技术领域
[0001] 本
发明尿素造粒设备领域，更具体涉及一种多路蒸发尿素造粒系统。
背景技术
[0002]
现有技术中尿素造粒机主要采用下述几个公司的产品结构：
[0003] 1.挪威海德鲁公司(Norsk Hydro)的
流化床造粒器为矩形设备，如图1所示，由上室、下室、多孔分布板和溶液
喷嘴组成，上室用档板隔成若干部分，档板的作用是防止尿素粒子返混；多孔分布板起到均匀分配流化空气的作用；溶液喷嘴位于多孔分布板上方，具有一定高度，并和器壁保持一定距离，防止尿液雾滴粘附在器壁上。95％～96％的添加有甲
醛的尿液经喷嘴被低压空气雾化后喷洒到流化床内形成一个倒锥形的细雾区，为避免喷嘴堵塞，雾化用低压空气需先加热到略高于尿液的结晶
温度；返料的细粒尿素被流化空气吹起在流化床内剧烈搅动形成一个
沸腾区；2个区域互相交错，尿液细雾即
喷涂在尿素粒子上，经冷却与干燥作用，成为一个较大的粒子。在流化床搅动的过程中，又产生另一个喷涂过程，使较大的粒子不断增大成为大颗粒尿素，大颗粒尿素由于重
力作用沉降到底部多孔分布板上，借助于流化空气在多孔板锥形孔产生的
水平推力进到下一室。根据所需的粒径要求，可在若干个室内依次喷涂、依次沉降后推到下一室，直到达到要求的粒径，再从造粒器内排出。挪威海德鲁技术的优点是推出的历史长久，建设装置业绩多，技术成熟，缺点是投资高，能耗高。适于新建大型装置。
[0004] 2.日本东洋工程公司(TEC)开发的喷射
流化床造粒器由喷射床、多孔板、流化床、喷嘴、空气分配管和气室组成。喷射床被多孔板上的流化床所环绕，一个喷射床有一个喷嘴，根据各装置生产规模可以在造粒器内布置多个喷射床，喷射床由喷射空气形成，能使尿素粒子与尿液充分混合，使产品形状更加圆整、大小均匀，且喷射床合适的空间也不会使颗粒结
块；流化床由流化空气形成，喷射床和流化床的优化组合对颗粒不仅能产生有效的冷却作用，而且由于带压尿液直接经喷嘴喷淋在喷射床上，可减少雾化空气加热需要的
能量。TEC技术的能耗略低于海德鲁技术，但是工业业绩少，投资高，投入产出比不甚合理。
[0005] 3.北京达立科科技有限公司与青岛永正化工机械有限公司自1998年始，联合清华大学国内著名大学，开发具有自主知识产权的双转鼓流化床大颗粒尿素造粒工艺，并已获中国发明
专利(ZL99122286.5、ZL98250394.6、ZL99121906.6)，该专利在清华大学进行了造粒转鼓的验证性试验。2001年，在洞庭氮肥厂建成公称1.2万吨/年试验装置，开车后基本达到设计预期目的，全面验证了专利流程的合理性和两台专利设备的科学性。该技术具有的突出特点是：流化床与转鼓结合、空冷与水冷结合，流程简单、设备效率高、能耗低、投资少。在老厂改造中应用双转鼓流化工艺，较其他生产方法有无可比拟的优越性；在新厂建设中，在投资、能耗方面也有很强的竞争性。
[0006] 尿素做为一种化学
肥料，其生产是有周期性的，销售存在淡季和旺季，在淡季进行大批量生产以供旺季销售和使用虽然是在理论上可行的方法，但是在实际生产操作中大量尿素肥料的堆积、存放、避免挥发、避免受潮结块等，都是很难解决的问题，而且，大量生产化肥存放，也会造成资金的存滞浪费，所以如何在旺季大批量快速进行生产，是现有技术亟需解决的技术问题，随着农业的发展，因需要在耕种期内抢种
