尿素制粒设备的制作方法

引言

本发明涉及一种流化床制粒机。该制粒机特别适用于用尿素或含尿素液体(诸如尿素熔体)制粒。该制粒机例如适用于形成尿素或含尿素颗粒剂。尿素颗粒剂(其可包括添加剂，诸如铵盐)主要用作肥料，并且也可例如用于牛饲料和nox减排。

本发明涉及一种流化床制粒机。在此类制粒机的操作中，通过经由流化板供应流化气体(通常为空气)来将颗粒流化床维持在一个或多个制粒隔室中。该板布置在所述隔室的底部并且具有多个用于流化气体的开口。在设备的操作中，使用流化板中的喷嘴将制粒液体(例如尿素熔体，诸如具有大于90重量％或大于95重量％的尿素，例如具有小于5重量％的水)供应到流化床中。喷嘴还使用次级气体(通常为空气)，该气体例如在喷嘴中用于将制粒液体雾化成喷雾或用于将颗粒输送通过制粒液体的膜，该膜由喷嘴形成。在每个制粒机隔室中，喷嘴通常以阵列形式设置在流化板中。在操作中，流化气体上升通过流化板中的开口，以确保颗粒在制粒隔室中的流化并带走结晶热。因此，在流化板下方布置了三个供应系统：流化气体供应系统、制粒液体供应系统(例如，用于尿素熔体)和次级气体供应系统。

在本发明中，流化气体和次级气体例如在不同温度、不同流速和/或不同压力下单独供应，并且例如两者都是空气。在一个优选的实施方案中，流化气体温度高达50℃(最低温度为例如环境温度)，并且次级气体的温度为例如至少60℃或至少100℃，并且例如高达150℃。在本发明中，次级气体(优选地为次级空气)的优选高温可有利地用于防止作为优选制粒液体的尿素熔体在根据本发明的制粒机的制粒液体供应歧管的位于次级气体空间内的部分中固化。

ep2055373(也公布为us2012/0282361)描述了一种制粒机，该制粒机包括制粒单元，该制粒单元具有在其底部部分处具有穿孔板的底部底板、用于向底部底板供应流化空气的上部空气供应管以及用于喷洒制粒液体的喷雾嘴。喷嘴设置在空气供应管的出气口的中心，该空气供应管各自从下部空气供应管支化，并且管在底部底板中各自具有用于将空气喷射到制粒单元中的开口。ep2055373在图1中示意性地示出了具有连接到水平制粒供应管线的喷雾嘴的制粒机，该水平制粒供应管线充分穿过用于流化空气的上部空气供应管。在ep2055373中，流化空气处于44℃，因此相对较冷(表2)，使得在ep2055373的集管中存在制粒液体冷却和固化的风险，或者另选地，制粒液体在ep2055373的制粒机的入口处必须非常热。

文档“stami尿素喷射涂饰剂制粒设计(stamiurealaunchfinishgranulationdesign)”描述了在斯塔米卡邦(stamicarbon)尿素制粒技术中使用流化床制粒机，其中尿素熔体通过多个膜喷雾嘴引入。经由安装在每个喷雾嘴周围的空气环引入连续的次级空气流，并注意晶种/颗粒剂通过尿素熔体膜的输送。流化床制粒机被分成多个制粒区段和一些冷却区段，在该多个制粒区段中经由喷嘴引入尿素熔体，并且在该些冷却区段中冷却所形成的颗粒。流化空气分布在制粒区段和冷却区段上以保持流化床并带走所生成的结晶热。

《氮和甲醇(nitrogen&methanol)》第272期中的文章“comingofage”(2004年11月至12月，第37-43页，xp001212587)提到斯塔米卡邦流化床尿素制粒工艺的制粒机包括沿着制粒机的多个集管歧管。这些集管位于流化板下方，并且每个集管包括空气集管，该空气集管具有位于空气集管内的同轴熔体集管。

本发明的目的是提供一种改进的流化床制粒机。

技术实现要素：

本发明在第一方面涉及一种用于利用尿素或含尿素液体制粒的流化床制粒机，该制粒机包括制粒机外壳，其中制粒机外壳包括：下壁、上壁、流化气体入口、次级气体入口、固体产品颗粒出口、废气出口，以及任选地晶种颗粒入口，其中制粒机外壳包括多个制粒隔室，制粒隔室在制粒机的长度方向上串联布置，其中制粒机还包括制粒液体入口和制粒液体供应歧管，其中制粒液体供应歧管包括制粒液体集管和多个竖管，其中制粒液体集管连接到所述制粒液体入口和多个所述竖管，其中制粒机外壳还包括流化板和至少位于所述制粒隔室中的分隔板，其中分隔板在竖直方向上与流化板间隔开并且被置于流化板下方，其中分隔板被布置在所述下壁和所述流化板之间，其中所述制粒机外壳包括所述上壁和所述流化板之间的第一空间、所述流化板和所述分隔板之间的第二空间以及所述分隔板与所述下壁之间的第三空间，所述第一空间、所述第二空间和所述第三空间各自具有外壳，其中所述制粒机被配置为用于将操作中的颗粒流化床保持在所述第一空间中，并且其中所述第一空间的外壳包括所述固体产品颗粒出口、所述废气出口以及任选地所述晶种颗粒入口，其中所述第二空间的外壳包括所述流化气体入口，并且其中流化板包括用于使所述流化气体从所述第二空间通向所述第一空间的开口，其中所述第三空间的外壳包括所述次级气体入口，其中制粒机在所述制粒机隔室中包括用于将所述制粒液体供应到所述第一空间中的多个喷嘴，其中所述喷嘴中的至少一个喷嘴包括所述次级气体的喷嘴入口和所述制粒液体的喷嘴入口，其中所述制粒机包括次级气体通道，该次级气体通道从所述分隔板中的次级气体开口通过所述第二空间延伸至所述次级气体喷嘴入口，其中所述制粒液体供应歧管部分地设置在所述第三空间中并且部分地设置在所述第二空间中，并且其中所述竖管中的至少一个竖管至少部分地设置在所述次级气体通道内，其中所述竖管穿过所述次级气体开口或在所述次级气体开口处接合到所述集管。

