本發(fā)明涉及尿素的造粒生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種無需添加甲醛的尿素造粒工藝。

背景技術(shù)：

目前，由氨和二氧化碳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：海德魯公司(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添加劑甲醛溶液或甲醛與尿素溶液反應(yīng)生成的尿醛化合物。

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201送至造粒機202進行造粒。在尿素溶液輸送管內(nèi)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)。造粒機為流化床造粒設(shè)備，包括流化空氣風機203和霧化空氣風機204。造粒機制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機208，尿素篩206篩分出粒度或的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器207冷卻后成為合格的含甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品。另外，從造粒機和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進入粉塵洗滌塔211，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301送至造粒機302進行造粒。其中很少一部分尿素溶液送至mmu反應(yīng)器315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316進一步濃縮后由mmu給料泵317送至造粒給料泵出口管線內(nèi)一并進造粒機內(nèi)。造粒系統(tǒng)包括：噴射噴嘴、流化空氣風機303及噴射空氣風機304等。造粒機制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機308，尿素篩306篩分出粒度或的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器307冷卻后成為合格的含甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品。另外，從造粒機和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進入粉塵洗滌塔309，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，還含有甲醛及其化合物，這對于工業(yè)用途的尿素產(chǎn)品來說是不能接受的。而對于農(nóng)業(yè)用途的尿素產(chǎn)品來說，如果甲醛未能精準添加，將會流失到大氣、土壤、水系等環(huán)境中去，造成二次污染危害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種既能夠到國家標準gb2440-2001，滿足農(nóng)作物對高氮養(yǎng)分的需求，又能完全同時滿足工業(yè)用途和農(nóng)業(yè)用途，不需添加甲醛的尿素大顆粒造粒工藝。

本發(fā)明所述的工藝，包括如下步驟：以質(zhì)量濃度為75～99％的尿素溶液為原料，在壓力0.2～0.6mpa，溫度120～135℃條件下送入造粒機，以霧化流化床造粒工藝進行造粒；控制所述造粒機中流化床溫度100～115℃。

優(yōu)選的，所述尿素溶液的溶度為75～85％。

優(yōu)選的，所述造粒完成后，在60～100℃條件下對所述尿素顆粒進行干燥。

優(yōu)選的，所述干燥完成后，對所述尿素顆粒依次進行篩分和冷卻處理。

優(yōu)選的，所述干燥在流化床干燥器中進行，所述篩分在尿素篩中進行，所述冷卻在最終產(chǎn)品冷卻器中進行。

優(yōu)選的，所述造粒機排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下采用水進行噴淋洗滌除塵。

優(yōu)選的，所述流化床干燥器和所述最終產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下采用袋式、噴淋洗滌或旋風除塵的方式進行除塵。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述的工藝包括如下步驟：

1)以質(zhì)量濃度為75～99％的尿素溶液為原料，在壓力0.2～0.6mpa，溫度120～135℃條件下送入造粒機，以霧化流化床造粒工藝進行造粒；

控制所述造粒機中流化床溫度100～115℃，出口產(chǎn)品溫度100～110℃；

2)所述造粒完成后，在60～100℃條件下對所述尿素顆粒進行干燥，干燥完成后對所述尿素顆粒進行篩分處理，最后將其冷卻至50℃以下得到無甲醛大顆粒尿素。

進一步地優(yōu)選，本發(fā)明所述的工藝如下：

1)以質(zhì)量濃度為75～99％的尿素溶液為原料，在壓力0.2～0.6mpa，溫度120～135℃條件下送入造粒機，以霧化流化床造粒工藝進行造粒；

控制所述造粒機中流化床溫度100～115℃，出口產(chǎn)品溫度100～110℃；

2)所述造粒完成后，將所述尿素顆粒送入流化床干燥器，在60～100℃條件下對所述尿素顆粒進行干燥，干燥完成后通過尿素篩進行篩分處理，篩分出粒度為或的產(chǎn)品，再經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器冷卻至50℃以下得到無甲醛大顆粒尿素；

3)造粒機排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下采用水進行噴淋洗滌除塵；流化床干燥器和最終產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下采用袋式、噴淋洗滌或旋風除塵。

本發(fā)明所述的方法具有如下有益效果：

1)本發(fā)明所述的方法通過調(diào)整尿素溶液的濃度和尿素的制粒工藝，尤其是控制尿素溶液的進料條件和造粒機中的溫度，可實現(xiàn)不添加甲醛的情況下實現(xiàn)理想造粒，使得尿素大顆粒造粒技術(shù)徹底擺脫了對甲醛等添加劑的依賴，生產(chǎn)過程更加環(huán)保和安全；

2)本發(fā)明所述的方法最低可使用濃度為75％的尿素溶液作為原料，同現(xiàn)有技術(shù)中一般使用95～99％的濃度的尿素溶液相比，拓寬了原料的使用范圍，不需對尿素溶液進行過分地濃縮，降低了能耗和生產(chǎn)成本。

2)因省去了甲醛加入系統(tǒng)和生產(chǎn)消耗，尿素大顆粒造粒裝置的建設(shè)投資和生產(chǎn)成本更低，且對尿素合成主裝置影響更??；

3)流化床技術(shù)生產(chǎn)的大顆粒尿素產(chǎn)品用途更加廣泛，除了傳統(tǒng)的肥料尿素以外，還可直接用作工業(yè)尿素和車用尿素等；

4)本發(fā)明所得的大顆粒尿素產(chǎn)品的縮二脲可低至0.6％以下，而氮含量可高達46.5％以上，而水分、強度等質(zhì)量指標完全滿足國內(nèi)和國際市場的要求；顆粒強度高，流動性好，不易破碎和不結(jié)塊，便于儲存和施用。

