淺析如何控制和優(yōu)化造粒機(jī)工況

1、    淺析如何控制和優(yōu)化造粒機(jī)工況    杜兆忠摘要：塔里木油田石化分公司大顆粒系統(tǒng)由日本東洋工程公司（tec）提供專利設(shè)計(jì)包， 由中國(guó)五環(huán)工程有限公司提供詳細(xì)設(shè)計(jì)。其中造粒系統(tǒng)是整個(gè)工藝系統(tǒng)的核心部分，而造粒機(jī)是控制整個(gè)造粒系統(tǒng)的核心設(shè)備，關(guān)鍵詞：造粒機(jī)、粉塵排放量、分析、對(duì)策前言：塔石化分公司化肥廠的尿素裝置是由中國(guó)石油天然氣股份有限公司投資建設(shè)的項(xiàng)目， 2010年正式投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力為2640t/d，年產(chǎn)80萬(wàn)噸尿素。本裝置由意大利斯納姆公司專利提供設(shè)計(jì)部的熔融尿素部分和大顆粒部分構(gòu)成，采用了目前世界上先進(jìn)的化肥生產(chǎn)工藝，建成了中國(guó)單套生產(chǎn)能力最大

2、的化肥裝置之一，主要設(shè)備由外國(guó)引進(jìn)，儀表控制方面采用當(dāng)今世界先進(jìn)的dcs、itcc控制系統(tǒng)。1造粒機(jī)設(shè)備和工藝簡(jiǎn)介造粒機(jī)分為第一、二、三造粒室以及第四冷卻室。17組尿液噴管從尿液總管引出，在噴射風(fēng)管的包圍下由噴嘴進(jìn)入噴射床。17組尿液噴管在造粒室中的分布為：第一室16組，第二室712組，第三室1317組。各組噴管過料分別由對(duì)應(yīng)的spv601617控制。流化空氣經(jīng)多空板進(jìn)入造粒機(jī)流化室為流化床提供流化動(dòng)力，并且在流化床冷卻尿素顆粒。第一室流化空氣由ea601控制進(jìn)入流化床的溫度。第二、三室的流化空氣溫度由ea603控制。從顆粒輸送循環(huán)系統(tǒng)返回的晶種顆粒在前三室的噴射床逐步被噴嘴噴出的尿液包裹增大

3、，再由第四室冷卻后從造粒機(jī)出料口出料。在造粒過程中形成的粉塵由造粒機(jī)頂部的風(fēng)道進(jìn)入粉塵回收系統(tǒng)。2 大顆粒流化床造粒工藝來自熔融尿素裝置約96%的濃縮尿素溶液被送入造粒機(jī)，尿素溶液噴灑到被空氣懸浮在造粒機(jī)內(nèi)的噴射床上的循環(huán)尿素晶體表面，循環(huán)尿素晶體在多級(jí)噴射床內(nèi)逐漸增大，同時(shí)被噴射床周圍的流化床向出口方向輸送。循環(huán)尿素晶體表面噴灑的尿素溶液迅速冷卻和固化。尿素溶液中的水分同時(shí)被蒸發(fā)，因此造粒機(jī)出口的尿素顆粒含水量低于0.25%。2.1  tec尿素大顆粒造粒具有的特點(diǎn)能量效率高：（1）造粒機(jī)不需要壓縮的霧化空氣，降低了能量消耗;（2）最佳的床層高度減小了造粒機(jī)內(nèi)的壓降。產(chǎn)品質(zhì)量高：（

4、1）尿素顆粒在造粒機(jī)內(nèi)用最短的停留時(shí)間得到迅速冷卻，這使得縮二脲的增長(zhǎng)可以忽略不計(jì)。（2）在造粒機(jī)內(nèi)的有效干燥降低了尿素顆粒的水分含量，提高了產(chǎn)品硬度。（3）噴射床和流化床的完美組合生產(chǎn)出了圓滑均勻的尿素顆粒。2.2 tec造粒機(jī)和安德魯造粒機(jī)的比較海南一尿和二尿兩套尿素都使用了uf系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠有效提高尿素產(chǎn)品硬度，減少粉塵（兩套大顆粒裝置現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)篩及斗提機(jī)處基本沒有粉塵），但不能解決尿素產(chǎn)品結(jié)塊問題，海南的尿素產(chǎn)品要求必須在散裝庫(kù)停留24小時(shí)再送包裝，不進(jìn)行直包，解決了尿素結(jié)塊問題。此前，我廠沒有安裝uf系統(tǒng)，在2017年開車后新加入uf系統(tǒng)海德魯工藝由于尿素去粉體設(shè)備前在冷卻器設(shè)備里被

