尿素產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中結(jié)塊的原因分析及措施

李得占　許正興

摘要：青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司尿素裝置生產(chǎn)能力66萬(wàn)噸/年，在生產(chǎn)、包裝和儲(chǔ)存過(guò)程中，存在不同程度的結(jié)塊現(xiàn)象，影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品品牌，為使用戶用上放心、合格的尿素產(chǎn)品，通過(guò)工藝、包裝、儲(chǔ)存等各個(gè)方面進(jìn)行了深入研究和分析，制定可行的控制和防范措施，提出解決方案，有效降低產(chǎn)品結(jié)塊、板結(jié)情況。

關(guān)鍵詞：尿素生產(chǎn);質(zhì)量管理;粉塵;結(jié)塊;板結(jié);倉(cāng)儲(chǔ)

1 問(wèn)題

尿素，又稱碳酰胺，是由碳、氮、氧、氫組成的有機(jī)化合物，是目前使用量較大的一種化學(xué)氮肥。尿素吸濕性強(qiáng)，吸濕后結(jié)塊，受溫度影響，易出現(xiàn)顆粒粉化，從而導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)塊、板結(jié)等情況。對(duì)于結(jié)塊和板結(jié)，本文從生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品包裝、儲(chǔ)存運(yùn)輸三個(gè)方面進(jìn)行分析和研究，有效解決產(chǎn)品結(jié)塊和板結(jié)問(wèn)題。

2 原因分析

2.1 含水量超標(biāo)

尿素水份含量超標(biāo)（>1.0%）直接影響尿素的內(nèi)在質(zhì)量，是造成板結(jié)的重要原因之一。水分的存在，一方面，會(huì)使尿素顆粒表面溶解和重結(jié)晶而黏結(jié)成塊;另一方面，會(huì)導(dǎo)致尿素顆粒表面軟化，在壓力的作用下加劇變形，顆粒間的接觸面積增大，從而促進(jìn)氫鍵結(jié)合和范德華力的作用，加大顆粒間的結(jié)合強(qiáng)度。

2.2 溫度影響

尿素溫度高易變形。儲(chǔ)存過(guò)程中，因環(huán)境溫度變化，存在水分會(huì)引起尿素顆粒表面溶解、重結(jié)晶和顆粒變形，使結(jié)塊加速。出造粒系統(tǒng)溫度過(guò)高（>50℃）也會(huì)造成成品包裝溫度過(guò)高，在緩慢冷卻過(guò)程中原來(lái)溶解在殘余水分中尿素就會(huì)結(jié)晶析出，也導(dǎo)致結(jié)塊加速。目前產(chǎn)品冷卻器出料溫度在50℃左右，盛夏期間，達(dá)到60～70℃。在成品冷卻器至包裝料倉(cāng)通過(guò)皮帶輸送機(jī)輸送，無(wú)相應(yīng)的降溫設(shè)備。

2.3 粉塵影響

尿素在生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免出現(xiàn)粉塵，如果自身粉塵含量過(guò)高，其相對(duì)比表面積愈大，顆粒間的接觸面積愈大，引起結(jié)塊的機(jī)會(huì)愈多。在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中，粒徑小和圓度差的尿素顆粒間接接觸緊、摩擦多，顆粒易破碎起塵，發(fā)生不均勻離散，容易結(jié)塊。同時(shí)受溫度變化影響，料倉(cāng)中的顆粒破裂后也出現(xiàn)一部分粉塵。

2.4 強(qiáng)度影響

尿素顆粒在強(qiáng)度不夠（大顆粒<20N/m2，小顆粒<6N/m2）的情況下，擠壓后二次破碎產(chǎn)生粉塵吸潮后造成板結(jié)，對(duì)于大顆粒尿素，工藝參數(shù)正常情況下，其強(qiáng)度最低在15N/m2以上，高時(shí)可達(dá)40N/m2以上，平均在30N/m2。小顆粒尿素來(lái)說(shuō)，顆粒強(qiáng)度在0.5 N/m2，夏季環(huán)境溫度高的情況下，有時(shí)強(qiáng)度在0.6N/m2。

