專利名稱：加工顆粒的方法和裝置的制作方法
加工顆粒的方法和裝置本發(fā)明涉及加工固化鹽的顆粒的方法和裝置。
背景技術(shù)：
顆粒狀物質(zhì)的固化鹽廣泛用于許多領(lǐng)域，即作為農(nóng)業(yè)的肥料、工業(yè)過程化學(xué)中的 添加劑、公路除冰助劑等。對許多應(yīng)用而言，消費(fèi)者需要具有特定粒子尺寸分布的顆粒狀物 質(zhì)，其在儲存和運(yùn)輸后能充分地自由流動。流化床噴霧造粒是一種普遍使用的技術(shù)，用于生產(chǎn)源自液體產(chǎn)品的同質(zhì)均勻形狀 的顆粒，所述液體產(chǎn)品例如溶液、懸浮液、漿液、熔融物和乳狀液。但是，流化床噴霧造粒工 藝通常從造粒機(jī)中得到不同尺寸的顆粒，一些顆粒的尺寸在要求的尺寸范圍之外。具有可 接受尺寸的顆粒通常稱為“合適尺寸顆粒(on-size) ”，即對應(yīng)于最終產(chǎn)品所要求的尺寸。具 有大于要求尺寸的顆粒通常稱為“超大尺寸顆粒(oversize) ”，而具有太小尺寸的顆粒通常 稱為“過小尺寸顆粒(undersize) ”。合適尺寸的顆粒將進(jìn)一步加工，而過小尺寸的和超大 尺寸的顆粒通常循環(huán)至造粒機(jī)，最終包括循環(huán)回路中的處理和加工。通常過小尺寸顆?？芍苯铀突刂猎炝C(jī)(或在例如冷卻或干燥之后，若工藝需要 的話)，以進(jìn)一步增大以達(dá)到需要的直徑范圍(合適尺寸的產(chǎn)品)；而過大尺寸顆粒通常將 被壓碎然后以固體形式循環(huán)至造粒機(jī)(在或不在一些其它的中間工藝步驟之后)，或熔化/ 溶解以作為待噴射的液體循環(huán)回到造粒機(jī)。在固體形式下從篩子中循環(huán)回到造粒機(jī)的產(chǎn)品下文中將稱為外循環(huán)。該循環(huán)有時是出于工藝的原因所必需的，例如為了保持系統(tǒng)“平衡”(熱平衡、水平 衡等)。但是，多數(shù)情況下，該循環(huán)是造粒工藝的非理想行為以及所有的粒子都不具有正確 尺寸這一事實(shí)的結(jié)果，因此是不必要的費(fèi)用和工藝的局限。—般而言，循環(huán)意味著更高的投資費(fèi)用和更高的操作費(fèi)用。循環(huán)需要加工、裝卸 (傳送機(jī)、升降機(jī)等)、動力消耗(由于例如裝卸設(shè)備所致的電消耗；或用于例如再加熱產(chǎn)品 以在造粒機(jī)中達(dá)到適合的溫度的熱消耗等)。因此，循環(huán)應(yīng)最小化，這是本發(fā)明所致力的主 要優(yōu)點(diǎn)之一。例如，就用于肥料目的的尿素的造粒而言，消費(fèi)者通常希望顆粒的直徑在2至4mm 之間。因此，從造粒機(jī)中出來的顆粒尺寸在2mm以下的顆粒將認(rèn)為是過小尺寸的，而大于 4mm的粒子將認(rèn)為是超大尺寸的。一些超大尺寸顆粒(例如塊)將被再熔化或溶解，而大多 數(shù)將被壓碎以提供給造粒機(jī)必需的造粒核種。這種情況下，外循環(huán)通常為0.5 1至1 1， 即對于Ikg從造粒環(huán)路中出來的符合規(guī)格的產(chǎn)品，會有0. 5至Ikg的產(chǎn)品(過小尺寸的和 壓碎的超大尺寸的)循環(huán)回至造粒機(jī)。常規(guī)的連續(xù)流化床噴霧造粒機(jī)通常具有如

圖1所示簡化的工藝流程(出于簡化的 目的而沒有示出輔助流體，例如流化介質(zhì)，公用設(shè)施(utilities)等，以及它們的特定的處 理(例如加熱、冷卻、調(diào)節(jié)、清潔等))。標(biāo)號Ia表示將會被液體產(chǎn)品所包覆的、產(chǎn)品的小顆 粒或如果存在的其它核種粒子(也稱為gem粒子)的供應(yīng)。Ib是液體產(chǎn)品的供應(yīng)。步驟2 是造粒區(qū)域，在這里核種粒子同液體產(chǎn)品的噴霧接觸，初始成形并干燥。