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(shù)，產(chǎn)品為大顆粒尿素。隨著市場對尿素成品質(zhì)量各項指標(biāo)要求的不斷提高，成品粒度偏低、均勻度差嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，成為制約大顆粒尿素產(chǎn)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(yīng)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(tǒng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%的尿液由離心式尿液泵加壓后送至造粒機(jī)，經(jīng)造粒機(jī)噴頭噴射霧化成直徑為200～500 μm的液滴，連續(xù)噴涂在流化床內(nèi)沸騰懸浮狀態(tài)下的晶種表面凝結(jié)形成顆粒尿素，并在流化風(fēng)的作用下通過冷卻室冷卻到90 ℃后排出造粒機(jī)，通過輸送皮帶、斗式提升機(jī)送至尿素振動篩進(jìn)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(jìn)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(jīng)過冷卻、破碎后，與顆粒直徑小于2.00 mm的小顆?；旌戏祷卦炝C(jī)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(tǒng)計

成品粒度的定義為：質(zhì)量控制點A20樣品中粒子直徑在2.00～4.75 mm范圍內(nèi)尿素顆粒所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)。對2013年度大顆粒成品尿素質(zhì)量控制點A20粒度進(jìn)行統(tǒng)計，全年共生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)企業(yè)尿素成品粒度指標(biāo)，最高的達(dá)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(zhì)量控制點A20月平均粒度統(tǒng)計 %

3 影響成品粒度原因分析

3.1 尿素振動篩篩網(wǎng)結(jié)堵

尿素振動篩的作用是將斗式提升機(jī)送來的成型尿素顆粒進(jìn)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(wǎng)上，造成篩網(wǎng)逐漸堵塞，致使直徑小于2.00 mm的尿素顆粒也大量篩分進(jìn)入成品尿素。2012—2013年尿素振動篩篩網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)更換后粒度有顯著提高，說明尿素振動篩篩網(wǎng)結(jié)堵對尿素成品粒度影響較大。

3.2 破碎機(jī)破碎效果差

破碎機(jī)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(jìn)行破碎，然后與直徑小于2.00 mm的小顆?；旌戏祷卦炝C(jī)作為造粒晶種。破碎機(jī)破碎效果與成品粒度關(guān)系如表3所示。

由表3可以看出：對比破碎機(jī)粒度抽樣分布數(shù)據(jù)，可以得出破碎機(jī)破碎的效果直接影響大顆粒尿素的成品粒度。而破碎機(jī)破碎的效果，又與進(jìn)入破碎機(jī)的尿素顆粒溫度有很大關(guān)系，溫度越高，破碎產(chǎn)生的粉塵越多，越容易黏結(jié)在破碎機(jī)刀輥上，使破碎機(jī)工作效率下降。另外，破碎機(jī)刀輥在長期工作過程中，輥齒逐步磨損，進(jìn)而影響破碎效果[2-3]。

表3 破碎機(jī)抽樣粒度分布與A20樣點粒度

3.3 返料比控制不當(dāng)

返料比是指通過返料皮帶進(jìn)入造粒機(jī)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(jīng)破碎機(jī)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(tǒng)的成品尿素質(zhì)量比例[4]。不同返料比下A20樣點粒度統(tǒng)計如表4所示。

表4 不同返料比下A20樣點粒度統(tǒng)計

從表4可以看出：在相同負(fù)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(shù)據(jù)列表統(tǒng)計方法，找出了影響大顆粒成品粒度的關(guān)鍵因素，針對找出的主要原因，采取相應(yīng)的對策和處理措施，并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比，驗證措施的實施效果。

4.1 處理尿素振動篩篩網(wǎng)結(jié)堵

4.1.1 定期更換尿素振動篩篩網(wǎng)

根據(jù)篩網(wǎng)結(jié)堵情況并結(jié)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(wǎng)而影響生產(chǎn)，又方便現(xiàn)場作業(yè)管理。為此，需準(zhǔn)備2套篩網(wǎng)，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(jié)堵篩網(wǎng)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(fēng)機(jī)進(jìn)口主管線處結(jié)堵，故在吸塵風(fēng)機(jī)進(jìn)口主管線配置沖洗水管線以定期沖洗，沖洗液隨吸塵風(fēng)機(jī)流程進(jìn)入粉塵洗滌器進(jìn)行回收[5-6]。

統(tǒng)計分析更換尿素振動篩篩網(wǎng)前、后質(zhì)量控制點A20粒度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)更換篩網(wǎng)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(jī)破碎效果

4.2.1 制定破碎機(jī)刀輥清理措施

在破碎機(jī)處配置0.35 MPa低壓吹掃蒸汽，定期吹掃清理刀輥上黏結(jié)的粉塵，并對輥齒磨損嚴(yán)重的刀輥進(jìn)行更換。

4.2.2 超大顆粒冷卻器進(jìn)行擴(kuò)能改造

提高超大顆粒冷卻器的冷卻能力，降低進(jìn)入破碎機(jī)的尿素顆粒溫度。利用裝置停車檢修機(jī)會對超大顆粒冷卻器進(jìn)風(fēng)管線進(jìn)行了擴(kuò)大處理，增加了進(jìn)風(fēng)量，達(dá)到了降低破碎機(jī)進(jìn)料溫度的目的。提高破碎機(jī)破碎效果后，經(jīng)現(xiàn)場取樣統(tǒng)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(yōu)化返料比控制

針對返料比失調(diào)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(yōu)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(jié)語

通過數(shù)據(jù)列表對比找出了影響大顆粒尿素成品粒度的關(guān)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(dá)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(zhì)量，增強了尿素市場競爭力。質(zhì)量是企業(yè)生存和發(fā)展的根本，隨著質(zhì)量意識的不斷提高，促使生產(chǎn)企業(yè)不斷地進(jìn)行技術(shù)革新，這也是企業(yè)不斷向前發(fā)展的動力之源。

參考文獻(xiàn)

[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.

[2] 楊立文.改進(jìn)尿素成品外觀質(zhì)量的技術(shù)措施[J].甘肅化工，2006(1)：37- 40.

[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(shù)2014年會論文集，2014.

[4] 粟升.返料比在大顆粒尿素生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].化肥工業(yè)，2011，38(4)：32- 34.

[5] 盧海鷹，邵士銘.800 kt/a大顆粒尿素裝置原始開車技術(shù)改造[J].化肥工業(yè)，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(shù)理論及其應(yīng)用[J].化肥設(shè)計，2010，48(4)：29- 31.