CN104841248B

CN104841248B - 一种高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备

Info

Publication number: CN104841248B
Application number: CN201510281786.3A
Authority: CN
Inventors: 唐坤斌; 王好斌; 米玉梅; 韩敬续
Original assignee: Zhengzhou Kun Mao Agricultural Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Kun Mao Agricultural Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2017-06-09
Anticipated expiration: 2035-05-28
Also published as: CN104841248A

Abstract

本发明涉及一种高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备，它由造粒塔塔体(1)、造粒塔设备内筒(3)、收水循环水池(4)、收水斗(5)、填料段(6)、洗涤水喷淋装置(7)与轴流引风机(8)组成。本发明对高塔造粒复合肥生产过程中产生的塔顶尾气进行有效的净化，尾气中粉尘及氨氮的净化率可达90％以上，有效解决了高塔复合肥生产过程中所排放尾气对大气环境的污染，对环境保护起到积极的作用，社会效益巨大。

Description

一种高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备

【技术领域】

本发明属于肥料生产设备技术领域。更具体地，本发明涉及一种高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备。

【背景技术】

我国复合(混)肥料行业近年来得到了长足的发展，对现代农业生产及我国粮食安全起到了关键性的作用。高塔造粒复合肥料工艺作为复合(混)肥料生产的一种新工艺，近年来得到了很快的发展，产品深受市场欢迎，并且这种发展势头仍在继续之中。据不完全统计，全国范围内已建成运行的复合肥造粒在200座以上，总生产能力在4000万吨/年以上，并以每年几十座的速度增加。

高塔工艺复合肥生产过程中，熔融态的复合肥料自塔顶由造粒喷头以液滴的形态喷出，在自由下落的过程中与自下而上的冷却空气进行热交换，自身固化为固体颗粒，造粒塔的高度通常在100米以上，空气由塔底进入，塔顶排出，冷却空气风量与造粒塔的产量成正比，通常年产1万吨时，风量为1万m³/h，即年产20万吨的造粒塔，其风量为20万m³/h。

排出造粒塔的冷却空气(下称塔顶尾气)通常含有一定浓度的粉尘及氨气，这是由生产工艺所决定的，公开文献少有报道其粉尘及氨的浓度，但据经验估计，粉尘浓度在200mg/Nm³以上，氨浓度在50mg/Nm³以上，远大于国家规定的排放标准。然而，当前国内绝大多数的生产厂家的塔顶尾气是直接排放的，对环境造成了严重的污染，同时也造成了原料的损耗和浪费。企业之所以不对塔顶尾气进行处理，是因为当前没有有效可行的处理工艺。

为解决这一问题，本发明人在结合长期高塔复合肥设计安装、生产管理的经验，通过大量的实验研究，完成了本发明。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备。

该高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备的结构如下：在造粒塔塔体1内，在所述造粒塔塔体1上部设置造粒塔设备内筒3，而在所述造粒塔塔体1的顶部设置轴流引风机8；

在造粒塔设备内筒3顶部设置收水斗5，而在造粒塔设备内筒3中部安装收水循环水池4，在收水循环水池4底部配置循环水泵；在收水斗5上面是填料段6，在轴流引风机8与填料段6之间设置洗涤水喷淋装置7；

造粒塔设备内筒3、收水循环水池4、收水斗5、填料段6、洗涤水喷淋装置7与轴流引风机8的中轴线与造粒塔塔体1的中轴线重合。

根据本发明的一种优选实施方式，收水斗5是一种具有倒截锥体结构的槽，该收水斗5下底直径是造粒塔设备内筒3直径的50～90％；收水斗5倒截锥体侧边与水平线的夹角是15～40°。

根据本发明的一种优选实施方式，填料段6是一种具有能够充填塑料填料的填料塔结构的圆柱体，它的高度是造粒塔塔体1直径的10～40％；它的直径与造粒塔塔体1的直径相同；填料段6底部设有挡水环，挡水环的内径为造粒塔塔体1直径的60～85％。

