颗粒尿素融化机
一.设备名称:
大产量、低缩二脲增加值的连续颗粒尿素融化机
二.现有技术
现有颗粒尿素融化机主要有下列三种结构形式
现有颗粒尿素融化机主要有下列三种结构形式
1. 釜式结构
该结构的颗粒尿素融化机,存在的缺陷主要有:
① 颗粒尿素经过熔化后,在釜内停留时间较长,易生成缩二脲,因此颗粒尿素经过熔化后,缩二脲的含量增加较多.
② 对于大产量(超过5吨/小时)时, 颗粒尿素融化机体积庞大,需要多台设备才能满足产量要求,设备的一次投资较大,占地面积较大.
③ 损耗较大,因故停车时, 釜内残存尿液需要排放,很难回收再利用.
2. 格栅式结构
① 上层颗粒尿素经过熔化后的液体,依靠自重落入第二层,被二次加热, 易生成缩二脲,因此颗粒尿素经过熔化后,缩二脲的含量增加较多.
② 对于大产量(超过5吨/小时)时, 颗粒尿素融化机体积庞大,因为加热界面的有效面积只利用了一半.所以,需要多台设备才能满足产量要求,设备的一次投资较大,占地面积较大.
③ 设备中的渣质和异物很难清理.设备维修困难.
3. 蕾式结构
① 设备中焊接节点较多,易产生露汽现象.设备维修和检修较困难.
② 颗粒尿素中夹带的渣质和异物易堵塞尿液通道,且很难清理, 清理设备时,需要将设备倒置180度,操作繁琐.
三.针对现有颗粒尿素融化机,存在的缺陷,本设备所要解决的问题是如下:
① 颗粒尿素经过熔化后,尽可能的阻断生成缩二脲的条件,使颗粒尿素经过熔化转变成尿液的过程中, 尿液中缩二脲的含量增加越少越好.
② 对于大产量(超过5吨/小时)时,尽可能缩小设备的体积和占地面积.使单台设备的产量达到15吨/小时以上.
③ 尽可能使设备的结构简单,操作简单.便于维修或更换任何部件.
④ 由于颗粒尿素在进入设备的过程中,易夹带的渣质和异物.所以设备要便于清理.且在清理设备的过程中,设备能够不停车清理.
⑤ 尽可能减少设备的一次性投资.
⑥ 工艺要求设备需要停车时,设备内残留的尿液能够完全排出,降低消耗.
四．技术内容:
① 为解决颗粒尿素经过熔化后, 尿液中缩二脲含量增加较多的缺陷.本颗粒尿素融化机在设计过程中,认真分析颗粒尿素在加热熔化转变成尿液的过程中, 促使尿液中缩二脲的增加的因素.创造性的提出卧式颗粒尿素融化机的设想,使颗粒尿素进入融化机后,首先被预热到一定的温度,当颗粒尿素被预热到熔点后,发生相变,转变成液态尿素,当颗粒尿素转变成液态尿素后,依靠其良好的流动性会立即排出融化机,也就是熔化多少颗粒尿素就排出多少液态尿素.减少了液态尿素被二次加热的可能性.也既是减少了尿液中缩二脲含量.
② 对于设备的大产量(超过5吨/小时)要求, 本颗粒尿素融化机在设计过程中,充分考虑设备在较小的空间内布置了较大的换热面积.可以满足设备的大产量要求.
③ 为解决设备的结构简单,操作方便.便于维修或更换任何部件的要求.本颗粒尿素融化机在设计过程中,充分考虑设备的所有部件均为可坼卸结构.
④ 为解决颗粒尿素在进入设备的过程中,易夹带的渣质和异物,设备要便于清理.且在清理设备的过程中,设备能够不停车的要求, 本颗粒尿素融化机在设计过程中,充分考虑设备能够过滤颗粒尿素在进入设备的过程中,夹带的渣质和异物,且夹带的渣质和异物可以完全暴露在设备的清理口范围内,对操作人员无操作危险性,同时设备不停车.
⑤ 由于本颗粒尿素融化机在设计过程中,充分考虑设备在较小的空间内布置了较大的换热面积,因此,相对于同类型同产量的其他设备, 本颗粒尿素融化机体积较小,重量较轻, 减少设备的一次性投资.
⑥ 为解决当工艺要求需要设备停车时,设备内残留的尿液能够完全排出,降低消耗的问题, 本颗粒尿素融化机在设计过程中,采用了卧式结构和充分利用高温尿液良好的流动性的特点.保证了当工艺要求需要设备停车时,设备内残留的尿液能够完全排出的要求.
五．效果
依据本设备所要解决的上述问题,制作了一套350公斤/小时的试验装置.经过试验;该试验装置的实际产量达到380公斤/小时,测定经该试验装置熔化后的高温尿液中缩二脲含量结果如下:
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熔化前颗粒尿素中缩二脲含量
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样品1 0.75%(重量)
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样品2 0.78%(重量)
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样品3 0.83%(重量)
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样品4 0.86%(重量)
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颗粒尿素中缩二脲含量的平均值为:
（0.75%+0.78%+0.83% +0.86%）/4= 0.805%(重量)
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排出颗粒尿素融化机的尿液中缩二脲含量
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样品1 0.85%(重量)
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样品2 0.87%(重量)
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样品3 0.95%(重量)
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样品4 0.98%(重量)
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排出颗粒尿素融化机的尿液中缩二脲含量的平均值为:
（0.85%+0.87%+ 0.95% + 0.98%）/4= 0.913%(重量)
熔化前后缩二脲含量的增加值为:
0.913%－0.805%=0.108%
依据上述试验结果,中化肥业有限公司采用该项技术制作了两套颗粒尿素融化机,单套设备的设计能力为8.5吨/小时,两套颗粒尿素融化机的总的设计能力为17吨/小时,目前,该两套颗粒尿素融化机已投入运行, 单套设备的实际运行能力为16吨/小时,已完全达到或超过了设计能力.上述所要解决的问题,均得到了验证与考验.对该项技术与设备进行了工业化放大的考验.
生产装置取样测定尿液中缩二脲含量如下:
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熔化前颗粒尿素中缩二脲含量
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样品1 0.82%(重量)
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样品2 0.80%(重量)
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样品3 0.88%(重量)
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颗粒尿素中缩二脲含量的平均值为:
（0.82%+0.80%+0.88% ）/3= 0.833%(重量)
排出颗粒尿素融化机的尿液中缩二脲含量的平均值为:
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排出颗粒尿素融化机的尿液中缩二脲含量
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样品1 0.99%(重量)
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样品2 0.95%(重量)
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样品3 1.03%(重量)
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（0.99%+0.95%+ 1.03%）/3= 0.99%(重量)
熔化前后缩二脲含量的增加值为:
0.99%－0.833%=0.157%