尿素生产方法原理尿素溶液的蒸发.pptx

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1、会计学1尿素生产方法原理尿素溶液的蒸发尿素生产方法原理尿素溶液的蒸发n n低压循环的压力，一般取为低压循环的压力，一般取为低压循环的压力，一般取为低压循环的压力，一般取为0.3-0.4MPa0.3-0.4MPa0.3-0.4MPa0.3-0.4MPa左右。左右。左右。左右。n n压力越低，越容易从尿液中将压力越低，越容易从尿液中将压力越低，越容易从尿液中将压力越低，越容易从尿液中将NHNHNHNH3 3 3 3和和和和COCOCOCO2 2 2 2逐出，但返回逐出，但返回逐出，但返回逐出，但返回的回收液浓度将更低（即加水量的回收液浓度将更低（即加水量的回收液浓度将更低（即加水量的回收液浓度将更

2、低（即加水量），温度也降低。），温度也降低。），温度也降低。），温度也降低。n n如果压力更低，就需要加更多的水才能将同样多的如果压力更低，就需要加更多的水才能将同样多的如果压力更低，就需要加更多的水才能将同样多的如果压力更低，就需要加更多的水才能将同样多的NHNHNHNH3 3 3 3和和和和COCOCOCO2 2 2 2吸收下来，也是不利的。吸收下来，也是不利的。吸收下来，也是不利的。吸收下来，也是不利的。低压分离回收低压分离回收第1页/共40页 尿液首先进入分解器尿液首先进入分解器尿液首先进入分解器尿液首先进入分解器 (或称分解塔或称分解塔或称分解塔或称分解塔)。由于压力降低由于压力降低

3、由于压力降低由于压力降低而立即有大量的气体闪蒸出来而立即有大量的气体闪蒸出来而立即有大量的气体闪蒸出来而立即有大量的气体闪蒸出来。为提高。为提高。为提高。为提高NHNHNHNH3 3 3 3和和和和COCOCOCO2 2 2 2转入转入转入转入气相的分率气相的分率气相的分率气相的分率(工业上亦称之为总氨蒸出率和甲铵分解工业上亦称之为总氨蒸出率和甲铵分解工业上亦称之为总氨蒸出率和甲铵分解工业上亦称之为总氨蒸出率和甲铵分解率率率率)，需要加热提高温度需要加热提高温度需要加热提高温度需要加热提高温度。中低压分解循环中低压分解循环中低压循环，均包括合成中低压循环，均包括合成尿素溶液的减压加热尿素溶液的

4、减压加热分解分解、分解气的冷凝吸收分解气的冷凝吸收两部分。两部分。分解气的冷凝吸收条件，应力求在分解气的冷凝吸收条件，应力求在压力、温度和压力、温度和加水量之间取得最佳配合加水量之间取得最佳配合，以使加水量少，而吸，以使加水量少，而吸收和冷凝要完全、而且不要析出固体结晶。收和冷凝要完全、而且不要析出固体结晶。第2页/共40页n n1 1尿素合成液分离的原理是什么？工业上是如何对尿素合成液分离的原理是什么？工业上是如何对尿素合成液分离的原理是什么？工业上是如何对尿素合成液分离的原理是什么？工业上是如何对分离物进行回收的？分离物进行回收的？分离物进行回收的？分离物进行回收的？n n2 2气提原理是

5、什么？常用的气提剂有哪些？气提法气提原理是什么？常用的气提剂有哪些？气提法气提原理是什么？常用的气提剂有哪些？气提法气提原理是什么？常用的气提剂有哪些？气提法的优点是什么？的优点是什么？的优点是什么？的优点是什么？n n3 3尿素高压合成圈是如何构成的（过程、设备）？尿素高压合成圈是如何构成的（过程、设备）？尿素高压合成圈是如何构成的（过程、设备）？尿素高压合成圈是如何构成的（过程、设备）？其主要任务是什么？其主要任务是什么？其主要任务是什么？其主要任务是什么？n n4 4中压循环的压力的是如何选择确定的？中压段的中压循环的压力的是如何选择确定的？中压段的中压循环的压力的是如何选择确定的？中压

6、段的中压循环的压力的是如何选择确定的？中压段的任务是什么？任务是什么？任务是什么？任务是什么？未反应物的分离与回收未反应物的分离与回收作业题二作业题二第3页/共40页尿素生产的工艺流程尿素生产的工艺流程 80%尿液去尿液去蒸发冷结系统蒸发冷结系统 液液NH3CO2氨冷器合合成成塔塔甲铵气气提提塔塔中中压压合合成成塔塔低低压压合合成成塔塔真真空空合合成成塔塔氨氨冷冷器器2氨氨冷冷器器1中中压压吸吸收收塔塔低低压压吸吸收收塔塔真真空空冷冷凝凝器器lg1.8MPa1550.45MPa1400.08MPa110第4页/共40页2.3 2.3 尿素溶液的蒸发尿素溶液的蒸发2 2 2 2、理解尿素溶液加工

