Jak si vyrobit čpavkovou vodu sami?

Číslo publikace RU2105716C1 RU2105716C1 RU96115705A RU96115705A RU2105716C1 RU 2105716 C1 RU2105716 C1 RU 2105716C1 96115705C96115705 RU 96115705C96115705 RU 96115705C96115705 RU2105716 RU1 2105716A RU 1 A RU2105716 A RU 1A RU 1996 C07 RU29 C96115705 RU 96115705C1996 Autorita RU Rusko Klíčová slova dosavadního stavu techniky čpavek vodní fáze Původní nebo zkapalněný 07 -29-1996 Číslo přihlášky RU07A Jiné jazyky Anglicky ( en ) Jiné verze RU29A ( ru Vynálezce N.I. Savelyev L.A. Savelyeva T.M. Malofeykina S.M. Filippova Yu.P. Sukhov Original “Datum přiřazení” Datum priorityKehimp Joint Stock Company je předpoklad a není právním závěrem. Google neprovedl právní analýzu a neposkytuje žádné prohlášení ohledně přesnosti uvedeného data.) 1998-02-27 Datum podání 1996-07 -29 Datum zveřejnění 1996-07-29 96115705-2105716-1 Přihláška podaná otevřenou akciovou společností “Khimprom” podaná Kritická otevřená akciová společnost “Khimprom” 1998-02-27 Priorita na RU1998A priorita Kritický patent/RU02C27/ru 2105716-1-2105716 udělena Kritická přihláška 1 1998-10 Zveřejnění publikace RU10C96115705 Kritický patent/RU96115705CXNUMX/ru XNUMX-XNUMX-XNUMX Zveřejnění publikace RUXNUMXA Kritický patent/RUXNUMXA/ru

Krajiny

• Chladicí stroje sorpčního typu (AREA)

Abstraktní

Použití: Vynález se týká chemické technologie a je určen pro kontinuální výrobu čpavkové vody ze zkapalněného čpavku a vody. Podstata: snížení energetických nákladů při metodě je dosaženo tím, že rozpouštění čpavku ve vodě se současným odvodem uvolněného tepla probíhá ve dvou stupních, přičemž ve druhém stupni se plynný čpavek z prvního stupně rozpouští v zdrojová voda za izotermických podmínek a v prvním stupni se zkapalněný nebo částečně odpařený amoniak rozpustí za adnabatických podmínek v amoniaku voda pocházející z druhého stupně. 2 plat, 1 nemoc.

Popis

Vynález se týká chemické technologie a je určen pro kontinuální výrobu čpavkové vody ze zkapalněného čpavku a vody. Amoniakální voda je chemickým činidlem v mnoha organických a anorganických syntézách a ve velkém množství se používá také v zemědělství jako hnojivo obsahující dusík.

Je známý způsob výroby čpavkové vody, který spočívá v odpaření čpavkové kapaliny a její absorpci v absorbéru, který má recyklaci čpavkové vody s odebíráním rozpouštěcího tepla. Čpavková voda je před dodáním do skladu ochlazována, proces je řízen automaticky [1] Hlavní nevýhodou metody jsou dodatečné energetické náklady na odpařování kapalného čpavku. K získání koncentrovaného roztoku se navíc musí cirkulující čpavková voda ochladit na teploty pod nulou pomocí nízkoteplotního chladiva.

Je známý způsob výroby čpavkové vody vytěsňováním kapalného čpavku bez jeho odpařování vodou ve speciálním mísícím systému při tlaku, který překračuje jak tlak nasycených par čpavku při jeho skladovací teplotě, tak tlak nasycených par čpavku při teplotě absorbující voda [2] Při teplotách 15-20 o C překračuje provozní tlak 1 MPa, což je hlavní nevýhoda metody. Pro přívod vody i kapalného čpavku do míchačky je nutné použít vhodná čerpadla, s čímž souvisí spotřeba energie.

