KR800001159B1 - Process of separating substantially pure nh3 and substantially pure co2 from a composition containing nh3 and co2 - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 공비(共沸)상 암모니아가 풍부한 구성으로된 혼합물로부터 암모니아가 이산화탄소를 분리하는데 알맞도록 거의 동일한 압력으로 동작하는 암모니아분리대와 이산화탄소분리대가 장치된 본 발명의 계통도이다.1 is a system diagram of the present invention in which an ammonia separator and a carbon dioxide separator are operated at approximately the same pressure so that ammonia is suitable for separating carbon dioxide from a mixture having an azeotropic ammonia rich composition.
제2도는 제1도에 도시된 계통도에서 암모니아분리대와 이산화탄소분리대가 서로 상이한 압력에서 동작하도록 개조되어 장치된 본 발명의 계통도이다.2 is a system diagram of the present invention in which the ammonia separator and the carbon dioxide separator are adapted to operate at different pressures in the system diagram shown in FIG.
제3도는 공비상 이산화탄소가 풍부한 구성으로된 암모니아와 이산화탄소 및 물로 구성된 혼합물을 분리하도록 장치된 본 발명의 계통도이다.3 is a system diagram of the invention arranged to separate a mixture of ammonia and carbon dioxide and water in an azeotropic carbon dioxide rich composition.
제4도는 본 발명의 방법에 의하여 희석된 용액으로 부터 암모니아와 이산화탄소를 분리하는데 적합하도록 장치된 본 발명의 계통도이다.4 is a system diagram of the present invention, adapted to separate ammonia and carbon dioxide from a solution diluted by the method of the present invention.
제5도는 본 발명의 방법이 사용된 뇨소의 제조방법에 대한 계통도이다.5 is a schematic diagram of a method for producing urine using the method of the present invention.
본 발명은 암모니아와 이산화탄소를 함유하고 있는 복합물질로 부터 거의 순수한 암모니아와 이산화탄를 분리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for separating almost pure ammonia and carbon dioxide from a composite material containing ammonia and carbon dioxide.
“암모니아와 이산화탄소를 함유하고 있는 복합물질”이란 암모니아와 이산화탄소의 2원혼합물(2元混合物)이거나 암모니아와 이산화탄소 및 수증기로 구성된 기체혼합물이거나 또는 카르바민산암모늄 및/또는 탄산암모늄을 수용액중에 함유하고 있을수도 있는 암모니아와 이산화탄소의 수용액을 말한다.“Composite containing ammonia and carbon dioxide” means a binary mixture of ammonia and carbon dioxide, a gas mixture consisting of ammonia, carbon dioxide and water vapor, or containing ammonium carbamate and / or ammonium carbonate in an aqueous solution. Refers to an aqueous solution of ammonia and carbon dioxide that may be present.
화학반응과정들 중에서 암모니아와 이산화탄소의 기체혼합물과 종종 수분이 반응과정의 부산물로써 얻어질때가 있다.Among chemical reactions, gas mixtures of ammonia and carbon dioxide and often moisture are obtained as by-products of the reaction process.
예를 들면 뇨소로부터 멜라민을 합성했을때 멜라민와에 암모니아와 이산화탄소를 함유하고 있는 혼합물이 멜라민톤당 1.7톤 생성되게 된다. 멜라민으로 부터 암모니아와 이산화탄소를 분리시킨후 이들을 뇨소 합성등과 같은 경우에 재사용하기 위해서는 이 기체들을 높은 압력으로 처리하는 것이 필요하게 된다.For example, when melamine is synthesized from urine, a mixture of melamine and ammonia and carbon dioxide is produced at 1.7 tons per melamine ton. To separate ammonia and carbon dioxide from melamine and to reuse them in cases such as urine synthesis, it is necessary to treat these gases at high pressure.
이 혼합물을 압축하기 위해서는 암모니아와 이산화탄소가 응축되는 것을 방지하고 이에따라 형성된 카르바민산암모늄이 침전되는 것을 방지하여 이 기체혼합물이 통상적으로 물이나 수용액에 잘 흡수되도록하는 특별한 조치가 필요하게 되며 이것은 수용액의 농도를 높이기 위하여 높은 압력하에서 탈흡(脫吸 desorption)하고 반복적인 흡수처리를한 후 뇨소합성과정에 투입될 카르바민산암모늄의 생성을 위하여 필요하다.Compressing this mixture requires special measures to prevent condensation of ammonia and carbon dioxide and to prevent precipitation of the ammonium carbamate formed thereby, so that the gas mixture is usually well absorbed by water or aqueous solutions. In order to increase the concentration, desorption under high pressure and repeated absorption treatment are necessary for the production of ammonium carbamate to be added to the urine synthesis process.
이 방법의 결함은 암모니아 및 이산화탄소와 함께 재투입되는 수분은 암모니아와 이산화탄소로부터 뇨소를 제조하는데 좋지않은 영향을 끼친다는 점이다.The drawback of this method is that the water reintroduced with ammonia and carbon dioxide has an adverse effect on the production of urine from ammonia and carbon dioxide.
만약 전술한 바와같은 특별한 조치가 강구되지 않으면 암모니아와 이산화탄소의 2원물질(元物質)과 이것에 수분이 포함된 3원물질(3元物質)이 공비(共沸)를 하기 때문에 혼합물로부터 모든 암모니아와 이산화탄소를 분리시키는 것이 불가능하게 된다. 뇨소합성과정에 재투입되는 암모니아와 함께 잔존하는 수분이 같이 재투입되는 것을 피하기 위하여 여러가지 방법이 모색되어왔는바 이들은 모두 암모니아와 이산화탄소의 혼합물을 분리시켜서 각각의 성분으로 만드는 방법들이었다. 이러한 방법들은 수용액중의 한성분 또는 다른 성분을 선택적으로 흡수시키는 내용의 방법들이었다. 따라서 이러한 방법들중 하나는 승압하에서 암모니아를 강산(일례로 NH4NO3)의 암모늄염의 수용액에 흡수시키는 방법이 있으며 또다른 공지의 방법으로는 혼합기체를 모노에타놀아민과 같은 알카놀아민수용액으로 세척하면서 이산화탄소를 선택적으로 흡수시키는 방법이 있으나 이러한 방법들은 흡수된 성분이 흡수제로 부터 분리된후 정제(精製)되어야만 한다는 결함이 있다. 또한 암모니아와 이산화탄소 및 수분의 혼합물로부터 최초의 단계에서 대부분의 암모니아를 증류하고 두번째단계에서 암모니아와 이산화탄 및 수분의 혼합물을 고압상태로 하여 이산화탄소를 증류시키는 방법이 모색되어왔다.If no special measures are taken as mentioned above, all ammonia from the mixture is azeotropic because the binary substances of ammonia and carbon dioxide and the tertiary substances containing water are azeotropic. It is impossible to separate carbon dioxide from carbon dioxide. Various methods have been sought to avoid the re-introduction of residual water with ammonia re-introduced during the urine synthesis process, all of which have separated the mixture of ammonia and carbon dioxide into individual components. These methods are those which selectively absorb one component or another component in an aqueous solution. Thus, one of these methods is the absorption of ammonia into an aqueous solution of a strong acid (eg NH 4 NO 3 ) under elevated pressure. Another known method is to mix the mixed gas with an aqueous alkanolamine solution such as monoethanolamine. There is a method of selectively absorbing carbon dioxide while washing, but these methods have a drawback that the absorbed component must be purified after separation from the absorbent. Also, a method of distilling most of ammonia from a mixture of ammonia, carbon dioxide and water in the first stage and distilling carbon dioxide in a second stage with a mixture of ammonia, carbon dioxide and moisture under high pressure has been sought.
이러한 방법들은 미국특허제3,112,177호와 영국특허제1,129,939호에 나타나있다.Such methods are shown in US Pat. No. 3,112,177 and UK Pat. No. 1,129,939.
미국특허에 나타난 방법은 첫번째과정에서 씨스템압력(System pressure)을 1내지 5절대기압(1-5atm. abs.)으로 하여 실시하고 두번째과정에서는 암모니아의 함유량이 비교적 낮은, 즉 암모니아와 이산화탄소의 공비때보다 암모니아가 더적은, 암모니아와 이산화탄소 및 수분의 혼합물로부터 이산화탄소를 분리시키고 있다.The method described in the US patent is carried out using the system pressure of 1 to 5 absolute atmospheric pressure (1-5 atm. Abs.) In the first process, and in the second process when the ammonia content is relatively low, that is, azeotropic ammonia and carbon dioxide. Less ammonia separates carbon dioxide from a mixture of ammonia, carbon dioxide and water.
그결과 생성된 저부(低部)의 용액은 씨스템압력을 1절대기압정도로 하여 메탄과 같은 스트리핑기체(stripping gas)로 스트리핑시킨다. 그결과 씨느템압력이 낮아지고 암모니아와 약간의 이산화탄소가 배출되어 전체에 걸친 압력이 1절대기압정도의 메탄과 암모니아 및 이산화탄의 혼합물이 얻어지게 된다. 기체혼합물에 잔류하고 있는 이산화탄소를 제거하기 위하여 혼합물의 일부를 응축하므로써 액화된 암모니아에 의하여 이산화탄소가 흡수되도록 한다.The resulting bottom solution is stripped with a stripping gas, such as methane, with the system pressure at about one absolute atmosphere. As a result, the system pressure is lowered and ammonia and some carbon dioxide are released, resulting in a mixture of methane, ammonia and carbon dioxide with an overall pressure of about 1 atmosphere. The carbon dioxide is absorbed by the liquefied ammonia by condensing part of the mixture to remove the carbon dioxide remaining in the gas mixture.
이와 비슷한 방법이 영국 특허제1,129,939호에도 기재되어 있는 바 이 방법에 의할것 같으면 공비시보다 높은 비율의 암모니아를 함유하고 있는 이산화탄소와 암모니아의 기체혼합물은 물 또는 수용액에 흡수시키고 이 수용액으로부터 저기압정도에서 암모니아를 증류시킨다. 암모니아를 증류시킨후 나머지 수용액은 이산화탄소를 제거하기 위하여 가열하면서 절대기압 5-20정도의 압력에서 부분증류시키게 된다.A similar method is described in British Patent No. 1,129,939, which suggests that a gas mixture of carbon dioxide and ammonia containing a higher proportion of ammonia than the azeotrope is absorbed in water or an aqueous solution, and at a low pressure from the aqueous solution. Ammonia is distilled off. After distilling ammonia, the remaining aqueous solution is partially distilled while heating to remove carbon dioxide at a pressure of about 5-20 atm.