7、的工艺流程。、理解尿素溶液加工的工艺流程。、理解尿素溶液加工的工艺流程。、理解尿素溶液加工的工艺流程。教学目标教学目标1 1、掌握尿素溶液蒸发的基本原理和、掌握尿素溶液蒸发的基本原理和 工艺条件的选择。工艺条件的选择。第5页/共40页1 1、尿素蒸发的基本原理、尿素蒸发的基本原理n n尿素溶液蒸发：将溶液加热到沸腾，尿素溶液蒸发：将溶液加热到沸腾，尿素溶液蒸发：将溶液加热到沸腾，尿素溶液蒸发：将溶液加热到沸腾，使其中的水汽化而与尿素分使其中的水汽化而与尿素分使其中的水汽化而与尿素分使其中的水汽化而与尿素分离的过程离的过程离的过程离的过程。n n蒸发浓缩的必要性：经减压、加热分解循环后，蒸发浓缩

8、的必要性：经减压、加热分解循环后，蒸发浓缩的必要性：经减压、加热分解循环后，蒸发浓缩的必要性：经减压、加热分解循环后，得到尿素含量为得到尿素含量为得到尿素含量为得到尿素含量为70%-75%70%-75%70%-75%70%-75%，NHNHNHNH3 3 3 3和和和和COCOCOCO2 2 2 2含量之和在含量之和在含量之和在含量之和在1%1%1%1%左右的尿素水溶液左右的尿素水溶液左右的尿素水溶液左右的尿素水溶液；若将其加工；若将其加工；若将其加工；若将其加工成固体产品，还需经过蒸发工序，成固体产品，还需经过蒸发工序，成固体产品，还需经过蒸发工序，成固体产品，还需经过蒸发工序，浓缩成含水量

9、较少（浓缩成含水量较少（浓缩成含水量较少（浓缩成含水量较少（1%1%1%1%）的熔）的熔）的熔）的熔融物融物融物融物方可造粒。方可造粒。方可造粒。方可造粒。第6页/共40页2 2 2 2、尿素溶液蒸发过程的副反应及防止、尿素溶液蒸发过程的副反应及防止、尿素溶液蒸发过程的副反应及防止、尿素溶液蒸发过程的副反应及防止n n水解反应水解反应水解反应水解反应：在沸腾的尿素溶液中，水解更在沸腾的尿素溶液中，水解更在沸腾的尿素溶液中，水解更在沸腾的尿素溶液中，水解更为剧烈。为剧烈。为剧烈。为剧烈。n n缩合反应缩合反应缩合反应缩合反应：缩二脲的生成率随温度的增加缩二脲的生成率随温度的增加缩二脲的生成率随温

10、度的增加缩二脲的生成率随温度的增加而增加；而在一定温度下，随着尿素溶液浓而增加；而在一定温度下，随着尿素溶液浓而增加；而在一定温度下，随着尿素溶液浓而增加；而在一定温度下，随着尿素溶液浓度的增高。度的增高。度的增高。度的增高。在尿素生产各工序中副反应都有可能发生，但在尿素加在尿素生产各工序中副反应都有可能发生，但在尿素加工过程中尤为显著。工过程中尤为显著。要防止水解与缩合反应，蒸发过程应在尽可能低的温度下要防止水解与缩合反应，蒸发过程应在尽可能低的温度下进行，并在很短的时间内完成。进行，并在很短的时间内完成。第7页/共40页3 3 3 3、蒸发工艺条件的选择、蒸发工艺条件的选择、蒸发工艺条件的

11、选择、蒸发工艺条件的选择n n蒸发工艺条件的选择，除了应蒸发工艺条件的选择，除了应满足满足沸腾蒸发沸腾蒸发的一般要求外，的一般要求外，更要更要尽量减少副反应尽量减少副反应的发生，的发生，以保证尿素的产量和质量。以保证尿素的产量和质量。尿素溶液的蒸发涉及到尿素和水的二元体系相图尿素溶液的蒸发涉及到尿素和水的二元体系相图第8页/共40页10压力线（气液平衡线）：压力线（气液平衡线）：溶液在该压力下的沸点溶液在该压力下的沸点相图性质：相图性质：线：液固平衡线线：液固平衡线 尿素的溶解度线尿素的溶解度线 冰的饱和线冰的饱和线高压力时，无固相出现高压力时，无固相出现0.10MPa1300.05MPa11

12、2结论：尿素溶液的沸点与其浓度和蒸发操作压力有关。结论：尿素溶液的沸点与其浓度和蒸发操作压力有关。第9页/共40页 3 3、小于、小于0.0263 MPa0.0263 MPa时，时，沸点压力线和结晶线相沸点压力线和结晶线相交，就可能产生尿素结交，就可能产生尿素结晶。晶。1 1、大于、大于0.0263MPa0.0263MPa，沸点压力线位于结晶线之上，不，沸点压力线位于结晶线之上，不会有结晶析出。会有结晶析出。2 2、若采用一段蒸发将尿、若采用一段蒸发将尿液从液从75%75%浓缩至浓缩至99.7%99.7%，虽无结晶析出，但势必虽无结晶析出，但势必将温度提得太高，结果将温度提得太高，结果加剧副反

13、应发生。加剧副反应发生。蒸发操作压力的选择蒸发操作压力的选择第10页/共40页n n据以上分析据以上分析据以上分析据以上分析，采用减压蒸发可以降低尿素溶液的，采用减压蒸发可以降低尿素溶液的，采用减压蒸发可以降低尿素溶液的，采用减压蒸发可以降低尿素溶液的沸点，防止副反应的发生。沸点，防止副反应的发生。沸点，防止副反应的发生。沸点，防止副反应的发生。实际生产过程中，蒸实际生产过程中，蒸实际生产过程中，蒸实际生产过程中，蒸发过程不能在一个压力段进行，常分为两段。发过程不能在一个压力段进行，常分为两段。发过程不能在一个压力段进行，常分为两段。发过程不能在一个压力段进行，常分为两段。n n压力的选择必须

