[发明专利]用于在尿素造粒过程中控制振动造粒桶的方法

说明书

一种用于在尿素熔体(UM)造粒中控制造粒桶的方法，该方法包括：将尿素熔体馈给到造粒桶(1)，造粒桶在磁致伸缩装置(2)的作用下振动，其中，根据待造粒的尿素熔体的量通过以下步骤来控制桶的振动：获取随时间变化的输入信号(3)，该输入信号表示馈给到造粒桶中的尿素熔体的流速；根据所述输入信号(3)彼此独立地生成第一信号(5)和第二信号(6)；生成第三信号(10)，该第三信号具有由所述第一信号调制的频率以及由所述第二信号调制的幅值，并且使用所述第三信号来驱动所述磁致伸缩装置(2)。

技术领域

本发明涉及尿素的造粒，尤其涉及用于对尿素精加工中使用的造粒桶的控制。

背景技术

在尿素合成过程中，从氨和二氧化碳开始合成尿素。在大多数尿素设备中，尿素的水溶液是在尿素合成区段中生产的；然后将该溶液在一个或更多个回收区段中处理以去除未转化的物质(主要以氨基甲酸铵的形式)，并且获得具有尽可能低的污染物和未转化的物质的尿素和水的溶液。

在用于生产固体尿素的精加工区段中，将水从这种纯化的尿素溶液中去除以形成高度浓缩的尿素熔体。

用于将尿素熔体转换成固体尿素的已知技术是造粒过程，其中，小滴的尿素熔体与冷却气体逆流的方式从造粒塔的顶部落下，并且固化的尿素滴收集在塔的底部。

这个过程的第一挑战是如何从尿素熔体的输入馈给中产生合适的尿素液滴。无论其生产技术如何，液滴在统计上将分散在平均尺寸周围，导致固体产品的尺寸在所期望的尺寸(例如2mm直径的颗粒)周围有一定分散。大的分散意味着相当一部分的固体产品可能超出可接受范围(因为颗粒太大或太小)。因此，需要产生具有尽可能低的分散的液滴流。理想地，具有相同尺寸的颗粒流被称为单分散流。

用于产生液滴的技术是将尿素熔体馈给至具有穿孔侧壁的快速旋转桶。所述桶安装在造粒塔的顶部上并且围绕竖直轴线旋转；因此，液体以小液滴的形式从穿孔侧壁喷射。在接近单分散流的努力中，已经发现沿着旋转轴线竖直地振动桶是有利的，因为振动有助于将液体射流(从快速旋转的带孔桶喷射的)破碎成小且均匀的液滴。

现有技术中描述了振动和旋转造粒桶。例如，EP 1624957公开了一种振动造粒桶，EP 2008709公开了一种改进，其中，仅使桶的侧壁振动以减小振动质量和相关的惯性应力。

振动造粒桶的更近发展是使用磁致伸缩装置作为振动发动机。磁致伸缩装置包括由于其磁化而改变其长度的磁致伸缩元件。通过施加适当的(在频率和幅值方面)随时间变化的电流，这个装置因此可以在限定的频率和振幅下传递机械振动。磁致伸缩发动机的使用似乎有望取代机械或气动振动器，这是由于磁致伸缩发动机对振动的极其精确的控制。

另一个挑战涉及对造粒桶的振动的控制。振动的频率和振幅应当根据可能经受变化或波动的尿素熔体的处理流速来调节。其中，尿素熔体流速可以变化，因为尿素的一部分被送到不同的用途，例如生产三聚氰胺或柴油机排气处理液(DEF)，即用于催化还原NOx的尿素和水的溶液。

当前基于磁致伸缩的系统依赖于手动调节的磁致伸缩装置的电源。这种电源通常安装在靠近桶的造粒塔内，以使传输距离和相关的变形最小化。然而，这种局部手动控制不能适当地且及时地跟踪尿素熔体流速的变化或波动。未适当调整的振动导致液滴的更大分散。

发明内容

本发明旨在克服以上限制。特别地，本发明旨在解决如何根据桶本身中处理的尿素熔体的量来提供磁致伸缩振动造粒桶的振动的精确且连续控制的问题。

该目的通过根据权利要求1所述的用于在尿素熔体造粒过程中控制造粒桶的方法来实现。

在本发明的方法中，尿素熔体输入流被供给至振动造粒桶，并且所述桶的振动由磁致伸缩装置引起。桶的振动根据尿素熔体的所述输入流的速率通过以下步骤来控制：

获取随时间变化的输入信号，该随时间变化的输入信号表示供给至造粒桶的尿素熔体的随时间变化的流速；