專(zhuān)利名稱(chēng)：聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)線(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種尿素的生產(chǎn)線(xiàn)，具體涉及一種利用普通尿素和聚天冬氨酸鹽生產(chǎn)高效尿素的生產(chǎn)線(xiàn)。
背景技術(shù)：
氮肥是農(nóng)作物生長(zhǎng)所依賴(lài)的肥料，其中60 %的氮肥是尿素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前常用的普通尿素的吸收率僅為使用量的20-30%，這不僅會(huì)造成了資源的極大浪費(fèi)，而且沒(méi)有被吸收的部分就會(huì)成為污染源，人們通常采用的通過(guò)施加更多的尿素來(lái)提高農(nóng)作物產(chǎn)量的做法已經(jīng)對(duì)土壤和環(huán)境造成很大的污染，并且對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)值的效果甚微。因此，為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)值和減少污染，必然的途徑要提高尿素的吸收率，提高肥料利用率成為行業(yè)主要的發(fā)展方向。聚天冬氨酸尿素(商品名多肽尿素、聚能尿素等)作為一種能夠提高氮肥吸收率的高效肥料，在近年來(lái)得到了迅速發(fā)展。從2007年初到2010年5月，短短3年時(shí)間，國(guó)內(nèi)聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量已經(jīng)由當(dāng)初的一家企業(yè)迅速增加到幾十家企業(yè)；所在區(qū)域也從山東省內(nèi)的禹城、聊城、濰坊等地，迅速向河北、河南、江蘇、山西、新疆、東北等地?cái)U(kuò)展， 從整個(gè)化肥市場(chǎng)來(lái)看，聚天冬氨酸尿素呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展勢(shì)頭。但是，由于目前聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)方法的不完善，各企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量也是參差不齊。目前的聚天冬氨酸尿素的生產(chǎn)設(shè)備主要包括聚天冬氨酸的儲(chǔ)料、輸送及添加設(shè)備，以及尿素的生產(chǎn)、蒸發(fā)濃縮、分離、輸送及造粒設(shè)備。聚天冬氨酸尿素的生產(chǎn)方法為直接將儲(chǔ)存在儲(chǔ)料罐的聚天冬氨酸鹽的溶液經(jīng)過(guò)管道及調(diào)節(jié)閥等添加到尿素生產(chǎn)設(shè)備的蒸發(fā)器中，聚天冬氨酸溶液與尿素溶液在蒸發(fā)器中混合后通過(guò)管道輸出給熔融泵，經(jīng)過(guò)熔融泵混合、加壓后輸送到造粒塔進(jìn)行聚天冬氨酸尿素的生產(chǎn)。這種生產(chǎn)工藝主要存在以下缺點(diǎn)1)聚天冬氨酸溶液的添加位置不合理，由于直接添加到蒸發(fā)器中，使得聚天冬氨酸溶液在高溫尿素溶液中長(zhǎng)時(shí)間停留，必然會(huì)與尿素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而減少了聚天冬氨酸溶液的有效成分，使聚天冬氨酸在尿素中的含量低于理論含量；并且，由于蒸發(fā)器的容積較大，聚天冬氨酸溶液添加不均勻必然會(huì)造成產(chǎn)品中的不合格品增多，造成極大地浪費(fèi)。2)目前的聚天冬氨酸尿素的生產(chǎn)方法中，聚天冬氨酸溶液添加時(shí)通常是定量添加，由于整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)量精度低、不穩(wěn)定等因素，使得聚天冬氨酸在最終產(chǎn)品中的均勻性無(wú)法得到保證。