[发明专利]用于造粒尿素的造粒机

说明书

本申请是2004年7月2日提交的题为“制备尿素颗粒的方法”的专利申请200480020555.7的分案申请。

本发明涉及在流化床造粒机中制备尿素颗粒的方法，该流化床造粒机包括至少一个流化气进口、流化床位于其上方的分布板和安装在分布板中的喷射器，尿素熔体通过该喷射器被喷射到存在于流化床中的尿素微粒上或其上方，并且尿素微粒在流化气的作用下保持运动。

这样的方法在‘Granulate in Fluid bed’，Hydrocarbon Processing，1981年9月，第202-208页中有描述。

该文献描述了在流化床中制备尿素颗粒的方法，其中浓度为95-97wt％的尿素溶液以非常细的液滴形式被喷射。在造粒机中，这些细液滴与流化床中存在的尿素微粒相接触而引起尿素微粒生长。95-97％的尿素溶液浓度意味着该尿素溶液还含有大量的水。这些水的蒸发确保了造粒过程中的冷却。

此方法的一大缺陷是，由于水从喷射的尿素熔体液滴中蒸发出，这导致相对大量的细尿素粉尘随流化气一起吹出流化床。从经济角度和为了保护环境，希望从废气中回收这部分尿素。

本发明的目的是提供一种不会存在上述缺陷的方法。

本发明的特征在于流化气含有非常细的雾化水，并且尿素熔体的尿素浓度大于97wt％。

这确保了水可以非常迅速地蒸发出，由此通过水的蒸发实现了所需的冷却，并且不形成大量的细粉尘。

本发明的优点还在于，水可以从各种位置处引入到造粒机内，以致可以自由地选择流化气中的水进行雾化的最佳位置。

根据本发明的方法包括在流化床造粒机中制备尿素颗粒。

这样的造粒机包括流化气进口。流化气用来使构成流化床的微粒保持流化态。流化气从分布板的下方引入到造粒机中，并且无论过滤与否都从造粒机顶部排出。在流化床中，流化气的表观速度通常在1.5与4m/s之间。

造粒机中存在分布板。尿素微粒的流化床存在于所述分布板的上方。尿素熔体从安装在分布板上的喷射器中喷射到流化床中存在的尿素微粒上或其上方，这些微粒通过流化气保持运动状态。任何合适的喷射器都可以用作喷射尿素熔体的喷射器。这种喷射器的例子是以上提到的Hydrocarbon Processing中的文章以及US 4619843中描述的喷射器。尿素熔体喷射器利用在本身用于喷射熔体的喷射器中的次级气流。

喷射尿素熔体的喷射器数量可以例如是每m²分布板上5至25个。

流化气通过一个或多个供应管道从分布板的下方引入到流化床造粒机中。造粒机中的流化气包含加入到流化气中的非常细的雾化水。雾化水的加入可以在造粒机的不同位置并以各种方式进行。

例如，细的雾化水可以在分布板的下方添加到流化气中。这可以通过将喷射器安置在造粒机的下面来实现，也可以通过在流化气供应管道中对水进行雾化来实现。

水也可以在分布板高度处或刚好在分布板上方添加到流化气中。将水添加到流化气中的位置优选在分布板以上0-50cm，更优选在分布板以上5-15cm。水也可以由分布板上的喷射器通过雾化而添加到流化气中。

最优选地，水通过在一个或多个流化气供应管道中对水进行雾化而被添加到流化气中。这通过从供应管道中的一个或多个喷射器对水进行雾化来实现。优选地，这是安置在供应管道中央的一个喷射器。

喷射器优选安置在离造粒机的供应管道流出口几米远处。

如果水在一个或多个流化气供应管道中被雾化，则可以使用尽可能少的喷射器而使雾化水高度均匀地分布在造粒机中。

使用能够非常精细地对水进行雾化的喷射器来喷射水。优选地，雾化水的最大液滴尺寸小于50μm，更优选小于40μm，最优选小于20μm。

水滴越小，水在造粒过程中蒸发的速度将越快，冷却将越有效。造粒过程中的有效冷却确保了造粒机的尺寸可以设计得更小，或者造粒机的处理量可以增加。本发明的方法可以使相同尺寸的造粒机生产的尿素颗粒增加10-50wt％。

由于雾化水的液滴尺寸小，因此当水在流化气供应管道中被喷射时，液滴可以在流化气进入造粒机时即被完全蒸发。这样当流化气进入造粒机时，所含的水饱和。

可以使用任何喷射器作为喷射水的喷射器，只要雾化水的最大液滴尺寸小于50μm。这种喷射器的例子是两相喷射器和声波喷射器(sonicsprayer)。此外，可以通过已知是沸点以上的闪蒸水来使水雾化。

水通常在0与150℃之间，优选在15与90℃之间的温度，0.2与5.0MPa之间的压力下被喷射。