专利名称：用于流化床造粒的方法和装置的制作方法
用于流化床造粒的方法和装置技术领域在最普遍的方面，本发明涉及一种可以粒化的预定物质如尿素、硝酸 铵、氯化铵和其它物质的流化床造粒方法。更具体而言，本发明涉及一种流化床造粒方法，其中预定物质的颗粒 通过这种物质的粒状晶种的连续生长(在体积和质量方面)而得到，所述粒 状晶种被连续供给到所述流化床中，同时这种物质作为适合的处于液态的 助长剂的流体。在下列描述中并且在后附权利要求中，使用表述"适合的物质的粒状晶种"或更简单地使用"晶种"，意在普遍地表示直径等于或小于2.5 mm的物 质的颗粒。现有技术己知的是，为了通过上述类型的流化床法获得良好的造粒结果(预定的 颗粒尺寸、形状和质量)，必需使用将要粒化的物质的晶种形成并且供给所 述床，并且通过供给适合的处于液态的助长剂使它们生长，所述助长剂通 常为将要粒化的相同物质。将助长剂以可能最小的液滴(当然小于形成所述床的晶种和颗粒)的形 式供给到流化床中，所述液滴分别使晶种和颗粒润湿，粘附到它们上，并 且增加它们的质量，从而形成尺寸逐渐增大的颗粒。有利地，以所谓"雾化"形式供给所述助长剂。事实上，只有在这种状 态下，所述助长剂才设法与悬浮在流化床中的单个晶种和颗粒接触，使它 们润湿，从而均匀和最适宜地覆盖它们的整个表面。为了将助长剂雾化，现有技术使用特殊的喷嘴和大量在例如150m/s和 300m/s之间的高速空气(或另外的适合气体)。在润湿完成的情况下，使生长的晶种和颗粒经过可允许溶剂的蒸发步 骤，然后经过固化/固结步骤。在US-A-4 353 730中描述了这种类型的用于生产尿素的方法。尽管广泛使用并且出于各种观点也是有利的，但是现有技术的流化床 造粒方法具有公认的尚未被克服的缺点，其中最显著的缺点在于，基本上 不可能将最终产品的粒度控制在预定值的范围内和高的操作成本。事实上，用于助长剂的有效雾化所必需的在高速下使用的极其大量的 空气阻止在流化床内部的颗粒生长的有效和适宜的控制。此外，始终必需进行生产的颗粒的分级和筛选操作，其中大量扔弃尺 寸不可接受(太大或太小)的颗粒，扔弃的颗粒的回收操作和它们在造粒工 艺的上游的再循环。发明概述本发明涉及的技术问题在于设计并且提供一种流化床造粒方法，所述 流化床造粒方法具有使得参考现有技术所引证的缺点全部被克服的功能 特征。根据本发明，上面列出的这种技术问题是通过预定物质的流化床造粒 方法解决的，所述流化床造粒方法的特征在于包括下列步骤-通过相应的第一流化空气流产生所述物质的颗粒的第一流化床； -将处于液态的颗粒助长剂供给到第一流化床中；-在第一流化床中诱导预定物质的颗粒形成至少一条基本上为涡流状 的循环运动，并且将它保持，所述涡流状运动具有基本上水平的轴，从所 述床的连续供给所述物质的晶种一端螺旋形延伸到其相对的一端，以排出 获得的颗粒；-使用在第一床中如此获得的颗粒并且通过相应的第二流化空气流形 成在结构上与第一床无关的第二流化床；-将所述处于液态的颗粒助长剂的连续流供给到第二流化床中；-在第二流化床中诱导所述物质颗粒形成的至少一条具有水平轴、基 本上为圆柱形涡流状的循环运动，并且将它保持，所述的物质颗粒形成第 二流化床；-从第二床回收预定粒度的物质颗粒。
从参考附图对根据本发明的方法的实施方案所进行的下列陈述性和 非限制性的详细描述中，本发明的另外的特征和优点将更加清楚地显现。附图简述
