CN1261391C - 尿素的造粒方法 - Google Patents

Abstract

在造粒塔[1]中进行尿素造粒的方法，包括如下步骤：使大量的熔融尿素液滴从尿素熔体分配装置[4]落入造粒塔的尿素颗粒收集底部[6]，还包括冷却收集底部[6]的步骤。

Description

尿素的造粒方法

技术领域

本发明涉及一种尿素的造粒方法。更具体地说，本发明涉及一种在尿素生产厂的造粒塔中通过冷却尿素熔融液滴进行造粒的方法，另外，本发明还涉及一种上述尿素造粒方法所使用的造粒塔。

背景技术

用于生产尿素颗粒的造粒塔一般包括一个直立的管状墙壁，在管状墙壁内有一个用于冷却尿素熔融液滴的内室。在内室的顶部设置一个尿素熔体的分配装置，该装置向下分配，使高温尿素熔体液滴分布在造粒塔的整个横截面上，并在室内自由落下。

空气沿尿素液滴落下相反的方向向上吹，遇到落下的尿素熔融液滴后使其冷却固化，将尿素熔融液滴转变为尿素固体颗粒。

将如此得到的尿素颗粒在收集底部收集，所述收集底部位于前述内室的下部，然后由传统的皮带传送送出塔外，特别是在该底部一般有一个旋转刮刀，将尿素颗粒通过底部的开口推到位于最下部的传送机上。

众所周知，在现代尿素生产厂中，生产质量良好的尿素颗粒(即适当冷却和固化的颗粒)的非常重要的参数，是在造粒塔中设定合适的滞留时间。

“滞留时间”是指熔融的尿素液滴从分配装置到收集底部这段距离所需的时间，在收集底部尿素液滴以固体尿素颗粒形式被收集。

在一定的空气流速和温度下，所述距离越长，则用于冷却尿素熔体的时间越长，熔体越被冷却，因此在收集底部收集的尿素颗粒越硬，而且抵抗外力的能力越强。

造粒塔的塔壁是由混凝土或其他建筑材制成的，其高度应满足上述所需的距离。

值得一提的是在尿素生产厂的装置和设备中，例如反应，分解和浓缩设备中，造粒塔是最贵的。

这是因为造粒塔必须满足一定的高度，以获得必要的滞留时间，使高温尿素熔融液滴冷却下来。

然而，对于造粒塔来说，越来越多的要求是要尽可能地降低塔的高度，这样不仅可以降低造塔的难度、减少了投资和维护的费用，而且也增加了塔的安全性。也就是说，在不影响冷却程度保证得到满意的尿素颗粒的条件下，应尽可能地缩短滞留时间。

为了达到上述目的，可利用现有技术中的一些方法，并从下面的描述中将会很清楚。

这些方法一般是针对现有的尿素生产厂进行生产能力扩大时使用的，由于生产能力的扩大，为了使尿素熔融液滴进行适当的冷却，必须要从造粒塔中撤出更多的由尿素熔体放出的热量。

第一种方法是增加塔内的空气流速，以增强对液滴的冷却效果。然而，流速的增加是有一定极限的，如果流速太高，则可将室内的尿素液滴向上吹起，导致了液滴向上的携带。而且这种方法在技术上经常是不可能的，或者非常难以进行。

第二种方法是将空气在进塔之前先进行冷却。

然而，需要采用制冷系统对空气进行冷却，对这样多的空气进行冷却，必然要消耗大量的能量，因此除了塔本身的成本费用外，还需要较高的投资和维护费用。

第三种方法是在塔底或塔外采用流化床冷却器对尿素颗粒进行冷却。

为了使尿素冷却，需要有一个可以产生流化的空气流，例如在塔的底部具有足够高的压力气流，足以使悬浮在流化床上的颗粒流化，并且气流的温度应足够低使颗粒得到冷却。

对于所述的可以产生流化的空气流，需要一个空气升压压缩机和一个适宜的制冷系统，这也需要较高的投资和能耗。

为了克服上述方法的缺陷，第四种方法是在塔外采用一个与收集底部及其下游液体相连的冷却装置。

所述的冷却装置是由平行排列的冷却板组成，冷却板内充有冷却液，尿素颗粒通过冷却装置时与冷却的外表面接触后被进一步冷却下来。

这一冷却装置需要较少的能量和较少的资金投入，而冷却设备如前所述。

然而，将尿素颗粒从塔的收集底部输送到冷却器，并将该颗粒提升到冷却器入口，并对颗粒进行筛分，仍然需要一些辅助设备，这使整个冷却装置制造技术较复杂，提高了成本。

尽管越来越需要最大程度地降低建造新塔的高度，或在已有造粒塔的生产能力提高后，在降低或维持塔高不变的条件下使冷却效率充分提高，但对于此类应用，现有技术中并没有提出一种非常简单的、可靠和经济的有效方法来增加对尿素颗粒的冷却效率。

