專利名稱：：制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及化肥生產(chǎn)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：目前，由NH3和C02合成制備的固體尿素是一種最重要的氮肥品種，它廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作肥料施用。但由于尿素的養(yǎng)分單一，無法提供植物所需要的其它養(yǎng)分。同時，因氮含量太高，植物往往來不及吸收而造成流失，從而不但造成氮肥利用率過低，也造成嚴重的環(huán)境污染。實際上，很多地區(qū)都普遍存在硫缺乏的現(xiàn)象，尤其是沙質(zhì)、有機物含量較低的土壤，通常需要使用含硫的肥料來補充。因此，已經(jīng)開發(fā)出在尿素顆粒外面包裹硫磺的包硫尿素作為肥料。大顆粒尿素一般是指顆粒平均直徑大于1.7mm的尿素產(chǎn)品，其中，平均粒徑2.83.2mm(粒徑分布24mm)的稱為大顆粒尿素，平均粒徑4.55.5mm(粒徑分布48mm)的稱為超大顆粒尿素。生產(chǎn)大顆粒尿素的工藝方法主要有海德魯(HYDRO)，東洋工程公司(TEC)以及荷蘭荷豐技術(shù)公司的流化床造粒工藝。海德魯采用空氣霧化流化床，東洋公司采用噴射流化床，而荷蘭荷豐技術(shù)公司采用液相自霧化流化床。以上工藝均在造粒過程中加入少量添加劑，如甲醛，使甲醛與尿素溶液反應(yīng)生產(chǎn)的脲醛化合物(UF)。常規(guī)的大顆粒尿素造粒生產(chǎn)工藝見圖2:來自尿素生產(chǎn)系統(tǒng)的原料液(溫度約130°C，壓力0.02MPa0.3MPa，濃度(wt)96%98.5%的尿素熔融液)，經(jīng)造粒給料泵送至造粒機進行造粒，在輸送管內(nèi)經(jīng)管道混合器加入占產(chǎn)品質(zhì)量約0.25%0.4%的甲醛(用37%濃度的甲醛溶液)。造粒機為流化床造粒設(shè)備，包括流化空氣風(fēng)機和霧化空氣風(fēng)機及尿素溶液霧化噴嘴。造粒機制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機、尿素篩，篩分出粒度①24mm，或①48mm的大顆粒尿素產(chǎn)品，再經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器冷卻后成為合格的大顆粒尿素產(chǎn)品；另外，從造粒機和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進入洗滌器，用水濕法洗滌后，尾氣排入大氣。一般尾氣中含尿素粉塵30mg/m含氨300500mg/m3。上述的常規(guī)大顆粒尿素造粒工藝，其原料為熔融態(tài)尿液，并向其中添加微量的甲醛，在流化床造粒裝置中以霧化狀噴出的尿液對造粒機內(nèi)的尿素晶種作層層包裹，形成漸漸長大的尿素顆粒，從而完成大顆粒尿素造粒的生產(chǎn)過程。典型尿素產(chǎn)品的指標(biāo)為含氮量46.3%;含水量<0.3%;縮二脲O.6%0.8%;甲醛O.250.45%;粒徑分布24mm，或48mm;壓碎強度310Kg。上述工藝所生產(chǎn)的尿素產(chǎn)品中主要有效元素是氮，氮含量最高為46.3%(wt)，但不含硫等農(nóng)作物所需要的其它元素。本發(fā)明通過改進現(xiàn)有的生產(chǎn)大顆粒尿素的系統(tǒng)，提供制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)和方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)，以及利用該系統(tǒng)制備含硫大顆粒尿素的方法。本發(fā)明所述的制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)包括大顆粒尿素制備部分和加硫部分；其中所述大顆粒尿素制備部分是現(xiàn)有技術(shù)中的制備大顆粒尿素的系統(tǒng)，包括造粒給料泵，管道混合器，流化床造粒設(shè)備，斗提機、篩分機，破碎機，冷卻器，洗滌器等(見圖2)，尿素熔融液由造粒給料泵經(jīng)輸送管輸送到流化床造粒設(shè)備，在輸送過程中經(jīng)管道混合器加入占產(chǎn)品質(zhì)量約0.25%0.4%的甲醛(一般采用37%濃度的甲醛溶液)；流化床造粒設(shè)備制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機進入篩分機，經(jīng)篩分機篩分出粒度①24mm或①48mm的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)冷卻器冷卻后成為合格的大顆粒尿素產(chǎn)品；粒度不合格的尿素顆粒進入破碎機，破碎后進入流化床造粒設(shè)備作為晶種；另外，從流化床造粒設(shè)備和冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進入洗滌器，用水濕法洗滌后，尾氣排入大氣，尿素溶液返回尿素蒸發(fā)段。