本发明还涉及在此类制粒机中执行的尿素制粒方法，其中该方法包括：将尿素熔体作为制粒液体供应到制粒液体入口并通过包括集管和竖管的制粒液体供应歧管，向流化气体入口供应流化气体并向制粒机的次级气体入口供应次级气体，以及从颗粒出口取出颗粒，并且将颗粒流化床保持在第一空间中并使用喷嘴将制粒液体供应到第一空间中。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的示例性制粒机。

图2示意性地示出了根据本发明的示例性制粒机；其中图2a示出了概览，并且图2b示出了放大的部分横截面。

图3示意性地示出了根据本发明的示例性制粒机。

图4示意性地示出了根据本发明的一些实施方案的示例性制粒机。

图5示意性地示出了根据本发明的示例性制粒机。

图6示意性地示出制粒机；图6a示出了根据本发明的制粒机，图6b和图6c示出了横截面。

图7示意性地示出了并非根据本发明的参考制粒机。

图8示出了根据本发明的示例性制粒机的等轴视图。

具体实施方式

本发明的制粒机具有用于向制粒机和制粒液体供应歧管供应流化气体和次级气体的特殊配置的空间。该配置允许例如更容易地清洁制粒机。本发明的其他优点将在下文的具体实施方式中讨论。

根据本发明的制粒机的特征在于其包括制粒液体供应歧管，该制粒液体供应歧管部分地设置在第三空间中，该第三空间包括次级气体入口。这提供了以下优点：第三空间中相对较大体积的相对较热的次级气体加热制粒液体供应歧管的所述部分中的制粒液体。

在一个优选的实施方案中，制粒液体集管设置在第三空间中，并且第三空间的外壳包括制粒液体入口。在该优选的实施方案中，集管具体地完全布置在第三空间内。有利的是，集管中的制粒液体与第三空间中相对较热的次级气体间接热交换接触，使得热损失减少。

示例性流化床制粒机(1)在图1、图2和图3中示出。在以下一般性讨论中，附图中示出的项目的附图标记仅为了方便起见而给出；这些附图标记不限制本发明或权利要求。

本发明涉及一种流化床制粒机，其为用于利用尿素或含尿素液体制粒的流化床制粒机(1)。制粒机包括制粒机外壳(2)。制粒机外壳(2)包括下壁(3)、上壁(4)、流化气体入口(5)、次级气体入口(6)、固体产品颗粒出口(7)、废气出口(8)以及任选地晶种颗粒入口(9)。制粒机外壳(2)包括多个制粒隔室(a,b)，该多个制粒隔室在制粒机的长度方向上串联布置。制粒机(1)还包括制粒液体入口(10)和制粒液体供应歧管(11)。制粒液体供应歧管(11)包括制粒液体集管(12)和多个竖管(13)。制粒液体集管(12)连接到制粒液体入口(10)和多个所述竖管(13)。制粒机外壳(2)还包括流化板(14)和至少位于所述制粒隔室(a,b)中的分隔板(15)。分隔板(15)在竖直方向上与流化板(14)间隔开，并且被置于流化板(14)下方。分隔板(15)被布置在所述下壁(3)与所述流化板(14)之间。

制粒机外壳(2)还包括所述上壁(4)和所述流化板(14)之间的第一空间(21)、所述流化板(14)和所述分隔板(15)之间的第二空间(22)以及所述分隔板(15)和所述下壁(3)之间的第三空间(23)。所述第一空间、第二空间和第三空间各自具有外壳。制粒机被配置为用于将操作中的颗粒流化床保持在所述第一空间(21)中。所述第一空间(21)的外壳包括所述固体产品颗粒出口(7)、所述废气出口(8)以及任选地所述晶种颗粒入口(9)。所述第二空间(22)的外壳包括所述流化气体入口(5)。流化板(14)包括用于使所述流化气体从所述第二空间(22)通向所述第一空间(21)的开口(16)。所述第三空间(23)的外壳包括所述次级气体入口(6)。

制粒机在所述制粒机隔室(a,b)中还包括用于将所述制粒液体供应到所述第一空间(21)中的多个喷嘴(17)。所述喷嘴(17)中的至少一个喷嘴包括所述次级气体的喷嘴入口(18)和所述制粒液体的喷嘴入口(19)。制粒机包括次级气体通道(20)，该次级气体通道从所述分隔板(15)中的次级气体开口(25)通过所述第二空间(22)延伸至所述次级气体喷嘴入口(18)。制粒液体供应歧管(11)部分地设置在所述第三空间(23)中并且部分地设置在所述第二空间(22)中。所述竖管(13)中的至少一个竖管至少部分地设置在所述次级气体通道(20)内。所述竖管(13)穿过所述次级气体开口(25)或在所述次级气体开口(25)处接合到所述集管(12)。

