(57)【要約】【課題】排水の一部を排気処理設備に導入して加熱スチーム量節減や機器のコンパクト化を図り、大気中へのアンモニア排出も抑制する処理方法、並びに処理設備を提供する。【解決手段】(1)尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液を第１ストリッパー(PCS1)に導入してストリッピングし、ストリッピング後の水溶液を尿素加水分解器(UHY)に導入する工程、(2)尿素加水分解器(UHY)内で水溶液中の尿素を加水分解し、加水分解後の水溶液を第２ストリッパー(PCS2)に導入する工程、(3)第２ストリッパー(PCS2)で水溶液をストリッピングする工程、(4)第１ストリッパー(PCS1)でストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパー(PCS1)でストリッピングされた後であるが尿素加水分解器(UHY)で加水分解される前の水溶液の一部をアンモニア洗浄設備(ASCR)を備えた排気処理設備に導入する工程を有する処理方法、並びに処理設備。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液中の尿素を加水分解し、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収する処理方法において、
（１）尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液を第１ストリッパーに導入してストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収すると共に、そのストリッピング後の水溶液を尿素加水分解器に導入する工程、
（２）尿素加水分解器内に導入された前記水溶液を加圧下で加熱することにより、該水溶液中の尿素を加水分解し、加水分解後の水溶液を第２ストリッパーに導入する工程、
（３）第２ストリッパー内に導入された前記水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する工程、並びに
（４）第１ストリッパーでストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を、尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する工程
を有することを特徴とする尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液の処理方法。
【請求項２】
アンモニアの排出を抑制する設備が、尿素ダスト洗浄設備を循環する水溶液に酸を加えることによりアンモニアの排出を抑制する設備である請求項１記載の処理方法。
【請求項３】
アンモニアの排出を抑制する設備が、尿素ダスト洗浄設備とは別の設備を循環する水溶液に酸を加えることによりアンモニアの排出を抑制する設備である請求項１記載の処理方法。
【請求項４】
酸が、硫酸、硝酸、リン酸及び有機酸からなる群より選ばれる請求項２又は３記載の処理方法。
【請求項５】
第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を排気処理設備に導入する前に冷却する請求項１記載の処理方法。
【請求項６】
尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液中の尿素を加水分解し、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収する処理設備において、
尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する第１ストリッパーと、
第１ストリッパーでのストリッピングにより分離したアンモニア及び二酸化炭素を含むガスを回収する為の配管と、
第１ストリッパーでのストリッピング後の水溶液を尿素加水分解器に導入する為の配管と、
第１ストリッパーから導入されたストリッピング後の水溶液を加圧下で加熱することにより、該水溶液中の尿素を加水分解する尿素加水分解器と、
尿素加水分解器での加水分解後の水溶液を第２ストリッパーに導入する為の配管と、
尿素加水分解器での加水分解後の水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する第２ストリッパーと、
第１ストリッパーでストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を、尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する為の配管と
を有することを特徴とする尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液の処理設備。
【請求項７】
アンモニアの排出を抑制する設備が、尿素ダスト洗浄設備を循環する水溶液に酸を加えることによりアンモニアの排出を抑制する設備である請求項６記載の処理設備。
【請求項８】
アンモニアの排出を抑制する設備が、尿素ダスト洗浄設備とは別の設備を循環する水溶液に酸を加えることによりアンモニアの排出を抑制する設備である請求項６記載の処理設備。
【請求項９】
酸が、硫酸、硝酸、リン酸及び有機酸からなる群より選ばれる請求項７又は８記載の処理設備。
【請求項１０】
第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を排気処理設備に導入する前に冷却する為の冷却器を有する請求項６記載の処理方法。
【請求項１１】
尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液中の尿素を加水分解し、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収する処理設備の装置の負荷を下げると共に水溶液の一部を有効利用する為の改良方法であって、
尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する第１ストリッパーと、
第１ストリッパーから導入されたストリッピング後の水溶液を加圧下で加熱することにより、該水溶液中の尿素を加水分解する尿素加水分解器と、
尿素加水分解器での加水分解後の水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する第２ストリッパーと
を有する既存の処理設備に対して、
少なくとも第１ストリッパーでストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を、尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する為の配管を追加することを特徴とする、尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液の処理設備の改良方法。
【請求項１２】
尿素造粒設備により粒状尿素を製造すると共に、該尿素造粒設備から発生する尿素ダスト及びアンモニアを含むガスを尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する工程を有する粒状尿素の製造方法において、
（１）尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液を第１ストリッパーに導入してストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収すると共に、そのストリッピング後の水溶液を尿素加水分解器に導入する工程、
（２）尿素加水分解器内に導入された前記水溶液を加圧下で加熱することにより、該水溶液中の尿素を加水分解し、加水分解後の水溶液を第２ストリッパーに導入する工程、
（３）第２ストリッパー内に導入された前記水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する工程、並びに
（４）第１ストリッパーでストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を、尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する工程
を有することを特徴とする粒状尿素の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液中の尿素を加水分解し、その水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収する処理方法並びに処理設備に関する。より詳しくは、尿素の加水分解効率を低下させることなく、尿素加水分解器の負荷を下げることにより加熱スチーム量節減や機器のコンパクト化が可能であり、さらに水溶液の一部を尿素製造設備の排気処理設備に導入した場合であっても大気中へのアンモニアの排出が抑制される処理方法並びに処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンモニア及び二酸化炭素を高温高圧下で反応させて得られる尿素合成液は、生成した尿素と、水、未反応アンモニア及び二酸化炭素を含んでいる。この尿素合成液は順次降圧下でストリッピングあるいは蒸留に付されて未反応物が分離され、濃縮工程に入る前には未反応物であるアンモニア及び二酸化炭素は各々約１質量％以下の含有率となり、一方水分は２０〜４０質量％の含有率となる。そして濃縮工程において尿素合成液の水分を蒸発させる。しかし、この濃縮工程の排水（蒸発した水）には少量の未反応アンモニア及び二酸化炭素も含まれている。更に僅かではあるが尿素も混入している場合が多い。したがって、この尿素、未反応アンモニア及び二酸化炭素を含む排水から各成分を回収する処理が必要となる。
