CN110267734A - 生产颗粒状固体脲的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生产颗粒状固体脲的装置与方法。生产颗粒状固体脲的装置(10，100，200，300，400，500)包括至少一个第一罐(11，110，210，310，410，510)用于形成脲颗粒，和提供有至少一个进料孔(12a，222，422)的滴落单元(12，120，220，320，420)以供进料液滴形式的熔融脲到第一罐(11，110，210，310，410，510)内，且特征在于第一罐(11，110，210，310，410，510)用与熔融脲互不混溶的至少一种冷却液(14，140，240，340，440，540)填充。

Description

生产颗粒状固体脲的装置与方法

本发明涉及生产颗粒状固体脲的装置与方法。

特别地，本发明涉及生产颗粒状固体脲的装置，该装置能够在较低能耗下操作且具有降低的尺寸。

由氨和二氧化碳的反应获得脲，由该脲获得在135℃下熔融的盐且该脲在溶液中具有透明无色外观。

一旦生产，则熔融脲经历整理过程，在该过程中它转变为适合于随后用作最终产物的形式，例如肥料、动物饲料或另一类型的最终产物。

这个整理过程通常牵涉借助合适的装置处理熔融脲，该装置用于生产通常球粒(prills)形式的脲颗粒。

在本发明的说明书和下述权利要求中，球粒是指固化脲的基本上球形球体。

第一种已知的脲颗粒生产装置由圆柱形塔组成，该塔通常由增强混凝土制造，且典型尺寸为最多高度50米和直径20米，这被称为造粒塔。

在造粒塔的顶部提供穿孔的截头圆锥形分布筐，当该筐旋转时分布液体脲的淋洒物。

当脲液滴下落时，它们从液态通过冷却变为固态进而形成脲球粒。

将如此形成的脲球粒在塔底部收集并在传送带上运输到储存仓库。

申请人观察到所述装置除了具有令人印象深刻的尺寸以外，仅仅能够获得具有非常小直径(通常等于1-2.5mm)的球粒。特别地，为了在农业中用作肥料，高度期望具有大得多的直径，例如等于或大于8mm的球粒(也称为巨型球粒)，以便获得随着时间流逝均匀地分布的氮的逐渐释放。

除了造粒塔以外，可借助生产颗粒状固体脲的装置(称为流化床造粒机)进行整理过程，所述装置包括在约40-60℃的温度下具有从下方吹送空气的罐。

再者，将液体脲从下方喷洒，该液体脲一旦固化成小颗粒，则通过吹送的空气保持悬浮。继续从下方喷洒液体脲，颗粒溶胀同时当液体脲粘附到它们的表面上时它们通过空气移动和，固化，使得它们的直径增加。

申请人已发现所述装置，如同造粒塔，具有令人印象深刻的尺寸。此外，为了获得具有大直径的球颗，固化的颗粒必须长时间保持悬浮。这导致巨大的能量消耗。

它们也是已知的工艺和装置，正如在CA666178或GB937447中所公开的，其中熔融脲滴落在液体浴中，所述液体浴在操作压力(大致大气压)下的沸腾温度比熔融脲液滴的起始温度低几十度。在冷却球粒的所述装置中，熔融脲液滴通过喷嘴或者小直径(约1mm)的供料孔生成，并且取决于具体情况，从12cm到约2cm(5-1英寸)的可变高度滴落在冷却浴的自由表面上。通过采用温度维持远低于液滴起始温度的低沸点液体，喷嘴必须保持离液体足够远以防止熔体早期固化，但足够近以防止液滴在与冷却浴的自由表面碰撞中粉碎。在气体交汇中液滴的形成必然需要其尺寸的上限，所述尺寸上限由在喷嘴处的表面张力和减去浮力的液滴重量之间的平衡决定。当在这一气体层内生成液滴时，因气体的密度低导致液滴具有非常小的浮力，和因此不可能生长超出一定尺寸(如在以上引述的文献中所述，4-5mm)。因此，在所有情况下，对于第一部分浴来说，通过蒸发浴液并在液滴周围形成蒸气膜，防止液滴与液体接触，从而获得球粒的冷却。