2.5 產(chǎn)品包裝

目前尿素產(chǎn)品采用的包裝袋為外涂膜編織袋，包裝袋無(wú)內(nèi)膜袋，包裝袋均做涂膜處理;從包裝袋內(nèi)向外目視，包裝袋的縫隙清楚可見，進(jìn)行內(nèi)外面測(cè)漏實(shí)驗(yàn)，泄漏率及目視不合格率高，因包裝袋密封未達(dá)到要求，在存放過(guò)程中吸潮導(dǎo)致結(jié)塊、板結(jié)。

2.6 產(chǎn)品儲(chǔ)存

尿素儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、儲(chǔ)存環(huán)境潮濕（或返潮）后也極易使尿素受潮結(jié)塊。由于庫(kù)房面積有限，且受到運(yùn)輸限制，化工分公司尿素產(chǎn)品部分存放在露天貨場(chǎng)，采用篷布苫蓋防護(hù)，包裝袋上下縫口為折邊縫口，針眼的空隙無(wú)法杜絕，由于察爾汗地區(qū)氣候原因，如地面返潮、下雨等現(xiàn)象，造成貨位上下兩層及周邊容易吸潮結(jié)塊。

3 解決措施

3.1 工藝控制

①嚴(yán)格控制工藝過(guò)程，確保尿素水份含量在指標(biāo)（≤1.0%）。將二段蒸發(fā)真空度控制在38-40kPa，造粒機(jī)溫度控制在85-95℃，力爭(zhēng)將水分含量控制在0.4%（優(yōu)級(jí)品）以下;②小顆粒尿素方面，在造粒塔后端增設(shè)板式換熱冷卻器，降低溫度，同時(shí)在皮帶輸送機(jī)上架設(shè)軸流風(fēng)機(jī)對(duì)成品尿素進(jìn)行降溫，大顆粒尿素適當(dāng)調(diào)整最終產(chǎn)品冷卻器流化風(fēng)量，確保出口尿素溫度低于45℃;③加大甲醛量（18-20kg/t），確保尿素強(qiáng)度大于30N/m2;④對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化，尿素出塔溫度高于 70 ℃后，或經(jīng)冷卻器后的溫度高于45℃，成品尿素進(jìn)入散料庫(kù)房進(jìn)行降溫冷卻后再進(jìn)行包裝。同時(shí)將三通閥閥板調(diào)整時(shí)中位，采用成品尿素和冷尿素?fù)胶洼斔停档驼w溫度，然后進(jìn)行包裝;⑤尿素運(yùn)輸系統(tǒng)的除塵設(shè)備處于持續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保粉塵及時(shí)回收洗滌，杜絕粉塵進(jìn)入成品。

3.2 產(chǎn)品包裝及儲(chǔ)存控制

①對(duì)尿素包裝袋進(jìn)行升級(jí)改造，增加內(nèi)襯袋，同時(shí)外袋采用彩膜袋，即在涂膜編織袋外層覆一層PE膜，降低產(chǎn)品與外界空氣接觸面積，大大減小產(chǎn)品結(jié)塊、板結(jié)的情況;②對(duì)包裝工藝進(jìn)行調(diào)整，即產(chǎn)品生產(chǎn)出后，根據(jù)產(chǎn)品銷售合同或計(jì)劃，如果當(dāng)日有銷售計(jì)劃，即進(jìn)行包裝，然后裝車銷售;當(dāng)日無(wú)銷售計(jì)劃，產(chǎn)品存放在散存庫(kù)，避免產(chǎn)品無(wú)法銷售，存放在露天貨場(chǎng)，受雨雪天氣及返潮等氣候原因造成的產(chǎn)品結(jié)塊;③在露天存放時(shí)，底部設(shè)置塑料托盤，并苫蓋好篷布。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)尿素產(chǎn)品在儲(chǔ)存過(guò)程中板結(jié)的跟蹤對(duì)比和原因分析總結(jié)后，得出解決方案，通過(guò)措施落實(shí)，持續(xù)監(jiān)控，達(dá)到了減少或避免尿素結(jié)塊的效果，最終提高了產(chǎn)品質(zhì)量，有效地解決了尿素產(chǎn)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存、銷售等實(shí)際工作中遇到的難題，優(yōu)化了生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)了減少和避免尿素產(chǎn)品結(jié)塊的目的，提升品牌效益，同時(shí)對(duì)實(shí)際操作和產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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