施肥，尿素产品在旺季的需求存在短期需求量大的特点，为了解决这一问题仅仅靠增加设备量，更新设备是不够的。造粒机在尿素的生产过程中，不可避免的因为造粒过程中造粒机内部结块等原因造成设备需要频繁检修，而且，设备停运、
散热，检修后开启，预热、造粒、等等工序，需要时间比较长，造成生产的延误。此外，如果进行设备更新换代，将现有的尿素生产设备报废或舍弃，也是对资源造成极大的浪费。
发明内容
[0007] 为了解决现有技术中尿素造粒机需要频繁检修，无法适应短期内大量生产产品的需求，无法利用原有设备进行生产等问题，本发明提供了一种可以不停产进行检修维护，能够短期内大量生产产品，并且能有效利用原有的生产设备的多路蒸发尿素造粒系统。
[0008] 本发明所采用的技术方案如下：多路蒸发尿素造粒系统，包括尿液槽、蒸发系统、管路、造粒机、
流体泵；所述管路分为输液管、熔融尿液管；所述蒸发系统位于尿液槽和造粒机之间，通过管路分别于尿液槽和造粒机连接，流体泵位于管路上，位于尿液槽和蒸发系统之间的管路为输液管，位于蒸发系统和造粒机之间的管路为熔融尿液管；所述蒸发系统为N个，所述造粒机为X个，所述N大于等于2，所述X大于等于2，还包括转输管道、双向泵、
阀门，所述转输管道位于两条熔融尿液管之间，所述双向泵位于转输管道上，所述阀门位于转输管道上。
[0009] 所述蒸发系统为N个，所述造粒机为X个，优选N与X数量相同。
[0010] 本发明的一个优选技术方案是所述蒸发系统为两个，分为第一蒸发系统和第二蒸发系统，所述造粒机为两个，分为第一造粒机和第二造粒机；第一蒸发系统与第一造粒机之间通过第一熔融尿液管连接，第二蒸发系统与第二造粒机之间通过第二熔融尿液管连接，转输管道位于第一熔融尿液管和第二熔融尿液管之间。
[0011] 所述造粒机中包括造粒室、喷嘴，所述喷嘴位于造粒室内；所述喷嘴包括喷嘴主体、喷嘴头、喷嘴管、喷嘴口、
密封垫片、尿液通道、乳化空气通道、混合腔；所述喷嘴主体与喷嘴头固定连接，喷嘴管位于喷嘴头上，为中空管状，内部中空部分为锥台形，靠近喷嘴主体一端直径大，远离喷嘴主体一端直径小；喷嘴口位于喷嘴头出口端，密封垫片位于喷嘴头和喷嘴主体之间；乳化空气通道贯穿喷嘴主体，与位于喷嘴头内的混合腔相联通，并正对喷嘴管中心线；所述尿液通道贯穿喷嘴主体，与位于喷嘴头内的混合腔两端相联通。
[0012] 所述密封垫片的形状为环状。
[0013] 所述喷嘴口位于喷嘴头出口端，为中空管状，内部中空部分为锥台形，靠近喷嘴头一端直径小，远离喷嘴头一端直径大。
[0014] 所述蒸发系统包括1个及以上的蒸发机组以及
控制阀，蒸发机组与控制阀连接；所述蒸发机组包括多个并行排列的加
热管。
[0015] 本发明的有益效果在于：本发明设有多个蒸发系统和造粒机，并通过转输管道相连接，可以利用原有的造粒设备作为新设备中的一部分，避免资源的浪费和设备的闲置，在运行过程中可以通过转输管道改变蒸发系统和造粒机的连接，如通过转输管道第一蒸发系统可以与第二造粒机，或者同时与第一第二造粒机相联接，这样比较容易堵塞的蒸发系统可以随时停机一个进行维护检修，而不需要停掉整个设备，避免因为关机和重启带来的时间和
能源上的巨大浪费，在旺季产量大的时候可以连续生产。
[0016] 本发明的蒸发室与现有技术不同，蒸发系统包括1个及以上的蒸发机组以及控制阀，蒸发机组与控制阀连接，当然控制阀可以与单个蒸发机组连接实现每个蒸发机组的单独控制，也可以所有蒸发机组与一个总控制阀连接，通过控制阀分别进行控制蒸发机组的工作情况，通过调整控制阀实现蒸发系统与造粒机的效率同步，避免了液体在蒸发室内因蒸发过度导致熔融尿液的缩二脲含量过高，通过控制阀达到对蒸发室的精准控制，从而达到对产品品质的控制。