考虑到脲液滴的熔融温度(它倾向于保持恒定，即使通过球粒的同心层发生冷却)和浴温度(等于或小于冷却液的沸点)之间的巨大差别，蒸发的冷却机理是主要的机理。

进一步地，考虑到在这些文献中提供的低沸点烃或氯化烃的低蒸发热(与水的500kcal/kg相比，其为50-100kcal/kg)，产生大量蒸气，蒸气必须在外部再冷凝，冷却并泵送回到造粒罐内。在GB 1535842中也描述了类似的系统。

申请人已发现，这种系统也不能够获得具有大直径的颗粒且要求循环大量溶剂。这导致巨大的能耗。

最起码采用以上描述的所有已知的装置，获得基本上球形的脲颗粒，这是因为绝对不可能对最终产物的形状干预。

取决于应用，透镜状或环形形状可能是令人感兴趣的，这例如是因为由这些形状提供的不同的表面-体积比所致。

申请人因此强调需要提供生产颗粒状固体脲的装置，其具有降低的尺寸且能在比已知装置低的能耗下操作。

申请人还意识到需要提供生产颗粒状固体脲的装置，该装置除了能生产迄今为止可获得的颗粒形状和尺寸以外，还能生产具有更大直径和不同形状的脲颗粒。

构成本发明基础的问题因此是生产颗粒状固体脲的装置，它具有紧凑的尺寸且特征在于降低的能耗。

在这一问题的上下文中，本发明的一个目的是提供生产颗粒状固体脲的装置，它能获得具有直径比8mm大和小两者的脲颗粒。

本发明进一步的目的是提供生产颗粒状固体脲的装置，它进一步提供具有控制尺寸且获得球形和非球形形状二者的颗粒。

根据第一方面，本发明因此涉及生产颗粒状固体脲的装置，该装置包括至少一个形成脲颗粒的第一罐，和提供有至少一个孔以供将液滴形式的熔融脲进料到第一罐内的滴落单元，其特征在于第一罐填充有与熔融脲互不混溶的至少一种冷却液，其中滴落单元中至少一个熔融脲的进料孔浸没在至少一种冷却液内。

在本发明的说明书和随后的权利要求中，措辞“冷却液”是指温度保持低于脲的熔融温度和尤其在促进熔融脲固化的温度下的液体。

特别地，进料单元中至少一个熔融脲的进料孔在其内浸没的至少一种冷却液的层维持在包括110至125℃，优选110至120℃的温度下，亦即温度略低于脲的固化温度(它等于132℃)。

在从成形喷嘴或进料孔中释放之后，和在液滴/球粒固化开始之前，这提供液滴的几何形状稳定化。

事实上，申请人观察到通过用温度保持低于脲的熔融温度的与熔融脲互不混溶的液体填充固化罐，可获得脲液滴的固化，从而大大地减少装置的尺寸。

此外，维持冷却液在足够低温下以获得脲液滴固化所需的能量是相对于已知装置能耗的最小百分比。

事实上，申请人确认取决于所使用的互不混溶的液体，当液滴行进通过液体小于半米，即比造粒塔所要求的距离短100倍时，也能够获得固化。

此外，申请人已发现在冷却液中进行固化提供若干进一步的优点。

例如，通过合适地选择冷却液的密度，可生产直径为最多10-14mm的颗粒。

另外，因围绕液滴的高密度液体导致的较大浮力能够形成甚至更大的液滴，一直到15mm或更大，该液滴通过固化，可生产在非常重要的农业领域，例如水稻栽培中用作肥料的所谓巨型球粒或巨型颗粒(亦即尺寸大于8-9mm)。