전술한 두 방법들은 암모니아와 이산화탄소 및 부분으로된 혼합물의 압력을 변화시킴으로써 암모니아는 낮은 압력에서 이산화탄소는 높은 압력에서 분리시킬 수 있다는 점에 착안한 것이다.The two methods described above focus on changing the pressure of the mixture of ammonia and carbon dioxide and the fractions so that ammonia can be separated at low pressure and carbon dioxide at high pressure.
압력비 즉, 암모니아를 제거할 단계에서의 암모니아와 이산화탄소 및 수분의 부분압력의 화(和)와 이산화탄소를 제거한 단계에서의 압력의 비는 전술한 두방법에 있어서 1 : 5내지 1 : 20정도이어야 한다.The pressure ratio, that is, the ratio of the partial pressure of ammonia and carbon dioxide and water in the step of removing ammonia and the pressure in the step of removing carbon dioxide should be 1: 5 to 1:20 in the above two methods. .
이 방법들에 있어서 다음과 같은 결함들이 발견되고 있다. 즉, 처리된 혼합물이 1절대기압이상의 압력하에 놓이게 되면 우선 이 혼합물들은 1절대기압의 압력에 이르게된다. 더욱이 암모니아기체는 이때 1절대기압의 최대압력을 지닌채 배출되며 많은 량의 다른기체가 존재할 가능성이 있다. 만약 이 암모니아가 뇨소합성들과 같은 차후의 처리에 필요하게 될 때에는 더욱 높은 압력이 필요하게 된다.The following defects are found in these methods. That is, when the treated mixture is put under pressure above one absolute pressure, the mixture first reaches a pressure of one absolute pressure. Moreover, the ammonia gas is then discharged with a maximum pressure of one absolute pressure and there is a possibility that a large amount of other gas exists. If this ammonia is needed for subsequent processing such as urinary synthesis, higher pressures are needed.
이러한 목적을 위한 압축에너지는 상당한 것이며 또한 높은 압력이계통과 압축기(compressor)에서 고형(固形)의 카르바민산 암모늄이 형성되지 않도록 암모니아중에 섞여있는 이산화탄소의 농도를 낮춰줘야만 하게 된다. 그리고 또한 기체암모니아를 액화하기 위해서는 암모니아를 원하는 압력까지 상당량 증가시키면서 상당한 정도로 냉각할 필요가 있으며 이렇게 하기 위해서는 또한 에너지가 소요되게 된다.Compression energy for this purpose is considerable and it is necessary to lower the concentration of carbon dioxide in the ammonia to avoid the formation of solid ammonium carbamate in high pressure systems and compressors. In addition, to liquefy gas ammonia, it is necessary to cool the ammonia to a considerable degree while increasing the ammonia to the desired pressure, which also requires energy.
본 발명은 암모니아와 이산화탄소 그리고 여기에 존재가능한 수분의 혼합물로 부터 각각의 분리과정을 통하여 순수한 암모니아와 이산화탄소를 간단하면서도 경제적으로 분리시키는 방법을 고안하고 있다.The present invention devises a method for the simple and economic separation of pure ammonia and carbon dioxide through each separation process from a mixture of ammonia and carbon dioxide and the water present therein.
놀랍게도 이산화탄소를 분리하는 과정에 공급되는 혼합물질을물에 희색하되 공급되는 물의 무게비가 0.2 : 1내지 6 : 1정도로 한다면 전술한 문제점없이 이 혼합물로부터 암모니아와 이산화탄소를 따로따로 회수할 수 있다는 것을 발견하였다.Surprisingly, it was found that ammonia and carbon dioxide can be recovered separately from the mixture without the above-mentioned problems if the mixture supplied in the process of separating carbon dioxide is made white in water but the weight ratio of the supplied water is 0.2: 1 to 6: 1. .
본 발명은 암모니아와 이산화탄소로 구성되어 있는 혼합물로부터 순수한 암모니아와 순수한 이산화탄소를 분리시킬 수 있는 방법을 고안하고 있는 바. 전술한 분리는 열에 의하여 암모니아분리대(分離帶)와 이산화탄소분리대에서 시행되며 특히 이산화탄소의 분리는 이산화탄소분리대에 공급되는 공급물질무게의 0.2배내지 6배의 물을 투입하여 실시하는 것을 특징으로하고 있다.The present invention devises a method for separating pure ammonia and pure carbon dioxide from a mixture consisting of ammonia and carbon dioxide. The above-mentioned separation is carried out in the ammonia separation zone and the carbon dioxide separation zone by heat, and in particular, the separation of carbon dioxide is performed by adding 0.2 to 6 times the weight of feed material supplied to the carbon dioxide separation zone.
이산화탄분리대에 공급되는 공급물질무게의 0.2배 내지 2.5배의 물을 이산화탄소분리대에 투입하므로써 분리작용에서 최상의 능률을 얻을 수 있게 되는 잇점이 있다.By introducing 0.2 to 2.5 times the weight of the feed material supplied to the carbon dioxide separator into the carbon dioxide separator, it is possible to obtain the best efficiency in the separation operation.
전술한 물의 투입범위이하에서는 요구되는 재투입량이 증가하게 되고 분리는 점점 더 어려워지게 되며 0.2배이하에서는 분리능률은 허용할 수 없을 정도로 저하된다.Below the water input range described above, the required re-feed amount increases and the separation becomes more and more difficult, and below 0.2 times, the separation efficiency is unacceptably lowered.
2.5배이상에서는 이산화탄소가 분리하게되는 온도가 상승하게 되며 부식작용(corrosion)이 병발할위험이 발생하게 되고 더욱이 공급물질의 6배이상에서는 투입된 물을 제거하기 위하여 필요한 에너지양이 허용할 수 없을 정도로 크게된다.At 2.5 times or more, the temperature at which carbon dioxide is separated increases and there is a risk of corrosion, and more than 6 times more than the feed, the amount of energy required to remove the input water is unacceptable. Becomes loud.
본 발명에 따라 이산화탄소분리대에 투입되는 물의 양은 이산화탄소분리대에 실제적으로 공급되는 암모니아와 이산화탄소 및 수분으로 구성되어 있는 공급물질에 포함되어 있는 수분에 부가(附加)되는 양이라는 점을 유의해야만한다.It should be noted that the amount of water added to the carbon dioxide separator according to the present invention is an amount added to the water contained in the feed material consisting of ammonia, carbon dioxide and water actually supplied to the carbon dioxide separator.
본 발명의 방법은 암모니아가 풍부하거나 이산화탄소가 풍부한 초기물질에도 적용시킬 수 있다.The process of the present invention can also be applied to ammonia rich or carbon dioxide rich initials.
“암모니아가 풍부한”이란 말은 출발물질의 암모니아-이산화탄소비가 출발물질을 가열시 암모니아가 먼저 요란하게 되는 상태에 있음을 뜻하며 “이산화탄소가 풍부한”이랄 말은 출발물질이 암모니아-이산화탄소비가 출발물질을 가열시 이산화탄소가 먼저 요란하게되는 상태에 있음을 뜻한다."Ammonia-rich" means that the ammonia-carbon dioxide ratio of the starting material is in a state where the ammonia is disturbed first when the starting material is heated. The term "carbon-rich" means that the ammonia-carbon dioxide ratio heats the starting material. At the time it means that carbon dioxide is in a disturbing state first.
따라서 본 발명중 한 장치는 전술한 바와 같이 암모니아가 풍부한 물질을 출발물질로 하여 실시한 방법이며 이 방법에서는,Therefore, one of the devices of the present invention is a method in which ammonia-rich material is used as a starting material as described above.
첫째, 출발물질을, 기체암모니아가 상층류(上層流 overhead)로 얻어지고 끓고 있는 암모니아와 이산화탄소의 수용액이 저류(低流, bottoms)로써 얻어지고 있는 암모니아분리대에 통과시키고,First, the starting material is passed through an ammonia separator in which gaseous ammonia is obtained as an upper stream overhead and boiling aqueous solutions of ammonia and carbon dioxide are obtained as bottoms.
둘째, 여기에서 얻어진 저류를, 이산화탄소가 상층류로 얻어지고 끓고 있는 암모니아와 이산화탄소의 수용액이 저류로써 얻어지게되며 본 발명의 방법에 따라 물이 존재하고 있는 이산의탄소분리대에 공급물질로써 통과시킨다.Secondly, the reservoir obtained here is passed as a feed through a carbon dioxide separator having carbon dioxide as an upstream and a boiling aqueous solution of ammonia and carbon dioxide as a reservoir and with water present according to the process of the invention.
또 다른 한장치는 전술한 이산화탄소가 풍부한 물질을 출발물질로 하여 실시한 방법이며, 이방법에서는,Another device is a method in which the carbon dioxide-rich material described above is used as a starting material, and in this method,
첫째, 출발물질을, 본발명의 방법에 따라 물이 존재하고 있으며 이산화탄소가 상층류로써 얻어지고 암모니아와 이산화탄소의 수용액이 저류로써 얻어지게 되는 이산화탄소분리대에 통과시키고, 둘째, 여기에서 얻어진 저류를, 주로 암모니아와 이산화탄소 및 수증기를 포함한 기체혼합물로써 탈흡대(脫吸帶, desorption Zone)로 부터 제거하기 위하여 탈흡대로 통과시키고,Firstly, the starting material is passed through a carbon dioxide separator where water is present according to the method of the present invention and carbon dioxide is obtained as a supernatant stream and an aqueous solution of ammonia and carbon dioxide is obtained as a reservoir. And a gas mixture containing carbon dioxide and water vapor, passed through a desorption band to remove from the desorption zone.
셋째, 얻어진 기체혼합물을, 암모니아는 상층류로 얻어지고 끓고 있는 암모니아와 이산화탄소의 수용액이 저류로 얻어지게 되는 전술한 암모니아분리대로 통과시킨다.Thirdly, the obtained gas mixture is passed through the ammonia separation section described above in which ammonia is obtained in an upper stream and an aqueous solution of boiling ammonia and carbon dioxide is obtained in a reservoir.
