尿素硫酸铵制粒设备及方法技术

一种生产尿素硫酸铵颗粒的方法和设备。在第一流化床中，将第一喷洒液体喷洒，该第一喷洒液体包括尿素熔体和硫酸铵水溶液，例如，(近)低共熔混合物。床层温度低于喷洒混合物的结晶温度。在下一隔室中，将颗粒流化以形成第二流化床。将包括尿素熔体的第二喷洒液体喷洒至第二流化床中，第二流化床具有的床层温度高于第一流化床的床层温度并且低于喷洒的第二喷洒液体的结晶温度。喷洒液体的结晶温度。喷洒液体的结晶温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】尿素硫酸铵制粒设备及方法


[0001]本专利技术涉及尿素硫酸铵制粒的方法，尿素硫酸铵具体用作肥料。

技术介绍

[0002]尿素的制粒通常在包括一个或更多个隔室的流化床反应器中进行。制粒机的入口侧设有用于形成床的固体核的核入口，该床通过流化空气流化。核逐渐地从该入口流到在该制粒机的相对侧的颗粒出口。通过在制粒机底板上的喷洒器将尿素的水溶液(尿素熔体)喷洒到该流化床中。尿素熔体通常具有约1至约5wt％的水含量。当水含量蒸发时，尿素熔体沉积在所通过的核上并结晶以形成颗粒。为此，该流化床应具有床层温度，该床层温度远低于该尿素熔体的结晶温度，然而足够高以确保水分含量的充分蒸发。
[0003]所使用的从制粒机中排出的流化空气含有氨和氰酸铵。对于游离氨的排放的日益严格的法规要求在空气释放到大气之前将氨含量分离。为此，通常用酸性洗涤水溶液洗涤空气，该酸性洗涤水溶液一般包括硫酸。为了满足这些更严格的要求，使用具有更低的pH、具有更高的酸含量的洗涤液。
[0004]在该洗涤过程中，氨转化成硫酸铵，硫酸铵作为肥料化合物是特别有用的。
[0005]洗涤器还将部分氰酸铵与排气分离。取决于洗涤液的pH，氰酸铵可水解形成氨(NH3)和二氧化碳(CO2)。NH3将再次形成硫酸铵。
[0006]由于更严格的排放要求，必须从排气中去除更多的氨，因此需要更低的pH以及使用更多的硫酸。由于硫酸的可用性增加和更低的pH，产生更多的硫酸铵以及更多的氰酸铵水解形成铵。
[0007]硫酸铵一般用作肥料中的有价值的组分。因此，可将该硫酸铵溶液回收并添加到进料至该制粒机的尿素熔体中。硫酸铵可溶于尿素熔体中，最大浓度刚好低于20wt％。排气中的氨和氰酸铵含量导致硫酸铵的量，足以产生具有约2
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13wt％硫酸铵的尿素硫酸铵混合物。硫酸铵和尿素的这种混合溶液形成低共熔或近低共熔混合物。这种低共熔或近低共熔混合物具有比其组分的结晶温度更低的结晶温度。例如，具有约10wt％硫酸铵的尿素的结晶温度比具有相同水含量的纯尿素的结晶点低最高达约15℃。因此，如果床层温度比用于具有相同水含量的纯尿素熔体的床层温度低约15℃，那么这种硫酸铵/尿素熔体仅可制粒。由于这种低的床层温度，水含量没有被充分地蒸发。这导致具有高水分含量的颗粒，更是如此，因为硫酸铵使得该产品比纯尿素更吸湿且更难以干燥。该相对潮湿且易碎的颗粒具有的水分含量远高于0.3wt％，并且倾向于在存储期间形成团块，从而使得其难以存储、加工或使用。在空气湿度高的地方，诸如海洋或热带环境中，材料甚至可能变得不能用作肥料。
[0008]US2013/0319060教导了将混合的尿素/硫酸铵流供应到制粒机隔室的核入口侧处，并将纯尿素溶液供应到颗粒出口侧处。对于该混合流，硫酸铵含量在核入口侧处最高，并在制粒机的颗粒出口的方向上逐渐减小。该方法仅用有限量的硫酸铵进行。
[0009]WO2017/007315教导了肥料颗粒中硫酸铵的含量可通过在第一制粒机中喷洒硫酸铵含量高的尿素浆料，随后在第二制粒机中喷洒硫酸铵含量低的尿素溶液来增加。通过首
先喷洒浆料而不是溶液，硫酸铵含量可显著地增加。与通过从洗涤器循环硫酸铵可获得的相比，该系统消耗显著地更多的硫酸铵。此外，高硫酸铵含量是指相对低的尿素含量，并因此品质较低。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种方法，该方法允许获得具有较低残留水分含量的高质量尿素硫酸铵颗粒，允许以有价值的方式回收或添加硫酸铵。
[0011]本专利技术的目的是通过一种用于生产尿素硫酸铵颗粒的方法来实现的，该方法使用制粒机并且在该制粒机的隔室中提供一种颗粒前体材料的第一流化床，该第一流化床从该隔室的核入口连续地移动至出口。将包括尿素熔体和硫酸铵水溶液的第一喷洒液体喷洒到第一流化床中，该第一流化床具有的床层温度低于喷洒的混合物的结晶温度。颗粒材料随后移动至下一隔室，颗粒材料在下一隔室中被流化以形成第二流化床，而包括尿素熔体的第二喷洒液体被喷洒到第二流化床中，该第二流化床具有的床层温度高于第一流化床并且低于所喷洒的第二喷洒液体的结晶温度。
[0012]第一喷洒液体通常具有比第二喷洒液体更低的结晶温度。第一喷洒液体可例如是低共熔或近低共熔尿素硫酸铵混合物，例如具有约1至约5wt％的水和约2至约15wt％的水。高达约12wt％的硫酸铵，例如约5wt％至约12wt％的硫酸铵。第二喷洒液体可以是纯尿素熔体，或者结晶温度低于纯尿素熔体结晶温度小于5℃的非低共熔尿素硫酸铵混合物。
[0013]在这方面，纯尿素熔体是指没有技术上相关量的硫酸铵的尿素熔体。近低共熔尿素硫酸铵混合物是指具有比具有相同水含量的纯尿素熔体的结晶温度低至少5℃，例如至少8℃，例如至少10℃的结晶温度的任何尿素硫酸铵水溶液。近低共熔包括低共熔。非低共熔是指尿素硫酸铵水溶液的任何组合物在近低共熔范围之外。非低共熔混合物可例如为：
[0014]尿素熔体和至少15wt％，例18wt％，例如约20wt％的硫酸铵在水溶液中的过低共熔混合物；或