在具有合适密度的液体中进行固化还允许获得不同于球形形状，例如透镜状或环形的脲颗粒形状。

特别地，作为冷却液，可使用密度低于熔融脲密度的任何有机或无机化合物，脲在所述冷却液内不溶，且冷却液在固化脲颗粒上残留的残渣就数量和质量来说与产品的用途相容。

根据第二方面，本发明涉及生产颗粒状固体脲的方法，该方法的特征在于下述事实：它包括将熔融脲滴落到与熔融脲互不混溶的冷却液内的阶段。

有利地，根据本发明生产颗粒状固体脲的方法实现以上涉及根据本发明生产颗粒状固体脲的装置所描述的技术效果。

在至少一个以上提及的方面中，本发明可具有至少一个下述优选特征：后者尤其视需要可与彼此结合以便满足特定的应用要求。

与以上所述的一样，滴落单元中的至少一个熔融脲进料孔浸没在至少一种冷却液内。

这有利地防止熔融脲液滴的冷冻，如果它们在环境温度下进料到空气内则会发生所述冷冻。

在液体内浸没进料孔确保逐渐且均匀地发生固化工艺，因此一直延伸到液滴的中心。

优选地，至少一种冷却液的密度低于熔融脲的密度，即低于约1300kg/m³，和滴落单元位于冷却液的自由表面处。

这种构造有利地允许在降流式的状况下发生脲液滴的固化。

在本发明的说明书和在下述权利要求中，措辞“降流式(downflow)构造”我们是指其中脲液滴从上方进料且当它们向下落下时固化的构造。

滴落单元中的熔融脲进料孔浸没在冷却液内部，和在降流式构造中，进料孔浸没在其内的液体层优选保持在范围为110-120℃的温度下。

事实上，相对于熔融脲的密度，冷却液的较低密度决定了一旦传输到液体内则由重力的作用而下降。

更优选密度低于熔融脲密度的至少一种冷却液选自由下述物质组成的组：

-可食用的和植物的油；

-矿物油；

-轻质液体石蜡烃；

-熔融蜡；

-密度低于熔融脲密度的硅油。

作为实例，可食用的植物油可以是种子油，例如向日葵种子，大豆油，棕榈油，蓖麻油，菜籽油，如此等等。

类似地，矿物油可以是例如凡士林油。

提到熔融蜡，它们优选具有低于80℃的熔融温度。

所述冷却液的沸腾温度远高于脲的熔融液滴的最大温度(132-140℃)和因此在没有蒸发的情况下，在熔融脲液滴和浴冷却液之间液体-液体直接接触的情况下，在与静态油浴相比由于脲液滴/球粒的相对滴落速度导致对流换热的情况下，进行冷却。在罐内浸没的合适地布置的换热表面情况下，在不需要提取油物流，在外部换热器内冷却并将其泵送回到罐内的情况下原位进行冷却。然后在液相中使用无毒物质(一些物质也在食品工业中使用)并在没有产生和冷凝潜在危险，毒性或可燃物质(例如甲苯，环己烷，氯苯，四氯化碳，己烷)的蒸气的情况下进行冷却。

有利地，若植物油或蜡用作冷却液，则自动获得所形成颗粒的涂层，该涂层将防止结块，即由于热和湿度导致的单独颗粒之间的融合。

优选地，添加至少一种聚合物树脂到至少一种冷却液中。

有利地，所述树脂粘附到所生成的颗粒表面上，从而形成涂层，因此使得不需要有目的地涂布颗粒，以便减缓从雨水的快速引流和调节随着时间流逝脲的释放，特别地与使用巨型颗粒(直径等于或大于8-9mm的颗粒)相关联。

优选地，添加重质粉末和/或微粉末到至少一种冷却液中。

作为实例，二氧化硅，玻璃微球，金属粉末，化石粉等等可用作粉末和/或微粉末。

有利地，因此能够获得具有增加的密度的液体，以增加可获得的球粒的直径。

替代地或另外，提供从底部到顶部产生至少一种冷却液的流体的设备。

按照这一方式，增加液滴的浮动特征，延长下落时间并进而还获得具有约10-14mm的大尺寸的球粒的固化。

更优选，在至少一个第一罐的底部上提供倾斜壁，所述倾斜壁在较高水平面处定位的部分和在较低水平面处定位的部分之间延伸，在较高水平面处，在表面部分布置运输单元以供传输脲颗粒流出至少一个第一罐。