14、考虑蒸发出大部分水和尿素不致压力的选择必须考虑蒸发出大部分水和尿素不致压力的选择必须考虑蒸发出大部分水和尿素不致压力的选择必须考虑蒸发出大部分水和尿素不致结晶为宜，否则将堵塞蒸发设备的加热管道，影结晶为宜，否则将堵塞蒸发设备的加热管道，影结晶为宜，否则将堵塞蒸发设备的加热管道，影结晶为宜，否则将堵塞蒸发设备的加热管道，影响操作。响操作。响操作。响操作。尿液蒸发过程的设计尿液蒸发过程的设计尿液蒸发过程的设计尿液蒸发过程的设计第11页/共40页13典型的两段蒸发的工艺条件典型的两段蒸发的工艺条件真空减压蒸发真空减压蒸发真空减压蒸发真空减压蒸发一段：压力一段：压力一段：压力一段：压力0.033MPa

15、0.033MPa0.033MPa0.033MPa，温度，温度，温度，温度130130130130，尿液从，尿液从，尿液从，尿液从75%75%75%75%浓缩到浓缩到浓缩到浓缩到95%95%95%95%；蒸出大量水分，随着浓度的提高，温度也不断；蒸出大量水分，随着浓度的提高，温度也不断；蒸出大量水分，随着浓度的提高，温度也不断；蒸出大量水分，随着浓度的提高，温度也不断上升，副反应明显，所以一段蒸发只能到一定的浓上升，副反应明显，所以一段蒸发只能到一定的浓上升，副反应明显，所以一段蒸发只能到一定的浓上升，副反应明显，所以一段蒸发只能到一定的浓度。度。度。度。二段：压力二段：压力二段：压力二段：压力

16、0.0033-0.0067MPa0.0033-0.0067MPa0.0033-0.0067MPa0.0033-0.0067MPa，温度，温度，温度，温度140140140140（使尿素（使尿素（使尿素（使尿素熔融物保持流动性，防结晶），可使尿液浓缩到熔融物保持流动性，防结晶），可使尿液浓缩到熔融物保持流动性，防结晶），可使尿液浓缩到熔融物保持流动性，防结晶），可使尿液浓缩到99.7%99.7%99.7%99.7%，且不会有结晶出现。，且不会有结晶出现。，且不会有结晶出现。，且不会有结晶出现。第12页/共40页4 4 4 4、尿素溶液加工的工艺流程、尿素溶液加工的工艺流程、尿素溶液加工的工艺流程

17、、尿素溶液加工的工艺流程第13页/共40页n n闪蒸：低压分解后来的尿液，经自动减压阀减为闪蒸：低压分解后来的尿液，经自动减压阀减为闪蒸：低压分解后来的尿液，经自动减压阀减为闪蒸：低压分解后来的尿液，经自动减压阀减为常压常压常压常压，进入进入进入进入闪蒸槽闪蒸槽闪蒸槽闪蒸槽1 1 1 1，闪蒸槽内压力为，闪蒸槽内压力为，闪蒸槽内压力为，闪蒸槽内压力为0.06MPa0.06MPa0.06MPa0.06MPa。它的出口气管。它的出口气管。它的出口气管。它的出口气管与一段蒸发分离器与一段蒸发分离器与一段蒸发分离器与一段蒸发分离器6 6 6 6出口管连接在一起，其真空度由蒸汽出口管连接在一起，其真空度

18、由蒸汽出口管连接在一起，其真空度由蒸汽出口管连接在一起，其真空度由蒸汽喷射泵喷射泵喷射泵喷射泵17171717产生。产生。产生。产生。l由于减压，部分水分和氨、二氧化碳气化由于减压，部分水分和氨、二氧化碳气化吸热吸热，使尿素，使尿素温度下降到温度下降到105105110110。出闪蒸槽。出闪蒸槽尿液质量分数约尿液质量分数约74%74%左左右进入尿液缓冲槽右进入尿液缓冲槽2 2，槽内有蒸汽，槽内有蒸汽加热保温管线加热保温管线。然后，。然后，尿液由尿液泵尿液由尿液泵3 3打入尿液过滤器打入尿液过滤器4 4除去杂质，送入一段蒸除去杂质，送入一段蒸发加热器发加热器5 5。尿液的闪蒸、过滤尿液的闪蒸、过

19、滤尿液的闪蒸、过滤尿液的闪蒸、过滤l作用：可减少加热蒸汽的耗量。作用：可减少加热蒸汽的耗量。第14页/共40页一段蒸发加热、分离一段蒸发加热、分离一段蒸发加热、分离一段蒸发加热、分离n n在在在在一段蒸发加热器一段蒸发加热器一段蒸发加热器一段蒸发加热器5 5 5 5内，用蒸汽管外加热，内，用蒸汽管外加热，内，用蒸汽管外加热，内，用蒸汽管外加热，使尿液温升至使尿液温升至使尿液温升至使尿液温升至130130130130左右。由于减压加热，左右。由于减压加热，左右。由于减压加热，左右。由于减压加热，部分水分气化后进入一段蒸发分离器部分水分气化后进入一段蒸发分离器部分水分气化后进入一段蒸发分离器部分水