根据本发明的一种优选实施方式，洗涤水喷淋装置7由均匀配置的布水器喷淋管组成，由所述布水器喷淋管喷出的洗涤水能均匀分布在填料表面上。

根据本发明的一种优选实施方式，轴流引风机8为一种低速轴流风机，其转速为30～200转/分，其风叶直径为造粒塔塔体1直径的25％～80％。

根据本发明的一种优选实施方式，造粒塔设备内筒3在收水斗5与收水循环水池4之间的筒壁开有通风孔。

根据本发明的一种优选实施方式，所述通风孔的面积是该段筒壁面积的70～90％。

根据本发明的一种优选实施方式，造粒塔设备内筒3的直径是造粒塔塔体1直径的50～75％。

下面将更详细地描述本发明。

在高塔造粒过程中，塔顶尾气污染物的主要成分是水溶性粉尘及氨氮气体，按照常规的经验，水洗工艺是处理此类污染物的较好方法，但由于排放气量巨大，且高塔复肥工艺中的尾气是靠烟囟效应排出塔体的，气体的排放压力极低，采用常规水洗工艺势必增加系统阻力，使生产无法正常进行。如果通过引风机引出到相应的尾气处理装置中去处理，一方面是风量大能耗高，更重要的是通过引风机将塔顶尾气引出处理，往往会引起塔内冷却风的偏流，影响生产的正常进行。因此，到目前为止，尚无可行的处理工艺及设备。

如前所述，造粒塔中气体上升的动力来源于烟囱效应，且造粒过程中排出的风量极大，但压差很低，所以对系统阻力极为敏感。

常规的洗涤方式所形成的系统阻力足以影响系统的风量，导致造粒过程无法正常进行。

本发明采用大口径、低高度的填料塔洗涤方式，填粒塔直径与造粒塔基本相同，并直接置于造粒塔的塔顶，与造粒塔同心，并以较低的填料层,实现气相与淋洗水的充分接触，提高洗涤效率，降低阻力。为克服洗涤过程中形成的阻力，在造粒塔的顶部，设置一台轴流式引风机，它是一种低速、低功耗风机，其风压与洗涤塔的阻力相等或略高，以克服洗涤段形成的阻力，洗涤水通过多组均匀分布的喷头喷淋到填料段的填料上，与造粒塔尾气充分接触，从而达到造粒塔塔顶尾气的目的。洗涤水通过收水循环水池收集后循环使用，达到一定浓度后引出系统，经浓缩后返回生产系统回收其中所含的养分。

本发明涉及一种高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备。

该高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备的结构如下：在造粒塔塔体1内，在所述造粒塔塔体1上部设置造粒塔设备内筒3，而在所述造粒塔塔体1的顶部设置轴流引风机8；在造粒塔塔体1底部设置造粒塔喷头2。

根据本发明，造粒塔设备内筒3的直径是造粒塔塔体1直径的50～75％。如果造粒塔设备内筒3的直径小于50％，则内筒面积过小，增加气流的阻力；如果造粒塔设备内筒3的直径大于75％，则会减少内外筒之间的面积，也会增加气流在此段通过时的阻力；因此，造粒塔设备内筒3的直径为50～75％是合理的，优选地是55～70％，更优选地是60～65％。

在本发明中，填料段6是一种具有能够充填塑料填料的填料塔结构的圆柱体，它的高度是造粒塔塔体1直径的10～40％。如果它的高度是造粒塔塔体1直径的10％以下，则气流通过的时间过短，影响净化效果；如果它的高度是造粒塔塔体1直径的40％以上，则会会增加系统的阻力，增加风机的功耗。因此，它的高度为造粒塔塔体1直径的10～40％是合理的，优选地是16～34％，更优选地是20～30％。填料段6的直径与造粒塔塔体1的直径相同。如果填料段6的直径小于造粒塔塔体1的直径，则会降低洗涤段的截面积，从而会增加整个系统的阻力，不利复混肥的生产。

所述的塑料填料是一种阻力小、布水均匀的塑料填料，例如是由宜兴市乐美环保填料有限公司以商品名塑料鲍尔环、萍乡市高科陶瓷有限公司以商品名塑料共轭环或河北耀兴塑料制品有限公司以商品名多面空心球填料销售的产品。