替代地或另外，在至少一个第一罐的底部处优选提供生成冷却液的流体的单元。

更优选，设计用于生成冷却液流体的单元以产生朝传输单元导引的流体。

有利地，在底部上定位的倾斜壁和/或冷却液的流体将在底部上沉积的球粒传输到运输单元，从而促进从罐的流出。

优选地，运输单元部分浸没在至少一个第一颗粒形成罐内且优选制成如同具有刮板的穿孔传输带或者穿孔筐式提升机或螺旋提升机。

更优选用于冷却液蒸发的至少一个鼓风机与运输单元相关联。

优选地，在底部上流动的冷却液的冷流体借助多个流动分离隔板保持独立于上方的冷却流体。

按照这一方式，有利地可将罐底部与上部相分离，以便在底部上生成的流体没有干扰在下降期间仍然没有完全固化的液滴。

优选地，在至少一个第一罐中，布置多个冷却板。

按照这一方式，可控制在罐上部中存在的液体的温度，将其维持在理想温度下以便逐渐固化液滴。

优选地，另外用与熔融脲互不混溶且密度高于熔融脲密度的第二冷却液填充至少一个第一罐，在至少一个第一罐的底部处提供到达第二罐的连接开口，第二罐用第二冷却液填充。

按照这一方式，在下流中生成的球粒保持悬浮在密度不同的两种液体之间的界面处，且被驱动到第二腔室内，在此它们可容易地在表面上收集。

优选地，至少一种冷却液的密度高于熔融脲的密度，且滴落单元位于至少一个第一罐的底部处。

所述构造有利地允许在升流式状况下脲液滴的固化。

在本发明的说明书和在下述权利要求中，措辞“升流式(upflow)构造”表示其中脲液滴从下方进料并在它们朝顶部上升期间固化的构造。

事实上，相对于熔融脲的密度，冷却液的较高密度决定了一旦传输到所述液体内，熔融脲朝具有较高密度的液体的自由表面上升。

更优选，密度比熔融脲密度高的至少一种冷却液选自由下述物质组成的组：

-熔融硫；

-添加了重质粉末的油；

-全氯乙烯；

-全氟聚醚，也因商品名已知；

-密度比熔融脲密度高的硅油。

优选地，在至少一种冷却液的自由表面处，提供运输单元，其被设计为使从至少一个第一罐已经上升到表面的脲颗粒移动或，备选地或另外，提供生成冷却液的表面层流的设备。

优选地，为在升流式构造中的滴落单元提供生成中心压力脉冲的设备。

有利地，在传输液滴期间借助中心压力脉冲的生成，所传送的脲具有环形气泡形状并且，固化，生成相应形状的颗粒。

优选地，至少一种冷却液的密度高于熔融脲的密度，且优选在冷却液的自由表面上方处布置滴落单元，提供生成冷却液的表面层流的设备。

有利地，所述构造允许获得具有透镜状形状的颗粒，这是因为当从滴落单元中传送的脲液滴固化时，它们倾向于保持在表面上，从而失去它们经典的球形气泡形状。

优选地，滴落单元包括提供有多个进料孔用于将液滴形式的熔融脲进料到第一罐内的至少一根岐管或至少一根滴落管。

优选地，在用于进料液滴形式的熔融脲的至少一个进料孔的中心处，提供中心针(central needle)，布置所述中心针为在形成液滴期间在每一脲液滴内插入添加剂。

有利地，因此可生成含有添加剂，例如抗尿素酶物质，锌，硫或其他营养物的颗粒，一旦脲颗粒被消耗，则所述添加剂被释放。

根据本发明一些优选实施方案的下述详细说明，参考附图，本发明的进一步的特征和优点将变得更加明确。

根据前述说明，在单独的构造中的不同特征可视需要与彼此结合，以实现由特定组合具体地得到的优点。

在所述附图中，

-图1是在降流式构造中，根据本发明生产颗粒状固体脲的装置的第一优选实施方案的侧面立视图的图示；

-图2是在降流式构造中，根据本发明生产颗粒状固体脲的装置的第二优选实施方案的侧面立视图的图示；

-图3是图2的装置的变型的图示；

-图4是在降流式构造中，根据本发明生产颗粒状固体脲的装置的第三优选实施方案的侧面立视图的图示；

-图5是在降流式构造中，根据本发明生产颗粒状固体脲的装置的第四优选实施方案的侧面立视图的图示；

-图6是在升流式构造中，根据本发明生产颗粒状固体脲的装置的第五优选实施方案的侧面立视图的图示；

-图7是在混合构造中，根据本发明生产颗粒状固体脲的装置的第六优选实施方案的侧面立视图的图示；