본 발명의 방법에서 이산화탄소분비대에서의 몰의 첨가는, 이산화탄소 분리대내의 일개지점 또는 여러지점에서 동시에, 또는 이산화탄소 분리대로 공급물질이 공급되기전에 공급물질에 부분적으로 첨가할수도 있다. 첨가된 물은 그 자체가 암모니아와 이산화탄소의 희석용액 즉, 물의무게로 환산하여 90%이상인 용액이될 수도 있다. 그러나 이 비율은 물질의 압력에 따라 좌우된다.The addition of moles to the carbon dioxide secretion zone in the process of the present invention may be partially added to the feed material at one or several points in the carbon dioxide separation zone at the same time or before the feed is supplied to the carbon dioxide separation zone. The added water may itself be a dilute solution of ammonia and carbon dioxide, that is, 90% or more in terms of water weight. However, this ratio depends on the pressure of the material.
낮은압력에서는 높은물의 농도가 요구된다.At lower pressures, higher water concentrations are required.
암모니아분리대는 저부온도(低部溫度)를 섭씨 60°에서 170°까지 상부온도(上部溫度)를 섭씨영하 35° 에서 영상 66°까지의 범위에서, 전술한 이산화탄소분리대의 저부온도는 섭씨 75°에서 200°까지 상부온도는 섭씨 0°에서 100°까지의 범위에서 동작시켜서 상부의 온도들이 저부의 온도들보다 낮도록 운영한다.The ammonia separator has a bottom temperature ranging from 60 ° C to 170 ° C, and an upper temperature range from -35 ° C to 66 ° C. The bottom temperature of the carbon dioxide separator described above is 75 ° C. The upper temperature up to 200 ° is operated in the range of 0 ° to 100 ° C so that the temperatures at the top are lower than the temperatures at the bottom.
암모니아분리대에서의 저부의 최적온도는 암모니아분리대에 유입되는 유입물질의 성분과 압력에 따라좌우된다.The optimum temperature at the bottom of the ammonia separator depends on the pressure and the composition of the incoming material entering the ammonia separator.
그러나 암모니아와 이산화탄소 및 물이 반응하여 고형(固形)의 생성물이 생기게되는 경우나 이산화탄소 분리대에 유입되는 유입물질이 이산화탄소를 최대한도로 분리할 수 없을 상태로 구성되어 있을 경우에는 섭씨 60°이하의 온도도 사용된다.However, when ammonia, carbon dioxide, and water react to produce a solid product, or when the inflow material entering the carbon dioxide separation zone is in such a state that carbon dioxide cannot be separated to the maximum, the temperature of 60 ° C or less Used.
대부분의 경우에는 암모니아분리대에서의 저부온도는 암모니아 분리대를 유지하기 위하여 섭씨 170°를 초과하지 않으며 암모니아 분리대보다는 항상 약간씩 온도가 높은 이산화탄소분리대에서의 온도는 허용할 수 없는 부식을 발생시키게될 온도보다는 낮아야 한다. 똑같은 이유로써 이산화탄소분리대의 저부온도는 특히 섭씨 200°를 초과하지 않아야한다. 암모니아분리대의 상부온도는 사용되는 압력에 의하여 주로 결정된다.In most cases, the bottom temperature in the ammonia separator does not exceed 170 ° C. to maintain the ammonia separator and the temperature in the carbon dioxide separator, which is always slightly higher than the ammonia separator, is higher than the temperature that will cause unacceptable corrosion. Should be low. For the same reason, the bottom temperature of the carbon dioxide separator should not exceed 200 ° C in particular. The upper temperature of the ammonia separator is mainly determined by the pressure used.
이산화탄소분리대의 상부온도는 얻어지는 이산화탄소의 최종순도에 의하여 결정된다. 일반적으로 상부 온도가 섭씨 100°정도에 이르게 되면 얻어지는 암모니아는 100피퍼엠(P.P.M)이하이다.The upper temperature of the carbon dioxide separator is determined by the final purity of the carbon dioxide obtained. Generally, when the upper temperature reaches about 100 degrees Celsius, the ammonia obtained is less than 100 pM.
이들 두개의 분리대에서의 상부온도는 재유입되는 암모니아의 양과 사용되는 희석 및 세척용 물의 양과 온도에 의하여 각각 결정된다. 이산화탄소분리대의 압력은 암모니아분리대의 압력에 비하여 2배이하인것이 바람직하며 최상의 상태는 두 분리대의 압력이 동일한 것이다. 이 압력비를 2이상으로하여 실시할 수도 있으나 이 경우 암모니아가 분리되는 압력이 낮아져서 암모니아를 액화하기 위하여 막대한 투자비가 소요되며 또한 이에따라 막대한 에너지도 소모되게 된다. 이러한 이유로 인하여 전술한 최대압력비를 초과하지 않는 것이 바람직하다.The upper temperature in these two separators is determined by the amount of ammonia re-introduced and the amount and temperature of dilution and washing water used, respectively. The pressure of the carbon dioxide separator is preferably less than twice the pressure of the ammonia separator and the best condition is that the pressures of the two separators are the same. Although this pressure ratio may be carried out at 2 or more, in this case, the pressure to separate the ammonia is lowered, which requires a huge investment cost to liquefy the ammonia and accordingly consumes enormous energy. For this reason, it is preferable not to exceed the above-mentioned maximum pressure ratio.
본 발명에 따른 방법에 의하면 암모니아분리대와 이산화탄소분리대에서 동일한 압력으로 동작시킬 수 있다. 압력비를 약간씩 변동시켜서 실시하는 것도 하나의 유리한 방법인바, 그 일례로써 요구되는 열송출 부분(熱送出部分, heat transmitting area)의 크기와 암모니아 및 이산화탄소를 회수하는데 있어서 열의 경제성에 입각하여 약간씩 압력비를 조절시킬 수도 있다.According to the method according to the invention it can be operated at the same pressure in the ammonia separator and carbon dioxide separator. It is also an advantageous method to change the pressure ratio little by little. As an example, the pressure ratio is slightly changed depending on the size of the heat transmitting area required and the economical efficiency of heat in recovering ammonia and carbon dioxide. You can also adjust.
일반적으로 분리가 실시되는 압력의 결대적인 값은 회수된 암모니아가 사용되는 압력에 의하여 결정된다.In general, the absolute value of the pressure at which the separation takes place is determined by the pressure at which the recovered ammonia is used.
통상적으로 절대기압 1내지 50까지가 채택되고 있으나 암모니아 분리대에서와 압력은 5내지 25절대기압이 바람직하며 그중에서도 특히 15내지 22절대기압이 가장 바람직하다.Typically, the absolute pressure of 1 to 50 is adopted, but in the ammonia separation zone and the pressure of 5 to 25 absolute atmospheric pressure are preferable, and 15 to 22 absolute atmospheric pressure is particularly preferable.
냉각수에 의하여 기체암모니아가 애화될 수 있는 압력에서 본 발명의 방법을 실시하여 암모니아가 얻어지도록 하므로써 비용이 많이 소요되는 압축과정이 불필요하도록 하는 것이 유리한 방법이다. 영국특허제1,129,939호에 기재된 방법에 의하면, 침전(precipitation)을 방지하기 위하여 암모니아의 흔적(痕跡 traces)을 제거할수있도록 이산화탄소를 세척탑(wash tower)에서 물로 세척하고 있는바, 이것은 본 공정에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.It is an advantageous method to avoid the costly compression process by implementing the process of the present invention at a pressure at which gas ammonia can be agitated by the cooling water so that ammonia is obtained. According to the method described in British Patent No. 1,129,939, carbon dioxide is washed with water in a wash tower to remove traces of ammonia in order to prevent precipitation, which is not good for this process. Has no effect.
이산화탄소를 배출시키기 위하여 증류탑(distllation tower)에 유입되게 되는 물속에 암모니아의 용액이 형성되게 된다.In order to discharge carbon dioxide, a solution of ammonia is formed in water that is introduced into a distillation tower.
이 방법에서 사용되는 물의 양은 매우 적으며 본 발명과 같은 효과를 얻기에는 불충분하다.The amount of water used in this method is very small and insufficient to achieve the same effect as the present invention.
전술한 바와 같이 암모니아와 이산화탄소는 첫단계에서 처리될 물질의 암모니아와 이산화탄소의 몰비(mole tt)에 따라 분리된다.As described above, ammonia and carbon dioxide are separated according to the mole ratio of ammonia and carbon dioxide of the material to be treated in the first step.
그러나 본 발명의 방법에 의하여 처리되는 물질이 암모니아와 이산화탄소가 물에 많이 희석되어 있는 상태로 존재한다면 기체혼합물을 얻고 여기에서 생긴 기체혼합물을 본 발명의 방법에 따라 암모니아와 이산화탄소로 분리시키기 위하여 용액의 전체 또는 일부분으로 부터 우선 대부분의 암모니아와 이산화탄소를 제거하는 것이 바람직하다.However, if the material treated by the method of the present invention is present in a state in which ammonia and carbon dioxide are diluted in water, a gas mixture is obtained and the gas mixture formed therefrom is separated into ammonia and carbon dioxide according to the method of the present invention. It is desirable to first remove most of the ammonia and carbon dioxide from all or part of it.
본 발명은, 암모니아와 이산화탄소로부터 뇨소를 제조하는 방법에서 전화되지 않은 카르바민산암모늄을 1내지 25kg/cm2의 절대압력에서 분해하여 얻어진 암모니아와 이산화탄소 및 물로 주로 구성되어 있는 기체혼합물을 분리시키는데 특별한 이점(利點)을 가진 방법으로 적용시킬 수 있다.The present invention is particularly effective for separating a gas mixture mainly composed of ammonia, carbon dioxide and water obtained by decomposing ammonium carbamate undiverted at an absolute pressure of 1 to 25 kg / cm 2 in the process for producing urine from ammonia and carbon dioxide. It can be applied in a way that has advantages.
이때 분리과정은 다음과 같은 순서에 의하여 수행된다.At this time, the separation process is performed in the following order.
