RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 2318123 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 21.07.2009 09802489.6 (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 30.11.2011 Europejski Biuletyn Patentowy 2011/48 EP 2318123 B1 (13) (51) T3 Int.Cl. B01D 53/79 (2006.01) B01D 53/90 (2006.01) C07C 273/16 (2006.01) (54) Tytuł wynalazku: SPOSÓB I INSTALACJA DO WYTWARZANIA ROZTWORU MOCZNIKA DO STOSOWANIA W PROCESIE SCR DO REDUKCJI NOx (30) Pierwszeństwo: 31.07.2008 EP 08013743 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 11.05.2011 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2011/19 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 30.04.2012 Wiadomości Urzędu Patentowego 2012/04 (73) Uprawniony z patentu: Urea Casale S.A., Lugano-Besso, CH (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP 2318123 T3 FEDERICO ZARDI, Breganzona, CH (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Jolanta Hawrylak PRZEDSIĘBIORSTWO RZECZNIKÓW PATENTOWYCH PATPOL SP. Z O.O. SKR. POCZT. 37 02-770 Warszawa 130 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
Opis Dziedzina wynalazku [0001] Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu i instalacji do wytwarzania wodnego roztworu mocznika odpowiedniego do stosowania w procesie SCR do redukcji tlenków azotu, mianowicie do usuwania tlenków azotu zawartych w gazowym strumieniu. Stan techniki [0002] Selektywna katalityczna redukcja, albo proces SCR (sellective catalytic reduction), jest znanym procesem do usuwania tlenków azotu z gazowego strumienia wytwarzanego, na przykład przy spalaniu paliwa kopalnego. Proces SCR może być zastosowany, na przykład do usuwania tlenków azotu z gazów spalinowych pojazdów. [0003] Zasadniczo, proces SCR przekształca tlenki azotu, takie jak NO i NO 2 w obojętne dla środowiska związki, takie jak azot (N 2 ) i parę (wodną). Optymalna temperatura dla procesu SCR zazwyczaj mieści się w zakresie 180 do 350 C. Konwersja wymaga pewnej ilości amoniaku (NH 3 ), który dostarcza się przez wstrzykiwanie wodnego roztworu mocznika do gazowego strumienia tak, że amoniak jest wytwarzany przez rozkład mocznika in situ. Stosowanie takiego rozwiązania powala unikać ryzyka i wad związanych z transportowaniem i przechowywaniem czystego amoniaku, albo jego roztworu. W niniejszym opisie, określenie roztwór SCR będzie stosowane do wskazania wodnego roztworu mocznika odpowiedniego do stosowania w procesie SCR. [0004] Roztwór SCR zazwyczaj ma stężenie od 30 do 35% wagowych (liczone wagowo) mocznika. Korzystne stężenie wynosi około 32% wagowych. Wytwarzanie przez rozpuszczanie komercyjnie dostępnego stałego mocznika w wodzie nie jest atrakcyjne z komercyjnego punktu widzenia, ze względu na koszt mocznika i możliwą zawartość składników dodatkowych, takich jak formaldehyd. Zatem, w stanie techniki zaproponowano alternatywne metody. [0005] W publikacji patentowej WO 2006/096048 ujawniono sposób wytwarzania wodnego strumienia zawierającego mocznik odpowiedniego do stosowania w zespole do redukcji NO x w gazach spalinowych, w którym wodny strumień zawierający mocznik oddziela się bezpośrednio z, albo po, sekcji odzyskiwania w procesie wytwarzania mocznika, a następnie rozcieńcza wodą aż strumień zawierający mocznik zawiera 30-35% wagowych mocznika. [0006] Zgodnie z dobrze znanym w stanie techniki