СПОСОБ И СИСТЕМА УДАЛЕНИЯ АММИАКА ИЗ ПОТОКА ОТХОДЯЩЕГО ГАЗА УСТАНОВКИ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНЫ Российский патент 2018 года по МПК B01D53/58 B01D53/86 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для удаления аммиака из непрерывного потока отходящего газа установки мочевины (т.е. получения мочевины).

Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу и устройству для удаления аммиака из непрерывного потока отходящего газа секции среднего давления установки получения мочевины.

Предпосылки создания изобретения

Как известно, мочевину в промышленности получают с использованием способов на основе высокотемпературной реакции высокого давления диоксида углерода и аммиака с образованием карбамата аммония и на основе последующей реакции разложения карбамата аммония с образованием мочевины и воды.

В типичной установке (получения) мочевины указанные способы обычно проводятся в секции синтеза, содержащей реактор синтеза мочевины; и раствор мочевины и воды, полученный в секции синтеза, затем постепенно концентрируется (непревращенные реагенты извлекаются в одной или более секций извлечения) и затвердевает в секциях последующей конечной обработки (например, гранулирования, дробления, …).

В одной известной схеме расположения реагенты, которые рециркулируют в секцию синтеза, извлекаются в ряде секций, и, в частности, в секции высокого давления, среднего давления и низкого давления.

Установка получения мочевины обычно дает газовые потоки, содержащие непревращенные реагенты, включая непрореагировавший аммиак, и таким образом дает отходящие газы, содержащие аммиак.

Более конкретно, секция среднего давления сбрасывает непрерывные газовые потоки, содержащие небольшие количества аммиака и водорода, а также метан и инертные газы (главным образом, азот). В зависимости от процесса, используемого на установке получения мочевины, указанные газовые потоки могут также содержать кислород.

Газовые потоки обычно смешиваются в соответствии с требованиями безопасности и, более конкретно, чтобы оставаться снаружи пределов взрываемости.

Аммиак в газовых потоках, получаемых на установке получения мочевины, в частности в секции среднего давления, должен поэтому удаляться перед сбросом газовых потоков в атмосферу.

Одна довольно широко используемая система для предотвращения выделения аммиака в атмосферу использует горелку, в которую газы (аммиак, метан, кислород, водород и инертные газы) из секции среднего давления (или установки мочевины вообще) подаются непрерывно. Газы подаются в торец горелки, где питаемое газом (например, метаном) пламя сжигает аммиак нерегулируемым образом.

Заявка на патент WO 2012134288 описывает систему на основе использования печи прокаливания, где газовый поток, обогащенный аммиаком и водородом и идущий от способа получения мочевины, не требующего пассивирующего кислорода, сжигается с получением небольшого количества NОx; и содержащийся аммиак дополнительно удаляется, если требуется, с использованием процессов селективного каталитического восстановления ((СКВ)(SCR)) или селективного некаталитического восстановления ((СНКВ)(SNCR)).

Известные системы имеют различные недостатки и, в частности:

- образование больших количеств оксидов азота (NОx) в случае нерегулируемого сгорания аммиака с риском выброса NОx в атмосферу;

- относительно высокие затраты благодаря тому, что необходима непрерывная подача топлива (например, метана) для поддержания горелки зажженной и СКВ-катализатора для удаления получаемых оксидов азота;

- сложность способа как целого, работа без пассивирующего кислорода и с необходимостью печи прокаливания.

Описание изобретения

Целью настоящего изобретения является создание способа и системы для удаления мочевины из непрерывного потока отходящего газа установки получения мочевины, в частности секции среднего давления установки получения мочевины, которые обеспечивают снижение и, предпочтительно, исключение выделений мочевины от установки получения мочевины относительно дешево и легко.

Настоящее изобретение, поэтому относится к способу и системе.