20、分气化后进入一段蒸发分离器6 6 6 6，一，一，一，一般蒸发分离器内部压力约为般蒸发分离器内部压力约为般蒸发分离器内部压力约为般蒸发分离器内部压力约为0.02630.02630.02630.02630.0333 0.0333 0.0333 0.0333 MPaMPaMPaMPa，该压力由蒸汽喷射泵，该压力由蒸汽喷射泵，该压力由蒸汽喷射泵，该压力由蒸汽喷射泵17171717产生，气液分产生，气液分产生，气液分产生，气液分离后，尿液质量分数约为离后，尿液质量分数约为离后，尿液质量分数约为离后，尿液质量分数约为95%95%95%95%96%96%96%96%，进二段，进二段，进二段，进二段蒸发加热

21、器蒸发加热器蒸发加热器蒸发加热器7 7 7 7。第15页/共40页二段蒸发加热、分离二段蒸发加热、分离二段蒸发加热、分离二段蒸发加热、分离 在二段蒸发加热器在二段蒸发加热器在二段蒸发加热器在二段蒸发加热器7 7 7 7内，用蒸汽加热至内，用蒸汽加热至内，用蒸汽加热至内，用蒸汽加热至140140140140左右，其压力维持在左右，其压力维持在左右，其压力维持在左右，其压力维持在0.0033 MPa0.0033 MPa0.0033 MPa0.0033 MPa。由于减压。由于减压。由于减压。由于减压加热，残余水分气化后进入二段蒸发分离器加热，残余水分气化后进入二段蒸发分离器加热，残余水分气化后进入二

22、段蒸发分离器加热，残余水分气化后进入二段蒸发分离器8 8 8 8进行气液分离。进行气液分离。进行气液分离。进行气液分离。二段蒸发加热器的真空度二段蒸发加热器的真空度二段蒸发加热器的真空度二段蒸发加热器的真空度靠蒸汽喷射泵靠蒸汽喷射泵靠蒸汽喷射泵靠蒸汽喷射泵18181818、20202020、22222222产生。产生。产生。产生。二段蒸发分离器出来的尿液质二段蒸发分离器出来的尿液质二段蒸发分离器出来的尿液质二段蒸发分离器出来的尿液质量分数为量分数为量分数为量分数为99.7%99.7%99.7%99.7%，进入熔融尿素泵，进入熔融尿素泵，进入熔融尿素泵，进入熔融尿素泵9 9 9 9，打入造，打入

23、造，打入造，打入造粒塔。粒塔。粒塔。粒塔。第16页/共40页18长长管管升升膜膜式式蒸蒸发发器器：溶溶液液停停留留时时间间短短，表表面面传传热热系系数大。数大。预蒸发器：将尿液预先浓预蒸发器：将尿液预先浓缩，减少加热蒸汽的耗量。缩，减少加热蒸汽的耗量。蒸汽喷射器：实现减压操蒸汽喷射器：实现减压操作。作。5 5、蒸发过程主要设备、蒸发过程主要设备第17页/共40页尿液浓缩过程尿液浓缩过程n n合成塔：合成塔：合成塔：合成塔：40%40%40%40%n n汽提塔：汽提塔：汽提塔：汽提塔：45%45%45%45%n n中压甲铵分解器：中压甲铵分解器：中压甲铵分解器：中压甲铵分解器：60%60%60%

24、60%n n低压甲铵分解器：低压甲铵分解器：低压甲铵分解器：低压甲铵分解器：70%70%70%70%n n真空预浓缩器：真空预浓缩器：真空预浓缩器：真空预浓缩器：85%85%85%85%n n一段蒸发加热器：一段蒸发加热器：一段蒸发加热器：一段蒸发加热器：95%95%95%95%n n二段蒸发加热器：二段蒸发加热器：二段蒸发加热器：二段蒸发加热器：99.7%99.7%99.7%99.7%n n造粒造粒造粒造粒第18页/共40页20 概念：概念：概念：概念：利用尿素的溶解度随温度的降低而降低的关系，将利用尿素的溶解度随温度的降低而降低的关系，将利用尿素的溶解度随温度的降低而降低的关系，将利用尿素

25、的溶解度随温度的降低而降低的关系，将较高温度下的尿素溶液冷却而析出。较高温度下的尿素溶液冷却而析出。较高温度下的尿素溶液冷却而析出。较高温度下的尿素溶液冷却而析出。2.4 2.4 尿素的结晶和造粒尿素的结晶和造粒缺点：缺点：结晶尿素呈粉末或细晶，不便于施用，易结块。结晶尿素呈粉末或细晶，不便于施用，易结块。优点：优点：结晶尿素的加工过程中结晶尿素的加工过程中温度较低，副反应少温度较低，副反应少，可作可作低缩二脲含量低缩二脲含量的化肥使用，也用于工业。的化肥使用，也用于工业。尿素的结晶尿素的结晶第19页/共40页21常压法：常压法：常压法：常压法：在常压下将尿素溶液在常压下将尿素溶液在常压下将尿

26、素溶液在常压下将尿素溶液浓缩至接近饱和浓缩至接近饱和浓缩至接近饱和浓缩至接近饱和，即送入结，即送入结，即送入结，即送入结晶器，晶器，晶器，晶器，液体冷却至液体冷却至液体冷却至液体冷却至50-6550-6550-6550-65，即有尿素结晶析出。结晶长，即有尿素结晶析出。结晶长，即有尿素结晶析出。结晶长，即有尿素结晶析出。结晶长大，与母液进行分离，再经干燥器干燥，获得水含量小大，与母液进行分离，再经干燥器干燥，获得水含量小大，与母液进行分离，再经干燥器干燥，获得水含量小大，与母液进行分离，再经干燥器干燥，获得水含量小于于于于1%1%1%1%的结晶尿素产品。的结晶尿素产品。的结晶尿素产品。的结晶尿

