具體用于生產(chǎn)尿素的造粒塔和造粒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及特別用于生產(chǎn)尿素的造粒塔和造粒方法。術(shù)語造粒(或粒化(pelletizat1n))是指一種用于從物質(zhì)的液相開始使該物質(zhì)固化的方法。通常在造粒塔內(nèi)進行操作:通常在塔的頂部噴射液相(通常為濃縮的且是熱的)，同時將空氣(通常為環(huán)境溫度)供應(yīng)到塔的底部中，并且對流(countercurrent flow，逆流)上升至液相，致使形成直徑通常為幾毫米的通常為球形的凝聚微粒(“顆粒(prills)”)。
[0002]典型的造粒應(yīng)用是在尿素生產(chǎn)中所使用的。
【背景技術(shù)】
[0003]眾所周知，在工業(yè)規(guī)模上生產(chǎn)尿素是通過基于二氧化碳與氨之間以氨基甲酸銨(ammonium carbamate)形式的反應(yīng)以及后續(xù)的氨基甲酸錢的分解反應(yīng)以提供尿素和水的工藝。
[0004]最終產(chǎn)品(固體尿素)通常通過固化獲得，尤其是通過造?；蚩商娲赝ㄟ^顆?；?granulat1n)工藝獲得。
[0005]一般而言，固化法會影響最終產(chǎn)品的幾何特性:事實上，用顆?；驮炝７椒ň@得了一般為圓形的微粒，但是在第一種情況(顆?；?下，獲得了尺寸和厚度較大的顆粒，而在第二種情況(造粒)下，獲得了尺寸和厚度較小的微粒(“顆?！?。兩種工藝類型的最終產(chǎn)品的質(zhì)量均總體良好，但是造粒仍是用于生產(chǎn)具有商業(yè)所需的化學-物理性質(zhì)的固體尿素的較簡單的技術(shù)。
[0006]附圖1示意性地示出了已知類型的典型的造粒塔，在圖1中，參考標號101整體上表示的造粒塔。造粒塔101包括:外殼102，該外殼界定處理室104 ;噴射器裝置107，該噴射器裝置布置在外殼102的頂端處，以用于在處理室104內(nèi)供應(yīng)液相(熔融的尿素)；可調(diào)節(jié)的窗111，該可調(diào)節(jié)的窗通過外殼102的側(cè)壁103形成在外殼的底端處，以用于在處理室104內(nèi)部供應(yīng)空氣；機械刮擦器(scraper，刮器，刮刀)裝置100，該刮擦器裝置布置在外殼102的底端處以朝出口孔移動在塔101的底部上收集的固體產(chǎn)品。
[0007]在造粒塔101的頂部(在幾十米高的高度處)噴射液相(熔融的尿素)，在造粒塔101的底部上通過窗111供應(yīng)環(huán)境溫度和濕度下的空氣，該空氣對流上升至液相并致使形成尿素微?；蝾w粒；顆粒一旦固化并冷卻，便被收集在塔101的底部上，通過傳送帶拾取并收集在袋中，通常在最后的或后處理段無特別的步驟。
[0008]通常，在造粒塔中實施的方法包括清洗步驟，清洗步驟的目的在于消除造粒塔壁上形成的尿素沉積，尿素沉積會妨礙獲得最優(yōu)質(zhì)量的最終產(chǎn)品；用于進行清洗的含有尿素的水被收集并被送回至尿素形成段。在某些情況下，在造粒方法之前，會向熔融的尿素內(nèi)添加抗結(jié)塊劑(ant1-caking agent)，以防止產(chǎn)品在存儲期間結(jié)塊。
[0009]盡管造粒過程基本上很簡單，但仍具有一些技術(shù)問題:
[0010]-結(jié)塊現(xiàn)象:這是由于使用了刮擦器且并由于存在濕氣(用于冷卻的空氣以及仍處于熔融狀態(tài)的尿素中均含有濕氣)；
[0011]-刮擦器與塔的底部之間存在摩擦，從而導致生產(chǎn)的尿素受磨損；
[0012]-操作刮擦器的能量損耗。
[0013]盡管現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)總體上令人滿意，但似乎仍有改進的空間，尤其是在生產(chǎn)的尿素的質(zhì)量、能量損耗和總效率的方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是，提供一種特別用于生產(chǎn)尿素的造粒塔和方法，本發(fā)明能夠提高總效率和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0015]因此，本發(fā)明涉及一種特別用于生產(chǎn)尿素的造粒塔和方法，如分別在所附權(quán)利要求I和11中以必要術(shù)語所限定的本發(fā)明。