【０００３】
例えば特許文献１には、尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液を第１ストリッパーでストリッピングすることによりアンモニア及び二酸化炭素を分離し、実質的にアンモニアを含まない尿素水溶液を得る工程、この尿素水溶液中の尿素を加水分解する工程、並びに、加水分解後の水溶液を第２ストリッパーでストリッピングしアンモニア及び二酸化炭素を分離する工程よりなる処理方法が開示されている。
【０００４】
この特許文献１の処理方法は、具体的には図３に示す各工程からなる。まず、尿素（Ｕ）、アンモニア（Ｎ）、二酸化炭素（Ｃ）及び水（Ｈ）からなる排水を、プロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）から第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に導入する。この第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でストリッピングすることによりアンモニア（Ｎ）及び二酸化炭素（Ｃ）を分離しガスとして排出する。ストリッピングした後の尿素（Ｕ）と水（Ｈ）からなる排水（但し、実際には微量のアンモニア（Ｎ）も残存する）は、尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入する。この尿素加水分解器（ＵＨＹ）で尿素（Ｕ）が加水分解され、アンモニア（Ｎ）及び二酸化炭素（Ｃ）になる。そして、加水分解後のアンモニア（Ｎ）、二酸化炭素（Ｃ）及び水（Ｈ）からなる排水は第２ストリッパー（ＰＣＳ２）に導入する。ここで再びストリッピングすることによりアンモニア（Ｎ）及び二酸化炭素（Ｃ）を分離する。なお、特許文献１の図面に記載される通り、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）と第２ストリッパー（ＰＣＳ２）は一つの搭内の上側領域・下側領域として各々配設されており、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）で分離されたアンモニア（Ｎ）及び二酸化炭素（Ｃ）は上側の第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に導入される構成になっている。
【０００５】
また尿素加水分解器（ＵＨＹ）には、加水分解反応に要する熱量を付与する必要がある。このため特許文献１においては、尿素加水分解器（ＵＨＹ）に加熱スチーム（ＳＴＭ）を供給している。また特許文献１では、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）と第２ストリッパー（ＰＣＳ２）は一つの搭内の上側領域・下側領域として配設されており、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）についてはリボイラ及び低圧スチームを用いた間接加熱や低圧スチーム及び第２ストリッパーからのスチームによる直接加熱が説明され、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）については低圧スチームによる直接加熱やリボイラを用いた間接加熱が説明されている。
【０００６】
特許文献１には、尿素加水分解器（ＵＨＹ）で尿素（Ｕ）を加水分解する前に第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でアンモニア（Ｎ）及び二酸化炭素（Ｃ）を分離するので、尿素加水分解器（ＵＨＹ）での尿素の加水分解効率が向上するという効果が記載されている。また、処理に必要な加熱スチーム量を節減することも発明の目的の一つとして記載されている。
【０００７】
この特許文献１の処理方法においては、尿素加水分解器（ＵＨＹ）での加水分解効率を向上させて、その結果として尿素加水分解器（ＵＨＹ）に供給する加熱スチーム（ＳＴＭ）の量が節減されている。特に、各ストリッパーに供給する加熱スチーム（ＳＴＭ）と比べて、尿素加水分解器（ＵＨＹ）に供給する加熱スチーム（ＳＴＭ）は高温高圧なので、その使用量を節減することは非常に重要である。そこで特許文献１の処理方法をさらに改善し、高温高圧の加熱スチーム（ＳＴＭ）量をさらに節減する方法を見出すことができれば、産業上非常に有益な発明となるであろう。
【０００８】
一方、プリル尿素造粒設備、若しくは、ロータリードラム、流動層又は流動・噴流層を用いた尿素造粒設備を用いた尿素造粒工程から生じる大気中へのアンモニアの排出を減らす為に、造粒工程から排出されるガス中のアンモニアを回収する方法が知られている。例えば、特許文献２には、尿素造粒設備から発生する尿素ダスト及びアンモニアを含むガスを、尿素水溶液が循環する第１の洗浄塔（尿素ダスト洗浄設備に相当）に導入し、主として尿素ダストを回収し、次いで尿素ダストを回収したガスを、酸を含む水が循環する第２の洗浄塔（後述する酸洗浄設備に相当）に導入してアンモニアを回収する方法が記載されている。
【０００９】
尿素ダスト洗浄設備では、排出される空気と共に水が蒸発してしまうので、外部から水を供給する必要がある。そこに供給する水としては、通常、尿素合成の副生成物として生じた水を使用する。ただし、尿素合成液を濃縮することで得られる水にはアンモニアが含まれており、この水をそのまま尿素ダスト洗浄設備に供給すると大気に排出するアンモニア量が増えてしまうので好ましくない。したがって、ストリッパー及び尿素加水分解器で処理した後の水、すなわちアンモニアを十分に除去した後の水を使用することが一般的である。なお、ここで尿素加水分解器を用いる理由は、水中に尿素が存在する状態ではアンモニアを十分に除去することが難しいからである。
【００１０】
すなわち従来は、尿素ダスト洗浄設備に供給する水としては、少なくとも尿素加水分解器で処理した後の水を使用するのが通常であり、尿素加水分解器で処理する前の水を使用するという発想は一般的ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５３−５２２７４号公報
【特許文献２】特開２０００−００１４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、以上説明した従来技術の課題を解決する為になされたものである。すなわち本発明の目的は、尿素の加水分解効率を低下させることなく、尿素加水分解器等の装置の負荷を下げることにより加熱スチーム量節減や機器のコンパクト化が可能であり、さらに水溶液（例えば尿素合成液の濃縮工程から生じる排水）の一部を尿素製造設備の排気処理設備に導入した場合であっても大気中へのアンモニアの排出が抑制される処理方法並びに処理設備に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液中の尿素を加水分解し、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収する処理方法において、
（１）尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液を第１ストリッパーに導入してストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収すると共に、そのストリッピング後の水溶液を尿素加水分解器に導入する工程、
（２）尿素加水分解器内に導入された前記水溶液を加圧下で加熱することにより、該水溶液中の尿素を加水分解し、加水分解後の水溶液を第２ストリッパーに導入する工程、
（３）第２ストリッパー内に導入された前記水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する工程、並びに
（４）第１ストリッパーでストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を、尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する工程
を有することを特徴とする尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液の処理方法である。
【００１４】
さらに本発明は、尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液中の尿素を加水分解し、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収する処理設備において、
尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する第１ストリッパーと、
第１ストリッパーでのストリッピングにより分離したアンモニア及び二酸化炭素を含むガスを回収する為の配管と、
第１ストリッパーでのストリッピング後の水溶液を尿素加水分解器に導入する為の配管と、
第１ストリッパーから導入されたストリッピング後の水溶液を加圧下で加熱することにより、該水溶液中の尿素を加水分解する尿素加水分解器と、
尿素加水分解器での加水分解後の水溶液を第２ストリッパーに導入する為の配管と、
尿素加水分解器での加水分解後の水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する第２ストリッパーと、
第１ストリッパーでストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を、尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する為の配管と
を有することを特徴とする尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液の処理設備である。
【００１５】
さらに本発明は、尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液中の尿素を加水分解し、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収する処理設備の装置の負荷を下げると共に水溶液の一部を有効利用する為の改良方法であって、
尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する第１ストリッパーと、
第１ストリッパーから導入されたストリッピング後の水溶液を加圧下で加熱することにより、該水溶液中の尿素を加水分解する尿素加水分解器と、
尿素加水分解器での加水分解後の水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する第２ストリッパーと
を有する既存の処理設備に対して、
少なくとも第１ストリッパーでストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を、尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する為の配管を追加することを特徴とする、尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液の処理設備の改良方法である。
【００１６】
さらに本発明は、尿素造粒設備により粒状尿素を製造すると共に、該尿素造粒設備から発生する尿素ダスト及びアンモニアを含むガスを尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する工程を有する粒状尿素の製造方法において、
（１）尿素、アンモニア及び二酸化炭素を含む水溶液を第１ストリッパーに導入してストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離回収すると共に、そのストリッピング後の水溶液を尿素加水分解器に導入する工程、
（２）尿素加水分解器内に導入された前記水溶液を加圧下で加熱することにより、該水溶液中の尿素を加水分解し、加水分解後の水溶液を第２ストリッパーに導入する工程、
（３）第２ストリッパー内に導入された前記水溶液をストリッピングすることにより、該水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離する工程、並びに
（４）第１ストリッパーでストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を、尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する工程
を有することを特徴とする粒状尿素の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、尿素加水分解器に導入される水溶液の量が減るので、尿素加水分解器及び第２ストリッパーの負荷が下がる。その結果、尿素加水分解器へ供給する加熱スチーム量を節減できる。また同時に両設備のコンパクト化も可能となる。なお、ここで節減できるスチーム量とは、主として尿素加水分解器やストリッパーに直接供給する加熱スチームの量を意味するが、加熱スチームの直接供給ではなく熱交換器を用いて熱量を付与する場合はその熱交換器に供給する加熱スチームの量をも意味する。
【００１８】
さらに排気処理設備に補給水として利用する水溶液（例えば尿素合成液の濃縮工程から生じる排水）がアンモニアを含む場合であっても、排気処理設備がアンモニアの排出を抑制する設備を備えているので大気中へのアンモニアの排出が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の処理方法の各工程の一形態を示すフロー図である。
【図２】本発明の処理方法の各工程の別の一形態を示すフロー図である。
【図３】従来の処理方法の各工程を示すフロー図である。
【図４】排水処理で得たクリーンな水を補給水として使用する従来例を示すフロー図である。
【図５】本発明の処理設備の一形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の処理方法の各工程の一形態を示すフロー図である。図１に示す形態においては、まず、プロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）から尿素（Ｕ）、アンモニア（Ｎ）、二酸化炭素（Ｃ）及び水（Ｈ）からなる水溶液（例えば尿素合成液の濃縮工程から生じる排水。以下、単に「水溶液」と言う。）の一部を、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に導入し、他の一部を尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）及びアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）の補給水として利用する。この工程は、プロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）からの水溶液の全てを第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に導入する特許文献１の処理方法と異なっている。プロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）からの水溶液１００質量％のうち、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に導入する水溶液（Ａ）と尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）及びアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）の補給水とする水溶液（Ｂ）の割合（Ａ：Ｂ）は、尿素ダスト捕集設備（ＤＳＣＲ）及びアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）によって決まるが、一般的には３：１〜１：３である。
【００２１】
一般に、排気処理設備は尿素ダスト洗浄設備を有するが、アンモニアの排出を抑制する設備は有しない場合も多い。一方、本発明においては、排気処理設備が尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備の双方を有することが必要である。図１に示す形態では、アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）がアンモニアの排出を抑制する設備に相当する。アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）の代表例は、酸洗浄設備である。酸洗浄設備とは、酸を添加した水溶液を内部に循環させてアンモニアを塩として回収する設備である。酸洗浄設備に使用する酸の種類は特に制限されないが、生成するアンモニウム塩の観点から、その酸は硫酸、硝酸、リン酸及び有機酸からなる群より選ばれることが好ましい。但し、アンモニアの排出を抑制する設備はこの酸洗浄設備に限定されず、ガスとして排出する際にその排出するガス中のアンモニアの量を抑制できる設備であれば良い。例えば、アンモニアを吸着する固体を充填した塔に排ガスを通すことでアンモニアの排出を抑制する設備でも良い。また、アンモニアの排出を抑制する設備は、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）を循環する水溶液に酸を加えることによりアンモニアを捕集する設備であっても良いし、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）とは別の設備を循環する水溶液に酸を加えることによってアンモニアの排出を抑制する設備であっても良い。さらに、アンモニアの排出を抑制する設備には尿素製造設備の尿素造粒工程から排出される排ガスのみならず、他の工程から生じるアンモニアを含む排ガスを導入しても良く、この場合はアンモニアの排出を抑制する設備は尿素造粒工程及び他の工程に共有されることになる。