在填料段6底部设有挡水环。在本发明中，挡水环的作用主要是防止洗涤水沿造粒塔塔壁下流，进入塔底，同时确保引导洗涤水进入收水斗。挡水环的内径为造粒塔塔体1直径的60～85％，挡水环的内径过大或过小都是合适的，但要小于收水斗5的上口直径，确保洗涤水不致流到收水斗外。。

根据本发明，在填料段6上面设置洗涤水喷淋装置7，它由均匀配置的布水器喷淋管组成，由所述布水器喷淋管喷出的洗涤水能均匀分布在填料表面上，形成水膜，这种水膜与由造粒塔内上升的尾气充分接触，尾气中的粉尘和氨气在与洗涤水膜接触后溶解于水中，通过收水斗5进入收水循环水池4中，以便循环使用。

根据本发明，收水斗5是一种具有倒截锥体结构的槽，该收水斗5下底直径是造粒塔设备内筒3直径的50～90％；收水斗5倒截锥体侧边与水平线的夹角是15～40°。

根据本发明，设置收水斗5的目的是防止由所述布水器喷淋管喷出的洗涤水在填料段6与造粒塔内上升的尾气充分接触后进入造粒塔的造粒段中。

在本发明中，在造粒塔设备内筒3中部安装收水循环水池4，在收水循环水池4底部配置循环水泵，循环水泵用于循环使用洗涤水，它的流量、杨程应该满足洗涤工艺的需求。通过收水斗5收集的洗涤水进入收水循环水池4，收水循环水池4起到循环水池的作用，其中一部分收集的水排入水处理系统，余下的水循环使用，排入水处理系统的水用工艺水补入，确保本系统中总水量的平衡，并保证洗涤水溶液浓度不超过工艺指标的规定。

在本发明中，造粒塔设备内筒3在收水斗5与收水循环水池4之间的筒壁开有通风孔，作为气流通道。所述通风孔的面积是该段筒壁面积的70～90％。如果所述通风孔的面积小于70％，则会增加气流的阻力；如果所述通风孔的面积大于90％，则可能影响结构的强度，因此，所述通风孔的面积为70～90％是恰当的。

根据本发明，轴流引风机8为一种低速轴流风机，其转速为30～200转/分，其风叶直径为造粒塔塔体1直径的25～80％。本发明使用的轴流引风机需要根据具体的造粒塔情况确定风叶直径及转速，。

轴流引风机8安装在所述造粒塔塔体1的顶部，与填料段6同心安装，为低速轴流风机，根据造粒塔的生产能力不同，配备不同的风机规格，风机的风量要略大于造粒尾气的流量，风压略大于填料段洗涤过程的阻力。

如前所述，在高塔造粒复合肥工艺中，塔顶尾气的风量很大，如果年生产能力每1万吨的复合肥造粒塔，其塔顶尾气的流量约为1万m³/h，在实际应用中，单塔的生产能力一般是10-20万吨/年，即单塔的塔顶尾气的风量通常是10-20万m³/h；同时，高塔造粒对风流的流型也有很高的要求，即要求造粒塔截面的不同位置的风速应尽量相同，如果截面各部位的风速不同，即所谓的偏流，将会造成造粒过程的不稳定，甚至不能正常生产。

本发明采用与造粒塔直径相同的填料塔洗涤工艺即填料洗涤塔与造粒塔结合在一起，且直径相同，在保证洗涤效果的前提下，降低了填粒塔的高度，从而降低了系统的阻力。同时，由于足够的洗涤通道面积，使得造粒尾气以较低的风速通过洗涤段，在获得较好的洗涤效果的同时，而不会产生产较大的阻力。

采用低速轴流风机与洗涤段同轴安装，可有效解决尾气风向偏流的问题，保证生产的正常进行。低速大风量轴流风机能耗很低，对于10万吨/年复合肥装置置，风机动力消耗不超过22kW,从而降低了成本，使这种降尘工艺变得具有可行性。