所述加硫部分包括攪拌槽熔融或溶解固體硫成為硫熔融液或硫溶液；加硫泵與攪拌槽相連，將硫熔融液或硫溶液加入待造粒的尿素熔融液中。為了使硫與尿素能夠均勻混合，可以適當(dāng)加入分散劑，因此所述制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)還包括分散劑加入泵，用于將分散劑加入尿素熔融液中；所述分散劑為本領(lǐng)域常用的尿素分散劑，優(yōu)選液體分散劑。其中，分散劑和硫的加入順序沒有限定，可以在添加硫之前添加分散劑，也可以在添加硫之后再添加分散劑。所述攪拌槽包括出口調(diào)節(jié)閥，用于控制硫溶液或硫熔融液的添加量；在本發(fā)明中，硫的加入質(zhì)量為總質(zhì)量的0-25%，優(yōu)選1-25%;所述分散劑加入泵可選用各種本領(lǐng)域常用的泵，為方便計算分散劑的加入量，優(yōu)選計量泵；在本發(fā)明中，分散劑的加入質(zhì)量為總質(zhì)量的0.01-0.5%。由于添加硫以后，洗滌液中也含有少量硫，為防止污染尿素蒸發(fā)段，需要就地進行處理。因此，本發(fā)明所述的系統(tǒng)還包括用于將洗滌液蒸發(fā)成水和濃縮液的蒸發(fā)器蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的進料口與洗滌器的洗滌液出料口連接，將洗滌液蒸發(fā)成水和濃縮液，濃縮液出口與所述攪拌槽相連，濃縮液進入所述攪拌槽，用于配置硫溶液；水返回洗滌器循環(huán)使用。因此優(yōu)選以硫溶液的形式加入硫。本發(fā)明還提供利用上述系統(tǒng)生產(chǎn)含硫大顆粒尿素的方法，包括以下步驟1)熔融或溶解硫在攪拌槽中將固體硫，一般為硫粉用洗滌液經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)后的濃縮液打漿，形成有少量固體硫懸浮的硫溶液；或使硫在攪拌槽中升溫至130-135t:，將固體硫加熱變成硫熔融液；硫的熔點為112.8t:，一般升溫至130-135t:，與尿素熔融液的溫度基本相同。升溫優(yōu)選由槽外部夾套中的熱媒完成。2)混合將硫溶液或硫熔融液通過加硫泵加入待造粒的尿素熔融液中，進行混合.3)造粒將步驟2)混合后的液體引入流化床造粒設(shè)備，進行造粒。本發(fā)明中，硫熔融液或硫溶液與尿素熔融液的混合是在將其輸送至造粒設(shè)備的過程中實現(xiàn)的，在造粒機內(nèi)從噴嘴噴射出后可達到充分混合。本發(fā)明所述的方法還包括2')添加分散劑將分散劑利用計量泵加入待造粒的尿素熔融液中，以使尿素熔融液與硫溶液或硫熔融液易于混合。步驟2)中，硫的添加量為含硫尿素總質(zhì)量的025%;硫加入量由攪拌槽出口調(diào)節(jié)閥控制。步驟2')中，分散劑添加量為總質(zhì)量的0.010.5%;分散劑的加入量由計量泵控制。本發(fā)明所述的方法，在步驟3)之后還包括4)將造粒所得的大顆粒尿素篩分；5)篩分粒度合格的尿素顆粒進入冷卻器冷卻得產(chǎn)品；粒度不合格的尿素進入破碎機破碎，返回流化床造粒設(shè)備作為晶種；6)流化床造粒設(shè)備和冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進入洗滌器，水濕法洗滌后，尾氣排入大氣，濃縮液用于步驟1)所述的硫溶液的配置。顯然，在本發(fā)明所述的制備含硫大顆粒尿素的方法中，硫的加入可采用兩種方式A.以溶液形式添加將硫粉加入到攪拌槽中，用洗滌液經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)后的濃縮液打漿，形成有少量固體硫懸浮的硫溶液；B.以熔融形式添加將固體硫加入到攪拌槽中，利用攪拌槽的熱媒加熱成熔融狀。在本發(fā)明中，硫的添加優(yōu)選以溶液形式添加。。