专利名称：高氮大颗粒尿素生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尿素生产工艺，具体地说，是一种以乙二醛为添加剂的高氮大颗粒尿素生产工艺。
背景技术：
目前，由氨和CO2合成所制得的固体尿素是一种最重要的氮肥品种，它广泛用于农业生产作肥料施用。
生产大颗粒尿素的工艺方法主要有海德鲁(HYDRO)和东洋工程公司(TEC)流化床造粒工艺。前者为雾化流化床，后者为喷射流化床，在造粒过程中均加入少量添加剂甲醛溶液或甲醛与尿素溶液反应生产的脲醛化合物。
海德鲁公司大颗粒尿素生产工艺见图2原料95％(wt)浓度的尿素溶液经造粒给料泵21送至造粒机22进行造粒。在尿素溶液输送管23内经管道混合器24加入约占产品量0.4～0.5％(wt)的甲醛(用37％浓度的甲醛溶液)。造粒机为流化床造粒设备，包括流化空气风机25和雾化空气风机26及尿素溶液雾化喷嘴27。造粒机制成的大颗粒尿素经斗提机28，尿素筛29筛分出粒度φ2～4mm或φ5～8mm的大颗粒尿素产品，经最终产品冷却器30冷却后成为合格的大颗粒尿素产品。另外，从造粒机和产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气进入粉尘洗涤塔31，用水湿法洗涤后，尾气排入大气。一般尾气中含尿素粉尘30mg/m3，含氨300～500mg/m3。
东洋工程公司大颗粒尿素生产工艺见图3原料95～98％(wt)浓度的尿素溶液经造粒给料泵41送至造粒机42进行造粒。其中很少一部分尿素溶液送至MMU反应器43中与37％浓度的甲醛溶液反应形成MMU溶液。该溶液经蒸发器44进一步浓缩后由MMU给料泵45送至造粒给料泵出口管线46内一并进造粒机内。造粒系统包括喷射喷嘴47、流化空气风机48及喷射空气风机49等。造粒机制成的大颗粒尿素经斗提机50，尿素筛51筛分出粒度φ2～4mm或φ5～8mm的大颗粒尿素产品，经最终产品冷却器52冷却后成为合格的大颗粒尿素产品。另外，从造粒机和产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气进入粉尘洗涤塔53，用水湿法洗涤后，尾气排入大气。一般尾气中含尿素粉尘30mg/m3，含氨300～500mg/m3。
上述两种工艺所生产的尿素产品除含尿素单一氮肥品种外，未含其它作物所需的营养成分。实践证明，这种尿素产品含氮量在46％(wt)以上，而农作物吸收利用率一般在35％(wt)左右，未吸收的氮流失到土壤中，造成江河湖泊水系的二次污染。这也是目前国内江河湖泊水系富营养化的主要原因。此外，排放尾气中仍然含有大量的游离氨，对环境造成污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够即可达到国家标准GB2440-2001又可满足农作物对养分的需要，同时又能克服上述两种工艺不足的生产高氮大颗粒尿素的新工艺。
为实现上述目的，本发明采取以下步骤A.将90％-99％(wt)的尿素溶液和乙二醛溶液按重量比100∶0.05-0.25，在压力为0.1-0.2MPa和温度为130-135℃下混合，再以雾化流化床成粒工艺进行造粒后，经斗提机输送和尿素筛筛分出粒度Φ2-4mm或Φ5-8mm的产品后，再经最终产品冷却器冷却至50℃以下得到大颗粒尿素。
B.造粒机和最终产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气在常温和常压下，采用水进行喷淋洗涤。
所述的步骤A中，雾化流化床成粒时，造粒机流化床温度为115℃，出口产品温度为90℃。
所述的步骤B中，喷淋洗涤时，洗涤塔为填料塔、筛板塔或喷淋塔。
采用步骤A所述的重量比经混合不会对造粒给料泵及造粒喷嘴产生磨损。
造粒采用雾化流化床成粒工艺，材料为不锈钢，具有生产能力大、不易堵塞、抗腐蚀，耐高温等特点。
造粒机和产品冷却器排出的尾气经水洗涤后，排放尾气中含尿素粉尘量降至20mg/M3以下，含氮量由上述两种工艺的46.2％增至46.4％(wt)，达到国家最新尿素优级品标准GB2440-2001。
本发明所述溶液，除另有特殊说明之外，均指水溶液。
