CN1800119A - 塔式复合肥熔体旋转喷淋造粒可控混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的塔式复合肥熔体旋转喷淋造粒可控混合装置，包括混合器及其下部的混合槽，混合器包括混合锥台、设置于混合锥台内的混合叶轮、液体进料管和粉体进料管，一通过电机和传动机构驱动的轴与混合叶轮固定连接，混合槽连接于混合锥台的下部，混合槽包括釜式罐体，罐体内，一搅拌机构与混合叶轮固定连接，罐体内还设置有可控制蒸汽开关的罐内加热盘管，罐体底部还设置有卸料机构。该装置采用在罐体设置加热盘管的结构，不仅使现有的制浆工艺省去了粉体物料加热的工序，降低了运行成本，而且能随粉体物料成分的不同以及所占比例含量的不同，对混合装置换热面积进行方便快捷的调整，满足造粒工艺对制浆的要求。

Description

塔式复合肥熔体旋转喷淋造粒可控混合装置

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，涉及一种可控混合装置，具体涉及适用于塔式复合肥熔体旋转喷淋造粒工艺的可控混合装置。

背景技术

复合肥熔体法塔式旋转喷淋造粒工艺中，尿素或硝酸铵溶液与粉状的固体物料(磷酸一铵或钾盐或碳酸钙等等)经高温加热混合后形成一种具有一定粘度和流动性的复合熔融料浆，此复合熔融料浆经造粒喷头的喷孔射出，以液滴的形式自造粒塔顶部向下自然降落，液滴在降落的过程中与造粒塔内的常温气流接触，即被冷却收缩成球状颗粒成品。

在该工艺中，复合料浆必须达到造粒所需的较高的温度条件，才能满足造粒的要求，如果复合料浆的温度低于造粒所需的温度，就可能根本无法造粒，或虽勉强可以通过造粒喷头，但造出的产品颗粒不是正圆球形而是蝌蚪状或米粒状，成为废品。由于在液态条件下，不同温度的物质进行对流传热传质，低温物料与高温物料的温度差将导致低温物料的温度升高和高温物料的温度降低，如果将常温的粉体物料与高温的尿素或硝铵熔融液混合必会由于较大的温差而对熔融复合料浆产生一定的温降。因此，为了保证熔融料浆的造粒温度，传统的制浆工艺必须将粉体物料经专用的加热装置加热至工艺要求的温度后再与作为熔融载体的尿素或硝铵熔融液混合。

另外，根据产品的要求，磷酸一铵、钾盐、碳酸钙等粉体物料既可按比例多元加入(制成多元复合肥)，亦可按比例单独加入(制成两元复合肥)，不同的成分和配比所需的反应温度不同，现有的制浆混合设备不能随着粉体物料成分的不同以及粉体物料所占比例含量不同而对熔融液的温度和体积进行相应的调整。

发明内容

本发明的目的是提供一种塔式复合肥熔体旋转喷淋造粒可控混合装置，该装置不仅使现有的制浆工艺省去了粉体物料加热的工序，降低了投资费用和运行成本，而且能随粉体物料成分的不同以及所占比例含量的不同，对混合装置的换热面积等进行方便快捷的调整，满足造粒工艺对制浆的要求。

本发明所采用的技术方案是，塔式复合肥熔体旋转喷淋造粒可控混合装置，包括混合器及其下部的混合槽，混合器包括混合锥台、设置于混合锥台内的混合叶轮、液体进料管和粉体进料管，一通过电机和传动机构驱动的轴与混合叶轮固定连接，混合槽连接于混合锥台的下部，混合槽包括釜式罐体，罐体内，一搅拌机构与混合叶轮固定连接，罐体内设置有可控制蒸汽开关的罐内加热盘管，罐体底部还设置有卸料机构。

本发明的特点还在于：

罐内加热盘管设置2～5组，每组均独立控制蒸汽开关，罐内加热盘管的间隙大于盘管外径。

罐体外壁面与罐内加热盘管对应盘有可控制蒸汽开关的罐体加热伴管，罐体底部盘有可控制蒸汽开关的罐底加热伴管。

罐体加热伴管与罐内加热盘管对应设置2～5组，每组均独立控制蒸汽开关。

搅拌机构由通过搅拌轴联结法兰与混合叶轮固定连接的搅拌轴及配置在搅拌轴上的搅拌叶片组成。

卸料机构包括卸料管道，卸料管道内与罐体连接处设置有第一组平面阀，第一组平面阀与第一套连杆控制机构相连接。

该装置还包括一溢流装置，溢流装置包括设置于罐体下部侧壁上并与罐体相连通的水平溢流管，水平溢流管内设置有双联阀机构，水平溢流管与一管口向上的垂直溢流管相连通，水平溢流管与垂直溢流管外套装有溢流装置壳体，溢流装置壳体与水平溢流管下部的下料管相连通。

