[發(fā)明專利]一種具有二段沉降功能的尿素造粒塔及其處理工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810705408.7
• 申請(qǐng)日: 2018-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN108371927B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周列
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海境業(yè)環(huán)保能源科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J2/04
• 分類號(hào): B01J2/04;C05C9/00
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 王法男

本發(fā)明公開了一種具有二段式沉降功能的尿素造粒塔，包括中空的塔體，設(shè)置在塔體上部的尿素噴灑機(jī)構(gòu)，設(shè)置在塔體下部的收料堆積區(qū)，以及塔底側(cè)壁上開設(shè)的通風(fēng)口，其特征在于，在塔體內(nèi)腔的收料堆積區(qū)上方，設(shè)有一緩沖反彈裝置，從而在緩沖裝置上方形成下落緩沖區(qū)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化肥生產(chǎn)所用的尿素造粒塔，尤其涉及一種具有二段沉降功能的自然通風(fēng)尿素造粒塔。

背景技術(shù)

尿素造粒塔是尿素生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，為鋼筋混凝土筒體構(gòu)造，塔底設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，塔頂設(shè)置出風(fēng)口。尿素造粒工藝流程中，前道設(shè)備將尿素水溶液蒸發(fā)至99.7%濃度, 由熔融尿素泵加壓送至尿素造粒塔頂部區(qū)域。造粒噴頭向下旋轉(zhuǎn)噴灑細(xì)流，在液體內(nèi)聚力和表面張力的作用下，形成直徑0.5~2.9毫米小液滴，均勻分布于塔內(nèi)截面。液滴在自由落體過(guò)程中與上升氣流充分逆流接觸，進(jìn)行質(zhì)熱傳遞，驟冷至尿素熔點(diǎn)132.7℃以下，凝結(jié)成顆粒并持續(xù)冷卻，直至落入塔底區(qū)域，呈顆粒形態(tài)堆積。堆積區(qū)域四周的塔壁上設(shè)置有百葉窗，通過(guò)葉片開合角度調(diào)節(jié)通風(fēng)量，將出料尿素顆粒溫度控制在50~60℃。造粒塔的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在塔底區(qū)域的尿素顆粒堆積區(qū)之上。熔融尿素從造粒噴頭噴灑后到形成合適溫度的尿素顆粒所需要的高度,稱為造粒塔的有效高度，具體為從造粒噴頭下沿到進(jìn)風(fēng)口上沿的高度。

傳統(tǒng)的尿素造粒塔以自然通風(fēng)結(jié)構(gòu)為主，依靠風(fēng)壓和熱壓的作用自然產(chǎn)生向上氣流，塔內(nèi)空氣流速為0.8~1.5米/秒。為了保證出料溫度和顆粒度，需要足夠的上升風(fēng)量和風(fēng)冷時(shí)間，對(duì)造粒塔的有效高度要求較高，一般在50米以上。受限于建造成本、使用維護(hù)成本、建筑技術(shù)及環(huán)保等多方面因素，這類傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的造粒塔已無(wú)大幅提高效能的潛力。

同時(shí)，尿素顆粒的產(chǎn)能還受到外部環(huán)境溫度的影響。冬季進(jìn)風(fēng)溫度低，尿素下落過(guò)程中冷卻速度快，顆粒固化完全，產(chǎn)能較高；夏季進(jìn)風(fēng)溫度高，尿素下落過(guò)程中冷卻速度慢，凝固起始點(diǎn)下移，顆粒固化不完全，塔底堆積顆粒因溫度過(guò)高而發(fā)生粘連。因此，在夏季，造粒噴頭的噴灑速度被迫降低，導(dǎo)致產(chǎn)能下降。

現(xiàn)有尿素造粒塔改進(jìn)方案的主要思路是通過(guò)增加造粒塔內(nèi)風(fēng)量和風(fēng)速，強(qiáng)化塔內(nèi)的上升氣流，使尿素顆粒在下落距離和下落時(shí)間不變的前提下，與上升氣流的逆流接觸更充分，從而加強(qiáng)對(duì)尿素顆粒的降溫散熱效果。這種技術(shù)方案通常需要在現(xiàn)有自然通風(fēng)尿素造粒塔的外部或者內(nèi)部增加一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力鳳源，這除了會(huì)增加技術(shù)改造的費(fèi)用，還會(huì)增加尿素造粒生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，增加生產(chǎn)成本，導(dǎo)致尿素產(chǎn)品在市場(chǎng)上的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力降低。

例如，我國(guó)專利號(hào)CN 202519175 U所公開的一種生產(chǎn)水溶肥的雙層通風(fēng)造粒塔，包括塔體，塔體的上端設(shè)置有通風(fēng)孔，塔體的側(cè)面設(shè)置有物料提升通道，塔體內(nèi)腔的下端設(shè)置有收料斗，其特征在于：在塔體的下端、收料斗的上方設(shè)置有通風(fēng)窗，多個(gè)通風(fēng)窗分上、下兩排環(huán)繞設(shè)置在塔體的側(cè)壁上。該技術(shù)方案通過(guò)增設(shè)一排通風(fēng)窗，達(dá)到提高通風(fēng)量、提高通風(fēng)冷卻效果的目的；由于單個(gè)通風(fēng)窗的面積并沒有加大，對(duì)于塔體的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度影響不大，不會(huì)增加建造成本；采用本技術(shù)方案以后，塔體內(nèi)部的通風(fēng)量成倍增加，物料冷卻效果好，有利于降低顆粒的破碎率、減少物料粘連收料斗，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量并減少后段工序的冷卻降溫能耗。

該引用專利的主要改進(jìn)點(diǎn)是：設(shè)置下兩排環(huán)繞在塔體下端側(cè)壁上的通風(fēng)窗。通過(guò)增設(shè)一排通風(fēng)窗，達(dá)到提高通風(fēng)量、提高通風(fēng)冷卻效果的目的。這一專利方案的本質(zhì)是一種新建造粒塔建筑設(shè)計(jì)方案，不適用于已建成的造粒塔的技術(shù)改造。

另有我國(guó)專利號(hào)CN 203469934 U所公開的造粒塔排風(fēng)系統(tǒng)，包括塔體，安裝在造粒平臺(tái)上部的軸流風(fēng)機(jī)，軸流風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口向上傾斜安裝。采用該結(jié)構(gòu)能夠加快造粒塔內(nèi)上升氣流的上升速度，提高塔內(nèi)熱交換效率，提高肥料顆粒的冷卻效果。

該引用專利通過(guò)在塔體上端安裝抽風(fēng)機(jī)，加速氣流上升，同樣能達(dá)到提高通風(fēng)量、提高通風(fēng)冷卻效果的目的。然而，抽風(fēng)機(jī)導(dǎo)致造粒塔能耗增加。在應(yīng)用于已建成造粒塔改造時(shí)，安裝抽風(fēng)機(jī)容易受到安裝空間、電力供應(yīng)等因素的限制。

因此，如何提高自然通風(fēng)尿素造粒塔的產(chǎn)能，降低其受環(huán)境因素的影響，是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。