CN100413812C - 复合硫基大颗粒尿素生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合硫基大颗粒尿素生产工艺。该工艺是将70～80wt%的尿素溶液、硫酸铵和37wt%甲醛溶液按重量比100∶0.15～7∶0.6～1混合后，进行蒸发浓缩，再经以雾化流化床成粒工艺进行造粒后冷却制得复合硫基大颗粒尿素。造粒机和最终产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气在常温和常压下，先后采用水和稀硫酸进行两次喷淋洗涤。本发明得到的复合硫基大颗粒尿素，含有丰富的氮、硫等元素，且颗粒大、粒度均匀、流动性好，强度高、不易破碎，不结块便于贮存和施用。

Description

复合硫基大颗粒尿素生产工艺
技术领域
本发明涉及一种尿素生产工艺，具体地说，是一种复合硫基大颗粒尿素生产工艺。
背景技术
目前，由氨和CO2合成所制得的固体尿素是一种最重要的氮肥品种，它广泛用于农业生产作肥料施用。
生产大颗粒尿素的工艺方法主要有：海德鲁(HYDRO)和东洋工程公司(TEC)流化床造粒工艺。前者为雾化流化床，后者为喷射流化床，在造粒过程中均加入少量添加剂甲醛溶液或甲醛与尿素溶液反应生产的脲醛化合物。
海德鲁公司大颗粒尿素生产工艺见图2：原料95％(wt)浓度的尿素溶液经造粒给料泵21送至造粒机22进行造粒。在尿素溶液输送管23内经管道混合器24加入约占产品量0.4～0.5％(wt)的甲醛(用37％浓度的甲醛溶液)。造粒机为流化床造粒设备，包括流化空气风机25和雾化空气风机26及尿素溶液雾化喷嘴27。造粒机制成的大颗粒尿素经斗提机28，尿素筛29筛分出粒度φ2～4mm或φ5～8mm的大颗粒尿素产品，经最终产品冷却器30冷却后成为合格的大颗粒尿素产品。另外，从造粒机和产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气进入粉尘洗涤塔31，用水湿法洗涤后，尾气排入大气。一般尾气中含尿素粉尘30mg/m3，含氨300～500mg/m3。
东洋工程公司大颗粒尿素生产工艺见图3：原料95～98％(wt)浓度的尿素溶液经造粒给料泵41送至造粒机42进行造粒。其中很少一部分尿素溶液送至MMU反应器43中与37％浓度的甲醛溶液反应形成MMU溶液。该溶液经蒸发器44进一步浓缩后由MMU给料泵45送至造粒给料泵出口管线46内一并进造粒机内。造粒系统包括：喷射喷嘴47、流化空气风机48及喷射空气风机49等。造粒机制成的大颗粒尿素经斗提机50，尿素筛51筛分出粒度φ2～4mm或φ5～8mm的大颗粒尿素产品，经最终产品冷却器52冷却后成为合格的大颗粒尿素产品。另外，从造粒机和产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气进入粉尘洗涤塔53，用水湿法洗涤后，尾气排入大气。一般尾气中含尿素粉尘30mg/m3，含氨300～500mg/m3。
上述两种工艺所生产的尿素产品除含尿素单一氮肥品种外，未含其它作物所需的营养成分。实践证明，这种尿素产品含氮量在46％(wt)以上，而农作物吸收利用率一般在35％(wt)左右，未吸收的氮流失到土壤中，造成江河湖泊水系的二次污染。这也是目前国内江河湖泊水系富营养化的主要原因。此外，排放尾气中仍然含有大量的游离氨，对环境造成污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够满足农作物对硫养分需要，同时又能克服上述两种工艺不足的生产复合硫基大颗粒尿素的新工艺。
为实现上述目的，本发明采取以下步骤：
A.将70～80wt％的尿素溶液、硫酸铵和37wt％甲醛溶液按重量比100∶0.15～7∶0.6～1，在常压和98～110℃下混合，再进行蒸发浓缩；蒸发浓缩至95～98wt％以雾化流化床成粒工艺进行造粒后，经斗提机输送和尿素筛筛分出粒度φ2～4mm或φ5～8mm的产品后，再经最终产品冷却器冷却至50℃以下得到复合硫基大颗粒尿素；
B.造粒机和最终产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气在常温和常压下，先后采用水和稀硫酸进行两次喷淋洗涤。
所述的步骤A中，蒸发浓缩时，蒸发器操作温度128～132℃，压力为0.03MPa。
所述的步骤A中，雾化流化床成粒时，造粒机流化床温度115℃，出口产品温度90℃。
所述的步骤B中，喷淋洗涤时，洗涤塔为填料塔或喷淋塔。
采用步骤A所述的重量比，经混合槽内搅拌均匀和加热、蒸发、浓缩后，由于此时的尿素溶液浓度较低，硫铵的溶解度较高不会出现固体的悬浮及结晶堵塞，也不会对造粒给料泵及造粒喷嘴的产生磨损。
造粒采用雾化流化床成粒工艺，材料为不锈钢，具有生产能力大、不易堵塞、抗腐蚀、耐高温等特点。
造粒机和产品冷却器排出的尾气经水和稀硫酸洗涤后，排放尾气中含尿素粉尘量降至25mg/m3以下，含氨量由目前两种工艺的300～500mg/m3降至15～20mg/m3，回收了氨和尿素，大大减轻了对环境的污染。
本发明所述溶液，除另有特殊说明之外，均指水溶液。
复合硫基大颗粒尿素产品具有以下主要特点：
(1)产品含高氮外，还含硫元素，均为农作物所需的营养成分；
(2)产品所加入硫铵在土壤中以硫元素作为植物的营养成分，易被作物吸收；
(3)产品由于加入硫铵和添加剂甲醛的复合作用，具有缓释长效的作用，促使氮的有效利用率提高50％以上；
(4)产品颗粒大、粒度均匀、流动性好，强度高、不易破碎，不结块便于贮存和施用；
(5)本工艺与上述两种工艺制得大颗粒尿素产品组分、颗粒度及压碎力比较如下：
海德鲁和东洋工程公司生产的大颗粒尿素产品：
尿素               98.45％(wt)
缩二脲(增加量)     0.1％(wt)
甲醛               0.5％(wt)
水                 0.3％(wt)
颗粒度分布         Φ2～4mm≥90％或Φ4～8mm≥90％
压碎力             Φ3.2mm 30N最小
                   Φ6.2mm 100N最小
本工艺生产的复合硫基大颗粒尿素产品：
尿素               80.6～98.4％(wt)
硫铵               0.2～10％(wt)
缩二脲(增加量)     0.1％(wt)
甲醛               0.3-0.45％(wt)
水                 0.3％(wt)
颗粒度分布         Φ2～4mm≥92％或Φ4～8mm≥92％
压碎力             Φ3.2mm 33N最小
                   Φ6.2mm 110N最小
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
图2为现有技术中海德鲁公司大颗粒尿素生产工艺流程示意图。
图3为现有技术中东洋工程公司大颗粒尿素生产工艺流程示意图。
具体实施方式
下面参照图1详细叙述本发明内容。
原料为来自尿素合成分解工序制得的浓度为75wt％的尿素溶液，经管线1及流量计2计量后进入混合槽3。商品硫铵经皮带4称重后通过磨碎机5磨成细粉，由漏斗5进入混合槽。
另外，甲醛溶液(37％wt)经甲醛溶液槽6、甲醛计量泵7也送入混合槽。在常压和100℃下混合。上述三种物料在混合槽内搅拌均匀后，由尿素溶液泵8送至蒸发器9内将其浓缩至96wt％，蒸发器操作温度130℃，压力为0.03MPa。再经造粒塔给料泵19送至造粒机10内进行造粒。在混合槽内尿素溶液、硫铵和甲醛溶液的重量比例分别为100公斤、5公斤和0.8公斤。
造粒系统由雾化流化床造粒机、流化空气风机12、雾化空气风机13和雾化喷嘴11等组成。造粒机流化床温度115℃，出口产品温度90℃。由造粒机制成的大颗粒复合硫基尿素产品经斗提机14、尿素筛15筛分出粒度φ5～8mm的大颗粒尿素产品，经最终产品冷却器16冷却至50℃后得到合格产品。
从造粒机和最终产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气，进入粉尘洗涤塔17，先后用水和稀硫酸进行洗涤。该粉尘洗涤塔17为喷淋塔。循环洗涤液经循环溶液泵18送入混合槽内进行回收利用。洗涤后尾气排入大气，尾气中含粉尘量25mg/m3，含氨18mg/m3，相对其他工艺降低了排放气中的粉尘和氨的排放量，更好满足环保的要求，大大减少对大气的污染。