5)本發(fā)明所述的尿素在長期農(nóng)業(yè)施用時降低了對土壤菌群的潛在影響。

6)進一步的，本發(fā)明適應(yīng)性地調(diào)整了生產(chǎn)過程中的尿素除塵操作，相對于其他工藝大幅度降低了排入大氣的粉塵量，尾氣中的含尿素粉塵僅為20mg/m^3，嚴格滿足環(huán)保標準的要求，大大減少了對大氣的污染。

附圖說明

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；

圖中：101、給料泵；102、造粒機；103、流化空氣風機；104、霧化空氣風機；105、流化床干燥器；106、尿素篩；107、產(chǎn)品冷卻器；108、斗提機；109、粉塵洗滌器；110/111、袋式除塵器、噴淋洗滌除塵器或旋風除塵器；

201、給料泵；202、造粒機；203、流化空氣風機；204、霧化空氣風機；208、斗提機；206、尿素篩；207、最終產(chǎn)品冷卻器；211、粉塵洗滌塔；

301、造粒給料泵；302、造粒機；303、流化空氣風機；304、噴射空氣風機；308、斗提機；306、尿素篩；307、冷卻器；309、粉塵洗滌塔；315、mmu反應(yīng)器；316、蒸發(fā)器；317、mmu給料泵。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

本實施例涉及本發(fā)明所述方法的工藝流程(其流程圖見圖1)，具體如下：

尿素溶液經(jīng)造粒給料泵101送至造粒機102進行造粒。造粒機為流化床造粒設(shè)備，包括流化空氣風機103和霧化空氣風機104。造粒機制成的大顆粒尿素經(jīng)過流化床干燥器105的干燥和冷卻工序后，通過尿素篩106篩分出粒度或的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器107冷卻后成為合格的無甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品。

另外，從造粒機排出的含尿素粉塵的空氣進入粉塵洗滌器109，用水濕法洗滌后，尾氣排入大氣。一般尾氣中含尿素粉塵20mg/m³。流化床干燥器和最終產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下采用袋式、噴淋洗滌或旋風除塵器110/111回收尿素粉塵。

實施例2

本實施例涉及一種尿素顆粒的制備工藝，包括如下步驟：

1)以質(zhì)量濃度為75％的尿素溶液為原料，在壓力0.6mpa，溫度135℃條件下送入造粒機，以霧化流化床造粒工藝進行造粒；

控制所述造粒機中流化床溫度100℃，出口產(chǎn)品溫度100℃；

2)所述造粒完成后，在60℃條件下對所述尿素顆粒進行干燥；

3)干燥完成后對所述尿素顆粒進行篩分處理，篩分出粒度為或的產(chǎn)品，最后將其冷卻至50℃以下得到無甲醛大顆粒尿素。

實施例3

本實施例涉及一種尿素顆粒的制備工藝，包括如下步驟：

1)以質(zhì)量濃度為99％的尿素溶液為原料，在壓力0.2mpa，溫度135℃條件下送入造粒機，以霧化流化床造粒工藝進行造粒；

控制所述造粒機中流化床溫度115℃，出口產(chǎn)品溫度110℃；

2)所述造粒完成后，在100℃條件下對所述尿素顆粒進行干燥；

3)干燥完成后對所述尿素顆粒進行篩分處理，篩分出粒度為或的產(chǎn)品，最后將其冷卻至50℃以下得到無甲醛大顆粒尿素。

實施例4

本實施例涉及一種尿素顆粒的制備工藝，包括如下步驟：

1)以質(zhì)量濃度為85％的尿素溶液為原料，在壓力0.5mpa，溫度130℃條件下送入造粒機，以霧化流化床造粒工藝進行造粒；

控制所述造粒機中流化床溫度110℃，出口產(chǎn)品溫度105℃；

2)所述造粒完成后，在80℃條件下對所述尿素顆粒進行干燥；

3)干燥完成后對所述尿素顆粒進行篩分處理，篩分出粒度為或的產(chǎn)品，最后將其冷卻至50℃以下得到無甲醛大顆粒尿素。

對比例1

海德魯公司生產(chǎn)的大顆粒尿素，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201送至造粒機202進行造粒。在尿素溶液輸送管內(nèi)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)。造粒機為流化床造粒設(shè)備，包括流化空氣風機203和霧化空氣風機204。造粒機制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機208，尿素篩206篩分出粒度或的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器207冷卻后成為合格的含甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品。另外，從造粒機和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進入粉塵洗滌塔211，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。

對比例2

東洋工程公司生產(chǎn)的大顆粒尿素，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301送至造粒機302進行造粒。其中很少一部分尿素溶液送至mmu反應(yīng)器315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316進一步濃縮后由mmu給料泵317送至造粒給料泵出口管線內(nèi)一并進造粒機內(nèi)。造粒系統(tǒng)包括：噴射噴嘴、流化空氣風機303及噴射空氣風機304等。造粒機制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機308，尿素篩306篩分出粒度或的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器307冷卻后成為合格的含甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品。另外，從造粒機和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進入粉塵洗滌塔309，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。

實驗例

實施例4生產(chǎn)的無甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品

尿素：99.1％(wt)

縮二脲(增加量)：0.05％(wt)

水分：0.2％(wt)

顆粒度分布：或

壓碎強度：33n最小

對比例1或?qū)Ρ壤?海德魯公司或東洋工程公司生產(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)

水分：0.3％(wt)

顆粒度分布：或

壓碎強度：30n最小

由以上數(shù)據(jù)可知，采用本發(fā)明的方法制備得到的尿素顆粒其性能要優(yōu)于是現(xiàn)有技術(shù)中的方法所得的顆粒性能，且生產(chǎn)后尿素粉塵的排放量更小，生產(chǎn)過程更環(huán)保。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明、具體實施方式及試驗，對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。