CN109126633B - 高成品率的尿素造粒塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的高成品率的尿素造粒塔，包括塔体和布料器，包括挤料盘，挤料盘设置在塔体内上部，挤料盘中间位置设置有空心轴，空心轴圆周外侧均匀分布固定有数个水平方向中心轴，每个中心轴上分别穿装铰接有挤压辊，每个挤压辊的底边分别与挤料盘的上表面相贴合；通过本方案，利用挤压造粒的方式，从而有效的解决了造粒堵塞问题，每个尿素颗粒被挤出后在一个独立的冷却管中呈自由落体下落，造粒颗粒饱满结实，尿素颗粒下落时轨迹稳定，不会与其他颗粒发生碰撞及粘连，也不会发生与造粒之间出现粘塔情况，水膜网上的水膜将水扩散开来，增大了水与尿素粉尘的接触面积，除尘效果显著，并且溶解后的尿素容易回收，不会影响塔内湿度，减少粉尘的排放。

Description

高成品率的尿素造粒塔

技术领域

本发明涉及一种尿素造粒塔,特别是涉及一种高成品率的尿素造粒塔。

背景技术

尿素是含氮量最高的固体肥料，尿素造粒塔是化肥生产的关键设备，为了制得粒状尿素，需将尿素溶液浓缩到99.7%，然后经熔融尿素泵加压送至塔顶的造粒喷头，由此旋转的造粒喷头从尿素造粒塔顶部向下喷洒呈小液滴下落，经过尿素造粒塔顶至尿素造粒塔底的落程，与上升的逆流冷空气接触，经过凝固和冷却过程落入塔底，形成颗粒尿素，一般出料尿素温度不得高于50℃，以便装袋，落入尿素造粒塔底的尿素颗粒经旋转刮料机送至输送机上。

尿素需经过充分冷却，如果落下时尿素温度过高，尿素呈半熔融状态，易形成挂壁和黏结；尿素造粒熔料浓度为99.7%，所以依靠水分蒸发所带走的热量很少，主要是靠空气降温，尿素造粒塔顶部一般都安装风机为塔内提供冷却风，塔底部的百叶窗用来调节风量大小，风量过小，塔内高温空气不能及时排出，尿素颗粒与空气热量交换有限，落下时不能有效冷却，容易粘料和形成板结，风量过大，容易造成塔顶粉尘量增大，同时也会扰乱颗粒的下落轨迹，易造成颗粒粘结在尿素造粒塔壁上。

为了提高冷却速度需提高塔内风速，而提高塔内风速易导致风速不均匀，风速不均匀易引起偏流,不仅导致尿素成品颗粒粘结,在喷头附近空间还易产生熔料雾沫散落,从而形成尿素尘粒。

若造粒喷头内有积垢则尿液易形成粗滴,致使尿素粒子固化不完全,固化不完全的粒子在冷却过程中可因水分蒸发导致裂纹或炸裂而粉碎，当造粒喷头的小孔光滑度差,在造粒过程中容易形成尿液微液滴,这些微液滴固化后形成粉尘,非常容易被冷却空气带出。

送入造粒喷头的尿素熔料温度较高可导致更多的水分蒸发,容易产生微小液滴,形成粉尘，经实验表明,145 熔料即比138 熔料形成的粉尘量约高10%，若送入造粒喷头的尿素熔料温度较高,不仅生成的粉尘多,而且生成的副产品缩二脲也较多,同时对塔内粒子降温带来困难，熔料温度较低,尿液黏度增大,不利于造粒喷头的造粒。