图1和2分别示意性描述了用于实施本发明的造粒方法的装置的纵剖面和平面剖面(plan section);图3和4分别示意性描述了图l和2的造粒机沿着图2的线m-III和IV-IV 的横截面；图5示意性描述了根据本发明的一个备选实施方案，图l的细节的平面图；图6示意性描述了根据本发明的另一个备选实施方案，图l的细节的平 面图；图7和8分别示意性描述了根据本发明的又一个备选实施方案，图l沿 着图7的线VIII-VIII的细节的平面图和横截面。优选实施方案的详述参考附图，整体上并且示意性地以l表示用于实施根据本发明的流化 床造粒方法的装置。这种装置1包含在容器2中产生的第一流化床Z1，所述容器2优选是平行六面体的，在顶端是敞开的，优选具有矩形截面，配备有允许适合的流 化空气流A1通过网栅型底部3，用于形成并且支承所述流化床Z1(将稍后描 述)。由例如配备有多个通孔15的板组成的网栅底部3位于两个相对的长侧 壁4、 5之间以及两个相对的短侧壁6、 7之间。在其余描述中，根据将要粒 化的物质(晶禾中)进入流化床Z1的入口和获得的颗粒的排出，分别以前壁和 后壁表示短侧壁6、 7。在所述容器2的前壁6的顶边，支承用于供给其中将要粒化的物质的晶 种S1的连续流的装置10(本身是常规的，因此没有详细描述)；为了确保晶 种S1的均匀分布，所述装置10优选延伸到壁6的整个宽度。在靠近长侧壁5的顶边，分布器-分配器ll被支承，用于将预定的液体 颗粒助长剂的连续流L供给到流化床Z1中。所述分布器l l基本上延伸到壁5
的整个宽度。本发明的装置包含在相应的容器2a中产生的第二流化床Z2，所述容器 2a与上述流化床Zl的容器2类似。容器2和2a的尺寸可以相同；或者优选尺 寸不同，其中容器2a具有大于容器2的长度，例如长1.5-4倍的长度。容器 2a也配备有允许相应的流化空气流A2通过的网栅底部3a。由例如配备有多 个通孔15a的板组成的所述网栅底部3a位于长侧壁4a、 5a之间以及分别在前 面和后面的短侧壁6a、 7a之间。在侧壁5a，在上面将处于液态的颗粒助长剂L供给到流化床Z2中的分 布器-分配器lla是预见的。这种助长剂优选与将要粒化的物质上同一类型 的。根据一个优选实施方案，尽管流化床Z1和Z2在结构上无关，但是相应 的容器2和2a具有共用壁以构成单一的结构。优选地，以8表示的所述共用 壁构成容器2的后壁7和容器2a的前壁6a。根据本发明的造粒方法，在容器2中通过相应的流化空气流A1产生第 一流化床Z1，所述流化空气流A1在所述容器的前壁6供给将要粒化的预定 物质的晶种S1的连续流。处于液态的助长剂的连续流L被供给到这种床Z1中，床Z1在所述前壁6 具有在离底部3的预定高度的"自由表面"p。通过基本上在所述容器2的壁5 的整个长度上的分布器-分配器11 ，分配这种流体L 。在所述前壁6，将要粒化的物质的晶种S1"悬浮"在流化床Z1中，同时 被决定相应颗粒形成的液体助长剂润湿。悬浮在流化床Z1中的这些颗粒也 被所述液体物质L连续润湿，由于该原因，它们经历朝预定的粒度值的连 续生长。在床Zl中获得的颗粒S2的"取出"发生在容器2的后壁7-8;具体而 言，它是在这样的位置进行的，使得在所述壁上，流化床Zl的自由表面p 在底部3上比它在前壁6的高度更低的高度。这种强加的状态在流化床Z1 中形成在所述前和后壁6、 7-8之间延伸的一种"流体脉"。换句话说，由于 这种状态，构成流化床Z1的生长颗粒在所述床的内部从前壁6向后壁7-8移 动。应该指出，助长剂流是相对于上述"流体脉"在横向上定向的。 