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠提高聚天冬氨酸尿素的合格率， 并且能夠保證聚天冬氨酸在產(chǎn)品中含量均勻的聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)線(xiàn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)線(xiàn)，包括主要由尿素生產(chǎn)設(shè)備、蒸發(fā)器、分離器、熔融泵和造粒設(shè)備組成的尿素生產(chǎn)線(xiàn)，以及包括存放聚天冬氨酸的儲(chǔ)料罐的聚天冬氨酸輸送線(xiàn)，各設(shè)備之間通過(guò)管道連接；聚天冬氨酸輸送線(xiàn)和尿素生產(chǎn)線(xiàn)并列設(shè)置，聚天冬氨酸輸送線(xiàn)接入尿素生產(chǎn)線(xiàn)的位置位于尿素生產(chǎn)線(xiàn)的進(jìn)入熔融泵的管道上，所述聚天冬氨酸輸送線(xiàn)上還依次設(shè)置有計(jì)量泵和背壓閥。聚天冬氨酸尿素的生產(chǎn)過(guò)程為a)將聚天冬氨酸和顏料倒入安裝有攪拌器的儲(chǔ)存聚天冬氨酸的儲(chǔ)料罐中，將聚天冬氨酸攪拌成溶液；同時(shí)尿素生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)出的尿素溶液輸送到蒸發(fā)器中，經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后通過(guò)分離器輸送到尿素溶液輸送管道中；b)儲(chǔ)存于儲(chǔ)料罐中聚天冬氨酸溶液經(jīng)設(shè)置于聚天冬氨酸溶液輸送管道上的計(jì)量泵、背壓閥后輸送到尿素生產(chǎn)線(xiàn)的熔融泵前的尿素溶液輸送管道中；C)聚天冬氨酸溶液和尿素溶液一起進(jìn)入熔融泵，在熔融泵充分混合后，經(jīng)混合液輸送管道輸送到造粒設(shè)備內(nèi)進(jìn)行聚天冬氨酸尿素的造粒。本實(shí)用新型的改進(jìn)在于所述聚天冬氨酸輸送線(xiàn)上的計(jì)量泵和背壓閥之間的管道中還設(shè)置有用于減少計(jì)量泵脈動(dòng)對(duì)流量產(chǎn)生影響的脈動(dòng)阻尼器。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述計(jì)量泵輸出端與儲(chǔ)料罐的頂部之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)輸送管道壓力的安全閥。本實(shí)用新型的改進(jìn)還在于所述聚天冬氨酸輸送線(xiàn)上的計(jì)量泵與儲(chǔ)料罐之間的管道中還設(shè)置有過(guò)濾器；所述儲(chǔ)料罐的側(cè)壁上設(shè)置有液位計(jì)。所述過(guò)濾器的改進(jìn)在于所述過(guò)濾器為Y型過(guò)濾器。所述計(jì)量泵的改進(jìn)在于所述計(jì)量泵為機(jī)械隔膜泵。由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型所取得技術(shù)進(jìn)步在于本實(shí)用新型通過(guò)改變添加聚天冬氨酸溶液的位置而改變了聚天冬氨酸溶液在高溫中的時(shí)間，使得聚天冬氨酸溶液在高溫尿素溶液中的停留時(shí)間大大縮短，聚天冬氨酸溶液與高溫尿素溶液的接觸時(shí)間只有幾秒鐘，這就大大減少了聚天冬氨酸有效成分的損耗量，經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，其損耗量可由原來(lái)的30 %-60 %降到1 %-10 %以?xún)?nèi)，有效減少了聚天冬氨酸的浪費(fèi)，節(jié)約了成本。并且，由于尿素的生產(chǎn)是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，聚天冬氨酸溶液的加入也需要一個(gè)過(guò)程，這就必然產(chǎn)生一定量的過(guò)渡性產(chǎn)品，這些過(guò)渡性產(chǎn)品就是聚天冬氨酸含量不達(dá)標(biāo)的不合格品，本實(shí)用新型聚天冬氨酸溶液添加位置的調(diào)整還可以使過(guò)渡性產(chǎn)品由 2-5噸降到了 0. 05-0. 2噸，大大降低了廢品量，提高了產(chǎn)品的合格率。本生產(chǎn)工藝中計(jì)量泵采用機(jī)械隔膜泵，具有計(jì)量準(zhǔn)確、不受系統(tǒng)壓力變化干擾、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，計(jì)量泵實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚天冬氨酸溶液流量的精確計(jì)量，保證了產(chǎn)品中聚天冬氨酸有效成分的含量。