用于尿素球丸制造的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造具有窄的粒度范围和＞７５％的球度以及≤０．５％的规定残余湿度的尿素球丸的方法。本发明专利技术的目的是，提供一种用于制造尿素球丸的方法，该尿素球丸的性能满足汽车工业中用于柴油机废气脱氮的要求。按照本发明专利技术，采取下述措施：将温度在环境温度和尿素熔化温度以上之间的含尿素液体在喷射床设备的一个类似圆形的气体－原料流喷射区的高颗粒密度区域内喷淋到原料的颗粒表面上，并在气流内在最高１３０℃的温度下在可调节热量和物质传递的情况下在分离的同时使其干燥和造粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的用于制造尿 素球丸的工艺或方法。在发动机以及特别是汽车工业中存在这样的问题，即去除特别是汽车柴油机废气中的氮氧化物(NOx)("脱硝")。这用于环保，并且 只有这样才能满足欧洲标准5和6的官方规定。为了借助于SCR工艺 (Selective Catalytic Reduction-选择催化还原)从这种废气中去氮， 需要用氨。装在瓶中随车携带氨气不太现实，并且由于安全技术方面 的原因是不可能的。人们一直在寻找一种便于操作的氨载体，并找到 了这种尿素形式的载体，尿素提供对于从柴油机废气中催化去除氮氧 化物所需要的氨。为了能够将这种尿素用于柴油机废气的脱氮，为高 效起见它必须以浓缩的形式、即作为固体颗粒存在，这与同样可以釆 用的含水溶液相比有这样的优点，即，不需要加热贮罐以避免冻结。 由于必须向相应的部件中精确地定量供给尿素颗粒，以便由尿素释放 出氨，故而对尿素颗粒提出了高的质量要求。特别是粒度、密度和强 度必须保持一定的数值。已知在肥料工业中采用尿素颗粒。造粒塔、流化床设备、滚筒干燥机等现有技术用于其制造。由DE 29 08 136已知一种在流化床中制造尿素颗粒的方法，其中， 将粉末状的固态尿素输送给流化床，它用作用于产生尿素颗粒的晶核。 这种晶核在流化床中用含有要进入尿素晶核颗粒的原料的液体进行喷 淋，液体附着在尿素晶核颗粒上，这样形成的原料颗粒在流化床中被 千燥和固化。这种方法的缺点是，无法避免尿素颗粒的结块，并且通过喷淋不 能达到生产出的产品的均匀结构，从而形成具有不相同和不统一的质 量和成分的成品原料。由DE 197 24 142A1已知采用熔体悬浮液制造颗粒复合肥。熔体 悬浮液由熔化的尿素和细颗粒无机盐的混合物组成，无机盐在熔点以 上的温度下通过流化床底部输送给公知的具有分级的成品出口的流化 床设备，并通过高压喷嘴从下方沿涡旋介质流动方向喷入流化层中。 所输入的用来产生和保持流化床并吸收所输入的熔体悬浮液的结晶热 的涡流空气的温度低于熔体的熔化温度，使得在流化层内在95-105°C 的温度中使熔体悬浮液按规定硬化和粒化成为颗粒，其中，95%的原 料具有1.6-5mm的粒度，其缩二脲(Biuret)含量<0.81\1-%。缩二脲 是尿素分解的产物，它主要是在加热时在氨裂解的情况下形成。由DE 31 17 892A1已知一种用来制造颗粒的喷射床设备，其中， 向喷射床制粒机的固体流中喷入液体。喷射床设备具有圆形横截面， 其下部做得锥形缩小。在喷射床制粒机的中央圓锥形部分内通入一气 体通道，在它里面设置用;来喷射液体的喷嘴。通过气体通道输入相应 的气体，以保持喷射层。从中央输入的气体撕裂通过喷嘴喷入的液体 并夹带位于喷射床制粒机中的一部分原料。这里形成一种或多或少确 定的喷射通道，在它里面原料颗粒可以和液体接触。通过锥形底面使 被喷射的原料重新输入喷射通道，从而造成颗粒循环。在达到相应的 颗粒尺寸后颗粒便从喷射床制粒机中输出。在这种喷射床制粒机中，在其下部的一个共同部位处进行用来产 生喷射层的气体的输入和液体的输入。回落的颗粒受垂直流动的流化 介质(空气)的制动、夹带并向上方偏转。特别是在颗粒量较大时， 可能产生脉动，在喷射喷嘴周围形成不同的颗粒浓度，由此可能造成 颗粒润湿的波动。圆环形式的气体入口的较大外露表面导致形成空气 绺，从而造成不均匀的入流。为了得到稳定的工艺条件，设备必须在 较高的空气速度时运行，因此流化条件不能任意地按最佳工艺条件进 行调整。这样得到的在喷嘴附近的过高气体速度导致由喷雾干燥和喷 雾结晶形成灰尘，形成的灰尘在喷射过程中沉积在其他颗粒表面上， 并降低产品的表面质量及均匀性(例如圆度)。