sposobem, proces wytwarzania mocznika zachodzi w sekcji syntezy gdzie amoniak i dwutlenek węgla poddaje się reakcji pod wysokim ciśnieniem, wytwarzając wodny roztwór zawierający mocznik, karbaminian amonu i wolny amoniak; roztwór przesyła się do sekcji odzyskiwania obejmującej wiele urządzeń pracujących pod średnim oraz/albo niskim ciśnieniem, gdzie karbaminian oddziela się przez ogrzewanie oraz/albo odpędzanie roztworu, w celu zawrócenia amoniaku i dwutlenku węgla do sekcji syntezy. Przechodząc przez sekcję odzyskiwania, roztwór mocznika zazwyczaj ma około 70% wagowych mocznika, z niską zawartością procentową resztkowego amoniaku. Następnie ten roztwór zatęża się przez odparowanie, dla wytworzenia stopu czystego mocznika. [0007] Jednak, w praktyce wodny roztwór mocznika otrzymany przez tylko rozpuszczenie produktu wyjściowego z sekcji odzyskiwania znanej ze stanu techniki instalacji mocznika nie spełniałoby jako- 1
ściowych wymagań dla roztworu SCR, zwłaszcza w sensie zawartości amoniaku. [0008] Wymagana zawartość amoniaku wynosi mniej niż 2000 ppm, ale w praktyce niezbędne jest utrzymywanie zawartości amoniaku poniżej wartości wykrywanych węchem, co oznacza bardzo niskie stężenie, korzystnie 200 do 500 ppm, a bardziej korzystnie mniej niż 200 ppm. Roztwór zabrany z sekcji odzyskiwania, w znanej ze stanu techniki instalacji mocznika, ma niską zawartość wolnego amoniaku, ale nie do pominięcia, około 1-2% (10000-20000 ppm) przy 65-70% wagowych mocznika. Tutaj rozcieńczenie wodą do 30-35% wagowych mocznika, nie pozwoliłoby spełnić powyższych wymagań zawartości amoniaku <2000 ppm, a korzystnie <200 ppm. [0009] Ten problem występuje zwłaszcza, ale nie wyłącznie wtedy, gdy roztwór SCR jest przeznaczony do obróbki gazów spalinowych pojazdów, takich jak ciężkie pojazdy z silnikiem diesla. W takim przypadku roztworem SCR mogą manipulować osoby niedoświadczone, jest przechowywany w zbiorniku pojazdu przez długie okresy czasu, wystawiony na działanie gorących letnich temperatur, itd...; w takich warunkach, należy wyraźnie unikać ryzyka wydzielania oparów amoniaku. Krótki opis wynalazku [0010] Technicznym problemem leżącym u podstaw niniejszego wynalazku jest znalezienie odpowiedniego i opłacalnego sposobu otrzymywania wodnego roztworu mocznika odpowiedniego do stosowania jako dodatek w zespole SCR do usuwania tlenków azotu, o akceptowalnej zawartości amoniaku, przy użyciu wodnego strumienia zawierającego mocznik wytworzonego w sekcji odzyskiwania instalacji do wytwarzania mocznika. [0011] Problem rozwiązano za pomocą sposobu wytwarzania wodnego roztworu mocznika odpowiedniego do stosowania w procesie SCR do usuwania tlenków azotu, w którym wodny strumień zawierający mocznik i otrzymany w sekcji odzyskiwania instalacji do wytwarzania mocznika stosuje się do wytwarzania takiego roztworu, a sposób charakteryzuje się tym, że: a) wodny strumień poddaje się co najmniej jednemu etapowi odparowania, oddzielania strumienia oparów zawierających wodę i amoniak, i otrzymywania zatężonego i zasadniczo wolnego od amoniaku roztworu; b) następnie ten zatężony roztwór rozcieńcza się dla otrzymania roztworu o stężeniu mocznika odpowiednim do stosowania w procesie SCR. [0012] Korzystnie stężenie roztworu SCR wynosi 15 do 35% wagowych mocznika, a bardziej korzystnie około 30 do 35% wagowych. [0013] Określenie wolny