專利名稱：尿素的造粒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尿素的造粒方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種在尿素生產(chǎn)廠的造粒塔中通過(guò)冷卻尿素熔融液滴進(jìn)行造粒的方法，另外，本發(fā)明還涉及一種上述尿素造粒方法所使用的造粒塔。
空氣沿尿素液滴落下相反的方向向上吹，遇到落下的尿素熔融液滴后使其冷卻固化，將尿素熔融液滴轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩毓腆w顆粒。
將如此得到的尿素顆粒在收集底部收集，所述收集底部位于前述內(nèi)室的下部，然后由傳統(tǒng)的皮帶傳送送出塔外，特別是在該底部一般有一個(gè)旋轉(zhuǎn)刮刀，將尿素顆粒通過(guò)底部的開(kāi)口推到位于最下部的傳送機(jī)上。
眾所周知，在現(xiàn)代尿素生產(chǎn)廠中，生產(chǎn)質(zhì)量良好的尿素顆粒(即適當(dāng)冷卻和固化的顆粒)的非常重要的參數(shù)，是在造粒塔中設(shè)定合適的滯留時(shí)間。
“滯留時(shí)間”是指熔融的尿素液滴從分配裝置到收集底部這段距離所需的時(shí)間，在收集底部尿素液滴以固體尿素顆粒形式被收集。
在一定的空氣流速和溫度下，所述距離越長(zhǎng)，則用于冷卻尿素熔體的時(shí)間越長(zhǎng)，熔體越被冷卻，因此在收集底部收集的尿素顆粒越硬，而且抵抗外力的能力越強(qiáng)。
造粒塔的塔壁是由混凝土或其他建筑材制成的，其高度應(yīng)滿足上述所需的距離。
值得一提的是在尿素生產(chǎn)廠的裝置和設(shè)備中，例如反應(yīng)，分解和濃縮設(shè)備中，造粒塔是最貴的。
這是因?yàn)樵炝Ｋ仨殱M足一定的高度，以獲得必要的滯留時(shí)間，使高溫尿素熔融液滴冷卻下來(lái)。
然而，對(duì)于造粒塔來(lái)說(shuō)，越來(lái)越多的要求是要盡可能地降低塔的高度，這樣不僅可以降低造塔的難度、減少了投資和維護(hù)的費(fèi)用，而且也增加了塔的安全性。也就是說(shuō)，在不影響冷卻程度保證得到滿意的尿素顆粒的條件下，應(yīng)盡可能地縮短滯留時(shí)間。
為了達(dá)到上述目的，可利用現(xiàn)有技術(shù)中的一些方法，并從下面的描述中將會(huì)很清楚。
這些方法一般是針對(duì)現(xiàn)有的尿素生產(chǎn)廠進(jìn)行生產(chǎn)能力擴(kuò)大時(shí)使用的，由于生產(chǎn)能力的擴(kuò)大，為了使尿素熔融液滴進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s，必須要從造粒塔中撤出更多的由尿素熔體放出的熱量。
第一種方法是增加塔內(nèi)的空氣流速，以增強(qiáng)對(duì)液滴的冷卻效果。然而，流速的增加是有一定極限的，如果流速太高，則可將室內(nèi)的尿素液滴向上吹起，導(dǎo)致了液滴向上的攜帶。而且這種方法在技術(shù)上經(jīng)常是不可能的，或者非常難以進(jìn)行。
第二種方法是將空氣在進(jìn)塔之前先進(jìn)行冷卻。
然而，需要采用制冷系統(tǒng)對(duì)空氣進(jìn)行冷卻，對(duì)這樣多的空氣進(jìn)行冷卻，必然要消耗大量的能量，因此除了塔本身的成本費(fèi)用外，還需要較高的投資和維護(hù)費(fèi)用。
第三種方法是在塔底或塔外采用流化床冷卻器對(duì)尿素顆粒進(jìn)行冷卻。
為了使尿素冷卻，需要有一個(gè)可以產(chǎn)生流化的空氣流，例如在塔的底部具有足夠高的壓力氣流，足以使懸浮在流化床上的顆粒流化，并且氣流的溫度應(yīng)足夠低使顆粒得到冷卻。
對(duì)于所述的可以產(chǎn)生流化的空氣流，需要一個(gè)空氣升壓壓縮機(jī)和一個(gè)適宜的制冷系統(tǒng)，這也需要較高的投資和能耗。
為了克服上述方法的缺陷，第四種方法是在塔外采用一個(gè)與收集底部及其下游液體相連的冷卻裝置。
所述的冷卻裝置是由平行排列的冷卻板組成，冷卻板內(nèi)充有冷卻液，尿素顆粒通過(guò)冷卻裝置時(shí)與冷卻的外表面接觸后被進(jìn)一步冷卻下來(lái)。
這一冷卻裝置需要較少的能量和較少的資金投入，而冷卻設(shè)備如前所述。
