中原大化集團有限責任公司尿素裝置采用意大利斯納姆汽提工藝，投產(chǎn)以來，始終存在尿素結(jié)塊現(xiàn)象，影響尿素的質(zhì)量，其具體表現(xiàn)為：①兩粒尿素相互粘連形成像葫蘆一樣的尿素粒子；②多粒尿素相互粘連形成一個超大顆粒尿素；③多粒尿素相互粘連形成小塊(一般至少幾十粒)；④由噴頭溢流、粘連在塔壁上的尿素下落等原因形成的小塊。

1 原因分析

1.1 噴頭連接波紋管

造粒噴頭連接波紋管設(shè)計較長，在與造粒噴頭連接的活卡前形成了一個較大的U型管段。由于該管段的存在，系統(tǒng)因故循環(huán)后，此段U型管內(nèi)的尿液必須靠蒸汽吹掃排出，否則將造成U型波紋管線的堵塞。另一方面按操作法要求，系統(tǒng)工藝達標后必須預熱噴頭后再造粒。這樣就使得吹掃U管和預熱噴頭所用蒸汽的冷凝液大量噴灑于塔底，造成尿素的粘連和結(jié)塊。噴頭連接U型管見圖1。

圖1 噴頭連接U型管示意圖

1.2 噴頭轉(zhuǎn)速

噴頭轉(zhuǎn)速過高容易引起粘塔，形成掛壁尿素。一旦掛壁尿素脫落，尿素結(jié)塊就會隨產(chǎn)品一起被送往包裝系統(tǒng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。如果轉(zhuǎn)速太低，將導致尿素顆粒過分集中在較小的噴灑半徑范圍內(nèi)，不能充分冷卻，引起顆粒粘連和結(jié)塊，甚至造成溢流。

1.3 尿液溫度

一般將二段溫度控制在136～138℃才能保證縮二脲優(yōu)級品率，系統(tǒng)造粒前，造粒塔內(nèi)空氣未形成對流，造粒噴頭預熱溫度過低，如造粒尿液溫度較低，送料量過大，很容易造成噴頭溢流產(chǎn)生結(jié)塊。

1.4 造粒噴頭振動

生產(chǎn)中噴頭運行常處于不同程度的振動狀態(tài)，如噴頭驅(qū)動軸承振動過大，會在造粒過程中形成的拋物面外沿約有400mm的振幅，極易造成尿素顆粒相互碰撞產(chǎn)生粘連和結(jié)塊。造粒噴灑拋物面見圖2。

圖2 造粒噴灑拋物面示意圖

1.5 分離器真空度

正常生產(chǎn)中常有大量的縮二脲沉積在一、二段分離器喉管口(縮二脲在尿素生產(chǎn)中不可避免地存在，特別是低負荷狀態(tài)下)，時間長了會部分堵塞喉管口的環(huán)形沖洗噴孔，使一、二段的真空度下降，尿液流動不暢引起粒度不均勻，強度下降，尿素結(jié)塊。

1.6 雜物及縮二脲堵塞噴孔

蒸發(fā)長時間運行后，特別是在沖洗蒸發(fā)二段時，常有大塊的縮二脲落下，經(jīng)P108送至造粒噴頭，堵塞噴頭小孔，造成噴頭溢流，尿素結(jié)塊。另外噴頭使用一段時間后，小孔上經(jīng)常會滯留一些填料纖維、鐵屑等雜質(zhì)，導致尿素粒度減小并產(chǎn)生小結(jié)塊現(xiàn)象。

1.7 造粒塔

造粒塔頂部百葉窗易被尿素粉塵堵塞。由于氣體排除不暢，塔底進氣量受到限制，出塔尿素溫度高，加之噴頭振動較大，極易產(chǎn)生尿素粒子相互碰撞粘連和結(jié)塊。