双联阀机构包括设置于水平溢流管与罐体连接端口的第二组平面阀，第二组平面阀与设置于水平溢流管另一端口的第三组平面阀背靠背连接，第三组平面阀与第二套连杆控制机构相连接。

垂直溢流管可用等径的不同长度的管子替换，或用数个等径的短管通过积木式组合变换长度。

本发明的有益效果在于：

1)省去了传统的制浆工艺所必需的粉体物料加热装置以及粉体物料加热工序，用混合槽罐体内外设置的蒸汽盘管和伴管的加热面积来弥补常温粉体物料对复合溶液产生的温降，降低了运行成本。

2)能随着粉体物料成分的不同以及粉体物料所占比例含量不同而对混合槽罐体的加热面积进行调整，使之满足造粒工艺对溶液温度的要求。

3)由于呈液态的尿素或硝酸铵熔融载体与粉体物料在混合装置中发生化学分解反应，如果磷铵等粉体物料分解反应不够，成品颗粒不易收缩出一个小盲孔，如果化学分解反应程度过大则成品颗粒因夹带过多气体将变成空壳，同时由于相当一部分对农作物有益的养分分解成了气体逸出而降低了复合肥的肥效，所以，有效控制混合溶液化学分解反应程度才能保证产品的质量。分解反应程度是由混合溶液在罐体内的温度和滞留时间决定，而混合溶液在罐体内的体积除以实际的造粒量就是混合溶液在罐体内的滞留时间。本发明的装置不但可根据不同的季节温度变化，还可根据不同成分的粉体物料、根据不同配比的粉体物料含量，通过调节相应的蒸汽盘管、伴管阀门的开关来改变混合槽罐体的加热面积来调节混合溶液的温度，通过调节垂直溢流管的长度来改变溶液在混合槽罐体内的停留时间、通过控制搅拌机构的搅拌强度，保证了进入造粒喷头的溶液能够满足造粒工艺对料浆的要求，最终制得合格的球形颗粒产品。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的卸料机构的工作原理图，其中，a为阀门关闭状态，b为阀门开启状态；