然而，將尿素顆粒從塔的收集底部輸送到冷卻器，并將該顆粒提升到冷卻器入口，并對(duì)顆粒進(jìn)行篩分，仍然需要一些輔助設(shè)備，這使整個(gè)冷卻裝置制造技術(shù)較復(fù)雜，提高了成本。
盡管越來(lái)越需要最大程度地降低建造新塔的高度，或在已有造粒塔的生產(chǎn)能力提高后，在降低或維持塔高不變的條件下使冷卻效率充分提高，但對(duì)于此類應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)中并沒(méi)有提出一種非常簡(jiǎn)單的、可靠和經(jīng)濟(jì)的有效方法來(lái)增加對(duì)尿素顆粒的冷卻效率。
本發(fā)明提供的在造粒塔中進(jìn)行尿素造粒的方法解決了上述的問(wèn)題，該方法包括以下步驟—使大量的熔融尿素液滴從分配裝置落入造粒塔的尿素顆粒收集底部；其特征在于還包括以下步驟—冷卻所述的收集底部。
本發(fā)明還提供了一種用來(lái)進(jìn)行尿素造粒的造粒塔，該造粒塔包括一個(gè)尿素熔體分配裝置和一個(gè)尿素顆粒收集底部，其特征在于還包括—可以對(duì)收集底部進(jìn)行冷卻的設(shè)備。
由于本發(fā)明，尿素顆粒的冷卻被明顯地提高了，而且簡(jiǎn)單方便、安全可靠。
實(shí)際上，對(duì)落在收集底部的尿素顆粒進(jìn)行直接冷卻，是非常有效和令人滿意的。這非常有利于建造降低高度的造粒塔，即落下的尿素熔融液滴的滯留時(shí)間與最佳的一種相比降低很多，而且在現(xiàn)有的造粒塔不需增加其高度的條件下，可提高生產(chǎn)能力。
而且，本發(fā)明可以很容易地用于新建的造粒塔，和不需要改變塔本身結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有造粒塔，而且也不需要較高的投資和較高的生產(chǎn)成本。
以下為本發(fā)明的具體實(shí)施方案，并以附圖作為參考，從對(duì)實(shí)施方案的指示性的和非限定性的說(shuō)明中，我們可以很清楚地看出本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
附圖詳述根據(jù)

圖1-3所示，造粒塔1包含一個(gè)直立的管狀墻壁2，優(yōu)選為圓柱狀，墻壁內(nèi)有一個(gè)用于冷卻尿素熔融液滴的內(nèi)室3，在圖1中尿素熔融液滴一般用“d”來(lái)表示。
尿素熔體的分配裝置4位于內(nèi)室3的頂端3a處。該分配裝置4固定在墻壁2上，并且按傳統(tǒng)的方式與尿素熔體的進(jìn)料管相連(圖中未示出)。
分配裝置4一般包括一個(gè)多孔籃5，其勻速沿垂直中心軸旋轉(zhuǎn)，或包括一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)噴霧器，該分配裝置與所述的尿素熔體的進(jìn)料管流體相連，圖中未示出。
在圖1的實(shí)例中，所示的墻壁2和內(nèi)室3在塔頂是敞開(kāi)的。然而，也可以在塔頂加上傳統(tǒng)的蓋子和/或頂棚，以便讓冷卻空氣吹出，同時(shí)保護(hù)內(nèi)室3不受環(huán)境的影響。
尿素顆粒收集底部6位于所述的內(nèi)室3的下部3b處。收集底部6與墻壁2基本上是垂直的，直徑與造粒塔1的內(nèi)徑基本相同。
從圖2和圖3中可清楚地看到，收集底部6被分成兩個(gè)基本上相等的半圓部分，每一部分用7來(lái)表示。兩部分7被一個(gè)縱向槽8分開(kāi)，該縱向槽沿底部6的直徑延伸。
在收集底部6的下面，與槽8平行地設(shè)置一個(gè)傳送皮帶9，其寬度略寬于槽8，傳送帶將得到的尿素顆粒(在圖2和圖3中一般用“p”來(lái)表示)從造粒塔1中輸出。
從圖1中可以看到，傳送帶9要長(zhǎng)于管狀墻壁2的直徑，因此需要開(kāi)口2a，以使傳送帶9穿過(guò)造粒塔1。
在收集底部6上設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)刮刀10，以將該底部上的尿素顆粒取出并直接推向位于傳送帶9上的槽8。