Дополнительные предпочтительные характеристики изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение является особенно предпочтительным для удаления аммиака из кислородсодержащих непрерывных потоков отходящего газа от установки получения мочевины, как в случае способов получения мочевины, использующих пассивирующий кислород, т.е. способов, в которых кислород вводится в питание реактора синтеза для пассивации поверхностей металла (обычно, нержавеющей стали).

Главным образом, благодаря промежуточному образованию карбамата аммония реакция (диоксид углерода – аммиак) фактически дает высококоррозионные условия, способные корродировать даже нержавеющую сталь, обычно используемую в указанных применениях. Введение небольших количеств кислорода обеспечивает пассивацию и таким образом предотвращение коррозии поверхностей из нержавеющей стали.

Примеры установок получения мочевины, использующих кислород, могут быть найдены в WO 21010/006757 и WO 2008/141832.

В способах указанного типа потоки отходящего газа для очистки (которые являются обычно предварительно смешанными, чтобы оставаться ниже пределов взрываемости), поэтому, по существу, содержат аммиак, водород, метан, инертные газы (главным образом, азот) и даже значительный процент кислорода (хотя еще ниже пределов взрываемости).

Поток отходящего газа из установки получения мочевины (в частности, секции среднего давления) обычно имеет следующий состав (процентное содержание по объему, 1200 нм³/ч при 50°С, 0,1 МПа):

NH₃ 1,3%

H₂ 12,0%

N₂ 59,7%

O₂ 14,8%

Ar 1,8%

CH₄ 10,4%

В соответствии с изобретением пассивирующий кислород, уже присутствующий в установке получения мочевины, используется для удаления мочевины.

Другими словами, согласно настоящему изобретению аммиак выводится из непрерывных потоков отходящего газа от установки получения мочевины с помощью способа регулируемого сгорания по меньшей мере на первой стадии сгорания в недостатке кислорода (т.е. кислородобедненной), где субстехиометрическое (т.е. ниже стехиометрического) количество кислорода в газовом потоке, содержащем аммиак для удаления, используется в качестве единственного воспламенителя (усилителя горения), и в присутствии водорода (т.е. в восстановительной атмосфере). Водородом (действующим как топливо) является также водород, который уже присутствует в газовом потоке для очистки и служит для удаления некоторых оксидов азота (NOx), которые могут образовываться.

Аммиак преимущественно удаляется на по меньшей мере двух стадиях горения, предпочтительно (хотя необязательно) осуществляемых в условиях горения.

Реакция горения поэтому осуществляется регулируемым образом на двух ступенях, или стадиях:

- первая стадия кислородобедненного (в недостатке кислорода) горения осуществляется в присутствии субстехиометрического (т.е. менее стехиометрического) количества кислорода и в водородсодержащей восстановительной атмосфере (восстановительной атмосфере водорода); на данной первой стадии субстехиометрическое количество кислорода в газовом потоке для очистки используется в качестве единственного воспламенителя (усилителя горения) и служит для удаления некоторых оксидов азота (NOx), которые могут образовываться;

- вторая стадия осуществляется в присутствии стехиометрического или даже большего количества кислорода со сжиганием всех оставшихся газов (в частности, метана и водорода); данная вторая стадия осуществляется с введением дополнительного воздуха или кислорода для полного сжигания несгоревших газов (главным образом, водорода и метана) в газах от первой стадии.

Горение согласно изобретению определяется как регулируемое тем, что разделение горения на стадии, как описано выше, регулирует образование и удаление оксидов азота (NOx) с помощью субстехиометрического горения и присутствия водорода соответственно и таким образом,со снижением выделения оксидов азота в атмосферу.