Je znám způsob a reaktor pro kontinuální výrobu čpavkové vody [3], ve kterém je koncentrovaný kapalný čpavek o teplotě od -20 do +35 o C a tlaku 0,14-1,55 MPa kontinuálně v kontaktu s vodou a čpavek se vstřikuje rychlostí 0,15 – 12,5 m/s a voda se dodává rychlostí 0,05 – 6,7 m/s. Ke kontaktu dochází při tlaku 0,105-0,76 MPa při teplotě od -5 do +85 o C [3] (prototyp).

Tato metoda je také energeticky náročná. Pro provádění procesu při nízkém tlaku 0,105 MPa je nutné udržovat teplotu -5 o C, což vyžaduje značnou spotřebu za studena. Po odstranění tepla ze smíchání komponent s chladicí vodou bude procesní teplota 55-85 o C, tlak bude 0,44-0,76 MPa. V tomto případě není potřeba chlad, ale spotřebovává se elektřina na pohon čerpadel, která do míchacího aparátu dodávají čpavek a vodu.

Další nevýhodou tohoto způsobu je potřeba přídavného zařízení pro absorpci plynného amoniaku uvolněného z kapalného amoniaku a nádob s amoniakovou vodou, když jsou naplněny.

Účelem vynálezu je snížit náklady na energii.

Tohoto cíle je dosaženo tím, že rozpouštění amoniaku probíhá ve dvou stupních a ve druhém stupni se plynný amoniak z prvního stupně rozpouští ve zdrojové vodě za izotermických podmínek a v prvním stupni zkapalněný nebo částečně odpařený amoniak se rozpustí za adiabatických podmínek v amoniakové vodě pocházející z druhých kroků.

Obrázek ukazuje schematický blokový diagram zařízení pro výrobu roztoku čpavku ve vodě podle navrhovaného způsobu.

Blokové schéma zahrnuje izotermický absorbér 1, směšovač-separátor 2, chladničku 3, nádrž 4 na zkapalněný čpavek a sklad 5 čpavkové vody.

Absorpční voda a zbytek amoniaku v odpařené formě se přivádějí do absorbéru 1 (druhý absorpční stupeň) ze směšovače-separátoru 2 přes průtokoměr. Absorpční teplo je odváděno chladicí vodou, která prochází vestavěnými nebo vzdálenými zařízeními pro výměnu tepla. V absorbéru 1 se získá zředěná čpavková voda.

Zředěný roztok čpavku z absorbéru 2 a směs plyn-kapalina čpavku z chladničky 1 jsou přiváděny do separátoru-směšovače 3 (první stupeň absorpce, při absorpci tepla se odpařuje kapalný čpavek). čas se amoniak rozpouští v čpavkové vodě za uvolňování tepla. Výsledkem je koncentrovaný vodný roztok amoniaku a plynný amoniak. Plynný amoniak se přivádí do absorbéru 1 a koncentrovaný vodný roztok do chladničky 3.

Daná koncentrace čpavku ve vodě je udržována regulací přívodního poměru absorpční vody a kapalného čpavku s korekcí na teplotu čpavkové vody na výstupu ze směšovače-separátoru 2.

V chladničce 3 dochází k výměně tepla mezi koncentrovaným vodným roztokem a výchozím zkapalněným amoniakem, který je přiváděn z nádrže 4 přes průtokoměr a škrticí klapku. V něm se čpavková voda ochladí a část kapalného čpavku se odpaří. Z chladničky se zmrazený vodný roztok amoniaku nalije do zásobníku 5 a směs plyn-kapalina amoniaku se přivede do mixéru-separátoru 2.

Plynný čpavek, který je vytlačován z nádrže 4, když je naplněna kapalným čpavkem, je přiváděn do směšovače-separátoru 2 a poté do absorbéru 1, ve kterém je absorbován vodou. Do absorbéru 5 jsou přiváděny dýchací plyny ze zásobníku 1 vodného roztoku amoniaku.