[0016]從屬權(quán)利要求中指出了本發(fā)明的附加的優(yōu)選的特征。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，造粒塔的底部部分設(shè)置有由多個區(qū)段形成的漏斗狀(funnel-shaped)傳送結(jié)構(gòu)，且不具有機械刮擦器；因此，相對于具有刮擦器的傳統(tǒng)解決方案，就摩擦和機械性質(zhì)而言，本發(fā)明能夠消除與使用刮擦器有關(guān)的問題；本解決方案，連同因引入具有多個區(qū)段的漏斗狀結(jié)構(gòu)(結(jié)果增加了供給的空氣量)而造成的有效高度的增加，最終能夠提高產(chǎn)品的最終質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
[0018]具體而言，布置在造粒塔的底部的根據(jù)本發(fā)明的傳送結(jié)構(gòu)能夠提高生產(chǎn)的尿素顆粒的尺寸分布(dimens1nal distribut1n)(尿素顆粒必須具有特定尺寸以用于后續(xù)銷售)，這是由于新構(gòu)造能夠:
[0019]-消除刮擦器(不再使用)與造粒塔的底部之間的摩擦；
[0020]-消除刮擦器的機械缺陷；
[0021]-消除與使用刮擦器有關(guān)的所有能量消耗，從而有助于降低尿素生產(chǎn)的總成本。
[0022]此外，傳送結(jié)構(gòu)能夠使流入塔內(nèi)的空氣增加，進一步改進造粒方法。事實上，在形成漏斗狀傳送結(jié)構(gòu)的各區(qū)段之間的自由空間也可有利地用于供應(yīng)空氣。
【附圖說明】
[0023]參考附圖，從以下非限制性實例實施方式的描述中，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將更明顯，附圖中:
[0024]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的造粒塔的示意性縱向截面圖。
[0025]圖2是根據(jù)本發(fā)明的造粒塔的示意性縱向截面圖。
[0026]圖3是圖2中的造粒塔的細節(jié)的放大視圖。
【具體實施方式】
[0027]以上已簡要描述了圖1中示出的現(xiàn)有技術(shù)的造粒塔。
[0028]圖2和圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明的造粒塔I。
[0029]本發(fā)明的造粒塔I包括沿著并圍繞縱向豎直軸線A延伸的外殼2 ;外殼2具有例如大體圓形或多邊形的橫截面，并圍繞軸線A具有界定處理室4的側(cè)壁3。
[0030]外殼2在軸向頂端5與軸向底端8之間延伸，軸向頂端設(shè)置有連接至側(cè)壁3的覆蓋結(jié)構(gòu)6和用于在處理室4內(nèi)供應(yīng)液相(熔融的尿素)的噴射器裝置7，軸向底端設(shè)置有傳送結(jié)構(gòu)9。
[0031]側(cè)壁3設(shè)置有多個可調(diào)節(jié)的窗11，例如這些窗設(shè)置有百葉窗類型的可調(diào)整條板，板條彼此成角度地隔開并設(shè)置在外殼2的軸向底端8處。
[0032]傳送結(jié)構(gòu)9設(shè)置在窗11下方，并構(gòu)造成以便收集處理室4內(nèi)生產(chǎn)的呈顆粒形態(tài)的固體材料并將其朝向底部出口 12傳送。
[0033]具體參考圖3，傳送結(jié)構(gòu)9也沿著并圍繞軸線A在頂端13與底部邊緣15之間延伸，頂端具有連接至側(cè)壁3的端部邊緣15，底部邊緣設(shè)置有限定底部出口 12的中央孔。