od amoniaku jest stosowane w odniesieniu do bardzo niskiej zawartości amoniaku, tak że zawartość amoniaku w rozcieńczonym roztworze spełnia wymagania roztworów SCR, a korzystnie jest poniżej wartości wykrywanych węchem. Bardziej korzystnie, zawartość NH 3 roztworu otrzymanego w powyższym punkcie a) jest taka, że po rozcieńczeniu do 30-35% wagowych mocznika, stężenie NH 3 jest mniejsze niż 2000 ppm, bardziej korzystnie wynosi 200 do 500 ppm, a nawet jeszcze bardziej korzystnie <200 ppm. [0014] Odparowywanie korzystnie obejmuje ogrzewanie fazy a następnie rozdzielanie pod próżnią, gdzie strumień oparów zawierających wodę i amoniak oddziela się a zatężony roztwór otrzymuje się w ciekłej fazie. Korzystnie, takie rozdzielanie pod próżnią prowadzi się pod ciśnieniem 0.2-0.4 barów (absolutne), a bardziej korzystnie pod takim ciśnieniem i w temperaturze około 110 C. 2
[0015] Zgodnie z wykonaniami niniejszego wynalazku, cały wodny strumień wytworzony w sekcji odzyskiwania, albo tylko jego część, można stosować do celu wytwarzania roztworu SCR. [0016] Strumień wchodzący tej odparowywanej fazy może być wodnym strumieniem, jaki jest wytwarzany w sekcji odzyskiwania, albo strumieniem otrzymanym przez poddawanie wodnego strumienia z sekcji odzyskiwania dalszemu etapowi obróbki, dla usunięcia części amoniaku. Zgodnie z korzystnym aspektem niniejszego wynalazku, są dwa etapy odparowywania w układzie seryjnym, przy czym w pierwszym odparowaniu otrzymuje się zatężony roztwór i co najmniej część tego roztworu jeszcze odparowuje się w drugim etapie odparowania, otrzymując bardziej zatężony i zasadniczo wolny od amoniaku roztwór. [0017] Zgodnie z tym, i w korzystnym wykonaniu wynalazku, wodny strumień z sekcji odzyskiwania procesu wytwarzania mocznika poddaje się pierwszemu etapowi odparowania, otrzymując fazę oparów zawierających wodę i amoniak, oraz zatężony roztwór mocznika w ciekłej fazie; następnie co najmniej część tego zatężonego roztworu mocznika poddaje się drugiemu etapowi odparowania, oddzielając fazę oparów zawierających wodę i amoniak, i otrzymując jeszcze bardziej zatężony i zasadniczo wolny od amoniaku roztwór mocznika; a następnie ten bardziej zatężony roztwór mocznika rozcieńcza się wodą do wcześniej określonego stężenia mocznika. [0018] Ten aspekt wynalazku dostarcza szczególnie skutecznego dwu-etapowego usuwania amoniaku. [0019] Odparowanie można prowadzić w konwencjonalnym(-ych) wymieniku(-ach) ciepła, korzystnie w płaszczowo-rurowym przeponowym wymienniku(-ach) ciepła, gdzie roztwór mocznika wprowadza się do rur. Korzystnie, stosuje się ogrzewany parą rurowy wymiennik(-i) ciepła, gdzie roztwór mocznika wprowadza się do rury albo płyty, a para kondensuje na osłonie działając jako źródło ciepła. [0020] Przedmiotem wynalazku jest także instalacja dostosowana do wytwarzania roztworu SCR w powyższym sposobie. Ta sama instalacja może także być stosowana do otrzymywania innych produktów, takich jak mocznik. [0021] W szczególności przedmiotem niniejszego wynalazku jest instalacja obejmująca co najmniej: sekcję syntezy do przekształcania amoniaku i dwutlenku węgla w pierwszy wodny strumień zawierający mocznik, karbaminian amonu i nieprzereagowany wolny amoniak; sekcję odzyskiwania odpowiednią do oddzielania karbaminianu i zawracania amoniaku i dwutlenek węgla do sekcji syntezy, oraz wytwarzanie