【００２２】
尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で得られる尿素水溶液は、通常、再度濃縮工程で濃縮されて製品尿素となる。アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）で得られる塩、もしくは塩と尿素の混合水溶液は、尿素とは別の製品となる場合もあるし、生成させる塩の量によっては尿素の製品に混ぜ込むこともできる。
【００２３】
図１に示す第１ストリッパー（ＰＣＳ１）においては、導入された水溶液をストリッピングすることによってアンモニア（Ｎ）及び二酸化炭素（Ｃ）を分離しガスとして排出する。ストリッピングした後の尿素（Ｕ）と水（Ｈ）からなる水溶液（但し、実際には微量のアンモニア（Ｎ）も残存する）は尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入する。
【００２４】
尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入された水溶液中の尿素（Ｕ）は加水分解され、アンモニア（Ｎ）及び二酸化炭素（Ｃ）になる。そして、加水分解した後のアンモニア（Ｎ）及び二酸化炭素（Ｃ）を分離し、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に戻し、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）のストリッピング剤として使用する。また、加水分解後の水溶液は、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）に導入する。
【００２５】
第２ストリッパー（ＰＣＳ２）でストリッピングすることにより分離したアンモニア及び二酸化炭素は、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に戻し、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）のストリッピング剤として使用する。また、アンモニア及び二酸化炭素を分離して得たクリーンな水は系外に排出し回収する。
【００２６】
図２は、本発明の処理方法の各工程の別の一形態を示すフロー図である。図２に示す形態においては、プロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）からの水溶液は全て第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に導入し、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でストリッピングした後の水溶液はその一部を尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入し、他の一部を尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）及びアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）の補給水として利用する。第１ストリッパー（ＰＣＳ１）により処理した水溶液１００質量％のうち、尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入する水溶液（Ａ'）と補給水とする水溶液（Ｂ'）の割合（Ａ'：Ｂ'）は、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）及びアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）によって決まるが、一般的には３：１〜１：３である。
【００２７】
図２に示す形態において、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）及びアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）の補給水として利用する水溶液は、冷却器（ＨＥＸ）によって温度を下げる。第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でストリッピングした水溶液は温度が上昇しているので、そのまま尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）及びアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）に導入すると設備内の温度が上昇したり、送液中に尿素の加水分解が進んだりするからである。冷却器に用いる冷媒は冷却水、空気等制限はなく、尿素プラント内で熱回収しても良い。尿素プラント内の熱回収の一形態としては、プロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）から第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に供給される水溶液との熱交換がある。この場合の熱交換器は、シェル・チューブ型の熱交換器でも良いし、プレート型の熱交換器でも良い。また、特許文献１に示されるように第２ストリッパー（ＰＣＳ２）から抜き出される処理後の水溶液とプロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）から第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に供給される水溶液との熱交換は一般的な方法であるが、この一般的な熱交換と、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でストリッピングした水溶液とプロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）から第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に供給される水溶液の熱交換を同時に行っても良い。これらの熱交換は並列に行っても良いし、直列に並べて行っても良い。各熱交換を異なる機器を用いて行っても良いし、１つの機器に行っても良い。また、図２に示す形態においては、図１に示す形態と異なり、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に加熱スチーム（ＳＴＭ）を供給する。ただし、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に加熱スチーム（ＳＴＭ）を供給することは任意であり、必要に応じて供給すれば良い。加熱スチーム（ＳＴＭ）を供給する場合は、その供給量にもよるが、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）からのガスを第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に供給する段よりも下の段に加熱スチーム（ＳＴＭ）を入れた方が、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でストリッピングした後の水溶液に含まれるアンモニアの量を低減し易い。
【００２８】
なお図２に示す形態は、後述する実施例で示す通り、図１に示す形態に比べてアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）におけるアンモニウム塩の生成量が少なくなる。
【００２９】
以上の通り、図１及び２に示す形態では、プロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）からの水溶液又は第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でストリッピングした後の水溶液の全部ではなく一部だけを尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入する。したがって、尿素加水分解器（ＵＨＹ）で処理すべき水溶液の量が減少し、尿素加水分解器（ＵＨＹ）の負荷が低減する。その結果、尿素加水分解器（ＵＨＹ）に供給する高温高圧の加熱スチーム（ＳＴＭ）の量の更なる節減が可能になり、例えば、後述する実施例１においては比較例１に比べて約３０％までの削減が可能になる。また同時に、実施例１においては第１ストリッパー（ＰＣＳ１）、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）の負荷も低減する。そして、これら設備の負荷が低減すれば各設備のコンパクト化も可能になり、すなわち実施例１において、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）尿素加水分解器（ＵＨＹ）、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）のサイズは比較例１に比べて約３０％までのコンパクト化が可能になる。