27、素产品。真空法：真空法：真空法：真空法：来自低压回收循环的尿液（来自低压回收循环的尿液（来自低压回收循环的尿液（来自低压回收循环的尿液（75%75%75%75%）直接进入真空）直接进入真空）直接进入真空）直接进入真空结晶器内，同时蒸发与结晶，结晶器内，同时蒸发与结晶，结晶器内，同时蒸发与结晶，结晶器内，同时蒸发与结晶，在在在在0.01MPa0.01MPa0.01MPa0.01MPa和和和和60606060下，水分下，水分下，水分下，水分蒸发而进入过饱和区，进而有结晶析出。蒸发而进入过饱和区，进而有结晶析出。蒸发而进入过饱和区，进而有结晶析出。蒸发而进入过饱和区，进而有结晶析出。水分蒸发的热水分

28、蒸发的热水分蒸发的热水分蒸发的热量由溶液的显热和尿素结晶热提供。量由溶液的显热和尿素结晶热提供。量由溶液的显热和尿素结晶热提供。量由溶液的显热和尿素结晶热提供。2 2、结晶尿素的生产方法、结晶尿素的生产方法第20页/共40页22常压法：设备少，流程简单，但常压法：设备少，流程简单，但常压法：设备少，流程简单，但常压法：设备少，流程简单，但结晶热未得利用结晶热未得利用结晶热未得利用结晶热未得利用，蒸汽和冷却水消耗大。蒸汽和冷却水消耗大。蒸汽和冷却水消耗大。蒸汽和冷却水消耗大。真空法：真空法：真空法：真空法：有效利用结晶热，防止缩二脲积累有效利用结晶热，防止缩二脲积累有效利用结晶热，防止缩二脲积累

29、有效利用结晶热，防止缩二脲积累。不同结晶方法的优缺点不同结晶方法的优缺点第21页/共40页23尿素的造粒尿素的造粒 农业使用的尿素产品绝大多数均加工成具有一定农业使用的尿素产品绝大多数均加工成具有一定农业使用的尿素产品绝大多数均加工成具有一定农业使用的尿素产品绝大多数均加工成具有一定粒度的颗粒。粒度的颗粒。粒度的颗粒。粒度的颗粒。1 1 1 1、粒状尿素产品的优点：、粒状尿素产品的优点：、粒状尿素产品的优点：、粒状尿素产品的优点：流动性能好，不易吸潮和结块，便于储存和运输流动性能好，不易吸潮和结块，便于储存和运输流动性能好，不易吸潮和结块，便于储存和运输流动性能好，不易吸潮和结块，便于储存和运

30、输。造粒方法：造粒塔造粒和造粒机造粒造粒方法：造粒塔造粒和造粒机造粒造粒方法：造粒塔造粒和造粒机造粒造粒方法：造粒塔造粒和造粒机造粒第22页/共40页24原理：原理：原理：原理：将温度约将温度约将温度约将温度约140140140140的尿素质的尿素质的尿素质的尿素质量分数达量分数达量分数达量分数达99.7%99.7%99.7%99.7%的高浓度溶液送的高浓度溶液送的高浓度溶液送的高浓度溶液送往几十米的高空，通过喷头的往几十米的高空，通过喷头的往几十米的高空，通过喷头的往几十米的高空，通过喷头的小孔喷洒出来，形成液滴自高小孔喷洒出来，形成液滴自高小孔喷洒出来，形成液滴自高小孔喷洒出来，形成液滴自

31、高空滴落，与自下而上的空气逆空滴落，与自下而上的空气逆空滴落，与自下而上的空气逆空滴落，与自下而上的空气逆流接触而凝固冷却，且将少量流接触而凝固冷却，且将少量流接触而凝固冷却，且将少量流接触而凝固冷却，且将少量水分蒸发而得到产品，粒度为水分蒸发而得到产品，粒度为水分蒸发而得到产品，粒度为水分蒸发而得到产品，粒度为1-2mm1-2mm1-2mm1-2mm。2 2、造粒塔造粒、造粒塔造粒第23页/共40页25造粒塔降低高度的方法造粒塔降低高度的方法A.A.强制通风强制通风：延长颗粒的下落时间，强化冷却。：延长颗粒的下落时间，强化冷却。B.B.塔底设置流态化床塔底设置流态化床：使床中空气与颗粒间的：

32、使床中空气与颗粒间的传热得到强化，使颗粒继续冷却。传热得到强化，使颗粒继续冷却。造粒塔的构造造粒塔的构造圆筒形混凝土结构，内部有防腐涂层。塔直径圆筒形混凝土结构，内部有防腐涂层。塔直径18-18-20m20m，生产能力，生产能力1500-1700t/d1500-1700t/d。自然通风自然通风利用烟囱利用烟囱效应使空气自然流动，简单，被广泛采用。效应使空气自然流动，简单，被广泛采用。第24页/共40页26 B.B.B.B.在尿液中加入少量甲醛在尿液中加入少量甲醛在尿液中加入少量甲醛在尿液中加入少量甲醛（不大于（不大于（不大于（不大于0.2%0.2%0.2%0.2%）：提高产品抗）：提高产品抗）

