CN214261785U - 一种造粒塔全污染强制循环式治理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种造粒塔全污染强制循环式治理系统，其包括过滤区A、尿素喷淋成型区B和尿素成品收集区C，过滤区A用于过滤带物料粉末及净化含杂质气体，尿素喷淋成型区B设置在过滤区A下面且用于喷洒尿素液滴，尿素成品收集区C设置尿素喷淋成型区B下面且用于收集凝聚成颗粒状的尿素颗粒；在过滤区A顶部设置有第二百叶窗(13)；在造粒塔的底部侧面设置引风机(8)；在引风机(8)出口处沿造粒塔塔壁切向设置引风管(9)。本实用新型造粒塔全污染强制循环式治理系统彻底解决了目前干法流程粉尘捕集存在的污染问题，同时降低NH₃的排放浓度和总量，满足当下和未来的环保法规要求。

Description

一种造粒塔全污染强制循环式治理系统

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，涉及一种造粒塔全污染强制循环式治理系统，可广泛应用于高塔尿素造粒及复合肥造粒工艺尾气环保治理。

背景技术

在我国生产尿素及复合肥造粒工艺大多采用高塔造粒工艺，在生产过程中受气候条件、高塔结构、喷头磨损和缺陷及熔融物中夹带氨影响，在塔体顶部排气口产生一定量的原料粉尘和氨逃逸，造成环境污染的同时造成原料浪费。据统计全国各规格的尿素高塔生产装置高达数百套，因生产量大，单体烟气排放量通常均在数拾及百万立方米/小时，造成数万吨尿素及复合肥粉末及氨逃逸，严重影响环境质量。

例如，中国专利申请第CN202020302703.0号公开了一种造粒塔尾气除尘装置，其涉及一种造粒塔尾气除尘装置。包括壳体、冲水系统、电晕电极、沉淀电极与灰斗，所述壳体顶部设有开口且与造粒塔尾气管道连通，所述壳体四周开设有清洁空气出口，所述电晕电极通过支撑装置固定在壳体内部，对含尘空气进行电离，所述沉淀电极与电晕电极对应设置且固定在壳体的内部，所述冲水系统包括水管与喷头，所述喷头固定在壳体的内部靠近沉淀电极，所述水管一端连接至喷头，另一端连接至外界水管线，所述灰斗与壳体底部连接，收集灰尘。

近年来针对高塔尿素造粒工艺的环保改造在不间断进行中取得了一定成果，排放物总量有所下降，主要治理手段有干湿两种，但从目前和未来环保趋势来看，目前“烟气拖尾”治理方法及装置均存在一定亟待改进的功能性缺陷。主要问题如下：

(一)湿法除尘工艺存在的环保问题

特别是在气温0～15℃的大气扩散不利的环境条件下，存在目视可见的“拖尾”烟气；

因为尿素及复合肥中逸出粉尘细小且大多溶于水，随热烟气上升且与液态水中混有的一定量粉尘和NH₃形成气溶胶，造成烟气明显“拖尾”经久不散；

湿法治理工艺通常采用水喷淋工艺，受高塔结构限制(存载、抗震、防风)而无法采用长流程喷淋，气、液、固三相本身难以取得良好的混合效果，导致污染物捕集率不高，并且目前针对湿法除尘的测试方法与环保指标存在明显偏离，造成主要污染物明显不达标，严重影响当地的环境质量。

(二)目前的高塔干法除尘工艺存在的问题是对NH₃的捕集效果差。

尿素高塔干法除尘工艺主要采用高效过滤原理，虽然烟气中粉末捕集率高，排放浓度通常可以达到5mg/Nm³及以下，粉尘排放完全满足要求；以及干法工艺四季不受气候影响，无可见烟气拖尾；但是目前的干法工艺采用的是过滤机理，对NH₃的捕集效果差。

实用新型内容

基于现实和生产实践的需要，本申请人研发了一种造粒塔全污染强制循环式治理系统，其适用于高塔尿素造粒及复合肥造粒工艺尾气环保治理，实现了一体化解决粉尘、氨氮和烟气“拖尾”的环保目标，并实现了废水循环利用。