图3是本发明的溢流控制装置结构示意图；

图4是溢流控制装置的工作原理图，其中，a为第二组阀门开启状态，b为第二组阀门关闭状态。

图中，1.粉体进料管，2.液体进料管，3.电机，4.传动机构，5.轴，6.混合锥台，7.混合叶轮，8.搅拌轴联结法兰，9.搅拌轴，10.搅拌叶片，11.罐体，12.罐体加热伴管，13.罐内加热盘管，14.罐底加热伴管，15.卸料管道，16.第一组平面阀，17.下料管，18.水平溢流管，19.第二组平面阀，20.垂直溢流管，21.溢流装置壳体，22.第一套连杆控制机构，23.第三组平面阀，24.第二套连杆控制机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明的塔式复合肥熔体旋转喷淋造粒可控混合装置，包括一混合器及其下部的混合槽，混合器包括混合锥台6、设置于混合锥台6内的混合叶轮7、液体进料管2和粉体进料管1，混合锥台6可用金属板卷制成截头圆锥台形状，液体进料管2和粉体进料管1伸入到混合叶轮7的上部，使液体料和粉体料直接进入混合叶轮7进行混合，轴5与混合叶轮7固定连接，轴5通过电机3和传动机构4驱动，进而控制混合叶轮7转动，电机3的转速可通过变频器来调节，混合槽连接于混合锥台6的下部，混合槽设计成釜式罐体11，罐体11的有效容积根据用户的具体产量来定，在罐体11内，混合叶轮7的下部用螺栓固定连接一通用的搅拌机构，搅拌机构也可采用通过搅拌轴联结法兰8与混合叶轮7下部相连接的搅拌轴9及配置在搅拌轴9上的搅拌叶片10组成，通过混合叶轮7的转动带动搅拌机构进行搅拌，搅拌机构可以通过调节变频器的频率来改变搅拌叶片10的搅拌强度，搅拌机构使罐体11内的料浆与蒸汽加热盘管13的换热更充分，使罐体11内的固液相的物料混合得更加均匀不易产生分层离析现象。罐体11内还设置有2～5组可控制蒸汽开关的罐内加热盘管13，每组盘管均独立控制蒸汽开关，罐内加热盘管13的间隙大于盘管外径以利于液体在罐体11内的流动，罐体11外壁面与罐内加热盘管13对应盘有2～5组可控制蒸汽开关的罐体加热伴管12，每组加热伴管独立控制蒸汽开关，罐体11底部盘有可控制蒸汽开关的罐底加热伴管14，由于冬季与夏季的温差比较大，故罐内加热盘管13、罐体加热伴管12和罐底加热伴管14的总加热面积要能够弥补常温粉体物料在冬季气温条件下对熔融液产生的温降，而夏季生产时则不必将蒸汽开关全部打开。罐体11底部还设置有卸料机构，如图2所示，卸料机构采用平面阀机构，设置在卸料管道15内，卸料管道15内与罐体11连接处设置有第一组平面阀16，第一组平面阀16与第一套连杆控制机构22相连接，通过第一套连杆控制机构22控制第一组平面阀16的开启、闭合，控制罐体11内料浆排泻，保证在停车时罐体11内不得有残存的物料。本发明还设置有一套溢流装置，如图3所示，包括一水平溢流管18和与其相连通的垂直溢流管20，水平溢流管18安装在罐体11下部侧壁上并与罐体11内相连通，水平溢流管18内设置双联阀机构，包括设置于水平溢流管18与罐体11连接端口的第二组平面阀19，第二组平面阀19与设置于水平溢流管18另一端口的第三组平面阀23背靠背连接，第三组平面阀23与第二套连杆控制机构24相连接，在第二套连杆控制机构24的控制下，第二组平面阀19开启，第三组平面阀23则闭合，控制罐体11内的液体向水平溢流管18流动以及水平溢流管18内液体的流向——进入垂直溢流管20或通过下料管17流出，垂直溢流管20可根据需要更换不同长度，可用等径的不同长度的管子替换，或用两个以上等径的短管通过积木式组合变换长度，改变垂直溢流管20的长度即改变了溢流管口的高度位置，水平溢流管18与垂直溢流管20外套装有溢流装置壳体21，溢流装置壳体21与水平溢流管18下部的下料管17相连通。

本发明装置的工作原理是这样的：

粉体物料和液体物料分别从粉体进料管1和液体进料管2进入混合叶轮7的中心，电机3通过传动机构4带动轴5转动时，混合叶轮7作水平状回转运动，落入混合叶轮7上的液态物料和粉体物料同时受离心作用沿叶片法面作加速运动，此时液态物料和粉体物料的单位能量皆随其线速度的提高而增加，在叶片的受力面上，液态物料和粉体物料进行了固、液相的初级强制混合，经过初级混合的液态物体被混合叶轮7中叶片外缘端点高速抛向混合锥台6的内壁面，由于被抛射出的混合物是沿混合叶轮7外缘端点呈切线方向脱离叶轮体的，故混合物与上混合锥台6的内壁面接触后又将完成再一次的强制混合，高速的射流呈切线射入角冲刷和撞击混合锥台6的内壁面，在强大的冲刷力下混合锥台6的内壁面几乎不能粘附上固状的物料，由于重力原因混合液流沿混合锥台6的内壁旋转且降落，最后落入到混合槽中。釜式罐体11内，根据工艺对制浆的要求，通过调节罐内加热盘管13、罐体加热伴管12和罐底加热伴管14的蒸汽开关来控制罐体11的加热面积，混合叶轮7的转动带动搅拌机构转动，通过搅拌机构的搅拌使容器内的料浆混合更加均匀且料浆与蒸汽加热盘管13的换热更充分。根据溢流管口的高度位置选择配置一定长度的垂直溢流管20，来对罐体11内熔融液的体积进行调整，参见图4a，通过第二套连杆控制机构24将第二组平面阀19打开，罐体11与水平溢流管18连通，罐体11内的熔融液流入水平溢流管18，此时，第三组平面阀23闭合，熔融液流进垂直溢流管20，由于连通器原理，罐体11内液体的高度与垂直溢流管20的管口平齐，液位的改变意味着料浆体积的改变，通过控制反应温度、液体滞留时间，其反应条件也就得到控制。从垂直溢流管20溢出的液体靠自重沿着溢流装置壳体21自下料管17进入造粒装置造粒；