[有益效果]

本发明的有益效果是：通过采用本发明技术，可对高塔造粒复合肥生产过程中产生的塔顶尾气进行有效的净化，尾气中粉尘及氨氮的净化率可达90％以上，有效解决了高塔复合肥生产过程中所排放尾气对大气环境的污染，对环境保护起到积极的作用，社会效益巨大。

采用本发明技术，可回收生产过程中随尾气排放的化肥原料，塔顶尾气中所含的粉尘成分与高塔复合肥产品的成分构成基本相同，可以认为是没形成合格产品的原料，仅以粉尘回收一项计算，以10万吨产能的高塔复肥装置为例，粗略估计，每年可回收原料130余吨，按平均原料价格1800元/吨计，价值20多万元，具有良好的经济效益。

【附图说明】

图1是本发明高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备结构示意图；

图中：

1-造粒塔塔体；2-造粒塔喷头；3-造粒塔设备内筒；

4-收水循环水池；5-收水斗；6-填料段；7-洗涤水喷淋装置；

8-轴流引风机。

【具体实施方式】

通过下述实施例将能够更好地理解本发明。

实施例1：本发明高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备

该造粒塔顶尾气净化设备的结构如下：在造粒塔塔体1内，在所述造粒塔塔体1上部设置造粒塔设备内筒3，它的直径是造粒塔塔体1直径的65％，而在所述造粒塔塔体1的顶部设置轴流引风机8，其转速为140转/分，其风叶直径为造粒塔塔体1直径的40％；

在造粒塔设备内筒3顶部设置收水斗5，它是一种具有倒截锥体结构的槽，该收水斗5下底直径是造粒塔设备内筒3直径的75％；收水斗5倒截锥体侧边与水平线的夹角是15°；而在造粒塔设备内筒3中部安装收水循环水池4，在收水循环水池4底部配置由长沙中联泵业有限公司以商品名耐腐蚀化工泵销售的循环水泵；

在收水斗5上面是填料段6，填料段6是一种具有能够充填由河北耀兴塑料制品有限公司以商品名多面空心球填料销售的塑料填料的填料塔结构的圆柱体，它的高度是造粒塔塔体1直径的30％；它的直径与造粒塔塔体1的直径相同；填料段6底部设有挡水环，挡水环的内径为造粒塔塔体1直径的85％；

在轴流引风机8与填料段6之间设置洗涤水喷淋装置7；洗涤水喷淋装置7由均匀配置的布水器喷淋管组成，由所述布水器喷淋管喷出的洗涤水能均匀分布在填料表面上。

造粒塔设备内筒3在收水斗5与收水循环水池4之间的筒壁开有通风孔，所述通风孔的面积是该段筒壁面积的82％；

与没有安装该设备相比，将本实施例高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备安装在某肥料生产厂的高塔复合肥造粒塔顶时，造粒塔顶尾气中粉尘及氨氮的净化率可达到90.2％。

实施例2：本发明高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备

该实施例的高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备结构与实施例1的相同，只是造粒塔设备内筒3的直径是造粒塔塔体1直径的60％，轴流引风机8的转速为30转/分，其风叶直径为造粒塔塔体1直径的65％；收水斗5下底直径是造粒塔设备内筒3直径的50％；收水斗5倒截锥体侧边与水平线的夹角是40°；填料段6的高度是造粒塔塔体1直径的10％；它的直径与造粒塔塔体1的直径相同；挡水环的内径为造粒塔塔体1直径的60％；造粒塔设备内筒3在收水斗5与收水循环水池4之间的筒壁开有通风孔的面积是该段筒壁面积的70％；

与没有安装该设备相比，将本实施例高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备安装在某肥料生产厂的高塔复合肥造粒塔顶时，造粒塔顶尾气中粉尘及氨氮的净化率可达到90.9％。