【００３０】
図４は、排水処理で得たクリーンな水を補給水として使用する従来例を示すフロー図である。図４においては、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）でストリッピングした後のクリーンな水の一部を尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）及びアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）の補給水として利用しており、これは一般的な方法である。一方、本発明は、このような一般的な方法に比べて加熱スチーム量の節減及び装置の負荷の低減等の点で優れている。
【００３１】
図１及び図２に示す形態では、プロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）からの水溶液（図１）及び第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でストリッピングした後の水溶液（図２）には尿素（Ｕ）が含まれているが、この点は排気処理設備に利用する場合は何ら問題ない。また、それら水溶液にはアンモニア（Ｎ）も含まれているが、この点は排気処理設備がアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）を有するので問題ない。水溶液中の尿素（Ｕ）はアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）を循環する水溶液に溶け、水溶液中のアンモニア（Ｎ）は例えば酸と反応して塩となり、大気中に排出されるガス中のアンモニア（Ｎ）の濃度を低減できるからである。
【００３２】
図１及び２に示す形態では、プロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）からの水溶液の一部（図１）又は第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でストリッピングした後の水溶液の一部（図２）のどちらか一方を補給水として使用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、その両方を補給水として使用し、アンモニウム塩の生成量を調整しても良い。また、プロセス凝縮液タンク（ＰＣＴ）からの水溶液の一部と第２ストリッパー（ＰＣＳ２）でストリッピングした後のアンモニア濃度の低い水溶液の一部の両方を補給水として使用しても良いし、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でストリッピングした後の水溶液の一部と第２ストリッパー（ＰＣＳ２）でストリッピングした後のアンモニア濃度の低い水溶液の一部の両方を補給水として使用しても良い。このように第２ストリッパー（ＰＣＳ２）からのアンモニア濃度の低い水溶液を併せて使用する形態は、アンモニウム塩の生成量を調整する観点からは好ましい形態である。さらに、酸洗浄設備においては通常デミスターが設置される。このデミスターは酸が添加された内部で循環する水溶液と接触しない場所に設置されることが多いので、デミスターの洗浄に第２ストリッパー（ＰＣＳ２）でストリッピングした後のアンモニア濃度の低い水溶液の一部を使用することで大気中へのアンモニアの排出を抑制できるので好ましい形態である。
【００３３】
図１及び２に示す形態では、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）とアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）を別々に設けているが、本発明はこれに限定されない。例えば、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）の補給水に酸を添加してアンモニアを回収できるようにすることにより、１つの設備としても良い。この場合、アンモニアの排出を抑制する設備が、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）とアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）の両方の役割を兼ね、尿素ダストとアンモニアを回収することになる。
【００３４】
図５は、本発明の処理設備の一形態を示す模式図である。図５に示す形態においては、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）、尿素加水分解器（ＵＨＹ）、第２ストリッパー（ＰＣＳ１）、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）及びアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）が各配管１０〜２３によって接続され処理設備を構成している。この処理設備は、例えば、図２に示した処理方法を実施するのに適した形態である。
【００３５】
尿素、アンモニア、二酸化炭素を含む水溶液は、配管１０を通じて第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の頂部から導入する。この水溶液に含まれる尿素、アンモニア及び二酸化炭素の各濃度は特に限定されない。例えば本発明は、アンモニア及び二酸化炭素を高温高圧下で反応させて得られる尿素合成液の濃縮工程の排水に対する処理に有用であるが、その場合の排水中の尿素の濃度は一般的には０.１〜５質量％であり、特に０.５〜２質量％である。また、アンモニアの濃度は一般的には０.５〜６質量％であり、特に１〜４質量％である。二酸化炭素の濃度は一般的には０.１〜５質量％であり、特に０.５〜２質量％である。
【００３６】
第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でストリッピングを行う際の温度は、好ましくは１２０〜１６０℃、より好ましくは１３０〜１５０℃である。また圧力は、好ましくは１〜５ｂａｒＧ、より好ましくは２〜４ｂａｒＧである。
【００３７】
そして、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）で分離したアンモニア及び二酸化炭素は、塔頂から配管１１を通してガスとして回収する。このガスは、例えば低圧分解塔に導入して尿素合成液に含まれる未反応物除去の為の熱源として利用できる。また、そのアンモニア及び二酸化炭素は最終的には、例えば吸収器で凝縮し、回収液として尿素合成に利用できる。
【００３８】
第１ストリッパー（ＰＣＳ１）でのストリッピング後の水溶液の一部は底部から配管１２を通じて尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入し、他の一部は配管１３を通じて尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）及びアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）に導入する。
【００３９】
尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入された水溶液中の尿素は加水分解され、アンモニア及び二酸化炭素になる。尿素加水分解器（ＵＨＹ）での反応温度は、好ましくは１７０〜２６０℃、より好ましくは１８０〜２３０℃である。また反応圧力は、好ましくは７〜４７ｂａｒＧ、より好ましくは９〜２９ｂａｒＧである。尿素加水分解器内での水溶液の滞留時間は、好ましくは２０〜８０分、より好ましくは４０〜６０分である。尿素加水分解器（ＵＨＹ）の底部には加熱スチーム（ＳＴＭ）を導入する。
【００４０】
そして、尿素加水分解器（ＵＨＹ）での加水分解後の水溶液は、底部から配管１４を通じて第２ストリッパー（ＰＣＳ２）に導入する。加水分解後の水溶液中の残留尿素の濃度は、好ましくは５ｐｐｍ以下、より好ましくは１ｐｐｍ以下である。またアンモニアの濃度は好ましくは５質量％以下、より好ましくは１質量％以下である。二酸化炭素の濃度は好ましくは５質量％以下、より好ましくは１質量％以下である。尿素加水分解器（ＵＨＹ）より発生したガスは、塔頂から配管１５を通じて、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に導入する。
【００４１】
第２ストリッパー（ＰＣＳ２）でストリッピングを行う際の温度は、好ましくは１２０〜１６０℃、より好ましくは１３０〜１５０℃である。また圧力は、好ましくは１〜５ｂａｒＧ、より好ましくは２〜４ｂａｒＧである。第２ストリッパー（ＰＣＳ２）の底部には加熱スチーム（ＳＴＭ）を導入する。加熱スチーム導入量は、配管１４を通じてＰＣＳ２に導入する水溶液の通常は１／１０以上、より好ましくは１/５以上である。
【００４２】