步驟3為顆粒的進(jìn)一步加工，其通常包括顆粒的進(jìn)一步干燥和/或成形和/或冷卻。步驟2和3組成了造粒 工藝，而且兩者均可發(fā)生在常規(guī)的流化床中。步驟4是一個在篩選之前可選的工藝步驟，例 如冷卻，干燥等。步驟5是對造粒工藝產(chǎn)出顆粒的篩選，5a是超大尺寸的顆粒部分，5b是過 小尺寸的顆粒部分，5c是合適尺寸的顆粒部分，合適尺寸的顆粒部分被送到步驟6用于造 粒后處理以形成最終產(chǎn)品7。過小尺寸恥顆粒由篩選5送到處理步驟9并循環(huán)到注入?yún)^(qū)域2。步驟5/8/9組成 了循環(huán)回路。超大尺寸顆粒如被送到處理步驟8以循環(huán)回至注入?yún)^(qū)域。步驟8是超大尺 寸顆粒fe的處理步驟。該處理可以是通過壓碎使得它們變?yōu)楦〕叽绲牧Ｗ樱顾鼈內(nèi)刍?以形成液體產(chǎn)品以便噴射液體進(jìn)入注入?yún)^(qū)域，或作為大顆粒把它們排出用于外部應(yīng)用。步 驟9是一個可選工藝步驟，用于在過小尺寸顆粒再進(jìn)入核種流之前處理過小尺寸顆粒。作為流化床造粒工藝的一個例子，請參考《肥料手冊》(IFDC，Kluwer學(xué)術(shù)出版社， 1998年版，第9章，第269和270頁)或《氮與合成氣》(2006年7_8月，第42頁)中的尿 素造粒設(shè)備典型流程圖和尿素造粒機(jī)示意圖。
現(xiàn)有技術(shù)US 5213820給出了流化床噴霧造粒的例子，例如WO 01/43861給出了具有分級器 的流化噴霧造粒的例子。WO 01/43861描述了一種流化床噴霧造粒機(jī)，其包括用于將顆粒分級的分級器，該 分級器包含用傾斜壁分開的一組相鄰的流化區(qū)域。造粒室的設(shè)計(jì)是不對稱的，即其被傾斜 的擋板分為幾個隔間。通過粒子的圓運(yùn)動獲得分離；較大的粒子將趨向于朝出口移動而較 輕的粒子將趨向于朝床的入口移動，回到它們能夠增大的生長區(qū)。該文件聲稱所有必需的 循環(huán)都通過分級器完成，沒有外循環(huán)。WO 97/(^887公開了一種流化床分級器，包括床內(nèi)的一組擋板，以便當(dāng)以在床內(nèi)引 起氣泡的氣體速率操作時獲得豎直分離。擋板具有在很大程度上抑制粒子跟隨上升的氣泡 向上通過床的效果，由此干擾了分離效果。發(fā)明目的本發(fā)明的主要目的是提供一種用于液體產(chǎn)品的流化床噴霧造粒的方法，其具有改 進(jìn)的顆粒生產(chǎn)率。本發(fā)明的第二個目的是提供一種用于液體產(chǎn)品的流化床噴霧造粒的方法，其具有 改進(jìn)的顆粒生產(chǎn)率和/或改進(jìn)的顆粒品質(zhì)。另一個目的是提供一種造粒機(jī)，其允許執(zhí)行根據(jù)主要目的或第二個目的方法。本發(fā)明的目的可通過如下述的說明書和或所附權(quán)利要求中闡述的特征而實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于以下意識通過在流化床中使用分級器所得到的顆粒生產(chǎn)率的增加， 可以通過在分級器內(nèi)使用熱交換器來得到進(jìn)一步的提高，從而得到增大的傳熱速率。增大 的傳熱速率有利于向流化床提供或從流化床提取熱量；例如在使熔融物結(jié)晶的情況下，提 取更多的熱量是有利的，而在例如水溶液的情況下，提供更多的熱量以從溶液中蒸發(fā)水分 是有利的。本發(fā)明的以下描述基于一個系統(tǒng)，其中去除額外的熱量具有潛在的益處，但本發(fā)明同樣可以用于增加熱量的供應(yīng)可能是有益的系統(tǒng)。