根据本发明的特征，在流化床Z1中导致预定物质的颗粒形成并且保持至少一条基本上为涡流状的循环运动(在附图的实例中的运动)，以下更简 单地称为涡流V1。对于这种目的，可以例如有利地使用助长剂流L，从而预见到它的适 合的流速/速度，并且将它在基本上与其自由表面p相切的方向上供给到流 化床Z1中。考虑上述在床Z1内部的生长颗粒的运动(流体脉)，按照具有水平轴、 基本上为螺旋形的构造，从容器2的前壁6到后壁7-8，形成涡流V1，换句 话说，从所述床Z1的连续供给物质的晶种一端到其相对一的端形成涡流 VI，以排出获得的颗粒。优选地，使用相同的流化空气流A1获得涡流V1。根据本发明的第一实施方案，将所述空气流A1分成多个具有各自的流 速的部分，所述流速在足以支持在其第一区域被供给的流化床Z1的最小值 流速和供给到床自身的另一个区域中的最大值流速之间，以形成并且保持 涡流V1。对于这种目的(图5)，使网栅底部3的孔15不均匀分布选择它们在所 述底部3中的分布使得它们的"密度"(被视为每平方厘米的表面的孔的数量) 从侧壁4向相对侧壁5增加。这种分布促使在上述侧壁5的流化空气A1的流 速更大并且在相对侧壁4的流速更小。备选地，使所述孔15均匀分布，而具有不同的尺寸。更具体而言(图6)， 孔15的尺寸从容器2的侧壁4向相对侧壁5增加，在侧壁5上支承分布器-分配 器ll。以这种方式，在靠近侧壁5处供应流速更大的流化空气。由于根据本发明的网栅底部3的特殊结构，随着接近于所述容器2的壁 5，流速和速度值增加的流化空气A1导致生长颗粒朝流化床的自由表面p 被向上牵引。这种向上牵引的程度还随着接近于所述壁5而增加，在所述 壁5它达到最大值。作为第一种作用，这增加了对流化床Z1的颗粒所实现的向上牵引的程 度，导致在流化床中颗粒在理想轴周围形成上述基本上为涡流状的循环运 动V1，所述理想轴在附图的实例中基本上是水平的，所述循环运动从所述 容器2的前壁6螺旋形延伸到后壁7。作为第二种作用，上述向上牵引引起作为所述循环运动的一部分的，
并且更具体地，在其上升部分中，颗粒细化，颗粒相互隔开，这在向右靠近容器2的壁5更明显，即在所述网栅3的其中孔11的"密度"更大(或其中孔 的尺寸更大)的区域，换句话说，在注入流化床中的流化空气的流速更大处，更明显。在颗粒的细化更大并且流化空气的温度更高处，发生优选以雾化形式 供给的生长液体L对所述颗粒的润湿。正是因为它们被细化，换句话说， 被很好地隔开，所以颗粒的润湿以很均匀和最适宜的方式发生。因此，提 高了颗粒本身生长的均匀性。此外，在发生上述单个颗粒的润湿处，作为 在流化床中形成颗粒的回旋流的原因的流动的空气是热的，并且均匀和最 适宜地处理在生长液体中所用的可允许溶剂的蒸发。因此，在每一个单独 的颗粒上沉积的"新"助长剂层的厚度是均匀和最适宜的。在润湿之后，所述单独的颗粒与在上述循环运动中紧紧跟随它们的颗 粒一起向容器2的相对壁4移动，从而越过流化床的连续区域，在所述连续 区域，网栅底部3具有逐渐降低密度的孔15(或尺寸逐渐更小的孔)。在流化 床的这些区域中，通过流化空气A1施加的向上推动在靠近容器2的壁5处最 大， 一直下降到零。由于这种原因，在靠近所述壁4处，颗粒流自然偏向 容器2的网栅底部3。在到网栅底部3的通道中，所述循环运动中的单独颗粒越过流化床的 逐渐更冷的下层。在这种通道中，在每一个单独的颗粒的表面上进行生长 液体的固化/固结步骤，即在随后的延伸直至壁5的通道部分中完成的步骤， 从而获得相应的体积和质量略微增加的颗粒。