熔融尿素中会带有塑料袋碎片等杂质，会堵塞喷头，同时尿素结晶附着在喷头内也会堵塞喷头。

尿素颗粒在喷出时温度最高，但是此时与尿素颗粒接触的空气是从尿素造粒塔下部吹上来的，而由于热交换，尿素造粒塔内的空气温度较高，对刚喷出的尿素颗粒冷却效果一般。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一高成品率的尿素造粒塔，通过本技术方案，不再使用尿素喷头，利用挤压造粒的方式，从而有效的解决了造粒堵塞问题，同时通过阻断的方法杜绝了两个相邻造粒之间的粘连相象，使得熔融尿素保持较低的温度，在尿素颗粒下落时的初始温度也较低，利于冷却，造粒颗粒饱满结实，尿素颗粒下落时轨迹稳定，不会与其他颗粒发生碰撞及粘连，也不会发生与造粒之间出现粘塔情况，尿素粉尘能够很好地被回收利用，减少粉尘的排放。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种高成品率的尿素造粒塔，包括塔体和布料器，包括挤料盘，所述挤料盘设置在塔体内上部，所述挤料盘呈容器状，挤料盘中间位置设置有空心轴，空心轴穿过挤料盘并且与挤料盘相垂直，在塔体顶部中心位置和挤料盘中心位置上分别设置有套环，空心轴安装在两个套环中，空心轴圆周外侧均匀分布固定有数个水平方向中心轴，每个中心轴上分别穿装铰接有挤压辊，每个挤压辊的底边分别与挤料盘的上表面相贴合，每个挤压辊圆弧表面上均匀设置有若干个顶出凸起，顶出凸起在挤料盘上设置造粒孔，每个造粒孔分别与所对应的顶出凸起相配合，布料器设置在挤料盘上方，塔体顶部上设置有数个风机，空心轴通过传动系统与电机相连接，挤料盘通过数个连接杆与塔体内壁固定连接，挤料盘与塔体内壁之间的连接杆之间留有空隙。

每个挤压辊位于外端的直径大，位于内端的直径小，呈横置的圆锥台状。

所述挤料盘下方固定设置有冷却箱，所述冷却箱内与空心轴下端相连通，冷却箱内竖直固定有若干列管，每根列管贯通冷却箱上下两端，每根列管上端分别与挤料盘上一个造粒孔相对应，每个列管外壁上分别设置有数个冷却孔，每个冷却孔由列管外侧向上向列管内侧倾斜，并且每个冷却管分别与所对应的列管内部相连通，所述塔体外壁上固定设置有鼓风机，鼓风机通过送风管与空心轴上端中心相连通。

在塔体内壁与挤料盘之间的位置设置环形的水膜网和环形收集槽，水膜网为钢丝网，水膜网上部设置有数个喷头，喷头分别与环形水管相连通，环形水管与水源连接，水膜网由外向内倾斜，水膜网低端伸入到环形收集槽上，环形收集槽固定在挤料盘上，环形收集槽通过连接管道与塔外连通。

所述布料器由辐射管和环管构成，所述辐射管呈辐射状分布，环管由数个同芯环状的环管构成通过辐射管相互连通，位于最外侧的环管固定在塔体内壁上，在辐射管和环管的圆弧面下部分别设置有数个出料管，每个出料管分别位于挤料盘上方，所述辐射管和环管与尿素泵相连通。

采用上述技术方案后的有益效果是：一种高成品率的尿素造粒塔，通过本技术方案，不再使用尿素喷头，利用挤压造粒的方式，从而有效的解决了造粒堵塞问题，同时通过阻断的方法杜绝了前后两个相邻造粒之间的粘连相象，每个尿素颗粒被挤出后在一个独立的冷却管中呈自由落体下落，不受任何横向的干预，因此轨迹固定，不会造成粘塔和碰撞粘结，使得熔融尿素保持较低的温度，在尿素颗粒下落时的初始温度也较低，利于冷却，造粒颗粒饱满结实，尿素颗粒下落时轨迹稳定，不会与其他颗粒发生碰撞及粘连，也不会发生与造粒之间出现粘塔情况，水膜网上的水膜将水扩散开来，增大了水与尿素粉尘的接触面积，除尘效果显著，并且溶解后的尿素容易回收，不会影响塔内湿度，减少粉尘的排放。

附图说明

图1是本发明的整体剖视结构示意图。

图2为图1中A-A向截面剖视示意图。

图3为图1中B向局部放大示意图。

图4为图1中C向局部放大示意图。

图5为本发明中布料器的结构示意图。

图中，1塔体、2挤料盘、3空心轴、4套环、5中心轴、6挤压辊、7顶出凸起、8造粒孔、9风机、10电机、11连接杆、12冷却箱、13列管、14冷却孔、15鼓风机、16送风管、17水膜网、18环形收集槽、19喷头、20环形水管、21辐射管、22环管、23出料管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述。