发明内容

发明概要

本发明所要解决的技术问题是要提供一种在造粒塔中通过改善对尿素熔融液滴的冷却效率进行尿素造粒的方法，该方法操作简单、安全可靠，不需很高的投资费用和生产费用。

本发明提供的在造粒塔中进行尿素造粒的方法解决了上述的问题，该方法包括以下步骤：

-使大量的熔融尿素液滴从分配装置落入造粒塔的尿素颗粒收集底部；其特征在于还包括以下步骤：

-冷却所述的收集底部。

本发明还提供了一种用来进行尿素造粒的造粒塔，该造粒塔包括一个尿素熔体分配装置和一个尿素颗粒收集底部，其特征在于还包括：—可以对收集底部进行冷却的设备。

由于本发明，尿素颗粒的冷却被明显地提高了，而且简单方便、安全可靠。

实际上，对落在收集底部的尿素颗粒进行直接冷却，是非常有效和令人满意的。这非常有利于建造降低高度的造粒塔，即落下的尿素熔融液滴的滞留时间与最佳的一种相比降低很多，而且在现有的造粒塔不需增加其高度的条件下，可提高生产能力。

而且，本发明可以很容易地用于新建的造粒塔，和不需要改变塔本身结构的现有造粒塔，而且也不需要较高的投资和较高的生产成本。

以下为本发明的具体实施方案，并以附图作为参考，从对实施方案的指示性的和非限定性的说明中，我们可以很清楚地看出本发明的特点和优点。

附图说明

附图简述

图1是本发明造粒塔的纵向截面图；

图2是图1的特定的造粒塔沿X-X线的纵向截面图；

图3是图1的造粒塔沿Y-Y线的横截面的顶视图。

附图详述

根据图1-3所示，造粒塔1包含一个直立的管状墙壁2，优选为圆柱状，墙壁内有一个用于冷却尿素熔融液滴的内室3，在图1中尿素熔融液滴一般用“d”来表示。

尿素熔体的分配装置4位于内室3的顶端3a处。该分配装置4固定在墙壁2上，并且按传统的方式与尿素熔体的进料管相连(图中未示出)。

分配装置4一般包括一个多孔篮5，其匀速沿垂直中心轴旋转，或包括一个或多个静态喷雾器，该分配装置与所述的尿素熔体的进料管流体相连，图中未示出。

在图1的实例中，所示的墙壁2和内室3在塔顶是敞开的。然而，也可以在塔顶加上传统的盖子和/或顶棚，以便让冷却空气吹出，同时保护内室3不受环境的影响。

尿素颗粒收集底部6位于所述的内室3的下部3b处。收集底部6与墙壁2基本上是垂直的，直径与造粒塔1的内径基本相同。

从图2和图3中可清楚地看到，收集底部6被分成两个基本上相等的半圆部分，每一部分用7来表示。两部分7被一个纵向槽8分开，该纵向槽沿底部6的直径延伸。

在收集底部6的下面，与槽8平行地设置一个传送皮带9，其宽度略宽于槽8，传送带将得到的尿素颗粒(在图2和图3中一般用“p”来表示)从造粒塔1中输出。

从图1中可以看到，传送带9要长于管状墙壁2的直径，因此需要开口2a，以使传送带9穿过造粒塔1。

在收集底部6上设置一个旋转刮刀10，以将该底部上的尿素颗粒取出并直接推向位于传送带9上的槽8。

刮刀10包括一个紧贴于收集底部6并绕塔中心轴旋转的刀片11，刮刀由安置在收集底部6下的发动机13驱动，并通过轴杆12将刮刀与发动机连接起来。为了简化起见，图2中将发动机13和轴杆12省略。

墙壁2一般是将底部固定在图中所示的地面14上。

根据本发明，造粒塔1还包括一个用于冷却收集底部6的冷却设备15是有利的。

优选地，该冷却设备15位于收集底部6上，在其上表面6a和刮刀刀片11之间。

在本发明的实施例中，该冷却设备15包含两个中空的半圆元件，分别用16表示，并且分别完全覆盖两个底部7。所述的中空元件优选是扁平的，并允许与收集底部6进行热交换的冷却液(图中未示出)在其中通过。

根据本发明另一实施方案，所述元件16的内部，冷却液沿锯齿形或线圈形的流动路径流动。为此，在中空元件16的内部设置有许多直立的墙壁或隔板(图中未示出)，其根据流动路径隔开元件16内部的中空空间，使冷却液按所设计的路径流动。