从这里，每一个单独的颗粒 开始与上述相同的新生长循环，同时它还向排出壁移动("涡流"的螺旋形 运动)。根据本发明的另一个备选的实施方案，通过适当地改变进入流化床2 的这种空气流A1的入口方向，获得上述涡流V1。对于这种目的(图7、 8)，使网栅底部3的孔15均匀分布，所有孔均具有 相同的直径，并且全部相同地以预定的角度a倾斜于水平面，所述角度oc优 选在30。和60。之间，例如45°。选择所述孔的倾斜度，使得空气对颗粒的推动具有例如确保流化床Z1 的支承的垂直分量和允许形成并且保持涡流V1的水平分量。
使用在第一流化床Z1中获得的颗粒S2，在容器2a中通过单独的流化空 气流A2产生第二流化床Z2。对于这种目的，通过装置17(本身是常规的，因此没有详细描述)将这 些颗粒S2从第一流化床Z1中取出，并且转移到在容器2a上延伸的分布器 18(本身也是常规的，因此没有详细描述)中，由所述分布器18将它们规则 地分配在第二流化床Z2的整个长度上，例如，在靠近长侧壁4a处，从其前 壁6a-8到后壁7a。通过分布器11将处于液态的颗粒助长剂L的连续流供给到流化床Z2中。以与对流化床Z1所述相同的方式，在第二流化床Z2中形成并且保持构 成该流化床的生长颗粒的相应的基本上为涡流状的循环运动V2。因为在颗 粒的床Z2中没有"流体脉"形成，所以所述涡流状运动V2圆柱状形成有在第 二容器2a中的水平轴。还在这种情况下，可以使用生长物质流以及更优选使用流化空气A2 本身获得涡流V2。从第二床Z2中，通过在网栅底部3a中制造的多个狭缝16，排出生产的 颗粒S2。这些狭缝16是大小适当的，并且具有与打算生产的颗粒S3的直径 相关(大于)的宽度。特别是，从容器2a的底部3a排出成品颗粒S3通过重力进行，优选以相 对一通过所述狭缝16供给到所述流化床Z2中的所述空气流A2或另一种适 合的分级气体，逆流的形式进行。根据本发明的另一个实施方案(未表示)，所述造粒方法预见到在同一 个将要粒化的物质的流化床(Z1和/或Z2)中形成颗粒的两条相反的基本上 为涡流状的循环运动。对于这种目的，预见到在容器的相对长侧壁的每一个上将生长液体供 给到流化床中的分布器-分配器，并且优选地，预见到具有通孔的网栅底部， 所述通孔根据相同且对称性相向的分布相对于它们的中间轴排列。在具有 两个相反的涡流的第二流化床Z2的情况下，将第一流化床中获得的颗粒转 移并且规则地分配在第二流化床的整个长度上，优选在相应的第二容器的 纵轴上。 由于根据本发明的方法，可以获得粒度多分散度很低的终产品，并且 实现相对于现有技术的方法改进的节能。因为通过控制在所述流化床的不同区域中的流化空气流的流速的变 化，可以控制在流化床内部进行的每一次循环(润湿、干燥、脱水和固化) 的执行时间和循环的数量，所以通过上面引用的事实，即，使每一个单独 的物质颗粒有利地经过基本上相同的生长过程，进一步提高这种优点。此外，由于根据本发明的造粒方法，注意到相对于现有技术的方法大 量减少粉末的形成。这也意味着回收这些粉末所需的装置的大量减少，与 获得粒度适合的终产品，即适于直接销售的终产品的可能性一起，允许投 资和维修成本以及相应的造粒装置的能耗大量减少。最后但非最不重要的，使用流化空气在生长颗粒的流化床中形成并且 保持上述涡流状循环运动有利地允许避免使用另外的外部能源达到相同 的目的，因此在方法的效率方面具有积极效果，从而降低消耗。本发明可以具有进一步的实施方案并且可以进行修改，所有的实施方 案和修改均在本领域技术人员所及的范围内，并且同样地，落入本发明本 身的如后附权利要求所限定的保护范围内。
