[发明专利]从废气中去除尿素和氨的方法

说明书

已知尿素粉尘和氨存在于尿素厂、尿素造粒塔(urea granulation tower)、尿素制粒塔(urea prilling tower)和化学肥料厂的废气中。特别是这类工厂释放的废气流中含有由各种工艺步骤产生的粉尘和氨。这种气流在进入环境中之前或再循环到所述工艺中之前，必须进行纯化。特别是造粒(granulation)、制粒(prilling)和产物冷却工艺步骤中容易形成这种废气流。

JP9227493公开了一种从这种气流中回收尿素粉尘和氨的方法，通过将所述气流与硫酸水溶液接触，从而形成硫酸铵和尿素的酸性溶液。

这种已知方法的缺点是所得产物为溶液，由于其运输成本高，很难被用作肥料。

如DE10133935中所描述，期望向含氮肥料中添加硫。进一步期望减少工业活动中，特别是肥料制造厂产生的污染。

令人惊讶的是，发现通过将所述酸性溶液浓缩成含水量低于5wt％的熔体，随后将熔体转化成含尿素和硫酸铵的固体颗粒，可以经济上具有吸引力的规模将这两种期望相结合。

JP9227493中所描述方法的另一个问题是所得溶液为酸性溶液，当将其用作肥料时，不仅对土壤不利，而且它导致了用于浓缩、处理和运输所述酸性溶液的金属设备的腐蚀，除非将特殊的、成本高的结构材料用于这种金属设备中。

可通过在将所述酸性溶液浓缩之前，向所述酸性溶液中加入氨，从而形成硫酸铵和尿素于水中的中性溶液来解决这个问题。

JP9227493中所描述方法的进一步问题是生产的液态肥料中的硫(S)与氮(N)的比例取决于回收尿素和氨的气流中氨与尿素的比例。这带来了一个问题，因为：

-根据这种气流的来源，这种气流中氨与尿素的比例以及生产的肥料中S/N比可能随着时间的推移不稳定。因此导致生产的肥料品质不稳定。

-根据施用肥料的土壤条件，可以从农艺角度定义最佳的S/N比。与所述气流中一致的氨与尿素比例一般无法产生生产的肥料中同样的最佳S/N比。

通过向浓缩的熔体或向待浓缩的溶液中加入添加量的硫酸铵，使生产的肥料中S/N比被控制在任何所需的值，可以克服这两种缺点。通过改变加入的硫酸铵的添加量，即该添加量随所述气流中氨与尿素比例的变化而改变，也可随着时间的推移以一种稳定的方式控制S/N比以及从农艺角度考虑的最佳S/N比。

优选地，所述中性溶液通过蒸发至少部分水相而被浓缩，从而形成水蒸气和含水量低于5wt％的熔体。

更优选地，所述蒸发采用多步进行，直到含水量低于5wt％。可使熔体中的含水量低于1wt％，甚至低于0.3wt％。

随后，所述熔体被转化成含尿素和硫酸铵的固体颗粒。该过程可以在造粒机(granulator)或制粒塔(prilling tower)中进行。然而，这将再次引发(以较小的规模)载有氨和粉尘的空气问题。因此该过程优选在球粒机(pelletizer)中进行，所述球粒机包括给料装置、固化/冷却传动带以及从传动带上移除形成球粒的装置，将含尿素液体给料至所述给料装置，通过所述给料装置将含尿素液体的微滴加料至所述传动带，含尿素微滴在传动带上固化，然后将形成的含尿素颗粒从所述传动带上移除。优选通过冷却水来从另一个侧面冷却传动带。使用所述球粒机代替造粒机的优点是双重的：

1、与造粒(granulation)或制粒(prilling)相比，本发明方法中通常实施的规模可使球粒化(pelletizing)更经济。

2、使用上述方法进行球粒化不会产生载有大量粉尘/氨而可能再次引发最初基于较小规模的问题的空气流。

下面将通过附图更详细地解释本发明。

图1为实施本发明实施方案的系统示意图。

图2为实施本发明另一实施方案的系统示意图。

图3为实施本发明又一实施方案的系统示意图。

用于实施本发明方法的系统如图1所示。含空气、尿素和氨的气流(11)在洗涤器(1)中与硫酸水溶液(12)接触，从而形成尿素和硫酸铵的酸性溶液。