刮刀10包括一個(gè)緊貼于收集底部6并繞塔中心軸旋轉(zhuǎn)的刀片11，刮刀由安置在收集底部6下的發(fā)動(dòng)機(jī)13驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)軸桿12將刮刀與發(fā)動(dòng)機(jī)連接起來(lái)。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖2中將發(fā)動(dòng)機(jī)13和軸桿12省略。
墻壁2一般是將底部固定在圖中所示的地面14上。
根據(jù)本發(fā)明，造粒塔1還包括一個(gè)用于冷卻收集底部6的冷卻設(shè)備15是有利的。
優(yōu)選地，該冷卻設(shè)備15位于收集底部6上，在其上表面6a和刮刀刀片11之間。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，該冷卻設(shè)備15包含兩個(gè)中空的半圓元件，分別用16表示，并且分別完全覆蓋兩個(gè)底部7。所述的中空元件優(yōu)選是扁平的，并允許與收集底部6進(jìn)行熱交換的冷卻液(圖中未示出)在其中通過(guò)。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案，所述元件16的內(nèi)部，冷卻液沿鋸齒形或線圈形的流動(dòng)路徑流動(dòng)。為此，在中空元件16的內(nèi)部設(shè)置有許多直立的墻壁或隔板(圖中未示出)，其根據(jù)流動(dòng)路徑隔開(kāi)元件16內(nèi)部的中空空間，使冷卻液按所設(shè)計(jì)的路徑流動(dòng)。
在中空元件16的替代方法中，冷卻設(shè)備15可以包含一個(gè)或多個(gè)線圈形或鋸齒形的管道(圖中未示出)，以使冷卻液流過(guò)。
冷卻設(shè)備15，例如元件16，采用傳統(tǒng)的方式(例如輸送管)進(jìn)行連接使冷卻液進(jìn)入其中和從其中流出是合適的，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，這種連接在圖中沒(méi)有表示出來(lái)。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，未示出，冷卻設(shè)備15還可以直接安置在收集底部6的下面或其內(nèi)部。
另外，造粒塔1還可以包含這樣一些設(shè)備(圖中未示出)，例如用于冷卻旋轉(zhuǎn)刮刀10的線圈，這樣有利于增強(qiáng)對(duì)下落在收集底部6上的尿素顆粒的冷卻，并使之硬化。
下面將對(duì)本發(fā)明的尿素造粒方法進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
將尿素生產(chǎn)廠最后一個(gè)工段(圖中未示出)得到的尿素熔體流按傳統(tǒng)的方式送入造粒塔1的分配裝置4，該分配裝置4安置在冷卻內(nèi)室3的頂端3a處。
分配裝置4的旋轉(zhuǎn)籃5旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生大量的尿素熔融液滴d，在內(nèi)室3中(由于重力的作用)液滴自然向下落在造粒塔1的收集底部6上。
在熔融尿素液滴自分配裝置4按各自的軌跡下落到收集底部6，更具體地說(shuō)是下落到冷卻設(shè)備15的中空元件16的上表面所需要的時(shí)間，是熔融尿素液滴轉(zhuǎn)化為固體尿素顆粒p的時(shí)間。如上所述，該時(shí)間也稱為滯留時(shí)間。
在內(nèi)室3中，尿素熔融液滴d在下落到收集底部6的過(guò)程中，與反方向向上流動(dòng)的室溫空氣流相接觸，以此使其冷卻下來(lái)并固化成為尿素顆粒。
有利的是，根據(jù)本發(fā)明的尿素造粒方法還包含冷卻收集底部6的步驟。
通過(guò)該冷卻步驟，可明顯地改善對(duì)尿素顆粒的冷卻和固化，而且完全與塔高或塔的生產(chǎn)能力沒(méi)有關(guān)系。因此，有可能設(shè)計(jì)一種新的塔高較低的造粒塔，或提高現(xiàn)有造粒塔的生產(chǎn)能力，而不影響所需的顆粒質(zhì)量。
實(shí)際上，在內(nèi)室3中尿素熔融液滴在下落過(guò)程中形成顆粒，并積聚在位于收集底部6上被不斷冷卻的中空元件16上。在這里尿素顆粒通過(guò)與元件16的冷表面直接接觸后被進(jìn)一步冷卻(即與元件16中流動(dòng)的冷卻液進(jìn)行間接的熱交換)。
