本發(fā)明涉及尿素的造粒生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)需添加甲醛的尿素造粒工藝。

背景技術(shù)：

目前，由氨和二氧化碳合成所制得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。

生產(chǎn)大顆粒尿素的工藝方法主要有：海德魯公司(hydro)和東洋工程公司(tec)流化床造粒工藝。前者為霧化流化床，后者為噴射流化床，在造粒過(guò)程中均加入添加劑甲醛溶液或甲醛與尿素溶液反應(yīng)生成的尿醛化合物。

海德魯公司大顆粒尿素生產(chǎn)工藝見(jiàn)圖2：原料95％(wt)濃度的尿素溶液經(jīng)造粒給料泵201送至造粒機(jī)202進(jìn)行造粒。在尿素溶液輸送管內(nèi)加入約占產(chǎn)品量0.4～0.5％(wt)的甲醛(用37％濃度的甲醛溶液)。造粒機(jī)為流化床造粒設(shè)備，包括流化空氣風(fēng)機(jī)203和霧化空氣風(fēng)機(jī)204。造粒機(jī)制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機(jī)208，尿素篩206篩分出粒度或的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器207冷卻后成為合格的含甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品。另外，從造粒機(jī)和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進(jìn)入粉塵洗滌塔211，用水濕法洗滌后，尾氣排入大氣。一般尾氣中含尿素粉塵30mg/m³,含氨300～500mg/m³。

東洋工程公司大顆粒尿素生產(chǎn)工藝見(jiàn)圖3：原料95～98％(wt)濃度的尿素溶液經(jīng)造粒給料泵301送至造粒機(jī)302進(jìn)行造粒。其中很少一部分尿素溶液送至mmu反應(yīng)器315中與37％濃度的甲醛溶液反應(yīng)形成mmu溶液。該溶液經(jīng)蒸發(fā)器316進(jìn)一步濃縮后由mmu給料泵317送至造粒給料泵出口管線內(nèi)一并進(jìn)造粒機(jī)內(nèi)。造粒系統(tǒng)包括：噴射噴嘴、流化空氣風(fēng)機(jī)303及噴射空氣風(fēng)機(jī)304等。造粒機(jī)制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機(jī)308，尿素篩306篩分出粒度或的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器307冷卻后成為合格的含甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品。另外，從造粒機(jī)和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進(jìn)入粉塵洗滌塔309，用水濕法洗滌后，尾氣排入大氣。一般尾氣中含尿素粉塵30mg/m3,含氨300～500mg/m3。

上述兩種工藝所生產(chǎn)的尿素產(chǎn)品除含尿素單一氮肥品種外，還含有甲醛及其化合物，這對(duì)于工業(yè)用途的尿素產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是不能接受的。而對(duì)于農(nóng)業(yè)用途的尿素產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，如果甲醛未能精準(zhǔn)添加，將會(huì)流失到大氣、土壤、水系等環(huán)境中去，造成二次污染危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種既能夠到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb2440-2001，滿足農(nóng)作物對(duì)高氮養(yǎng)分的需求，又能完全同時(shí)滿足工業(yè)用途和農(nóng)業(yè)用途，不需添加甲醛的尿素大顆粒造粒工藝。

本發(fā)明所述的工藝，包括如下步驟：以質(zhì)量濃度為75～99％的尿素溶液為原料，在壓力0.2～0.6mpa，溫度120～135℃條件下送入造粒機(jī)，以霧化流化床造粒工藝進(jìn)行造粒；控制所述造粒機(jī)中流化床溫度100～115℃。

優(yōu)選的，所述尿素溶液的溶度為75～85％。

優(yōu)選的，所述造粒完成后，在60～100℃條件下對(duì)所述尿素顆粒進(jìn)行干燥。

優(yōu)選的，所述干燥完成后，對(duì)所述尿素顆粒依次進(jìn)行篩分和冷卻處理。

優(yōu)選的，所述干燥在流化床干燥器中進(jìn)行，所述篩分在尿素篩中進(jìn)行，所述冷卻在最終產(chǎn)品冷卻器中進(jìn)行。

優(yōu)選的，所述造粒機(jī)排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下采用水進(jìn)行噴淋洗滌除塵。

