提高流化床造粒大顆粒尿素成品粒度的對策

楊 林，丁 鋒，竇金金

(中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026)

中國石油寧夏石化公司化肥二廠尿素造粒裝置采用噴射流化床造粒工藝技術，產品為大顆粒尿素。隨著市場對尿素成品質量各項指標要求的不斷提高，成品粒度偏低、均勻度差嚴重影響產品的外觀質量，成為制約大顆粒尿素產品銷售的重要因素。為此，通過分析對比找出了影響大顆粒尿素成品粒度的主要因素，并制定相應的處理措施，解決了大顆粒尿素成品粒度偏低的問題。

1 工藝流程

流化床造粒工藝流程如圖1所示。來自前系統質量分數為96%的尿液由離心式尿液泵加壓后送至造粒機，經造粒機噴頭噴射霧化成直徑為200～500 μm的液滴，連續噴涂在流化床內沸騰懸浮狀態下的晶種表面凝結形成顆粒尿素，并在流化風的作用下通過冷卻室冷卻到90 ℃后排出造粒機，通過輸送皮帶、斗式提升機送至尿素振動篩進行篩分，篩分成以下幾種：①顆粒直徑大于12.00 mm的尿素塊通過溜管進入地下溶解槽回收；②顆粒直徑在4.75～12.00 mm之間的超大顆粒經過冷卻、破碎后，與顆粒直徑小于2.00 mm的小顆粒混合返回造粒機作為晶種；③顆粒直徑在2.00～4.75 mm的為最終成品大顆粒尿素。

圖1 流化床造粒工藝流程

2 成品粒度統計

成品粒度的定義為：質量控制點A20樣品中粒子直徑在2.00～4.75 mm范圍內尿素顆粒所占質量分數。對2013年度大顆粒成品尿素質量控制點A20粒度進行統計，全年共生產大顆粒尿素562 674 t，A20平均粒度95.7%，粒度小于95.0%的有62 400 t，占全年產量的11.1%。2013年每月大顆粒成品尿素平均粒度如表1所示，查閱同類型尿素生產企業尿素成品粒度指標，最高的達到98.0%[1]，這也說明本裝置大顆粒成品尿素平均粒度還有提升空間。

表1 2013年大顆粒尿素質量控制點A20月平均粒度統計 %

3 影響成品粒度原因分析

3.1 尿素振動篩篩網結堵

尿素振動篩的作用是將斗式提升機送來的成型尿素顆粒進行篩分，從而得到直徑在2.00～4.75 mm 的成品尿素。隨著尿素振動篩運行周期的增長，尿素粉塵逐漸附著在尿素振動篩篩網上，造成篩網逐漸堵塞，致使直徑小于2.00 mm的尿素顆粒也大量篩分進入成品尿素。2012—2013年尿素振動篩篩網更換前、后A20樣點粒度抽樣對比如表2所示。

表2 尿素振動篩篩網更換前、后A20樣點粒度抽樣對比

由表2可以看出：尿素振動篩篩網更換后粒度有顯著提高，說明尿素振動篩篩網結堵對尿素成品粒度影響較大。

3.2 破碎機破碎效果差

破碎機的作用是將直徑在4.75～12.00 mm之間的超大尿素顆粒和部分返料成品顆粒尿素進行破碎，然后與直徑小于2.00 mm的小顆粒混合返回造粒機作為造粒晶種。破碎機破碎效果與成品粒度關系如表3所示。

由表3可以看出：對比破碎機粒度抽樣分布數據，可以得出破碎機破碎的效果直接影響大顆粒尿素的成品粒度。而破碎機破碎的效果，又與進入破碎機的尿素顆粒溫度有很大關系，溫度越高，破碎產生的粉塵越多，越容易黏結在破碎機刀輥上，使破碎機工作效率下降。另外，破碎機刀輥在長期工作過程中，輥齒逐步磨損，進而影響破碎效果[2-3]。