[0017] 本发明造粒机中对喷嘴进行了改造，增加了垫片，使得喷嘴主体和喷嘴头连接更加紧密密封，避免了泄露，避免泄露液体被反吹
风吹到造粒机内部未经过雾化导致结块造成设备无法正常工作。同时通过采用相对的两个锥台形的通孔，在喷嘴管内，是直径逐渐缩小的形状，在喷嘴口是直径逐渐放大的，在喷嘴管内是要达到
增压，迫使液体快速准确喷出的目的，达到喷嘴口后直径逐渐加大的锥台形便于气液混合物排出造粒，通过本发明喷嘴口结构的改变，喷嘴口结块现象降低明显，工作时间比原有结构至少延长了一倍。
附图说明
[0018] 为了更清楚地说明本发明
实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019] 图1为背景技术中现有尿素造粒机结构示意图；
[0020] 图2为本发明实施例1多路蒸发尿素造粒系统结构示意图；
[0021] 图3本发明实施例2喷嘴结构示意图；
[0022] 图4是实施例3喷嘴结构示意图；
[0023] 图5是造粒工作流程示意图；
[0024] 图6是实施例4结构示意图。
具体实施方式
[0025] 下面参照附图详细描述本发明的实施方式。
[0026] 实施例1
[0027] 如图2所示，本发明的实施例的多路蒸发尿素造粒系统，包括尿液槽1、蒸发系统2、管路4、造粒机3、流体泵5；所述管路4分为输液管6、熔融尿液管7；所述蒸发系统2位于尿液槽1和造粒机3之间，通过管路4分别于尿液槽1和造粒机3连接，流体泵5位于管路4上，位于尿液槽1和蒸发系统2之间的管路4为输液管6，位于蒸发系统2和造粒机3之间的管路4为熔融尿液管7；所述蒸发系统2为两个，分为第一蒸发系统21和第二蒸发系统22，所述造粒机3为两个，分为第一造粒机31和第二造粒机32；第一蒸发系统21与第一造粒机31之间通过第一熔融尿液管71连接，第二蒸发系统22与第二造粒机32之间通过第二熔融尿液管72连接，转输管道8位于第一熔融尿液管71和第二熔融尿液管72之间。所述双向泵9位于转输管道8上，所述阀门10位于转输管道8上。
[0028] 原化肥装置的生产能力为年产52万吨，增产50％后尿素产能达到年产78万吨；而原装置的蒸发系统、造粒系统并没有进行改造，依照本发明的结构，增加了一套蒸发系统和旋流造粒系统做为第二蒸发系统22和第二造粒机32；原有蒸发系统和造粒系统做为第一蒸发系统21和第一造粒机31；第二蒸发系统22可以为第一造粒机31提供熔融尿液，每日产出1800吨尿素；第一蒸发系统21也可将熔融尿液提供给第二造粒机32；通过第一蒸发系统21与第二蒸发系统22之间的转输管道8，由第一蒸发系统21和第二蒸发系统22为造粒机提供熔融喷涂尿液，可以通过管道的
开关，实现各个蒸发系统和造粒机都可以单独停产检修，而由其它设备工作，进行不停工生产和检修。通过调试运行，获得的结果是产出的尿素产品缩二脲合格，并降低了能耗，缩二脲最低可达0.7％左右，平均数值低于0.85％，完全符合优级品要求。产量大幅增加，生产效率大大提高。
[0029] 实施例2