そして、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）で分離したアンモニア及び二酸化炭素は、塔頂から配管１６を通じて第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に導入する。また、アンモニア及び二酸化炭素を分離して得たクリーンな水は底部から配管１７を通じて回収する。この水中の残留アンモニアの濃度は、好ましくは５ｐｐｍ以下、より好ましくは１ｐｐｍ以下である。また同様に、この水中の残留尿素の濃度は、好ましくは１ｐｐｍ以下である。
【００４３】
配管１３を通じて送られる水溶液は、その一部を尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）に導入し、他の一部をアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）に導入し、ともに補給水として使用する。尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）には、尿素造粒工程から排出された尿素及びアンモニアを含む空気は配管１９を通じて導入し、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）を循環する水溶液と接触する。この際、空気中の大部分の尿素が水溶液に溶け込み、アンモニアは空気に同伴して配管２０を通じてアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）に導入する。アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）には配管１８を通じて酸が供給され、酸性水溶液が循環している。空気中のアンモニアはこの酸と反応して塩となり、水溶液中に溶け込む。その結果、尿素及びアンモニア濃度が低減された空気が配管２１を通じて大気に排出され、各水溶液は配管２２、２３から排出される。
【００４４】
なお、以上の説明においては、便宜上、ガスや水溶液を配管を通じて移送する形式で説明したが、例えば配管１９〜２１はダクト又は機器のシェルであることが一般的である。
【００４５】
さらに本発明は、既存の処理設備の装置の負荷を下げると共に水溶液の一部を有効利用する為の改良方法としても非常に有用である。すなわち、第１ストリッパー、尿素加水分解器及び第２ストリッパーを有する既存の処理設備に対して、少なくとも第１ストリッパーでストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を、アンモニア洗浄設備を備えた排気処理設備に導入する為の配管、並びに必要に応じてその他の任意の部材や設備を追加すれば、第１ストリッパーから尿素加水分解器に導入される水溶液の量が減り、尿素加水分解器及び第２ストリッパーの負荷が下がり、加熱スチームの量を節減できる。また、水溶液（例えば尿素合成液の濃縮工程から生じる排水）がアンモニアを含む場合であっても、排気処理設備がアンモニアの排出を抑制する設備を備えているので大気中へのアンモニアの排出が抑制される。
【００４６】
さらに本発明は、尿素造粒設備により粒状尿素を製造すると共に、この尿素造粒設備から発生する尿素ダスト及びアンモニアを含むガスを尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入する工程を有する粒状尿素の製造方法において非常に有用である。すなわち、尿素合成液の濃縮工程から生じる水溶液（排水）を本発明の処理方法で処理する場合、第１ストリッパーでストリッピングされる前の水溶液の一部、及び／又は、第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を、尿素ダスト洗浄設備及びアンモニアの排出を抑制する設備を備えた排気処理設備に導入するので、第１ストリッパーから尿素加水分解器に導入される水溶液の量が減り、尿素加水分解器及び第２ストリッパーの負荷が下がり、加熱スチームの量を節減できる。また、水溶液がアンモニアを含む場合であっても、排気処理設備がアンモニアの排出を抑制する設備を備えているので大気中へのアンモニアの排出が抑制される。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明する。ただし本発明は実施例により制限されるものではない。
【００４８】
＜実施例１（図１）＞
日産２１００トンの尿素製造設備から排出される、尿素４１４ｋｇ／ｈｒ（１.１７質量％）、アンモニア７８４ｋｇ／ｈｒ（２.２１質量％）及び二酸化炭素４９１ｋｇ／ｈｒ（１.３８質量％）を含む４８℃の水溶液である水溶液３５５１２ｋｇ／ｈｒのうち、２５０９０ｋｇ／ｈｒを尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）とアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ補給水として送液し、１０４２２ｋｇ／ｈｒを第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に送液する。
【００４９】
第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に送液する水溶液はポンプで昇圧し、熱交換器で８５℃に昇温して、３ｂａｒｇで運転する第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の頂部に導入する。第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の底部に第２ストリッパー（ＰＣＳ２）のトップガスを導入し、中間段に尿素加水分解器（ＵＨＹ）のトップガスをストリッピング用蒸気として供給する。水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離し、１３６℃にて塔頂からガスを排出する。排出したガスの組成は、アンモニア２９９ｋｇ／ｈｒ、二酸化炭素２３３ｋｇ／ｈｒ、水蒸気１７９９ｋｇ／ｈｒである。このガスは、尿素製造設備内にある低圧分解塔に送り、未反応物除去の熱源として使用し、ガス中に含まれているアンモニア及び二酸化炭素は、最終的には吸収器で水溶液に吸収して回収する。
【００５０】
一方、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の底部からストリッピング済みの水溶液１１４１５ｋｇ／ｈｒを排出する。この水溶液中の残留アンモニアは４３ｋｇ／ｈｒ（０.３８質量％）まで低下する。この水溶液をポンプによりさらに昇圧し、２３ｂａｒｇで運転する尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入する。
【００５１】
尿素加水分解器（ＵＨＹ）には４０ｂａｒｇ、３８６℃の加熱スチーム７４９ｋｇ／ｈｒを供給して２１０℃に加熱し、水溶液の滞留時間を４０分とする。尿素加水分解器（ＵＨＹ）を出た水液中の尿素は０ｋｇ／ｈｒ、アンモニアは９９ｋｇ／ｈｒ、二酸化炭素は１８ｋｇ／ｈｒである。この水溶液は減圧弁により減圧し、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）に供給する。また、尿素加水分解器（ＵＨＹ）より発生したガスは、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の中間段に導入する。
【００５２】
第２ストリッパー（ＰＣＳ２）底部より導入した５ｂａｒｇの加熱スチーム２５３７ｋｇ／ｈｒにより水溶液をストリッピングし、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）の底部から処理済み水溶液を得る。この処理済み水溶液の、尿素及びアンモニアの濃度は１ｐｐｍ以下に低下する。これはボイラー給水などに再利用できる。一方、頂部から排出した混合ガスは、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の底部に導入する。
【００５３】
尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）とアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ補給水として送液する水溶液はポンプで昇圧し、２５０９０ｋｇ／ｈｒのうち２１３９８ｋｇ／ｈｒを尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）へ送液し、３６９２ｋｇ／ｈｒをアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ送液する。
【００５４】
尿素造粒工程から排出された尿素３５００ｋｇ／ｈｒ、アンモニア５８ｋｇ／ｈｒを含む空気５８５４８０Ｎｍ３／ｈｒを尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）へ導入し、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で循環されている尿素水溶液と接触させる。この際、空気中の大部分の尿素が水溶液に溶け込み、尿素水溶液中の水の一部が蒸発し、空気、水溶液に含まれて導入されたアンモニアが空気に同伴される。尿素水溶液は尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で４５質量％まで濃縮し、８２７３ｋｇ／ｈｒの水溶液を尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）から抜き出す。
