流化床降溫及回轉篩除塵技改項目運行總結

宋 根，夏明偉

(四川美青化工有限公司 四川射洪 629200)

四川美青化工有限公司“20·30”項目中的尿素生產裝置采用Φ19 m高塔冷卻造粒以及直下料多層振動篩分，其存在的問題：①尿素粉塵多，優等品率低；②設備故障率高，現場氨味重，作業環境差；③夏季成品下料包裝溫度高達80 ℃，包裝防護差且產品易結塊；④生產負荷在90%以上時，造粒塔冷卻能力已達極限。由于近年尿素產能過剩、市場競爭激烈，因此，改善作業環境、提升產品質量和市場競爭力成為急需解決的問題。

1 方案選擇

通過前期問題的搜集以及對山東、河南、四川等多家同類型尿素生產企業的考察，發現數家企業已成功采用氣固流態化技術流化床，在除塵、降溫及改善產品質量方面都起到了有效作用。因此，四川美青化工有限公司決定在現有尿素包裝裝置上增設1套后置式流化床裝置及回轉篩分系統，以達到提高尿素產品質量的目的。

2 裝置基本概況

2.1 預期目標對比

增設流化床及回轉篩前處理能力800 t/d左右，尿素顆粒溫度夏季最高80 ℃，尿素產品中粉塵(≤Φ1.18 mm)質量分數在25%左右。改造后，處理能力≥1 000 t/d，夏季尿素顆粒溫度≤65 ℃，產品中粉塵質量分數≤3%。

2.2 工作原理

尿素冷卻流化床裝置[1]是利用空氣動力學原理，通過鼓風機和引風機的作用，使尿素顆粒層流化，呈流化“沸騰”狀態，與冷空氣進行熱交換而快速降溫；同時，將粉塵不斷送入除塵裝置進行分離回收，從而達到成品尿素降溫、除塵的目的。

平面回轉篩[2]主要是利用偏心機構使篩面進行勻速往復回旋運動，物料與網面接觸時間長，網絲對粉體料產生切割，因而透篩概率大、篩分產量和精度高、篩分機對物料自身結構破壞性小。

2.3 工藝流程及主要設備

四川美青化工有限公司采用的流化床屬于后置流化床[3]，其工藝流程如圖1所示。尿素顆粒在造粒塔底部經大傾角皮帶輸送機輸送至分料口，先通過一級篩分后進入流化床與鼓風機送入的冷空氣沸騰換熱，然后顆粒進入回轉篩，篩分得到的顆粒產品進入料倉包裝入袋。流化床中得到的含塵氣體先進入旋風除塵器除塵，然后在引風機的抽吸下進入除塵洗滌塔，被上部噴灑下來的循環溶液洗滌吸收，塔底的吸收液通過循環泵返回尿素系統重新利用，洗滌后的尾氣從塔頂排放。

1. 鼓風機(帶除濕器) 2. 流化床入料口 3. 流化床 4. 料倉 5. 回轉篩 6. 旋風除塵器 7. 引風機 8. 除塵洗滌塔 9. 循環泵圖1 流化床降溫及回轉篩除塵工藝流程

2.4 主要設備

(1) 流化冷卻裝置：實物規格5 200 mm×1 800 mm×3 000 mm，床面規格(含流化觀察窗)4 000 mm×1 500 mm，材質不銹鋼304，1套。

(2) 除濕器：1套，纏繞翅片管式，換熱面積120 m2，內設獨特結構的不銹鋼冷卻器，配套除霧設施，冷卻介質為循環水。

(3) 鼓風機：1臺，離心式，流量83 000～90 000 m3/h(標態)，壓力3 600～4 700 Pa，風機進口配消音器，帶變頻器及配電柜。

(4) 引風機：1臺，離心式，流量88 000～109 970 m3/h(標態)，壓力1 900～2 300 Pa，帶變頻器及配電柜，過流部位(機殼、葉輪、軸套)材質為不銹鋼304。

(5) 旋風分離器：DN 2 600 mm×9 000 mm，材質為不銹鋼304，內壁進行拋光處理，1臺。

(6) 除塵吸收塔：DN 3 400 mm×10 000 mm，設計溫度80 ℃，操作溫度45～80 ℃，設計壓力為常壓，含內件填料、吸收噴頭及除霧分離設施，材質為不銹鋼304，1臺。

(7) 循環泵：2臺，流量30 m3/h，揚程30 m，配套電機15 kW，過流部分材質為316L。

(8) 回轉篩：4臺，型號2PXZS，處理量10～150 t/h，材質為不銹鋼304。

3 改造效果

(1) 流化床處理能力不小于1 000 t/d，顆粒尿素經流化床的降溫效果明顯，沸騰高度不低于600 mm，進出流化床溫差約15 ℃，夏季包裝下料溫度低于55 ℃。流化床采用微負壓操作，上部設出風口至引風機進口，實現粉塵不外漏。

(2) 流化床具有一定的除塵效果，粉塵回收率≥98% 。降塵洗滌塔出口氣相中尿素質量濃度小于30 mg/L，無帶液現象。成品尿素中粉塵質量分數降至3%以內。

(3) 回轉篩、流化床及相應管道采用全密閉、微負壓操作，現場作業環境有很大改善。

(4) 通過投運后的不斷完善與改進，目前尿素優等品率可以保持在99%，長期儲存后也很少有結塊現象，產品市場競爭力明顯提升，產品售價比改造前提高40元/t。流化床降溫及回轉篩除塵裝置總投資在200萬元左右，扣除增加的成本，3個月即可收回投資成本。

4 結語

流化床降溫及回轉篩除塵裝置投運至今已平穩運行5年，尿素產品質量得到穩定改善，顆粒中粉塵質量分數低于3%，有效解決了儲存結塊現象。通過降溫、除塵、洗滌，夏季包裝溫度低于55 ℃，有效減少了粉塵，消除了氨味，作業環境得到有效改善，取得了良好的經濟效益和社會效益。