첫째, 전술한 기체혼합물을, 저부로부터 상부까지 온도경사(溫度傾斜, temperature gradient)를 갖고 있는 아산화탄소분리관(CO2separation Ciolumn)에 통과시키면서 이산화탄소분리관의 일개 내지 여러개의 지점에서 물의무게로 따져 65내지 96%의 이산화탄소와 암모니아를 함유하고 있는 수용액을 형성하도록 물이나 수용액을 적당량 공급하고 이산화탄소의 기체흐름이 암모니아와 물을 포함하고 있지 않도록하며 전술한 분리조로부터 전술한 수용액을 저부에서 그리고 전술한 이산화탄소의 기체흐름을 상부에서 제거하고First, the gas mixture is passed through the CO 2 separation Ciolumn, which has a temperature gradient from the bottom to the top, to the weight of water at one or several points of the CO 2 separation tube. In order to form an aqueous solution containing 65 to 96% of carbon dioxide and ammonia, an appropriate amount of water or aqueous solution is supplied, so that the gas flow of carbon dioxide does not include ammonia and water, Remove the gas flow of carbon dioxide from above
둘째, 전술한 암모니아와 이산화탄소의 수용액을, 주로 암모니아와 이산화탄소가 함유되지않은 수용액의 흐름과 암모니아, 이산화탄소의 잔류물 및 물로 형성되어 있는 이차적인 기체의 흐름을 생성할수 있도록 암모니아와 이산화탄소가 탈흡(脫吸 desorb)되게 되는 탈흡대(脫吸帶, desorption Zone)에 유입시켜 통과시키며Second, the aqueous solution of ammonia and carbon dioxide described above is desorbed to generate a stream of an aqueous solution containing mainly ammonia and carbon dioxide and a secondary gas stream formed of ammonia and carbon dioxide residues and water. It enters and passes through a desorption zone that is desorbed.
셋째, 생성된 이차적인 기체흐름을, 이산화탄소와 물이 수용액의 유출흐름속에 분리되게되는 암모니아 분리대에 유입시켜 통과시키고 암모니아도 이 암모니아분리대에서 별개의 기체 흐름으로써 제거되어 직접 또는 간접적으로 전술한 합성과정에 재투입시키되Thirdly, the secondary gas flow generated is passed through an ammonia separator where carbon dioxide and water are separated in the outflow of the aqueous solution, and the ammonia is also removed as a separate gas stream in the ammonia separator to directly or indirectly synthesize the above-described synthesis process. Reinsert into
첫째, 둘째 및 셋째의 과정은 1내지 25kg/cm2의 절대압력범위내에서 실시한다.First, second and third steps are carried out in the absolute pressure range of 1 to 25 kg / cm 2 .
본 발명의 방법을 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.The method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
제1도에 따르면,According to FIG. 1,
수용액 또는 기체혼합물인 암모니아가 풍부한 암모니아와 이산화탄소 및 부분의 혼합물을 계통 1과 펌프2에 의하여 정류관(整流管, rectification column)의 형태로된 암모니아분리대3에 유입시킨다. 기체암모니아는 정류관3의 상주에서 개통4를 따라 배출되고 응축기5에서 냉각에 의하여 응축되고 응축되지 않은 암모니아의 기체혼합물과 다른기체는 상류층으로써 응축기 5에서 배출된다.A mixture of ammonia-rich ammonia, carbon dioxide and a portion, which is an aqueous solution or a gas mixture, is introduced into
전술한 다른 기체란, 본장치를 구성하고 있는 재질에 대한 허용할 수 없을 정도의 부식발생을 방지하기 위하여 방청제(防濟, passivating agent)로써 본장치에 공급되는 공기, 산소 또는 산소방출제(oxygen releasing agent)로 부터 발생한 것이다. 방청기체(防氣體, passivating gas)의 일부는 압축기 6과 계통 7 및 계통 8을 경유하여 정류관 3에 유입되고 다른 일부는 계통 9를 따라 탈흡기(脫吸器, desorber) 10에 유입된다. 응축기 5에서 배출된 상층류는 계통 36을 따라 세척기(洗滌器, washer) 11에 유입되고 여기에서 계통 34를 따라 유입된 물에 의하여 세척됨으로써 암모니아는 스트립(Strip)되어 암모니아의 수용액을 형성하고 이 암모니아 수용액은 펌프 12에 의하여 재순환냉각기(recirculation cooler) 13에 유입되어서 이들중 일부는 계통 14를 따라 세척기 11에 재유입되고 다른 일부는 필요할 경우 압력을 감소시켜서 계통 15를 통하여 정류관에 재유입된다.The other gases mentioned above are anti-corrosive agents in order to prevent unacceptable corrosion of the materials constituting the apparatus. I) from the air, oxygen or oxygen releasing agent supplied to the unit as a passivating agent. Antirust gas Part of the passivating gas enters
세척기 11에서 분리된 다른기체는 계통 16을 따라 배출되며 필요에 따라서는 전체적 또는 부분적으로 계통 19를 통하여 유출시키거나 또는 동시에 계통 17을 따라 이산화탄소정류관 18에 공급되게 된다. 응축기 5에서 액화된 암모니아의 일부는 재공급물로써 계통 20을 따라 암모니아정류관 3에 재공급된다. 나머지의 액화암모니아는 계통 37을 따라 유출된다. 정류에 필요한 열은 정류관저부에 장치된 스팀코일 35에 의하여 공급된다.The other gases separated in the scrubber 11 are discharged along the
암모니아정류관3의 저부에서 암모니아와 이산화탄소의 수용액은 계통 21을 따라 배출되어 이산화탄소 정류관18에 유입된다.At the bottom of the
이산화탄소정류관 18의 동작압력은 암모니아정류관 3의 동작압력과 거의 같다. 탈흡기 10의 저부에 모인 물질은 펌프 22와 계통 23을 따라 배출되어 희석제로써 이산화탄소분리관 18에 투입된다. 열의 분배능률을 향상시키기 위하여 이 액체의 흐름은 가지고 있는 열의 일부를 먼저 이산화정류관 18에서 빼앗기고 냉각기 26에서 다시 뺏기게된다. 정류관 18에서 정류를 위하여 필요한 나머지 열은 일예로 스팀을 가지고 있는 경우등과 같은 히팅코일 24에 의하여 공급되어 간다.The operating pressure of the carbon dioxide rectifying tube 18 is approximately equal to the operating pressure of the
계통 23으로 부터 유입되는 액체흐름의 일부는 계통 25를 따라 냉각기 27에 유입되어 물로써 냉각된 후 계통 28을 따라 배출된다. 계통 29를 따라 이산화탄소정류관에 공급되고 있는 세척수의 흐름은 이산화탄소로부터 가능한 최대의 암모니아를 제거할 수 있도록 공급된다.Part of the liquid flow from
이산화탄소정류관 18로 부터 계통 30을 통하여 배출되는 상층류는 거의 암모니아를 포함하고 있지않은 전술한 다른기체와 이산화탄소로 구성되어 있는기체이다.The upper stream discharged from the carbon dioxide rectifier tube 18 through the
이산화탄소정류관 10으로 부터 계통 31을 통하여 탄흡기 10으로 배출되는 저층류(底層流)는 암모니아와 이산화탄소가 물에 희석된 용액이며 탈흡기 10에서 히팅코일 32을 통하여 공급되는 스팀의 예와 같이 열에 의하여 거의 모든 암모니아와 이산화탄소가 배출된다. 거의 모든 이산화탄소와 암모니아가 제거된 용액은 계통 23을 따라 이산화탄소정류관 18에 유입되고, 탈흡기 10에서 형성된 암모니아와 이산화탄소 및 수분의 기체혼합물은 계통 33을 경유하여 암모니아정류관 3에 유입된다.The low laminar flow discharged from the carbon
제1도와 동일한 부분은 제1도의 번호와 같은 번호로 표시된 제2도에서는,In Fig. 2, the same parts as in Fig. 1 are indicated by the same numbers as in Fig. 1,
이산화탄소정류관은 암모니아정류관보다 높은 압력에서 작동하고 있다. 기체흐름과 액체흐름의 압력을 높이기 위하여 계통17에 콤프레써(compressor)(A)를 계통21에는 펌프(B)를 장치하였다. 더욱이 계통31에는 이산화탄소정류관18에서의 지층류의 압력을 감소시키기 위하여 감쇠발브(C)를 장치하였다.CO2 rectifiers operate at higher pressures than ammonia rectifiers. In order to increase the pressure of the gas flow and the liquid flow, a compressor (A) was installed in the
탈흡기 10은 암모니아정류관의 씨스템압력과 거의같은 씨스템압력에서 동작한다. 또다른 형태의 적절한 실시방법은 이산화탄소 정류관의 씨스템압력과 같은 압력에서 탈흡작용(desorption)을 실시하는 것이다.
제1도와 같은 부분은 제1도의 번호와 동일한 번호로 표시된 제3도에서는,The same part as in FIG. 1 is shown in FIG. 3 with the same number as in FIG.
이산화탄소가 퐁부한 암모니아와 이산화탄소 및 수분의 혼합물은 계통41과 펌프42를 따라 이산화탄소정류관18에 유입된다. 본 발명의 이 장치에 의하여 공비상 이산화탄소가 풍부한 구성으로 되어있는 혼합물로 부터 거의 순수한 이산화탄소와 거의 순수한 암모니아를 분리시키는 것이 가능하다. 이리한 초도공급 계통을 제외하면 제3도는 제1도와 똑같다.A mixture of carbon dioxide-rich ammonia, carbon dioxide and water is introduced into the carbon dioxide rectifying tube 18 along the system 41 and the pump 42. This apparatus of the present invention makes it possible to separate almost pure carbon dioxide and almost pure ammonia from a mixture consisting of an azeotropic carbon dioxide rich composition. Except for this initial supply system, Figure 3 is identical to Figure 1.
