尿素产品质量调整及改进方案简介
任冠宇，金 萍
（中化吉林长山化工有限公司， 吉林 前郭131109）
［摘 要］针对尿素板结等问题，分析与探讨温度、真空度、造粒塔通风、造粒喷头等方面的影响因素，并着重阐述塔下安装风机、系统内添加甲醛、造粒喷头转数调整等举措及其效果，以及美国tuttle喷头在业内的应用情况。
［关键词］ 尿素板结；温度；真空度；塔内通风；喷头转数；tuttle喷头
［中图分类号］TQ 441.41 ［文献标志码］B ［文章编号］ 1004-9932（2015）
0 引 言
目前，国内尿素产能已超80 000 kt/a，供应过剩不言而喻。单套尿素装置产能从以前的不到100 kt/a发展到如今的年产超百万吨的水平;国内供销局面也从需要进口发展到产量过剩寻求出口。近几年来，一方面新增产能不断增加;另一方面缺少退出机制管理老旧产能。虽然因为价格竞争以及地域限制，尿素装置总体开工率控制在80%左右，但仍使有限的内需市场难以承受。在这种严峻的形势下，消费者无疑对尿素产品质量提出了更高的、更严格的要求，达到国标已经远远不够，企业必须在产品质量的提高上彻底转变观念，否则很难在市场上立足。
我公司2套尿素装置原设计产能均为110 kt/a，经挖潜改造，现2套装置总产能达到320 kt/a。由于我公司地处吉林省东北部，市场对尿素需求量较大，基本上每年生产的产品当年销售后实现零库存。但2013年以来，随着市场形势低落，尿素产品出现库存积压，随之而来的产品质量问题也显露出来，其中以尿素板结问题最为突出。
1尿素板结问题分析
尿素板结直接影响因素为温度和粉尘，而影响尿素粒度及粉末含量的主要因素分析如下。
1.1温度的影响
若熔融尿素温度过高，在造粒过程中少量尿素发生分解：CO(NH2)2HNCO+NH3，分解生成的氨与异氰酸冷却、降温后再次生成尿素，这种再次生成的尿素即呈细微状的粉尘，从而增加尿素产品中的粉末含量。
1.2 真空度的影响
近年来，由于尿素增产节能技术的进步，尿素装置的生产能力大幅度提高，但随之而来易导致二段蒸发系统真空度提不起来，并且操作温度偏低，都可能造成熔融尿素浓度达不到997%，含水量及游离氨含量较高。熔融尿素的熔点随所含水分的增加而降低，在相变过程中，高温下水以蒸汽状态从颗粒内部向表面扩散和逸出，使颗粒局部破碎，强度降低，其形状为非球形化或呈粉末状；当尿液中游离氨含量过高时，在液滴结晶和冷却过程中，氨不断逸出，外表面被冷却固化后，内部水分还在汽化，形成空心，其机械强度小，易破碎形成粉尘。
1.3 塔内通风和空气温度的影响
造粒塔进风量小，生产负荷大，尿液冷却温度过高，尿素液滴冷却不完全，使颗粒内外冷却程度不一致，造成粒子强度低，在塔内的下落过程中易破裂，形成大小不均的颗粒或粉末。
1.4 造粒喷头的影响
在喷头的设计过程中，由于喷量、转数、锥体夹角等对尿液成滴的影响至关重要，如出现一些不匹配的因素，会影响尿素颗粒成型。制造过程中，喷头喷孔有凸缘或毛刺、划痕，或局部堵塞时，也会影响颗粒成型，使粒子表面不光滑或粉末多，成品表观质量差。
由于长期运转，喷头不对中或运转中晃动，造成颗粒的运动轨迹交错、碰撞。设计的喷量、转速与实际负荷偏差太大，喷头转数和实际负荷不能很好匹配(高负荷时，低转速会使尿素粒子粘连；低负荷时，高转速会使尿素粒子过小，易破碎形成粉尘)，喷头局部堵塞等，都会增加尿素粉末的含量。
2 提高尿素产品质量的探索
自2013年8月开始，我公司尿素车间在产品质量的提高上，首先严格要求操作，控制好尿素生产过程中的温度及压力，其次开始尝试多种试验方法来调整尿素产品质量。
表1为2013年未做任何调整时尿素产品的分析数据。
2.1 造粒塔下安装风机
车间首先从降低尿素产品温度着手，2013年8月在造粒塔下安装了风机，通过塔下强制通风增加造粒塔的通风量，从而降低尿素产品温度，造粒塔下安装风机后尿素产品分析数据见表2（
更多内容请见《中氮肥》2015年第2期