背壓閥的設(shè)置，能夠充分保證流量準(zhǔn)確，避免由于尿素溶液輸送管道的壓力低于聚天冬氨酸溶液輸送管道的壓力而引起虹吸現(xiàn)象，從而造成計(jì)量不準(zhǔn)情況的發(fā)生。本實(shí)用新型聚天冬氨酸溶液輸送管道中脈動(dòng)阻尼器的設(shè)置，可有效減少計(jì)量泵在計(jì)量過(guò)程中由于其脈動(dòng)對(duì)流量產(chǎn)生的影響，使輸送到熔融泵中的聚天冬氨酸溶液流量均勻，進(jìn)一步使得生產(chǎn)的成品質(zhì)量穩(wěn)定，聚天冬氨酸含量均勻，提高產(chǎn)品的合格率。安全閥的設(shè)置能夠有效保證聚天冬氨酸溶液輸送管道中的壓力保持平穩(wěn)，防止壓力過(guò)高引起事故的發(fā)生。計(jì)量泵與儲(chǔ)料罐之間設(shè)置的Y型過(guò)濾器，可以對(duì)聚天冬氨酸溶液中的雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾， 從而進(jìn)一步保護(hù)計(jì)量泵的膜片不受雜質(zhì)的損害，延長(zhǎng)計(jì)量泵的使用壽命。儲(chǔ)料罐側(cè)壁上液
4位計(jì)的設(shè)置，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中聚天冬氨酸溶液的投加速度，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品中聚天冬氨酸含量的均勻性進(jìn)行控制。

圖1 本實(shí)用新型的工藝流程圖。其中1.儲(chǔ)料罐，2.計(jì)量泵，3.背壓閥，4.熔融泵，5.造粒塔，6.蒸發(fā)器，7.分離器，8.加料口，9.脈動(dòng)阻尼器，10.過(guò)濾器，11.攪拌器，12.安全閥，13.聚天冬氨酸溶液輸送管道，14.尿素溶液輸送管道，15.混合液輸送管道，16.液位計(jì)。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)用新型應(yīng)用于一套產(chǎn)能為460-485噸/天、最大生產(chǎn)量為20. 21噸/小時(shí)的聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中，使用的設(shè)備主要包括聚天冬氨酸的儲(chǔ)料罐1的聚天冬氨酸溶液輸送線(xiàn)，以及包括尿素的生產(chǎn)、蒸發(fā)濃縮、輸送及造粒設(shè)備的尿素生產(chǎn)線(xiàn)，聚天冬氨酸溶液輸送線(xiàn)和尿素生產(chǎn)線(xiàn)并列設(shè)置。聚天冬氨酸溶液的輸送線(xiàn)上依次設(shè)置有過(guò)濾器10、計(jì)量泵2、脈動(dòng)阻尼器9和背壓閥3，各設(shè)備之間通過(guò)聚天冬氨酸溶液輸送管道13連接。尿素生產(chǎn)線(xiàn)上依次設(shè)置有蒸發(fā)器6、分離器7、熔融泵4以及造粒塔5，各設(shè)備之間通過(guò)尿素溶液輸送管道14連接。尿素生產(chǎn)線(xiàn)采用原有的生產(chǎn)線(xiàn)，先是尿素溶液的生產(chǎn)，然后是對(duì)尿素溶液進(jìn)行多級(jí)蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)濃縮的尿素溶液成為熔融的尿素，經(jīng)分離器、熔融泵后進(jìn)入造粒塔生產(chǎn)出尿素顆粒。預(yù)計(jì)生產(chǎn)5000噸聚天冬氨酸尿素，以每噸尿素所需40%的聚天冬氨酸鹽為 3公斤計(jì)算，得出所需聚天冬氨酸鹽為15噸，其密度為1. ^g/cm3，換算成體積每小時(shí)需要 48. 2升，因此計(jì)量泵選擇米頓羅GM0090SN1MNN，最大流量85升/小時(shí)，流量調(diào)節(jié)至57%。由于15噸聚天冬氨酸的溶液可以用一個(gè)儲(chǔ)料罐盛裝，因此生產(chǎn)系統(tǒng)中只需設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)料罐。