[其他]塔式造粒旋轉噴頭

無效

• 申請號: 87103117
• 申請日: 1987-04-30
• 公開（公告）號: CN87103117B
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發明（設計）人: 王時眕
• 申請（專利權）人: 中國武漢化工工程公司
• 主分類號: B05B3/10
• 分類號: B05B3/10;B01J2/04;C05C1/02
• 代理公司: 化學工業部化工專利服務中心
• 代理人: 崔玉珍,錢鴻元

本發明屬于化肥造粒技術。

目前，在化肥生產中，例如硝銨、尿素的造粒一般在造粒塔中進行。造粒塔呈園筒形，待造粒的化肥熔融料液穿過噴頭壁面上的噴孔形成需要大小的液滴，這些液滴在塔內自上而下降落，依噴淋狀況的不同，液滴降落的軌跡不同，在自塔下部逆流上升的冷空氣流的作用下逐步固化，固化了的液滴呈球形粒子被收集在塔底，由皮帶運輸機運走。造粒塔內自下而上的冷空氣流可以是自然通風形成，也可以在塔的頂部設置排風裝置形成（總圖未示出）。

在塔式造粒生產中，除了造粒塔外，最重要的生產裝置就是造粒噴頭，有旋轉噴頭和固定噴頭兩種。現有的旋轉噴頭主要由熔融液進料管、噴頭及轉動機構三部分組成。噴頭一般是由1～3毫米厚的耐腐蝕鋼板卷制成的空心倒園錐體，錐面上根據需要的粒子大小均勻地開有小孔，孔徑為0.9～2.0毫米，孔間距6毫米左右，開孔直徑由下而上逐漸增加。下底和上蓋與錐面焊成一體，上蓋法蘭（或下底）與轉動軸相聯，轉動軸通過傳動裝置與轉動機構相聯接，熔融的料液可從按裝在轉動軸內部或外層或開在上蓋上環形孔上方的熔融液進料管進入噴頭的底部，當噴頭旋轉時，由于離心力的作用將熔融液從小孔中噴出。有的噴頭內部沿錐壁也有加設數塊推液板或垂直隔板的，可以保證料液在錐壁上形成與噴頭同步旋轉的液層，隨負荷高、低的變化該旋轉液層自動升降。有關現有技術可參見〔《氣提法尿素生產工藝》，大連工學院編，石油化學工業出版社，P146～P147（1978）〕和〔《硝酸銨生產工藝與操作》，吉林化學工業公司化肥廠編，化學工業出版社，P183～P189（1980）〕。

在現有技術中，由于物料被送至噴頭的底部，隨噴頭一起旋轉料液自下向上流動并經錐壁噴孔噴出，如此則造成液層下厚上薄的動態變形，使各排孔實際噴量偏離按相對靜態計算的數值，從而引起整個噴灑狀況的改變。均布噴孔下部給料的噴頭噴灑時在塔內出現極為突出的重量密度分布尖峰;如果每排孔按動態層厚考慮，將使液層厚度的計算變得十分復雜與繁瑣而難以實現。

為了改善噴頭的噴灑狀況，使噴灑能布滿塔截面，美國專利US3687993號就其噴孔在錐面上的分布進行了改進。發明者僅以改變由離心力在噴口上所造成的流速（即相對于旋轉著的噴口及液層座標系的速度）的方向與液體在噴口處的切線速度（即相對于塔座標系的速度）的方向之間的夾角來改變相對于塔座標系的該二個速度的合成速度的大小，直至二者大小相等方向相反而達于零的原理，使每一縱向呈螺旋線分布的各個噴口將射流液滴噴至從塔中心開始至不同噴灑半徑的位置上。其噴頭做成在噴灑壁面上均勻排布有數個拱形柱的園筒形或稍具錐形等形式，噴頭的噴孔設置在拱形柱上，并且自上而下成螺旋形排列。但該方案只能解決塔中空地帶的噴灑問題，不能達到等密度噴灑;由于該噴頭的噴灑原理和其結構形式所致，使噴頭頂部的最大合成速度受到了限制，所以該種噴頭不適于大能力生產裝置的造粒;該方案的噴孔直徑均等，因而也不可能得到等粒子造粒的效果;并且結構復雜，制造不便。

目前國內外化肥造粒所用的噴頭都是均布噴孔，對不同生產能力的造粒噴頭的設計主要憑經驗，沒有一個完整的設計理論基礎。直到1983年本發明人在〔《氮肥工藝設計手冊硝酸硝酸銨分冊》，化工部化工設計公司主編，化學工業出版社，P518～P525（1983）〕中才首次公開了旋轉造粒噴頭設計計算方法，但至今，國內外尚沒有應用該理論基礎制造的造粒噴頭。

目前國內外的旋轉造粒噴頭存在以下問題：

1.由于缺少正確嚴格的計算理論與實驗數據，噴頭的正常工作能力常不能準確符合生產規模，造成能力過大或不足。前者將出現顆粒狀況變壞，空心及細粉增多，合格率下降，以致達不到產品標準，同時伴生大量粉塵帶出塔外造成環境污染與產品損失。后者將會發生噴頭溢流污染操作室并造成停產。現有適于一定產量的噴頭都是憑反復試驗摸索改進而成。

2.噴頭與塔徑不能很好配合，塔徑過小時，造成塔壁粘結，已引起生產事故多起;塔徑過大，造成空氣走短路。

3.由于噴頭內結構和噴孔的設計制造不合理，常產生部分射流交錯現象，造成顆粒碰撞長大不凝粘結于塔底，即使設有刮料機的塔底集料裝置，一般數月，嚴重者不足一個月即在刮料機臂上粘起1～2米高駝峰狀堅硬結塊，難以破碎，被迫停車。

塔壁及塔底的粘結需要周期地沖塔除疤，不僅干擾了生產的正常進行，造成產品損失和污染;還時常釀成人身傷亡事故。