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顆粒尿素融化機
一.設備名稱:
大產(chǎn)量、低縮二脲增加值的連續(xù)顆粒尿素融化機
二.現(xiàn)有技術(shù)
現(xiàn)有顆粒尿素融化機主要有下列三種結(jié)構(gòu)形式
現(xiàn)有顆粒尿素融化機主要有下列三種結(jié)構(gòu)形式
1. 釜式結(jié)構(gòu)
該結(jié)構(gòu)的顆粒尿素融化機,存在的缺陷主要有:
① 顆粒尿素經(jīng)過熔化后,在釜內(nèi)停留時間較長,易生成縮二脲,因此顆粒尿素經(jīng)過熔化后,縮二脲的含量增加較多.
② 對于大產(chǎn)量(超過5噸/小時)時, 顆粒尿素融化機體積龐大,需要多臺設備才能滿足產(chǎn)量要求,設備的一次投資較大,占地面積較大.
③ 損耗較大,因故停車時, 釜內(nèi)殘存尿液需要排放,很難回收再利用.
2. 格柵式結(jié)構(gòu)
① 上層顆粒尿素經(jīng)過熔化后的液體,依靠自重落入第二層,被二次加熱, 易生成縮二脲,因此顆粒尿素經(jīng)過熔化后,縮二脲的含量增加較多.
② 對于大產(chǎn)量(超過5噸/小時)時, 顆粒尿素融化機體積龐大,因為加熱界面的有效面積只利用了一半.所以,需要多臺設備才能滿足產(chǎn)量要求,設備的一次投資較大,占地面積較大.
③ 設備中的渣質(zhì)和異物很難清理.設備維修困難.
3. 蕾式結(jié)構(gòu)
① 設備中焊接節(jié)點較多,易產(chǎn)生露汽現(xiàn)象.設備維修和檢修較困難.
② 顆粒尿素中夾帶的渣質(zhì)和異物易堵塞尿液通道,且很難清理, 清理設備時,需要將設備倒置180度,操作繁瑣.
三.針對現(xiàn)有顆粒尿素融化機,存在的缺陷,本設備所要解決的問題是如下:
① 顆粒尿素經(jīng)過熔化后,盡可能的阻斷生成縮二脲的條件,使顆粒尿素經(jīng)過熔化轉(zhuǎn)變成尿液的過程中, 尿液中縮二脲的含量增加越少越好.
② 對于大產(chǎn)量(超過5噸/小時)時,盡可能縮小設備的體積和占地面積.使單臺設備的產(chǎn)量達到15噸/小時以上.
③ 盡可能使設備的結(jié)構(gòu)簡單,操作簡單.便于維修或更換任何部件.
④ 由于顆粒尿素在進入設備的過程中,易夾帶的渣質(zhì)和異物.所以設備要便于清理.且在清理設備的過程中,設備能夠不停車清理.
⑤ 盡可能減少設備的一次性投資.
⑥ 工藝要求設備需要停車時,設備內(nèi)殘留的尿液能夠完全排出,降低消耗.
四．技術(shù)內(nèi)容:
① 為解決顆粒尿素經(jīng)過熔化后, 尿液中縮二脲含量增加較多的缺陷.本顆粒尿素融化機在設計過程中,認真分析顆粒尿素在加熱熔化轉(zhuǎn)變成尿液的過程中, 促使尿液中縮二脲的增加的因素.創(chuàng)造性的提出臥式顆粒尿素融化機的設想,使顆粒尿素進入融化機后,首先被預熱到一定的溫度,當顆粒尿素被預熱到熔點后,發(fā)生相變,轉(zhuǎn)變成液態(tài)尿素,當顆粒尿素轉(zhuǎn)變成液態(tài)尿素后,依靠其良好的流動性會立即排出融化機,也就是熔化多少顆粒尿素就排出多少液態(tài)尿素.減少了液態(tài)尿素被二次加熱的可能性.也既是減少了尿液中縮二脲含量.