制粒机特别适用于用尿素或含尿素液体制粒。

制粒机外壳(2)通常为盒形，并且在顶视图中也可为例如椭圆形。外壳通常是长方形的，例如具有比垂直水平宽度方向大(例如，至少2倍大)的水平长度方向。制粒机外壳(2)包括下壁(3)、上壁(4)和侧壁。下壁为例如金属板或混凝土底板。制粒机外壳(2)包括第一空间(21)。制粒机外壳包括多个制粒隔室(a,b)。制粒隔室在制粒机的长度方向上串联布置，并且通常设置在所述第一空间(21)中。

制粒机外壳(2)，具体地第一空间(21)，进一步优选地包括位于所述制粒隔室下游的至少一个冷却隔室(c)。隔室通过分隔件诸如挡板(26)彼此分开，该分隔件是例如连接到侧壁的板，并且第一空间例如包括分隔件和流化板(14)之间以及分隔件和顶壁之间的开口，以允许输送颗粒。使用由此类分隔件隔开的串联布置的多个隔室能够更好的控制颗粒在制粒机中的停留时间。在操作中，流化床中的颗粒从上游隔室移动至下游隔室，并且一般移动至颗粒出口(7)，在颗粒出口处所形成的颗粒被取出。尺寸过小的颗粒任选地被再循环，例如作为晶种；颗粒材料中尺寸过大的颗粒任选地被压碎(通常在制粒机外部)，并且压碎的颗粒被例如再循环。在一些实施方案中，省略了尺寸过小的粒料和/或(粉碎的)尺寸过大的粒料的再循环。

制粒机(1)还包括制粒液体入口(10)和制粒液体供应歧管(11)。在尿素装置中，入口用于例如尿素熔体，该尿素熔体包含例如至少90重量％或至少95重量％或至少98重量％的尿素；并且通常包含制粒添加剂如甲醛。熔体还可包含缩二脲。制粒液体还可例如包含或基本上由(例如，至少90重量％的)尿素、任选地缩二脲和添加剂的混合物组成，该添加剂为例如铵盐。制粒液体通常包含小于5重量％或小于2重量％的水。

在制粒机中进行的制粒方法例如基于水的蒸发和/或制粒液体的冷却，以提供制粒液体的固化和颗粒的生长。例如，由流化气体和/或次级气体提供冷却。在制粒方法的一个示例性实施方案中，制粒液体(优选尿素熔体)在制粒机中固化，特别是在颗粒上固化。在喷嘴为成膜喷雾嘴的示例性实施方案中，制粒可涉及颗粒的分层生长。

制粒液体入口例如连接到尿素装置的蒸发区段(的出口)，诸如连接到一个或多个真空蒸发级。

制粒机，具体地制粒空间，包括废气出口(8)(通常在上壁中或顶部附近和/或通常在长度方向上的下游端)、固体产品颗粒出口(7)以及任选地晶种颗粒入口(9)。颗粒出口(7)和任选的晶种入口(9)通常位于制粒机外壳(2)的相对两端，两端在制粒机的长度方向上相对。颗粒出口(7)例如设置在所述冷却隔室(c)中。

制粒机外壳(2)还包括流化气体入口(5)和次级气体的单独入口(6)。以此方式，流化气体(例如空气)和次级气体(例如空气)在操作中可具有不同的温度、流速、组成和/或压力。

制粒机外壳(2)还包括流化板(14)。流化板形成制粒隔室(a,b)的底部和任选的冷却隔室(c)的底部。流化板(14)包括开口(16)，用于使流化气体通过第一空间(21)，具体地通过制粒隔室(a,b)和通过任选的冷却隔室(c)。以此方式，制粒机被配置为用于将操作中的颗粒流化床保持在所述第一空间(21)中。第一空间(21)的外壳包括固体产品颗粒(即，颗粒)出口(7)、废气出口(8)(用于对应于硫化气体和次级气体的废气)，以及任选地晶种颗粒入口(9)，在本文中，第一空间的外壳例如由制粒隔室(a,b)和任选的冷却隔室(c)的侧壁和/或顶壁以及流化板(14)提供。因此，第一空间(21)被布置在上壁(4)和流化板(14)之间。流化板(14)例如被布置为水平板，并且任选地略微倾斜(例如，至多10°或至多2°)，具体地在长度方向上。

分隔板(15)通常被布置为水平板，但也可略微倾斜(例如，至多10°或至多2°)，具体地在长度方向上，例如其中板的最高部分比板的最低部分更靠近气体出口(8)。这可用于使例如不溶性缩二脲的清洁变得容易，该不溶性缩二脲可被冲洗到板的下侧以易于移除。流化板(14)和分隔板(15)通常被布置为平行板，但也可相对于彼此略微倾斜，例如至多10°或至多5°。在倾斜分隔板的情况下，流化板优选地也倾斜并平行于倾斜分隔板，以优化气流。

制粒机在制粒机隔室(a,b)中包括用于将制粒液体供应到第一空间(21)中的多个喷嘴(17)。喷嘴为例如膜喷雾嘴或雾化喷嘴，其他类型的喷嘴在本发明的制粒机中也是可能的。在一些实施方案中，制粒机隔室包括多个喷管以用于将制粒液体供应到第一空间中，例如作为喷嘴(17)。优选地，喷嘴延伸穿过流化板中的开口。优选地，每个喷嘴具有用于制粒液体的喷嘴出口，该喷嘴出口从流化板突出到第一空间中。喷嘴通常在长度方向上以一定间隔提供，这些间隔有助于分层生长。在一些实施方案中，喷嘴安装在第一空间内部的流化板上。然而，优选地，每个喷嘴延伸穿过流化板中的开口，并且每个喷嘴例如不宽于喷嘴的至少喷涂端处的开口。有利的是，在一些实施方案中，流化板可通过将板向上移动而容易地移除(例如，出于清洁目的)，并且喷嘴不阻挡此类移动。流化板对于每个喷嘴具有例如一个开口。

