影响尿素产品质量的因素及解决对策

低于 ZH 喷头 ,但出塔温度及粉尘低于 ZH 喷头 。 所以 ,采用 ZH 喷头时 ,要降低粉尘含量 ,就必须 采用投甲醛 ,降低粉尘 、增加抗压强度[1] ,克服原 喷头产生粉尘多的缺点 。
表 3 喷头对尿素温度 、粉尘等的影响
尿素含 尿素出
喷头 时间 水分 塔温度
%
℃
Tuttle 4 月 0130 38
27480 27400 27500 27500 27400 27500
转速/ r·min - 1
242 247 246 258 251 250
0185 mm 以下 , %
110 012 012 110 011 012
ZH
27663
255
011
26872
262
110
26827
258
011
27109
258
表 4 两种喷头生产的颗粒尿素粒径及粉尘
喷头
负荷 m3·h - 1
转速 r·min - 1
0185 mm 以下 , %
平均强 度/ N
平均粒 径/ mm
尿素出 塔温度
℃
Tuttle 27257
247
0155 5199 1160 3714
ZH 27040
260
0180 6195 1183 5510
使用 Tuttle 喷头 (除雨天百叶窗关小外) ,在 冬季百叶窗应全开 ,春秋作适当调整 ,降低尿素出 塔温度 。在夏季百叶窗应该关小 ,提高出塔温度 。 使用 ZH 喷头 (除雨天百叶窗关小外) ,各季节百 叶窗应全开 ,降低尿素出塔温度 。
尿素在散库中存放 ,要发生吸湿或放湿过程 , 从而导致尿素结块和粉化 ,影响尿素的质量 。散 库中存放关键在于存放的温度和散库中水蒸汽分 压的高低 。当散库中水蒸汽分压大于库外空气水 蒸汽分压时 ,呈放湿过程 ,尿素易脱水 。当散库中 水蒸汽分压小于库外空气水蒸汽分压时 ,呈吸湿 过程 ,尿素含水率增加 。而吸湿或放湿都影响尿 素的质量 ,只有控制两者的压差越小越好 ,减少水 分转移 。主要控制手段是调整百叶窗开度控制尿 素出塔温度 ,另外选用不同粒径的喷头 ,在不同季 节气候的变化选用相应的喷头 。
从表 4 可以看出 ,Tuttle 喷头的粒径和强度都
收到修改稿日期 :2000 - 04 - 27 。
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大 氮 肥
2000 年 第 23 卷
百叶窗改造前 ,在 1998 年夏季 (5 、6 、7 月) ,水 分平均分别为 0140 % ,0156 % ,0158 %。而百叶窗 改造后 ,水分得到调整 ,与 1998 年相比 ,1999 年夏 季 (5 、6 、7 月) 水分平均分别为 0133 % , 0137 % , 0143 %。水 分 完 全 可 以 控 制 在 优 质 品 范 围 内 (015 %以下) 。解决了尿素在夏季水分超标的问 题。 212 运作与存放
在造粒塔底部第一条皮带的末端 ,直接喷洒 URESOFT2150 或 URESOFT2125 在颗粒尿素表面 , 质量浓度控制在 0105 %。测试表明粉尘含量减 少 ,粉尘量在 015 %以下 ,颗粒强度没有变化 。当 投加 URESOFT2150 9 天后打料堆检查 ,发现粉柱 结小块 ,但易碎 、块少 。没加防结块剂的 ,则块多 。
第3期
吴鸿欣 1 影样的结晶 ,这种结晶是纤维状的 ,很脆弱 , 易破碎 ,能隔离颗粒与环境间水分的相互转移 ,从 而防止吸湿结块 。该防结块剂由花王公司在西班 牙生产 ,通过对动植物进行毒性剂量研究[4]表明 , 当尿素中加入质量含量为 01116 %的 URESOFT2 150 时 ,对植物无负作用 ;当尿素中加入质量含量 为 0112 %～0123 %的 URESOFT2150 时 ,对动物无 负 作 用 。实 际 运 行 中 , 加 入 的 质 量 含 量 为 0105 % ,对生产尿素甲醛树脂中 ,尿素与甲醛缩聚 之初始反应无不良影响 。甲醛作为防结块剂的应 用很广泛 ,其作用是甲醛与尿素发生聚合反应 ,生 成醛缩氨脲聚合物 ,分子量增加 ,链加长 ,亲水性 基团减少 ,尿醛聚合物在颗粒表面成膜 ,可减缓水 分的吸收和逸出 ,避免因水分的转移造成溶解 — 结晶 —粉化的结块粉化过程 ,也增强了尿素颗粒 的抗压强度 。 311 URESOFT2150 (2125) 的影响