造粒喷头是一个薄壁的金属截头圆锥体，其锥体母面上开有若干小孔，用于造粒的熔融液均从这些小孔中喷出，如果在初始供料时造粒喷头的金属温度与熔融液温差过大，则熔融液很容易在喷孔处因为粘度突然增大而难以通过甚至因此结晶，为保证熔融液的工艺流动性，就必须要求造粒喷头有一定的工作温度，因此，工艺特别要求用户在投料前用蒸汽对造粒喷头及进料管充分预热。溢流控制装置第二组平面阀19的主要功能就是当用蒸汽对造粒喷头预热时将第二组平面阀19关闭以防止蒸汽进入混合装置里。参见图4b，第二套连杆控制机构24将第二组平面阀19闭合后，第三组平面阀23打开，水平溢流管18和垂直溢流管20内的熔融液自下料管17排出，停止造粒时，将罐体11底部的卸料机构打开，即通过第一套连杆控制机构22将第一组平面阀16打开，罐体11内残留的熔融料浆沿卸料管道15流出，该卸料机构既可作为混合槽的卸料阀使用，亦可作为容器的出料阀直接给造粒喷头供料。

Claims (9)

1.塔式复合肥熔体旋转喷淋造粒可控混合装置，包括混合器及其下部的混合槽，混合器包括混合锥台(6)、设置于混合锥台(6)内的混合叶轮(7)、液体进料管(2)和粉体进料管(1)，一通过电机(3)和传动机构(4)驱动的轴(5)与混合叶轮(7)固定连接，混合槽连接于混合锥台(6)的下部，其特征在于，所述混合槽包括釜式罐体(11)，罐体(11)内，一搅拌机构与所述混合叶轮(7)固定连接，罐体(11)内设置有可控制蒸汽开关的罐内加热盘管(13)，罐体(11)底部还设置有卸料机构。

2.按照权利要求1所述的可控混合装置，其特征在于，所述罐内加热盘管(13)设置2～5组，每组独立控制蒸汽开关，罐内加热盘管(13)的间隙大于盘管外径。

3.按照权利要求2所述的可控混合装置，其特征在于，所述罐体(11)外壁面与罐内加热盘管(13)对应盘有可控制蒸汽开关的罐体加热伴管(12)，罐体(11)底部盘有可控制蒸汽开关的罐底加热伴管(14)。

4.按照权利要求3所述的可控混合装置，其特征在于，所述罐体加热伴管(12)与罐内加热盘管(13)对应设置2～5组，每组独立控制蒸汽开关。

5.按照权利要求1所述的可控混合装置，其特征在于，所述搅拌机构由通过搅拌轴联结法兰(8)与混合叶轮(7)固定连接的搅拌轴(9)及配置在搅拌轴(9)上的搅拌叶片(10)组成。

6.按照权利要求1所述的可控混合装置，其特征在于，所述卸料机构包括卸料管道(15)，卸料管道(15)内与罐体(11)连接处设置有第一组平面阀(16)，第一组平面阀(16)与第一套连杆控制机构(22)相连接。

7.按照权利要求1所述的可控混合装置，其特征在于，还包括一溢流装置，所述溢流装置包括设置于罐体(11)下部侧壁上并与罐体(11)相连通的水平溢流管(18)，水平溢流管(18)内设置有双联阀机构，水平溢流管(18)与一管口向上的垂直溢流管(20)相连通，水平溢流管(18)与垂直溢流管(20)外套装有溢流装置壳体(21)，所述溢流装置壳体(21)与水平溢流管(18)下部的下料管(17)相连通。

8.按照权利要求7所述的可控混合装置，其特征在于，所述双联阀机构包括设置于水平溢流管(18)与罐体(11)连接端口的第二组平面阀(19)，第二组平面阀(19)与设置于水平溢流管(18)另一端口的第三组平面阀(23)背靠背连接，第三组平面阀(23)与第二套连杆控制机构(24)相连接。

9.按照权利要求7所述的可控混合装置，其特征在于，所述垂直溢流管(20)可用等径的不同长度的管子替换，或用两个以上等径的短管通过积木式组合变换长度。

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