優(yōu)選的，所述流化床干燥器和所述最終產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下采用袋式、噴淋洗滌或旋風(fēng)除塵的方式進(jìn)行除塵。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述的工藝包括如下步驟：

1)以質(zhì)量濃度為75～99％的尿素溶液為原料，在壓力0.2～0.6mpa，溫度120～135℃條件下送入造粒機(jī)，以霧化流化床造粒工藝進(jìn)行造粒；

控制所述造粒機(jī)中流化床溫度100～115℃，出口產(chǎn)品溫度100～110℃；

2)所述造粒完成后，在60～100℃條件下對(duì)所述尿素顆粒進(jìn)行干燥，干燥完成后對(duì)所述尿素顆粒進(jìn)行篩分處理，最后將其冷卻至50℃以下得到無(wú)甲醛大顆粒尿素。

進(jìn)一步地優(yōu)選，本發(fā)明所述的工藝如下：

1)以質(zhì)量濃度為75～99％的尿素溶液為原料，在壓力0.2～0.6mpa，溫度120～135℃條件下送入造粒機(jī)，以霧化流化床造粒工藝進(jìn)行造粒；

控制所述造粒機(jī)中流化床溫度100～115℃，出口產(chǎn)品溫度100～110℃；

2)所述造粒完成后，將所述尿素顆粒送入流化床干燥器，在60～100℃條件下對(duì)所述尿素顆粒進(jìn)行干燥，干燥完成后通過(guò)尿素篩進(jìn)行篩分處理，篩分出粒度為或的產(chǎn)品，再經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器冷卻至50℃以下得到無(wú)甲醛大顆粒尿素；

3)造粒機(jī)排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下采用水進(jìn)行噴淋洗滌除塵；流化床干燥器和最終產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下采用袋式、噴淋洗滌或旋風(fēng)除塵。

本發(fā)明所述的方法具有如下有益效果：

1)本發(fā)明所述的方法通過(guò)調(diào)整尿素溶液的濃度和尿素的制粒工藝，尤其是控制尿素溶液的進(jìn)料條件和造粒機(jī)中的溫度，可實(shí)現(xiàn)不添加甲醛的情況下實(shí)現(xiàn)理想造粒，使得尿素大顆粒造粒技術(shù)徹底擺脫了對(duì)甲醛等添加劑的依賴，生產(chǎn)過(guò)程更加環(huán)保和安全；

2)本發(fā)明所述的方法最低可使用濃度為75％的尿素溶液作為原料，同現(xiàn)有技術(shù)中一般使用95～99％的濃度的尿素溶液相比，拓寬了原料的使用范圍，不需對(duì)尿素溶液進(jìn)行過(guò)分地濃縮，降低了能耗和生產(chǎn)成本。

2)因省去了甲醛加入系統(tǒng)和生產(chǎn)消耗，尿素大顆粒造粒裝置的建設(shè)投資和生產(chǎn)成本更低，且對(duì)尿素合成主裝置影響更小；

3)流化床技術(shù)生產(chǎn)的大顆粒尿素產(chǎn)品用途更加廣泛，除了傳統(tǒng)的肥料尿素以外，還可直接用作工業(yè)尿素和車用尿素等；

4)本發(fā)明所得的大顆粒尿素產(chǎn)品的縮二脲可低至0.6％以下，而氮含量可高達(dá)46.5％以上，而水分、強(qiáng)度等質(zhì)量指標(biāo)完全滿足國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)的要求；顆粒強(qiáng)度高，流動(dòng)性好，不易破碎和不結(jié)塊，便于儲(chǔ)存和施用。