ZH 4 月 0135 52 2118 80 5 月 0133 51 2010 77 6 月 0144 58 2611 80 7 月 0141 62 2811 68 8 月 0136 59 2815 67
016 3015 018 3115 018 3211 111 3411 014 3010
注 :表中的数值为月平均值 ,温度差为尿素出塔温度与环境 温度差 。
包装尿素 (采用 Tuttle 喷头) 贮存后 ,从现场 观察和取样分析表明 ,未加防结块剂的尿素 ,存放 7 个月已结块 ,是硬块而潮湿 ;加甲醛的尿素存放 7 个月后有结块 ,但易破碎 ;检查加 URESOFT2150 的尿素 ,存放 3 个月不结块 ,流动性好 ,存放 1 年 有结块 ,易破碎 ,颗粒表面干燥 。
粉尘含量最少 ,为 011 %～012 % ; ZH 喷头当负荷 在 27000 m3/ h 左 右 时 , 转 速 应 调 到 255 ～ 260 r/ min ,这时粉尘含量最少 。所以转速过高过低 ,对 产出粉尘都有影响 。
表 2 负荷与转速的二次调整
喷头 Tuttle
负荷/ m3·h - 1
下塔百 叶 窗 上 半 部 由 固 定 式 改 为 可 调 式 叶 片 ,叶片由原来宽 60 mm 改为 230 mm。结果表明 : ①采用 Tuttle 喷头 ,在百叶窗改造前 ,当进塔空气 温度为 1215 ℃时 ,百叶窗全关和全开 ,风量可调 范围为 38031 m3/ h ,尿素出塔温度变化为 1 ℃,可 调范围较小 。百叶窗改造后 ,当进塔空气温度为
孔径/ mm
112～1125
负荷 , %
93
转速/ r·min - 1
255
平均粒径/ mm
1158
平均强度/ N
5187
ZH 喷头
铸铝合金
5022
115 , 1145 ,
70
93
240
255
1196 1195
7190 7130
114 110 269 1193 7170
111 喷头转速与负荷的关系 以 1999 年 4 月的运行工艺参数为依据 ,分析
2000 年
大 氮 肥 Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry
第 23 卷 第 3 期
影响尿素产品质量的因素及解决对策
吴鸿欣
(中国核工业建峰化工总厂化肥厂 ,重庆 ,400002)
摘要 分析影响尿素产品质量的因素 ,提出解决对策 。为了减少粉尘含量 ,冬季使用 Tuttle 喷头 ,夏季使 用 ZH 喷头 ,春秋使用 Tuttle 喷头为好 ;对百叶窗进行改造 ,解决夏季尿素含水率超标问题 ;采用 URESOFT2150 (2125) 防结块剂可有效地防止成品尿素结块 。
关键词 尿素产品 质量 喷头 含水率 防结块剂
影响尿素产品质量的因素很多 ,有工艺 、设 备 、操作等方面 。主要表现在尿素粒度小 、粉尘 多 、易结块 、游离氨高等 。该文在以前论述[1]的基 础上 ,主要从造粒喷头的选择 、尿素含水率 、防结 块剂使用等方面进行讨论 。
1 造粒喷头的选择 目前广泛使用的喷头有美国 Tuttle 喷头和航
实践证明 ,当环境温度平均在 2115 ℃时 ,采 用 Tuttle 喷头尿素出塔温度平均在 40 ℃,散库中 水蒸汽分压小于环境中的水蒸汽分压 ,尿素易吸 湿 。采用 ZH 喷头尿素出塔温度平均在 51 ℃,散 库中水蒸汽分压大于环境中的水蒸汽分压 ,尿素 中的水分向外放出而脱水 。
总之 ,百叶窗改造后 ,采用 Tuttle 喷头和 ZH 喷头 ,都能很好的解决尿素在夏季水分超标的问 题 。在夏季环境温度高时 ,采用 ZH 喷头 ,尿素颗 粒度大 ,出塔温度高 ,含水率较易控制 。而 Tuttle 喷头适合于各个季节的运行 。