依据本实用新型专利的技术方案，提供一种造粒塔全污染强制循环式治理系统，其包括过滤区A、尿素喷淋成型区B和尿素成品收集区C，过滤区A用于过滤物料粉末及净化含杂质气体，尿素喷淋成型区B设置在过滤区A与尿素成品收集区C之间且在过滤区A下面且用于喷洒尿素液滴，尿素成品收集区C设置尿素喷淋成型区B下面且用于收集凝聚成颗粒状的尿素颗粒；其中，尿素喷淋成型区B包括塔体、第一百叶窗、尿素液态喷淋机构、喷洒机构和存料盘，在桶状塔体上部设置过滤区A，在塔体上部及过滤区A下部设置有第一百叶窗；在塔体与第一百叶窗之间设置有喷洒机构；过滤区A包括用于过滤带物料粉末的过滤组件，在过滤区A顶部设置有第二百叶窗。

进一步地，喷洒机构的喷头设置于第一百叶窗下部且位于喷管下端，喷管经由环形走道的孔洞深入塔内；在第一百叶窗下方设置存料盘，与存料盘相连通的尿素液态喷淋机构将热态液态尿素向下方喷洒成液滴。在造粒塔的底部侧面设置引风机；在引风机出口处沿造粒塔塔壁切向设置引风管。

优选地，尿素成品收集区C进一步包括承料盘、输送带和刮料机，承料盘接收凝聚成颗粒的尿素颗粒，刮料机的旋转面与承料盘相适应，刮料机的旋转面将洒落在承料盘上的尿素颗粒推向承料盘的中心漏孔处；输送带设置在承料盘的中心漏孔的下方，承料盘集聚的尿素颗粒自中心漏孔泄漏到输送带上，通过输送带输运到仓库储存；引风机和引风管协同作用将外界气体强行送入造粒塔塔体内。

优选地，在造粒塔塔底设置封闭隔板，维持引风机形成的微正压。

更优选地，喷洒机构连接设计为环状结构，通过环形管路输运液体；喷洒机构设置连接在管路的不同部位，成组排列设置从环形管道凸露出的喷洒机构喷管，形成雾化液喷洒接口。

优选地，环绕造粒塔底部依据现场生产的需要布置多个引风机，或者喷洒机构根据生产需要喷出的细小稀酸滴。

进一步地，依据塔体内的气流流速及尿素造粒温度控制的需要，联机调整或分别调整引风机的功率和第二百叶窗的引风量。

优选地，喷头设置有清堵回路装置。在烟道混合路径中设置有气流均布器。引风机和第二百叶窗与第一百叶窗进行联动，根据引风量和尾气处理量来控制第一百叶窗的开合程度。

相比于现有技术，采用本实用新型的造粒塔全污染强制循环式治理系统彻底解决了目前干法流程粉尘捕集存在的污染问题，解决了对NH₃的捕集效果差的技术问题，同时降低NH₃的排放浓度和总量，满足当下和未来的环保法规要求，彻底实现了以下环保指标达标：无可视烟气拖尾及气溶胶排放、粉尘排放达标、NH₃排放达标。

附图说明

图1是依据本实用新型的造粒塔全污染强制循环式治理系统的塔体结构示意图。

图2是图1中喷洒结构的截面示意图。

附图中的标记如下：塔体1、第一百叶窗2、尿素液态喷淋机构3、封闭隔板4、承料盘5、输送带6、刮料机7、引风机8、引风管9、喷洒机构10、存料盘11、过滤组件12、第二百叶窗13、管路14、过滤区A、尿素喷淋成型区B、尿素成品收集区C。

具体实施方式

下面将结合本实用新型专利实施例中的附图，对本实用新型专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型专利保护的范围。

本实用新型提供一种造粒塔全污染强制循环式治理系统，其包括过滤区A、尿素喷淋成型区B和尿素成品收集区C，过滤区A用于过滤物料粉末及净化含杂质气体，尿素喷淋成型区B设置在过滤区A下面且用于喷洒尿素液滴，尿素成品收集区C设置尿素喷淋成型区B下面且用于收集凝聚成颗粒状的尿素颗粒。