一方面，本發(fā)明涉及一種通過液體產(chǎn)品的流化床噴霧造粒而形成顆粒的方法，包 括以下工藝步驟-在流化床內(nèi)形成至少一個注入?yún)^(qū)域，在這里通過同時注入核種粒子進(jìn)料流和呈 分散液滴噴霧形式的液體產(chǎn)品進(jìn)料流，使核種粒子的進(jìn)料流被液體產(chǎn)品接觸/包覆；-在流化床內(nèi)形成至少一個造粒區(qū)域，在這里被接觸/包覆的核種粒子可以被干 燥和/或成形和/或冷卻以形成顆粒；-從所述至少一個造粒區(qū)域提取顆粒，并將提取的顆粒分類為三個部分直徑相 對于需要的尺寸范圍來說太小的過小尺寸顆粒，直徑在需要的尺寸范圍內(nèi)的合適尺寸顆 粒，以及直徑相對于需要的尺寸范圍來說太大的超大尺寸顆粒；-傳送合適尺寸顆粒部分到后續(xù)加工處理以形成產(chǎn)品顆粒；-傳送超大尺寸顆粒部分到用于從造粒過程中去除它們的裝置；和-傳送過小尺寸顆粒部分到核種粒子的進(jìn)料流內(nèi)，其中-使顆粒通過位于流化床的所述至少一個造粒區(qū)域內(nèi)的至少一個分級器，所述分 級器根據(jù)顆粒的尺寸將它們分離，并傳送至少一部分分離的過小尺寸顆?；氐阶⑷?yún)^(qū)域以
進(jìn)一步增大。這里所用的“從造粒過程中去除超大尺寸顆?！?，我們的意思是防止超大尺寸顆粒 再次進(jìn)入注入?yún)^(qū)域。這可以通過一個或多個下述的工藝步驟實(shí)現(xiàn)通過將它們壓碎成為過 小尺寸顆粒，然后傳送到核種粒子的進(jìn)料流；通過將超大尺寸顆粒傳送到尿素熔融物以便 使超大尺寸顆粒作為液體產(chǎn)品進(jìn)行循環(huán)；或者通過將超大尺寸顆粒排放到外部設(shè)備終端使 用。根據(jù)第一個方面的本發(fā)明的示意性工藝流程圖示于圖2中。除插入了工藝線路10和 標(biāo)記3a表示的一個步驟之外，該工藝方案同圖1給出的現(xiàn)有技術(shù)的工藝方案相同。工藝步 驟3a是在造粒機(jī)內(nèi)對顆粒進(jìn)行分級，工藝線路10是將至少一部分分級后的過小尺寸顆粒 循環(huán)回到造粒機(jī)的注入?yún)^(qū)域。工藝線路10是過小尺寸顆粒的內(nèi)部回流，相對于標(biāo)記5、8和 9所示的外部回路。從方框8出來的箭頭是虛線，表示該回流是可選的特征。第二個方面，本發(fā)明涉及一種方法，其包括根據(jù)第一個方面的方法，并且還包括 利用一個或多個熱交換器從分級器內(nèi)的流化區(qū)域提取熱量(分別向所述流化區(qū)域提供熱 量)。分級器和熱交換器也可以合并成一體，即呈彼此間隔一定距離地延伸穿過分級器的水 平取向的橫截面區(qū)域并也充當(dāng)分級器的熱交換器管的形式。熱交換器不需要布置在分級器 的相同水平高度上，而是可以布置在分級器的數(shù)個高度上。使用分級器來根據(jù)顆粒的尺寸分離流化床中的顆粒并且傳送至少一部分過小尺 寸顆?；氐阶⑷?yún)^(qū)域以進(jìn)一步增大，具有幾個好處。一個好處是減少外循環(huán)，這提供了給外循環(huán)裝置去除瓶頸的機(jī)會，也減少了生產(chǎn) 廠家的投資和運(yùn)營費(fèi)用。這個特點(diǎn)使得與常規(guī)類似尺寸的造粒機(jī)相比，可以提高生產(chǎn)率，這 是因?yàn)橥獠炕亓髌款i的減輕允許增加通過造粒機(jī)的產(chǎn)品流。在中試試驗(yàn)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)減少了 大約1/3的外循環(huán)，這表明內(nèi)循環(huán)可顯著減少外循環(huán)，從而減少循環(huán)設(shè)備(冷卻臺、篩子、壓 碎機(jī)、升降機(jī)等)的負(fù)載。通常，流化床噴霧造粒機(jī)的噴射區(qū)域中的溫度應(yīng)當(dāng)盡可能均勻地處于理想的最佳溫度，該最佳溫度通常應(yīng)當(dāng)盡可能的暖以提升干燥效果(例如從沉積的液體產(chǎn)品蒸發(fā)水分 或溶劑)，但也不能太暖以避免結(jié)垢以及隨后產(chǎn)生的設(shè)備阻塞。但是，由于外循環(huán)顆粒的再 引入，靠近入口的注入?yún)^(qū)域趨向于較注入?yún)^(qū)域的其余區(qū)域更冷，由此導(dǎo)致了注入?yún)^(qū)域內(nèi)溫 度分布不均勻。