两种喷头转速与负荷的关系 、喷头对尿素温度和
粉尘的影响 。
负荷与转速有一定的对应关系 ,转速的高低 直接影响尿素中的粉尘量 ,也就直接影响尿素的 质量 ,所以要根据负荷及时调整转速 ,表 2 是两种 喷头负荷与转速的二次调整 。
从 表 2 可 以 看 出 , Tuttle 喷 头 负 荷 在 27400 m3/ h 左右 ,转速应为 247～251 r/ min ,这时
2115 ℃,百 叶 窗 全 开 和 全 关 , 风 量 可 调 范 围 为 312215 m3/ h 。尿素出塔温度变化为 1515 ℃,可调 范围大 。 ②当环境温度为 22 ℃时 ,采用 ZH 喷头 , 百叶窗全开到全关 ,温度变化由 54 ℃到 6915 ℃, 温差为 1515 ℃。而采用 Tuttle 喷头 ,百叶窗全开 到全关 ,温度变化由 37 ℃到 53 ℃,温差为 16 ℃。 在夏季要求尿素出塔温度高于 50 ℃,采用 ZH 喷 头便于调整 。
2 尿素含水率的影响 目前使用的两种喷头 ,由于粒度不同 ,出塔尿
素温度不同 ,在冷却和存运过程中产生吸湿和放 热 ,直接影响尿素的含水率 。据文献[3]报道 ,只要 调整百叶窗的开度 ,水蒸汽分压的升降就可以得 到满足 。为此 ,对百叶窗进行了改造 。另外 ,运作 与存放也影响尿素的含水率 。 211 下塔百叶窗的改造
天十一所 ZH 喷头 ,这两种喷头各有特点 。Tuttle 喷头为圆锥形[2] ,喷孔与锥体横截面呈切线 ,在锥 体的上下两部分区域 。ZH 喷头结构与 Tuttle 喷 头基本相似 。两种喷头的特性见表 1 。
表 1 Tuttle 喷头和 ZH喷头性能比较
Tuttle 喷头
材质
铝合金
孔数/ 个
7700
3 防结块剂对尿素产品质量的影响 目前 ,尿素产品中应用的防结块剂有两种 ,
URESOFT2150 (2125) 和甲醛 。URESOFT2150 (2125) 是一种新开发防结块剂 ,在尿素颗粒表面产生象
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018
26982
266
019
26982
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011
112 喷头对尿素温度 、粉尘等的影响 喷头的孔径不同 ,对尿素的温度和粉尘都有
影响 ,见表 3 。 从表 3 看出 ,Tuttle 喷头在 4 月份之前温度差
小于 20 ℃,可以达到要求 ,此时粉尘含量最少 ,也 不出现结块 ,水分控制在 013 %左右 ; ZH 喷头在 4 月份之前温度差大于 20 ℃,达不到要求 ,即使百 叶窗全开 ,温度也降不下来 ,易产生结块 ,0185 mm 以下含量所占比例较 Tuttle 喷头高 。 113 两种喷头生产的尿素颗粒分布及粉尘
5 月 0132 42
6 月 0142 43
7 月 0143 47 8 月 0136 50
环境 温度
℃
1816 2116 2313 2616 2915
空气相 对温度
℃
0185 mm 以下含 量,%
温度差 ℃
77
012 1913
79
013 2019
90
011 2010
82
015 2016
60
015 2015
存在的问题是 URESOFT2150 有较强的刺激 味道 ,但存放几天后味道消除 。经西班牙专家改 进 ,采用 125 # 代替 150 # 味道减小 ,一般运行可以 接受 。经包装后再打开检查 ,没发现有味道 ,所以 采用 125 # 可行 。 312 甲醛对尿素产品质量的影响
在蒸发系统第二蒸发器之前 U 型管底部加 入 37 %的甲醛溶液 , 控制在尿素中的含量小于 013 % ,采用 ZH 喷头 。测试结果表明 ,粉尘含量 减少 ,0185 mm 以下的含量平均为 013 % ,颗粒抗 压强度平均提高 1N 。但粉尘是一个综合问题 ,它 与喷头类型 、负荷 、转速及百叶窗开度等有关 。