宋 根，夏明偉

(四川美青化工有限公司 四川射洪 629200)

四川美青化工有限公司“20·30”項(xiàng)目中的尿素生產(chǎn)裝置采用Φ19 m高塔冷卻造粒以及直下料多層振動(dòng)篩分，其存在的問題：①尿素粉塵多，優(yōu)等品率低；②設(shè)備故障率高，現(xiàn)場(chǎng)氨味重，作業(yè)環(huán)境差；③夏季成品下料包裝溫度高達(dá)80 ℃，包裝防護(hù)差且產(chǎn)品易結(jié)塊；④生產(chǎn)負(fù)荷在90%以上時(shí)，造粒塔冷卻能力已達(dá)極限。由于近年尿素產(chǎn)能過剩、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，因此，改善作業(yè)環(huán)境、提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力成為急需解決的問題。

1 方案選擇

通過前期問題的搜集以及對(duì)山東、河南、四川等多家同類型尿素生產(chǎn)企業(yè)的考察，發(fā)現(xiàn)數(shù)家企業(yè)已成功采用氣固流態(tài)化技術(shù)流化床，在除塵、降溫及改善產(chǎn)品質(zhì)量方面都起到了有效作用。因此，四川美青化工有限公司決定在現(xiàn)有尿素包裝裝置上增設(shè)1套后置式流化床裝置及回轉(zhuǎn)篩分系統(tǒng)，以達(dá)到提高尿素產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

2 裝置基本概況

2.1 預(yù)期目標(biāo)對(duì)比

增設(shè)流化床及回轉(zhuǎn)篩前處理能力800 t/d左右，尿素顆粒溫度夏季最高80 ℃，尿素產(chǎn)品中粉塵(≤Φ1.18 mm)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在25%左右。改造后，處理能力≥1 000 t/d，夏季尿素顆粒溫度≤65 ℃，產(chǎn)品中粉塵質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤3%。

2.2 工作原理

尿素冷卻流化床裝置[1]是利用空氣動(dòng)力學(xué)原理，通過鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的作用，使尿素顆粒層流化，呈流化“沸騰”狀態(tài)，與冷空氣進(jìn)行熱交換而快速降溫；同時(shí)，將粉塵不斷送入除塵裝置進(jìn)行分離回收，從而達(dá)到成品尿素降溫、除塵的目的。

平面回轉(zhuǎn)篩[2]主要是利用偏心機(jī)構(gòu)使篩面進(jìn)行勻速往復(fù)回旋運(yùn)動(dòng)，物料與網(wǎng)面接觸時(shí)間長(zhǎng)，網(wǎng)絲對(duì)粉體料產(chǎn)生切割，因而透篩概率大、篩分產(chǎn)量和精度高、篩分機(jī)對(duì)物料自身結(jié)構(gòu)破壞性小。

2.3 工藝流程及主要設(shè)備

四川美青化工有限公司采用的流化床屬于后置流化床[3]，其工藝流程如圖1所示。尿素顆粒在造粒塔底部經(jīng)大傾角皮帶輸送機(jī)輸送至分料口，先通過一級(jí)篩分后進(jìn)入流化床與鼓風(fēng)機(jī)送入的冷空氣沸騰換熱，然后顆粒進(jìn)入回轉(zhuǎn)篩，篩分得到的顆粒產(chǎn)品進(jìn)入料倉包裝入袋。流化床中得到的含塵氣體先進(jìn)入旋風(fēng)除塵器除塵，然后在引風(fēng)機(jī)的抽吸下進(jìn)入除塵洗滌塔，被上部噴灑下來的循環(huán)溶液洗滌吸收，塔底的吸收液通過循環(huán)泵返回尿素系統(tǒng)重新利用，洗滌后的尾氣從塔頂排放。

1. 鼓風(fēng)機(jī)(帶除濕器) 2. 流化床入料口 3. 流化床 4. 料倉 5. 回轉(zhuǎn)篩 6. 旋風(fēng)除塵器 7. 引風(fēng)機(jī) 8. 除塵洗滌塔 9. 循環(huán)泵圖1 流化床降溫及回轉(zhuǎn)篩除塵工藝流程

