在尿素造粒塔直径大于9 m的生产中存在粘塔及夏季温度过高的问题,迫使尿素粒度向小直径方向发展,而小粒径的颗粒中含有较多的粉尘,易造成产品质量差,生产成本增加,污染环境。同时存在尿素出塔温度高的问题。兖矿鲁南化肥厂工程总公司根据该厂的尿素工艺条件,综合多种因素,研制出了适应当前大塔型尿素生产需要的远喷洒多角度尿素造粒塔喷头。该喷头具有如下特点。
1.可解决喷头上下压差过大的问题。尿液在喷头内部下降的过程中,因喷头内的板式分布叶片、阻液盘和阻液环的作用,阻止了尿液的下降速度,从而保证喷头上下压差在很小的范围内。
2.可解决尿素颗粒中粉尘含量高,出塔温度高的问题。设计过程中,根据喷头喷洒的不同距离在喷头的锥体上设计出不同角度的开孔方向,最终保证尿液能够全方位、多角度喷出,避免了尿液在造粒过程中因碰撞而出现粘结或破碎的现象,同时也解决了夏季尿素颗粒冷却不良的问题。
3.可解决造粒塔喷头使用周期短的问题。设计过程中利用了喷头的特殊结构,在喷头内添加了自动清理摩擦块(特殊金属材料制成,重量轻,在正常生产中对喷头壁不会造成损伤),它能够随着喷头的旋转而自动摩擦被杂物堵塞的喷孔,无需为专门清理喷头而停车,有效地提高了造粒喷头的使用周期。
4.可提高造粒喷头的安全性。在喷头的顶端安装了2只溢流阀,有效地避免了因喷头堵塞而造成停车或烫伤事故。溢流阀设置在喷头顶端紧靠尿液进口处的负压区,属内置式自然保温的安全装置。
2005年5月前,兖矿鲁南化肥厂尿素Ⅱ系统造粒塔(Ф12 m)的喷头在使用过程中存在喷洒距离有限、覆盖面积小、出塔温度高、粉尘含量高、使用周期短(一般使用周期仅为1个月,夏季使用时间最短为10 d,必须将系统停下来后冲洗喷头,疏通导液孔,每次彻底清洗至少需要3 d时间)等问题对正常生产带来一定的影响。为改变这种状况,应用了由我厂工程公司开发、制作的远喷洒多角度尿素造粒喷头。
尿素Ⅱ系统造粒塔自安装此喷头后,至今运行稳定。在正常状态下,产量在600 t /d左右,98%的粒度在Φ0.85 mm~Φ2.8 mm,80%的粒度在Φ1.4 mm~Φ2.8 mm,夏季造粒塔出口尿素颗粒的温度一般低于55 ℃。
目前,该喷头还应用于尿素Ⅲ系统造粒塔(Φ20 m,有效高度78 m),在正常状态下,产量在1500 t/d左右。该造粒塔喷头的有效喷洒半径在8.5 m左右;改造后造粒粒度达到97%左右(改造前95%以下)。
根据目前我厂2套尿素系统的使用效果来看,该喷头完全适用于大、中型尿素装置,特别是造粒塔直径在12 m以上的尿素装置效果更好。