-图8是采用图1-7的装置可获得的巨型球粒截面的图示。

在下述说明书中，为了阐述附图，相同的参考数字用于表示具有相同功能的结构元素。此外，为了清楚阐述，在所有附图中可能不重复一些数值参考标记。

参考图1，示出了生产颗粒状固体脲的装置的第一实施方案，正如数字10整体所示。

根据第一实施方案的装置10包括用与脲互不混溶的冷却液14填充的第一罐11，和熔融脲的液滴13经至少一个进料孔12a从中进料到液体内的滴头12。

滴头12中的进料孔12a浸没在冷却液14内，以避免熔融脲液滴13的冷冻，如果它们理论上在环境温度下进料到空气内则会出现冷冻。

冷却液14优选选自适合于食品链的流体，以便没有改变潜在可食用脲颗粒的性能。合适流体的实例是植物和可食用油，例如种子油，大豆油，橄榄油，棕榈油等等，矿物油，例如凡士林油和硅油。

取决于熔融脲的液滴13进料到其内的冷却液14的密度和滴头12的进料孔12a的直径，可获得不同的球粒直径。

为此，优选添加重质微粉末到冷却液14中，以增加其密度并进而获得较大的球粒直径。

特别地，在图1所示的实施方案中，使用密度比熔融脲密度低的冷却液14，以便获得降流式构造。

为了维持冷却液在适合于脲固化的温度下，例如范围为40-80℃的温度下，提供冷却系统以供冷却所述冷却液14。

在图1的实施方案中，冷却系统包括第二罐15，该第二罐含有第一罐11浸没在其内的冷却流体16，例如冷水。

参考图2，示出了生产颗粒状固体脲的装置的第二实施方案，正如100整体所示。

根据第二实施方案的装置100包括用与脲互不混溶的冷却液140填充的罐110，和滴落单元120，所述滴落单元包括在冷却液140的自由表面141处在所述冷却液内浸没的至少滴落歧管121。

熔融脲的容器101借助泵102连接到滴落单元120以向后者进料熔融脲。

滴落单元120中的岐管121提供有多个孔(未示出)以供进料液滴形式的熔融脲到冷却液140中。

冷却液140的密度低于熔融脲的密度，以便获得降流式构造。

当从滴落单元120中传输的熔融脲的液滴向下落下时，它们固化。

在用冷却液140填充的罐110的底部上提供倾斜壁111，由液滴固化形成的球粒130在其上沉积，通过重力作用和夹带滚动，这是冷流体流向运输单元170导致的，所述流体有目的地在罐底部上生成。

运输单元170包括具有刮板171的穿孔传送带，它部分浸没在罐110和冷却液140内，所述穿孔传送带定义了球粒130从罐110到收集罐180的传送路径。

在图2所示的实施方案中，传送带刮板171包括第一垂直分支171a，它将球粒130传输到罐110外部，和在球粒130周围残留的残留液体沿其从皮带上提供的孔中排放的第二水平分支171b。在所述第二水平分支171b中，还布置多个热空气鼓风机172以供更加快速蒸发并向下夹带残留液体并因此干燥球粒130。

在水平分支171b的末端，球粒130通过重力作用下落到收集罐180内。

收集容器180还包括完成所收集球粒130的干燥的鼓风机181。

最后，提供冷却系统150，仅仅如图2中所示，概括地说，它包括引出导管151以供从罐110中引出冷却液140，在罐110外部的冷却单元152，循环泵154和将液体140再引入到罐110内的导管153。

在倾斜壁111的高处布置再引入导管153，以便在罐的入口处生成冷流体，所述冷流体促进球粒朝运输单元170的移动。

作为在图2的装置100中提供的倾斜壁111和运输单元170的备选，可提供图3所示类型的运输单元170′。

所述运输单元170′包括多个刮板171′，通过刮擦罐110′的底部，所述刮板朝罐110′的倾斜外壁112′运送在那儿沉积的球粒。

参考图4，示出了生产颗粒状固体脲的装置的第三实施方案，正如200整体所示。

根据第三实施方案的装置200包括用与脲互不混溶的冷却液240填充的罐210，和滴落单元220，所述滴落单元220包括在所述液体的自由表面241处在冷却液240内浸没的多个滴落导管221，在附图中仅仅示出了封头导管。