1.8 尿液水含量高

系統(tǒng)工藝指標控制不當，尿液水含量高，致使尿液濃度下降也是造成尿素結(jié)塊的一個重要原因。

1.9 三通閥內(nèi)漏

蒸發(fā)系統(tǒng)循環(huán)升溫和抽真空過程中，尿液濃度較低，如三通閥內(nèi)漏就會造成漏出尿液下落后粘連和結(jié)塊。

2 措施與對策

2.1 改噴頭U型波紋管為直管連接

改U型連接波紋管為直管連接，減少噴頭預熱時間，避免預熱噴頭的蒸汽冷凝液下落后產(chǎn)生粘連和結(jié)塊。

2.2 噴頭轉(zhuǎn)速

根據(jù)負荷選擇合適的噴頭轉(zhuǎn)速，通過分析，對噴頭轉(zhuǎn)速進行標定，作出轉(zhuǎn)速與負荷的關(guān)系見圖3。

圖3 噴頭轉(zhuǎn)速與負荷的關(guān)系圖

在控制室內(nèi)很容易根據(jù)負荷及時調(diào)整噴頭轉(zhuǎn)速，保持系統(tǒng)造粒送料量的平穩(wěn)運行。

2.3 提高一、二段真空度

利用停車或各種停蒸發(fā)系統(tǒng)的機會，對蒸發(fā)系統(tǒng)進行熱煮，將沉積在擋液板及喉管的縮二脲清除，以保證蒸發(fā)一、二段保持較高的真空度。再則蒸發(fā)系統(tǒng)運行時長期保持用工藝冷凝液小流量沖洗喉管口，可將喉管口產(chǎn)生的縮二脲隨時帶走，保證每班兩次用沖洗水及工藝冷凝液沖洗喉管口及一、二段表面冷凝器10～15min，直到表面冷凝器試鏡口無尿素附著，保證蒸發(fā)系統(tǒng)一、二段真空度分別控制在0.05～0.035MPa，0.006～0.003MPa正常指標范圍內(nèi)。

2.4 加裝過濾網(wǎng)

在二段真空分離器下錐形上方加柵板型粗濾網(wǎng)，尿液儲槽加裝錐形過濾網(wǎng)，將大塊縮二脲擋住，分割成小塊并逐步溶解于尿液再送造粒噴頭。投入使用后，運行效果良好，蒸發(fā)熱洗的時間間隔大大延長，噴頭堵塞、尿素結(jié)塊現(xiàn)象明顯減少。

2.5 改造三通閥

原三通閥三個密封面的四氟O形環(huán)槽設(shè)計過淺，O形環(huán)裝上后，高溫下密封面上的O形環(huán)圈常常被球閥閥口拉壞或咬斷，致使密封作用完全喪失，造成三通閥內(nèi)漏。將O形環(huán)槽加深至3.5mm后，完全解決了閥的內(nèi)漏問題。

2.6 清理噴頭及塔頂風窗

定期清洗造粒噴頭，正常生產(chǎn)時，每旬清洗一次，如有雜質(zhì)堵塞噴孔，要用軟性工具捅掉孔內(nèi)堵塞物，并用空氣吹除。如發(fā)現(xiàn)粒度不合格，應(yīng)立即倒換噴頭。定期清理造粒塔上風窗沉積的尿素粉塵。根據(jù)出塔尿素溫度，嚴格控制造粒塔底部風窗開度，特別是高溫雨季由專人負責監(jiān)控。

2.7 減小噴頭振動

加強造粒噴頭驅(qū)動軸承的維修，減小和消除噴頭振動，避免尿素顆粒相互碰撞產(chǎn)生粘連和結(jié)塊現(xiàn)象的發(fā)生。嚴格控制工藝指標，穩(wěn)定裝置運行。

3 結(jié)語

通過技術(shù)改造和優(yōu)化工藝操作，尿素結(jié)塊現(xiàn)象得到明顯控制，尿素外觀質(zhì)量得到提高，達到農(nóng)用尿素優(yōu)級品的指標。