drugiego wodnego strumienia zasadniczo zawierającego mocznik, wodę i resztkowy amoniak, a instalacja charakteryzuje się tym, że obejmuje kolejną sekcję odpowiednią do przekształcania co najmniej części tego drugiego wodnego strumienia w roztwór o mniejszym stężeniu mocznika, do stosowania w procesie SCR, a ta kolejna sekcja obejmuje: co najmniej jedną jednostkę odparowującą, dostosowaną do otrzymywania bardziej zatężonego i zasadniczo wolnego od amoniaku roztworu mocznika w ciekłej fazie, urządzenie mieszające dostosowane do rozcieńczania tego zatężonego roztworu wodą. [0022] Zgodnie z tym aspektem niniejszego wynalazku, ta kolejna sekcja obejmuje dwie jednostki odparowujące pracujące w układzie seryjnym, przy czym pierwsza jednostka odparowująca daje zatężony roztwór i co najmniej część tego roztworu przesyła się do drugiej jednostki odparowującej. [0023] W korzystnym wykonaniu niniejszego wynalazku, dostarcza się pierwszej jednostki odparowu- 3
jącej, w której otrzymuje się fazę oparów zawierających wodę i amoniak, oraz zatężony roztwór mocznika w ciekłej fazie, i drugą jednostkę odparowującą, a ta druga jednostka jest zasilana co najmniej częścią tego zatężonego roztworu mocznika z pierwszej jednostki, oraz otrzymywania bardziej zatężonego i zasadniczo wolnego od amoniaku roztworu mocznika. Korzystnie pierwsza jednostka obejmuje wyparkę i wyparkę rzutową; a druga jednostka korzystnie obejmuje wyparkę i rozdzielacz próżniowy. Urządzenie mieszające zasila się zatężonym i wolnym od amoniaku roztworem otrzymanym w drugiej jednostce, i dodaje się wodę aż do uzyskania odpowiedniego stężenia mocznika. [0024] Dalszym przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób modyfikowania istniejącej instalacji mocznika, aby dostosować ją do prowadzenie powyższego sposobu. [0025] Zatem, przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikowania istniejącej instalacji wytwarzania mocznika obejmującej sekcję syntezy, sekcję odzyskiwania i sekcję zatężania, otrzymany z sekcji odzyskiwania wodny strumień zasadniczo zawierający mocznik, wodę i resztkowy amoniak, wprowadza się do sekcji zatężania dla wytworzenia wysokiej czystości mocznika, sposób obejmuje dostarczenie co najmniej kolejnej sekcji dostosowanej do przekształcania co najmniej części wodnego strumienia w roztwór o mniejszym stężeniu mocznika, do stosowania w procesie SCR, a ta kolejna sekcja obejmuje co najmniej jedną jednostkę odparowującą, dostosowaną do otrzymywania zatężonego i zasadniczo wolnego od amoniaku roztworu mocznika, oraz urządzenie mieszające dostosowane do rozcieńczenia tego zatężonego roztworu wodą. [0026] Główną korzyścią niniejszego wynalazku jest skuteczne usuwanie amoniaku z roztworu mocznika zabranego z sekcji odzyskiwania instalacji do wytwarzania mocznika, tak że rozcieńczony roztwór może spełniać surowe wymagania dla stosowania jako dodatek w układach SCR, zwłaszcza w pojazdach. [0027] Należy zauważyć, że niniejszy wynalazek zapewnia, że roztwór zabrany z sekcji odzyskiwania jest najpierw odparowany i zatężany, usuwa się wolny NH 3 i wodę, a następnie rozcieńczony wodą. Stwierdzono, że ten sposób, a nie tylko rozcieńczenie (na przykład od 70 do 32% wagowych), jest odpowiednie do spełniania jakościowych wymagań dla roztworów SCR, i daje wysokiej jakości roztwór z resztkowym NH 3 poniżej poziomu