外循環(huán)引起不均勻溫度分布的趨勢可以通過內(nèi)循環(huán)的特征來減輕，這既是 由于減少了相對較冷的外循環(huán)的注入，也是由于內(nèi)循環(huán)能夠在注入?yún)^(qū)域除入口外的其它部 分供應(yīng)相對較冷的內(nèi)循環(huán)顆粒。對熱交換器內(nèi)的冷卻介質(zhì)的控制允許調(diào)整內(nèi)循環(huán)的溫度在 一個期望的水平。由此可以降低由于外循環(huán)引起的造粒機(jī)入口處的擾亂，并且整個注入?yún)^(qū) 域內(nèi)的溫度能夠更加均勻。這就提供了增強(qiáng)顆粒品質(zhì)和/或增強(qiáng)干燥能力的可能性。本發(fā)明的第二個方面的意料不到的效果是，分級器內(nèi)熱交換器管的使用沒有導(dǎo)致 離開造粒機(jī)出口的合適尺寸和超大尺寸顆粒的溫度顯著降低。反而觀察到，在造粒機(jī)頂部 分離的過小尺寸顆粒被顯著的冷卻了。這個意料不到的效果導(dǎo)致了可以通過在分級器內(nèi)使 用熱交換器來提高注入?yún)^(qū)域溫度分布的均勻化效果，并且導(dǎo)致對分級器內(nèi)熱量的抽取使得 顆粒進(jìn)一步的冷卻，以使注入?yún)^(qū)域中的溫度能更均勻。并且，除通過例如來自噴射液體的水 分蒸發(fā)和通過流化介質(zhì)(如空氣)進(jìn)行的常規(guī)熱量抽取之外，使用熱交換器將增加從流化 床的造粒區(qū)域的熱量抽取。根據(jù)瓶頸是造粒機(jī)的熱平衡還是品質(zhì)，增強(qiáng)的熱量抽取的特點(diǎn) 可分別提高生產(chǎn)能力或品質(zhì)。該特點(diǎn)也可被用于提供增加的生產(chǎn)力和改進(jìn)的品質(zhì)的結(jié)合。第三個方面，本發(fā)明涉及一種用于液體產(chǎn)品的流化床噴霧造粒的造粒機(jī)，包括-具有流化床的造粒機(jī)室，包括i)一個或多個注入?yún)^(qū)域2，在這里核種粒子流被液 體產(chǎn)品接觸/包覆，和ii) 一個或多個造粒區(qū)域3，在這里粒子被干燥，和/或成形，和/或 冷卻為固體顆粒；-用于將液體產(chǎn)品進(jìn)料流Ib以分散液滴噴霧的形式引入到所述一個或多個注入 區(qū)域的裝置；-用于將核種粒子進(jìn)料流Ia引入到所述一個或多個注入?yún)^(qū)域2以使粒子由液體產(chǎn) 品接觸/包覆的裝置；-用于從所述一個或多個造粒區(qū)域提取顆粒并將提取的顆粒分類為三種尺寸部分 的裝置5，所述三種尺寸部分是來自所述一個或多個造粒區(qū)域3的直徑相對于需要的尺寸 范圍來說太小的過小尺寸顆粒4c，直徑在需要的尺寸范圍內(nèi)的合適尺寸顆粒4b，和直徑相 對于需要的尺寸范圍來說太大的超大尺寸顆粒如；-用于傳送合適尺寸顆粒部分4b到后處理設(shè)備以形成產(chǎn)品顆粒7的裝置6；-用于從造粒過程中去除超大尺寸顆粒部分的裝置；以及-用于將過小尺寸顆粒部分如混合入進(jìn)料流Ia的裝置fe，其中-流化床包括位于所述一個或多個造粒區(qū)域內(nèi)的分級器3a，所述分級器根據(jù)顆粒 的尺寸分離顆粒，并傳送至少一部分分級器內(nèi)分離的過小尺寸顆?；氐剿鲆粋€或多個注 入?yún)^(qū)域。用于去除超大尺寸顆粒部分的裝置可包括如下的一個或多個把它們壓碎成為過 小尺寸顆粒然后傳送壓碎的顆粒到核種粒子進(jìn)料流的裝置；傳送超大尺寸顆粒到尿素熔融 物從而使超大尺寸顆粒作為液體產(chǎn)品循環(huán)的裝置；或排放超大尺寸顆粒到外部設(shè)備終端使 用的裝置。
7