权利要求
1.预定物质的流化床造粒方法，其特征在于，该方法包括下列步骤-通过相应的第一流化空气流(A1)产生所述物质的颗粒的第一流化床(Z1)；-将处于液态的颗粒助长剂(L)供给到所述的第一流化床(Z1)中；-在所述的第一流化床(Z1)中诱导所述预定物质的颗粒形成至少一条基本上为涡流状的循环运动(V1)，并且将它保持，所述涡流状运动(V1)具有基本上水平的轴，从所述床(Z1)的连续供给所述物质的晶种(S1)的一端螺旋形延伸到其相对的一端，以排出获得的颗粒(S2)；-使用在所述的第一床(Z1)中如此获得的所述颗粒(S2)并且通过相应的第二流化空气流(A2)，形成在结构上与所述的第一床(Z1)无关的第二流化床(Z2)；-将所述处于液态的颗粒助长剂(L)的连续流供给到所述的第二流化床(Z2)中；-在所述的第二流化床(Z2)中诱导形成所述生长颗粒的至少一条具有水平轴、基本上为圆柱形涡流状的循环运动(V2)并且将它保持，所述的生长颗粒形成第二流化床；-从所述的第二床(Z2)回收预定粒度的物质颗粒(S3)。
2. 根据权利要求l的方法，其特征在于通过将所述相应的助长剂流(L) 在与所述涡流本身相切的方向上并且相对于它们的轴在横向上供给到所 述流化床(Z1和Z2)中，诱导并且保持所述涡流状的循环运动(V1、 V2)。
3. 根据权利要求l的方法，其特征在于通过使用所述相应的流化空气 流(A1、 A2)的至少一部分，诱导并且保持所述涡流状的循环运动(V1、 V2)。
4. 根据权利要求l的方法，其特征在于通过自重与所述的第二流化空 气流相反地排出，进行来自所述的第二床(Z2)的最终颗粒的回收。
5. 根据权利要求1的方法，其特征在于通过将在所述的第一流化床 (Z1)中产生的颗粒(S2)转移到分布器(18)中形成、保持并且供给所述的第二 流化床，所述分布器(18)在第二流化床(Z1)上基本上延伸到其整个轴向的 长度。
6. 用于根据前述权利要求所述的方法将预定物质造粒的装置，其特征在于包含-在第一容器(2)中产生的第一流化床(Z1)，所述容器(2)优选是平行六 面体的，配备有允许第一流化空气流(A1)通过的网栅底部(3)，用于形成并 且支承所述流化床(Z1)，所述流化床(Z1)位于两个相对的长侧壁(4、 5)之间 以及两个相对的短侧壁(6、 7)之间，所述短侧壁是分别用于将所述将要粒 化的物质的晶种(S1)的连续流供给到所述流化床(Z1)中的前壁和用于排出 所述获得的颗粒(S2)的后壁，分布器-分配器(11)在靠近至少一个长侧壁(5) 的顶部一侧被支承以供给第一流化床(Z1)的预定液体颗粒助长剂的连续流 (L);-在第二容器(2a)中产生的第二流化床(Z2)，所述容器(2a)优选是平行 六面体的，配备有允许第二流化空气流(A2)通过的网栅底部(3a)，用于形 成并且支承所述的第二流化床(Z2)，所述的第二流化床(Z2)位于相应的彼 此成双相对的侧壁(4a、 5a、 6a、 7a)之间，第二分布器-分配器(lla)在靠近 至少一个侧壁(5a)的顶部一侧被支承以将处于液态的颗粒助长剂(L)供给 到所述的第二流化床(Z2)中；-用于将在所述的第一流化床(Z1)中获得的所述颗粒(S2)供给到第二 流化床(Z2)中的装置(17、 18);-用于从所述的第二流化床(Z2)回收预定粒度的物质的所述颗粒(S3) 的装置(16)。
