CN101391904B

CN101391904B - 一种尿素熔融装置

Info

Publication number: CN101391904B
Application number: CN2008102305691A
Authority: CN
Inventors: 赖涛
Original assignee: Jiangsu Aboluo Compound Fertilizer Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Aboluo Compound Fertilizer Co., Ltd.; Zhengzhou Aboluo Fertilizer Co., Ltd.
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2028-10-24
Also published as: CN101391904A

Abstract

本发明涉及一种固体尿素熔融装置，旨在解决现有该类装置熔融效率不高、易产生缩二脲、难于清理维护，且运营成本高的技术问题。本发明装置包括熔融罐、搅拌机构、设置于熔融罐内的加热盘管，所述搅拌机构的搅拌轴及搅拌桨位于熔融罐内，其特征在于，所述熔融罐底面为曲面，在曲面底部设置有排净口；在熔融罐侧壁上部设置有连通喷浆管的溢流口；搅拌轴上至少布设上、下两层搅拌桨；在加热盘管内侧的下部区域设置有导流筒，且下层搅拌桨匹配于该导流筒内。本发明可广泛应用于复合肥生产领域，用于固体尿素的快速熔融。

Description

一种尿素熔融装置

技术领域

本发明涉及到一种复合肥料生产设备，尤其涉及一种固体尿素熔融装置。

技术背景

随着尿液料浆法尿基复合肥工艺技术、硫基复合肥喷涂补氮工艺技术、大颗粒尿素工艺技术的发展和生产需要，高浓度尿液(≥99.5％)在上述各种工艺技术中起着越来越重要的作用。除了尿素工厂可直接提供高浓度的尿液(≥99.5％)以外，其他高浓度的尿液主要来自固体颗粒尿素直接熔融，但是由于尿素自身具有的特殊性，固体尿素在熔融时会伴有水解及异构化缩合，并有缩二脲生成。采用缩二脲较高的尿液加工成的复混肥料或大颗粒尿素对农作物的生长不利，特别是会造成严重的烧苗现象，生产的复混肥料产品也达不到国家标准的要求。因此，控制固体颗粒尿素熔融过程中尿素的水解率及缩二脲的生成量是成功制备高浓度尿液的关键。

现有技术中，生产厂家采用的尿素熔融器的结构形式多为立式贮槽内加加热盘管和搅拌浆结构的熔融器。如图1所示即为一种常用的尿素熔融装置，其包括熔融主罐和副罐，熔融主罐内设置有可通蒸汽的加热盘管3，有上、中、下三层搅拌桨，熔融尿液是通过副罐中的液下泵打入造粒机中。该类装置存在的主要缺点是：

1.尿素熔解罐搅拌浆的搅拌强度小，难以形成上下循环流，固体尿素容易悬浮在尿液表面，受热不均匀，无法快速熔化，只有在加水(3～5％)的情况下才熔化。由于尿素溶液在熔融罐中有相当长的停留时间(≥20min)或含有3～5％的水分，尿素溶液中的尿素很快会在高温(>100℃)及较长停留时间(≥20min)的条件下，迅速生成大量的缩二脲；同时，尿素在水分的作用下会迅速发生水解[CO(NH₂)₂+H₂O＝CO₂+2NH₃]，溢出大量的氨，结果一方面导致氮素损失，另一方面水解使得尿液中氨的蒸汽压下降导致尿液中缩二脲的进一步生成；此外，尿液中加水会导致成品水分含量高，颗粒扁平不圆整。

2.该类装置搅拌强度小，熔融罐中的尿液流动性差，加热盘管的热量无法与罐内尿液进行充分热交换，致使盘管附近热量富集，温度升高，使尿液发生缩合反应产生缩二脲(据测定，采用上述结构形式的尿素熔融器制得的尿液中缩二脲的含量通常为固体尿素本身所含缩二脲含量的5～8倍)，同时大量氨气溢出产生冒泡现象，造成养分损失、污染环境，且容易导致冒槽。