33、：提高产品抗）：提高产品抗冲击强度和抗压强度。冲击强度和抗压强度。冲击强度和抗压强度。冲击强度和抗压强度。提高颗粒机械强度的方法提高颗粒机械强度的方法A.A.晶种造粒晶种造粒：在造粒塔底部送入磨碎的尿素粉末（：在造粒塔底部送入磨碎的尿素粉末（尿素尿素99%99%，硬脂酸钙，硬脂酸钙1%1%，小于，小于2 2mm），粉末在塔内上升的过），粉末在塔内上升的过程中与下降的尿素熔融体接触，成为晶种，再长大成粒。程中与下降的尿素熔融体接触，成为晶种，再长大成粒。第25页/共40页27A.A.A.A.排出的尿素粉尘和氨气难于处理，排出的尿素粉尘和氨气难于处理，排出的尿素粉尘和氨气难于处理，排出的尿素粉尘和

34、氨气难于处理，污染环境污染环境污染环境污染环境。B.B.B.B.强度不高强度不高强度不高强度不高，不适于长途散装运输。，不适于长途散装运输。，不适于长途散装运输。，不适于长途散装运输。C.C.C.C.粒度不均匀粒度不均匀粒度不均匀粒度不均匀，不能造出大于，不能造出大于，不能造出大于，不能造出大于2.5mm2.5mm2.5mm2.5mm又有足够强度的颗粒。又有足够强度的颗粒。又有足够强度的颗粒。又有足够强度的颗粒。D.D.D.D.固化时间短，固化时间短，固化时间短，固化时间短，难以形成致密坚实难以形成致密坚实难以形成致密坚实难以形成致密坚实的颗粒。的颗粒。的颗粒。的颗粒。造粒塔造粒的缺点造粒塔造

35、粒的缺点第26页/共40页28原理：尿素熔融物在原理：尿素熔融物在原理：尿素熔融物在原理：尿素熔融物在稍高于其固化温度下稍高于其固化温度下稍高于其固化温度下稍高于其固化温度下被喷被喷被喷被喷洒在已有的颗粒之上，使颗粒长大，直到达到洒在已有的颗粒之上，使颗粒长大，直到达到洒在已有的颗粒之上，使颗粒长大，直到达到洒在已有的颗粒之上，使颗粒长大，直到达到所要求的粒度。所要求的粒度。所要求的粒度。所要求的粒度。造粒机的种类：盘式造粒、转鼓造粒、造粒机的种类：盘式造粒、转鼓造粒、造粒机的种类：盘式造粒、转鼓造粒、造粒机的种类：盘式造粒、转鼓造粒、流化造流化造流化造流化造粒粒粒粒3 3、造粒机造粒、造粒机

36、造粒第27页/共40页流化床造粒机流化床造粒机转鼓造粒机转鼓造粒机盘式造粒机盘式造粒机第28页/共40页30流化床造粒机的生产原理流化床造粒机的生产原理雾化空气：雾化空气：进入雾化喷进入雾化喷嘴使尿液雾化。进入喷嘴使尿液雾化。进入喷嘴之前需预热到高于尿嘴之前需预热到高于尿素的结晶温度以防堵塞素的结晶温度以防堵塞喷嘴。喷嘴。流化空气：流化空气：使床层保持流化状态使床层保持流化状态晶种：晶种：使雾化的尿素使雾化的尿素熔融液包覆在其表面熔融液包覆在其表面而凝固，放出的结晶而凝固，放出的结晶热用于进一步蒸发。热用于进一步蒸发。第29页/共40页31颗粒长大的机理颗粒长大的机理A.A.A.A.团块：团块

37、：团块：团块：粒子利用粒子利用粒子利用粒子利用溶液作为粘结剂溶液作为粘结剂溶液作为粘结剂溶液作为粘结剂而互相附着在一起，而互相附着在一起，而互相附着在一起，而互相附着在一起，这种作用产生的这种作用产生的这种作用产生的这种作用产生的颗粒不够均匀，机械性能差颗粒不够均匀，机械性能差颗粒不够均匀，机械性能差颗粒不够均匀，机械性能差；B.B.B.B.层化：层化：层化：层化：颗粒的成长是颗粒的成长是颗粒的成长是颗粒的成长是在粒子表面进行一层一层的涂覆在粒子表面进行一层一层的涂覆在粒子表面进行一层一层的涂覆在粒子表面进行一层一层的涂覆，得到类似得到类似得到类似得到类似“洋葱洋葱洋葱洋葱”的结构；的结构；的

38、结构；的结构；C.C.C.C.累积：累积：累积：累积：即大量的即大量的即大量的即大量的微小溶液液滴连续地喷洒在颗粒表面微小溶液液滴连续地喷洒在颗粒表面微小溶液液滴连续地喷洒在颗粒表面微小溶液液滴连续地喷洒在颗粒表面并不断蒸发固化并不断蒸发固化并不断蒸发固化并不断蒸发固化。是连续长大和干燥的过程。是连续长大和干燥的过程。是连续长大和干燥的过程。是连续长大和干燥的过程。第30页/共40页32流化床造粒工艺流程图流化床造粒工艺流程图累积机理：提累积机理：提供了供了致密均匀致密均匀的结构，并促的结构，并促进了水分的蒸进了水分的蒸发和颗粒的干发和颗粒的干燥，而且颗粒燥，而且颗粒流化态流化态避免避免颗颗粒