제1도와 같은 부분은 제1도의 번호와 동일한 번호로 표시된 제4도에서는,In Fig. 4, the same parts as in Fig. 1 are indicated by the same numbers as in Fig. 1,
암모니아와 이산화탄소의 희석된 수용액은 계통51과 펌프52를 통하여 탈흡기10에 유입된다. 이러한 상이한 초도공급계통을 제외하면 제4도는 제1도와 같다.Dilute aqueous solution of ammonia and carbon dioxide enters the
제5도에 의하면,According to Figure 5,
뇨소합성반응기101에서 뇨소합성용액은 110 내지 250kg/cm2의 압력과 섭씨 165° 내지 220°의 온도에서 생성된다. 이 용액은 계통102를 통하여 합성압력 또는 그 이하의 압력에서 작동하며 계통104를 따라 공급되는 신선한 이산화탄소와 용액이 열이가해지는 상태에서 역방향으로 접촉하게되는 스트리퍼(Stripper) 103에 공급된다. 스트리퍼103에서 배출된 수분과 이산화탄소 및 암모니아로 구성된 기체혼합물은 계통105를 거쳐 응축기106에 유입된다. 이 응축기는 합성압력과 같은 정도의 압력에서 동작하도록 하는것이 바람직하며, 가능한 높은 온도에서 응축열이 방출되도록 응축온도를 상승시키기 위하여 뇨소합성반응기101의 지류층에 형성된 용액이 방사기(放射器, ejector)109에 의하여 계통108과 계통109를 거쳐 이 응축기에 공급되고 있다.In the urine synthesis reactor 101, the urine synthesis solution is produced at a pressure of 110 to 250 kg / cm 2 and a temperature of 165 to 220 degrees Celsius. This solution is fed through
여기에서 생긴 열에 의하여 절대압력이 1내지 6kg/cm2인 증기가 발생하며 이 증기는 본 발명의 방법중 다른 과정에 이용될 수 있다. 방사기109는 펌프110를 통하여 저장탱크111로 부터 공급된 암모니아에 의하여 구동되며 신선한 암모니아는 계통112를 따라 공급된다. 응축기106에서는 계통105를 따라 유입된 기체 혼합물의 전체적인 또는 부분적인 응축과 흡수가 행하여진다. 이렇게하여 얻어진 카르바민산용액과 만약에 존재할지도모를 기체혼합물의 잔류물은 계통113을 따라, 뇨소합성반응기101의 상부로 부터 계통114를 통하여 배출된 기체혼합물로 부터 암모니아와 이산화탄소 및 수분을 용축하여 얻어졌으며 장치 및 계통의 부식방지박막형성을 위하여 사용된 신선한 이산화탄소와 암모니아 및 사용 가능한 공기 또는 산소에 의하여 공급되었던 불활성성분을 함유하고 있는 카르바민산용액과 함께 뇨소합성반응기101에 유입된다. 이러한 응축과정은 계통113에 연결되어 있거나 계통116에 의하여 뇨소반응기101의 저부에 연결되어있는 기체 정화응축기(氣體淨化凝縮器)115에서 행하여진다.The heat generated here produces steam with an absolute pressure of 1 to 6 kg / cm 2 , which can be used in other processes of the process of the invention. Spinner 109 is driven by ammonia supplied from
기체정화응축기에서 응축되지않은 기체는 계통117을 통하여 아직 존재하고 있는 암모니아를 회수하기 위하여 갖은 압력에서 동작하고있는 도면에 도시되지않은 탈흡기에 유입되게 할 수도 있다. 그러나, 또한 기체정화응축기에서 얻어진 용액을 방사기109를 통하여 응축기106에 공급할 수도 있다.Gas that has not condensed in the gas purification condenser may be introduced through
스트립된 뇨소합성용액은 스트립퍼103에서 배출되며 감쇠발브118에서 압력이 2-5kg/cm2로 감쇠된 후 계통119를 따라 카르바민산분해기120에 유입된다. 카르바민산분해기에서는 아직까지 존재하고 있던 카르바민산염(Carbamate)이 열에 의하여 실질적으로 전부 분해된다. 뇨소용액과 함께 카르바민산 분해기120의 가열지점을 벗어나게되는 기체혼합물은 분해기121에서 뇨소용액으로 부터 분리된 후 다음에 상술하게 되는 암모니아와 이산화탄소 및 수분의 분리장치에 유입되게 된다.The stripped urine synthesis solution is discharged from
카르바민산분해기 120의 분리기 121에서 얻어진 뇨소의 수용액은 확산조(擴散槽, expansion vessel) 122에서 확산되어 대기압정도에 이르게되며 여기에서 좀더 많은 양의 용해되지 않은 암모니아와 수증기는 계통 123을 따라 배출된다.The aqueous solution of urine obtained in the
뇨소의 수용액은 계통 124를 거쳐 전제적인 장치 125로 도시된 장치로 유입되는 바 여기에서는 증발, 결정화 또는 기타의 공지의 방법으로 뇨소수용액의 농도를 증가시키게 된다. 최종제품은 계통 126을 통하여 배출된다.The aqueous solution of urine is introduced via
분리기 121에서 뇨소수용액으로 분리된 기체혼합물은 계통 127을 통하여 암모니아와 이산화탄소 및 수분을 제거하는 장치로 유입되는데 이 장치는 주로 이산화탄소분리관 128과 탈흡기 129 및 암모니아분리관 130으로 구성되어 있다. 이들 관(管)들은 실제적으로 1내지 25kg/cm2의 절대압력범위에서 동일한 압력으로 동작한다.The gas mixture separated by the urine aqueous solution from the
만약 분리씨스템이 1내지 6kg/cm2의 절대압력범위에서 동작된다면 특별한 이점이 있는바, 이것은 탈흡관(desorption column) 129로 공급되는 용액이 응축기 106에서 형성된 스팀에 의하여 스트립 될 수 있기 때문이다.If the separation system is operated in an absolute pressure range of 1 to 6 kg / cm 2 , there is a particular advantage because the solution supplied to the desorption column 129 can be stripped by the steam formed in the condenser 106.
가장 편리하게 분리씨스템을 동작시키는 것은 카르바민산분해기 120과 분리기 121이 동일한 압력에서 동작하도록 하는 것이다. 이산화탄소분리관 128의 저부에서 거의 모든 암모니아와 수분이 흡수되거나 응축되게되며 암모니아와 수분을 거의 포함하진 않은 이산화탄소가 관의 상부로 상승되게 할 수 있는 양만큼의 물과 접촉하게 된다.The most convenient operation of the separation system is to allow the
이 장치의 단말인 저부로, 장치 125의 생성응축물인 물 또는 수용액이 계통 131을 통하여 공급되고 있으며 더욱이 이차적인 분리단계에서 얻어진 수용액이 계통 132와 계통 133을 통하여 재공급되고 있다. 이산화탄소분리관 128의 상부에서는 상승하는 기체혼합물을 이 혼합물에 아직까지 존재하고 있는 소량의 암모니아를 제거하기 위하여 계통 134로 공급된 물에 의하여 세척되고 있다. 이 물은 흡수된 암모니아와 함께 관의 저부에 유입되고 있다. 관 128의 저부에 계통 131, 132, 133 및 134를 통하여 공급되는 물의 무게는, 관의 저부에서 배출되는 용액이 65 내지 96%의 물, 즉 계통 127을 통하여 공급되는 기체혼합물의 무게에 대하여 5내지 20배의 물을 함유하고 있을 정도의 양이다. 일반적으로 물의 최적구성비는 무게로 따져서 20 내지 95%이며 이에 따라 부가될 물의 양은 기체혼합물의 무게에 대하여 8배 내지 15배 정도의 양이 바람직하다.At the bottom, the terminal of the apparatus, water or an aqueous solution, which is a condensate of the
이러한 방법에 따라 관들을 작동시킴으로써 분리과정에서 매우 낮은 에너지의 소모만으로도 분리기 121에서 분리되는 기체혼합물로부터 이산화탄소와 암모니아를 제거할 수 있다.By operating the tubes according to this method, carbon dioxide and ammonia can be removed from the gas mixture separated in the
관(管, Column)들의 저부에서의 온도는 섭씨 70°에서 90°정도로 유지되고 상부에서의 온도는 섭씨 30°에서 70° 정도로 유지된다.The temperature at the bottom of the tubes is maintained at 70 ° to 90 ° and the temperature at the top is maintained at 30 ° to 70 °.
관 128의 상부에서, 이산화탄소는 다만 몇 %의 물과 최대한 암모니아의 흔적(trace)만을 포함한체 계통 135를 따라 배출되어 정화된다. 관 128의 저부에 생성된 물질은 계통 127을 따라 공급된 기체혼합물에 존재하고 있면 실질적으로 거의 모든 암모니아와 분리되지 않은체 남아있던 이산화탄소 및 물을 함유하고 있다. 이 용액은 계통 136을 따자 탈흡기 129에 공급되고 이 탈흡기에서 실제적으로 모든 암모니아와 이산화탄소가 계통 137로 공급되는 스팀의 도움에 의하여 탈흡(脫吸)된다.At the top of the
탈흡기 129의 저부에 생성된 물질은 환경보호법의 규정에 따른 배출물의 한개허용치 이하의 암모니아와 이산화탄소를 함유하고 있는 물이며 이산화탄소분리관 128에 접속된 계통 132가 연결되어 있는 계통 138을 따라 배출된다.Substances produced at the bottom of the deaerator 129 are water containing ammonia and carbon dioxide below one permissible amount of discharge pursuant to the Environmental Protection Act and discharged along a
저부에 생성된 물질중 일부는 계통 134를 통하여 세척수로써 이산화탄소분리통 128에 유입될 수도 있으며 나머지 잔류물은 계통 139로 배출되며 전체적 또는 부분적으로 장치 125에 궤환되게 할 수도 있다.Some of the material produced at the bottom may enter the
이산화탄소와 물을 제외한 분리기 121에서 분리되었던 실제적으로 거의 모든 암모니아와 순환되고 있었던 암모니아의 일부를 함유하고 있으며 섭씨 105° 내지 175°인 탈흡기 129의 상부에서 생성된 물질은 계통 140과 냉각기 141 및 계통 142를 통하여 암모니아분리관 131에 유입되는바, 여기에서는 계통 143을 통하여 공급된 물과 계통 144를 통하여 공급된 암모니아액에 의하여 이산화탄소와 물은 제거된다. 이렇게하여 얻어진 실질적으로 순수한 암모니아는 계통 145를 통하여 냉각장치(cooling installation) 146에 유입되어서 응축된다. 그 자음에 암모니아액은 계통 147을 경유하여 암모니아 저장탱크 111에 유입된다. 암모니아 분리관에서 생성된 암모니아와 이산화탄소 및 물로 구성되어있는 저부의 용액은 계통 133을 통하여 이산화탄소분리관 128에 재투입된다. 전술한 방법에서 낮은 압력의 과정, 즉 감쇠발브 118 이후의 과정으로 부터 뇨소합성과정까지에는 궤환되는 물은 없다. 이에 따라 뇨소반응기에서는 카르바민산이 좀더 적게 함유된 합성용액이 얻어지도록 상당히 높은 전화도(轉化度)로 반응이 실시된다.Almost all ammonia that had been separated in
좀더 적은 양의 카브바민산염은 스트립퍼에서 분해될 필요가 있으며 스트립핑작용은 합성용액의 좀더 낮은 수분농도 때문에 더잘 수행되는 까닭으로 인하여 스트립퍼에서는 적은양의 스팀만이 필요하게 된다.Less carbates need to be decomposed in the stripper and stripping requires only a small amount of steam because the stripping action is better performed due to the lower water concentration of the synthetic solution.