Реакции, имеющие место в процессе горения, являются следующими:

(1) 4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O (предпочтительная)

(2) 2NH₃ + 2O₂ → N₂O + 3H₂O (непредпочтительная)

(3) 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O (непредпочтительная)

(4) 2NO + O₂ → 2NO₂ (непредпочтительная)

(5) NO + H₂ → N₂ + H₂O (предпочтительная)

(6) 2NO₂ + H₂ → N₂ + 2H₂O (предпочтительная)

Регулируемое горение согласно настоящему изобретению фактически не требует двух камер сгорания. Две стадии могут осуществляться в одних условиях горения или в отдельных камерах сгорания.

Настоящее изобретение может осуществляться различными путями. Например:

(А) каталитическое регулируемое горение в двух секциях с субстехиометрическим кислородом в первой секции и стехиометрическим или сверхстехиометрическим кислородом во второй секции:

(В) некаталитическое регулируемое горение в горелке в двух секциях с субстехиометрическим кислородом и возможно введением водяного пара в первой секции и стехиометрическим или сверхстехиометрическим кислородом во второй секции;

(С) каталитическое регулируемое горение с субстехиометрическим кислородом в одной секции.

Более конкретно, в первом варианте (А) две стадии горения осуществляются с помощью соответствующего окисления без пламени и с использованием подходящих соответствующих катализаторов. Для инициирования каталитических реакций только небольшое количество тепла, подаваемого, например, нагревательным электрическим сопротивлением (без необходимости пламени), требуется при запуске способа (с достижением определенной температуры активации примерно 150°С). В процессе постоянной обычной работы, с другой стороны, дополнительное тепло или дополнительное топливо не требуется (как установлено, требуемое топливо уже присутствует в газовом потоке для очистки); и только дополнительный воздух подается на второй стадии для поддержания реакции второго катализатора.

Первая стадия использует катализаторы (один или более), чтобы промотировать субстехиометрическое каталитическое окисление аммиака в восстановительной атмосфере и указанную выше реакцию (1), предпочтительную по сравнению с другими, в частности, образующими оксиды азота, при температурах в интервале грубо от 150 до 400°С.

Примерами отдельных катализаторов окисления аммиака являются катализаторы класса «СКО (SCO) аммиака» (селективного каталитического окисления аммиака), используемые для селективного каталитического окисления аммиака и которые являются используемыми в данном случае, принимая во внимание, что очищаемые непрерывные газовые потоки уже содержат кислород, необходимый для сжигания аммиака, и указанные выше каталитические реакции (5) и (6) сильно промотируются водородом, уже присутствующим в газовых потоках, что снижает образование азотных оксидов (NOx) и удаляет некоторые образованные.

Раз аммиак удаляется, метан и водород могут быть удалены вторым каталитическим окислением. Поскольку аммиак был удален предшествующими реакциями каталитического окисления аммиака и водорода, образование оксидов азота во втором окислении ограничивается. Каталитическое горение метана действует при температуре грубо от 500 до 600-700°С (тепло, необходимое для инициирования каталитического горения метана, образуется предшествующей реакцией окисления и каталитическим окислением водорода).

До того, как газы, очищенные от аммиака, метана и водорода, высвобождаются в атмосферу, часть тепла, получаемого в двух каталитических слоях, может быть извлечена с получением водяного пара или с предварительным нагреванием воздуха для подачи в установку конечной обработки (например, установку дробления или гранулирования, где полученная мочевина формуется в зерна или гранулы) установки получения мочевины.

Второй вариант (В) использует горелку с предварительным смешением для регулируемого горения на двух ступенях, или стадиях:

- первой ступени, или стадии, на которой горение в недостатке кислорода осуществляется в присутствии кислорода и водорода, уже присутствующих в газовом потоке для очистки; и

- второй ступени, или стадии, на которую вводится дополнительный воздух.

Горение в недостатке кислорода промотирует реакцию (1) и затрудняет реакции (2) и (3), указанные выше (т.е. промотирует окисление аммиака до азота и затрудняет и сильно снижает образование оксидов азота).