【００５５】
アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へは９８質量％硫酸１７６５ｋｇ／ｈｒを補給して、硫酸アンモニウム水溶液を酸性に保つ。
【００５６】
尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で尿素水溶液と接触した空気はアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ導入し、アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）で循環されている硫酸アンモニウム水溶液と接触させる。この際、空気に同伴した尿素は水溶液中に溶け、さらに空気中のアンモニアと硫酸が反応して硫酸アンモニウムとなり、水溶液中に溶け込む。この際、アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）から生じる排ガスに含まれる尿素は１７ｋｇ（３０ｍｇ／Ｎｍ３）、アンモニアは１８ｋｇ（３０ｍｇ／Ｎｍ３）まで低減される。硫酸アンモニウム水溶液はアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）で補給水により水分が６０質量％なり、５９２５ｋｇ／ｈｒの水溶液をアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）から抜き出す。
【００５７】
＜実施例２（図２）＞
日産２１００トンの尿素製造設備から排出される、尿素４１４ｋｇ／ｈｒ（１.１７質量％）、アンモニア７８４ｋｇ／ｈｒ（２.２１質量％）及び二酸化炭素４９１ｋｇ／ｈｒ（１.３８質量％）を含む４８℃の水溶液である水溶液３５５１２ｋｇ／ｈｒをポンプで昇圧し、熱交換器で８５℃に昇温して、３ｂａｒｇで運転する第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の頂部に導入する。
【００５８】
第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の中間段に第２ストリッパー（ＰＣＳ２）のトップガスを導入し、中間段に尿素加水分解器（ＵＨＹ）のトップガスをストリッピング用蒸気として供給する。さらに、底部にストリッピング用スチーム２１８０ｋｇ/ｈｒを供給する。水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離し、１３２℃にて塔頂からガスを排出する。排出したガスの組成は、アンモニア８０９ｋｇ／ｈｒ、二酸化炭素６２３ｋｇ／ｈｒ、水蒸気２７５２ｋｇ／ｈｒである。このガスは、尿素工場内にある低圧分解塔に送り、未反応物除去の熱源として使用し、ガス中に含まれているアンモニア及び二酸化炭素は、最終的には吸収器で水溶液に吸収して回収する。
【００５９】
一方、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の底部からストリッピング済みの水溶液を排出する。この水溶液中の残留アンモニアは１４６ｋｇ／ｈｒ（０.３８質量％）まで低下する。
【００６０】
このストリッピング済みの水溶液３８７６５ｋｇ／ｈｒのうち２１４１５ｋｇ／ｈｒを尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）とアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ補給水として送液し、１７３５１ｋｇ／ｈｒを尿素加水分解器（ＵＨＹ）に送液する。
【００６１】
尿素加水分解器（ＵＨＹ）に送液する第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の底部から排出するストリッピング済みの水溶液１７３５１ｋｇ／ｈｒはポンプによりさらに昇圧し、２３ｂａｒｇで運転する尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入する。
【００６２】
尿素加水分解器（ＵＨＹ）には４０ｂａｒｇ、３８６℃の加熱スチーム１１４４ｋｇ／ｈｒを供給して２１０℃に加熱し、水溶液の滞留時間を４０分とする。尿素加水分解器（ＵＨＹ）を出た液中の尿素は０ｋｇ／ｈｒ、アンモニアは１５０ｋｇ／ｈｒ、二酸化炭素は２８ｋｇ／ｈｒである。この水溶液は減圧弁により減圧し、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）に供給する。また、尿素加水分解器（ＵＨＹ）より発生したガスは、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に導入する。
【００６３】
第２ストリッパー（ＰＣＳ２）底部より導入した５ｂａｒｇの加熱スチーム４０６０ｋｇ／ｈｒにより水溶液をストリッピングし、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）の底部から処理済み水溶液を得る。この処理済み水溶液の、尿素及びアンモニアの濃度は１ｐｐｍ以下に低下する。これはボイラー給水などに再利用できる。一方、頂部から排出した混合ガスは、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の底部に導入する。
【００６４】
尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）とアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ補給水として送液する水溶液は冷却器にて冷却し、ポンプで昇圧して、２１４１５ｋｇ／ｈｒのうち２０６８３ｋｇ／ｈｒを尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）へ送液し、７３２ｋｇ／ｈｒをアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ送液する。
【００６５】
尿素造粒工程から排出された尿素３５００ｋｇ／ｈｒ、アンモニア５８ｋｇ／ｈｒを含む空気５８５４８０Ｎｍ３／ｈｒを尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）へ導入し、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で循環されている尿素水溶液と接触させる。この際、空気中の大部分の尿素が水溶液に溶け込み、尿素水溶液中の水の一部が蒸発し、空気、水溶液に含まれて導入されたアンモニアが空気に同伴される。尿素水溶液は尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で４５質量％まで濃縮し、８２１１ｋｇ／ｈｒの水溶液を尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）から抜き出す。
【００６６】
アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へは９８質量％硫酸３６３ｋｇ／ｈｒを補給して、硫酸アンモニウム水溶液を酸性に保つ。
【００６７】
尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で尿素水溶液と接触した空気はアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ導入し、アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）で循環されている硫酸アンモニウム水溶液と接触させる。この際、空気に同伴した尿素は水溶液中に溶け、さらに空気中のアンモニアと硫酸が反応して硫酸アンモニウムとなり、水溶液中に溶け込む。この際、酸洗浄設備（ＡＳＣＲ）から生じる排ガスに含まれる尿素は１７ｋｇ（３０ｍｇ／Ｎｍ３）、アンモニアは１８ｋｇ（３０ｍｇ／Ｎｍ３）まで低減される。
【００６８】
硫酸アンモニウム水溶液はアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）で補給水により水分が６０質量％となり、１２１５ｋｇ／ｈｒの水溶液をアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）から抜き出す。
【００６９】
＜比較例１（図４）＞
日産２１００トンの尿素製造設備から排出される、尿素４１４ｋｇ／ｈｒ（１.１７質量％）、アンモニア７８４ｋｇ／ｈｒ（２.２１質量％）及び二酸化炭素４９１ｋｇ／ｈｒ（１.３８質量％）を含む４８℃の水溶液である水溶液３５５１２ｋｇ／ｈｒを第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に送液する。
【００７０】
