[发明专利]一种具有二段沉降功能的尿素造粒塔及其处理工艺

说明书

本发明公开了一种具有二段式沉降功能的尿素造粒塔，包括中空的塔体，设置在塔体上部的尿素喷洒机构，设置在塔体下部的收料堆积区，以及塔底侧壁上开设的通风口，其特征在于，在塔体内腔的收料堆积区上方，设有一缓冲反弹装置，从而在缓冲装置上方形成下落缓冲区。

技术领域

本发明涉及一种化肥生产所用的尿素造粒塔，尤其涉及一种具有二段沉降功能的自然通风尿素造粒塔。

背景技术

尿素造粒塔是尿素生产的关键设备，为钢筋混凝土筒体构造，塔底设置进风口，塔顶设置出风口。尿素造粒工艺流程中，前道设备将尿素水溶液蒸发至99.7%浓度, 由熔融尿素泵加压送至尿素造粒塔顶部区域。造粒喷头向下旋转喷洒细流，在液体内聚力和表面张力的作用下，形成直径0.5~2.9毫米小液滴，均匀分布于塔内截面。液滴在自由落体过程中与上升气流充分逆流接触，进行质热传递，骤冷至尿素熔点132.7℃以下，凝结成颗粒并持续冷却，直至落入塔底区域，呈颗粒形态堆积。堆积区域四周的塔壁上设置有百叶窗，通过叶片开合角度调节通风量，将出料尿素颗粒温度控制在50~60℃。造粒塔的进风口设置在塔底区域的尿素颗粒堆积区之上。熔融尿素从造粒喷头喷洒后到形成合适温度的尿素颗粒所需要的高度,称为造粒塔的有效高度，具体为从造粒喷头下沿到进风口上沿的高度。

传统的尿素造粒塔以自然通风结构为主，依靠风压和热压的作用自然产生向上气流，塔内空气流速为0.8~1.5米/秒。为了保证出料温度和颗粒度，需要足够的上升风量和风冷时间，对造粒塔的有效高度要求较高，一般在50米以上。受限于建造成本、使用维护成本、建筑技术及环保等多方面因素，这类传统结构的造粒塔已无大幅提高效能的潜力。

同时，尿素颗粒的产能还受到外部环境温度的影响。冬季进风温度低，尿素下落过程中冷却速度快，颗粒固化完全，产能较高；夏季进风温度高，尿素下落过程中冷却速度慢，凝固起始点下移，颗粒固化不完全，塔底堆积颗粒因温度过高而发生粘连。因此，在夏季，造粒喷头的喷洒速度被迫降低，导致产能下降。

现有尿素造粒塔改进方案的主要思路是通过增加造粒塔内风量和风速，强化塔内的上升气流，使尿素颗粒在下落距离和下落时间不变的前提下，与上升气流的逆流接触更充分，从而加强对尿素颗粒的降温散热效果。这种技术方案通常需要在现有自然通风尿素造粒塔的外部或者内部增加一个或多个动力凤源，这除了会增加技术改造的费用，还会增加尿素造粒生产过程中的能耗，增加生产成本，导致尿素产品在市场上的价格竞争力降低。

例如，我国专利号CN 202519175 U所公开的一种生产水溶肥的双层通风造粒塔，包括塔体，塔体的上端设置有通风孔，塔体的侧面设置有物料提升通道，塔体内腔的下端设置有收料斗，其特征在于：在塔体的下端、收料斗的上方设置有通风窗，多个通风窗分上、下两排环绕设置在塔体的侧壁上。该技术方案通过增设一排通风窗，达到提高通风量、提高通风冷却效果的目的；由于单个通风窗的面积并没有加大，对于塔体的结构和强度影响不大，不会增加建造成本；采用本技术方案以后，塔体内部的通风量成倍增加，物料冷却效果好，有利于降低颗粒的破碎率、减少物料粘连收料斗，从而提高产品质量并减少后段工序的冷却降温能耗。

该引用专利的主要改进点是：设置下两排环绕在塔体下端侧壁上的通风窗。通过增设一排通风窗，达到提高通风量、提高通风冷却效果的目的。这一专利方案的本质是一种新建造粒塔建筑设计方案，不适用于已建成的造粒塔的技术改造。

另有我国专利号CN 203469934 U所公开的造粒塔排风系统，包括塔体，安装在造粒平台上部的轴流风机，轴流风机的排风口向上倾斜安装。采用该结构能够加快造粒塔内上升气流的上升速度，提高塔内热交换效率，提高肥料颗粒的冷却效果。

该引用专利通过在塔体上端安装抽风机，加速气流上升，同样能达到提高通风量、提高通风冷却效果的目的。然而，抽风机导致造粒塔能耗增加。在应用于已建成造粒塔改造时，安装抽风机容易受到安装空间、电力供应等因素的限制。

因此，如何提高自然通风尿素造粒塔的产能，降低其受环境因素的影响，是本领域技术人员急需解决的问题。