表3 破碎機抽樣粒度分布與A20樣點粒度

3.3 返料比控制不當

返料比是指通過返料皮帶進入造粒機作為晶種的小顆粒尿素(包括尿素振動篩篩分出的直徑小于2.00 mm的顆粒尿素和經破碎機破碎后直徑為4.75～12.00 mm之間的超大尿素顆粒和部分成品尿素)與送出造粒系統的成品尿素質量比例[4]。不同返料比下A20樣點粒度統計如表4所示。

表4 不同返料比下A20樣點粒度統計

從表4可以看出：在相同負荷工況、不同返料比下，A20樣點粒度均不相同，分析得出返料比對大顆粒尿素成品粒度有較大影響。

4 制定對策

利用數據列表統計方法，找出了影響大顆粒成品粒度的關鍵因素，針對找出的主要原因，采取相應的對策和處理措施，并進行數據統計對比，驗證措施的實施效果。

4.1 處理尿素振動篩篩網結堵

4.1.1 定期更換尿素振動篩篩網

根據篩網結堵情況并結合流化床運行周期，將更換周期與流化床清理周期保持一致，既不會因更換篩網而影響生產，又方便現場作業管理。為此，需準備2套篩網，1套放置在尿素振動篩處備用，1套正常使用，更換后及時清理結堵篩網備用。

4.1.2 定期清理、沖洗吸塵管線

尿素振動篩頂蓋配有吸塵管線，長期運行易在吸塵風機進口主管線處結堵，故在吸塵風機進口主管線配置沖洗水管線以定期沖洗，沖洗液隨吸塵風機流程進入粉塵洗滌器進行回收[5-6]。

統計分析更換尿素振動篩篩網前、后質量控制點A20粒度數據，發現更換篩網后大顆粒尿素成品粒度提高0.9%左右，取得了良好的效果。

4.2 提高破碎機破碎效果

4.2.1 制定破碎機刀輥清理措施

在破碎機處配置0.35 MPa低壓吹掃蒸汽，定期吹掃清理刀輥上黏結的粉塵，并對輥齒磨損嚴重的刀輥進行更換。

4.2.2 超大顆粒冷卻器進行擴能改造

提高超大顆粒冷卻器的冷卻能力，降低進入破碎機的尿素顆粒溫度。利用裝置停車檢修機會對超大顆粒冷卻器進風管線進行了擴大處理，增加了進風量，達到了降低破碎機進料溫度的目的。提高破碎機破碎效果后，經現場取樣統計，晶種量提高了6%左右，大顆粒尿素成品粒度提高了0.9%左右，取得了良好的效果。

4.3 優化返料比控制

針對返料比失調的問題，通過對比分析不同返料比下A20樣點粒度，最終確定最佳返料比為0.5～0.6之間。按照優化后的返料比操作，成品粒度明顯提高，粉塵含量明顯降低。

5 結語

通過數據列表對比找出了影響大顆粒尿素成品粒度的關鍵因素，針對性地采取措施，大顆粒尿素成品粒度顯著提高，年平均粒度達到96.6%，與2012年同比年平均粒度提高了0.9%，改善了大顆粒尿素成品外觀質量，增強了尿素市場競爭力。質量是企業生存和發展的根本，隨著質量意識的不斷提高，促使生產企業不斷地進行技術革新，這也是企業不斷向前發展的動力之源。

參考文獻

[1] 李志恒，李汝新，韓文明.影響成品尿素粒度的原因分析[J].大氮肥，2009，32(6)：419- 422.

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[3] 黃河，安建喜，王國，等.大顆粒尿素成品粒度影響因素及措施[C]∥全國大型尿素裝置技術2014年會論文集，2014.

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[5] 盧海鷹，邵士銘.800 kt/a大顆粒尿素裝置原始開車技術改造[J].化肥工業，2011，38(1)：54- 56.

[6] 粟升，王懷占，趙建強.大顆粒尿素晶種造粒技術理論及其應用[J].化肥設計，2010，48(4)：29- 31.