39、长时间接触，粒长时间接触，不至于不至于团块团块。筛分机与粉碎机筛分机与粉碎机可控可控制颗粒粒度在制颗粒粒度在2-8mm2-8mm范围内变化范围内变化第31页/共40页n n尿素熔融液加入少量的尿素熔融液加入少量的甲醛（甲醛（0.5%0.5%左右）左右），可可提高提高产品产品强度强度，减少粉尘。与造粒塔中，减少粉尘。与造粒塔中作用一样。作用一样。n n洗涤塔：洗涤塔：将造粒机和冷却器的空气用工艺将造粒机和冷却器的空气用工艺冷凝液洗涤，冷凝液洗涤，回收尿素粉末回收尿素粉末，得到尿素含，得到尿素含量约为量约为45%45%的洗涤液，的洗涤液，再送回蒸发系统再送回蒸发系统。第32页/共40页转鼓造粒机转

40、鼓造粒机转鼓造粒机转鼓造粒机后改进为帘幕涂布法后改进为帘幕涂布法后改进为帘幕涂布法后改进为帘幕涂布法n n主要设备：主要设备：主要设备：主要设备：水平放置的水平放置的水平放置的水平放置的旋转圆筒旋转圆筒旋转圆筒旋转圆筒，分为造粒段和冷却段。，分为造粒段和冷却段。，分为造粒段和冷却段。，分为造粒段和冷却段。n n机理：机理：机理：机理：颗粒尿素在筒内转动时呈现帘幕状跌落，熔融尿素通过喷颗粒尿素在筒内转动时呈现帘幕状跌落，熔融尿素通过喷颗粒尿素在筒内转动时呈现帘幕状跌落，熔融尿素通过喷颗粒尿素在筒内转动时呈现帘幕状跌落，熔融尿素通过喷嘴连续喷洒在嘴连续喷洒在嘴连续喷洒在嘴连续喷洒在造粒段造粒段造粒

41、段造粒段的滚动粒子表面上，粒子被熔融物包涂而长的滚动粒子表面上，粒子被熔融物包涂而长的滚动粒子表面上，粒子被熔融物包涂而长的滚动粒子表面上，粒子被熔融物包涂而长大。长大的颗粒通过内堰流进造粒机的大。长大的颗粒通过内堰流进造粒机的大。长大的颗粒通过内堰流进造粒机的大。长大的颗粒通过内堰流进造粒机的冷却段冷却段冷却段冷却段，被逆流导入的空，被逆流导入的空，被逆流导入的空，被逆流导入的空气所冷却和固化，同时除去粉尘。气所冷却和固化，同时除去粉尘。气所冷却和固化，同时除去粉尘。气所冷却和固化，同时除去粉尘。第33页/共40页盘式造粒机盘式造粒机盘式造粒机盘式造粒机n n主要设备：主要设备：主要设备：主

42、要设备：与水平成与水平成与水平成与水平成60-6560-6560-6560-65的的的的旋转圆盘旋转圆盘旋转圆盘旋转圆盘，盘上有颗粒滚动。，盘上有颗粒滚动。，盘上有颗粒滚动。，盘上有颗粒滚动。n n机理：机理：机理：机理：有返料从靠近转盘的最高点处加入，在盘上不断滚动。有返料从靠近转盘的最高点处加入，在盘上不断滚动。有返料从靠近转盘的最高点处加入，在盘上不断滚动。有返料从靠近转盘的最高点处加入，在盘上不断滚动。尿尿尿尿素含量在素含量在素含量在素含量在98%98%98%98%以上，温度以上，温度以上，温度以上，温度145145145145的熔融物经喷嘴雾化为极细的雾滴，的熔融物经喷嘴雾化为极细的

43、雾滴，的熔融物经喷嘴雾化为极细的雾滴，的熔融物经喷嘴雾化为极细的雾滴，喷洒在滚动着的返料层上，将细粒子层层包覆而逐渐长大。喷洒在滚动着的返料层上，将细粒子层层包覆而逐渐长大。喷洒在滚动着的返料层上，将细粒子层层包覆而逐渐长大。喷洒在滚动着的返料层上，将细粒子层层包覆而逐渐长大。由于由于由于由于受到重力和离心力，颗粒越大，随盘转动而上升的高度越降低，受到重力和离心力，颗粒越大，随盘转动而上升的高度越降低，受到重力和离心力，颗粒越大，随盘转动而上升的高度越降低，受到重力和离心力，颗粒越大，随盘转动而上升的高度越降低，最后滚到转盘的下边缘而落到下面的冷却器中。最后滚到转盘的下边缘而落到下面的冷却器中

44、。最后滚到转盘的下边缘而落到下面的冷却器中。最后滚到转盘的下边缘而落到下面的冷却器中。第34页/共40页36造粒机所得产品的优点造粒机所得产品的优点造粒机所得产品的优点造粒机所得产品的优点A.A.水分和缩二脲低水分和缩二脲低B.B.产品颗粒大（产品颗粒大（2.0-4.0mm2.0-4.0mm）且可调节）且可调节C.C.颗粒抗压强度高（为造粒塔产品的颗粒抗压强度高（为造粒塔产品的5-65-6倍）且倍）且不易吸湿、结块。不易吸湿、结块。D.D.对环境污染少（空气用量少，且含尘量低）对环境污染少（空气用量少，且含尘量低）第35页/共40页n n通过造粒装置通过造粒装置通过造粒装置通过造粒装置解决尿素