第１ストリッパー（ＰＣＳ１）に送液する水溶液はポンプで昇圧し、熱交換器で８５℃に昇温して、３ｂａｒｇで運転する第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の頂部に導入する。第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の底部に第２ストリッパー（ＰＣＳ２）のトップガスを導入し、中間段に尿素加水分解器（ＵＨＹ）のトップガスをストリッピング用蒸気として供給する。水溶液中のアンモニア及び二酸化炭素を分離し、１３６℃にて塔頂からガスを排出する。排出したガスの組成は、アンモニア１０１９ｋｇ／ｈｒ、二酸化炭素７９４ｋｇ／ｈｒ、水蒸気６１４８ｋｇ／ｈｒである。このガスは、尿素工場内にある低圧分解塔に送り、未反応物除去の熱源として使用し、ガス中に含まれているアンモニア及び二酸化炭素は、最終的には吸収器で水溶液に吸収して回収する。
【００７１】
一方、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の底部からストリッピング済みの水溶液を排出する。この水溶液中の残留アンモニアは１４７ｋｇ／ｈｒ（０.３８質量％）まで低下する。
【００７２】
第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の底部から排出するストリッピング済みの水溶液３８８９７ｋｇ／ｈｒはポンプによりさらに昇圧し、２３ｂａｒｇで運転する尿素加水分解器（ＵＨＹ）に導入する。
【００７３】
尿素加水分解器（ＵＨＹ）には４０ｂａｒｇ、３８６℃の加熱スチーム２５５９ｋｇ／ｈｒを供給して２１０℃に加熱し、水溶液の滞留時間を４０分とする。尿素加水分解器（ＵＨＹ）を出た液中の尿素は０ｋｇ／ｈｒ、アンモニアは３３６ｋｇ／ｈｒ、二酸化炭素は６３ｋｇ／ｈｒである。この水溶液は減圧弁により減圧し、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）に供給する。また、尿素加水分解器（ＵＨＹ）より発生したガスは、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の中間段に導入する。
【００７４】
第２ストリッパー（ＰＣＳ２）底部より導入した５ｂａｒｇの加熱スチーム８６６２ｋｇ／ｈｒにより水溶液をストリッピングし、第２ストリッパー（ＰＣＳ２）の底部から処理済み水溶液を得る。この処理済み水溶液の、尿素及びアンモニアの濃度は１ｐｐｍ以下に低下する。これはボイラー給水などに再利用できる。一方、頂部から排出した混合ガスは、第１ストリッパー（ＰＣＳ１）の底部に導入する。
【００７５】
処理済み液３８７７２ｋｇ／ｈｒのうち２０６１８ｋｇ／ｈｒは尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）とアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ補給水として送液する。補給水として送液する水溶液はポンプで昇圧し、２０６１８ｋｇ／ｈｒのうち２０３８１ｋｇ／ｈｒを尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）へ送液し、２３７ｋｇ／ｈｒをアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ送液する。
【００７６】
尿素造粒工程から排出された尿素３５００ｋｇ／ｈｒ、アンモニア５８ｋｇ／ｈｒを含む空気５８５４８０Ｎｍ３／ｈｒを尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）へ導入し、尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で循環されている尿素水溶液と接触させる。この際、空気中の大部分の尿素が水溶液に溶け込み、尿素水溶液中の水の一部が蒸発し、空気に含まれて導入されたアンモニアが空気に同伴される。尿素水溶液は尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で４５質量％まで濃縮し、７７１９ｋｇ／ｈｒの水溶液を尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）から抜き出す。
【００７７】
アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へは９８質量％硫酸１２１ｋｇ／ｈｒを補給して、硫酸アンモニウム水溶液を酸性に保つ。
【００７８】
尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で尿素水溶液と接触した空気をアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ導入し、アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）で循環されている硫酸アンモニウム水溶液と接触させる。この際、空気に同伴した尿素は水溶液中に溶け、さらに空気中のアンモニアと硫酸が反応して硫酸アンモニウムとなり、水溶液中に溶け込む。この際、アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）から生じる排ガスに含まれる尿素は１７ｋｇ（３０ｍｇ／Ｎｍ３）、アンモニアは１８ｋｇ（３０ｍｇ／Ｎｍ３）まで低減される。硫酸アンモニウム水溶液はアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）で補給水により水分が６０質量％となり、３９９ｋｇ／ｈｒの水溶液をアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）から抜き出す。
【００７９】
以上の実施例１及び２、並びに比較例１の結果を表１に示す。
【００８０】
【表１】
2019098307.tif 000003
【００８１】
＜評価＞
実施例１及び２は、比較例１に比べて処理工程において消費する加熱スチーム（ＳＴＭ）の量を削減することができる。なお、硫酸アンモニウム（アンモニウム塩）の生成量については、実施例１が一番多かった。一方、実施例２は硫酸アンモニウムの生成量が比較的少ないため、硫酸アンモニウムを尿素液に混合して造粒しても必要製品品質を満足する製品尿素として出荷することができ、硫酸アンモニウムを副製品として処理する必要がない。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の処理方法及び処理設備は、尿素の加水分解効率を低下させることなく、尿素加水分解器の負荷を下げることにより加熱スチーム量節減や機器のコンパクト化が可能であり、さらに水溶液（（例えば尿素合成液の濃縮工程から生じる排水）の一部を排気処理設備に導入した場合であっても大気中へのアンモニアの排出が抑制されるので、例えば、尿素合成液の濃縮工程の排水の処理など、尿素合成分野の各種工程において非常に有用である。
【符号の説明】
【００８３】
ＰＣＳ１  第１ストリッパー
ＰＣＳ２  第２ストリッパー
ＵＨＹ  尿素加水分解器
ＤＳＣＲ  尿素ダスト洗浄設備
ＡＳＣＲ  アンモニア洗浄設備
ＰＣＴ  プロセス凝縮液タンク
ＨＥＸ  冷却器
ＳＴＭ  加熱スチーム
Ｕ  尿素
Ｎ  アンモニア
Ｃ  二酸化炭素
Ｈ  水
１０〜２３  配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月20日(2018.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
第１ストリッパーでストリッピングされた後であるが尿素加水分解器で加水分解される前の水溶液の一部を排気処理設備に導入する前に冷却する為の冷却器を有する請求項６記載の処理設備。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、以上説明した従来技術の課題を解決する為になされたものである。すなわち本発明の目的は、尿素の加水分解効率を低下させることなく、尿素加水分解器等の装置の負荷を下げることにより加熱スチーム量節減や機器のコンパクト化が可能であり、さらに水溶液（例えば尿素合成液の濃縮工程から生じる排水）の一部を尿素製造設備の排気処理設備に導入した場合であっても大気中へのアンモニアの排出が抑制される処理方法並びに処理設備を提供することにある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
尿素ダスト洗浄設備（ＤＳＣＲ）で尿素水溶液と接触した空気はアンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）へ導入し、アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）で循環されている硫酸アンモニウム水溶液と接触させる。この際、空気に同伴した尿素は水溶液中に溶け、さらに空気中のアンモニアと硫酸が反応して硫酸アンモニウムとなり、水溶液中に溶け込む。この際、アンモニア洗浄設備（ＡＳＣＲ）から生じる排ガスに含まれる尿素は１７ｋｇ（３０ｍｇ／Ｎｍ３）、アンモニアは１８ｋｇ（３０ｍｇ／Ｎｍ３）まで低減される。