2.4 主要設(shè)備

(1) 流化冷卻裝置：實(shí)物規(guī)格5 200 mm×1 800 mm×3 000 mm，床面規(guī)格(含流化觀察窗)4 000 mm×1 500 mm，材質(zhì)不銹鋼304，1套。

(2) 除濕器：1套，纏繞翅片管式，換熱面積120 m2，內(nèi)設(shè)獨(dú)特結(jié)構(gòu)的不銹鋼冷卻器，配套除霧設(shè)施，冷卻介質(zhì)為循環(huán)水。

(3) 鼓風(fēng)機(jī)：1臺(tái)，離心式，流量83 000～90 000 m3/h(標(biāo)態(tài))，壓力3 600～4 700 Pa，風(fēng)機(jī)進(jìn)口配消音器，帶變頻器及配電柜。

(4) 引風(fēng)機(jī)：1臺(tái)，離心式，流量88 000～109 970 m3/h(標(biāo)態(tài))，壓力1 900～2 300 Pa，帶變頻器及配電柜，過流部位(機(jī)殼、葉輪、軸套)材質(zhì)為不銹鋼304。

(5) 旋風(fēng)分離器：DN 2 600 mm×9 000 mm，材質(zhì)為不銹鋼304，內(nèi)壁進(jìn)行拋光處理，1臺(tái)。

(6) 除塵吸收塔：DN 3 400 mm×10 000 mm，設(shè)計(jì)溫度80 ℃，操作溫度45～80 ℃，設(shè)計(jì)壓力為常壓，含內(nèi)件填料、吸收噴頭及除霧分離設(shè)施，材質(zhì)為不銹鋼304，1臺(tái)。

(7) 循環(huán)泵：2臺(tái)，流量30 m3/h，揚(yáng)程30 m，配套電機(jī)15 kW，過流部分材質(zhì)為316L。

(8) 回轉(zhuǎn)篩：4臺(tái)，型號(hào)2PXZS，處理量10～150 t/h，材質(zhì)為不銹鋼304。

3 改造效果

(1) 流化床處理能力不小于1 000 t/d，顆粒尿素經(jīng)流化床的降溫效果明顯，沸騰高度不低于600 mm，進(jìn)出流化床溫差約15 ℃，夏季包裝下料溫度低于55 ℃。流化床采用微負(fù)壓操作，上部設(shè)出風(fēng)口至引風(fēng)機(jī)進(jìn)口，實(shí)現(xiàn)粉塵不外漏。

(2) 流化床具有一定的除塵效果，粉塵回收率≥98% 。降塵洗滌塔出口氣相中尿素質(zhì)量濃度小于30 mg/L，無帶液現(xiàn)象。成品尿素中粉塵質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至3%以內(nèi)。

(3) 回轉(zhuǎn)篩、流化床及相應(yīng)管道采用全密閉、微負(fù)壓操作，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境有很大改善。

(4) 通過投運(yùn)后的不斷完善與改進(jìn)，目前尿素優(yōu)等品率可以保持在99%，長(zhǎng)期儲(chǔ)存后也很少有結(jié)塊現(xiàn)象，產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯提升，產(chǎn)品售價(jià)比改造前提高40元/t。流化床降溫及回轉(zhuǎn)篩除塵裝置總投資在200萬元左右，扣除增加的成本，3個(gè)月即可收回投資成本。

4 結(jié)語

流化床降溫及回轉(zhuǎn)篩除塵裝置投運(yùn)至今已平穩(wěn)運(yùn)行5年，尿素產(chǎn)品質(zhì)量得到穩(wěn)定改善，顆粒中粉塵質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于3%，有效解決了儲(chǔ)存結(jié)塊現(xiàn)象。通過降溫、除塵、洗滌，夏季包裝溫度低于55 ℃，有效減少了粉塵，消除了氨味，作業(yè)環(huán)境得到有效改善，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。