如图1所示的造粒塔全污染强制循环式治理系统的塔体结构，过滤区A包括过滤组件12，在过滤区A顶部(也就是造粒塔塔顶)设置有第二百叶窗13，在“烟囱效应”作用下造粒塔塔内夹带物料粉末及NH₃的排放气由塔底部缓慢上升至塔顶，并经过作为出风口的第二百叶窗13排出。过滤组件12优选采用袋式收粉装置，同时优选设置喷吹机构。优选过滤区A顶部的上表面封闭，在过滤区A顶部的下表面设置第二百叶窗13。这样设置第二百叶窗13，既有利于避免雨水灌入造粒塔，也克服了在先技术中使用大容量引风机的弊端，可以显著降低塔顶设备的重量，消除引风机在运行中产生的振动，提高了造粒塔的安全性；同时减少了塔顶的运行设备，可以显著降低系统运行检查和维护的工作量。

尿素喷淋成型区B包括塔体1、第一百叶窗2、尿素液态喷淋机构3、喷洒机构10和存料盘11，在圈围成桶状的塔体1上部设置过滤区A，在塔体1上部及过滤区A下部设置有第一百叶窗2，在第一百叶窗2下方设置存料盘11，存料盘11用于盛放热态液态尿素；与存料盘11相连通的尿素液态喷淋机构3将热态液态尿素向下方喷洒成微细小的液滴；自尿素液态喷淋机构3喷淋而下的微细小热态液态尿素的液滴与逆流而上的冷空气在尿素喷淋成型区B交汇，加速热态液态尿素降温并形成尿素固体颗粒。

如图1所示的造粒塔全污染强制循环式治理系统的塔体结构，以及如图2所示的喷洒结构的截面示意图，在塔体1内侧与第一百叶窗2之间设置有喷洒机构10，喷洒机构10围绕塔体内侧环绕第一百叶窗2设置，优选等间距设置，也可以设置在第一百叶窗的开孔处；喷洒机构10的设置应当避开维修间(用于塔体设备维修的护梯或操作间)。喷洒机构10采用喷淋管或喷淋头机构设置，也可以采用遥控设置或电动控制或手动控制；针对喷洒机构10设置有配套的自动阀门及PLC控制逻辑，以使喷洒量或喷洒时间与检测到的NH₃量或粉尘量相适应。喷洒机构10根据生产需要喷出的细小稀酸滴，优选雾化液，所述雾化液必须采用对塔体和设备无腐蚀影响的稀酸液(通常可采用碳酸水)，碳酸水可以通过在一定温度条件下CO₂与水加压制得，该碳酸水在常压下较易挥发所以应控制水温在较低水平。

在造粒塔的底部侧面设置引风机8，优选使用大功率引风机或轴流引风机，同时在造粒塔底部设置封闭隔板4，使塔内形成微正压。更进一步地，环绕造粒塔底部可以依据现场生产的需要布置多个引风机。优选地，在引风机8出口处沿造粒塔塔壁切向设置引风管9，使引风管9的引风方向与塔壁有一斜切角度，并非直对塔心，即通过引风管实现切向引风进入造粒塔体内部。这样，通过几组引风机8和引风管9的配合作用在塔内形成螺旋上升气流。

在引风机8和第二百叶窗13的作用下，造粒塔塔内夹带物料粉末及NH₃的排放气由塔底部缓慢上升至塔顶，上升气流在排气烟道与喷洒机构10喷出的细小稀碳酸滴混合，通过细小液滴与排放气的混合吸收，产生酸碱中和并最终形成碳酸氢铵。进一步地，在排气烟道中可以设置温度控制装置，使上升热烟气的温度通常低于50℃；在上升热烟气的作用下，液滴中NH₃被吸收并转化脱水后形成颗粒物，在随后的过滤流程被捕集，因此消除了外排烟气的“拖尾”现象。喷洒机构10优选采用压力喷雾方法。

