流化床制粒的方法和裝置的制造方法
【專利說明】流化床制粒的方法和裝置
[0001]本申請是申請日為2008年12月19日，申請?zhí)枮?00880123929.6，發(fā)明名稱為“流化床制粒的方法和裝置”的專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及一種用于流化床制粒的方法和裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種方法和裝置，其中，通過在流化床環(huán)境下進行的生長方法，將包含特定物質的液流轉換成具有一定純度的所述物質的固體顆粒。
現(xiàn)有技術
[0003]流化床制粒方法通過將顆粒保持在流化狀態(tài)(例如通過吹氣)，并且通過噴灑或霧化由待制粒物質制成的適當生長液或其溶液逐步裹覆顆粒并使顆粒增大。同一物質或另一物質的微小的固體微粒(一般直徑小于2_)(稱作種子)還被饋送到流化床，作為生長液漸進沉積的起點促進液體的制粒進程。
[0004]大致來說，通過使生長液的液滴潤濕種子和顆粒且將該液滴粘附和凝固在種子和顆粒上從而一起形成流化床來執(zhí)行該方法。所述方法用于諸如尿素、硝酸銨和氯化銨和其他物質的制粒。
[0005]概括地講，該方法的一個目的是以最佳可行方法形成具有近似預定的理想形狀(例如球形)的顆粒；另一目的是使顆粒的尺寸和質量盡量保持恒定，即近似“單分散”的產(chǎn)品。也就是說，顆粒的尺寸和質量的統(tǒng)計分布應以理論的期望值為中心且具有盡可能小的偏差。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，有必要利用生長液有效濕潤種子和生長中的顆粒。而且，生長液必須以非常小的液滴的形式饋送到流化床，所述非常小的液滴小于形成流化床的生長中的顆粒和種子。為使可能包含在生長液中且可能成為雜質保留在最終產(chǎn)品中的任何溶劑蒸發(fā)，生長液的液滴的尺寸也是關鍵性的。關于尿素的制粒，生長液實質上為尿素的水溶液，液滴更小，這促使水蒸發(fā)，提高了更有價值的高純度的固體尿素顆粒的生產(chǎn)。
[0007]US-A-4353730揭示了一種用于制粒的現(xiàn)有方法和裝置，其中，以霧化形式饋送生長液。然而，所述方法具有公認的缺陷，包括:基本上不能控制最終產(chǎn)品的微粒尺寸的分布；需要篩選生成的顆粒；產(chǎn)生了大量尺寸不可接受(過大或過小)的顆粒廢料；需要回收這些廢顆粒以及將它們循環(huán)到制粒方法的上游。
[0008]為了分離達不到最終產(chǎn)品尺寸要求的顆粒，對脫離流化床的顆粒進行篩選。如此得到的廢棄顆粒作被回收作為流化床自身的生長種子。
[0009]圖10示意性地示出了現(xiàn)有的這種類型的制粒方法。流化床制粒機I通過流水線102饋送生長液物質，并且通過種子饋送線103饋送適當?shù)姆N子流。制粒機I中產(chǎn)生的顆粒通過輸出流水線105饋送到分離器104。構成最終產(chǎn)品的可接受范圍內的顆粒通過線106排出；過大或過小的顆粒分別通過線107和108排出。線108的較大的顆粒在設備109中被粉碎得到小微粒(線110)，這些小微粒與線107的較小的顆粒一起被回收到種子饋送線103。
[0010]換句話說，通過回收制粒機I自身輸出的廢棄顆粒獲得饋送到流化床制粒機I的種子。因此，分離器104執(zhí)行雙重任務:篩選流化床輸出的顆粒從而得到最終產(chǎn)品流106，以及向線103提供操作流化床制粒機I所必不可少的種子流。應當注意，被回收的顆粒部分(線107和108)可達到制粒機I的輸出105的50%，一般為30-35%。
[0011]WO 02/083320揭示了有效得多的制粒方法及相關的流化床制粒機，尤其提供了在流化床中形成渦流環(huán)境，并且其中，在流化床的輸出端處獲得大致單分散的顆粒，即，脫離流化床的幾乎所有顆粒都在最終產(chǎn)品可接受的尺寸范圍內。然而，圖10的方案需要將一部分生產(chǎn)的顆粒作為制粒方法的種子回收到流化床的輸入端。因此，應用具有圖10的已知方案的根據(jù)公開號為02/083320的專利申請的流化床制粒機具有如下局限性，其需要將準備銷售的部分產(chǎn)品(線105)回收到該方法中。
[0012]總之，根據(jù)已知技術，特定物質的流化床制粒方法包括如下基本步驟:
[0013]-向流化床提供微粒材料，所述微粒材料包括方法所述物質的顆粒和適當物質的固體微粒，所述適當物質的固體微粒用作所述制粒方法的種子。
[0014]-將包括包含所述物質的生長液的輸入流饋送到所述流化床；
