[发明专利]用于尿素球丸制造的方法

说明书

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的用于制造尿素球丸的工艺或方法。

在发动机以及特别是汽车工业中存在这样的问题，即去除特别是汽车柴油机废气中的氮氧化物(NOx)(“脱硝”)。这用于环保，并且只有这样才能满足欧洲标准5和6的官方规定。为了借助于SCR工艺(Selective Catalytic Reduction＝选择催化还原)从这种废气中去氮，需要用氨。装在瓶中随车携带氨气不太现实，并且由于安全技术方面的原因是不可能的。人们一直在寻找一种便于操作的氨载体，并找到了这种尿素形式的载体，尿素提供对于从柴油机废气中催化去除氮氧化物所需要的氨。为了能够将这种尿素用于柴油机废气的脱氮，为高效起见它必须以浓缩的形式、即作为固体颗粒存在，这与同样可以采用的含水溶液相比有这样的优点，即，不需要加热贮罐以避免冻结。由于必须向相应的部件中精确地定量供给尿素颗粒，以便由尿素释放出氨，故而对尿素颗粒提出了高的质量要求。特别是粒度、密度和强度必须保持一定的数值。

已知在肥料工业中采用尿素颗粒。造粒塔、流化床设备、滚筒干燥机等现有技术用于其制造。

由DE 2908136已知一种在流化床中制造尿素颗粒的方法，其中，将粉末状的固态尿素输送给流化床，它用作用于产生尿素颗粒的晶核。这种晶核在流化床中用含有要进入尿素晶核颗粒的原料的液体进行喷淋，液体附着在尿素晶核颗粒上，这样形成的原料颗粒在流化床中被干燥和固化。

这种方法的缺点是，无法避免尿素颗粒的结块，并且通过喷淋不能达到生产出的产品的均匀结构，从而形成具有不相同和不统一的质量和成分的成品原料。

由DE 19724142A1已知采用熔体悬浮液制造颗粒复合肥。熔体悬浮液由熔化的尿素和细颗粒无机盐的混合物组成，无机盐在熔点以上的温度下通过流化床底部输送给公知的具有分级的成品出口的流化床设备，并通过高压喷嘴从下方沿涡旋介质流动方向喷入流化层中。所输入的用来产生和保持流化床并吸收所输入的熔体悬浮液的结晶热的涡流空气的温度低于熔体的熔化温度，使得在流化层内在95-105℃的温度中使熔体悬浮液按规定硬化和粒化成为颗粒，其中，95％的原料具有1.6-5mm的粒度，其缩二脲(Biuret)含量＜0.8M-％。缩二脲是尿素分解的产物，它主要是在加热时在氨裂解的情况下形成。

由DE 3117892A1已知一种用来制造颗粒的喷射床设备，其中，向喷射床制粒机的固体流中喷入液体。喷射床设备具有圆形横截面，其下部做得锥形缩小。在喷射床制粒机的中央圆锥形部分内通入一气体通道，在它里面设置用来喷射液体的喷嘴。通过气体通道输入相应的气体，以保持喷射层。从中央输入的气体撕裂通过喷嘴喷入的液体并夹带位于喷射床制粒机中的一部分原料。这里形成一种或多或少确定的喷射通道，在它里面原料颗粒可以和液体接触。通过锥形底面使被喷射的原料重新输入喷射通道，从而造成颗粒循环。在达到相应的颗粒尺寸后颗粒便从喷射床制粒机中输出。

在这种喷射床制粒机中，在其下部的一个共同部位处进行用来产生喷射层的气体的输入和液体的输入。回落的颗粒受垂直流动的流化介质(空气)的制动、夹带并向上方偏转。特别是在颗粒量较大时，可能产生脉动，在喷射喷嘴周围形成不同的颗粒浓度，由此可能造成颗粒润湿的波动。圆环形式的气体入口的较大外露表面导致形成空气绺，从而造成不均匀的入流。为了得到稳定的工艺条件，设备必须在较高的空气速度时运行，因此流化条件不能任意地按最佳工艺条件进行调整。这样得到的在喷嘴附近的过高气体速度导致由喷雾干燥和喷雾结晶形成灰尘，形成的灰尘在喷射过程中沉积在其他颗粒表面上，并降低产品的表面质量及均匀性(例如圆度)。由于这个原因难以或不能实现用液体均匀润湿所有待处理原料颗粒。一些原料颗粒喷到太多液体，另一些喷到太少液体，因此不能实现具有均匀粒度和材料结构的成品。此外，这种设备只适用于小的原料产量的制粒，在产量较大时在产生和保持喷射通道方面会出现问题。

其他文献如DE 3117892、DE OS 10252734、DE 69310629、EP 0026918和EP 1136465包含的方法，部分也用来制造尿素球丸，但是它们不适合用来制造汽车工业所需要的有高的要求的尿素球丸，特别是也不能实现非常窄的粒度范围、高的球度、光滑的表面和规定的小的剩余湿度。

所有已知的用来制造尿素颗粒的方法具有共同的缺点，即，所制造的成批产品尿素颗粒只能不充分地或者完全不符合柴油机废气去氮的要求。颗粒不够圆，具有宽的粒度范围并且没有光滑的表面。