組建生產(chǎn)系統(tǒng)儲(chǔ)料罐1的輸出端連接聚天冬氨酸溶液輸送管道13，在聚天冬氨酸溶液輸送管道13中依次安裝Y型過(guò)濾器10、米頓羅GM0090SN1MNN計(jì)量泵2、脈動(dòng)阻尼器 9以及背壓閥3，脈動(dòng)阻尼器9的前端、計(jì)量泵2的輸出端與儲(chǔ)料罐1的頂部之間設(shè)置一個(gè)安全閥12，聚天冬氨酸溶液輸送管道13經(jīng)設(shè)置在熔融泵4前端的加料口 8連接尿素溶液輸送管道14，加料口至造粒塔之間的管道為混合液輸送管道15，混合液輸送管道經(jīng)熔融泵連接到造粒塔5的上部。尿素溶液輸送管道14的輸入端經(jīng)過(guò)分離器7連接蒸發(fā)器6的輸出端。儲(chǔ)料罐的側(cè)壁上還安裝有液位計(jì)16，用于標(biāo)示儲(chǔ)料罐中溶液的液位，監(jiān)測(cè)生產(chǎn)系統(tǒng)的投加速度。生產(chǎn)系統(tǒng)的調(diào)試設(shè)備安裝完成后，需對(duì)安全閥和背壓閥的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般安全閥的壓力比計(jì)量泵的壓力低l-2Bar左右，進(jìn)一步保證輸送管道內(nèi)壓力的平穩(wěn)；背壓閥的壓力設(shè)置為IBar左右，以避免聚天冬氨酸溶液在輸送過(guò)程中發(fā)生虹吸，保證計(jì)量泵的準(zhǔn)確計(jì)量。聚天冬氨酸尿素的生產(chǎn)過(guò)程如下所述a)將聚天冬氨酸和顏料倒入安裝有攪拌器11的儲(chǔ)料罐1中，將聚天冬氨酸攪拌成溶液；聚天冬氨酸溶液從儲(chǔ)料罐中輸出后，通過(guò)過(guò)濾器將雜質(zhì)過(guò)濾后，到達(dá)計(jì)量泵，計(jì)量泵對(duì)聚天冬氨酸溶液的流量進(jìn)行計(jì)量，聚天冬氨酸溶液在輸送管道中經(jīng)脈動(dòng)阻尼器調(diào)節(jié)后， 均勻流經(jīng)背壓閥，最后經(jīng)過(guò)加料口流入混合液輸送管道中與尿素溶液混合；b)尿素生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)出的尿素溶液進(jìn)入蒸發(fā)器中，經(jīng)蒸發(fā)器處理蒸發(fā)濃縮后通過(guò)分離器輸送到尿素溶液輸送管道中；c)聚天冬氨酸溶液和尿素溶液在加料口處混合后流入熔融泵，混合液在熔融泵充分混合，然后經(jīng)混合液輸送管道輸送到造粒塔內(nèi)進(jìn)行聚天冬氨酸尿素的制備。整個(gè)生產(chǎn)任務(wù)完成后，聚天冬氨酸尿素的實(shí)際產(chǎn)量為5124. 20噸，其中合格品為 5124. 05噸，廢品為0. 15噸，合格率為99. 997%。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中聚天冬氨酸的使用量為 15. 4噸，損耗0. 274噸，損耗率為1.8%。實(shí)施2本實(shí)施例為將本實(shí)用新型應(yīng)用于一套產(chǎn)能為300噸/天、最大生產(chǎn)量為12. 5噸 /小時(shí)的聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中，預(yù)計(jì)生產(chǎn)1000噸聚天冬氨酸尿素，所需40%的聚天冬氨酸鹽為3噸，密度為1. 26g/cm3,因此計(jì)量泵所需的流量為30升/小時(shí)，選擇米頓羅 GM0050SN1MNN計(jì)量泵，最大流量45升/小時(shí)，流量調(diào)節(jié)至67%。3噸聚天冬氨酸的溶液用一個(gè)儲(chǔ)料罐盛裝。生產(chǎn)系統(tǒng)的組裝、系統(tǒng)的調(diào)試以及聚天冬氨酸尿素的生產(chǎn)工藝與實(shí)施例1相同， 整個(gè)生產(chǎn)任務(wù)完成后，聚天冬氨酸尿素的實(shí)際產(chǎn)量為1012. 33噸，其中合格品1012. 25噸， 廢品0. 08噸，合格率為99. 992%。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中聚天冬氨酸的使用量為3. 1噸，損耗
0.0651噸，損耗率為2.1% ο實(shí)施例3本實(shí)施例為將本實(shí)用新型應(yīng)用于一套產(chǎn)能為920噸/天、最大生產(chǎn)量為38. 3噸/ 小時(shí)的聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)系統(tǒng)中，預(yù)計(jì)生產(chǎn)8000噸聚天冬氨酸尿素，所需40%的密度為