以受控制的方式借助进料单元201(没有详细地示出)将熔融脲进料到滴落单元220中。

滴落单元220中的每一导管221提供有多个进料孔222以供进料液滴形式的熔融脲到冷却液240中。

冷却液240的密度低于熔融脲的密度，以便获得降流式构造。

当从滴落单元220中运送的熔融脲的液滴向下落下时，它们固化，从而形成球粒230。

在用冷却液240填充的罐210的底部上提供有倾斜壁211，由液滴固化形成的球粒230在其上沉积，通过重力作用和夹带滚动，这是冷流体流向运输单元270导致的，所述流体有目的地在罐底部上生成。

运输单元270包括链斗式提升机271，它部分浸没在罐210和冷却液240内，所述链斗式提升机确定了从罐210到带式传送机280的颗粒传送路径，所述带式传送机朝收集罐(未示出)运送球粒。

在图4所示的实施方案中，链斗式提升机271包括第一垂直分支271a，它将球粒传输到罐210外部，和第二水平分支271b，在所述第二水平分支的末端处球粒通过重力作用下落到带式传送机280上。

在第一垂直分支271a的顶部处，提供第一鼓风机273以当球粒垂直运输时，用于这些球粒的首先干燥。

此外，还沿着第二水平分支271b布置多个第二鼓风机272，当球粒水平运输时该第二鼓风机继续干燥该球粒。

将提升机的链斗271穿孔以便允许运输期间滴落，并且与加速滴落过程的振动单元(未示出)相关联。

此外，在带式传送机280的下方提供鼓风机281，所述鼓风机在所收集的球粒到达罐之前对这些球粒继续干燥。

最后提供冷却系统250，它仅仅在图4中图示，概括地说，它包括引出导管251以供从罐210中引出冷却液240，在罐210外部的液体冷却单元252，和将已冷却的液体240再引入到罐210内的导管253。

在倾斜壁211的高处布置再引入导管253，以便在罐的入口处生成冷流体，所述冷流体促进球粒230朝运输单元270的移动。

为了维持在罐210底部上流动的冷流体和上方的冷却流体240之间的分离，在罐210内部提供多个流动分离隔板212。

按照这一方式，可维持罐210的底部和上部之间的温差。

图4中所示的冷却单元250进一步包括在罐210内部，在流动分离隔板212上方布置并且浸没在冷却液240内的多个冷却板256，所述冷却板控制在罐210的上部中存在的液体240的温度。

参考图5，示出了生产颗粒状固体脲的装置的第四实施方案，正如300整体所示。

根据第四实施方案的装置300包括用与脲互不混溶的冷却液340填充的罐310，和位于所述液体的自由表面341下方的滴落单元320。冷却液340的密度低于熔融脲的密度，以便获得降流式构造。

在用冷却液340填充的罐310的底部上，提供有第一圆锥形壁311，所述第一圆锥形壁朝位于罐310中心的下部水平面收敛。

由液滴固化形成的球粒330通过重力作用朝所述下部水平面滚动，从而到达位于罐310中心的运输单元370。

运输单元370具有垂直螺旋提升机的形式并且部分浸没在冷却液340内。

在运输单元370顶部处提供第二圆锥形壁375，它从中心定位的运输单元370的出口371处朝着下部水平面径向演进，从而促进球粒330朝所述表面375的周边滚动。

在所述周边处，提供出口374以供收集球粒330。

参考图6，示出了生产颗粒状固体脲的装置的第五实施方案，正如400整体所示。

根据第五实施方案的装置400包括用与脲互不混溶的冷却液440填充的罐410，和滴落单元420，所述滴落单元包括在罐410的底部处在冷却液440内浸没的多个滴落导管421，在附图中仅仅示出了封头导管。