Аммиак окисляется на первой стадии, которая использует кислород, уже присутствующий в непрерывных газовых потоках от установки получения мочевины, таким образом обеспечивая горение в недостатке кислорода (т.е. в присутствии субстехиометрического кислорода подобно традиционной системе горелок, в которой горение осуществляется в избытке кислорода).

На первой стадии главным является присутствие азота, что благоприятствует деструкции-исключению любых образованных оксидов азота, таким образом промотируя реакции (5) и (6), указанные выше.

Субстехиометрическое горение обеспечивает снижение температуры пламени по сравнению со сверхстехиометрическим горением (как в горелке), таким образом дополнительно снижая образование Nox.

Для дополнительного снижения образования оксидов азота водяной пар может быть введен на первой стадии окисления. Введение водяного пара дополнительно снижает температуру пламени с затруднением образования оксидов азота.

Сгорание метана и водорода выполняется на второй стадии, на которую подается дополнительный воздух или кислород.

Часть тепла, генерируемого при горении, может быть извлечена в бойлере для получения водяного пара. Как только тепло извлекается, очищенные газы могут быть высвобождены в атмосферу.

В противоположность извлечению тепла в бойлере все тепло, генерируемое в горелке с предварительным смешением при горении-окислении, может быть извлечено для нагревания распыляющего воздуха для установки дробления или псевдоожижающего воздуха для использования в псевдоожиженных слоях гранулирующего устройства установки мочевины (обычно при температуре примерно 135°С), таким образом снижая затраты при исключении необходимости в специальном предварительном нагревателе воздуха водяным паром.

В третьем варианте (С), особенно подходящем для «модернизации» существующих установок, оборудованных горелками, поток отходящего газа для очистки, в противоположность подаче к горелке, отводится к объединенной установке, содержащей теплообменник, например теплообменник пластинчатого типа, и каталитический картридж, содержащий катализатор первой стадии (например, «СКО аммиака»). Как установлено, катализатор обеспечивает удаление только аммиака при субстехиометрическом горении в восстановительной атмосфере и затруднение образования оксидов азота.

Указанный вариант не содержит подачу дополнительного воздуха и поэтому вторую стадию горения-окисления, на которой кислород, содержащийся в непрерывных газовых потоках от установки мочевины, является достаточным для полного окисления аммиака на первой (и единственной) стадии.

Данное решение является чрезвычайно дешевым и компактным, почти совсем не требующим дополнительных линий дополнительного воздуха для горения и оборудования (например, бойлеров и воздуходувок), и поэтому является особенно подходящим для «модернизации» существующих установок, где существующая горелка заменяется новой объединенной установкой.

Краткое описание чертежей

Ряд неограничивающих вариантов настоящего изобретения будет описан путем примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фигуре 1 показана высоко схематически упрощенная блок-схема установки получения мочевины, оборудованной системой удаления аммиака согласно настоящему изобретению;

на фигуре 2 показан схематически первый вариант системы удаления аммиака согласно настоящему изобретению;

на фигуре 3 показан схематически второй вариант системы удаления аммиака согласно настоящему изобретению;

на фигуре 4 показана схематически в увеличенном масштабе деталь системы удаления аммиака с фигуры 3;

на фигуре 5 показана схематически вариация варианта с фигуры 3;

на фигуре 6 показан схематически третий вариант системы удаления аммиака согласно настоящему изобретению.

Наилучший вариант осуществления изобретения

На фигуре 1 показана высоко схематически упрощенная блок-схема установки 1 (получения) мочевины.

Установка 1 мочевины, например, является типа, описанного в WO 2010/006757 и WO 2008/141832, содержание которых приводится здесь в качестве ссылки.