7. 根据权利要求6的装置，其特征在于所述的第一和第二流化床(Z1 和Z2)的相应的在结构上无关的容器(2、 2a)具有共用侧壁(8)以构成单一的结构。
8. 根据权利要求7的装置，其特征在于所述共用壁(8)构成所述的第一 容器(2)的所述后壁(7)和所述的第二容器(2a)的前侧壁(6a)。
9. 根据权利要求6的装置，其特征在于用于将在所述的第一流化床 (Z1)中获得的所述颗粒(S2)供给到第二流化床(Z2)中的所述装置(17、 18)包 括在所述的第二床(Z2)上基本上延伸到其整个轴向长度的分布器(18)。
10. 根据权利要求6的装置，其特征在于用于从所述的第二流化床(Z2) 回收预定粒度的物质的所述颗粒(S3)的所述装置包含多个狭缝(16)，所述多个狭缝(16)是在所述的第二容器(2a)的所述网栅底部(3a)中制造的，是大 小适当的，并且具有与打算生产的预定粒度的所述颗粒(S3)的直径相关(大 于)的宽度；和用于通过所述狭缝(16)将所述的第二空气流(A2)或另一种适 合的分级气体供给到所述的第二流化床(Z2)中的装置。
11. 根据权利要求6的装置，其特征在于所述的第一和第二容器(2、 2a)中的至少一个的所述网栅底部(3, 3a)配备有孔(15)，所述孔(15)以从所述 容器(2、 2a)的侧壁(4、 4a)开始向所述容器本身的相对侧壁(5、 5a)增加的密 度或间距的形式分布在所述底部(3， 3a)中。
12. 根据权利要求ll的装置，其特征在于所述孔(15)全部具有相同的 直径或端口。
13. 根据权利要求6的装置，其特征在于所述的第一和第二容器(2、 2a)中的至少一个的所述网栅底部(3, 3a)配备有孔(15)，所述？L(15)均匀地分 布在所述底部本身中并且具有不同的直径或端口，每一个孔(15)的直径随 着所述孔(15)接近于所述容器(2、 2a)的侧壁(5、 5a)逐渐增加，在所述侧壁 (5、 5a)上颗粒助长剂(L)的分布器-分配器(11、 lla)优选被支承。
14. 根据权利要求6的装置，其特征在于所述的第一和第二容器(2、 2a) 中的至少一个的所述网栅底部(3，3a)配备有孔(15)，所述 L(15)全部相同相 对于水平面以预定的角度a倾斜，所述角度oc优选在30。和60。之间。
全文摘要
预定物质的流化床造粒方法的特征在于包括下列步骤-通过相应的第一流化空气流(A1)产生该物质颗粒的第一流化床(Z1)；-将处于液态的颗粒助长剂(L)供给到第一流化床(Z1)中；-在第一流化床(Z1)中诱导该预定物质的颗粒(S1)形成至少一条具有基本上水平的轴、基本上为涡流状的循环运动(V1)，并且将它保持，从床(Z1)的连续供给该物质的晶种(S1)的一端螺旋形延伸到其相对的一端，以排出获得的颗粒(S2)；-使用在第一床(Z1)中如此获得的颗粒(S2)并且通过相应的第二流化空气流(A2)形成在结构上与第一床(Z1)无关的第二流化床(Z2)；-将处于液态的颗粒助长剂(L)的连续流供给到第二流化床(Z2)中；-在第二流化床(Z2)中诱导形成该物质颗粒的至少一条具有水平轴、基本上为圆柱形涡流状的循环运动(V2)且将它保持，该生长颗粒形成第二流化床；-从第二床回收预定粒度的物质颗粒(S3)。
文档编号B01J2/16GK101132850SQ200680006783
公开日2008年2月27日 申请日期2006年2月20日 优先权日2005年3月3日
发明者卡拉·布兰多, 詹弗兰科·贝代蒂 申请人:乌里阿·卡萨勒有限公司