以受控制的方式将熔融脲经进料单元401(没有详细地示出)进料到滴落单元420中。

滴落单元420中的每一导管421提供有多个进料孔422以供进料液滴形式的熔融脲到冷却液440中。

冷却液440的密度高于熔融脲的密度，以便获得升流式构造。

当从滴落单元420中传送的熔融脲的液滴朝冷却液440的自由表面441上升时，这些液滴发生固化，从而形成球粒430。

在液体的自由表面441处，提供具有刮板471的传送带形式的运输单元470，刮板将液体从自由表面441上刮掉，球粒430已经显露并且将它们推向侧面开口472，球粒430通过所述侧面开口滴落到收集罐480内。

作为具有刮板471的传送带的备选，球粒430可以借助在表面上流动的冷却液440的冷层流朝向出口传送。

在图6所示的实施方案中，仅仅图示了冷却系统450，概括地说，该冷却系统包括多个提取元件453以供提取冷却液的蒸气，在罐410外部的冷凝器452，和导管451以供再引入冷凝的冷却液蒸气440(因此处于液相)到罐410内。

参考图7，示出了生产颗粒状固体脲的装置的第六实施方案，正如500整体所示。

根据第六实施方案的装置500包括用与脲互不混溶，密度低于熔融脲密度的第一冷却液540部分填充，并用与脲互不混溶，密度高于熔融脲密度的第二冷却液545部分填充的第一罐510。

两种冷却液以层状布置，其中具有较低密度的液体540位于上部。

第一罐510在下部与第二罐550借助位于两个罐底部上的连接开口515相连。第二罐550仅仅用第二冷却液545填充。

还提供生成第二冷却液545的流体的系统560，其包括引出导管561以供从第二罐550引出第二冷却液545，泵562和导管563以供再引入第一罐510内。导管563，561均位于各自罐510，550底部处的相同水平面上。

还在第一冷却液540的自由表面541处提供在所述液体540内浸没的滴落单元(未示出)。

当从滴落单元传送的熔融脲的液滴向下滴落时发生固化，从而形成球粒530，所述球粒530保持悬浮在由两种冷却液540，545组成的两相之间的边界界面处。

此外，由各自系统560生成的流体将处于悬浮的球粒530拖拽到第二罐550内，在此因其密度低于第二冷却液545导致它们来到表面上。

根据进一步的实施方案(未示出)，可以提供用与脲互不混溶的冷却液填充的罐，和位于冷却液的自由表面处的滴落单元。

所使用的冷却液的密度高于熔融脲的密度以便获得升流式构造，且使得在表面上作为冷液体的层流而流动。

按照这一方式，从滴落单元传送的脲的液滴倾向于保留在表面上，具有透镜状形状，并因液体的冷层流流动导致固化。

根据这一说明，作为本发明主题的生产颗粒状固体脲的装置和生产颗粒状固体脲的相关方法的特征，和同样地相关优点是清楚的。

根据以上描述的实施方案，在没有脱离本发明教导的情况下，进一步的变化是可能的。

例如，可提供中心针，其布置在滴落单元的每一脲的进料孔处以供在液滴形成过程中在每一脲的液滴内插入添加剂。

按照这一方式，生成图8所示类型的球粒20，在固体脲22的球体内存在中心定位的添加剂21。球体22的表面进一步涂布保护膜23，所述保护膜23通过干燥在生产工艺中所使用的冷却流体而生成。

此外，在根据图6的本发明装置中所使用的滴落单元可提供有生成中心压力脉冲的设备，所传送的脲在其周围分布，从而生成环形液滴。

最后，显然以上提供的生产颗粒状固体脲的装置和生产颗粒状固体脲的方法易于进行许多改进和变化，所有这些落在本发明的范围内；此外，所有细节可以被技术上相当的要素替代。在实践中，所使用的材料和尺寸均可以根据技术要求改进。

Claims (16)

1.一种生产颗粒状固体脲的装置(10，100，200，300，400，500)，它包括形成脲颗粒的至少一个第一罐(11，110，210，310，410，510)，和提供有至少一个进料孔(12a，222，422)以供进料液滴形式的熔融脲到第一罐(11，110，210，310，410，510)内的滴落单元(12，120，220，320，420)，其特征在于第一罐(11，110，210，310，410，510)用与熔融脲互不混溶的至少一种冷却液(14，140，240，340，440，540)填充，其中滴落单元(12，120，220，320，420)中的至少一个熔融脲进料孔(12a，222，422)浸没在至少一种冷却液(14，140，240，340，440，540)内。

