流化冷却装置工作原理和尿素生产过程中应用

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1、流化冷却装置工作原理和尿素生产过程中应用前言我公司有三套尿素生产装置，随着设备更新及技术改造的不断实施，目前达到年产合成氨43万吨、尿素70万吨的生产能力。随着尿素生产工艺及设备的改进，原装置的生产能力不断提离，A、B套系统尿素造粒塔的处理能力不能满足高负荷生产需要，由于受工艺操作变化、产量及设备等方面的制约，使尿素造粒塔出口的尿素颗粒温度升高和细粉末的“搭桥”，使得包装后的成品易“板结”，影响了产品质量,在市场引起负面影响。因此，成品尿素的冷却和粉末去除成为直接影响产品包装及产品质量的重要因素。09年新上

2、年产我厂新上30万吨尿素生产装置，冷却系统应用上海化工研究院生产的JL-7.0L型流化冷却装置，采用气-固流态流化技术来实现颗粒物料的冷却，具有冷却效率髙、结构简单、占地面积小、操作稳定可靠等优点，并对A、B系统进行改造，达到了尿素降温、除尘的目的。1、尿素流化冷却、除尘装置尿素流化冷却装置由矩形流化床、进料星形阀、出料星形阀、髙效低阻旋风分离器、翻板自动阀、料斗、引风机等组成。来自尿素造粒塔的8（rc左右的大颗粒尿素经振动筛筛分后进入分料阀，冬天不需要冷却时可直接去包装岗位，夏天高温时热料入星形阀进人矩形

3、流化床，利用空气动力学的原理，通过引风机的作用，是尿素在布风板上剧烈沸腾，并快速降温至5（rc左右后由出料星形阀进人包装岗位。冷却所用的空气由流化床下部的进气室进人流化床，流化床尾气中的悬浮细粉由高效低阻旋风分离器捕集后进人集灰箱中予以回收，净化气体最终经引风机直接排人大气，最终达到降温、除尘的目的（图1）。1.1：JL-7.0型流化床布风、冷却装置的特点：（1）冷却效率高，结构简单，占地面积小、投资低、操作稳定可靠2）流化床的分布板采用一种新型的特殊形式的导向分布板，增加了床层的推进力，促使顆粒的停留时间

4、保持一致,减少因部分颗粒停留时间过长而引起过度冷却，造成吸湿结块，影响流化床正常运行。3）采用浅床层流化技术，床层离度控制在200mm以下,可减少流化床颗粒返混，降低压降及颗粒磨损。4）流化床的出料端设有溢流堰板，可根据降温情况来调节床层高度，也即调节尿素在床内的停留时间。另外，当溢流堰板调至最低位置时，可在短时间内自动将床内的物料排空，便于停车检修。5）进风口设有空气过滤器。6）采用合适的流化床扬析速度，可有效地降低颗粒产品中细粉含量，提高产品质量。1.2：JL-7.0型流化床除尘、回收系统的特点：旋风分

5、离器通过使含尘气流产生旋转的方法，利用离心力、惯性、及重力的作用达到从气流中分离出固体粉尘的一种有效地气固分离设备。1）采用180蜗壳进口，提高分离效率及处理能力2）进口采用渐变的截面，降低进口阻力3）出口采用蜗壳行结构，起到整流的作用，降低压降,采用双锥体结构，提高分离效率，降低阻力4）旋风下椎体外加蒸汽盘管保温，使旋风的操作温度不低于露点温度，防止尿素粉尘结晶粘壁。5）旋风下灰口配有双翻版自动阀和料斗，既能做到在线清灰、又能确保旋风底部不漏风，不影响除尘效率。2、尿素流化冷却装置设计计算及传热模型1.1

6、热量衡算2.2流化床设计计算临界流化速度，对于固定床阶段流体向上通过颗粒床层时，床层的压降在初始阶段将随流速2.3传热模型颗粒在矩形浅层流化床中作气固两相热量传递。取dHxdl：微元进行分析。微元dL气流自下而上经dH后温度上升dTf,这个温升的热量由微元中颗粒传给的，即获得物料出口处颗粒温度和气体出口平均温度。3、JL-7.0型流化冷却装置在我厂30万吨尿素生产装置上的应用从测定结果可以看出：(1)尿素流化冷却装置的处理能力能够达到产品要求。(2)床层物料进出口温差达3(TC左右，冷却效率较高。(3)尿素

7、颗粒温度冬季小于45°C.夏季小于55°C,不结块、不潮解。(4)旋风分离器回收粉尘效果良好，除尘粒度小于0.2mmo粉尘回收率大于95%,减少环境污染。(5)成品粒度合格率达98%以上。尿素成品无氨味、不刺鼻。无细粉。操作简单，运行费用低，无须专人看管，能长周期稳定运行，达到了预期的目的。(6)应用流化床技术设计的尿素流化床装置，可使尿素颗粒有效降温，并大大减少了成品尿素的粉尘含量，相应的解决了尿素储存过程中的结块问题，产品外观质量大为改观，增强了市场销售的竞争力，对于因造粒塔能力不足而不能满足尿素市场需

8、求特性的尿素企业，增设尿素流化床装置，可快速取得良好的经济效益，具有重要的推广、借鉴意义。