如图1-图5所示，本发明涉及的高成品率的尿素造粒塔，包括塔体1和布料器，还包括挤料盘2，所述挤料盘2设置在塔体1内的上部，所述挤料盘2呈容器状，在挤料盘2中间位置设置有空心轴3，空心轴3穿过挤料盘2并且与挤料盘2相垂直，在塔体1顶部中心位置和挤料盘2中心位置上分别设置有套环4，空心轴3安装在两个套环4中，在空心轴4圆周外侧均匀分布固定有六个水平方向中心轴5，每个中心轴5上分别穿装铰接有挤压辊6，每个挤压辊6的底边分别与挤料盘2的上表面相贴合，每个挤压辊6圆弧表面上均匀设置有若干个顶出凸起7，每个顶出凸起7所对应的挤料盘2上相对应位置上设置有造粒孔8，每个造粒孔8分别与所对应的顶出凸起7相配合，布料器设置在挤料盘2上方，塔体1顶部上设置有数个风机9，空心轴3通过传动系统与电机10相连接，挤料盘2通过数个连接杆11与塔体1内壁固定连接，挤料盘2与塔体1内壁之间的连接杆11相邻之间留有空隙。

挤料盘2上造粒孔8的排布呈同心环状，每圈造粒孔8等距设置，挤压辊6上周向均布顶出凸起7，每圈顶出凸起7与同位置的环状造粒孔8对应，对于相互对应的一圈造粒孔8和一圈顶出凸起7，相邻顶出凸起7的周向距离与相邻造粒孔8的周向距离相同，使得挤压辊6在转动过程中，对应的顶出凸起7与造粒孔8能够啮合，造粒孔8为上宽下窄的锥孔，顶出凸起7在与锥孔啮合时并不是竖直进入锥孔的，锥孔可以给顶出凸起7一定的活动空间。

每个挤压辊6位于外端的直径大，位于内端的直径小，呈横置的圆锥台状，这样挤压辊15外端相比内端可以固定更多的顶出凸起7，挤压辊6工作时呈圆周运动，外端扫过的周长要比内端扫过的周长大，而挤料盘2越往外能够设置的造粒孔8数量就越多，进而最大限度提高产量。

所述挤料盘2下方固定设置有冷却箱12，所述冷却箱12内与空心轴3下端相连通，冷却箱12内竖直固定有若干列管13，每根列管13贯通冷却箱12的上下两端，每根列管13上端分别与挤料盘2上一个造粒孔8相对应，每个列管13外壁上分别设置有数个冷却孔14，每个冷却孔14由列管13外侧向上向列管13内侧倾斜，并且每个冷却孔14分别与所对应的列管13内部相连通，所述塔体1外壁上固定设置有鼓风机15，鼓风机15通过送风管16与空心轴3上端中心相连通。

在塔体1内壁与挤料盘2之间的位置设置环形的水膜网17和环形收集槽18，水膜网17为钢丝网，水膜网17上部设置有数个喷头19，喷头19分别与环形水管20相连通，环形水管20与水源连接，水膜网17由外向内倾斜，水膜网17低端伸入到环形收集槽18上，环形收集槽18固定在挤料盘2上，环形收集槽18通过连接管道与塔体1外部连通。

所述布料器由辐射管21和环管22构成，所述辐射管21呈辐射状分布，环管22由数个同芯环状的环管22构成，通过辐射管21相互连通，位于最外侧的环管22固定在塔体1内壁上，在辐射管21和环管22的圆弧面下部分别设置有数个出料管23，每个出料管23分别位于挤料盘2上方，所述辐射管21和环管22与尿素泵相连通。

本发明在工作时分为三个工作过程。

一.造粒阶段工作过程，当尿素泵将熔融尿素送入布料器后，布料器将尿素通过出料管23排出至挤料盘2上，电机10带动空心轴3转动，空心轴3带动六个挤压辊6在挤料盘2内底面上转动，挤压辊6对熔融尿素进行挤压，并将尿素从挤料盘2上的造粒孔8下端挤出，熔融尿素较粘稠，挤出过程中熔融尿素在造粒孔8下端不断积聚长大呈水滴状，当挤压辊6上的顶出凸起7伸入到造粒孔8中，顶出凸起7将造粒孔8开口封堵，使得被挤出的水滴状尿素与造粒孔8内的尿素不再粘连并分开，进而水滴状尿素落下。

