摘 要 指出机械式造粒设备在尿素造粒生产中的优势及发展趋势,并与目前的塔式尿素造粒方式进行分析比较。
关键词 尿素造粒设备 回转带式 塔式 分析比较
1 前 言
在化肥、精细化工、医药、食品等行业中,造粒是一道重要的工艺过程。因为颗粒产品有它固有的优点,如减少物料表面积,使物料成分均匀,防止分离或偏析,防止物料凝集及变质。同时颗粒产品流动性好,物料密度大,因而方便装袋运输、储存、计量、混和和重新熔化。造粒技术正随着材料技术、造粒工艺、社会需求的发展而逐步改进和完善。在尿素生产中,造粒装置主要分为塔式和机械式两大类,机械式又可分为:回转带式冷凝造粒机,园盘造粒机,喷零冷却造粒机,沸腾床造粒机。
2 回转带式尿素冷凝造粒设备
2•1 设备的结构
2•1•1 回转带式尿素冷凝造粒设备结构如图1所示,它由熔融罐、泵、过滤器、制粒机组成。制粒机又由旋转落模成型机,冷却钢带,钢带轮,机架,排气罩,冷却水系统等部份组成。该设备的尿素制粒过程是:熔融状态的尿素熔融物由泵经过滤器送到落模成型机内,然后滴落到钢带冷却器上,颗粒经过冷却固化,在装置的末端卸料称重装袋。冷却水由喷嘴均匀地喷到钢带下表面,这样保证了均匀的冷却及产品质量的一致。冷却水回流到底部的水箱,并通过完善的管道网进行循环使用。
2•2 设备的优点
2•2•1 回转带式尿素冷凝造粒设备在生产粒状尿素时,只有物理过程(即高温液态尿液在钢带表面冷却固化为水滴状的扁园型颗粒),不需要复杂的工艺基础设计。例如:没有尿液雾化,筛选,粉尘回收等过程。总的装置占地面积小,生产现场能达到清洁文明。生产过程可全部实现plc(即化工生产过程数字控制)电脑控制。
2•2•2 该设备生产的尿素颗粒缩二脲
(nh2conhconh2)含量低,尿素品质高。传统的尿素造粒塔生产过程中,排至蒸发系统的尿液温度为145°c~150°c,尿素在高温下会产生缩合反应,生成一定含量的缩二脲,影响产品质量。而回转式冷凝成型装置,只要控制机头尿液落料温度为130~140°c就可控制缩二脲的含量。
2•2•3 回转带式尿素冷凝造粒设备既能生产普通级(2~2.5mm)粒径的尿素,也能根据市场需求生产大颗粒(4~6mm)的化肥,大颗粒尿素市场销售价一般高于普通粒径的尿素。大颗粒化肥的肥效比普通级的可提高一倍,因为大粒化肥可深施,养份释放期长,容易被植物吸收。
2•2•4 回转带式尿素冷凝造粒设备生产的尿素颗粒为半球状粒料,颗粒均匀,强度高。更重要的是使用该设备无环保支出费用,维修方便,能源消耗低。加工过程中无粉尘,产品无需破碎、筛选或细加工等后期处理。该设备适用范围广,可用于不同物料的产品造粒。
3 机械式造粒设备与塔式造粒的比较
塔式造粒生产尿素过程是:约为140°c尿素熔融物从塔顶的喷头旋转喷洒成液滴,均匀地分散于整个造粒塔中,在自然通风的条件下,经过足够的高度降落,冷却,凝固而形成粒状尿素。造粒塔高度一般在60~110m之间。目前国内生产尿素的化肥厂大部分的尿素造粒均是采用塔式造粒,如迁安化肥厂,陕西省化肥厂,泸州天然气化学工业公司,吴泾化工总厂,广州氮肥厂,淮南化工总厂,宣化化肥厂。省内的赤天化集团公司,贵州化肥厂,毕节化肥厂,安顺化肥厂,凯里化肥厂等等。
3•1 塔式尿素造粒装置的缺点
3•1•1 从造粒塔出来的产品颗粒不均匀,并且还夹有一定量的粉尘。
3•1•2 造粒塔排放空气中的尿素粉尘含量高(赤天化集团公司造粒塔在改造前粉尘的排放量达160mg/m3),不利于环境保护。
3•1•3 造粒塔是一个内外壁均要求防腐的高大建筑物,防腐难度大,因防腐材料自身的缺陷(防腐蚀材料均为有机非金属材料,凡是有机非金属材料在室温条件下成型,均为非致密体,存在着大量的空穴及孔隙),导致内壁的防腐材料使用年限不长。
3•2 回转带式冷凝造粒设备的优点
3•2•1 有利于保护环境,在尿素造粒过程中无尿素粉尘排放,废气的排放也易于控制。
3•2•2 回转带式冷凝成型装置生产的粒状尿素产品质量高,尿素颗粒均匀,且强度高(颗粒强度达到3kg/粒),其强度比造粒塔产品高2~3倍。
3•2•3 设备占地面积小,维护方便,易于操作,耐腐蚀性能好,使用时间长。单台生产能力高,可达到1•8t/h,产品规格一致,流动性好,处理和包装简易。
4 机械式造粒设备在世界各国的应用实例
随着科学技术的进步,材料科学的发展,世界范围内环保意识的增强,在国内外逐渐出现了用机械式代替塔式造粒的发展趋势。据美国国际化肥开发中心介绍在美国已有80%以上的塔式造粒改为机械式造粒。在大型机械式尿素造粒生产中,使用较多的是荷兰hydro技术(沸腾床),日本tec技术(将尿液和空气混合在一起进行喷流式成型),意大利snam技术(转鼓式)。苏丹sudam-ren(300t/d)公司与马尔加什的ze-ren(300t/d)公司的尿素造粒装置就是采用了挪威海德罗公司制造的盘式造粒机。加拿大cominco化肥公司尿素造粒装置采用了瑞典山特维克公司制造的回转带式冷凝造粒成型装置。中国化学工程总公司第七建设公司在孟加拉承建安装的kafco化肥厂就是用喷雾冷却造粒机进1999年第4期行尿素造粒。另外我国海南省富岛的一套尿素造粒装置也是采用机械式造粒设备来生产粒状尿素。
5 结束语
机械式造粒设备在尿素造粒生产中的优势明显强于塔式造粒。随着人们对环境保护意识的增强,大颗粒尿素产品的肥效优势,相信机械式造粒设备将成为尿素造粒的发展趋势。
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