第四個方面，本發(fā)明涉及一種造粒機(jī)，其包括本發(fā)明第三個方面的造粒機(jī)，并且還 包括分級器，所述分級器包含一個或多個熱交換器管，所述熱交換器管彼此間隔一定距離 地延伸穿過分級器的水平取向的橫截面區(qū)域。熱交換器管不需要布置在分級器的相同水平 高度上，而是可以布置在分級器的數(shù)個高度上。根據(jù)本發(fā)明第四個方面的分級器有個好處是，熱交換器管具有阻留流化床層內(nèi)上 升的氣泡所夾帶的粒子/顆粒的效果。這是有益的，因?yàn)闅馀輧A向于提供一種過于激烈的 豎直方向上的混合，導(dǎo)致分級器的分離或分級效果的逆轉(zhuǎn)。對許多應(yīng)用而言，例如尿素的肥 料顆粒，粒子趨向于具有的尺寸和密度使其按照Geldart分級系統(tǒng)(在D. Geldart,Powder Technology, 7, 285 (1973) ； 19，153 (1961)中)被分為組B或D，即僅在鼓泡流化下才會適當(dāng) 流化的粒子，因此不利于分級。相反地，這些粒子通常僅在形成大破裂氣泡或具有噴射行為 (spouting behaviour)的淺床中才會流化。因此，對于Geldart組B和D的顆粒，分級器可有利地配備一定數(shù)量的彼此以一定 距離分隔的或多或少棒狀元件，所述元件的排列圖案由上方看下去時或多或少覆蓋了分級 器的橫截面區(qū)域。上升通過流化床的氣泡將具有很高的可能性遇到一個或多個這些棒狀元 件，導(dǎo)致阻留了氣泡中夾帶的粒子。由此減少了氣泡在豎直方向上的混合效果，維持了分級 器的分級效果。這里使用的術(shù)語“注入?yún)^(qū)域”意指反應(yīng)器的流化床內(nèi)的確定區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，送 入該區(qū)域的核種粒子被懸浮并混合于流化介質(zhì)中，并且在該區(qū)域內(nèi)，粒子同注入的液體產(chǎn) 品的小液滴接觸從而被包覆。因此，注入?yún)^(qū)域是造粒工藝的初始階段。這里使用的術(shù)語“造粒區(qū)域”意指流化床內(nèi)的確定區(qū)域，當(dāng)離開注入?yún)^(qū)域的包覆顆 粒被懸浮并混合于流化介質(zhì)中時，該區(qū)域出現(xiàn)；在該造粒區(qū)域內(nèi)，流化床的溫度降低，使得 粒子的包覆層得以固化，可選的也通過流化介質(zhì)得到干燥，通過同其它粒子的大量碰撞成 形形成顆粒。這里使用的術(shù)語“核種粒子或核種”意指任何具有小于預(yù)期顆粒的粒子尺寸的固 體粒子，其由可以被噴射入注入?yún)^(qū)域的液體產(chǎn)品潤濕從而包覆的材料制得。與“核種粒子或 核種”同義且被大量使用的術(shù)語是“gem粒子”。通常核種粒子是產(chǎn)品材料的小固體粒子，但 也可是不同的材料。這里使用的術(shù)語“顆?！币庵副灰后w產(chǎn)品包覆、然后在造粒機(jī)的流化床內(nèi)進(jìn)行固化 /干燥并且成形為具有核心(核種粒子)和外包覆層(產(chǎn)品)的固體粒子的粒子。這里使用的術(shù)語“粒子或顆粒尺寸”意指平均質(zhì)量粒子直徑。這里使用的術(shù)語“液體產(chǎn)品，，意指任何化學(xué)化合物或混合物或者可以以液態(tài)噴入 流化床并同核種粒子接觸以形成包覆層的化合物或混合物，所述包覆層會在停留于造粒機(jī) 的流化床內(nèi)期間通過干燥和/或冷卻而固化以形成核種粒子的固體外層。液體產(chǎn)品可以是 溶液、懸浮液、漿液、熔融物、以及鹽、聚合物、蠟等的乳狀液等。這里使用的術(shù)語“外循環(huán)”意指位于造粒機(jī)外部的顆粒循環(huán)回路。也就是說，外循 環(huán)回路從造粒機(jī)的造粒區(qū)域提取顆粒，然后將它們再引入所述一個或多個注入?yún)^(qū)域以便通 過給予新的包覆層而進(jìn)一步增大。外循環(huán)回路可包括用于篩選顆粒、壓碎大于預(yù)期產(chǎn)品顆 粒的顆粒的輔助加工設(shè)備，用于去除結(jié)塊的裝置，用于進(jìn)一步干燥顆粒的裝置，用于傳送顆 粒的裝置等。