[0015]尿素熔体与至多约2wt％的硫酸铵在具有约1
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5wt％水的水溶液中的亚低共熔混合物。如果过低共熔混合物中的硫酸铵含量超过20wt％，则部分硫酸铵将不被溶解而是形成分散体。如果需要，也可使用这样的分散体。
[0016]第一流化床的床层温度可例如比喷洒混合物的结晶温度低至少5℃，例如至少10℃。第二流化床可例如具有比喷洒的纯尿素熔体的结晶温度低至少5℃，例如至少10℃的床层温度。
[0017]喷洒在第一隔室中的尿素硫酸铵混合物具有相对低的结晶温度。如果例如混合物中水含量为2.5wt％，并且硫酸铵含量约为10.5wt％，则结晶温度为111℃。如果水含量为5wt％，并且硫酸铵含量约为10wt％，则结晶温度为103℃。第一隔室中的床层温度应低于这个温度，例如约为95℃
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100℃。
[0018]在第二隔室中，喷洒液体是非低共熔的，例如纯尿素熔体，所以喷洒材料的结晶温度更高。例如，如果尿素熔体中的水含量为2.5wt％，则尿素熔体的结晶温度为124℃。如果水含量为5wt％，则结晶温度为118℃。第二隔室中的床层温度应低于该结晶温度，但可基本上高于第一隔室中的床层温度，例如约为105℃
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112℃。该床层温度足够高以产生具有可接受的低残留水分含量的颗粒。为了防止第二隔室中颗粒的尿素硫酸铵层的熔化，床层温度
应低于尿素硫酸铵的熔点，该熔点为121℃，其中尿素硫酸铵具有0％的水含量。
[0019]将中间颗粒材料从第一隔室移动至第二隔室通常将以连续流的形式发生。
[0020]第一隔室和第二隔室可以是相同制粒机或不同制粒机的部分。可选地，另外的制粒隔室可存在于两个隔室之间和/或第一隔室之前和/或第二隔室之后。例如，如果该第二隔室中的喷洒液是一种过低共熔的尿素硫酸铵，则可在第三制粒机隔室中使用纯尿素熔体的喷洒液对颗粒进行进一步处理。
[0021]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产尿素硫酸铵颗粒的方法，使用制粒机并且在所述制粒机的隔室中提供颗粒前体材料的第一流化床，所述第一流化床从所述隔室的核入口连续移动至出口；其中，将包括尿素熔体和硫酸铵水溶液的第一喷洒液体喷洒到所述第一流化床中以产生中间粒状材料，所述第一流化床具有低于所喷洒的混合物的结晶温度的床层温度；其中，所述中间粒状材料随后移动至下一隔室，所述中间粒状材料在所述下一隔室中被流化以形成第二流化床，而包括尿素熔体的第二喷洒液体被喷洒到所述第二流化床中，所述第二流化床具有比所述第一流化床高并且比喷洒的所述第二喷洒液体的结晶温度低的床层温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二流化床的床层温度保持在所述颗粒前体材料上的干燥混合物的熔融温度以下。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第二隔室中的床层温度比第一隔室中的床层温度高10
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12℃。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一隔室中的床层温度约为95
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100℃和/或所述第二隔室中的床层温度约为105
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112℃。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，控制所述颗粒前体材料在所述第二流化床中的平均停留时间以产生具有至多0.3wt％的残留水分含量的最终颗粒。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用硫酸水溶液洗涤来自所述制粒机的排气，所述硫酸水溶液将来自所述排气的铵和氰酸铵转化成水溶液中的硫酸铵，收集所述硫酸铵，并且可选地在调节所述硫酸铵浓度之后，用于产生所述混合物。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述硫酸水溶液具有低于5的pH，例如低于3的pH。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一喷洒液体包括尿素硫酸铵在水溶液中的低共熔或近低共熔混合物；并且其中，所述第二喷洒液体选自：
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尿素熔体，或
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尿素熔体和至少15wt％，例18wt％，例如约20wt％的硫酸铵在水溶液中的过低共熔混合物；或
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尿素熔体和至多约2wt％的硫酸铵在水溶液中的亚低共熔混合物。9.通过根据前述权利要求中任一项所述的方法生产的颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯，
申请(专利权)人：卡萨利有限公司，
类型：发明
国别省市：