wykrywanego węchem. Sposób jest także atrakcyjny z ekonomicznego punktu widzenia, gdyż pozwala na unikanie bardziej kosztownego procesu rozpuszczania stałego mocznika. [0028] Dalsze cechy i korzyści niniejszego wynalazku będą jasne z poniższego opisu jego korzystnych wykonań, podanych tutaj jako wskazówki i nieograniczające dla załączonych rysunków. Krótki opis rysunków [0029] Figura 1 przedstawia uproszczony schemat instalacji odpowiedniej do wytwarzania roztworu SCR zgodnie ze sposobem według wynalazku. Figura 2 przedstawia schemat korzystnego wykonania sposobu według wynalazku. Figura 3 jest bardziej szczegółowym przykładem korzystnego wykorzystania schematu z Figury 2. Szczegółowy opis korzystnego wykonania [0030] Figura 1 pokazuje ogólny schemat blokowy instalacji do wytwarzania mocznika. Instalacja obejmuje zasadniczo wysoko ciśnieniową (HP) sekcję syntezy 1, sekcję odzyskiwania 2 oraz sekcję 4
zatężania 3. Sekcja HP syntezy 1 przekształca wchodzący amoniak 4 i wchodzący dwutlenek węgla 5 w wodny strumień 6, zawierający mocznik, karbaminian amonu (NH 3 ) 2 CO 2 i wolny amoniak; sekcja odzyskiwania obejmuje średnio oraz/albo nisko ciśnieniowe urządzenia dostosowane oddzielania karbaminianu i następnie zawracania amoniaku i dwutlenku węgla do sekcji syntezy 1 przez strumień 7, i wytwarza wodny strumień 8 zasadniczo zawierający mocznik, wodę i resztkowy wolny amoniak; sekcja zatężania 3 obejmuje urządzenia do usuwania wody i otrzymywania stopu mocznika 9 o wysokiej czystości, na przykład 99% albo więcej, w zależności od zastosowania. [0031] Wszystkie urządzenia instalacji mocznika zgodne z bazowym schematem przedstawionym na Figurze 1; urządzenia z sekcji 1, 2 oraz 3 nie są szczegółowo opisane, ponieważ są dobrze znane w dziedzinie. [0032] Zazwyczaj, strumień 8 zawiera około 65-70% mocznika i około 30% wody, z resztkowym 1-2% wolnego amoniaku. Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, co najmniej część tego wodnego strumienia 8 zasila kolejną sekcję 10 dla wytworzenia roztworu SCR 14, zawierającego 30-35% mocznika i dostosowanego do stosowania w procesie SCR redukcji NOx. [0033] W odniesieniu do Figury 1, pierwszą część 8a strumienia 8 stosuje się do wytworzenia roztworu SCR 14, podczas gdy pozostałą drugą część 8b przesyła się do sekcji zatężania 3. Tą pierwszą częścią 8a zasila się odparowującą i rozdzielającą próżniowo jednostkę E, przy czym oddziela się fazę oparów 15 zawierających wodę i amoniak, a zatężony, wolny od amoniaku roztwór 11 otrzymuje się w ciekłej fazie. Ten roztwór 11 wprowadza się do mieszalnika 12 gdzie rozcieńcza się go wodą 13, aż do odpowiedniego stężenia mocznika, które korzystnie wynosi 30 do 35% wagowych. [0034] Strumień 8b jest ewentualny. W wariancie rozwiązania według wynalazku, strumień 8 w całości kieruje się do jednostki E a strumień 8b odbiera się z tej jednostki E, zgodnie z kropkowaną linią pokazaną na Figurze 1. W dalszych odmianach wynalazku, strumień 8b można kierować do innych zastosowań niż zatężanie w sekcji 3. [0035] Strumień 13 to korzystnie demineralizowana woda. Także można stosować obrobiony kondensat odzyskany gdzie indziej w procesie wytwarzania mocznika. [0036] Figura 1 dotyczy instalacji dostosowanej do wytwarzania roztworu SCR 14 razem ze stopem mocznika 9. W instalacji specyficznie zaprojektowanej do wytwarzania roztworu