5、降溫并且吸走了粉塵，因而斗提機(jī)、振動(dòng)篩等粉體設(shè)備粉塵很少（基本實(shí)現(xiàn)無粉塵），加上uf系統(tǒng)提高了尿素產(chǎn)品硬度，粉塵本來就少一些。二尿現(xiàn)在振動(dòng)篩網(wǎng)經(jīng)常堵，一般10天左右要進(jìn)行一次清理。3.在造粒系統(tǒng)中粉塵量排放量塔里木大化肥尿素裝置（包括大顆粒）設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)80萬(wàn)噸尿素，其中尿素裝置由意大利斯納姆（snam）公司專利提供設(shè)計(jì)包;大顆粒部分由日本東洋工程（tec）公司專利提供設(shè)計(jì)包。本裝置投產(chǎn)以來，尿素粉塵排放量遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)指標(biāo)，造成原料氨耗高產(chǎn)量低，環(huán)保不達(dá)標(biāo)。按照大氣污染物綜合排放的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，要求尿素粉塵排放量低于120mg/m3。4.分析在造粒過程中與粉塵排放量相關(guān)的因素影響造粒機(jī)產(chǎn)生粉塵量的主

6、要因素有以下幾點(diǎn)：（1）造粒機(jī)內(nèi)顆粒停留時(shí)間較長(zhǎng)，顆粒間的相互碰撞摩擦生成大量的細(xì)粉;（2）風(fēng)速過大將小顆粒晶種或霧化尿液來不及包裹在晶種上就直接吸入粉塵洗滌器;（3）床層過低或空床使霧化尿液直接被吸入粉塵洗滌器;此外床層高度低，尿素粒子在造粒機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間短，尿素粒子沒有得到充分地干燥冷卻，粒子水含量高，導(dǎo)致粒子強(qiáng)度下降（在甲醛加入量一定的情況下），在進(jìn)入破碎機(jī)破碎的時(shí)候，粒子破碎效果不好，就會(huì)產(chǎn)生較多粉塵返回造粒機(jī)。（4）造粒機(jī)床層溫度高，當(dāng)噴射風(fēng)和流化風(fēng)溫度過高時(shí)，床層溫度高于118顆粒粉化明顯加劇;（5）加入的甲醛少或者未加入，導(dǎo)致顆粒強(qiáng)度下降易破碎（不加甲醛時(shí)粉塵將增加20 %左右）

7、。（6）造粒機(jī)壓力高，壓力過高會(huì)使霧化尿液的液滴過小，尿液直接打到造粒機(jī)頂部，結(jié)成粉塵。（7）造粒機(jī)抽真空動(dòng)力差（8）造粒機(jī)清床時(shí)清洗吹掃不徹底，設(shè)備壁掛粉。以下圖5是根據(jù)實(shí)際操作總結(jié)的尿素粉塵排放量不達(dá)標(biāo)原因分析。5.相應(yīng)的解決對(duì)策（1）、通過流化風(fēng)量和引風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)，嚴(yán)格控制造粒機(jī)內(nèi)負(fù)壓（-0.25-0.3kpa）;（2）、控制床層高度合適（現(xiàn)場(chǎng)視窗3/4左右），杜絕造粒機(jī)空床;（3）、降低造粒機(jī)的運(yùn)行溫度，由原來的117 降低到112 ，改善尿素顆粒的晶間結(jié)構(gòu);（4）、破碎機(jī)調(diào)整合適輥間距及負(fù)荷，控制返料比在0.40.5，防止顆粒偏小被吸入粉塵洗滌回收系統(tǒng);（5）、增加甲醛加入量保證尿素顆

8、粒抗破碎強(qiáng)度。通過以上的改進(jìn)措施使造粒機(jī)產(chǎn)生的粉塵降低至2 %。6、實(shí)施措施情況對(duì)策實(shí)施后，2015年9月-12月進(jìn)行效果檢查，現(xiàn)統(tǒng)計(jì)2015年9月-12月粉塵排放量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并取平均值。得到所有對(duì)策完成后，粉塵排放量降到了82mg/m3，低于目標(biāo)值。最終對(duì)2015年9-12月粉塵超標(biāo)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，造粒機(jī)產(chǎn)生粉塵量設(shè)計(jì)值為425（mg/m3）實(shí)際平均值為428（mg/m3），平均超出量為3（mg/m3），占總體超標(biāo)量的7.89%。從中我們發(fā)現(xiàn)在實(shí)施措施后，癥結(jié)得到了大量的解決，造粒機(jī)產(chǎn)生粉塵量多的主要問題所占百分比由原來的87.54%降到了7.89%，癥結(jié)基本得到有效解決。7、結(jié)論造粒系統(tǒng)在tec大顆粒系統(tǒng)中有著舉足輕重的地位，其中造粒機(jī)是控制造粒的關(guān)鍵。我廠使用的是流化床造粒機(jī)，它擁有自己的優(yōu)勢(shì)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。與此同時(shí)，在實(shí)際投產(chǎn)中，造粒機(jī)頻繁出現(xiàn)死床問題，通過對(duì)事故案例分析得出造成死床的主要原因，找到相應(yīng)的對(duì)