암모니아와 이산화탄소 그리고 수분의 분리에 소요되는 스팀의 소모는 뇨소합성처리과정에서 스팀의 양을 감소시키면 되는데 그 이유는 증발되어야할 수분의 양이 적어지기 때문이다. 낮은 압력의 과정으로 부터 재순환되는 것은 단지 기체암모니아뿐이므로 본 장치의 운영은 단순화되어진다.Consumption of steam for separation of ammonia, carbon dioxide and water can be achieved by reducing the amount of steam in the urine synthesis process because the amount of water to be evaporated is reduced. Since only ammonia is recycled from the low pressure process, the operation of the device is simplified.
운영상의 신뢰성은 취약한 카르바민산염펌프가 불필요하기 때문에 더욱 재고된다.Operational reliability is further reconsidered because no vulnerable carbamate pump is needed.
본 발명에 따른 실시결과가 다음의 실시예에서 나타나고 있으며 본실시예 1에서 4까지의 모든 퍼센트는 별달리 언급이 없는한 무게에 의한 백분비를 나타낸다.The results according to the invention are shown in the following examples and all percentages from Examples 1 to 4 represent percentages by weight unless otherwise indicated.
[실시예 1]Example 1
제1도에 도시된 장치에서 암모니아와 이산화탄소 및 물의 혼합물로부터 거의 순수한 암모니아의 이산화탄소가 분리되었다. 섭씨73℃의 온도와 18 절대기압의 씨스템압력에서 암모니아가 33.4%, 이산화탄소가 18.2%, 물이 48.4%인 암모니아와 이산화탄소의 수용액이 시간당 51,972kg의 비율로 암모니아정류관 3의 저부에 공급되었다. 콤프레써 6에서 시간당 635kg의 공기가 공급되고 있는바 이들 중 시간당 248kg은 암모니아정류관 3에, 나머지 387kg은 탈흡기 10에 공급되었다.In the apparatus shown in FIG. 1, nearly pure ammonia carbon dioxide was separated from the mixture of ammonia and carbon dioxide and water. Aqueous solutions of ammonia and carbon dioxide, 33.4% ammonia, 18.2% carbon dioxide, and 48.4% water, were fed to the bottom of
탈흡기 10로 부터 유입되어온 섭씨 162°의 온도에 암모니아 50.4%, 이산화탄소 17.7%와 수분 30.9% 및 최대 1.0%에 이르는 기타 기체들로 구성된 기체의 혼합물이 시간당 39,304kg의 비율로, 암모니아정류관에 또한 공급되었다.A mixture of gases consisting of 50.4% ammonia, 17.7% carbon dioxide and 30.9% moisture, and up to 1.0% other gases at a temperature of 162 ° C, introduced from the
이 정류관의 상부에서 암모니아 99.4%와 0.6%의 기타 기체로 구성된 기체혼합물이 시간당 65,217kg의 비율로 배출되었다. 냉각수에 의하여 이 기체들의 일부는 응축기 5에서 액화되었다. 시간당 44,630kg으로 재유입되는 액화된 혼합물의 흐름이 정류관 3에 송출되었다. 암모니아 88.9%와 기타 기체 11.1%로 구성된 기체혼합물이 시간당 3,474kg의 비율로 응축기 5에서 배출되어 시간당 4,496kg의 물로써 세척기 11에서 세척되었다. 열은 순환냉각기 13이 의하여 세척기 11로 부터 제거되었다. 암모니아 38.7%와 물 61.3%로 구성된 수용액이 시간당 7,335kg의 비율로 암모니아 정류관에 재투입되었다.At the top of the rectifier, a gas mixture consisting of 99.4% ammonia and 0.6% other gases was discharged at a rate of 65,217 kg per hour. Some of these gases were liquefied in condenser 5 by the cooling water. A stream of liquefied mixture reflowed at 44,630 kg per hour was sent to
이 정류관의 상부온도는 섭씨 40°이었다. 계통 16과 계통 17을 통하여 기타의 기체들이 시간당 635kg의 비율로 이산화탄소 정류관 18에 송출되었다.The top temperature of this rectifier was 40 ° Celsius. Through
암모니아정류관 3의 저부로 부터 온도가 섭씨 131°이고 암모니아 25.4%, 이산화탄소 21.0% 및 수분 53.6%로 구성된 용액이 계통 21을 통하여 시간당 78,027kg의 비율로 이산화탄소정류관 18로 송출되었다.From the bottom of
압력이 18절대기압인 이 정류관에는 계통 25를 따라, 암모니아와 이산화탄소의 흔적(traces)과 물로 구성되어 있으며 탈흡기에서 송출될때의 온도가 섭씨 206°인 희석액의 흐름이 시간당 73,299kg의 비율로 유입되었다. 이 희석액이 가지고 있는 열은 냉각기 26에서 제거된다. 시간당 108,909kg의 비율로 탈흡기 10에서 배출되고 있는 용액은 냉각기 27에서 냉각되어 배출하는 것도 가능하며 이것은 시간당 108,909kg와 물이 배출된다는 것을 의미한다.This 18-pressure atmospheric rectifier, along system 25, consists of traces of ammonia and carbon dioxide and water, and flows in diluents with a temperature of 206 ° C when discharged from the deaerator at a rate of 73,299 kg per hour. It became. The heat contained in this diluent is removed from the cooler 26. The solution being discharged from the
이 물은 일례로 암모니아와 이산화탄소를 흡수하는 경우등에 사용될 수 있다.This water can be used, for example, to absorb ammonia and carbon dioxide.
이산화탄소정류관의 상부에는 최후로 남은 암모니아의 흔적(trace)을 세척하기 위하여 시간당 5,959kg의 비율로 세척용 물이 유입되었다.Water for washing was introduced at the rate of 5,959 kg per hour in order to clean the last trace of ammonia.
스팀에 의하여 이산화탄소정류관 18의 저부온도는 섭씨 158° 유지되었으며 상부의 온도는 섭씨 35°이었다.The bottom temperature of the carbon dioxide rectifier tube 18 was maintained at 158 degrees Celsius by steam, and the top temperature was 35 degrees Celsius.
이산화탄소 93.7%와 기타 기체 6.3% 및 100피피엠(P.P.M.) 이하의 암모니아로 구성된 기체혼합물은 시간당 10,094kg의 비율로 이 정류관에서 배출되었다.A gas mixture consisting of 93.7% carbon dioxide, 6.3% other gases, and ammonia below 100 P.P.M. was discharged from the rectifier at a rate of 10,094 kg per hour.
온도가 섭씨 158°이며 물 81.9%와 암모니아 13.4% 및 이산화탄소 4.7%로 구성된 수용액은 정류관 18의 저부로 부터 시간당 147,826kg의 비율로 탈흡기 10에 송출되었다. 스팀에 의하여 이 용액은 탈흡기에서 대부분의 암모니아와 이산화탄소가 스트립되어 암모니아와 이산화탄소의 흔적(trace)만을 함유하고 있는 물이 시간당 108,909kg의 비율로 배출되었다.An aqueous solution consisting of 81.9% water, 13.4% ammonia and 4.7% carbon dioxide was sent to
탈흡기 상부의 온도는 섭씨 161.8°이었다.The temperature at the top of the deaerator was 161.8 ° Celsius.
[실시예 2]Example 2
제2도에 도시된 장치에서 암모니아와 이산화탄소 및 수분으로 구성된 혼합물로 부터 거의 순수할 암모니아와 이산화탄소가 분리되었다.In the apparatus shown in FIG. 2, almost pure ammonia and carbon dioxide were separated from the mixture consisting of ammonia, carbon dioxide and water.
온도가 섭씨 73°이고 씨스템압력이 15절대기압에서 암모니아 33.4%, 이산화탄소 18.2%와 물 48.4%로 구성된 암모니아와 이산화탄소의 수용액이 시간당 51,972kg의 비율로 암모니아정류관의 저부에 공급되었다. 콤프레써 6을 통하여 시간당 635kg의 비율로 공기가 공급되었는 바 이중에서 시간당 248kg은 암모니아정류관 3에, 시간당 387kg은 탈흡기 10에 공급되었다.Aqueous solutions of ammonia and carbon dioxide, consisting of 33.4% ammonia, 18.2% carbon dioxide, and 48.4% water, were supplied to the bottom of the ammonia rectifier at a temperature of 73 ° C and system pressure of 15 atm. Compressor 6 was supplied with air at a rate of 635 kg per hour, of which 248 kg per hour were fed to
암모니아 정류관 3에는 이외에도 탈흡기 10에서 송출되어온 온도가 섭씨 150°이고 암모니아 49.1%, 이산화탄소 15.5%, 수분 34.4%와 기타 기체들로 구성된 기체혼합물이 시간당 37,943kg의 비율로 유입되었다.In addition to
이 정류관의 상부에서 암모니아가 99.0%와 기타 기체 1.0%로 구성된 기체혼합물이 시간당 60,888kg의 비율로 배출되었다. 강력한 냉각으로 이 기체혼합물의 일부는 응축기 5에서 액화되었다. 이 액화된 혼합물의 흐름이 시간당 40,056kg의 비율로 정류관 3에 재투입물로써 송출되었다. 암모니아 81.7%와 기타 기체 18.3%로 구성된 기체혼합물이 응축기 5에서 시간당 3,474kg의 비율로 배출되었다. 열은 순환냉각기 13에 의하여 세척기 11에서 제거되었다.At the top of the rectifier, a gas mixture consisting of 99.0% ammonia and 1.0% of other gases was discharged at a rate of 60,888 kg per hour. Intense cooling caused some of this gas mixture to liquefy in condenser 5. The flow of this liquefied mixture was sent as re-entry to
암모니아 36.2%와 수분 63.8%의 용액이 시간당 7,842kg의 비율로 암모니아정류관에 궤환되었고 정류관 상부의 온도는 섭씨 39°이었다. 계통 16과 계통 17 및 콤프레서(A)를 통하여 시간당 635kg의 불활성 기체가 씨스템압력이 25절대기압에서 작동하고 있는 이산화탄소정류관 18에 유입되었다. 계통 21과 펌프(B)를 통하여 온도가 섭씨 128°이고 암모니아가 24.1%, 이산화탄소 19.9%와 수분 56.0%로 구성된 용액이 시간당 77,172kg의 비율로 이산화탄소정류관 18에 투입되었다. 내부압력이 25절대기압인 이 정류관 18에는, 계통 25를 통하여 탈흡기에서 배출될때의 온도가 섭씨 197°이며 암모니아와 이산화탄소의 흔적(trace)이 물에 포함되어 있는 희석액이 시간당 48,915kg의 비율로 유입되었다. 이 희석액이 가지고 있던 열중에서 일부는 이산화탄소정류관 18의 저부에서 제거되었고 나머지 열은 냉각기 26에서 제거되었다. 냉각기 27에서 냉각되면서 시간당 85,031kg의 비율로 용액이 탈흡기에서 배출되는 바 이것은 시간당 36,116kg의 물이 배출된다는 것을 의미하며, 이 물은 일례로 암모니아와 이산화탄소를 흡수하는 경우등에 이용될 수 있다.A solution of 36.2% ammonia and 63.8% moisture was fed back into the ammonia rectifier at a rate of 7,842 kg per hour and the temperature above the rectifier was 39 ° C. Through
이산화탄소정류관의 상부에는 가능한 많은 양의 암모니아의 최후 흔적을 씻어내기 위하여 시간당 5,959kg의 비융로 세척수가 유입되었다. 스팀에 의하여 이산화탄소정류관 18의 저부에서의 온도는 섭씨 170°로 유지되었으며 상부에서의 온도는 섭씨 35°이었다. 이산화탄소 93.7%와 기타의 기체 6.3% 및 100피피엠 이하의 암모니아를 함유하고 있는 기체혼합물이 시간당 10,094kg의 비율로 정류관의 상부에서 유출되었다.The top of the CO2 rectifier was fed 5,959 kg of unmelted wash water per hour to wash out as much of the last trace of ammonia as possible. By steam, the temperature at the bottom of the carbon dioxide rectifier tube 18 was maintained at 170 ° C and the temperature at the top was 35 ° C. A gaseous mixture containing 93.7% carbon dioxide and other gases 6.3% and ammonia below 100 ppm was discharged from the top of the rectifier at a rate of 10,094 kg per hour.