至少一个喷嘴(17)，优选多个喷嘴(例如，多于10个或多于30个喷嘴)或甚至所有喷嘴，包括次级气体喷嘴入口(18)，并且还包括制粒液体的单独的喷嘴入口(19)。次级气体喷嘴入口(18)连接到用于次级气体(6)的制粒机外壳的入口。制粒液体喷嘴入口(19)通过制粒液体供应歧管(11)连接到制粒机的制粒液体入口(10)。

在本发明的流化床制粒机中，制粒液体供应歧管(11)包括制粒液体集管(12)和多个竖管(13)，其中制粒液体集管(12)连接到制粒机的制粒液体入口(10)和多个竖管(13)。

此外，制粒机外壳(2)至少在所述制粒隔室(a,b)中包括分隔板(15)。分隔板(15)在竖直方向上与流化板(14)间隔开，并且在制粒机外壳中被置于流化板(14)下方。因此，分隔板(15)被布置在下壁(3)和流化板(14)之间。在一些实施方案中，冷却隔室(c)中的分隔板(15)被省略(参见例如图3)。

因此，除了第一空间(21)之外，制粒机外壳(2)还包括流化板(14)与分隔板(15)之间的第二空间(22)，以及分隔板(15)与下壁(3)之间的第三空间(23)。第一空间、第二空间和第三空间各自具有外壳(由所述一对板和/或壁以及制粒机的侧壁形成)。

第二空间(22)的外壳包括流化气体入口(5)，例如在侧壁中，并且在盒形制粒机的情况下，例如在平行于长度方向的长侧壁中。第三空间(23)的外壳包括次级气体的入口(6)，例如在侧壁中，并且在盒形制粒机的情况下，例如在平行于长度方向的长侧壁中，如示出侧壁(27)的图8所示。

制粒机包括次级气体通道(20)，该次级气体通道从分隔板(15)中的次级气体开口(25)穿过第二空间(22)延伸到次级气体喷嘴入口(18)。以此方式，在操作中，次级气体在入口(6)处进入制粒机外壳，流过第三空间(23)，流过次级气体开口(25)并流过连接至所述开口(25)的次级气体通道(20)，并且到达喷嘴(17)的喷嘴入口(18)。优选地，次级气体通道(20)被布置为连接次级气体开口(25)和喷嘴入口(18)的直立式管，该次级气体开口和喷嘴入口被布置在相同的垂直线上，例如：在与所述分隔板(15)成85°至95°的直线上，或与所述分隔板成90°垂直或成此类角度的直线上，即，对于水平平面中的至少一个方向，具有在所述范围内的竖直角度。

此外，在操作中，流化气体在流化气体入口(5)处进入制粒机外壳，流过第二空间(22)，然后流过流化板中的多个开口(16)中的一个开口进入第一空间(21)。

在本发明的制粒机中，制粒液体供应歧管(11)部分地设置在第三空间(23)中，因此位于分隔板(15)下方。该第一部分包含制粒液体入口(10)，或者从制粒液体入口(10)接收制粒液体，并且具体地在竖管(13)的上游(用于制粒液体)。制粒液体供应歧管(11)的另一个第二部分由竖管(13)提供，竖管(13)至少部分地设置在第二空间(22)中。

为了跨越分隔板(15)下方的制粒液体供应歧管(11)的部分与喷嘴入口(19)之间的竖直距离，所述竖管(13)中的至少一个竖管(用于制粒液体)至少部分地设置在次级气体通道(20)内部。竖管(13)穿过次级气体通道(20)的次级气体开口(25)，在次优选的实施方案中，竖管在该次级气体开口(25)处接合到集管(12)。竖管(13)在一端(上端)处连接到喷嘴入口(19)。次级气体开口(25)优选地为次级气体通道(20)的底部开口，或者通道(20)为例如延伸穿过开口(25)并具有第三空间(23)内部和分隔板(15)下方的底端的管。

以此方式，制粒液体在制粒液体入口(10)处供应到制粒液体供应歧管(11)中，流过集管(12)并向上流过竖管(13)以到达喷嘴入口(19)。竖管(13)为例如在内部制粒液体中和对外部次级气体操作的管，因为竖管至少部分地设置在次级气体通道(20)内部。例如，竖管(13)和次级气体通道(20)为同心管。优选地，竖管至少与次级气体管一样长，并且在一些实施方案中竖管甚至更长。

优选地，竖管跨越至少分隔板和流化板之间的竖直距离。优选地，每个竖管仅连接到一个喷嘴。优选地，制粒液体供应歧管包括多个分流口(例如，管接头)，用于将制粒液体分成通向单独喷嘴的料流，和/或用于使第一制粒液体料流从第二制粒液体料流仅通向一个喷嘴到达多个喷嘴。此类分流的示例是集管和单独的竖管之间的接头，例如，如图1所示。优选地，这些分流口中的至少一些分流口，优选所有这些分流口被布置在分隔板下方。优选地，布置在第二空间中的用于制粒液体的管或管道由用于仅流向一个喷嘴的制粒液体料流的管或管道组成。在一些实施方案中，用于制粒液体料流到单独喷嘴的这些接头或分流口布置在该喷嘴的制粒液体入口的正下方，即，喷嘴入口和对应的分流口(例如，管接头)仅在竖直方向上而不是在长度和/或宽度方向上位置不同。