Установка 1 мочевины, по существу, содержит секцию 2 синтеза с реактором 3 синтеза мочевины, где имеет место реакция синтеза мочевины из аммиака и диоксида углерода: секции 4 извлечения, более конкретно секцию 5 высокого давления, секцию 6 среднего давления и секцию 7 низкого давления, где раствор мочевины из секции 2 синтеза постепенно концентрируется, непрореагировавшие аммиак и диоксид углерода удаляются и извлеченные компоненты рециркулируются; и секции 8 конечной отделки, содержащие по меньшей мере одну установку конечной отделки, например установку дробления или гранулирования, где образованная мочевина формуется в зерна или гранулы.

С целью упрощения составляющие части каждой секции и линий, подающих и рециркулирующих различные газовые потоки из одной секции в другую, на фигуре 1 подробно не показаны, где просто показаны схематически линии подачи реагентов в установку 1 мочевины и рабочие соединения между секциями.

Установка 1 мочевины оборудована системой 10 удаления аммиака для переработки потоков аммиаксодержащего отходящего газа, получаемых в установке 1 мочевины.

Система 10 соединена с установкой 1 мочевины, например с секцией 6 среднего давления (или, необязательно, с другими секциями) с отводом непрерывного потока отходящего газа.

Типичный непрерывный поток отходящего газа из секции 6 среднего давления установки 1 мочевины содержит аммиак, водород, метан и инертные газы (главным образом, азот).

Если, предпочтительно для настоящего изобретения, установка 1 мочевины осуществляет способ, использующий пассивирующий кислород, подаваемый в установку 1 мочевины по линии 11 подачи воздуха или кислорода, потоки отходящего газа также содержат кислород.

Питание отходящего газового потока в систему 10 является такого состава (возможно регулируемого смешением потоков различных компонентов), чтобы находиться снаружи пределов взрываемости.

В варианте (А) на фигуре 2 система 10 содержит установку 12 очистки, имеющую секции 13, 14 первого и второго окисления; впускную линию 15, соединяющую установку 12 очистки с установкой 1 мочевины (более конкретно, с секцией 6 среднего давления) и питающую установку 12 очистки газовым потоком для очистки; выпускную линию 16 для сброса, например в атмосферу, газа, очищенного установкой 12 очистки; контур 17 дополнительного воздуха для подачи воздуха в установку 12 очистки; и контур 18 извлечения тепла для извлечения тепла от установки 12 очистки.

Установка 12 очистки содержит реакционную камеру 20 (определенную одной или двумя соединенными камерами), где осуществляется регулируемое горение газового потока для очистки. Установка 12 очистки сконструирована для осуществления каталитического регулируемого горения аммиака, содержащегося в газовом потоке для очистки. Регулируемое горение осуществляется в две стадии в секциях 13 и 14 окисления соответственно с субстехиометрическим кислородом в первой секции 13 и со стехиометрическим или сверхстехиометрическим кислородом во второй секции 14.

Более конкретно, секции 13, 14 имеют соответствующие каталитические слои 21, 22, размещенные последовательно по отношению к газовому потоку, циркулирующему в реакционную камеру 20.

Обычно газовый поток поступает в реакционную камеру 20 из центрального впуска, подается по подающей трубе 23 в один конец реакционной камеры 20, проходит первую секцию 13 окисления и ее каталитический слой 21 и затем идет последовательно через первую секцию 13 окисления и вторую секцию 14 окисления (и соответствующие каталитические слои 21, 22).

Как показано путем примера на фигуре 2, секции 13, 14 окисления и соответствующие каталитические слои 21, 22 размещены один поверх другого внутри, по существу, вертикальной реакционной камеры 20. Понятно, однако, что секции 13, 14 и соответствующие каталитические слои 21, 22 могут быть размещены различно, например, бок-о-бок горизонтально в, по существу, горизонтальной реакционной камере 20. Газовый поток для очистки подается по подающей трубе 23 в нижнюю часть (или с любой скоростью в один конец) реакционной камеры 20 и затем идет сначала через первую секцию 13 окисления, а затем через вторую секцию 14 окисления (и соответствующие каталитические слои 21, 22).