通過本發(fā)明所述的系統(tǒng)，利用以下重量百分數(shù)的原料熔融態(tài)尿素(96%98.5%)，025%的硫，0.01%0.5%的分散劑，微量的甲醛(甲醛的主要作用是幫助尿素熔融液造粒成型，現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)常在尿素熔融液中添加甲醛以造粒，因此，甲醛的用量可參照現(xiàn)有技術(shù))，可制備出產(chǎn)品指標(biāo)如下的含硫大顆粒含氮量34.5%46.3%;硫025%;水含量<0.3%;縮二脲0.5%0.8%;甲醛O.25%0.45%;粒徑分布24mm或48mm;壓碎強度310Kg。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的系統(tǒng)通過增加加硫部分和分散劑加入泵，盡可能保持原有大顆粒尿素的制備系統(tǒng)，可在制備不含硫尿素和含硫尿素的工藝間靈活轉(zhuǎn)換，且5操作簡單，投資少、流程短，能夠方便地提供可滿足農(nóng)作物對硫養(yǎng)分需要的含硫大顆粒尿素。圖1為本發(fā)明所述的含硫大顆粒尿素造粒系統(tǒng)。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中大顆粒尿素造粒系統(tǒng)。其中1、風(fēng)機；2、造粒機；3、斗提機；4、篩分機；5、破碎機；6、冷卻器；7、洗滌器；8、煙囪；9、泵；10、蒸發(fā)器；11、攪拌槽；12、計量泵；13、加硫泵。具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如無特別說明，實施例中采用的原料均為市購。實施例1在原有大顆粒尿素生產(chǎn)工藝(見圖1)的基礎(chǔ)上，通過增加加硫部分、分散劑加入泵，以及蒸發(fā)器，形成本發(fā)明所述的制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)。所述加硫部分包括攪拌槽11(包括出口調(diào)節(jié)閥)，加硫泵13，所述分散劑加入泵為計量泵12。增加的設(shè)備見表1所示表1本發(fā)明所述系統(tǒng)的新增設(shè)備<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>其中攪拌槽11的出料口與加硫泵13進料口連接，加硫泵13出料口與輸送待造粒的尿素熔融液的管道相連；計量泵12的出料口也與輸送待造粒的尿素熔融液的管道相連；蒸發(fā)器10的進料口與洗滌器7的洗滌液出料口連接，將洗滌液蒸發(fā)成水和濃縮液，濃縮液進入所述攪拌槽11配置硫溶液；水返回洗滌器7循環(huán)使用。從而得到本發(fā)明所述的高塔生產(chǎn)含硫尿素的系統(tǒng)。利用上述系統(tǒng)，可以制備出含硫大顆粒尿素1)溶解硫在攪拌槽11中將硫粉用洗滌液經(jīng)蒸發(fā)器10蒸發(fā)后的濃縮液(主要成分是尿素水溶液)打漿，形成有少量固體硫懸浮的硫溶液；2)混合將硫溶液通過加硫泵13加入輸送待造粒的尿素熔融液的管道中，均勻混合.3)添加分散劑將市購的液體分散劑利用計量泵12也加入輸送待造粒的尿素熔融液的管道中，均勻混合4)造粒將混合均勻的液體引入流化床造粒機2，進行造粒。5)將造粒所得的大顆粒尿素通過斗提機3進入篩分機4，在篩分機4篩分；6)篩分粒度合格的尿素顆粒進入冷卻器6冷卻得產(chǎn)品；粒度不合格的尿素進入破碎機5破碎，返回流化床造粒機2作為晶種；7)流化床造粒機2和冷卻器6排出的含尿素粉塵的空氣進入洗滌器7，水濕法洗滌后，尾氣經(jīng)煙閨8排入大氣，濃縮液用于步驟1)所述的硫溶液的配置。其中，造粒機2配備風(fēng)機1，用于進風(fēng)。步驟2)中，硫的添加量為總質(zhì)量的025%;硫加入量由攪拌槽出口調(diào)節(jié)閥控制。步驟3)中，分散劑添加量為總質(zhì)量的0.010.5%;分散劑的加入量由計量泵控制。實施例2利用實施例1的所述的制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)，制備含硫量為10%的含硫大顆粒尿素。將硫粉在攪拌槽11(溫度135°C)中熔融，利用攪拌槽11的出口調(diào)節(jié)器控制其加入質(zhì)量為總質(zhì)量的10%，通過加硫泵13加入輸送待造粒的尿素熔融液的管道中；采用市購的液體分散劑并通過計量泵12控制其加入質(zhì)量為總質(zhì)量的0.1%，加入輸送待造粒的尿素熔融液的管道中。