在中空元件16的替代方法中，冷却设备15可以包含一个或多个线圈形或锯齿形的管道(图中未示出)，以使冷却液流过。

冷却设备15，例如元件16，采用传统的方式(例如输送管)进行连接使冷却液进入其中和从其中流出是合适的，为了简化起见，这种连接在图中没有表示出来。

另外，根据本发明的另一个实施方案，未示出，冷却设备15还可以直接安置在收集底部6的下面或其内部。

另外，造粒塔1还可以包含这样一些设备(图中未示出)，例如用于冷却旋转刮刀10的线圈，这样有利于增强对下落在收集底部6上的尿素颗粒的冷却，并使之硬化。

下面将对本发明的尿素造粒方法进行更详细地描述。

将尿素生产厂最后一个工段(图中未示出)得到的尿素熔体流按传统的方式送入造粒塔1的分配装置4，该分配装置4安置在冷却内室3的顶端3a处。

分配装置4的旋转篮5旋转后产生大量的尿素熔融液滴d，在内室3中(由于重力的作用)液滴自然向下落在造粒塔1的收集底部6上。

在熔融尿素液滴自分配装置4按各自的轨迹下落到收集底部6，更具体地说是下落到冷却设备15的中空元件16的上表面所需要的时间，是熔融尿素液滴转化为固体尿素颗粒p的时间。如上所述，该时间也称为滞留时间。

在内室3中，尿素熔融液滴d在下落到收集底部6的过程中，与反方向向上流动的室温空气流相接触，以此使其冷却下来并固化成为尿素颗粒。

有利的是，根据本发明的尿素造粒方法还包含冷却收集底部6的步骤。

通过该冷却步骤，可明显地改善对尿素颗粒的冷却和固化，而且完全与塔高或塔的生产能力没有关系。因此，有可能设计一种新的塔高较低的造粒塔，或提高现有造粒塔的生产能力，而不影响所需的颗粒质量。

实际上，在内室3中尿素熔融液滴在下落过程中形成颗粒，并积聚在位于收集底部6上被不断冷却的中空元件16上。在这里尿素颗粒通过与元件16的冷表面直接接触后被进一步冷却(即与元件16中流动的冷却液进行间接的热交换)。

一旦尿素颗粒在底部6上积聚，便采用旋转刮刀10的方式将其从造粒塔1中输出，所述旋转刮刀将颗粒推到中心槽8和传送带9上。

本发明中由于收集底部6具有很大的表面积，因此非常有利于增强尿素颗粒的冷却效果。

而且，本发明的冷却步骤也是十分有效的，由于本发明的冷却是在造粒塔内的收集底部6内进行的，尿素颗粒在经槽8离开前会停留一段不可忽视的时间。本发明正是利用了这段停留时间，对尿素颗粒进行了进一步的冷却。

有利的是，尿素颗粒在收集底部6上的停留过程中，旋转刮刀10的作用可以使颗粒混合，来增强颗粒冷却的均匀性，以此得到均匀的产品。同时，刮刀10还保证收集底部的所有表面均可以用于冷却尿素颗粒。

与现有技术的造粒方法相比，本发明造粒方法中冷却尿素颗粒收集底部的步骤不仅操作简单、安全可靠，而且不需较高的投资费用和生产成本，同时不需要高的能量消耗。

另外，由于本发明不需要对造粒塔本身进行特定的结构改变即可改善冷却效率，因此特别适用于现有的造粒塔，使其在维持或降低尿素在塔内滞留时间的条件下提高生产能力。

Claims (6)

1、在造粒塔[1]中进行尿素造粒的方法，包括以下步骤：

—使大量的熔融尿素液滴从尿素熔体分配装置[4]落入所述造粒塔的尿素颗粒收集底部[6]；

其特征在于还包括以下步骤：

—对所述收集底部[6]进行冷却以使对如此获得的尿素颗粒的冷却在所述的收集底部直接进行。

2、根据权利要求1的方法，特征在于所述的大量的尿素液滴在与向上吹动的空气流相反的方向落下。

3、用于尿素造粒的造粒塔[1]，包括熔融尿素分配装置[4]和尿素颗粒收集底部[6]，其特征在于还包括：

—用于冷却所述收集底部[6]以使对如此获得的尿素颗粒的冷却在所述的收集底部直接进行的设备[15]。

4、根据权利要求3所述的造粒塔，其特征在于，所述的冷却设备[15]包括两个中空的半圆元件[16]，其位于所述收集底部[6]的上面，在所述的元件[16]中使与所述的收集底部[6]进行热交换的冷却液通过。

5、根据权利要求3的造粒塔[1]，特征在于其包括：直立的管状墙壁[2]，墙壁内为用于冷却尿素熔融液滴的内室[3]，安置在所述内室[3]的顶端(3a)的所述尿素熔体分配装置[4]和位于所述内室[3]的下部(3b)处的所述尿素颗粒收集底部[6]和在所述的收集底部[6]上用于将尿素颗粒送出塔外的旋转刮刀[10]。

6、根据权利要求5所述的造粒塔，其特征在于还包括用于冷却所述旋转刮刀[10]的设备。

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