流化床造粒技术浅析

流化床造粒技术浅析
[摘要]本文通过海德鲁工艺与tec工艺在投资、能耗、操作、产品等方面的比较，并结合某厂造粒改大颗粒的改造实际情况及经济效益，阐述了海德鲁工艺技术的先进性与可推广性。

[关键词]大颗粒尿素流化床造粒海德鲁工艺
中图分类号：tq441.41文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）21-0280-02
前言：我国是一个人口大国，也是一个农业大国，氮肥要基本立足国内解决。

同时保持国产氮肥的主导地位，也是国家粮食安全的战略需要。

而尿素是一种在国内外广泛使用的优质氮肥。

目前国内尿素生产技术大部分采用喷淋塔造粒技术，生产出的普通尿素颗粒较小，均匀度差，抗破碎强度较低，且有相互粘连现象，严重影响到尿素产品整体的外观质量，同时在产品包装、运输和贮存中还易吸潮结块，直接影响产品的销售及施用时肥效的发挥，在施用过程中损耗较大且氮利用率不过35%。

而采用流化床造粒技术生产的大颗粒尿素的质量得到很大改善：1）尿素水分含量低，不结块，流动性好；
2）颗粒强度高，6.3mm标准粒度的抗碎强度是造粒塔喷淋造粒的5倍，而且可以在2～8mm范围内任意决定颗粒大小；
3）有利于贮存和运输，散库可存20m高，长距离运输都可以散装，也可用管道输送，落差可达10m，运输成本低；
4）可提高肥效至少10%（已得到广东农科院土壤肥料研究所证
实）；
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）氮的利用率高，对水稻作物，为达到同一收获量，施用大粒尿素可节省用量1/3，氮素吸收率比普通尿素高出20%，肥效高，不挥发；
在北美市场，流化床造粒比造粒塔喷淋造粒每吨价格高出5～10美元，成本约增加2～3美元。

在西欧市场高出10～15美元。

国际市场供大于求时，前者价格稳定，但后者价格下跌。

2010年全世界尿素生产能力约1.78亿吨，产量约1.65亿吨，总需求量1.56亿吨，其中大颗粒尿素的产量约7791万吨，已占当年世界尿素总产量的47.2%。

大颗粒尿素已逐渐成为国际市场的一个主流品种，市场份额高达47.2%。

大颗粒尿素的生产已被多年的实践证明是提高尿素产品质量的
重要途径，并已成为今后尿素生产技术改造的发展趋势。

与普通尿素相比，大颗粒尿素在生产应用和市场销售方面具有明显优势，已成为国际化肥工业的发展方向。

在当前化肥市场面临激烈竞争的情况下，提高尿素产品的质量，是增强企业产品竞争力的一项有效措施。

因此流化床造粒技术的开发及推广将成为今后尿素生产技术改造的发展趋势。

一、标准尿素与大颗粒尿素产品规格比较
以乌鲁木齐石化公司化肥厂一化肥造粒改大颗粒装置为例：表1 二、流化床造粒技术的原理及典型工艺
2.1造粒技术的原理
一般来说在造粒机中造粒存在着三种颗粒长大的机理，即累积机理、层化机理、团块机理。

所谓累积机理就是大量微小溶液滴在原始粒子（晶种）表面，进行连续蒸发和固化而使粒子长大。

累积机理是一个连续长大和干燥过程而不是逐渐分层成长的形式，即在造粒机的造粒区域的全部停留时间内，每一个晶核反复地受到微细尿素液的撞击，所以粒子的长大是逐渐的，均匀的，与少量水份的蒸发同时进行。

所以累积机理提供了均匀紧密的结构，提高了尿素粒子的强度。

三、海德鲁技术的工艺流程简述及其特点
3.1海德鲁工艺流程简述
下面先对海德鲁工艺技术予以简介：
37%的甲醛溶液由甲醛溶液贮槽（sr-110）引出加入到含尿素96%（重量）的尿液中进入造粒机（glf-101），在流化床造粒过程中利用结晶热进一步脱水，最终产品的水含量可低于0.2%。

空气分两路进入造粒机，一路是雾化空气，经雾化空气压缩机（cr-101）及雾化空气加热器（f-102）加热到132～135℃进入喷嘴，将含有甲醛的96%尿素溶液雾化并喷入造粒机；另一路是流化床用流化空气，经流化空气加热器（f-101）加热到大约38℃时进入造粒机，是在开车、冬季和微调流化床温度时使用。

含甲醛（缓释作用）的尿液进入雾化流化床造粒机中，尿液被雾化空气雾化成细小的液滴，反复包裹涂布在悬浮于流化床中的晶种
上，使颗粒不断增大。

通过以上数据，可以看出，tec工艺在能耗方面略高于海德鲁工艺。

这主要因为海德鲁工艺采用96%浓度的熔融尿液，低于tec工艺的98.5%，这样就具有以下几个优点：
1）可减轻蒸发系统负荷，消除二段蒸发，减少设备投资和能耗。

当蒸发系统是装置扩产改造的瓶颈时，采用95%～96%尿液进行造粒可提高装置生产能力。

2）在造粒机内水份蒸发过程中带走尿素结晶热，从而降低了冷却风量和固体返料比，即实现了造粒机自热平衡又减少了造粒能耗。

3）采用低浓度尿液造粒减轻了水解解吸系统负荷，降低了水解解吸系统设备投资和能耗。

综上所述，从投资、能耗、操作周期、产品外观及其业绩等多方面进行综合比较，海德鲁工艺与tec工艺相比较占优势。

六、国内某厂尿素装置造粒改大颗粒的基本情况
6.1改造内容
采用挪威海德鲁公司的流化床造粒技术将原50万吨/年尿素装置由普通尿素改为大颗粒尿素的技术改造工程。

6.2改造后设计规模及主要经济指标
1）设计规模
年操作天数330天
年生产能力66万吨
2）主要经济指标
结束语：通过上述对海德鲁工艺与tec工艺的比较，以及对某厂造粒改大颗粒的改造情况分析可以看出，海德鲁工艺技术成熟，能耗较低，操作简便，经济效益良好，对我国化肥企业来说，在进行产品结构调整中，是一种不错的技术选择。