本發(fā)明可使用任何已知的和流化床噴霧造粒領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的可以想到的循環(huán)回路。這里使用的術(shù)語“分級器”意指任何能夠在流化床的造粒區(qū)域內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)并且能夠根 據(jù)顆粒的尺寸和/或它們的密度差別分離流化顆粒的裝置/機(jī)器。通常，能夠避免鼓泡流化[例如一束水平管(參照本研究中所使用的分級器)，或 非水平管，或擋板(一組擋板，穿孔的水平擋板，格柵等)]的障礙物或形成選擇性產(chǎn)品循環(huán) 的系統(tǒng)(例如WO 01/43861中傾斜的擋板)。這里使用的術(shù)語“熱交換器”意指任何板式或管式熱交換器，其安裝在流化床內(nèi)， 使得熱交換介質(zhì)可以通過熱交換器的內(nèi)部，同在熱交換器外部流動的流化介質(zhì)交換熱量。 管的截面可以是任何形狀，從正圓到任何不規(guī)則的形狀，截面形狀的例子包括但不限于正 方形、長方形、橢圓形、翼形等。熱交換器和分級器可因此合并為一個常規(guī)裝置，如在支持本 發(fā)明的示例中所描述的一束具有正方形橫截面的熱交換器管，也充當(dāng)分級器(參見圖4)。發(fā)明驗(yàn)證本發(fā)明將通過用來生產(chǎn)尿素顆粒的本發(fā)明實(shí)施例的舉例來進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的描 述。該實(shí)施例不應(yīng)認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。本發(fā)明是用于從液體產(chǎn)品生產(chǎn)顆粒(包括但不 限于肥料顆粒)的通用的方法和造粒機(jī)。該示例性實(shí)施例是根據(jù)本發(fā)明第四個方面的造粒機(jī)，用于從液體尿素熔融物制備 尿素肥料顆粒。圖3所示為該造粒機(jī)的示意圖。該圖從側(cè)面顯示了造粒機(jī)，并顯示了反應(yīng) 器10，其中當(dāng)使流化空氣17通過布?xì)飧駯?1時，在布?xì)飧駯?1上方形成流化床。造粒機(jī) 室形成為具有長方形水平橫截面的豎直取向的井筒(shaft)，其上部縮小為漏斗狀，該漏斗 表示流化空氣的出口，其被隔墻18分為兩個部分形成注入?yún)^(qū)域12和造粒區(qū)域13。在造粒 區(qū)域內(nèi)設(shè)置了包括一組換熱器管20的分級器21。尿素的核種顆粒通過入口 14引入到注入?yún)^(qū)域12，與來自入口 15的霧化液體尿素 接觸并被其包覆。在被包覆和最初干燥并成形后，顆粒通過隔墻18和分級器21之間的開 口，進(jìn)入造粒區(qū)域13，在此處它們被懸浮并隨后通過分級器21分離。最小和最輕的顆粒趨 向于在分級器21的頂部聚集，它們當(dāng)中的至少一部分將溢出分級器的頂部19并再次進(jìn)入 注入?yún)^(qū)域12，在注入?yún)^(qū)域12它們將同液體產(chǎn)品接觸并被包覆。與注入?yún)^(qū)域相面對的分級 器頂部的側(cè)面可有利地配備溢流部。合適尺寸的顆粒和超大尺寸顆粒趨向于在分級器的較 低部聚集，并從出口 16離開，它們將被傳送到用于將提取的顆粒分為三種尺寸部分的設(shè)備 中過小尺寸、合適尺寸和超大尺寸顆粒(未示出)。分級器配備有六行熱交換器管20，在 管20中熱交換介質(zhì)以低于流化空氣的溫度流動以便從在管20外部流動的流化空氣提取熱 量。驗(yàn)證試驗(yàn)本發(fā)明的效果通過對圖3所示的造粒機(jī)的一系列中試試驗(yàn)(pilot test)得到驗(yàn) 證。