复合硫基大颗粒尿素产品具有以下主要特点(1)产品含氮高；(2)加入乙二醛量为尿素量的0.05％-0.25％(wt)，仅为上述两种工艺甲醛加入量的约1/5(上述两工艺均加入甲醛约0.5％(wt)，因而降低了尿素成本。同时，减轻了尿素蒸发段的负荷，降低了能耗约1％；(3)产品由于加入硫铵和添加剂甲醛的复合作用，具有缓释长效的作用，促使氮的有效利用率提高50％以上；
(4)产品由于加入乙二醛较强的复合作用，具有缓释长效的作用，促使氮的有效利用率提高10％以上。
本工艺与上述两种工艺制得大颗粒尿素产品组分、颗粒度及压碎力比较如下海德鲁和东洋工程公司生产的大颗粒尿素产品尿素 98.45％(wt)缩二脲(增加量) 0.1％(wt)甲醛 0.5％(wt)水 0.3％(wt)颗粒度分布 Φ2～4mm≥90％或Φ4～8mm≥90％压碎力 Φ3.2mm 30N最小Φ6.2mm 100N最小本工艺生产的复合硫基大颗粒尿素产品尿素 98.55％-98.85％(wt)缩二脲(增加量) 0.1％(wt)乙二醛 0.1％(wt)水 0.3％(wt)颗粒度分布 Φ2～4mm≥92％或Φ4～8mm≥92％压碎力 Φ3.2mm 33N最小Φ6.2mm 110N最小
图1为本发明的工艺流程示意图。
图2为现有技术中海德鲁公司大颗粒尿素生产工艺流程示意图。
图3为现有技术中东洋工程公司大颗粒尿素生产工艺流程示意图。
具体实施例方式
下面参照图1详细叙述本发明内容。
原料为来自尿素合成分解工序制得的浓度为98％(wt)的尿素溶液，经管线1及流量计2计量后进入混合槽3。
另外，乙二醛溶液经乙二醛溶液槽6、乙二醛计量泵7送入混合槽。在压力为0.15MPa、温度为132℃的条件下混合。上述两种物料在混合槽内搅拌均匀后，由尿素溶液给料泵19送至造粒机10内进行造粒。在混合槽内尿素溶液和乙二醛溶液的重量比例分别为100公斤和0.1公斤。
造粒系统由雾化流化床造粒机、流化空气风机12、雾化空气风机13和雾化喷嘴11等组成。造粒机流化床温度为115℃，出口产品温度为90℃。由造粒机制成的大颗粒尿素产品经斗提机14、尿素筛15筛分出粒度Φ2-4mm的大颗粒尿素产品，经最终产品冷却器16冷却至50℃后得到合格产品。
从造粒机和最终产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气，进入粉尘洗涤塔17，用水进行洗涤。该粉尘洗涤塔17为喷淋塔。循环洗涤液经循环溶液泵18送入混合槽内进行回收利用。洗涤后尾气排入大气，尾气中含粉尘量20mg/M3，相对其他工艺降低了排放气中的粉尘的排放量，更好满足环保的要求，大大减少对大气的污染。
权利要求
1.一种高氮大颗粒尿素生产工艺，其特征在于，采用以下步骤A.将90-99wt％的尿素溶液和乙二醛溶液按重量比100∶0.05-0.25，在压力为0.1-0.2MPa和温度为130-135℃下混合，再经雾化流化床成粒工艺进行造粒后，经斗提机输送和尿素筛筛分出粒度Ф2-4mm或Ф5-8mm的产品后，再经最终产品冷却器冷却至50℃以下得到大颗粒尿素；B.造粒机和最终产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气在常温和常压下，采用水进行喷淋洗涤。
2.根据权利要求1所述的高氮大颗粒尿素生产工艺，其特征在于所述的步骤A中，雾化流化床成粒时，造粒机流化床温度115℃，出口产品温度90℃。
3.根据权利要求1所述的高氮大颗粒尿素生产工艺，其特征在于所述的步骤B中，喷淋洗涤时，洗涤塔为填料塔、筛板塔或喷淋塔。
全文摘要
本发明公开了一种高氮尿素大颗粒(粒径2－8mm)生产工艺。在生产高氮大颗粒时，将90％－99％的尿素溶液与乙二醛溶液按重量比100∶0.05－0.25混合后，再经以雾化流化床成粒工艺进行造粒，冷却后制得大颗粒尿素。造粒机和最终产品冷却器排出的含尿素粉尘的空气在常温和常压下用水进行喷啉洗涤。本发明得到的高氮大颗粒尿素含氮量可高达46.4％，达到国家优级品标准GB2440－2001；且颗粒大，颗粒均匀，强度高，流动性好，不易破碎和不结块，便于储存和施用。
文档编号C05C9/00GK1706777SQ20041009087
公开日2005年12月14日 申请日期2004年11月16日 优先权日2004年11月16日
发明者王威, 徐耀武 申请人:王威, 徐耀武