Газовый поток для очистки предварительно нагревается газами из второй секции 14 окисления в теплообменнике 25, расположенном после второй секции 14 окисления (выше второй секции 14 окисления в примере на фигуре 2 с вертикальной реакционной камерой 20).

Каталитические слои 21, 22 содержат подходящие соответствующие катализаторы для активирования двух стадий горения, т.е. соответствующего беспламенного каталитического окисления. Для достижения температуры активирования примерно 150°С и инициирования каталитических реакций тепло подается только вначале с помощью инициирования или устройства предварительного нагревания (без необходимости пламени), такого как электрическое сопротивление (не показано). Будучи инициированными, реакции являются самоподдерживающимися извлечением тепла от сгоревших газов.

Введение внешнего топлива не требуется, поскольку используемое топливо присутствует в газовом потоке для очистки.

В первой секции 13 окисления находятся катализаторы (один или более), которые промотируют субстехиометрическое каталитическое окисление аммиака в восстановительной атмосфере и возможно также окисление части водорода.

Дополнительный воздух подается во вторую секцию 14 контуром 17 дополнительного воздуха. Дополнительный воздух предварительно нагревается газами из второй секции 14 окисления в теплообменнике 26 на выпуске второй секции 14 окисления и подается после (ниже в случае вертикальной реакционной камеры 20) каталитического слоя 22 второй секции 14 окисления по воздушной трубе 27 через каталитический слой 22.

Каталитическое окисление с удалением метана и водорода имеет место во второй секции 14 окисления.

Контур 18 извлечения тепла служит для извлечения тепла от газов, не содержащих аммиак, метан и водород, получаемых каталитическими слоями 21, 22 перед тем, как газы выбрасываются в атмосферу по выпускной линии 16. Контур 18 извлечения тепла содержит, например, теплообменник 28 последовательно с каталитическими слоями 21, 22 с отводом тепла от газов из слоев и получением водяного пара в бойлере 29.

Тепло от газов из секций 13, 14 окисления может также использоваться для предварительного нагрева воздуха для секций 8 конечной отделки и, в частности, для установки дробления или гранулирования установки 1 мочевины.

Например, газы от секций 13, 14 окисления и, более конкретно, от второй секции 14 окисления (газы, не содержащие аммиак, метан и водород, от каталитических слоев 21, 22) могут быть разбавлены (т.е. смешаны непосредственно без прохождения через теплообменник) воздухом для использования в качестве распылительного воздуха в установке дробления, или псевдоожижающего воздуха в установке гранулирования установки 1 получения мочевины с целью повышения температуры воздуха.

В варианте (В) на фигуре 3, на которой детали, подобные или идентичные деталям, уже описанным, указаны с использованием одинаковых ссылочных номеров, система 10 удаления содержит установку 12 очистки с реакционной камерой 20; впускную линию 15, соединяющую установку 12 очистки с установкой 1 мочевины (более конкретно, с секцией 6 среднего давления) и питающую установку 12 очистки газовым потоком для очистки: выпускную линию 16 для сбрасывания, например, в атмосферу газа, очищенного установкой 12 очистки; контур 17 дополнительного воздуха для подачи воздуха в установку 12 очистки; и контур 18 извлечения тепла для извлечения тепла от установки 12 очистки.

В данном варианте установка 12 очистки также одержит реакционную камеру 20, где осуществляется регулируемое горение газового потока для очистки, но в данном случае установка 12 очистки предназначена для некаталитического горения.

Более конкретно и со ссылкой также на фигуру 4 установка 12 очистки содержит горелку 31 с предварительным смешением, расположенную, например, в одном (нижнем) конце реакционной камеры 20 и сконструированную для осуществления регулируемого горения в две стадии на соответствующих стадиях 32, 33 горелки 31:

- первая стадия горения в недостатке кислорода (первая стадия 32) в присутствии водорода и субстехиометрического кислорода, присутствующего в газовом потоке для очистки;

- вторая стадия (вторая стадия 33), на которой дополнительный воздух вводится контуром 17 дополнительного воздуха, так что горение имеет место в присутствии стехиометрического или сверхстехиометрического количества кислорода.