所有的試驗(yàn)使用下述的參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種從液體產(chǎn)品形成顆粒的方法，包括在流化床內(nèi)形成至少一個注入?yún)^(qū)域，在這里通過同時注入核種粒子進(jìn)料流和呈分散液 滴噴霧形式的液體產(chǎn)品進(jìn)料流，使核種粒子進(jìn)料流被液體產(chǎn)品接觸/包覆；在流化床內(nèi)形成至少一個造粒區(qū)域，在這里接觸/包覆的核種粒子能夠被干燥和/或 成形和/或冷卻以形成顆粒；從所述至少一個造粒區(qū)域提取顆粒，并將提取的顆粒分類為三個部分直徑相對于需 要的尺寸范圍來說太小的過小尺寸顆粒，直徑在需要的尺寸范圍內(nèi)的合適尺寸顆粒，以及 直徑相對于需要的尺寸范圍來說太大的超大尺寸顆粒；傳送合適尺寸顆粒部分到后續(xù)加工處理以形成產(chǎn)品顆粒； 從造粒過程中去除超大尺寸顆粒部分；和 傳送過小尺寸顆粒部分到核種粒子進(jìn)料流內(nèi)， 其中使顆粒通過位于流化床的所述至少一個造粒區(qū)域內(nèi)的至少一個分級器，所述分級器根 據(jù)顆粒的尺寸將它們分離，并傳送至少一部分分離的過小尺寸顆粒回到注入?yún)^(qū)域以便進(jìn)一 步增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征為，超大尺寸顆粒的去除通過一個或多個以下的步 驟實(shí)現(xiàn) 將超大尺寸顆粒壓碎成為過小尺寸顆粒，并將其傳送到核種粒子進(jìn)料流； 將超大尺寸顆粒傳送到尿素熔融物，從而使超大尺寸顆粒作為液體產(chǎn)品循環(huán)；或者 將超大尺寸顆粒排放到外部設(shè)備終端使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征為，所述方法還包括通過使用一個或多個熱交 換器從分級器內(nèi)的流化區(qū)域交換熱量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征為，通過使用一個或多個彼此間隔一定距離地延伸 穿過分級器的水平取向的橫截面區(qū)域的管狀熱交換器，將熱交換和分級相結(jié)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征為，最小顆粒部分循環(huán)回到注入?yún)^(qū)域，是通過在 流化床內(nèi)的注入?yún)^(qū)域附近安置分級器并允許在分級器上部的顆粒通過用于引導(dǎo)顆粒進(jìn)入 注入?yún)^(qū)域的溢流部來實(shí)現(xiàn)的。
6.一種用于從液體產(chǎn)品形成顆粒的造粒機(jī)，包括具有流化床的反應(yīng)器(10)，包括i) 一個或多個注入?yún)^(qū)域(12)，在該注入?yún)^(qū)域內(nèi)核種粒 子流被液體產(chǎn)品接觸/包覆，和ii) 一個或多個造粒區(qū)域(13)，在該造粒區(qū)域內(nèi)粒子被干 燥、成形和冷卻為固體顆粒；用于將液體產(chǎn)品進(jìn)料流以分散液滴噴霧的形式引入到所述一個或多個注入?yún)^(qū)域(12) 的裝置(15)；用于將核種粒子進(jìn)料流引入到所述一個或多個注入?yún)^(qū)域(1 以使粒子被液體產(chǎn)品液 滴接觸/包覆的裝置(14)；用于從所述一個或多個造粒區(qū)域(13)提取顆粒并將提取的顆粒分類為三種尺寸部分 的裝置(16)，所述三種尺寸部分是來自所述一個或多個造粒區(qū)域(13)的直徑相對于需要 的尺寸范圍來說太小的過小尺寸顆粒，直徑在需要的尺寸范圍內(nèi)的合適尺寸顆粒，以及直 徑相對于需要的尺寸范圍來說太大的超大尺寸顆粒；用于傳送合適尺寸顆粒部分到后續(xù)處理設(shè)備以形成產(chǎn)品顆粒的裝置； 用于從造粒過程中去除超大尺寸顆粒部分的裝置；和 用于將過小尺寸顆粒部分混合入進(jìn)料流(14)的裝置， 其特征在于流化床包括位于所述一個或多個造粒區(qū)域(1 內(nèi)的分級器(21)，所述分級器根據(jù)顆 粒的尺寸來分離顆粒，并傳送分級器內(nèi)分離的至少一部分過小尺寸顆?