二.冷却阶段的工作过程，鼓风机15将外界空气经送风管16、空心轴3送入到冷却箱12中，外界空气经列管13管壁上的冷却孔14倾斜向上进入到列管13中，尿素颗粒向下落下，与上升的外界空气接触，冷却效果提升显著，冷却孔14向上倾斜，吹出的风也是斜向上的，对尿素颗粒有一定阻碍作用，可以降低尿素颗粒的下落速度，增加尿素颗粒在塔内的下落时间，以争取更多的热交换时间。

三.除尘阶段工作过程，尿素颗粒下落到位于塔体1底部的刮料机上，经刮料机和输送带进行装袋入库，在造粒及刮料过程中将会产生少量的尿素粉尘，这些尿素粉尘会随气流上升，水泵通过环形水管20给喷头19供水，喷头19将水雾喷洒在水膜网17上，由于水的表面张力的作用，水在水膜网17的网眼处形成水膜而不会落下，尿素粉尘随气流上升并与水膜网17接触，尿素粉尘溶解在水中，并流至环形收集槽18内，通过引流将环形收集槽18内的尿素溶液引致塔外进行回收，由于风机9不断抽气，水膜网17上水膜会不断的破裂，而喷头30会不断喷出水雾，在水膜网17上形成新的水膜。

本发明的技术方案中，水膜网17的网格目数可以根据实际粉尘颗粒大小及废气排放量来进行设定。

以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，并非用以限定本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种高成品率的尿素造粒塔，包括塔体和布料器，其特征在于：包括挤料盘，所述挤料盘设置在塔体内上部，所述挤料盘呈容器状，挤料盘中间位置设置有空心轴，空心轴穿过挤料盘并且与挤料盘相垂直，在塔体顶部中心位置和挤料盘中心位置上分别设置有套环，空心轴安装在两个套环中，空心轴圆周外侧均匀分布固定有数个水平方向中心轴，每个中心轴上分别穿装有挤压辊，每个挤压辊的底边分别与挤料盘的上表面相贴合，每个挤压辊圆弧表面上均匀设置有若干个顶出凸起，顶出凸起在挤料盘上设置造粒孔，每个造粒孔分别与所对应的顶出凸起相配合，布料器设置在挤料盘上方，塔体顶部上设置有数个风机，空心轴通过传动系统与电机相连接，挤料盘通过数个连接杆与塔体内壁固定连接，挤料盘与塔体内壁之间的连接杆之间留有空隙；所述挤料盘下方固定设置有冷却箱，所述冷却箱内与空心轴下端相连通，冷却箱内竖直固定有若干列管，每根列管贯通冷却箱上下两端，每根列管上端分别与挤料盘上一个造粒孔相对应，每个列管外壁上分别设置有数个冷却孔，每个冷却孔由列管外侧向上向列管内侧倾斜，并且每个冷却孔分别与所对应的列管内部相连通，所述塔体外壁上固定设置有鼓风机，鼓风机通过送风管与空心轴上端中心相连通；所述布料器由辐射管和环管构成，所述辐射管呈辐射状分布，环管由数个同芯环状的环管构成通过辐射管相互连通，位于最外侧的环管固定在塔体内壁上，在辐射管和环管的圆弧面下部分别设置有数个出料管，每个出料管分别位于挤料盘上方，所述辐射管和环管与尿素泵相连通。

2.根据权利要求1所述的高成品率的尿素造粒塔，其特征在于：每个挤压辊位于外端的直径大，位于内端的直径小，呈横置的圆锥台状。

3.根据权利要求1所述的高成品率的尿素造粒塔，其特征在于：在塔体内壁与挤料盘之间的位置设置环形的水膜网和环形收集槽，水膜网为钢丝网，水膜网上部设置有数个喷头，喷头分别与环形水管相连通，环形水管与水源连接，水膜网由外向内倾斜，水膜网低端伸入到环形收集槽上，环形收集槽固定在挤料盘上，环形收集槽通过连接管道与塔外连通。