정류관 13의 저부에서 온도가 섭씨 170°이며 수분 80.0%와 암모니아 15.2% 및 이산화탄소 4.8%로 구성된 용액이 감쇠발브(C)에 의하여 압력이 감쇠된 후 탈흡기 10에 송출되었다. 스팀에 의하여 이 용액중의 암모니아와 이산화탄소는 탈흡기에거 스트립되어 암모니아와 이산화탄소의 흔적만을 함유한 물이 시간당 85,031kg의 비율로 배출되었다. 탈흡기 상부에서의 온도는 섭씨 158°이었다.At the bottom of
[실시예 3]Example 3
제3도에 도시된 장치에서, 공비(共沸)상 이산화탄소가 풍부한 암모니아와 이산화탄소의 수용액으로 부터 거의 순수한 암모니아와 이산화탄소가 분리되었다.In the apparatus shown in FIG. 3, almost pure ammonia and carbon dioxide were separated from an aqueous solution of azeotropic carbon dioxide-rich ammonia and carbon dioxide.
온도가 섭씨 130°이고 씨쓰템압력이 18절대기압의 상태에서 암모니아 20%, 이산화탄소 20%와 물 60%로 구성된 암모니아와 이산화탄소의 수용액이 시간당 50,000kg의 비율로 이산화탄소 정류관 18에 공급되었다. 암모니아정류관 3의 저부로 부터 온도가 섭씨 130°이며 암모니아 26.0%, 이산화탄소 22.1%와 수분 51.9%로 구성된 액체가 계통 21을 통하여 시간당 27,405kg의 비율로 이산화탄소정류관 18에 송출되었다. 이 정류관 18에는 탈흡기 10에서 배출될 때의 온도가 섭씨 206°이며 암모니아와 이산화탄소의 흔적과 물로 구성된 희석액이 시간당 54,990kg의 비율로 유입되었다. 이 용액이 가지고 있는 열중에서 일부는 이산화탄소정류관 18의 저부에서 제거되고 나머지의 열은 냉각기 26에서 제거되었다.Aqueous solution of ammonia and carbon dioxide, consisting of 20% ammonia, 20% carbon dioxide and 60% water, was supplied to the carbon dioxide rectifier tube 18 at a temperature of 130 ° C and system pressure of 18 absolute atmospheres. From the bottom of
용액은 냉각기 27에서 냉각되면서 탈흡기 10에서 시간당 95,278kg의 비율로 배출되었는바 이것은 시간당 40,288kg의 물이 배출된다는 것을 의미하며 이 물은 일례로 암모니아와 이산화탄소를 흡수하는 경우등에 사용된다. 암모니아의 최후의 흔적을 세척하기 위하여 시간당 6,347kg의 세척수가 이산화탄소 정류관의 상부에 공급되었다. 스팀에 의하여 이산화탄소정류관 18의 저부온도는 섭씨 160°로 유지되었고 상부의 온도는 섭씨 35°이었다.The solution was cooled in chiller 27 and discharged at a rate of 95,278 kg per hour from
이산화탄소 94.6%와 기타 기체 5.9%로 구성되어 있으며 100피피엠 이하의 암모니아를 함유하고 있는 기체혼합물은 시간당 10,694kg의 비율로 이 정류관에서 배출되었다. 정류관 18의 저부에서는 온도가 섭씨 160°이며 82.0%의 수분과 13.3%의 암모니아 및 4.7%의 이산화탄소로 구성된 용액이 시간당 128,683kg의 비율로 탈흡기 10에 송출되었다.The gas mixture, consisting of 94.6% carbon dioxide and 5.9% other gases, contains ammonia of less than 100 ppm and was discharged from the rectifier at a rate of 10,694 kg per hour. At the bottom of rectifier 18, a temperature of 160 ° C, consisting of 82.0% water, 13.3% ammonia and 4.7% carbon dioxide, was sent to
스팀에 의하여 이 용액은 탈흡기에서 대부분의 암모니아와 이산화탄소가 스트립되어 다만 암모니아와 이산화탄소의 흔적만을 함유하고 있는 물이 시간당 95,278kg의 비율로 배출되었다. 탈흡기상부의 온도는 섭씨 161.8°이었다.By steam, the solution stripped most of the ammonia and carbon dioxide from the desorber, leaving water containing only traces of ammonia and carbon dioxide at a rate of 95,278 kg per hour. The temperature above the deaerator was 161.8 ° Celsius.
콤프레써 6을 통하여 시간당 635kg의 공기가 공급되는바 이중에서 시간당 248kg은 암모니아정류조에 공급되었고 나머지 387kg은 탈흡기 10에 공급되었다.Compressor 6 was supplied with 635 kg of air per hour, of which 248 kg per hour were supplied to the ammonia rectifier and the remaining 387 kg were supplied to the
암모니아 50.7%, 이산화탄소 17.9%, 수분 30.4%와 탈흡기 10으로 부터 송출되어온 1.0%이하의 기타 기체로 구성된 기체혼합물은 시간당 33,405kg의 비율로 암모니아정류관에 공급되었다. 이 정류관의 상부에서 암모니아 99.0%와 기타 기체 1.0%로 된 기체혼합물이 시간당 62,360kg의 비율로 배출되었다.A gas mixture consisting of 50.7% ammonia, 17.9% carbon dioxide, 30.4% moisture, and other gases below 1.0% from the
냉각수에 의해 이 기체혼합물의 일부는 응축기 5에서 액화되었다. 액화된 혼합물이 시간당 49,071kg의 비율로 암모니아정류관 3에 재투입되었다. 암모니아 80.7%와 기타기체 19.2%의 성분으로 된 기체혼합물이 시간당 3,289kg의 비율로 응축기 5에서 배출되었으며 배출된 혼합물은 시간당 4,000kg의 물로써 세척기 11로 부터 제거되었다. 열은 순환냉각기 13에 의하여 세척기 11로 부터 제거되었다. 열은 순환냉각기 13에 의하여 세척기 11로부터 제거되었다.Part of this gas mixture was liquefied in condenser 5 by the cooling water. The liquefied mixture was reintroduced into
39.9%의 암모니아의 60.1%의 물로 구성된 용액은 시간당 6,654kg의 비율로 암모니아정류관에 재공급되었다.A solution consisting of 60.1% water of 39.9% ammonia was fed back to the ammonia rectifier at a rate of 6654 kg per hour.
이 정류 관상부의 온도는 섭씨 50°이었다. 계통 15와 계통 16을 통하여 기타의 기체들은 시간당 635kg의 비율로 이산화탄소정류관 18로 송출되었다.The temperature of this rectifying tube was 50 degrees Celsius. Through
[실시예 4]Example 4
제4도에 도시된 장치에서, 씨스템압력을 18절대기압으로 하여 암모니아와 이산화탄소의 희석수용액으로 부터 거의 순수한 암모니아와 이산화탄소를 분리하였다.In the apparatus shown in FIG. 4, almost pure ammonia and carbon dioxide were separated from a dilute aqueous solution of ammonia and carbon dioxide at a system pressure of 18 absolute atmospheres.
