專利名稱：復(fù)合硫基大顆粒尿素生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尿素生產(chǎn)工藝，具體地說，是一種復(fù)合硫基大顆粒尿素生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
目前，由氨和CO2合成所制得的固體尿素是一種最重要的氮肥品種，它廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作肥料施用。
生產(chǎn)大顆粒尿素的工藝方法主要有海德魯(HYDRO)和東洋工程公司(TEC)流化床造粒工藝。前者為霧化流化床，后者為噴射流化床，在造粒過程中均加入少量添加劑甲醛溶液或甲醛與尿素溶液反應(yīng)生產(chǎn)的脲醛化合物。
海德魯公司大顆粒尿素生產(chǎn)工藝見圖2原料95％(wt)濃度的尿素溶液經(jīng)造粒給料泵21送至造粒機(jī)22進(jìn)行造粒。在尿素溶液輸送管23內(nèi)經(jīng)管道混合器24加入約占產(chǎn)品量0.4～0.5％(wt)的甲醛(用37％濃度的甲醛溶液)。造粒機(jī)為流化床造粒設(shè)備，包括流化空氣風(fēng)機(jī)25和霧化空氣風(fēng)機(jī)26及尿素溶液霧化噴嘴27。造粒機(jī)制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機(jī)28，尿素篩29篩分出粒度φ2～4mm或φ5～8mm的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器30冷卻后成為合格的大顆粒尿素產(chǎn)品。另外，從造粒機(jī)和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進(jìn)入粉塵洗滌塔31，用水濕法洗滌后，尾氣排入大氣。一般尾氣中含尿素粉塵30mg/m3，含氨300～500mg/m3。
東洋工程公司大顆粒尿素生產(chǎn)工藝見圖3原料95～98％(wt)濃度的尿素溶液經(jīng)造粒給料泵41送至造粒機(jī)42進(jìn)行造粒。其中很少一部分尿素溶液送至MMU反應(yīng)器43中與37％濃度的甲醛溶液反應(yīng)形成MMU溶液。該溶液經(jīng)蒸發(fā)器44進(jìn)一步濃縮后由MMU給料泵45送至造粒給料泵出口管線46內(nèi)一并進(jìn)造粒機(jī)內(nèi)。造粒系統(tǒng)包括噴射噴嘴47、流化空氣風(fēng)機(jī)48及噴射空氣風(fēng)機(jī)49等。造粒機(jī)制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機(jī)50，尿素篩51篩分出粒度φ2～4mm或φ5～8mm的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器52冷卻后成為合格的大顆粒尿素產(chǎn)品。另外，從造粒機(jī)和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進(jìn)入粉塵洗滌塔53，用水濕法洗滌后，尾氣排入大氣。一般尾氣中含尿素粉塵30mg/m3，含氨300～500mg/m3。
上述兩種工藝所生產(chǎn)的尿素產(chǎn)品除含尿素單一氮肥品種外，未含其它作物所需的營養(yǎng)成分。實(shí)踐證明，這種尿素產(chǎn)品含氮量在46％(wt)以上，而農(nóng)作物吸收利用率一般在35％(wt)左右，未吸收的氮流失到土壤中，造成江河湖泊水系的二次污染。這也是目前國內(nèi)江河湖泊水系富營養(yǎng)化的主要原因。此外，排放尾氣中仍然含有大量的游離氨，對環(huán)境造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠滿足農(nóng)作物對硫養(yǎng)分需要，同時(shí)又能克服上述兩種工藝不足的生產(chǎn)復(fù)合硫基大顆粒尿素的新工藝。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下步驟A.將70～80wt％的尿素溶液、硫酸銨和37wt％甲醛溶液按重量比100∶0.15～7∶0.6～1，在常壓和98～110℃下混合，再進(jìn)行蒸發(fā)濃縮；蒸發(fā)濃縮至95～98wt％以霧化流化床成粒工藝進(jìn)行造粒后，經(jīng)斗提機(jī)輸送和尿素篩篩分出粒度φ2～4mm或φ5～8mm的產(chǎn)品后，再經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器冷卻至50℃以下得到復(fù)合硫基大顆粒尿素；B.造粒機(jī)和最終產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下，先后采用水和稀硫酸進(jìn)行兩次噴淋洗滌。