然后混合了硫熔融液和分散劑的待造粒尿素熔融液進入流化床造粒機2造粒，得到尿素顆粒經(jīng)過斗提機3進入篩分機4經(jīng)過篩分(24mm)，粒度合格的大顆粒尿素經(jīng)冷卻器6冷卻，得到的產(chǎn)品指標(biāo)如下含氮量41.7%;硫10%;水含量<0.3%;縮二脲O.6%;甲醛O.35%;粒徑分布24mm;壓碎強度7.8Kg。粒度不合格的尿素顆粒經(jīng)破碎機5破碎后返回流化床造粒機2作為晶種；流化床造粒機2和冷卻器6排出的含尿素粉塵的空氣進入洗滌器7，水濕法洗滌后，尾氣排入大氣，濃縮液返回攪拌器ll，與硫熔融液進行混合，之后去造粒。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了較詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。權(quán)利要求一種制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)，其特征在于，包括大顆粒尿素制備部分和加硫部分；其中，所述大顆粒尿素制備部分包括將尿素熔融液制備成大顆粒尿素的流化床造粒設(shè)備，所述加硫部分包括攪拌槽熔融或溶解固體硫成為硫熔融液或硫溶液；加硫泵與攪拌槽相連，將硫熔融液或硫溶液加入待造粒的尿素熔融液中。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括分散劑加入泵，用于將分散劑加入待造粒的尿素熔融液中。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌槽還設(shè)有出口調(diào)節(jié)閥，用于控制硫溶液或硫熔融液的添加量。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于將洗滌液蒸發(fā)成水和濃縮液的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的濃縮液出口與所述攪拌槽相連。5.—種利用如權(quán)利要求l-4任一所述的系統(tǒng)制備含硫大顆粒尿素的方法，其特征在于，包括以下步驟1)熔融或溶解硫在攪拌槽中將固體硫用洗滌液經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)后的濃縮液打漿，形成有固體硫懸浮的硫溶液；或使硫在攪拌槽中升溫至130-135t:，將固體硫成為硫熔融液；2)混合將硫溶液或硫熔融液通過加硫泵加入待造粒的尿素熔融液中，進行混合；3)造粒將步驟2)混合后的液體引入流化床造粒設(shè)備，進行造粒。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括2')添加分散劑將分散劑加入待造粒的尿素熔融液中。7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟2)中，硫的添加量為含硫尿素總質(zhì)量的025%。8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟2')中，分散劑添加量為總質(zhì)量的0.010.5%。9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟3)之后還包括4)將造粒所得的大顆粒尿素篩分；5)篩分粒度合格的尿素顆粒進入冷卻器冷卻得產(chǎn)品；粒度不合格的尿素進入破碎機破碎，返回流化床造粒設(shè)備作為晶種；6)流化床造粒設(shè)備和冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進入洗滌器，水濕法洗滌后，尾氣排入大氣，濃縮液用于步驟1)所述的硫溶液的配置。全文摘要本發(fā)明涉及一種制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明利用現(xiàn)有的大顆粒尿素制備裝置，通過增加加硫部分、分散劑加入泵和蒸發(fā)器，提供了制備含硫大顆粒尿素的系統(tǒng)，并提供了利用該系統(tǒng)生產(chǎn)含硫大顆粒尿素的方法。本發(fā)明所述的系統(tǒng)盡可能保持原有大顆粒尿素制備系統(tǒng)，操作簡單，投資少、流程短，能夠方便地提供可滿足農(nóng)作物對硫養(yǎng)分需要的含硫尿素。文檔編號C05G5/00GK101774868SQ20091024443公開日2010年7月14日申請日期2009年12月31日優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日發(fā)明者王威,高彥芳申請人:北京荷豐遠東技術(shù)有限公司