② 對于設備的大產(chǎn)量(超過5噸/小時)要求, 本顆粒尿素融化機在設計過程中,充分考慮設備在較小的空間內(nèi)布置了較大的換熱面積.可以滿足設備的大產(chǎn)量要求.
③ 為解決設備的結(jié)構(gòu)簡單,操作方便.便于維修或更換任何部件的要求.本顆粒尿素融化機在設計過程中,充分考慮設備的所有部件均為可坼卸結(jié)構(gòu).
④ 為解決顆粒尿素在進入設備的過程中,易夾帶的渣質(zhì)和異物,設備要便于清理.且在清理設備的過程中,設備能夠不停車的要求, 本顆粒尿素融化機在設計過程中,充分考慮設備能夠過濾顆粒尿素在進入設備的過程中,夾帶的渣質(zhì)和異物,且夾帶的渣質(zhì)和異物可以完全暴露在設備的清理口范圍內(nèi),對操作人員無操作危險性,同時設備不停車.
⑤ 由于本顆粒尿素融化機在設計過程中,充分考慮設備在較小的空間內(nèi)布置了較大的換熱面積,因此,相對于同類型同產(chǎn)量的其他設備, 本顆粒尿素融化機體積較小,重量較輕, 減少設備的一次性投資.
⑥ 為解決當工藝要求需要設備停車時,設備內(nèi)殘留的尿液能夠完全排出,降低消耗的問題, 本顆粒尿素融化機在設計過程中,采用了臥式結(jié)構(gòu)和充分利用高溫尿液良好的流動性的特點.保證了當工藝要求需要設備停車時,設備內(nèi)殘留的尿液能夠完全排出的要求.
五．效果
依據(jù)本設備所要解決的上述問題,制作了一套350公斤/小時的試驗裝置.經(jīng)過試驗;該試驗裝置的實際產(chǎn)量達到380公斤/小時,測定經(jīng)該試驗裝置熔化后的高溫尿液中縮二脲含量結(jié)果如下:
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熔化前顆粒尿素中縮二脲含量
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樣品1 0.75%(重量)
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樣品2 0.78%(重量)
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樣品3 0.83%(重量)
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樣品4 0.86%(重量)
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顆粒尿素中縮二脲含量的平均值為:
（0.75%+0.78%+0.83% +0.86%）/4= 0.805%(重量)
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排出顆粒尿素融化機的尿液中縮二脲含量
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樣品1 0.85%(重量)
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樣品2 0.87%(重量)
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樣品3 0.95%(重量)
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樣品4 0.98%(重量)
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排出顆粒尿素融化機的尿液中縮二脲含量的平均值為:
（0.85%+0.87%+ 0.95% + 0.98%）/4= 0.913%(重量)
熔化前后縮二脲含量的增加值為:
0.913%－0.805%=0.108%
依據(jù)上述試驗結(jié)果,中化肥業(yè)有限公司采用該項技術(shù)制作了兩套顆粒尿素融化機,單套設備的設計能力為8.5噸/小時,兩套顆粒尿素融化機的總的設計能力為17噸/小時,目前,該兩套顆粒尿素融化機已投入運行, 單套設備的實際運行能力為16噸/小時,已完全達到或超過了設計能力.上述所要解決的問題,均得到了驗證與考驗.對該項技術(shù)與設備進行了工業(yè)化放大的考驗.
生產(chǎn)裝置取樣測定尿液中縮二脲含量如下:
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熔化前顆粒尿素中縮二脲含量
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樣品1 0.82%(重量)
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樣品2 0.80%(重量)
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樣品3 0.88%(重量)
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顆粒尿素中縮二脲含量的平均值為:
（0.82%+0.80%+0.88% ）/3= 0.833%(重量)
排出顆粒尿素融化機的尿液中縮二脲含量的平均值為:
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排出顆粒尿素融化機的尿液中縮二脲含量
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樣品1 0.99%(重量)
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樣品2 0.95%(重量)
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樣品3 1.03%(重量)
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（0.99%+0.95%+ 1.03%）/3= 0.99%(重量)
熔化前后縮二脲含量的增加值為:
0.99%－0.833%=0.157%