所述的步驟A中，蒸發(fā)濃縮時(shí)，蒸發(fā)器操作溫度128～132℃，壓力為0.03MPa。
所述的步驟A中，霧化流化床成粒時(shí)，造粒機(jī)流化床溫度115℃，出口產(chǎn)品溫度90℃。
所述的步驟B中，噴淋洗滌時(shí)，洗滌塔為填料塔或噴淋塔。
采用步驟A所述的重量比，經(jīng)混合槽內(nèi)攪拌均勻和加熱、蒸發(fā)、濃縮后，由于此時(shí)的尿素溶液濃度較低，硫銨的溶解度較高不會出現(xiàn)固體的懸浮及結(jié)晶堵塞，也不會對造粒給料泵及造粒噴嘴的產(chǎn)生磨損。
造粒采用霧化流化床成粒工藝，材料為不銹鋼，具有生產(chǎn)能力大、不易堵塞、抗腐蝕、耐高溫等特點(diǎn)。
造粒機(jī)和產(chǎn)品冷卻器排出的尾氣經(jīng)水和稀硫酸洗滌后，排放尾氣中含尿素粉塵量降至25mg/m3以下，含氨量由目前兩種工藝的300～500mg/m3降至15～20mg/m3，回收了氨和尿素，大大減輕了對環(huán)境的污染。
本發(fā)明所述溶液，除另有特殊說明之外，均指水溶液。
復(fù)合硫基大顆粒尿素產(chǎn)品具有以下主要特點(diǎn)(1)產(chǎn)品含高氮外，還含硫元素，均為農(nóng)作物所需的營養(yǎng)成分；(2)產(chǎn)品所加入硫銨在土壤中以硫元素作為植物的營養(yǎng)成分，易被作物吸收；(3)產(chǎn)品由于加入硫銨和添加劑甲醛的復(fù)合作用，具有緩釋長效的作用，促使氮的有效利用率提高50％以上；(4)產(chǎn)品顆粒大、粒度均勻、流動(dòng)性好，強(qiáng)度高、不易破碎，不結(jié)塊便于貯存和施用；(5)本工藝與上述兩種工藝制得大顆粒尿素產(chǎn)品組分、顆粒度及壓碎力比較如下海德魯和東洋工程公司生產(chǎn)的大顆粒尿素產(chǎn)品尿素 98.45％(wt)縮二脲(增加量)0.1％(wt)甲醛 0.5％(wt)水0.3％(wt)顆粒度分布Φ2～4mm≥90％或Φ4～8mm≥90％壓碎力Φ3.2mm 30N 最小Φ6.2mm 100N最小本工藝生產(chǎn)的復(fù)合硫基大顆粒尿素產(chǎn)品尿素 80.6～98.4％(wt)硫銨 0.2～10％(wt)縮二脲(增加量)0.1％(wt)甲醛 0.3-0.45％(wt)水0.3％(wt)顆粒度分布Φ2～4mm≥92％或Φ4～8mm≥92％壓碎力Φ3.2mm 33N 最小Φ6.2mm 110N最小


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中海德魯公司大顆粒尿素生產(chǎn)工藝流程示意圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中東洋工程公司大顆粒尿素生產(chǎn)工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照圖1詳細(xì)敘述本發(fā)明內(nèi)容。
原料為來自尿素合成分解工序制得的濃度為75wt％的尿素溶液，經(jīng)管線1及流量計(jì)2計(jì)量后進(jìn)入混合槽3。商品硫銨經(jīng)皮帶4稱重后通過磨碎機(jī)5磨成細(xì)粉，由漏斗5進(jìn)入混合槽。
另外，甲醛溶液(37％wt)經(jīng)甲醛溶液槽6、甲醛計(jì)量泵7也送入混合槽。在常壓和100℃下混合。上述三種物料在混合槽內(nèi)攪拌均勻后，由尿素溶液泵8送至蒸發(fā)器9內(nèi)將其濃縮至96wt％，蒸發(fā)器操作溫度130℃，壓力為0.03MPa。再經(jīng)造粒塔給料泵19送至造粒機(jī)10內(nèi)進(jìn)行造粒。在混合槽內(nèi)尿素溶液、硫銨和甲醛溶液的重量比例分別為100公斤、5公斤和0.8公斤。