3.熔融尿液是通过副罐中的液下泵打入造粒机中，泵出口处无法安装蒸汽保温管，尿液在此处易凝固堵塞；尿液管路中阀门多为保温阀，维修费用较高。

4.立式液下泵无法完全排净熔融罐内的尿液，排净尿液、罐内清洗困难，且易造成浪费。

5.该类设备投资较大，维护运营费用高，如需要配备控制尿液流量的电脑计量系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种熔融效率高、不易产生缩二脲、易于清理维护，且运营成本低的固体尿素熔融装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种尿素熔融装置，包括熔融罐、搅拌机构、设置于熔融罐内的加热盘管，所述搅拌机构位于熔融罐内的搅拌轴及搅拌桨，所述熔融罐底面为曲面，在曲面的底部设置有排净口；在熔融罐侧壁上部设置有连通喷浆管的溢流口；搅拌轴上至少布设上、下两层搅拌桨；在加热盘管内侧的下部区域设置有导流筒，且下层搅拌桨匹配于该导流筒内。

所述曲面为球冠面，或椭球冠面，或倒截锥面。

所述导流筒下端为收敛口，其收缩部为截锥状过渡，或为球冠状过渡。

所述导流筒的直径为熔融罐直径的20～40％。

所述排净口由排净管连通至喷浆管。

在所述喷浆管和排净管外设置有保温夹套。

在所述尿素熔融装置中设置有连通喷浆管的蒸汽吹扫管。

所述上层搅拌桨为轴流型桨(如斜叶式)；下层搅拌桨为叶轮式。带导流筒的搅拌罐具有与轴流泵类似的特性，因此在带导流筒的熔融罐中，为了获得较大的循环流量可选用速度分布相对平坦的叶轮型式。

所述溢流口与喷浆管喷浆出口高度差≥4m，该高度差以保证喷嘴处有足够的压力为准。

本发明的有益效果是：

1.本发明尿素熔融罐中的尿液在混合式搅拌桨和导流筒作下形成内外循环(如图2中的箭头标示)，后加入的固体尿素不会悬浮在尿液表面，而会很快没入尿液中，加快了固体尿素熔化的速度。

2.在混合式搅拌和导流筒作用下，尿液在槽内的循环流动加快，蒸汽加热盘管对尿液进行充分均匀地加热，不需加水即可满足不同生产配方对尿液的需求，既可防止造成局部高温，进而避免缩二脲的生成，还可防止发生冒罐危险。

3.本发明装置可省去尿液泵、保温阀、电脑配料系统和流量计，配置简单、投资少、维修费用低，正常生产时，无须配备工人值守，就可以长周期稳定运行。

4.在长期停机不使用本发明装置时可打开罐底排净阀，按照正常开机状况用完罐内尿液，不需要再进行额外的清理工作。

附图说明

图1为一种现有的尿素熔融装置的结构示意图；

图2为本发明一种尿素熔融装置结构示意图；

图3为本发明另一种尿素熔融装置结构示意图。

图中1为投料口，2为蒸汽通入管，3为蒸汽加热盘管，4为冷凝水排管，6为上层桨片，5为下层桨片，7为桨杆，8为主副罐间的过滤网，9为副罐中的加热盘管，10为尿液泵出口，11为保温夹套，12为尿液流量计，13为尿液输送管，14为尿液回流管，15为电动机，16为上层桨片，17为导流筒，18为大桨片，19为熔融罐底部的排净口，20为排净管上的阀门，21为排净管，22为排净管上的保温夹套，23为尿液喷浆管，24为保温夹套，25为蒸汽吹扫支管，26为蒸汽吹扫支管上的阀门，27蒸汽吹扫管，28为蒸汽吹扫管上的阀门，29为尿液溢流口，30为中层搅拌桨。

具体实施方式

下面过实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1一种尿素熔融装置，参见图2，包括椭球冠底面熔融罐(Φ1800mm，H2200mm)、搅拌机构、设置于熔融罐内的加热盘管3，所述搅拌机构包括搅拌电机15(11～15KW，视槽大小而定，搅拌浆转速为85转/分)、位于熔融罐内的搅拌轴7及上、下两层搅拌桨16、18，上层搅拌桨16由三个斜叶式桨片构成(倾角30°、宽度为120mm)，下层搅拌桨18由三个叶轮式桨片构成；在圆弧底面底部设置有排净口19，该排净口19由排净管21连通至喷浆管23；在侧壁上距熔融罐顶端500mm处设置有连通喷浆管23的溢流口29(溢流口处可加装过滤网)，溢流口29与喷浆管23喷浆出口的高度差至少为4m，以保证喷嘴处有足够的压力为准；在加热盘管3内侧的下部区域设置有竖直的导流筒17(Φ700mm，H700mm)，其下端为收敛口，且下层搅拌桨18匹配于该导流筒17内，导流筒17距熔融罐底部400mm左右。在喷浆管23和排净管21外分别设置有保温夹套22、24。在该尿素熔融装置中还设置有连通喷浆管23的蒸汽吹扫管25、27。