[0015]-將所述種子流饋送到所述流化床，以促進顆粒的生長和保持液化質量；
[0016]-使用在流化床輸出端處的顆粒的一部分以獲得用于所述流化床的種子。
[0017]如上所述，需要持續(xù)改進制粒方法和裝置，尤其需要用于市場價值受顆粒測定法且特別受顆粒的統(tǒng)一形狀、尺寸和質量的劇烈影響的一些產(chǎn)品(例如像尿素)的方法和裝置。

【發(fā)明內容】

[0018]基于本發(fā)明的問題是設計并得到一種適于克服現(xiàn)有技術的上述缺陷與限制的流化床制粒方法和裝置；獲得具有經(jīng)控制的粒度的期望物質的顆粒；減少廢品；簡化制粒設備的設計。
[0019]這個問題通過一種特定物質的流化床制粒方法解決，所述流化床制粒方法包括以下步驟:
[0020]-提供微粒材料的流化床，所述微粒材料包括所述物質的顆粒以及用作制粒方法的種子的適當物質的固體微粒；
[0021]-將包括生長液的輸入流饋送到所述方法，所述生長液包含所述物質；
[0022]-將所述種子的流饋送到所述流化床內，以促進顆粒的生長和維持流化質量；
[0023]-將固體顆粒流作為在所述流化床中執(zhí)行的所述方法的輸出；
[0024]其特征在于，所述輸入流的第一部分直接饋送到所述流化床，并且所述輸入流的第二部分用于生成至少一部分量的所述固體種子。
[0025]優(yōu)選地，所述輸入流的第二部分是所述輸入流的較小部分，更優(yōu)選地，所述第二部分與整體輸入流之間的比率與種子和最終產(chǎn)品的顆粒之間的體積比有關。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述第二部分與整體輸入流之間的比率等于d3/D3，其中，d是所述種子的特征尺寸的平均值，D是在所述流化床的輸出端處獲得的固體顆粒的特征尺寸的平均值。在實踐中，所述顆粒和種子大致近似球形，此處用球形進行示意；根據(jù)該模型，d是種子的平均直徑，D是顆粒的平均直徑。
[0026]優(yōu)選地，所述輸入流的第二部分用于產(chǎn)生饋送到所述流化床的全部固體種子，并且所述固體顆粒的輸出流不再用于產(chǎn)生種子；然而，并不排除將所生產(chǎn)的顆粒用于產(chǎn)生種子的選擇。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，包含在所述輸入流的第二部分中的生長液在實施制粒的所述流化床的外部以適當?shù)?、本身已知的方法固化，獲得其后饋送到所述流化床自身的適當區(qū)域的固體種子。
[0028]根據(jù)一個實施方式，根據(jù)本身已知的技術，所述輸入流的第二部分通過在冷卻輸送帶上沉積液滴進行固化，獲得具有適當直徑(例如2_或更小)的固體錠劑，其構成所述制粒方法的種子。根據(jù)另一實施方式，所述輸入流的第二部分饋送到豎直造粒塔中。在所述豎直造粒塔中完成的方法可包括例如如下步驟:通過將液體輸入流饋送到諸如一個或多個位于造粒塔頂部的造粒料斗或造粒噴頭的造粒設備來產(chǎn)生向下的小液滴流；在所述塔的內部形成冷卻空氣流，以使穿過所述塔下降的液滴冷卻并固化；固體顆粒離開所述塔的底部，用作流化床制粒的種子。
[0029]所述輸入流的第一部分以例如霧化或噴灑的適當形式直接饋送到所述流化床的適當區(qū)域。
[0030]在第一實施方式中，在大致水平的(縱向的)流化床中執(zhí)行所述方法，其中所述輸入流的第一部分沿同一流化床一側或兩側上的連續(xù)的縱向饋送線饋送進入所述流化床。
[0031]在第二實施方式中，所述輸入流的第一部分以不連續(xù)方式饋送到所述流化床的預定饋送區(qū)域中，所述預定饋送區(qū)域與所述流化床的主流方向對齊，并與所述流化床的不饋送所述輸入液流的非饋送區(qū)域交替。所述饋送區(qū)域實質上用作利用所述輸入流饋送的所述微粒材料的潤濕區(qū)域，并且所述非饋送區(qū)域實質上用作所述生長微粒的干燥和固結區(qū)域。這將借助于下面給出的詳細描述而更明顯。
[0032]優(yōu)選地，在所述流化床中產(chǎn)生并保持渦流環(huán)境。因此，向所述流化床提供諸如空氣的氣體介質的不均勻的液化流以便形成并維持所述渦流環(huán)境。更優(yōu)選地，所述輸入流在所述流化床的自由表面下方饋送，甚至更優(yōu)選地，接近所述流化床的所述自由表面。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并且還得益于采用了上述流化床結構，所述流化床的輸出可直接作為最終產(chǎn)品，而不需要進行顆粒的篩選/分