造粒系統(tǒng)由霧化流化床造粒機(jī)、流化空氣風(fēng)機(jī)12、霧化空氣風(fēng)機(jī)13和霧化噴嘴11等組成。造粒機(jī)流化床溫度115℃，出口產(chǎn)品溫度90℃。由造粒機(jī)制成的大顆粒復(fù)合硫基尿素產(chǎn)品經(jīng)斗提機(jī)14、尿素篩15篩分出粒度φ5～8mm的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器16冷卻至50℃后得到合格產(chǎn)品。
從造粒機(jī)和最終產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣，進(jìn)入粉塵洗滌塔17，先后用水和稀硫酸進(jìn)行洗滌。該粉塵洗滌塔17為噴淋塔。循環(huán)洗滌液經(jīng)循環(huán)溶液泵18送入混合槽內(nèi)進(jìn)行回收利用。洗滌后尾氣排入大氣，尾氣中含粉塵量25mg/m3，含氨18mg/m3，相對其他工藝降低了排放氣中的粉塵和氨的排放量，更好滿足環(huán)保的要求，大大減少對大氣的污染。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合硫基大顆粒尿素生產(chǎn)工藝，其特征在于，采用以下步驟A.將70～80wt％的尿素溶液、硫酸銨和37wt％甲醛溶液按重量比100∶0.15～7∶0.6～1，在常壓和98～110℃下混合，再進(jìn)行蒸發(fā)濃縮；蒸發(fā)濃縮至95～98wt％以霧化流化床成粒工藝進(jìn)行造粒后，經(jīng)斗提機(jī)輸送和尿素篩篩分出粒度φ2～4mm或φ5～8mm的產(chǎn)品后，再經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻至50℃以下得到復(fù)合硫基大顆粒尿素；B.造粒機(jī)和最終產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下，先后采用水和稀硫酸進(jìn)行兩次噴淋洗滌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合硫基大顆粒尿素生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的步驟A中，蒸發(fā)濃縮時(shí)，蒸發(fā)器操作溫度128～132℃，壓力為0.03MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合硫基大顆粒尿素生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的步驟A中，霧化流化床成粒時(shí)，造粒機(jī)流化床溫度115℃，出口產(chǎn)品溫度90℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合硫基大顆粒尿素生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的步驟B中，噴淋洗滌時(shí)，洗滌塔為填料塔或噴淋塔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合硫基大顆粒尿素生產(chǎn)工藝。該工藝是將70～80wt％的尿素溶液、硫酸銨和37wt％甲醛溶液按重量比100∶0.15～7∶0.6～1混合后，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，再經(jīng)以霧化流化床成粒工藝進(jìn)行造粒后冷卻制得復(fù)合硫基大顆粒尿素。造粒機(jī)和最終產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下，先后采用水和稀硫酸進(jìn)行兩次噴淋洗滌。本發(fā)明得到的復(fù)合硫基大顆粒尿素，含有豐富的氮、硫等元素，且顆粒大、粒度均勻、流動(dòng)性好，強(qiáng)度高、不易破碎，不結(jié)塊便于貯存和施用。
文檔編號C05G5/00GK1740119SQ200410056830
公開日2006年3月1日 申請日期2004年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月23日
發(fā)明者徐耀武, 王威 申請人:徐耀武, 王威