上述尿素熔融装置的使用过程如下：

尿素在计量后经由尿素熔融罐顶端的投料口1进入尿素熔融罐中经过蒸汽盘管3加热，在上、下两层混合搅拌桨16、18及导流筒17的作用下，在罐内可形成上下循环流，促使新加入的尿素快速溶化，尿液通过益流口29以自流方式通过有夹套保温的喷浆管23进入造粒机，熔融尿液作为转鼓造粒的液相喷涂在其他固体物料上以涂布和黏结的方式进行造粒。每一次停机和开机时，打开蒸汽吹扫阀门26、28，用蒸汽吹扫尿液喷浆管道23，防止堵塞，这种以自溢流方式的尿熔喷浆系统，投入的固体尿素与喷入的尿液完全等量，操作更加方便，产品养份更加均匀，达到了长期稳定无故障生产。长期停机不使用时，可打开罐底排净阀20，按照正常开机状况用完熔融罐内尿液。为了降低尿素熔融温度，还可以利用尿素与钾肥能形成低温共熔的特性，将每吨尿素掺混一包氯化钾加入尿素熔融罐中，保证尿液温度控制在120～130℃之间，可进一步防止缩二脲的生成。

实施例2一种尿素熔融装置，参见图3，包括圆锥弧形底面熔融罐、搅拌机构、设置于熔融罐内的加热盘管3，所述搅拌机构包括驱动电机15、位于熔融罐内的搅拌轴7及上、中、下三层搅拌桨16、30、18，上层和中层搅拌桨16、30均由三个斜叶式桨片构成，下层搅拌桨18由三个叶轮式桨片构成；在圆锥底面底部设置有排净口19，该排净口19由排净管21连通至喷浆管23；在熔融罐侧壁上部设置有连通喷浆管23的溢流口29，溢流口29与喷浆管23喷浆出口的高度差以保证喷嘴处有足够的压力为准；在加热盘管3内侧的下部区域设置有竖直的导流筒17，且下层搅拌桨18匹配于该导流筒17内。在喷浆管23和排净管21外分别设置有保温夹套22、24。在该尿素熔融装置中还设置有连通喷浆管23的蒸汽吹扫管25、27。

实施例3一种尿素熔融装置，与实施例1基本相同，不同之处在于：上层斜液式搅拌桨，下层为搅拌桨为A310轴流搅拌桨(莱宁公司)；导流筒为直筒式。

实施例4一种尿素熔融装置，与实施例2基本相同，不同之处在于：熔融罐内设有上、下两层搅拌桨，上、下层均为ZCX搅拌桨(浙江长城减速机有限公司)。

Claims

1.一种尿素熔融装置，包括熔融罐、搅拌机构、设置于熔融罐内的加热盘管，所述搅拌机构的搅拌轴及搅拌桨位于熔融罐内，其特征在于，所述熔融罐底面为曲面，在曲面底部设置有排净口；在熔融罐侧壁上部设置有连通喷浆管的溢流口；搅拌轴上至少布设上、下两层搅拌桨；在加热盘管内侧的下部区域设置有导流筒，且下层搅拌桨匹配于该导流筒内，所述导流筒下开口为收敛口，其收缩部为截锥状，或为球冠状，且导流筒的直径为熔融罐直径的20～40％。

2.根据权利要求1所述的尿素熔融装置，其特征在于，所述曲面为球冠面，或椭球冠面，或倒截锥面。

3.根据权利要求2所述的尿素熔融装置，其特征在于，所述排净口由排净管连通至喷浆管。

4.根据权利要求3所述的尿素熔融装置，其特征在于，在所述喷浆管和排净管外设置有保温夹套。

5.根据权利要求4所述的尿素熔融装置，其特征在于，在所述尿素熔融装置中设置有连通喷浆管的蒸汽吹扫管。

6.根据权利要求5所述的尿素熔融装置，其特征在于，上层搅拌桨为轴流型桨；下层搅拌桨为叶轮式。

7.根据权利要求6所述的尿素熔融装置，其特征在于，所述溢流口与喷浆管喷浆出口高度差≥4m。