Впускная линия 15 подает отходящий газовый поток для очистки на первую стадию 32 горелки 31; и контур 17 дополнительного воздуха подает дополнительный воздух на вторую стадию 33 горелки 31, где осуществляется горение метана и водорода.

Водяной пар может также вводиться необязательно на первую стадию 32 по линии 34 водяного пара.

В данном варианте также контур 18 извлечения тепла извлекает тепло от газов, сгораемых в реакционной камере 20, до того, как они выбрасываются в атмосферу по выпускной линии 16. Контур 18 извлечения тепла содержит, например, теплообменник 28, размещенный внутри реакционной камеры 20, с отводом тепла от газов, сожженных горелкой 31, и получением водяного пара в бойлере 29 и/или предварительным нагревом воздуха для секций 8 конечной отделки и, в частности, для установки дробления или гранулирования установки 1 мочевины.

Альтернативно, тепло от газов, сгораемых в реакционной камере 20, может быть извлечено непосредственно без прохождения через теплообменник для предварительного нагрева воздуха для секций 8 конечной отделки и, в частности, для установки дробления или гранулирования установки 1 мочевины.

Например, как показано на фигуре 5, сгоревшие газы от горелки 31 разбавляются (т.е. смешиваются непосредственно без прохождения через теплообменник) воздухом для использования в качестве измельчающего воздуха в установке дробления или в качестве псевдоожижающего воздуха в установке гранулирования установки 1 мочевины, в целях повышения температуры воздуха. Выпускная линия 16 поэтому соединяется с линией подачи воздуха установки дробления или гранулирования.

В варианте (С) на фигуре 6, на которой детали, подобные или идентичные деталям, уже описанным, указаны с использованием одинаковых ссылочных номеров, система 10 удаления содержит установку 12 очистки с реакционной камерой 20; впускную линию 15, соединяющую установку 12 очистки с установкой 1 мочевины (более конкретно, с секцией 6 среднего давления) и питающую установку 12 очистки газовым потоком для очистки; и выпускную линию 16 для сбрасывания, например, в атмосферу газа, очищенного установкой 12 очистки.

Установка 12 очистки содержит реакционную камеру 20, где осуществляется регулируемое горение газового потока для очистки. Установка 12 очистки предназначена для осуществления каталитического горения аммиака в газовом потоке для очистки со субстехиометрическим количеством кислорода.

Другими словами, данный вариант осуществляет только первую стадию способа, описанного со ссылкой на первый вариант на фигуре 2.

Система 10 содержит объединенную установку 35, содержащую теплообменник 36, например пластинчатый теплообменник, и каталитический картридж 37, содержащий катализатор (например, катализатор «СКО аммиака») для первой стадии, описанной выше. Катализатор удаляет аммиак и, возможно, также часть водорода (промотирует реакции (1), (5) и (6), указанные выше, и затрудняет другие) при субстехиометрическом горении в восстановительной атмосфере и затрудняет образование оксидов азота.

Газовый поток для очистки идет по впускной линии 15 в установку 15 и через теплообменник 36 в каталитический картридж 37 в реакционную камеру 20, где имеет место регулируемое горение, как описано выше. Горячий прореагировавший газ из каталитического картриджа 37 идет через теплообменник 36 с предварительным нагревом газового потока для очистки.

Данный вариант не содержит подачу дополнительного воздуха и поэтому вторую стадию горения-окисления, описанную выше. Кислород в очищенном газовом потоке является достаточным для полного окисления аммиака.