2.权利要求1的生产颗粒状固体脲的装置(10，100，200，300，500)，其中至少一种冷却液(14，140，240，340，540)的密度低于熔融脲的密度，和滴落单元(12，120，220，320，420)位于冷却液(14，140，240，340，440，540)的自由表面(141，241，341)处。

3.权利要求1或2的生产颗粒状固体脲的装置(10，100，200，300，500)，其中滴落单元(12，120，220，320，420)中的至少一个熔融脲进料孔(12a，222，422)在其内浸没的至少一种冷却液的层维持在包括110至125℃，优选110至120℃的温度下。

4.权利要求2的生产颗粒状固体脲的装置(100，200，300)，其中在至少一个第一罐(110，210，310)的底部上提供倾斜壁(111，211，311)，所述倾斜壁在位于较高水平面的部分和位于较低水平面的部分之间延伸，运输单元(170，270，370)布置在位于较低水平面处的表面的一部分以供传送脲颗粒流出至少一个第一罐(111，211，311)。

5.权利要求1-3任何一项的生产颗粒状固体脲的装置(500)，其中至少一个第一罐(510)另外用与熔融脲互不混溶且密度高于熔融脲密度的第二冷却液(545)填充，在至少一个第一罐(510)的底部处提供与第二罐(550)相连的连接开口(515)，第二罐(550)用第二冷却液(545)填充。

6.权利要求2-5任何一项的生产颗粒状固体脲的装置(100，200，500)，其中在至少一个第一罐(110，210)的底部处提供用于生成冷却液(140，240，545)的流体的生成单元(150，250，560)，和/或从至少一个第一罐(110，210，310，510)的底部到顶部生成冷却液(140，240，340，540)的流体的生成单元。

7.权利要求6的生产颗粒状固体脲的装置(200)，其中将在底部上流动的冷却液(240)的冷流体借助多个流动分离隔板(212)保持与上方的冷却液(240)分隔。

8.前述权利要求任何一项的生产颗粒状固体脲的装置(200)，其中在至少一个第一罐(210)内布置多个冷却板(256)。

9.权利要求1的生产颗粒状固体脲的装置(400)，其中至少一种冷却液(440)的密度高于熔融脲的密度和滴落单元(420)位于至少一个第一罐(410)的底部处。

10.权利要求9的生产颗粒状固体脲的装置(400)，其中在至少一种冷却液(440)的自由表面(441)处提供运输单元(470)，它被设计为使从至少一个第一罐(441)上升到表面的脲颗粒移动或者，备选地或另外地，用于生成冷却液(440)的表面层流流动的生成设备。

11.一种生产颗粒状固体脲的方法，其特征在于它包括由下述组成的步骤：将熔融脲滴落到与熔融脲互不混溶的冷却液(14，140，240，340，440，540)内。

12.权利要求11的生产颗粒状固体脲的方法，其中冷却液(14，140，240，340，540)的密度低于熔融脲的密度，且从顶部到底部发生滴落过程。

13.权利要求12的生产颗粒状固体脲的方法，其中冷却液(14，140，240，340，540)选自由下述物质组成的组：

-可食用的和植物的油；

-矿物油；

-轻质液体石蜡烃；

-熔融蜡；

-密度低于熔融脲密度的硅油，

-将重质粉末和/或重质微粉末和/或至少一种聚合物树脂优选加入到冷却液(14，140，240，340，540)中。

14.权利要求11-13任何一项的生产颗粒状固体脲的方法，其包括下述步骤：从底部到顶部生成至少一种冷却液(14，140，240，340，540)的流体。

15.权利要求11的生产颗粒状固体脲的方法，其中冷却液(440)的密度高于熔融脲的密度和从底部到顶部发生滴落步骤。

16.权利要求15的生产颗粒状固体脲的方法，其中冷却液(440)选自由下述物质组成的组：

-熔融硫；

-全氯乙烯；

-全氟聚醚；

-密度比熔融脲密度高的硅油，

将重质粉末和/或重质微粉末和/或至少一种聚合物树脂优选加入到冷却液(440)中。