SCR, cały strumień 8 można kierować do sekcji 10, a sekcja zatężania 3 może nie występować. [0037] Figura 2 przedstawia korzystne wykonanie wynalazku. Wodny strumień 8 albo jego część, tak jak część 8a, wprowadza się do pierwszej odparowującej jednostki E 1, otrzymując strumień oparów 102 zawierający NH 3 i wodę, oraz zatężony roztwór 103. Część 107 tego zatężonego roztworu wprowadza się do drugiej odparowującej jednostki E 2, otrzymując fazę oparów 112 i bardziej stężony roztwór o bardzo niskiej zawartości amoniaku, wskazany jako strumień 11. Ten strumień 11 wprowadza się do urządzenia mieszającego 12. Pozostała część 114 zatężonego roztworu z pierwszej jednostki E 1 jest dostępna do innego(-ych) zastosowania(-ń), na przykład tworząc strumień 8b pokazany linią kropkowaną na Figurze 1. W innych wykonaniach, cały strumień 103 można skierować do drugiej jednostki E 2. [0038] Strumienie oparów 102 i 112 mogą być połączone, jak pokazano, i skierowane na przykład do instalacji pakowania próżniowego (nie pokazana). Takie wykonanie wynalazku jest szczególnie sku- 5
teczne, dzięki prowadzeniu zasadniczo dwóch etapów w serii dla zatężania i usuwania wolnego NH 3, odpowiednio w odparowujących jednostkach E 1 oraz E 2. [0039] Szczególne wykonanie wynalazku jest pokazane bardziej szczegółowo na Figurze 3. Pierwsza jednostka E 1 obejmuje wyparkę z ogrzewanym strumieniem 100 i rzutową wyparkę 101. W przykładzie, wyparka 100 to płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła, gdzie strumień zawierający mocznik 8 wprowadza się do rur, ogrzewanych strumieniem 120 kondensującym na osłonie, i odzyskiwany jako kondensat 121. [0040] Produkt wychodzący z wiązki rur wyparki 100 przepuszcza się przez wyparkę rzutową 101, gdzie oddziela się fazę oparów 102 zawierających amoniak i wodę, otrzymując zatężony roztwór 103, który przechowuje się w zbiorniku 104. Strumień 105 pobiera się z tego zbiornika i wprowadza do pompy 106. Wychodzący z tej pompy strumień dzieli się na strumień 107 do wytwarzania roztworu SCR, i strumień 114 do innego(-ych) zastosowania(-ń), tak jak wytwarzanie stopu mocznika w sekcji zatężania 3. [0041] Strumień 107 zatężonego roztworu wprowadza się do drugiej odparowującej jednostki E 2, obejmującej wymiennik ciepła 108 przyłączony przez przewód 109 do próżniowego rozdzielacza 110. Faza oparów 112 zawierających wodę i mocznik także jest oddzielana na tym separatorze 110, i otrzymuje się bardziej zatężony i zasadniczo wolny od amoniaku roztwór 113, przesyłany do mieszalnika 12. [0042] Druga odparowująca jednostka E 2 obejmuje płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła gdzie strumień 107 kieruje się do rur, ogrzewanych przez strumień 122 wprowadzany do osłony, i odzyskiwany jako kondensat 123. [0043] Odpowiedni separator korzystnie instaluje się w zbiorniku 101 dla oddzielenia ciekłej fazy 103 od oparów 102. Separator 110 korzystnie ma dolną misę 111 do zbierania ciekłej fazy tworzącej zatężony roztwór 113. [0044] Należy zauważyć, że płaszczowo-rurowe wymienniki ciepła są bardziej korzystne niż wymiennik(-i) 100 oraz/albo 108, ale można zastosować dowolny konwencjonalny wymiennik ciepła. [0045] Przykład jest następujący. Strumień 8 zawierający 68% wagowych mocznika odparowuje się na wyparce 100 i przepuszcza przez rzutowy zbiornik 101 w temperaturze 0.5 barów /absolutne/ i w temperaturze 95 C, otrzymując zatężony ciekły strumień 103 mający 71% wagowych mocznika. Strumień 113 otrzymany w drugiej jednostce E 2 ma 90% wagowych mocznika i 430 ppm wolnego amoniaku; ten strumień następnie rozcieńcza się wodą 13 w mieszalniku 12, otrzymując strumień 14 mający 32% wagowych mocznika i <200 ppm amoniaku. Ten strumień 14 jest odpowiedni do stosowania jako roztwór SCR, to jest do usuwania NOx w procesie SCR. Chłodnica strumienia może być zainstalowana poniżej urządzenia mieszającego 12. [0046] Ponownie odnosząc się do Figury 1, konwencjonalna instalacja do wytwarzania mocznika, obejmująca sekcję syntezy 1, sekcję odzyskiwania 2 oraz sekcję zatężania 3, może być zmodyfikowana w celu wykorzystania co najmniej części wyjściowego strumienia z sekcji 2 do wytwarzania roztworu SCR 14. Modyfikacja obejmuje dostarczenie co najmniej sekcji 10 i związanego z nią orurowania i akcesoriów, takich jak pompy, zawory, itp... Sekcja 10 z kolej może obejmować jednostki E 1 oraz E 2 jak pokazane na Figurach 2-3 i jak opisane powyżej. Taka zmodyfikowana instalacja mocznika, nadaje 6
się do wytwarzania roztworu SCR 14. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wodnego roztworu mocznika odpowiedniego do stosowania w procesie SCR do usuwania tlenków azotu, przy czym wodny strumień (8, 8a) zawierający mocznik i otrzymany w sekcji odzyskiwania (2) instalacji do wytwarzania mocznika stosuje się do wytwarzania takiego roztworu, a sposób jest znamienny tym, że: - wodny strumień (8, 8a) poddaje się co najmniej jednemu etapowi odparowania, oddzielania strumienia oparów (15) zawierających wodę i amoniak, oraz otrzymywania zatężonego i zasadniczo wolnego od amoniaku roztworu (11); - zatężony roztwór (11) następnie rozcieńcza się dla otrzymania roztworu (14) o stężeniu mocznika odpowiednim do stosowania w procesie SCR. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, w którym odparowanie obejmuje etap ogrzewania a następnie rozdzielania pod próżnią, gdzie strumień oparów zawierających wodę i amoniak oraz zatężony roztwór rozdziela się. 3. Sposób według zastrzeżenia 2, w którym rozdzielanie pod próżnią prowadzi się pod ciśnieniem 0.2 do 0.4 barów. 4. Sposób według dowolnego z zastrzeżeń 1 do 3, w którym wodny strumień (8) z sekcji odzyskiwania (2) poddaje się najpierw etapowi odparowania, otrzymując fazę oparów (102) zawierających wodę i amoniak, oraz zatężony roztwór mocznika (103) w ciekłej fazie; następnie co najmniej część (107) zatężonego roztworu mocznika poddaje się drugiemu etapowi odparowania, oddzielania fazy oparów (112) zawierających wodę i amoniak, i otrzymywania bardziej zatężonego i zasadniczo wolnego od amoniaku roztworu mocznika (11); następnie ten bardziej zatężony roztwór mocznika (11) rozcieńcza się wodą (13) do wstępnie określonego stężenia mocznika. 5. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, w którym odparowanie prowadzi się w płaszczowo-rurowym przeponowym wymienniku(-ach) ciepła, gdzie roztwór mocznika wprowadza się do rur. 6. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, w którym stężenie roztworu po rozcieńczeniu wodą wynosi 30 do 35% wagowych mocznika. 7. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, w którym zawartość NH 3 rozcieńczonego roztworu jest mniejsza niż 2000 ppm, a korzystnie mniejsza niż 200 ppm. 8. Instalacja do wytwarzania wodnego roztworu mocznika odpowiedniego do stosowania w procesie SCR do usuwania tlenków azotu, instalacja obejmująca co najmniej: sekcję syntezy (1) przekształcającą amoniak i dwutlenek węgla w pierwszy wodny strumień (6) zawierający mocznik, karbaminian amonu i nieprzereagowany wolny amoniak; sekcję odzyskiwania (2) dostosowaną do dysocjacji karbaminianu i recyklingu amoniaku i dwutlenku węgla do sekcji syntezy, oraz wytwarzanie drugiego wodnego strumienia (8) zasadniczo zawierającego mocznik, wodę i resztkowy amoniak, a instalacja jest znamienna tym, że obejmuje kolejną sekcję (10) dostosowaną do przekształcania co najmniej części (8a) tego drugiego strumienia (8) w roztwór (14) o 7
mniejszym stężeniu mocznika do stosowania w procesie SCR, a ta kolejna sekcja (10) obejmuje: - co najmniej jedną jednostkę odparowującą (E), dostosowaną do otrzymania zatężonego i zasadniczo wolnego od amoniaku roztworu mocznika (11), - urządzenie do mieszania (12) dostosowane do rozcieńczania tego zatężonego roztworu (11) wodą. 9. Instalacja według zastrzeżenia 8, w której kolejna sekcja (10) obejmuje co najmniej pierwszą jednostkę odparowującą (E1) i drugą jednostkę odparowującą (E2) pracujące w układzie seryjnym. 10. Instalacja według zastrzeżenia 9, w którym kolejna sekcja (10) obejmuje pierwszą jednostkę odparowującą (E1) otrzymująca fazę oparów zawierających wodę i amoniak, oraz zatężony roztwór mocznika w ciekłej fazie, oraz drugą jednostkę odparowującą (E2), a ta druga jednostka odparowująca jest zasilana przez co najmniej część zatężonego roztworu mocznika z pierwszej jednostki, i otrzymywanie bardziej zatężonego i zasadniczo wolnego od amoniaku roztworu mocznika, do rozcieńczania dla wytworzenia roztworu do stosowania w procesie SCR. 11. Instalacja według zastrzeżenia 10, w której pierwsza jednostka odparowująca (E1) obejmuje wyparkę i wyparkę rzutową, a druga jednostka odparowująca (E2) obejmuje wyparkę i rozdzielacz próżniowy. 12. Sposób modyfikowania istniejącej instalacji wytwarzania mocznika, aby adaptować ją do wytwarzania roztworu mocznika odpowiedniego do stosowania w procesie SCR, instalacja obejmuje sekcję syntezy (1), sekcję odzyskiwania (2) i sekcję zatężania (3), sekcja odzyskiwania (2) dostarcza wodnego strumienia (8) zasadniczo zawierającego mocznik, wodę i resztkowy amoniak, wprowadzanego do sekcji zatężania (3) dla wytworzenia wysokiej czystości mocznika, sposób obejmujący dostarczenie co najmniej kolejnej sekcji (10) dostosowanej do przekształcania co najmniej części (8a) tego wodnego strumienia (8) w roztwór (14) o mniejszym stężeniu mocznika, do stosowania w procesie SCR, a ta kolejna sekcja (10) obejmuje co najmniej jedną jednostkę odparowującą (E), dostosowaną do otrzymywania zatężonego i zasadniczo wolnego od amoniaku roztworu mocznika (11), oraz urządzenie mieszające (12) dostosowane do rozcieńczania tego zatężonego roztworu (11) wodą. Pełnomocnik: 8
9
10
ODNOŚNIKI CYTOWANE W OPISIE Poniższa lista odnośników cytowanych przez zgłaszającego ma na celu wyłącznie pomoc dla czytającego i nie stanowi części dokumentu patentu europejskiego. Pomimo, że dołożono największej staranności przy jej tworzeniu, nie można wykluczyć błędów lub przeoczeń i EUP nie ponosi żadnej odpowiedzialności w tym względzie. Dokumenty patentowe cytowane w opisie WO 2006096048 A [0005] 11