实施例3：本发明高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备

该实施例的高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备结构与实施例1的相同，只是造粒塔设备内筒3的直径是造粒塔塔体1直径的75％，轴流引风机8的转速为200转/分，其风叶直径为造粒塔塔体1直径的25％；收水斗5下底直径是造粒塔设备内筒3直径的65％；收水斗5倒截锥体侧边与水平线的夹角是24°；填料段6的高度是造粒塔塔体1直径的20％；它的直径与造粒塔塔体1的直径相同；挡水环的内径为造粒塔塔体1直径的70％；造粒塔设备内筒3在收水斗5与收水循环水池4之间的筒壁开有通风孔的面积是该段筒壁面积的76％；

与没有安装该设备相比，将本实施例高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备安装在某肥料生产厂的高塔复合肥造粒塔顶时，造粒塔顶尾气中粉尘及氨氮的净化率可达到91.4％。

实施例4：本发明高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备

该实施例的高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备结构与实施例1的相同，只是造粒塔设备内筒3的直径是造粒塔塔体1直径的50％，轴流引风机8的转速为80转/分，其风叶直径为造粒塔塔体1直径的80％；收水斗5下底直径是造粒塔设备内筒3直径的90％；收水斗5倒截锥体侧边与水平线的夹角是32°；填料段6的高度是造粒塔塔体1直径的40％；它的直径与造粒塔塔体1的直径相同；挡水环的内径为造粒塔塔体1直径的76％；造粒塔设备内筒3在收水斗5与收水循环水池4之间的筒壁开有通风孔的面积是该段筒壁面积的90％；

与没有安装该设备相比，将本实施例高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备安装在某肥料生产厂的高塔复合肥造粒塔顶时，造粒塔顶尾气中粉尘及氨氮的净化率可达到90.5％。

Claims

1.一种高塔复合肥造粒塔塔顶尾气净化设备，其特征在于该造粒塔塔顶尾气净化设备的结构如下：在造粒塔塔体(1)内，在所述造粒塔塔体(1)上部设置造粒塔设备内筒(3)，而在所述造粒塔塔体(1)的顶部设置轴流引风机(8)；

在造粒塔设备内筒(3)顶部设置收水斗(5)，而在造粒塔设备内筒(3)中部安装收水循环水池(4)，在收水循环水池(4)底部配置循环水泵；在收水斗(5)上面是填料段(6)，在轴流引风机(8)与填料段(6)之间设置洗涤水喷淋装置(7)；填料段(6)是一种具有能够充填塑料填料的填料塔结构的圆柱体，它的高度是造粒塔塔体(1)直径的10～40％；它的直径与造粒塔塔体(1)的直径相同；填料段(6)底部设有挡水环，挡水环的内径为造粒塔塔体(1)直径的60～85％；收水斗(5)是一种具有倒截锥体结构的槽，该收水斗(5)下底直径是造粒塔设备内筒(3)直径的50～90％；收水斗(5)倒截锥体侧边与水平线的夹角是15～40°；

造粒塔设备内筒(3)、收水循环水池(4)、收水斗(5)、填料段(6)、洗涤水喷淋装置(7)与轴流引风机(8)的中轴线与造粒塔塔体(1)的中轴线重合。

2.根据权利要求1所述的造粒塔塔顶尾气净化设备，其特征在于洗涤水喷淋装置(7)由均匀配置的布水器喷淋管组成，由所述布水器喷淋管喷出的洗涤水能均匀分布在填料表面上。

3.根据权利要求1所述的造粒塔塔顶尾气净化设备，其特征在于轴流引风机(8)为一种低速轴流风机，其转速为30～200转/分，其风叶直径为造粒塔塔体(1)直径的25％～80％。

4.根据权利要求1所述的造粒塔塔顶尾气净化设备，其特征在于造粒塔设备内筒(3)在收水斗(5)与收水循环水池(4)之间的筒壁开有通风孔。

5.根据权利要求4所述的造粒塔塔顶尾气净化设备，其特征在于所述通风孔的面积是该段筒壁面积的70～90％。

6.根据权利要求1所述的造粒塔塔顶尾气净化设备，其特征在于造粒塔设备内筒(3)的直径是造粒塔塔体(1)直径的50～75％。