一旦尿素顆粒在底部6上積聚，便采用旋轉(zhuǎn)刮刀10的方式將其從造粒塔1中輸出，所述旋轉(zhuǎn)刮刀將顆粒推到中心槽8和傳送帶9上。
本發(fā)明中由于收集底部6具有很大的表面積，因此非常有利于增強(qiáng)尿素顆粒的冷卻效果。
而且，本發(fā)明的冷卻步驟也是十分有效的，由于本發(fā)明的冷卻是在造粒塔內(nèi)的收集底部6內(nèi)進(jìn)行的，尿素顆粒在經(jīng)槽8離開(kāi)前會(huì)停留一段不可忽視的時(shí)間。本發(fā)明正是利用了這段停留時(shí)間，對(duì)尿素顆粒進(jìn)行了進(jìn)一步的冷卻。
有利的是，尿素顆粒在收集底部6上的停留過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)刮刀10的作用可以使顆粒混合，來(lái)增強(qiáng)顆粒冷卻的均勻性，以此得到均勻的產(chǎn)品。同時(shí)，刮刀10還保證收集底部的所有表面均可以用于冷卻尿素顆粒。
與現(xiàn)有技術(shù)的造粒方法相比，本發(fā)明造粒方法中冷卻尿素顆粒收集底部的步驟不僅操作簡(jiǎn)單、安全可靠，而且不需較高的投資費(fèi)用和生產(chǎn)成本，同時(shí)不需要高的能量消耗。
另外，由于本發(fā)明不需要對(duì)造粒塔本身進(jìn)行特定的結(jié)構(gòu)改變即可改善冷卻效率，因此特別適用于現(xiàn)有的造粒塔，使其在維持或降低尿素在塔內(nèi)滯留時(shí)間的條件下提高生產(chǎn)能力。
權(quán)利要求
1.在造粒塔[1]中進(jìn)行尿素造粒的方法，包括以下步驟—使大量的熔融尿素液滴從尿素熔體分配裝置[4]落入所述造粒塔的尿素顆粒收集底部[6]；其特征在于還包括以下步驟—對(duì)所述收集底部[6]進(jìn)行冷卻。
2.在造粒塔[1]中進(jìn)行尿素造粒的方法，包括以下步驟—使大量的熔融尿素液滴從尿素熔體分配裝置[4]落入所述造粒塔的尿素顆粒收集底部[6]，液滴落下的反方向有一向上吹動(dòng)的空氣流；其特征在于還包括以下步驟—對(duì)所述收集底部[6]進(jìn)行冷卻。
3.用于尿素造粒的造粒塔[1]，包括熔融尿素分配裝置[4]和尿素顆粒收集底部[6]，其特征在于還包括—用于冷卻所述收集底部[6]的設(shè)備[15]。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的造粒塔，其特征在于，所述的冷卻設(shè)備[15]包括至少一個(gè)中空元件[16]，其位于所述收集底部[6]的上面，在所述的元件[16]中使與所述的收集底部[6]進(jìn)行熱交換的冷卻液通過(guò)。
5.用于尿素造粒的造粒塔[1]，包括直立的管狀墻壁[2]，墻壁內(nèi)為用于冷卻尿素熔融液滴的內(nèi)室[3]，安置在所述內(nèi)室[3]的頂端(3a)的尿素熔體分配裝置[4]，位于所述內(nèi)室[3]的下部(3b)處的尿素顆粒收集底部[6]，和在所述的收集底部[6]上用于將尿素顆粒送出塔外的旋轉(zhuǎn)刮刀[10]；其特征在于還包括—用于冷卻所述收集底部[6]的設(shè)備[15]。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的造粒塔，其特征在于，所述的冷卻設(shè)備[15]包括至少一個(gè)中空元件[16]，其位于所述收集底部[6]的上面，在所述的元件[16]中使與所述的收集底部[6]進(jìn)行熱交換的冷卻液通過(guò)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的造粒塔，其特征在于還包括用于冷卻所述旋轉(zhuǎn)刮刀[10]的設(shè)備。
全文摘要
在造粒塔[1]中進(jìn)行尿素造粒的方法,包括如下步驟:使大量的熔融尿素液滴從尿素熔體分配裝置[4]落入造粒塔的尿素顆粒收集底部[6],還包括冷卻收集底部[6]的步驟。
文檔編號(hào)F28F3/12GK1355152SQ0113655
公開(kāi)日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2001年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月14日
發(fā)明者弗德里科·扎迪, 多梅尼科·羅米蒂 申請(qǐng)人:烏里阿·卡薩勒有限公司