수분 82.0%, 이산화탄소 4.7%와 암모니아 13.3로된 암모니아와 이산화탄소의 수용액이 시간당 50,000kg의 비율로 탈흡기 10에 공급되었다.Aqueous solutions of ammonia and carbon dioxide (82.0% moisture, 4.7% carbon dioxide and 13.3 ammonia) were fed to the
정류관 18의 저부로부터 온도가 섭씨 159.6°이고 거의 똑같은 구성으로된 용액이 시간당 38,166kg의 비율로 탈흡기 10에 송출되었다.From the bottom of rectifier 18, a solution of 159.6 degrees Celsius and of about the same configuration was sent to
스팀에 의하여 탈흡기 10내에 있는 용액으로부터 대부분의 암모니아와 이산화탄소는 스트립되어 단지 암모니아과 이산화탄소의 흔적만을 함유한 물이 시간당 65,279kg의 비율로 탈흡기로부터 배출된다. 탈흡기상부의 온도는 섭씨 162°이있다. 콤프레써 6을 통하여 시간당 635kg의 공기가 공급되는바 이중에서 시간당 400kg은 암모니아정류관 3에 공급되고 시간당 235kg은 탈흡기 10에 공급되었다.Most of the ammonia and carbon dioxide are stripped from the solution in the
암모니아, 50.7%, 이산화탄소 17.9%, 수분 30.4% 및 탈흡기 10으로부터 송출되어온 1.0%이하의 기타기체로 구성된 기체혼합물이 시간당 23,522kg의 비율로 암모니아정류관에 공급되었다. 이 정류관의 상부에서 암모니아 98.4%와 기타기체 1.6%로 구성된 기체혼합물이 시간당 39,099kg의 비율로 배출되었다. 이 기체혼합물중 일부는 냉각수에 의하여 응축기 5에서 액화되었다. 액화된 혼합물이 시간당 29,160kg의 비율로 정류관 3에 궤환공급되었다. 암모니아 80.7%와 기타기체 19.3%로 구성된 기체혼합물이 응축기 5에서 시간당 3,289kg의 비율로 배출되었다. 이 기체혼합물은 시간당 4,000kg의 물로 세척기 11에서 세척되었다. 열은 순환냉각기 13에 의하여 세척기 11로부터 제거되었다.A gas mixture consisting of ammonia, 50.7%, carbon dioxide 17.9%, moisture 30.4%, and other gases of 1.0% or less from the
암모니아 39.9%와 수분 60.1%로 구성된 용액은 시간당 6,654kg의 비율로 암모니아정류관에 재투입되었다. 이 정류관상부의 온도는 섭씨 50.6°이었다. 개통 15와 계통 16을 통하여 기타의 기체들은 시간당 635kg의 비율로 이산화탄소정류관 18에 송출되었다. 암모니아정류관 3의 저부로부터, 온도가 섭씨 132°이며 암모니아 25.1%, 이산화탄소 20.5%와 수분 54.4%로 구성된 용액인 계통 21을 통하여 시간당 20,237kg의 비율로 이산화탄소정류관 18에 송출되었다. 이 정류관 18에는, 탈흡기 10에서 배출될때 온도가 섭씨 206°이며 암모니아와 이산화탄소의 흔적과 물로 구성되어있는 희석액이 시간당 18,801kg의 비율로 투입되었다. 이용액이 가지고 있던 열의 일부는 이산화탄소정류관 18의 저부에서 제거되고 나머지는 냉각기 26에 전달되었다. 냉각기 27에서 냉각되면서 용액은 시간당 65,279kg는 비율로 탈흡기 10에서 배출되는바 이것은 시간당 46,478kg의 물이 배출되는 것를 뜻하며, 배출된 물은 일례로 암모니아와 이산화탄소의 흡수등의 경우에 이용될 수 있다.A solution consisting of 39.9% ammonia and 60.1% moisture was re-injected into the ammonia rectifier at a rate of 6654 kg per hour. The temperature of this rectifier tube was 50.6 degrees Celsius. Through opening 15 and
이산화탄소정류관의 상부에는 암모니아의 마지막 흔적을 씻어내기 위하여 시간당 1,491kg의 세척수가 공급되었다. 스팀에 의하여 이산화탄소정류관 18의 저부온도는 섭씨 159.6°로 유지되었으며 상부의 온도는 섭씨 12°이었다.The upper part of the CO2 rectifier was fed 1,491 kg of washing water per hour to wash out the last traces of ammonia. The bottom temperature of the carbon dioxide rectifier tube 18 was maintained at 159.6 degrees Celsius by steam, and the top temperature was 12 degrees Celsius.
이산화탄소 80.4%와 기타의 기체 19.6%로 구성되어 있으며 100피피엠이하의 암모니아를 함유하고 있는 기체혼합물은 시간당 2,995kg의 비율로 이 정류관에서 배출되었다.The gas mixture, consisting of 80.4% of carbon dioxide and 19.6% of other gases, containing ammonia of less than 100 ppm, was discharged from the rectifier at a rate of 2,995 kg per hour.
[실시예 5]Example 5
본 실시예에서 주어진 양은 시간당 킬로몰(Kmole/h)이다.The amount given in this example is kilomoles per hour (Kmole / h).
제5도에 도시된 장치에서,In the apparatus shown in FIG. 5,
계통 112를 통하여 암모니아가 2,317킬로몰, 계통 104를 통하여 이산화탄소가 1,143킬로몰이 수용액상태의 뇨소를 시간당 1,019킬로몰 제조하기 위하여 앞에서 상술되고 도시된 바와 같은 장치에 공급되었다.The
뇨소반응기 101, 스트립퍼 103, 응축기 106 및 정화기체응축기 115의 압력은 약 140kg/cm2이었다. 섭씨 215°의 스팀에 의한 열과 신선한 이산화탄소에 의하여 뇨소반응기 10에서 공급된 합성용액으로부터 2,542킬로몰의 암모니아와 551킬로몰의 이산화탄소 및 132킬로몰의 수분이 스트립퍼 103으로부터 배출되었다. 계통 105를 통하여 배출된 기체혼합물은 뇨소반응기로부터 생성된 용액과 신선한 암모니아가 계체 108을 통하여 공급된 혼합물로써 응축기 106에서 부분적으로 용축되었다. 이에 따라 생성된 기체와 액체의 혼합물과 기체정화응축기에서 생성되어 암모니아 497킬로몰과 이산화탄소 169킬로몰 및 수분 33킬로몰로 구성된 카르바민산염용액으로부터, 평균온도가 섭씨 183°이며 뇨소 1,061킬로몰의 측면에서 암모니아 2,183킬로몰과 이산화탄소 627킬로몰 및 수분 1.191킬로몰을 함유한 합성 용액이 뇨소반응기에서 합성되었다. 따라서 이산화탄소의 전화(轉化)는 62.8%에 달하였다.The urine reactor 101,
뇨소1,019킬로몰, 암모니아 225킬로몰, 이산화탄소118킬로몰과 수분 1,019킬로몰로 구성된 용액이 스트립퍼 103으로부터 배출되어 2.5kg/cm2으로 확산된후 카르바민산염분해기 120에서 섭씨 124°로 가열되었다. 암모니아151킬로몰의 이산화탄소 98킬로몰 및 수분 159킬로몰로 구성된 기체혼합물이 뇨소 1,019킬로몰과 수분 860킬로몰 이외에도 암모니아 74킬로몰과 이산화탄소 20킬로몰을 아직 함유하고 있는 뇨소수용액의 잔류물로부터 분리기 12에서 분리되어, 생성되었다.A solution consisting of 1,019 kilomoles of urine, 225 kilomoles of ammonia, 118 kilomoles of carbon dioxide and 1,019 kilomoles of water was discharged from
전술한 암모니아와 이산화탄소는 확산조(擴散調, expansion vessel)122에서 대부분 제거되어 뇨소의 수용액이 얻어졌다. 분리기 121에서 분리된 기체혼합물은 2.5kg/cm2의 압력이 유지되고 있으며 수분 1,117킬로몰과 암모니아 5.5킬로몰 및 이산화탄소 2.25킬로몰을 가지고 있는 이산화탄소분리관 128의 저부에 공급되어 여기에서 최종처리과정으로부터 유입되어온 섭씨 90°의 응축물로써 처리된다. 더욱이 분리관 128에는 계통 132를 통하여 암모니아흔적을 함유하고 있는 3,700킬로몰의 물과, 계통 133을 통하여 수분 739칼로몰과 암모니아 298킬로몰 및 이산화탄산소 134킬로몰과, 계통 134를 통하여 157킬로몰의 수분이 각각 공급되어 있다. 계통 132의 계통 133을 통하여 공급되는 용액의 온도가 각각 섭씨 88°와 85° 이었으며 계통 134를 통하여 공급되는 세척수의 온도는 섭씨 40°이었다.Most of the ammonia and carbon dioxide described above were removed in an
분리관 128의 상부에서 배출되는 기체혼합물은 이산화탄소 143킬로몰과 수분 3킬로몰로 구성되었으며, 온도가 섭씨 106°이며 수분 5,939킬로몰과 암모니아 461킬로몰 및 이산화탄소 92킬로몰로 구성된 저부의 용액은 탈흡기 129로 송출되었다.The gas mixture discharged from the upper part of the
정화기체응축기 115의 상부에서, 생성되어 회수되었으며 암모니아 1,565킬로몰, 이산화탄소 39.2킬로몰 및 수분 371킬로몰과 섭씨 138°의 스팀으로 구성된 기체혼합물이 탈흡기 129의 저부에 공급되었다. 수분 6,972킬로몰의 수분과 암모니아 및 이산화탄소의 흔적이 아직 존재하고 있는 탈흡기의 저부에서 생성된 물질중 전술된바 있는 일부분은 계통 132와 계통 134를 통하여 이산화탄소분리관 128에 공급되고 그 나머지 부분중에선 일부는 세척수로써 계통 143을 통하여 암모니아 130에 유입되었고 그 나머지는 다른 과정에 이용되거나 하수처리 되었다.At the top of the
온도가 섭씨 110°이며 암모니아 618킬로몰과 이산화탄소 134킬로 몰 및 수분 709킬로물로 구성되어있는 탈흡기 129의 상부에서 배출된 기체혼합물은 냉각기 141에서 섭씨 87°로 냉각된 후 암모니아 분리관 130에서 섭씨 영하 15°인 암모니아 170킬로몰과 섭씨 40°인 수분 29킬로몰에 의하여 분리되어 순수한 암모이아 490킬로몰이 얻어졌다.The gas mixture discharged from the top of the deaerator 129, which is 110 ° C and consists of 618kmol of ammonia, 134kmol of carbon dioxide and 709km water, is cooled to 87 ° C in the cooler 141 and then 490 kilomoles of pure ammonia was obtained by separating by 170 kilomoles of ammonia at minus 15 degrees Celsius and 29 kilomoles of water at 40 degrees Celsius.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR7702566A KR800001159B1 (en) | 1977-11-02 | 1977-11-02 | Process of separating substantially pure nh3 and substantially pure co2 from a composition containing nh3 and co2 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR7702566A KR800001159B1 (en) | 1977-11-02 | 1977-11-02 | Process of separating substantially pure nh3 and substantially pure co2 from a composition containing nh3 and co2 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR800001159B1 true KR800001159B1 (en) | 1980-10-18 |
Family
ID=19205170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR7702566A Expired KR800001159B1 (en) | 1977-11-02 | 1977-11-02 | Process of separating substantially pure nh3 and substantially pure co2 from a composition containing nh3 and co2 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR800001159B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101415627B1 (en) * | 2006-06-08 | 2014-07-11 | 예일 유니버시티 | Multistage Column Distillation (MSCD) Method for Osmotic Solute Recovery |
-
1977
- 1977-11-02 KR KR7702566A patent/KR800001159B1/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101415627B1 (en) * | 2006-06-08 | 2014-07-11 | 예일 유니버시티 | Multistage Column Distillation (MSCD) Method for Osmotic Solute Recovery |
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Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19771102 |
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