Brevet FR2008395A1 — publié le 19700123

L'invention se rapporte à un procédé pour l'épuration, la récupération et la valorisation du nitrate dtammonium et de l'ammoniac contenus dans les vapeurs condensées basiques, évacuées des installations de fabrication du nitrate d'ammonium qui utilise le procédé d'électrodialyse à l'aide de membranes sélectives. Comme suite du développement de la fabrication du nitrate d'ammonium en granulés, des quantités importantes de nitrate d'ammonium et d'ammoniac, entraînées dans les vapeurs secondaires du concentrateur final, sont déversées dans le canal d'écoulement,avec les vapeurs condensées basiques. Ces produits, déversés dans les canaux d'écoulement polluent fortement le cours des rivières, de sorte qu'il y a lieu de rechercher une solution à ce problème. De plus, le déversement dans les canaux de ces substances représente aussi des pertes de production ( environ 1%) ayant une valeur élevée par tonne de produit. Les procédés technologiques les plus connus pour l'épuration et la valorisation de ces eaux résiduaires sont - la neutralisation de l'ammoniac libre par l'acide nitrique et la concentration à la vapeur des solutions diluées de 10% jusqu a 94% de nitrate d'ammonium dans des installations d'évaporation sous vide par échelons - la rétention de l'ion ammonium par des échangeurs d ions régénérables avec de l'acide nitrique dilué (lO.à 20%HN03) suivie de la--oencentration des solutions à environ 12% de nitrate d'ammonium, résultant de la régénération de la masse cationique.La concentration se fait à la vapeur dans des installations d'évaporation sous vide par échelons - l'épuration biologique de l'ammoniac ; et, - la séparation du nitrate d'ammonium par électrodialyse suivie de la concentration à la vapeur de la solution du circuit "concentré" dans une installation de concentration sous vide par échelons. Ces procédés technologiques ne sont pas économiques du fait qu'ils entraînent une consommation importante de vapeur et d'énergie électrique, des investissements élevés et des difficultés techniques d'exploitation. Cette invention élimine les désavantages des procédés ci-dessus par le fait que le nitrate d'ammonium contenu dans les condensés basiques évacués est extrait par électrodialyse et est prélevé par une solution acide de nitrate d'ammonium (concentré 65 à 80% NH4N03) formée dans l'installation de fabrication du nitrate d'ammonium après la phase de neutralisation. Cette solution de nitrate d'ammonium à 65-80% après prélèvement du nitrate d'ammonium des condenses est introduite dans les échelons de concentration finale. Dans ce but, on utilise dans l'agrégat de l'électrodialyse des cel lules à membranes organiques collectives (anioniques et cationiques) Le circuit "dilué" est formé par des condensés baslques qu'il faut épurer. et le circuit "concentré" est formé. par la solution acide de nitrate. d-'amrtonium à environ 65-68%. La température de travail est de 40--60-0déterminée par-la solubilité du nitrate-d.'ammonium et par la résistance des membranes; Par ce procédé, on peut épurer et récupérer des condensés basiques renfermant entre 1500 mg/l de nitrate d'ammonium/ 1500 ppm et environ 20.000 mg/l de nitrate d'ammonium. La concentration dans l'effluent après l'électrodialyse est d'environ 300-500 mg/l NH NO Un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention est décrit ci-aplès. Les condensés, provenant de la fabrication du nitrate d'ammonium avec un débit de 20 m3/h et un contenu en NH4N03 de 2 g/l et en NH3 de 2 g/l sont collectés et neutralisés avec de l'acide nitrique à 40% jusqu a un pH d'environ 4 Les condensés neutralisés renfermant environ 12 g/l de NH NO sont introduits dans le circuit "dilué" de l'agrégat d'électrodialyse où ils sont épurés jusqu a ce qu'ils renferment environ 400 mg/l de NH4N03. Dans le circuit "concentré" de l'agrégat d'électrodialyse, on introduit une solution acide à 65% de nitrate d'ammonium avec un débit de 20 m3/h. La solution acide de nitrate d'ammonium concentrée, provenant des appareils de neutralisation I.T.N. et l'épurateur neutraliseur de l'installation de nitrate d'ammonium, ayant une concentration de 65-67% NH4NO3 et 1-2 g/l NR3 à la température de 95-100"C, est passée par un échangeur de chaleur où elle est refroidie jusqutà 450C et est introduite dans le circuit "concentré" des agré- gats d'électrodialyse. Après être passée par les cellules du circuit "concentré", prélevant la quantité deklitrate provenant du circuit "dilué", la solution de nitrate d'ammonium à la concentration d'environ 70-72 gil de NH NO est préchauffée dans l'échangeur de chaleur par la solution qui entre, puis est chauffée jusqu'à la température initiale (95-100 C) dans un échangeur de chanteur par surfaces, par des vapeurs secondaires résultant de la concentration finale et est introduite dans la première phase d'évaporation de l'installation de concentration du nitrate d'ammonium. Le transport de la solution s'achève à l'aide de pompes centrifuges antiacides Les concentrés basiques traités de cette manière, contenant 300-E mgXl de NH4N03 peuvent être déver#sés à l'égout ou déminéralisés dans une installation d'échangeurs d'ions. Les avantages du procédé sebn l'invention sont les suivants 1. il permet 1'épuration des vapeurs condensées contenant du nitrate deam- monium en quantités relativement importantes. 2. Il permet la récupération et la valorisation des pertes de nitrate d'ammonium entraîné avec les vapeurs secondat#es dans la phase finale de concentration. 3. La consommation: d-'énergie qu'il implique est réduite. 4. L'installation-nécessaire-est simple, robuste et facile à manier. 5. La valeur des investissements est réduite et peut. être amortie rapidement. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'épuration, la récupération et la valerr sat-^n des vapeurs condensées basiques évacuées des installations de fabrication du n- trate d'ammonium, caractérisé en ce que, pour éliminer le nitrate d'ammonium des vapeurs condensées basiques, on utilise des agrégats d'électrodialyse à cellules et membranes sélectives (anioniques et cationiques) 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le circuit concentré de l'agrégat d'électrodialyse, on utilise une solution acide de nitrate d'ammonium à environ 65-80 %, à une température d'environ 40-60 C. 3.- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la solution acide de nitrate d'ammonium à 65-80 % provient de l'appareil de neutralisation ITN de l'installation pour fabriquer le nitrate d'ammonium par neutralisation de l'acide nitrique à 47-48 %, 50-53 % ou 56 % par NH3 sous forme de gaz. 4.- Procédé selon les revendications 1, 2, 3, caractérisé en ce que, pour récupérer le nitrate d'ammonium retenu de cette manière, la solution acide de nitrate d'ammonium à 65-80 %, après avoir été utilisée dans le circuit "concentré" dans les agrégats d'électrodialyse, est introduite afin d'être concentrée, dans le premier échelon des appareils d'évaporation après un chauffage préalable.