5)本發(fā)明所述的尿素在長(zhǎng)期農(nóng)業(yè)施用時(shí)降低了對(duì)土壤菌群的潛在影響。

6)進(jìn)一步的，本發(fā)明適應(yīng)性地調(diào)整了生產(chǎn)過(guò)程中的尿素除塵操作，相對(duì)于其他工藝大幅度降低了排入大氣的粉塵量，尾氣中的含尿素粉塵僅為20mg/m^3，嚴(yán)格滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，大大減少了對(duì)大氣的污染。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中海德魯公司大顆粒尿素生產(chǎn)工藝流程示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中東洋工程公司大顆粒尿素生產(chǎn)工藝流程示意圖；

圖中：101、給料泵；102、造粒機(jī)；103、流化空氣風(fēng)機(jī)；104、霧化空氣風(fēng)機(jī)；105、流化床干燥器；106、尿素篩；107、產(chǎn)品冷卻器；108、斗提機(jī)；109、粉塵洗滌器；110/111、袋式除塵器、噴淋洗滌除塵器或旋風(fēng)除塵器；

201、給料泵；202、造粒機(jī)；203、流化空氣風(fēng)機(jī)；204、霧化空氣風(fēng)機(jī)；208、斗提機(jī)；206、尿素篩；207、最終產(chǎn)品冷卻器；211、粉塵洗滌塔；

301、造粒給料泵；302、造粒機(jī)；303、流化空氣風(fēng)機(jī)；304、噴射空氣風(fēng)機(jī)；308、斗提機(jī)；306、尿素篩；307、冷卻器；309、粉塵洗滌塔；315、mmu反應(yīng)器；316、蒸發(fā)器；317、mmu給料泵。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例涉及本發(fā)明所述方法的工藝流程(其流程圖見(jiàn)圖1)，具體如下：

尿素溶液經(jīng)造粒給料泵101送至造粒機(jī)102進(jìn)行造粒。造粒機(jī)為流化床造粒設(shè)備，包括流化空氣風(fēng)機(jī)103和霧化空氣風(fēng)機(jī)104。造粒機(jī)制成的大顆粒尿素經(jīng)過(guò)流化床干燥器105的干燥和冷卻工序后，通過(guò)尿素篩106篩分出粒度或的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器107冷卻后成為合格的無(wú)甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品。

另外，從造粒機(jī)排出的含尿素粉塵的空氣進(jìn)入粉塵洗滌器109，用水濕法洗滌后，尾氣排入大氣。一般尾氣中含尿素粉塵20mg/m³。流化床干燥器和最終產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣在常溫和常壓下采用袋式、噴淋洗滌或旋風(fēng)除塵器110/111回收尿素粉塵。