；氐剿鲆粋€或多 個注入?yún)^(qū)域(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的造粒機(jī)，其特征為，用于去除超大尺寸顆粒部分的裝置可包括如 下的一種或多種把超大尺寸顆粒壓碎成為過小尺寸顆粒然后傳送壓碎的顆粒到核種粒子進(jìn)料流的裝置；傳送超大尺寸顆粒到尿素熔融物從而使超大尺寸顆粒作為液體產(chǎn)品循環(huán)的裝置；或 排放超大尺寸顆粒到外部設(shè)備終端使用的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的造粒機(jī)，其特征為，分級器還包括一個或多個熱交換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的造粒機(jī)，其特征為，分級器配備有一根或多根熱交換器管(20)，它 們彼此間隔一定距離地延伸穿過分級器的水平取向的橫截面區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的造粒機(jī)，其特征為，所述熱交換器管00)處于分級器的數(shù)個高度上。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7的造粒機(jī)，其特征為，分級器具有溢流部(19)，所述溢流 部(19)將最小部分的顆粒引導(dǎo)回所述一個或多個注入?yún)^(qū)域(12)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或7的造粒機(jī)，其特征為反應(yīng)器(10)成形為具有正方形水平橫截面的豎直取向的井筒，其上部縮小為漏斗狀， 該漏斗表示流化空氣的出口；當(dāng)使流化空氣(17)通過布?xì)飧駯?11)時，在布?xì)飧駯?11)上方形成流化區(qū)域，并且 流化區(qū)域被隔墻(18)分成注入?yún)^(qū)域(1 和造粒區(qū)域(13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加工固化鹽顆粒的方法和裝置在在流化床內(nèi)形成至少一個注入?yún)^(qū)域，在該注入?yún)^(qū)域內(nèi)通過同時注入核種粒子進(jìn)料流和待噴射的液體產(chǎn)品進(jìn)料流，使核種粒子進(jìn)料流被液體產(chǎn)品接觸/包覆；在流化床內(nèi)形成至少一個造粒區(qū)域，在該造粒區(qū)域內(nèi)接觸/包覆的核種粒子可以被干燥和/或成形和/或冷卻以形成顆粒；從該至少一個造粒區(qū)域內(nèi)提取顆粒，并將提取的顆粒分類為三個部分直徑相對于需要的尺寸范圍來說太小的過小尺寸顆粒，直徑在需要的尺寸范圍內(nèi)的合適尺寸顆粒，和直徑相對于需要的尺寸范圍來說太大的超大尺寸顆粒；傳送合適尺寸顆粒部分到后續(xù)加工處理以形成產(chǎn)品顆粒；通常通過減小至少一部分超大尺寸顆粒的尺寸并將它們同過小尺寸顆粒部分混合的方式去除超大尺寸顆粒；傳送過小尺寸顆粒部分到核種粒子進(jìn)料流，其中，使顆粒通過位于流化床的所述至少一個造粒區(qū)域內(nèi)的至少一個分級器，該分級器根據(jù)顆粒的尺寸將它們分離，并傳送至少一部分分離的過小尺寸顆粒回到注入?yún)^(qū)域以便進(jìn)一步的增大。本發(fā)明也涉及一種用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的造粒機(jī)。
文檔編號B01J2/16GK102083518SQ200980115040
公開日2011年6月1日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者F·勒杜, H·沃爾克, L·范馬爾克, P·德巴克, R·埃爾德森, R·德福夫 申請人:亞拉國際有限公司