制粒液体供应歧管以及第二空间和第三空间的配置有利地提供比制粒机的用于制粒液体的已知集管更简单的构造。此外，在一些实施方案中，整个制粒液体供应歧管可有利地设置在制粒机外壳或制粒机壳体中。这允许制粒机的构造更简单且重量更轻。可减少壁突起(入口和出口开口以及管)的数量，从而减少制粒机壁的弱化并且避免或至少减少对壁中的增强结构的需要。

该配置对于制粒机的清洁特别有利。为了清洁制粒机，通常从第一空间(21)移除第一大块(固体块)。此后，用水(或其他溶剂)进一步清洁第一空间(21)以溶解任何残留的固体(例如尿素)。这使得受污染的水和尿素颗粒(或其他固体颗粒)通过流化板(14)中的开口(16)进入第二空间(22)。利用本发明的配置，与例如上文所述的现有技术制粒机相比，第二空间(22)更大和/或更易于清洁。具体地讲，竖管(13)设置在次级气体通道(20)内。因此，在一些实施方案中，第二空间(22)有利地不包含除次级气体通道(20)之外的任何设备部件，该设备部件(如果存在的话)将阻碍清洁或阻挡触及第二空间的底部(即，分隔板(15)。相比之下，在已知的尿素制粒机中，通常在流化气体的空间中提供用于尿素的集管，并且通常还提供用于次级气体的供应集管；这些集管对于清洁成为障碍物。

另一个优点是，由于制粒液体供应歧管至少部分地设置在操作中包含次级气体的空间(第三空间)内，该次级气体是热的，因此在喷嘴上游需要较少的绝缘来保持制粒液体高于固化温度；因为竖管在操作中被热的次级气体屏蔽，甚至更是如此。

此外，供应歧管的较少分支增加了在歧管周围、尤其是在竖管周围设置绝缘的灵活性。具体地讲，尿素供应歧管在一些有吸引力的实施方案中完全嵌入次级气体空间中。这提供了以下优点，即在输送到喷嘴的整个过程中，尿素熔体保持在较高温度、熔融状态下。

有利的是，本发明的制粒配置允许系统中制粒液体和/或次级气体的喷嘴上游的总压降显著小于喷雾嘴中的压降，例如在制粒液体和/或次级气体的通道中提供总压降的至少90％或甚至至少95％。压降主要在喷嘴中的此类定位有利地有助于供应的次级气体(例如，空气)和/或制粒液体(例如，含尿素熔体)的更均匀分布。

本发明的配置允许易于清洁，例如在移除流化板之后手动清洁。该配置还允许使用(半)自动清洁系统，例如通过将清洁液诸如水喷洒到第二空间中。预计不会在次级气体通道内部形成尿素沉积物，因为该次级气体通道并不连接到第二空间，但如果需要，冲洗通道是可能的。

在本发明中，流化气体和次级气体例如在不同温度、不同流速和/或不同压力下单独供应，并且例如两者都是空气。在本发明的一些实施方案中，流化气体的温度低于70℃，诸如5℃至50℃，并且次级气体的温度例如高于100℃，诸如140℃至150℃。次级气体比流化气体温度高例如至少20℃或至少50℃。这提供了防止在制粒液体供应歧管(11)中、特别是在竖管(13)中流动的制粒液体(例如尿素熔体)凝固的优点。

在一个优选的实施方案中，次级气体通道为第一管，并且设置在次级气体通道中的竖管或竖管的一部分为第二管，其中在至少一个竖直位置并且优选地在设置于次级气体通道中的竖管或竖管的一部分的所有竖直位置的水平面中的管的横截面中第一管围绕第二管。管的横截面可在水平面中具有任何形状，例如圆形、多边形(特别是简单多边形，诸如正方形、五边形和六边形)或其他形状。

在示例性实施方案中，次级气体通道和竖管(或设置在次级气体通道中的竖管的部分)被提供为同心管。任选地，第一管和第二管的水平面中的横截面对于至少一个竖直位置具有相同的中心。优选地，次级气体通道是外管，并且竖管(或竖管的该部分)是直径小于外管的内管。对于任一管的长度的至少一部分，外管优选地在水平面中的横截面中完全围绕内管。此类管的示例示于图1中。

在一个优选的实施方案中，制粒机包括将第一空间分成多个区的至少一个分隔件(26)，其中这些区限定制粒隔室(a,b)。第二空间在制粒隔室之间分开或不分开，优选地第二空间由分隔壁分成隔室，并且每个隔室具有流化气体入口。第三空间(用于次级气体)在所述制粒隔室之间分开或不分开。优选地，第三空间被分隔壁分隔成隔室，并且每个隔室具有流化气体入口。任选的第四空间(用于制粒液体)在所述隔室之间分开或不分开。优选地，任选的第四空间被分隔壁分成隔室，并且每个隔室包括用于制粒液体的一个或多个入口。优选地，所述分隔壁对应于第一空间的分隔件，使得制粒隔室具有第二空间和第三空间的对应隔室，并且任选地还具有第四空间的对应隔室。