1.26g/cm3的聚天冬氨酸鹽為M噸，可得出所需計(jì)量泵的最大流量為115升/小時(shí)，因此選擇米頓羅GM0120SN1MNN，其最大流量為120升/小時(shí)，流量調(diào)節(jié)至76%。M噸聚天冬氨酸的溶液需要用兩個(gè)儲(chǔ)料罐盛裝，因此生產(chǎn)系統(tǒng)中需要設(shè)置兩個(gè)儲(chǔ)料罐進(jìn)行聚天冬氨酸溶液的制備。生產(chǎn)系統(tǒng)的組裝、系統(tǒng)的調(diào)試以及聚天冬氨酸尿素的生產(chǎn)工藝與實(shí)施例1相同， 整個(gè)生產(chǎn)任務(wù)完成后，聚天冬氨酸尿素的實(shí)際產(chǎn)量為8009. 44噸，其中合格品8009. 25噸， 廢品0. 19噸，合格率為99. 997%。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中聚天冬氨酸的使用量為24. 4噸，損耗 0. 366噸，損耗率為1. 5%0
權(quán)利要求1.聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)線(xiàn)，包括主要由尿素生產(chǎn)設(shè)備、蒸發(fā)器(6)、分離器(7)、熔融泵(4)和造粒設(shè)備組成的尿素生產(chǎn)線(xiàn)，以及包括存放聚天冬氨酸的儲(chǔ)料罐(1)的聚天冬氨酸輸送線(xiàn)，各設(shè)備之間通過(guò)管道連接，其特征在于聚天冬氨酸輸送線(xiàn)和尿素生產(chǎn)線(xiàn)并列設(shè)置，聚天冬氨酸輸送線(xiàn)接入尿素生產(chǎn)線(xiàn)的位置位于尿素生產(chǎn)線(xiàn)的進(jìn)入熔融泵的管道上，所述聚天冬氨酸輸送線(xiàn)上還依次設(shè)置有計(jì)量泵( 和背壓閥(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于所述聚天冬氨酸輸送線(xiàn)上的計(jì)量泵( 和背壓閥C3)之間的管道中還設(shè)置有用于減少計(jì)量泵脈動(dòng)對(duì)流量產(chǎn)生影響的脈動(dòng)阻尼器(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于所述計(jì)量泵(2)輸出端與儲(chǔ)料罐(1)的頂部之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)輸送管道壓力的安全閥(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于所述聚天冬氨酸輸送線(xiàn)上的計(jì)量泵⑵與儲(chǔ)料罐⑴之間的管道中還設(shè)置有過(guò)濾器(10)；所述儲(chǔ)料罐的側(cè)壁上設(shè)置有液位計(jì)(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于所述過(guò)濾器(10)為Y 型過(guò)濾器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的聚天冬氨酸尿素生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于所述計(jì)量泵⑵為機(jī)械隔膜泵。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種聚天冬氨酸尿素的生產(chǎn)線(xiàn)，包括并列設(shè)置的尿素生產(chǎn)線(xiàn)和聚天冬氨酸溶液輸送線(xiàn)，聚天冬氨酸溶液輸送線(xiàn)接入尿素生產(chǎn)線(xiàn)的位置位于尿素生產(chǎn)線(xiàn)的進(jìn)入熔融泵的管道上，聚天冬氨酸溶液輸送線(xiàn)上依次設(shè)置有計(jì)量泵和背壓閥。本實(shí)用新型通過(guò)改變聚天冬氨酸溶液的添加位置，使得聚天冬氨酸溶液在高溫尿素溶液中的停留時(shí)間縮短，大大減少了聚天冬氨酸有效成分的損耗，節(jié)約了成本，提高了產(chǎn)品的合格率。
文檔編號(hào)C05C9/00GK202007198SQ20112004989
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者李峰, 王瓊, 邢振平 申請(qǐng)人:石家莊開(kāi)發(fā)區(qū)德賽化工有限公司