45、粒径问题的途径解决尿素粒径问题的途径解决尿素粒径问题的途径解决尿素粒径问题的途径：n n选用大颗粒造粒喷头，使选用大颗粒造粒喷头，使选用大颗粒造粒喷头，使选用大颗粒造粒喷头，使80%80%的尿素颗粒直径大于的尿素颗粒直径大于的尿素颗粒直径大于的尿素颗粒直径大于2mm2mm；n n采用流化床冷却装置，降低入袋温度，解决超产后易采用流化床冷却装置，降低入袋温度，解决超产后易采用流化床冷却装置，降低入袋温度，解决超产后易采用流化床冷却装置，降低入袋温度，解决超产后易结块问题，将颗粒与粉尘分开；结块问题，将颗粒与粉尘分开；结块问题，将颗粒与粉尘分开；结块问题，将颗粒与粉尘分开；n n 采用北京达立科公

46、司开发的双转鼓流化床大颗粒尿素采用北京达立科公司开发的双转鼓流化床大颗粒尿素采用北京达立科公司开发的双转鼓流化床大颗粒尿素采用北京达立科公司开发的双转鼓流化床大颗粒尿素技术，尿素颗粒直径可达技术，尿素颗粒直径可达技术，尿素颗粒直径可达技术，尿素颗粒直径可达4 46mm6mm，国内已有，国内已有，国内已有，国内已有2 2家采用家采用家采用家采用此技术；此技术；此技术；此技术；n n原有的造粒系统不动，将增产的尿素在造粒之前取出，原有的造粒系统不动，将增产的尿素在造粒之前取出，原有的造粒系统不动，将增产的尿素在造粒之前取出，原有的造粒系统不动，将增产的尿素在造粒之前取出，用尿素熔融液来生产氮磷钾复

47、合肥，目前上海化工研用尿素熔融液来生产氮磷钾复合肥，目前上海化工研用尿素熔融液来生产氮磷钾复合肥，目前上海化工研用尿素熔融液来生产氮磷钾复合肥，目前上海化工研究院正在几家小尿素厂中实施该技术。究院正在几家小尿素厂中实施该技术。究院正在几家小尿素厂中实施该技术。究院正在几家小尿素厂中实施该技术。第36页/共40页缩二脲的生成与防止缩二脲的生成与防止缩二脲的生成与防止缩二脲的生成与防止1 1 1 1危害：危害：危害：危害：缩二脲对作物种子发芽不利，使桔柑变色；缩二脲对作物种子发芽不利，使桔柑变色；缩二脲对作物种子发芽不利，使桔柑变色；缩二脲对作物种子发芽不利，使桔柑变色；生产脲醛塑料时缩二脲生产脲

48、醛塑料时缩二脲生产脲醛塑料时缩二脲生产脲醛塑料时缩二脲 0.3%0.3%0.3%0.3%，易使塑料变黄。，易使塑料变黄。，易使塑料变黄。，易使塑料变黄。2 2 2 2减少其生成的措施：减少其生成的措施：减少其生成的措施：减少其生成的措施：1 1 1 1）合成：因游离）合成：因游离）合成：因游离）合成：因游离较多，故缩二脲较少，且提高缩二脲较多，故缩二脲较少，且提高缩二脲较多，故缩二脲较少，且提高缩二脲较多，故缩二脲较少，且提高缩二脲降低降低降低降低 2 2 2 2）分解：游离）分解：游离）分解：游离）分解：游离较少，中压较高，故生成缩二脲增加。较少，中压较高，故生成缩二脲增加。较少，中压较高，

49、故生成缩二脲增加。较少，中压较高，故生成缩二脲增加。所以应确定合适所以应确定合适所以应确定合适所以应确定合适分分分分；提高传热效率，使；提高传热效率，使；提高传热效率，使；提高传热效率，使t t t t降低；降低；降低；降低；3 3 3 3）蒸发：游离）蒸发：游离）蒸发：游离）蒸发：游离很少，很少，很少，很少，蒸蒸蒸蒸高，生成缩二脲较多。高，生成缩二脲较多。高，生成缩二脲较多。高，生成缩二脲较多。4 4 4 4）造粒：尿熔液）造粒：尿熔液）造粒：尿熔液）造粒：尿熔液140140140140，于管线中易生成缩二脲，故应尽量，于管线中易生成缩二脲，故应尽量，于管线中易生成缩二脲，故应尽量，于管线中

50、易生成缩二脲，故应尽量缩短管之长度。缩短管之长度。缩短管之长度。缩短管之长度。3 3 3 3回收利用：回收利用：回收利用：回收利用：1 1 1 1）分离出来作为化工产品）分离出来作为化工产品）分离出来作为化工产品）分离出来作为化工产品.2 2 2 2）将高浓度缩二脲母液送回合成塔，抑制其生成）将高浓度缩二脲母液送回合成塔，抑制其生成）将高浓度缩二脲母液送回合成塔，抑制其生成）将高浓度缩二脲母液送回合成塔，抑制其生成.第37页/共40页小结：尿素的结晶与造粒小结：尿素的结晶与造粒小结：尿素的结晶与造粒小结：尿素的结晶与造粒1111三种方法：三种方法：三种方法：三种方法：）蒸发造粒法：将）蒸发造粒