更进一步地，如图1所示的造粒塔全污染强制循环式治理系统的塔体结构，尿素成品收集区C包括承料盘5、输送带6、刮料机7、引风机8和引风管9，承料盘5接收凝聚成固态尿素颗粒，刮料机7的旋转面与承料盘相适应，刮料机7将洒落在承料盘5上的固态尿素颗粒推向承料盘5的中心漏孔。输送带6设置在承料盘5的中心漏孔的下方，承料盘5集聚的尿素颗粒自中心漏孔泄漏到输送带6上，通过输送带6输运到仓库储存。引风机8和引风管9协同作用将外界气体(例如空气)强行送入造粒塔塔体内。优选地，引风机8和第二百叶窗13之间实施电气联动，依据塔体内的气流流速及尿素造粒温度控制的需要，联机调整或分别调整引风机8的功率和第二百叶窗13的引风量；更进一步地，将引风机8和第二百叶窗13与第一百叶窗2进行联动，根据引风量和尾气处理量来控制第一百叶窗2的开合程度。

进一步地，在存料盘11中设置输送添加水状物的管道。在造粒塔全污染强制循环式治理系统的塔体内，待捕集物中含有物料粉末、碳酸氢铵、粉尘等杂质，经过滤组件12或第一百叶窗2的逆洗反冲过程将含有物料粉末、碳酸氢铵、粉尘等杂质的颗粒物掉入存料盘12，通过输送添加剂水状物的管道将一定量的工艺水输运到存料盘12中，使其与含杂颗粒物进行反应。工艺水主要用于溶解含杂颗粒物的物料并输送物料。因为含氨水及碳酸氢铵的热不稳定，可以采用包含下述组分的添加水状物的工艺水，使固氨形成在一定温度条件下的铵盐稳定物。

在本实用新型中，在存料盘工艺水水温可以保证在较低温度条件下(如45℃以下)，可向存料盘工艺水中注入过量CO₂,以保持碳酸氢铵的稳定及多孔粉末中吸收氨的稳定；在存料盘工艺水水温难以保证在较低温度条件时可向存料盘工艺水中注入适量稀酸如(HCL/H₂SO₄/H₂PO₃等),用于固氨/铵。

更进一步地，本实用新型采用全套自动控制措施或技术手段，采用下述液滴雾化和混合的工艺来消除烟气“拖尾”：

1.控制雾化液的浓度和量：

雾化液采用对塔体和设备无腐蚀影响的稀酸液，优选采用碳酸水，碳酸水可以通过在一定温度条件下CO₂与水加压制得，该碳酸水在常压下较易挥发所以应控制水温在较低水平；碳酸水在常压下溶解度较低，所以浓度应控制在11％以下为宜，碳酸水中有效碳酸气喷洒总量按排放气含氨总量摩尔数数倍喷入，优选不小于2倍。

2.控制雾化液滴的形成进程和混合效果：

在喷洒控制中，喷洒机构喷洒雾化液滴，优选采用加压喷雾、气液双相喷雾、超声波雾化及其它等控制方式，以实现控制雾化液滴的形成进程和混合效果。在本实用新型中，优选关键控制点如下：

2.1液滴大小：避免产生滴水现象，故在气流上升通道，其粒径通常要求低于30微米；

2.2喷洒机构10的喷头通常设置于进风口百叶窗下部，喷洒机构10的喷头通常位于喷管下端，通常喷管从环形走道打孔，深入塔内某位置；

2.3如图2所示，将喷洒机构10连接设计为环状结构，通过环形管路14输运液体，喷洒机构10连接在管路14的不同部位，成组排列布置凸露出环形管道的喷洒机构10的喷管，形成雾化液接口；优选地，单喷管也可独立或几个成组形成雾化液接口；