由于这个原因难以或不 能实现用液体均匀润湿所有待处理原料颗粒。 一些原料颗粒喷到太多液体，另一些喷到太少液体，因此不能实现具有均匀粒度和材料结构 的成品。此外，这种设备只适用于小的原料产量的制粒，在产量较大 时在产生和保持喷射通道方面会出现问题。其他文献如DE 31 17 892、 DE OS 102 52 734、 DE 693 10 629、 EP 0 026 918和EP 1 136 465包含的方法，部分也用来制造尿素球丸， 但是它们不适合用来制造汽车工业所需要的有高的要求的尿素球丸， 特别是也不能实现非常窄的粒度范围、高的球度、光滑的表面和规定 的小的剩余湿度。所有已知的用来制造尿素颗粒的方法具有共同的缺点，即，所制 造的成批产品尿素颗粒只能不充分地或者完全不符合柴油机废气去氮 的要求。颗粒不够圓，具有宽的粒度范围并且没有光滑的表面。另一方面，由DE 103 22 062 A1已知一种用来向喷射床i殳备的固 体流施加液体的方法和设备，其中，通过在下部区域和沿反应腔轴向 的缝隙，向沿喷射床设备反应腔方向的类似圆形的固体流输入在形成 固体流时必要的输入空气。液体借助于一个或多个单物质和/或多物质 喷嘴在一个或多个部位加入这个固体流。因此能够调整喷射区内的流 动条件，使得液体可以按要求和可调整地加入固体流中。这里所形成 的成品的特点是具有大致相同的粒度和均匀的原料性能，通过一个或 多个单物质和/或多物质喷嘴向固体流喷淋纯的液体、溶液、熔体等等 可以制造不同的最终产品。本专利技术的目的是，提供一种用于制造尿素球丸的方法，其性能满 足对于在发动机以及特别是汽车工业中用于柴油机废气去氮的要求， 特别是克服了已知方法的上述极限和弱点。按照本专利技术，上述目的通过权利要求1特征部分的特征得以实现， 尤其是与一项或多项从属权利要求的特征相结合。在喷射床设备的类似圓形的气体-原料流的喷射区的高颗粒密度区域内，将具有在环境温度和高于尿素熔化温度之间的温度的含尿素 液体喷淋到原料的颗粒表面上，并在气体流内在温度最大接近纯尿素的熔化温度特别是直至最大13(TC时，在可调节的热量和物质传递中在分离的同时使其干燥和造粒，通过这种方法产生一种具有窄的粒度范围和>75%的球度(按照瓦德尔(Wadell)定义为 一个同体积的球 的表面积与实际的表面积之比，下面以％表示)和^0.5%的规定残余 湿度以及特别是在平均值左右±10%或更小、尤其是在平均值左右±8% 或更小，甚至在平均值左右小于±4%的粒度分布的最终原料，从而避 免了所制造的尿素球丸结块。规定残余湿度特别意味着该残余湿度 按实验或理论事先确定，然后可以可再现地得到。本专利技术方法的另一个优点是，通过本方法可以例如在1至5mm 的要求粒度范围内调整尿素颗粒大小。所制造的尿素球丸是无灰尘和 可自由流动的，并具有带光滑表面和小的粗糙度的圆形几何形状。产 品的颗粒粒度最好具有直径变化《10。/。的公差。这种在喷射床设备中制造的具有可通过本方法调整的粒度、密度和强度的尿素球丸符合于在 汽车工业中对用作柴油机废气去氮装置的要求。作为本专利技术工艺的另 一个优点，应该说是作为基础的喷射床设备 的非常简单的结构，它使得高的运行可靠性和干扰不敏感性与非常好 的可清洗性相结合，此外还可实现大批量制造。尿素球丸最好凝结特别是涂覆以常用的无机或特别是有机的分离 剂，其特别是在适合于用来制造汽车中的氨时亦即在废气去氮时由尿 素释放出本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造具有窄的粒度范围和＞７５％的球度以及≤０．５％的规定残余湿度的尿素球丸的方法，其特征为：将温度在环境温度和尿素熔化温度以上之间的含尿素液体在喷射床设备的一个类似圆形的气体－原料流（１５）喷射区（２２）的高颗粒密度区域内喷淋到原料的颗粒表面上，并在气流中在最高不超过纯尿素熔化温度的温度下在未调节或调节了热量和／或物质传递的情况下在分离的同时使其干燥和造粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K林普勒，B万德，M雅各布，R伯贝尔，R诺瓦克，
申请(专利权)人：格拉特工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]