Tlak ve směšovači-separátoru 2 je roven hydraulickému odporu absorbéru 1 s plynovými kanály a nepřesahuje 0,05 MPa. Díky tomu proces nevyžaduje čerpadla ani plynová dmychadla. V technologickém procesu je zcela využit chlad uvolněný při odpařování kapalného čpavku. Tepelná energie, která se uvolňuje v absorbéru 1 při rozpouštění plynného amoniaku, je odváděna chladicí vodou. Díky tomu se čpavková voda získává bez nákladů na elektřinu pro pohon čerpadel a bez použití externích zdrojů chladu, jejíž výroba je rovněž energeticky náročný proces.

Výhodou navrženého způsobu je také možnost provozní kontroly průběhu procesu, protože teplota v mixeru-separátoru 2 při stálém tlaku jednoznačně určuje koncentraci amoniaku ve výsledném roztoku. Chlazení čpavkové vody v chladničce 3 snižuje tlak par čpavku nad roztokem, snižuje jeho ztráty a znečištění vzduchu během skladování a přepravy produktu ke spotřebitelům.

Následují příklady implementace procesu v poloprovozním průmyslovém závodě, který byl navržen pro výrobu 1 m 3 /h 25% čpavkové vody. Během testování tohoto zařízení se neočekávaně ukázalo, že pomocí této metody, bez dalších nákladů na energii, je možné získat čpavkovou vodu obsahující až 45-50 % rozpuštěného čpavku.

Příklad 1. 25 dm 30 /h demineralizované vody a plynného čpavku ze směšovače-separátoru se přivádí do bublinkového absorbéru se zabudovanými teplosměnnými prvky, kterými prochází chladicí voda o teplotě 750-3 o C. . Výsledná zředěná čpavková voda z absorbéru se nalije do směšovače-separátoru, do kterého se přes chladničku přivádí 400 dm 3 /h kapalného čpavku. Teplota v mixéru-separátoru se udržuje na 35-40 o C. Získá se 24-26% roztok, který se ochladí v lednici na teplotu 20-25 oC.

Příklad 2. Proces se provádí podle příkladu 1, ale do absorbéru se přivádí 250 dm 3 /h odsolené vody, teplota se v směšovači-separátoru udržuje blízko 0 o C. 45-50% roztok získaný, který se ochladí v lednici na 10 o C. Elektřina a chlad se pro technologické účely nevyužívá.

Příklad 3 (srovnávací). Proces se provádí ve výše popsané instalaci, ale bez separátoru-směšovače 2. Při průchodu chladicí vody o teplotě 25-30 o C přes vestavěné teplosměnné prvky je pouze 18-20% roztok čpavku se získá. Pro získání 25-35% roztoku se přes výměník tepla vede solanka o teplotě 15 o C. Spotřeba za studena přesahuje 0,8 GJ na 1 tunu rozpuštěného čpavku. Nebylo možné získat čpavkovou vodu obsahující 45-50 % čpavku.

Nároky (3)

1. Kontinuální způsob výroby čpavkové vody ze zkapalněného čpavku rozpouštěním čpavku ve vodě za současného odvádění uvolněného tepla, vyznačující se tím, že rozpouštění čpavku se provádí ve dvou stupních a ve druhém stadiu plynný čpavek ze zkapalněného čpavku. první stupeň se rozpustí ve zdrojové vodě za izotermických podmínek a v prvním stupni se zkapalněný nebo částečně odpařený amoniak rozpustí za adiabatických podmínek v čpavkové vodě přicházející z druhého stupně.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že daná koncentrace čpavku ve vodě se udržuje úpravou poměru přívodu kapalného čpavku a vody s korekcí na teplotu čpavkové vody na výstupu z prvního stupně.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se vzniklá čpavková voda ochladí v chladničce, kterou prochází původní zkapalněný čpavek.

RU96115705A 1996-07-29 1996-07-29 Kontinuální způsob výroby čpavkové vody RU2105716C1 (ru)

Prioritní aplikace (1)

Aplikace nárokující si prioritu (1)