图1从侧面视图示意性地示出了根据本发明的示例性制粒机。在附图中，l表示长度，h表示高度，并且w表示宽度。在图1中，喷嘴(17)仅在制粒机隔室(a)中示出，喷嘴通常也在隔室(b)中提供。两个喷嘴(17a,17b)在长度方向上间隔开。事实上，每个喷嘴表示多个喷嘴。在优选的实施方案中，喷嘴布置在制粒机的宽度上的线上，这些线在长度方向上间隔开。集管(12)在第三空间(23)中在长度方向上延伸(如图所示)，并且例如包括用于每行喷嘴的在宽度方向上的臂，该臂设置有用于每个单独喷嘴的上升部。在另选的的实施方案中，喷嘴在长度方向上布置在多条线上，该线在宽度方向上间隔开，并且集管包括多个臂，每个臂在长度方向上延伸并且通过竖管连接到一条此类线的喷嘴，并且该些臂在宽度方向上间隔开。在其他实施方案中，第三空间(23)的外壳设置有在长度方向上间隔开的用于制粒液体的多个开口(10)，并且集管包括在宽度方向上延伸的多个臂。

图1提供了优选实施方案的示例，其中集管(12)在竖直方向上与分隔板(15)竖直地间隔开，并且竖管(13)延伸穿过次级气体开口(25)进入第三空间(23)中。有利的是，相对较热的次级气体(6)围绕整个集管(12)，使得避免集管中的制粒液体(例如，尿素熔体)的冷却。如图1所示，集管(12)进一步优选地与分隔板(15)竖直地间隔开。此外，竖管(13)的壁与次级气体通道(20)的壁间隔开。这样，次级气体通道(20)中并且优选地完全围绕竖管(12)的次级气体(6)可有利地减少竖管中制粒液体的冷却。因为使用了多个竖管(13)，所以竖管的热交换壁面积相对大于集管(12)的热交换壁面积。

集管(12)的这种布置提供了避免通过较冷的流化气体在主干中(以及在集管和竖管中)冷却制粒液体的优点。流化气体入口(5)和次级气体入口(6)被示出为较小，并且在前壁(平行于宽度的壁)中示出，但是事实上可各自独立地为大孔，特别是在侧壁(平行于长度)中，并且具体地，每个制粒隔室的侧壁可设置有流化气体和/或次级气体的此类入口，任选的冷却隔室可例如在侧壁中具有流化气体入口。

图2示意性地示出了示例性制粒机。在图2a中，流化气体的流动示意性地以虚线示出，从流化气体入口(5)，然后通过第一空间(21)，围绕次级气体开口(25)，并且通过流化板(14)中的开口(16)进入第一空间(21)，具体地进入制粒机隔室(a,b)。制粒液体流过制粒液体入口(10)，流过制粒液体供应歧管(11)，包括流过集管(12)(其包括宽度方向上的臂)，然后流过竖管(13)到达喷嘴入口(19)。次级气体的流动也示意性地以虚线示出，从次级气体入口(6)，然后通过第三空间(23)并通过次级气体开口(25)，通过次级气体通道(20)到达制粒液体喷嘴入口(19)。集管(12)布置在第三空间(23)的顶部，在分隔板(15)的正下方，但次级气体可围绕集管流入次级气体通道(20)中。

图2a提供了优选特征的示例，即制粒液体集管(12)设置在第三空间(23)中(具体地讲，该集管完全布置在第三空间内部)，并且第三空间的外壳包括制粒液体入口(10)。该优选的特征也在图1中示出。

图2a示出了实施方案的示例，其中集管(12)邻接分隔板(15)，并且其中竖管(13)在次级气体开口(25)处接合到集管(12)。在该实施方案中，集管(12)靠近分隔板(15)，这不是优选的，因为流化气体通常比次级气体冷。具体地讲，集管(12)和分隔板(15)之间的一些垂直间距是优选的(如图1所示)。

图2b是垂直于图2a的制粒机的一部分的长度的放大视图，示出了竖管如何在次级气体开口处接合到集管。

图3示意性地示出了优选特征的示例，即制粒机包括一个或多个任选的冷却隔室(c)。在该冷却隔室中，流化板(14)为例如水平板，但优选地在颗粒出口(7)的方向上向下倾斜，如板(14a)所示。板(14)例如具有向下弯曲到出口(7)的弯曲部(角度)，该板被示出为另选的板配置(14b)。通过板(14)中的开口(16)将流化供应到冷却隔室(c)中，具体地供应到其第一空间(21)中。流化板(14)的斜率提供床高增加的优点，从而增加床体积并有利地提供更长的停留时间。

此外，在图3中，制粒液体通过第四空间(24)供应，该第四空间是独立于冷却隔室(c)的任选特征。该第四空间(24)由任选的第二分隔板(24a)提供，该第二分隔板具有用于竖管(13)的底端的开口或者竖管延伸穿过的开口。第四空间(24)提供了集管(12)的简单实施方式并且用于将液体分配到竖管。然而，尿素液体在第四空间(24)中的较长停留时间可能导致缩二脲形成的增加，这是不期望的。

因此，图3示出了该实施方案的示例，其中第二空间和第三空间之间的分隔板(15)是第一分隔板，并且其中制粒机还包括第一分隔板(15)和下壁(3)之间的第二分隔板(24a)。以此方式，在第一分隔板和任选的第二分隔板(24a)之间提供第三空间，并且在第二分隔板(24a)和下壁之间提供第四空间(24)。第四空间具有外壳，并且该外壳包括制粒液体入口(10)。第二分隔板(24a)包括竖管(13)延伸穿过的开口(24b)。以此方式，第四空间通过开口(24b)与制粒液体喷嘴入口(19)连接，因此第四空间提供制粒液体集管(12)。