Ясно, что другие изменения могут быть сделаны в способе и системе, как описано здесь, однако без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к способу удаления аммиака из непрерывного потока отходящего газа от установки получения мочевины, в частности от секции среднего давления установки получения мочевины. Способ включает удаление аммиака из непрерывного потока отходящего газа с помощью способа регулируемого горения, содержащего стадию горения в недостатке кислорода, осуществляемую в присутствии субстехиометрического количества кислорода, действующего как единственный воспламенитель, и в водородсодержащей восстановительной атмосфере с тем, чтобы промотировать окисление аммиака до азота и затруднять и сильно снижать образование оксидов азота, при этом аммиак окисляется, и в котором поток отходящего газа для очистки содержит пассивирующий кислород и пассивирующий кислород, используемый в установке получения мочевины и уже присутствующий в непрерывном потоке отходящего газа для очистки, используется для удаления аммиака на стадии горения. Изобретение обеспечивает снижение и предпочтительно исключение выделений аммиака от установки получения мочевины. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ удаления аммиака из непрерывного потока отходящего газа установки (1) получения мочевины, в частности секции (6) среднего давления установки получения мочевины, который содержит стадию удаления аммиака из непрерывного потока отходящего газа установки (1) получения мочевины с помощью способа регулируемого горения, содержащего по меньшей мере первую стадию горения в недостатке кислорода, осуществляемую в присутствии субстехиометрического количества кислорода, действующего как единственный воспламенитель, и в водородсодержащей восстановительной атмосфере с тем, чтобы промотировать окисление аммиака до азота и затруднять и сильно снижать образование оксидов азота, при этом аммиак окисляется, и в котором поток отходящего газа для очистки содержит пассивирующий кислород и пассивирующий кислород, используемый в установке (1) получения мочевины и уже присутствующий в непрерывном потоке отходящего газа для очистки, используется для удаления аммиака на указанной первой стадии горения.

2. Способ по п. 1, в котором в дополнение к указанной первой стадии горения в недостатке кислорода способ регулируемого горения содержит вторую стадию горения, осуществляемую в присутствии стехиометрического или даже большего количества кислорода, с сжиганием газов, оставшихся от первой стадии горения, и, в частности, метана и водорода.

3. Способ по п. 2, в котором указанная вторая стадия горения осуществляется с введением дополнительного воздуха или кислорода для полного сжигания несгоревших газов в газах от первой стадии горения.

4. Способ по п. 1, в котором указанная первая стадия горения содержит каталитическое окисление субстехиометрическим количеством кислорода.

5. Способ по п. 1, в котором способ регулируемого горения содержит две стадии каталитического окисления, осуществляемые в соответствующих секциях окисления (13, 14) с субстехиометрическим количеством кислорода в первой секции (13) окисления и со стехиометрическим или сверхстехиометрическим количеством кислорода во второй секции (14) окисления.

6. Cпособ по п. 1, в котором способ регулируемого горения содержит некаталитическое горение в горелке (31), осуществляемое на первой стадии (32) со субстехиометрическим количеством кислорода и возможным введением водяного пара и на второй стадии (33) со стехиометрическим или сверхстехиометрическим количеством кислорода.

7. Способ по п. 6, в котором способ регулируемого горения осуществляется с помощью двухстадийной горелки (31) с предварительным смешением.

8. Способ по п. 6, в котором первая стадия горения в недостатке кислорода осуществляется на первой стадии (32) в присутствии водорода и субстехиометрического количества кислорода, уже присутствующего в газовом потоке для очистки, и на второй стадии (33) дополнительный воздух или кислород вводится для полного сжигания метана и водорода.

9. Способ по п. 6, в котором водяной пар вводится на первую стадию (32).

10. Способ по п. 1, который содержит стадию извлечения тепла от газов, очищенных от аммиака, метана и водорода, перед тем, как они высвобождаются в атмосферу, с получением водяного пара и/или предварительно нагретого воздуха для подачи в установку конечной отделки, в частности установку дробления или гранулирования установки получения мочевины.