[0034]傳送結(jié)構(gòu)9大體為漏斗狀，并朝向底部以及朝向軸線A從側(cè)壁3至底部出口 12變窄。
[0035]傳送結(jié)構(gòu)9包括多個喇叭狀(flared，裙狀)區(qū)段20，多個喇叭狀區(qū)段沿軸線A共軸并對齊；區(qū)段20沿軸線A連續(xù)布置，并朝向傳送結(jié)構(gòu)9的底端15會聚。
[0036]區(qū)段20具有例如截頭圓錐形或底部為多邊形的截棱錐形，其形狀還可根據(jù)外殼2的橫截面任選。
[0037]在任何情況下，區(qū)段20均朝向底部以及軸線A變窄。
[0038]每一個區(qū)段20均具有頂部周圍邊緣21和底部周圍邊緣22，頂部周圍邊緣和底部周圍邊緣布置在各自的區(qū)段的軸向相對的端部處；頂部周圍邊緣21界定的橫截面的面積大于底部周圍邊緣界定的橫截面的面積，即，頂部周圍邊緣21的直徑或等效直徑(面積相同的圓截面所具有的直徑)大于底部周圍邊緣22的直徑或等效直徑。
[0039]區(qū)段20在軸向上(沿軸線A)和徑向上(與軸線A相交)均部分地插入彼此內(nèi)。
[0040]具體而言，沿軸線A的連續(xù)的每一對區(qū)段20均由具有各自的插入彼此內(nèi)的周圍邊緣21、22的兩個區(qū)段20形成；成對的連續(xù)的區(qū)段的布置在另一區(qū)段上方的上部區(qū)段20具有底部周圍邊緣22，該底部周圍邊緣沿軸線A布置在區(qū)段20 (該區(qū)段徑向地布置在前面的區(qū)段的下方)的內(nèi)部的頂部周圍邊緣21下方。
[0041]兩個連續(xù)的區(qū)段20的彼此內(nèi)部插入的周圍邊緣21、22并不直接接觸，而是軸向交錯并彼此徑向隔開，以在成對的連續(xù)區(qū)段的兩個區(qū)段20之間圍繞軸線A限定環(huán)狀縫隙25 ;該縫隙具有與軸線A垂直的進入孔26。因此，每一個區(qū)段20通過環(huán)形間隙27與沿軸線A的隨后的區(qū)段20隔開，從而限定出縫隙25。
[0042]對于每一對連續(xù)的區(qū)段20，間隙27由上部區(qū)段20的外部側(cè)表面28和下部區(qū)段20的內(nèi)部側(cè)表面29界定，外部側(cè)表面28與內(nèi)部側(cè)表面29彼此面對且彼此徑向隔開。
[0043]具體而言，傳送結(jié)構(gòu)9包括頂部區(qū)段20A、底部區(qū)段20B以及至少一個中間區(qū)段20C，頂部區(qū)段設(shè)置在傳送結(jié)構(gòu)的頂端13處，底部區(qū)段設(shè)置在傳送結(jié)構(gòu)的底端15處，中間區(qū)段設(shè)置在頂部區(qū)段20A與底部區(qū)段20B之間。
[0044]傳送結(jié)構(gòu)9可選擇性地包括兩個或更多個中間區(qū)段20C，這些中間區(qū)段在頂部區(qū)段20A與底部區(qū)段20B之間布置成一個在另一個之內(nèi)。頂部區(qū)段20A和中間區(qū)段20C(或每一個中間區(qū)段20C，如果具有一個以上中間區(qū)段20C)各自的底部周圍邊緣22被沿軸線A的隨后的區(qū)段20的頂部周圍邊緣21包圍；換言之，頂部區(qū)段20A和中間區(qū)段20C(或每一個中間區(qū)段20C)的底部周圍邊緣22軸向地布置在隨后的進一步向下設(shè)置的區(qū)段20的頂部周圍邊緣21下方，并徑向地設(shè)置在其內(nèi)部。
[0045]因此，通常每一個區(qū)段20 (除底部區(qū)段20B之外)在隨后的區(qū)段20 (沿軸線A緊接著布置的區(qū)段)內(nèi)延伸，并且該區(qū)段具有它的底部周圍邊緣22，該底部周圍邊緣徑向地并且軸向地布置在隨后的區(qū)段20內(nèi)，準確地說，是布置在隨后的區(qū)段20的頂部周圍邊緣21內(nèi)。
[0046]頂部區(qū)段20A的頂部周圍邊緣21連接至外殼2的側(cè)壁3，而底部區(qū)段20B的底部周圍邊緣22界定底部出口 12。
[0047]每個