图3还示出了制粒机还包括一个或多个冷却隔室的独立优选特征的示例。在图3中，冷却隔室位于制粒隔室的下游并且包括颗粒出口。制粒隔室的流化板是第一流化板，并且冷却隔室包括上壁和第二流化板。上壁和流化板限定它们之间的冷却第一空间。制粒机被配置为用于在操作中将颗粒流化床保持在所述冷却第一空间中。第二流化板因此设置有多个开口，从而允许流化气体从第二空间(22)通入冷却第一空间。第二流化板的至少一部分低于所述第一流化板，例如第二流化板具有向下斜坡和/或向下弯曲部。优选地，没有分隔板(15)被布置在第二流化板下方，从而为此类斜坡或弯曲部提供空间。

图4示意性地示出了实施方案的示例，其中集管(12)布置在下壁(3)下方，并且其中每个竖管(13)延伸穿过下壁(3)中的开口(3a)。因此，竖管(13)在开口(3a)处具有底部开口或延伸穿过这些开口(3a)。这提供了简单的构造。然而，集管(12)的热绝缘可以小于图1、图2和图3中的热绝缘。

因此，图4示出了实施方案的示例，其中制粒液体集管(12)设置在制粒机外壳(2)的外部，并且其中竖管(13)(竖直地)延伸穿过次级气体开口(25)、穿过第三空间(23)以及穿过用于第三空间的外壳中的竖管(13)的开口(3a)。开口(3a)通常设置在制粒机外壳(2)中。优选地，开口(3a)设置在下壁(3)中。这种布置有利地提供了在第三空间中的良好触及和对集管的触及。

图5示意性地示出了实施方案的示例，其中第一制粒机隔室(a)具有第一制粒液体的第一制粒液体供应歧管(11)，并且第二制粒机隔室(b)具有第二不同制粒液体供应歧管(11a)，该第二不同制粒液体供应歧管可用于用不同的组合物喷涂第二制粒液体。第一制粒液体是例如尿素(包含例如小于1.0重量％的铵盐，或小于0.10重量％的铵盐)。第二制粒液体供应歧管(11a)具有用于制粒液体的专用入口，例如具有用于将尿素熔体(u)或其他类型的制粒液体与第二料流混合的混合单元(10a)。第二料流包含例如选自由铵盐、添加剂、微量营养素、硫酸盐、磷酸盐和硝酸盐组成的群组中的一种或多种。第二料流是例如具有例如10重量％至50重量％硫酸铵的尿素硫酸铵(uas)。第二制粒液体是例如尿素铵盐熔体，诸如尿素硝酸铵或尿素硫酸铵(包含例如至少10重量％的铵盐)，优选地其中第一液体是例如尿素熔体。

原则上，任何制粒隔室可设置有此类混合单元。优选地，制粒液体供应歧管、更优选地混合单元或它们中的至少一些具有定量给料单元，诸如控制阀，以用于精确地调节添加剂的流速。在一个特别优选的实施方案中，制粒机包括至少两个隔室，上游第一隔室和其下游(对于颗粒)第二隔室，该两个隔室具有单独的供应歧管，并且第一隔室的供应歧管包括混合单元。与由第二隔室中的喷嘴喷涂的液体相比，这可用于在喷涂到第一隔室中的液体中提供例如更高浓度的组分，诸如添加剂(例如铵盐)。以此方式，外颗粒层可具有更高浓度的尿素。该分布可提供所形成的粒料的较高临界相对湿度。

图5示出了实施方案的示例，其中制粒机包括多个制粒液体歧管，每个歧管具有制粒液体入口。歧管各自包括集管和竖管。优选地，至少两个制粒隔室具有不同的制粒液体歧管中的一个制粒液体歧管。优选地，制粒机包括未连接到或设置在同一制粒机隔室中的至少两个歧管。在一个优选的实施方案中，制粒机包括第一制粒隔室和第二制粒隔室，并且第一制粒隔室包括所述第一制粒液体歧管但不包括所述第二制粒液体歧管，并且其中第二制粒隔室包括所述第二制粒液体歧管但不包括所述第一制粒液体歧管。优选地，每个歧管连接到不同的制粒隔室。优选地，每个制粒隔室连接到不同的歧管。例如，制粒机包括专用于一个制粒隔室的制粒液体歧管，并且该隔室的喷嘴不连接到另一个制粒液体歧管。有利的是，不同的制粒液体歧管可使用相同的第三空间(23)来供应次级气体，并且可使用相同的次级气体。即使使用不同的制粒液体，这也提供了次级气体供应的简单设计。然而，第三空间(23)也可有利地分成隔室，每个隔室具有用于次级气体的单独入口。

制粒机优选地包括制粒液体供应管线和添加剂进料混合器，该制粒液体供应管线连接到至少一个但非全部优选的多个制粒液体歧管，该添加剂进料混合器连接到制粒液体供应管线以用于将添加剂混合到供应管线中的制粒液体。

图6示意性地示出了根据本发明的示例性制粒机(图6a)的顶视图(在长度l和宽度方向w上)以及第一实施方案(图6b)和第二实施方案(图6c)的在高度方向h和宽度方向w上的前视图。在本发明的一个优选实施方案中，集管(12)包括例如主干和设置在外壳(2)内部的臂。主干在长度方向上延伸，并且在制粒机的中间在宽度方向上延伸。图6a中示出了示例。臂在主干的相对侧处，任选地在主干上方的两侧处沿宽度方向延伸(图6c)。以此方式，有利地实现了制粒液体的短停留时间(就制粒液体在入口(10)和竖管(13)之间以及因此到喷嘴入口(19)的短平均路径而言)。在尿素为制粒液体的情况下，短停留时间和短平均流动路径特别有利于避免或减少缩二脲形成。缩二脲形成在高温下在热浓缩尿素溶液中快速发生。具体地讲，集管布置在分隔板(15)下方允许图6a的有利配置。