2.4喷管的喷头通常设置有清堵回路装置，防止喷孔堵塞，优选采用蒸汽清理；

2.5在烟气上升通道路径设置有多个喷头，已达到良好雾化混合效果；

2.6在排气烟道的烟道混合路径中，可设气流均布器。

相比于现有技术中自然循环通风系统，本实用新型的造粒塔全污染强制循环式治理系统仅仅使用造粒塔底部设置的引风机，取消了在其他位置设置的引风机布置，减少了引风机的设置数量及降低了设备成本。同时封闭了现有技术存在的造粒塔塔底的百叶窗，通过加大造粒塔底部设置的引风机功率，可以使塔内形成微正压，并且利用“烟囱效应”使得本实用新型引风机总功率小于原造粒塔引风机的总功率之和，降低了能耗。利用塔内形成的微正压，使塔内参与热交换的空气物质的量增加，冷却效果更好。更进一步地，封闭造粒塔底部的百叶窗，可以明显减少塔底开孔的数量和面积，从而增加造粒塔的结构强度，安全性更好。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。因此，本实用新型专利的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种造粒塔全污染强制循环式治理系统，其特征在于：其包括过滤区A、尿素喷淋成型区B和尿素成品收集区C，过滤区A用于过滤物料粉末及净化含杂质气体，尿素喷淋成型区B设置在过滤区A与尿素成品收集区C之间且在过滤区A下面且用于喷洒尿素液滴，尿素成品收集区C设置尿素喷淋成型区B下面且用于收集凝聚成颗粒状的尿素颗粒；

其中，尿素喷淋成型区B包括塔体(1)、第一百叶窗(2)、尿素液态喷淋机构(3)、喷洒机构(10)和存料盘(11)，在桶状塔体(1)上部设置过滤区A，在塔体(1)上部及过滤区A下部设置有第一百叶窗(2)；在塔体(1)与第一百叶窗(2)之间设置有喷洒机构(10)；

过滤区A包括用于过滤带物料粉末的过滤组件(12)，在过滤区A顶部设置有第二百叶窗(13)。

2.根据权利要求1所述的造粒塔全污染强制循环式治理系统，其特征在于：喷洒机构(10)的喷头设置于第一百叶窗(2)下部且位于喷管下端，喷管经由环形走道的孔洞深入塔内；或者\和在第一百叶窗(2)下方设置存料盘(11)，与存料盘(11)相连通的尿素液态喷淋机构(3)将热态液态尿素向下方喷洒成液滴；或者\和在造粒塔的底部侧面设置引风机(8)，在引风机(8)出口处沿造粒塔塔壁切向设置引风管(9)。

3.根据权利要求1或2之任一所述的造粒塔全污染强制循环式治理系统，其特征在于：尿素成品收集区C包括承料盘(5)、输送带(6)和刮料机(7)，承料盘(5)接收凝聚成颗粒的尿素颗粒，刮料机(7)的旋转面与承料盘(5)相适应，刮料机(7)的旋转面将洒落在承料盘(5)上的尿素颗粒推向承料盘(5)的中心漏孔处；输送带(6)设置在承料盘(5)的中心漏孔的下方，承料盘(5)集聚的尿素颗粒自中心漏孔泄漏到输送带(6)上，通过输送带(6)输运到仓库储存；引风机(8)和引风管(9)协同作用将外界气体强行送入造粒塔塔体内。

4.根据权利要求1或2之任一所述的造粒塔全污染强制循环式治理系统，其特征在于：在造粒塔底部设置封闭隔板(4)，使塔内形成微正压。

5.根据权利要求1或2之任一所述的造粒塔全污染强制循环式治理系统，其特征在于：喷洒机构(10)连接设计为环状结构，通过环形管路(14)输运液体；喷洒机构(10)设置连接在管路(14)的不同部位，成组排列设置从环形管道凸露出的喷洒机构(10)喷管，形成雾化液喷洒接口。

6.根据权利要求3所述的造粒塔全污染强制循环式治理系统，其特征在于：环绕造粒塔底部依据现场生产的需要布置多个引风机，通过切向引风管形成螺旋上升气流。

7.根据权利要求3所述的造粒塔全污染强制循环式治理系统，其特征在于：依据塔体内的气流流速及尿素造粒温度控制的需要，联机调整或分别调整引风机(8)的功率和第二百叶窗(13)的引风量。

8.根据权利要求7所述的造粒塔全污染强制循环式治理系统，其特征在于：喷头设置有清堵回路装置；或者喷洒机构(10)根据生产需要喷出的细小稀酸滴。

9.根据权利要求7所述的造粒塔全污染强制循环式治理系统，其特征在于：在烟道混合路径中设置有气流均布器。

10.根据权利要求7所述的造粒塔全污染强制循环式治理系统，其特征在于：引风机(8)和第二百叶窗(13)与第一百叶窗(2)进行联动，根据引风量和尾气处理量来控制第一百叶窗(2)的开合程度。

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