實(shí)施例2

本實(shí)施例涉及一種尿素顆粒的制備工藝，包括如下步驟：

1)以質(zhì)量濃度為75％的尿素溶液為原料，在壓力0.6mpa，溫度135℃條件下送入造粒機(jī)，以霧化流化床造粒工藝進(jìn)行造粒；

控制所述造粒機(jī)中流化床溫度100℃，出口產(chǎn)品溫度100℃；

2)所述造粒完成后，在60℃條件下對(duì)所述尿素顆粒進(jìn)行干燥；

3)干燥完成后對(duì)所述尿素顆粒進(jìn)行篩分處理，篩分出粒度為或的產(chǎn)品，最后將其冷卻至50℃以下得到無(wú)甲醛大顆粒尿素。

實(shí)施例3

本實(shí)施例涉及一種尿素顆粒的制備工藝，包括如下步驟：

1)以質(zhì)量濃度為99％的尿素溶液為原料，在壓力0.2mpa，溫度135℃條件下送入造粒機(jī)，以霧化流化床造粒工藝進(jìn)行造粒；

控制所述造粒機(jī)中流化床溫度115℃，出口產(chǎn)品溫度110℃；

2)所述造粒完成后，在100℃條件下對(duì)所述尿素顆粒進(jìn)行干燥；

3)干燥完成后對(duì)所述尿素顆粒進(jìn)行篩分處理，篩分出粒度為或的產(chǎn)品，最后將其冷卻至50℃以下得到無(wú)甲醛大顆粒尿素。

實(shí)施例4

本實(shí)施例涉及一種尿素顆粒的制備工藝，包括如下步驟：

1)以質(zhì)量濃度為85％的尿素溶液為原料，在壓力0.5mpa，溫度130℃條件下送入造粒機(jī)，以霧化流化床造粒工藝進(jìn)行造粒；

控制所述造粒機(jī)中流化床溫度110℃，出口產(chǎn)品溫度105℃；

2)所述造粒完成后，在80℃條件下對(duì)所述尿素顆粒進(jìn)行干燥；

3)干燥完成后對(duì)所述尿素顆粒進(jìn)行篩分處理，篩分出粒度為或的產(chǎn)品，最后將其冷卻至50℃以下得到無(wú)甲醛大顆粒尿素。

對(duì)比例1

海德魯公司生產(chǎn)的大顆粒尿素，生產(chǎn)工藝見(jiàn)圖2：原料95％(wt)濃度的尿素溶液經(jīng)造粒給料泵201送至造粒機(jī)202進(jìn)行造粒。在尿素溶液輸送管內(nèi)加入約占產(chǎn)品量0.4～0.5％(wt)的甲醛(用37％濃度的甲醛溶液)。造粒機(jī)為流化床造粒設(shè)備，包括流化空氣風(fēng)機(jī)203和霧化空氣風(fēng)機(jī)204。造粒機(jī)制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機(jī)208，尿素篩206篩分出粒度或的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器207冷卻后成為合格的含甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品。另外，從造粒機(jī)和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進(jìn)入粉塵洗滌塔211，用水濕法洗滌后，尾氣排入大氣。一般尾氣中含尿素粉塵30mg/m³,含氨300～500mg/m³。

對(duì)比例2

東洋工程公司生產(chǎn)的大顆粒尿素，生產(chǎn)工藝見(jiàn)圖3：原料95～98％(wt)濃度的尿素溶液經(jīng)造粒給料泵301送至造粒機(jī)302進(jìn)行造粒。其中很少一部分尿素溶液送至mmu反應(yīng)器315中與37％濃度的甲醛溶液反應(yīng)形成mmu溶液。該溶液經(jīng)蒸發(fā)器316進(jìn)一步濃縮后由mmu給料泵317送至造粒給料泵出口管線內(nèi)一并進(jìn)造粒機(jī)內(nèi)。造粒系統(tǒng)包括：噴射噴嘴、流化空氣風(fēng)機(jī)303及噴射空氣風(fēng)機(jī)304等。造粒機(jī)制成的大顆粒尿素經(jīng)斗提機(jī)308，尿素篩306篩分出粒度或的大顆粒尿素產(chǎn)品，經(jīng)最終產(chǎn)品冷卻器307冷卻后成為合格的含甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品。另外，從造粒機(jī)和產(chǎn)品冷卻器排出的含尿素粉塵的空氣進(jìn)入粉塵洗滌塔309，用水濕法洗滌后，尾氣排入大氣。一般尾氣中含尿素粉塵30mg/m³,含氨300～500mg/m³。

實(shí)驗(yàn)例

實(shí)施例4生產(chǎn)的無(wú)甲醛大顆粒尿素產(chǎn)品

尿素：99.1％(wt)

縮二脲(增加量)：0.05％(wt)

水分：0.2％(wt)

顆粒度分布：或

壓碎強(qiáng)度：33n最小

對(duì)比例1或?qū)Ρ壤?海德魯公司或東洋工程公司生產(chǎn)的大顆粒尿素產(chǎn)品

尿素：98.45％(wt)

縮二脲(增加量)：0.1％(wt)

甲醛：0.5％(wt)

水分：0.3％(wt)

顆粒度分布：或

壓碎強(qiáng)度：30n最小

由以上數(shù)據(jù)可知，采用本發(fā)明的方法制備得到的尿素顆粒其性能要優(yōu)于是現(xiàn)有技術(shù)中的方法所得的顆粒性能，且生產(chǎn)后尿素粉塵的排放量更小，生產(chǎn)過(guò)程更環(huán)保。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)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(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。