图7示出了并非根据本发明的参考制粒机，其中包封托盘(32)用于从入口(31)供应次级气体。作为独立特征，集管的主干在制粒机的一侧上在制粒机外壳(2)的外部沿长度方向延伸，并且主干在一侧上设置有沿宽度方向延伸的臂。该臂例如在制粒机外壳内部的空间中直接在流化板下方延伸。这些臂设置有竖管。在图7中，具有包封托盘(32)的臂例如被布置在流化板的正下方。如果通过用根据本发明的次级气体通道替换包封托盘(32)来修改图7的参考制粒机，则修改的图7示出了本发明的制粒机的实施方案，其比图6a的实施方案次优选，因为制粒液体的平均流动路径长度在图6a中更短。

图8示出了根据本发明的示例性制粒机的等轴视图。示出了侧壁(27)；在所示的示例中，侧壁包括用于流化气体入口(5)的间隙以及用于次级气体入口(6)的间隙。集管(12)被布置在第三空间(23)内，类似于图1。

在优选的实施方案中(其示例在图8中示出)，集管(12)连接至用于清洁流体(例如水和/或蒸汽)的进料通道。例如，集管，更具体地制粒液体入口(10)，连接到清洁供应管线(28)，该供应管线优选地通过阀连接到进料通道。进料通道是例如蒸汽入口(29)。集管优选地还具有入口，该入口(优选地通过阀，并且例如通过清洁供应管线(28))连接到干燥气体供应通道，该干燥气体供应通道优选地用于干燥空气，例如连接到气体供应通道(30)。气体供应通道(30)例如继而连接到第二空间(22)的次级气体(例如，次级空气)出口。另选地，气体供应通道(30)可通向任何气体供应，诸如通向用于次级气体(6)的管道或通向第一空间(21)以从入口(5)接收流化气体入口或通向用于流化气体的一些其他管道。连接件例如由三通阀独立地提供，或者例如包括具有阀的t形接头。以此方式，制粒机可在第一配置、第二配置和第三配置之间切换，在第一配置中集管(12)仅接收制粒液体，在第二配置中集管(12)仅接收清洁流体(例如，蒸汽)，而在第三配置中集管(12)仅接收来自入口(6)的次级气体。以此方式，可首先用清洁流体(例如，水和/或蒸汽)冲洗包括集管(12)和竖管(13)的制粒液体供应歧管(11)，其次使用干燥气体(例如，次级气体)干燥，从而清洁制粒液体供应歧管(11)。在一些实施方案中，气体供应通道(30)和清洁供应管线(28)例如具有与集管的单独连接。

本发明还涉及包括所述流化床制粒机的尿素装置。此外，尿素装置还包括例如在至少100巴(例如在110巴至160巴)的压力下操作的高压尿素合成区段、包括低压回收区段(例如1巴至10巴)和布置在合成区段和低压回收区段之间的任选中压回收区段(例如在15巴至60巴的压力下操作)的回收区段，以及位于回收区段下游用于从尿素溶液中蒸发水以得到尿素熔体的蒸发区段。制粒机的制粒液体供应歧管连接到蒸发区段的尿素熔体出口。高压合成区段包括例如高压反应器、高压汽提塔(例如，使用co2作为汽提气体，或使用热汽提)和高压氨基甲酸盐冷凝器，例如，布置在等压回路中。汽提塔具有到回收区段的出口。尿素形成反应基于nh3和co2在高压下与氨基甲酸铵的反应及其向尿素和水的脱水。蒸发区段包括例如串联的一个或多个(真空)蒸发级，并且例如在低于1巴绝对压力的压力下操作。在回收区段中，尿素溶液例如经受加热以便分解氨基甲酸铵并从尿素溶液中去除氨，从而纯化尿素溶液。在冷凝之后，将移除的气态氨和co2再循环至合成区段。

本发明还涉及在所述制粒机中，并且更优选地在所述尿素装置中进行的制粒方法，优选地为尿素的制粒方法。该方法包括例如向制粒液体入口(10)供应制粒液体，例如如上所述，优选地为尿素熔体，并且通过包括集管(12)和竖管(13)的制粒液体供应歧管(11)，向流化气体的入口(5)供应流化气体并向制粒机的次级气体的入口(6)供应次级气体，以及从颗粒出口(7)取出颗粒，其中气体优选地为所述气体。该方法通常还包括将颗粒剂流化床保持在第一空间(21)中，并且使用喷嘴(17)将制粒液体供应到第一空间中。喷嘴是例如使用次级气体的雾化喷嘴以提供制粒液体的喷雾。在另一个实施方案中，喷嘴是例如从第一喷嘴出口提供制粒液体的膜的膜喷嘴，并且次级气体通过围绕第一出口的单独出口(例如，环)以将流化床的颗粒输送通过所述膜。

本说明书和权利要求书通篇所用的附图标记仅用于示例性目的，并用于帮助理解附图。这些附图标记并不限制权利要求和本发明。技术人员理解，冷却隔室也可用于图1、图2、图4、图5、图6和图8，任选地包括倾斜的流化板和/或倾斜的分隔板。使用两个或更多个制粒液体歧管和混合单元至少在图1、图2、图3、图4、图6和图8中也是可能的。图8的侧壁设计也可至少与图1、图2、图3、图5和图6一起使用。