Claims (4)

1. 一种复合硫基大颗粒尿素生产工艺，其特征在于，采用以下步骤：
A.将70～80wt％的尿素溶液、硫酸铵和37wt％甲醛溶液按重量比100∶0.15～7∶0.6～1，在常压和98～110℃下混合，再进行蒸发浓缩；蒸发浓缩至95～98wt％以雾化流化床成粒工艺进行造粒后，经斗提机输送和尿素筛筛分出粒度φ2～4mm或φ5～8mm的产品后，再经产品冷却器冷却至50℃以下得到复合硫基大颗粒尿素；
B.造粒机和最终产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气在常温和常压下，先后采用水和稀硫酸进行两次喷淋洗涤。
2. 根据权利要求1所述的复合硫基大颗粒尿素生产工艺，其特征在于：所述的步骤A中，蒸发浓缩时，蒸发器操作温度128～132℃，压力为0.03MPa。
3. 根据权利要求1所述的复合硫基大颗粒尿素生产工艺，其特征在于：所述的步骤A中，雾化流化床成粒时，造粒机流化床温度115℃，出口产品温度90℃。
4. 根据权利要求1所述的复合硫基大颗粒尿素生产工艺，其特征在于：所述的步骤B中，喷淋洗涤时，洗涤塔为填料塔或喷淋塔。
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