[0030] 如图3所示，所述造粒机3中包括造粒室11、喷嘴12，所述喷嘴位于造粒室内；所述喷嘴包括喷嘴主体121、喷嘴头122、喷嘴管123、喷嘴口124、密封垫片125、尿液通道126、乳化空气通道127、混合腔128；所述喷嘴主体121与喷嘴头122固定连接，喷嘴管123位于喷嘴头122上，为中空管状，内部中空部分为锥台形，靠近喷嘴主体121一端直径大，远离喷嘴主体121一端直径小；喷嘴口124位于喷嘴头122出口端，密封垫片125位于喷嘴头122和喷嘴主体121之间；乳化空气通道127贯穿喷嘴主体121，与位于喷嘴头122内的混合腔128相联通，并正对喷嘴管123中心线；所述尿液通道126贯穿喷嘴主体121，与位于喷嘴头122内的混合腔128两端相联通。
[0031] 所述密封垫片125的形状为环状。
[0032] 喷嘴主体121、喷嘴头122为分体结构，采用
螺纹方式固定连接，有利于喷嘴头122的维修和清理以及更换，通过密封垫片125的增加，更进一步加强了喷嘴主体121和喷嘴头122之间的密封，避免了泄露，避免泄露液体被反吹风吹到造粒机内部未经过雾化导致结块造成设备无法正常工作。
[0033] 实施例3
[0034] 如图4所示，所述喷嘴口124位于喷嘴头122出口端，为中空管状，内部中空部分为锥台形，靠近喷嘴头122一端直径小，远离喷嘴头122一端直径大。其余同实施例2。采用本实施例的结构，造粒时喷射更有力，喷射更顺畅，避免在喷嘴头122出口部结晶粘黏堵塞喷嘴口124。
[0035] 实施例4
[0036] 如2及图5所示，所述第一蒸发系统包括3个蒸发机组2.11以及控制阀2.12，蒸发机组2.11与控制阀2.12连接；所述蒸发机组包括多个并行排列的加热管，当然，也包括现有技术中的风机等部件，这些部件并非本发明的设计要点，故不在此赘述。第一蒸发系统通过转输管道8与第二造粒机3.2连接并工作；其余同实施例1。
[0037] 晶种在流化风的作用下，在造粒机内部旋转往前运动，熔融尿素通
过喷头与雾化空气在喷嘴内混合后以雾滴壮在造粒机侧面喷裹在悬浮的尿素晶种颗粒上，随着晶种向前运动，晶种的粒径逐渐长大，形成大颗粒产品。
[0038] 造粒塔产出的尿素颗粒作为晶种，通过传送带送至料仓收集。由料仓给两台并联运行的造粒机
喂料。两台造粒机基本相同，互相独立工作。
[0039] 由第二蒸发系统2.2送来的熔融尿素，经调节阀送至熔融尿素喷嘴的总管，通过总管分布至每台喷嘴，与乳化空气混合后在造粒机中喷洒。为保证熔融尿液在喷嘴部位不发生结晶，由反
吹风机提供140℃的空气加热喷嘴所在腔室。
[0040] 为确保造粒机中的尿素颗粒喷涂均匀，需让尿素颗粒保持流化状态。产品粒子由抽料器送至流化床冷却器中冷却。
[0041] 现有技术中尿素生产设备往往会出现缩二脲超标，均大于1.0％，最高超过2.0％。
[0042] 针对缩二脲超标问题，本发明分析了加热器的换热面积与造粒速度之间的关系，并通过大量实验进行测试，发现稀尿液在蒸发系统中的
停留时间，会对缩二脲的含量造成影响，从而设计出具有可调整性的加热部件，可以根据造粒效率调整换热面积，调整稀尿液在蒸发加热器的换热面积和停留时间，避免过度蒸发，减少了缩二脲的生成。本发明设备试生产，产品缩二脲值见下表：
[0043] 联动试车成品缩二脲情况表
[0044]
[0045] 由上表看出，由于设备原因造成的缩二脲超标问题得以解决，足以满足增产改造要求，并且能够得到优质的成品。
[0046] 当然，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
