流化床降温及回转筛除尘技改项目运行总结

Operation Summary of Technical Reform Project for Fluidized Bed Cooling and Rotary Screen Dedusting

宋根 Gen SONG , 夏明伟 Mingwei XIA

四川美青化工有限公司四川射洪 629200 Sichuan Meiqing Chemical Co., Ltd., Shehong 629200, China

摘要：

针对尿素生产装置存在的粉尘量大、现场氨味重、包装温度高等问题，利用空气动力学和气固流态化技术设计并制造了流化床装置，经过流化床除尘降温后的尿素颗粒再通过多层回转筛分装置，粉尘及尾气由低浓度尿液吸收循环后进入系统再次造粒，以进一步降低粉尘、提升尿素产品品质。技改项目实施后，有效解决了高负荷及高温季节生产时所存在的问题，取得了良好的经济效益和社会效益。

关键词：

尿素; 流化床; 除尘; 降温; 回转筛;

Abstract：

Aiming at the problems of large amount of dust, strong smell of ammonia at the scene and high temperature of packaging in the urea production unit, fluidized bed device was designed and manufactured with aerodynamics and gas-solid fluidized technology. Urea particles repassed multilayer rotary screening device after dedusting and cooling by fluidized bed, dust and tail gas were absorbed through the low concentration urea solution and circulated into the system for granulation again, dust would be further reduced and quality of urea product was improved. After implementation of technical reform project, it effectively solved the problems existing in the high-load and high-temperature seasonal production and achieved good economic and social benefits.

Keyword：

urea; fluidized bed; dedusting; cooling; rotary screen;

四川美青化工有限公司“20·30”项目中的尿素生产装置采用Φ 19 m高塔冷却造粒以及直下料多层振动筛分，其存在的问题：①尿素粉尘多，优等品率低；②设备故障率高，现场氨味重，作业环境差；③夏季成品下料包装温度高达80 ℃，包装防护差且产品易结块；④生产负荷在90%以上时，造粒塔冷却能力已达极限。由于近年尿素产能过剩、市场竞争激烈，因此，改善作业环境、提升产品质量和市场竞争力成为急需解决的问题。

1 方案选择

通过前期问题的搜集以及对山东、河南、四川等多家同类型尿素生产企业的考察，发现数家企业已成功采用气固流态化技术流化床，在除尘、降温及改善产品质量方面都起到了有效作用。因此，四川美青化工有限公司决定在现有尿素包装装置上增设1套后置式流化床装置及回转筛分系统，以达到提高尿素产品质量的目的。

2 装置基本概况

2.1 预期目标对比

增设流化床及回转筛前处理能力800 t/d左右，尿素颗粒温度夏季最高80 ℃，尿素产品中粉尘(≤Φ1.18 mm)质量分数在25%左右。改造后，处理能力≥1 000 t/d，夏季尿素颗粒温度≤65 ℃，产品中粉尘质量分数≤3%。

2.2 工作原理

尿素冷却流化床装置^[1]是利用空气动力学原理，通过鼓风机和引风机的作用，使尿素颗粒层流化，呈流化“沸腾”状态，与冷空气进行热交换而快速降温；同时，将粉尘不断送入除尘装置进行分离回收，从而达到成品尿素降温、除尘的目的。

平面回转筛^[2]主要是利用偏心机构使筛面进行匀速往复回旋运动，物料与网面接触时间长，网丝对粉体料产生切割，因而透筛概率大、筛分产量和精度高、筛分机对物料自身结构破坏性小。

2.3 工艺流程及主要设备

四川美青化工有限公司采用的流化床属于后置流化床^[3]，其工艺流程如图 1所示。尿素颗粒在造粒塔底部经大倾角皮带输送机输送至分料口，先通过一级筛分后进入流化床与鼓风机送入的冷空气沸腾换热，然后颗粒进入回转筛，筛分得到的颗粒产品进入料仓包装入袋。流化床中得到的含尘气体先进入旋风除尘器除尘，然后在引风机的抽吸下进入除尘洗涤塔，被上部喷洒下来的循环溶液洗涤吸收，塔底的吸收液通过循环泵返回尿素系统重新利用，洗涤后的尾气从塔顶排放。

图 1

流化床降温及回转筛除尘工艺流程

2.4 主要设备

(1)流化冷却装置：实物规格5 200 mm× 1 800 mm×3 000 mm，床面规格(含流化观察窗)4 000 mm×1 500 mm，材质不锈钢304，1套。

(2)除湿器：1套，缠绕翅片管式，换热面积120 m²，内设独特结构的不锈钢冷却器，配套除雾设施，冷却介质为循环水。

(3)鼓风机：1台，离心式，流量83 000~90 000 m³/h (标态)，压力3 600~4 700 Pa，风机进口配消音器，带变频器及配电柜。

(4)引风机：1台，离心式，流量88 000~109 970 m³/h (标态)，压力1 900~2 300 Pa，带变频器及配电柜，过流部位(机壳、叶轮、轴套)材质为不锈钢304。

(5)旋风分离器：DN 2 600 mm×9 000 mm，材质为不锈钢304，内壁进行抛光处理，1台。

(6)除尘吸收塔：DN 3 400 mm×10 000 mm，设计温度80 ℃，操作温度45~80 ℃，设计压力为常压，含内件填料、吸收喷头及除雾分离设施，材质为不锈钢304，1台。

(7)循环泵：2台，流量30 m³/h，扬程30 m，配套电机15 kW，过流部分材质为316L。

(8)回转筛：4台，型号2PXZS，处理量10~150 t/h，材质为不锈钢304。

3 改造效果

(1)流化床处理能力不小于1 000 t/d，颗粒尿素经流化床的降温效果明显，沸腾高度不低于600 mm，进出流化床温差约15 ℃，夏季包装下料温度低于55 ℃。流化床采用微负压操作，上部设出风口至引风机进口，实现粉尘不外漏。

(2)流化床具有一定的除尘效果，粉尘回收率≥98%。降尘洗涤塔出口气相中尿素质量浓度小于30 mg/L，无带液现象。成品尿素中粉尘质量分数降至3%以内。

(3)回转筛、流化床及相应管道采用全密闭、微负压操作，现场作业环境有很大改善。

(4)通过投运后的不断完善与改进，目前尿素优等品率可以保持在99%，长期储存后也很少有结块现象，产品市场竞争力明显提升，产品售价比改造前提高40元/t。流化床降温及回转筛除尘装置总投资在200万元左右，扣除增加的成本，3个月即可收回投资成本。

4 结语

流化床降温及回转筛除尘装置投运至今已平稳运行5年，尿素产品质量得到稳定改善，颗粒中粉尘质量分数低于3%，有效解决了储存结块现象。通过降温、除尘、洗涤，夏季包装温度低于55 ℃，有效减少了粉尘，消除了氨味，作业环境得到有效改善，取得了良好的经济效益和社会效益。

ckwx 参考文献

李谟康, 谢伦宏, 孙斌.应用循环流化床装置提高尿素外观品质[C]//中国化工学会化肥专业委员会年会暨氮肥行业技术经验交流会论文集.2005.

田良春.平面回转筛理论探讨[J].粮食与饲料工业, 1978(4):23-30.

李秋萍, 程建伟, 邵国兴.流化床冷却系统在尿素生产中的应用[J].化肥工业, 2014(1):54-56.