨的濃縮尿素水溶液加入所述洗滌區(22);-二氧化碳進料管(24),用於將二氧化碳加入所述洗滌區(22);-排出管(25)，用於排出來自所述洗滌區(22)、含有氨基甲酸 鹽並且基本不含有游離氨的濃縮尿素水溶液；以及-加水管(17),與來自洗滌區(22)的所述排出管(25)流體 連通，以稀釋所述含有氨基甲酸鹽和基本不含有游離氨的濃縮尿素水 溶液，直至水溶液中獲得所需的尿素濃度。
13、 如權利要求ll或12所述的設備，其特徵在於，所述設備還 包括在所述洗滌區(22)和所述尿素回收區(3)之間的管道(27), 以將自所述洗滌區(22)排出的含有二氧化碳和可能含有氨氣的氣相 加入所述尿素回收區(3)。
14、 如權利要求ll或13所述的設備，其特徵在於，所述設備還 包括-蒸發區(4),設置在所述尿素回收區(3)的下遊；-連接管(10),設置於尿素回收區(3)和所述蒸發區(4)之間，以將至少一部分自所述尿素回收區(3)得到的、含有殘餘游離氨的所述濃縮尿素水溶液加入所述蒸發區(4);-排出管(16)，自所述蒸發區(4)排出熔融狀的合成尿素。
15、 如權利要求12所述的設備，其特徵在於，所述設備還包括 -連接管(10),設置於尿素回收區(3)和蒸發區(4)的所述第一蒸發器(4a)之間，以將自所述尿素回收區(3)得到的、含有 殘餘游離氨的所述濃縮尿素水溶液加入所述第一蒸發器(4a);-連接管(31)，設置於所述蒸發區(4)的第一蒸發器(4a)和第二蒸發器(4b)之間，以將至少一部分自所述第一蒸發器(4a)得 到的、含有殘餘游離氨的所述濃縮尿素水溶液加入第二蒸發器(4b); -排出管(16),自第二蒸發器(4b)排出熔融狀的合成尿素。
16、 一種用於以氨氣和二氧化碳為原料製備尿素的類型的現有設 備的改進(改造)方法，其包括相互流體連通的尿素合成區(2)和 尿素回收區(3)，其特點在於，還包括以下步驟-在所述尿素回收區(3)的下遊設置釆用二氧化碳洗滌的洗滌 區(22);-在所述尿素回收區(3)和所述洗滌區(22)之間設置進料管 (23)，以使至少一部分由所述尿素回收區(3)排出的含有殘餘游離 氨的濃縮尿素水溶液加入所述洗滌區(22);-設置將二氧化碳加入所述洗滌區(22)的二氧化碳進料管(24);-設置用於排出來自所述洗滌區(22)、含有氨基甲酸鹽並且基 本不含有游離氨的濃縮尿素水溶液的排出管(25);以及-設置與所述排出管(25)流體連通的加水管(17)，以稀釋所 述含有氨基甲酸鹽和基本不含有游離氨的濃縮尿素水溶液，直至水溶 液中獲得所需的尿素濃度。
17、 一種用於以氨氣和二氧化碳為原料製備尿素的類型的現有設 備的改進(改造)方法，其包括尿素合成區(2)、尿素回收區(3) 和包括第一蒸發器(4a)和第二蒸發器(4b)的蒸發區(4)，所述區(2, 3, 4)相互流體連通，其特徵在於，所述改造方法還包括以下 步驟-在所述尿素回收區(3)的下遊設置採用二氧化碳洗滌的洗滌 區(22);-在所述第一蒸發器(4a)和所述洗滌區(22)之間設置進料管 (30)，以將至少一部分獲自所述第一蒸發器(4a)、含有殘餘游離氨 的濃縮尿素水溶液加入所述洗滌區(22);-設置將二氧化碳加入所述洗滌區(22 )的二氧化碳進料管(24 );-設置用於排出來自所述洗滌區(22)、含有氨基甲酸鹽並且基 本不含有游離氨的濃縮尿素水溶液的排出管(25);以及-設置與所述排出管(25)流體連通的加水管(17),以稀釋所 述含有氨基甲酸鹽和基本不含有游離氨的濃縮尿素水溶液，直至水溶 液中獲得所需的尿素濃度。
18、如權利要求16或17所述的改造方法，其特徵在於，所述改造 方法還包括以下步驟-在所述洗滌區(22)和所述尿素回收區(3)預先設置管道(27), 以將自所述洗滌區(22)排出的、含有二氧化碳和可能含有氨氣的氣 相加入所述尿素回收區(3)。
全文摘要
本發明涉及一種製備用於去除燃燒氣或廢氣中的氮氧化物的含有尿素的水溶液的方法，該方法的特點在於，包括以下步驟將至少一部分含有殘餘游離氨的濃縮尿素水溶液，其直接來自尿素生產設備的回收區或回收區的下遊，用二氧化碳洗滌，以獲得含有二氧化碳和可能含有氨氣的第一氣相，以及含有氨基甲酸鹽並基本上不含有游離氨的濃縮尿素水溶液；以及用水稀釋所述含有氨基甲酸鹽並基本上不含有游離氨的濃縮尿素水溶液，直到水溶液達到所需尿素濃度。
文檔編號C07C273/16GK101627009SQ200880003912
公開日2010年1月13日 申請日期2008年1月30日 優先權日2007年2月2日
發明者費德裡科·扎爾迪 申請人:卡薩爾尿素公司