高塔生產(chǎn)含硫尿素的系統(tǒng)和方法

高塔生產(chǎn)含硫尿素的系統(tǒng)和方法專利名稱：高塔生產(chǎn)含硫尿素的系統(tǒng)和方法技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及化肥領(lǐng)域，具體地說，涉及一種利用高塔生產(chǎn)含硫尿素的系統(tǒng)和方法。背景技術(shù)：目前，由NH3和CO2合成制備的固體尿素是一種最重要的氮肥品種，它廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作肥料施用。但由于尿素的養(yǎng)分單一，無法提供植物所需要的其它養(yǎng)分。同時，因氮含量太高，植物往往來不及吸收而造成流失，從而不但造成氮肥利用率過低，也造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。實(shí)際上，很多地區(qū)都普遍存在硫缺乏的現(xiàn)象，尤其是沙質(zhì)、有機(jī)物含量較低的土壤，或堿性土壤，通常需要使用含硫的肥料來補(bǔ)充。因此，目前市場上已經(jīng)開發(fā)出在尿素顆粒外面包裹硫磺的包硫尿素作為肥料。尿素的傳統(tǒng)的造粒方法是高塔造粒工藝，在工業(yè)生產(chǎn)中被長期普遍采用。常規(guī)的尿素高塔造粒生產(chǎn)工藝見圖2將來自尿素生產(chǎn)系統(tǒng)的原料液，溫度約135°C，壓力0.61.010^，濃度99.7%(wt)的尿素溶液經(jīng)造粒給料泵直接送入高塔造粒噴頭噴灑進(jìn)入造粒塔，造粒物料在從高塔上部向下降落過程中，與從塔底上升的氣體相互作用，與其進(jìn)行熱交換后冷卻而凝固，形成晶體顆粒降落到塔底后得到尿素顆粒產(chǎn)品。典型尿素產(chǎn)品的指標(biāo)為含氮量46.4%含水量發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種高塔制備含硫尿素的系統(tǒng)，以及利用該系統(tǒng)生產(chǎn)含硫尿素的方法。本發(fā)明所述的高塔生產(chǎn)含硫尿素的系統(tǒng)包括尿素高塔造粒部分和加硫部分，所述尿素高塔造粒部分是常規(guī)的尿素高塔造粒裝置，包括與高塔造粒噴頭相連的尿素加料泵，用于將尿素熔融液泵入高塔造粒噴頭，以及包括高塔造粒噴頭的尿素高塔造粒裝置；所述加硫部分包括融硫槽使硫熔融液升溫或?qū)⒐腆w硫熔融變成硫熔融液；加硫泵與融硫槽相連，將硫熔融液加入靜態(tài)混合器；以及靜態(tài)混合器用于將尿素熔融液與硫熔融液混合，其進(jìn)料口分別與尿素加料泵和加硫泵的出料口相連，出料口與高塔造粒噴頭的進(jìn)料口相連。融硫槽的溫度設(shè)置在130-135，與尿素熔融液的溫度基本一致，以使進(jìn)料的硫熔融液升溫至與尿素熔融液基本等溫；或?qū)⒐腆w硫變成溫度較高的硫熔融液，以便于硫熔融液與尿素熔融液混合；為了使熔融硫與尿素熔融液均勻混合，可以適當(dāng)加入分散劑，因此所述含硫尿素的高塔造粒系統(tǒng)還包括分散劑加入泵，用于將分散劑加入靜態(tài)混合器；所述分散劑選用本領(lǐng)域常用的分散劑，優(yōu)選液體分散劑。優(yōu)選的，所述分散劑加入泵的出料口與加硫泵的進(jìn)料口相連，將分散劑預(yù)先混入，然后再通過加硫泵加入靜態(tài)混合器；所述分散劑加入泵可選用各種本領(lǐng)域常用的泵，為方便計(jì)算分散劑的加入量，優(yōu)選計(jì)量泵。所述融硫槽還包括設(shè)置在其出口的計(jì)量泵，以控制硫熔融液的加入量。本發(fā)明所述系統(tǒng)中，各部件的連接可采用本領(lǐng)域常用的各種方式，優(yōu)選以管道的方式連接；具體的，高塔造粒噴頭與尿素加料泵以管道相連；靜態(tài)混合器的進(jìn)料口與尿素加料泵以管道連接；靜態(tài)混合器的出料口與高塔造粒噴頭以管道相連；為使本發(fā)明所述的系統(tǒng)能夠在純尿素造粒和含硫尿素的造粒之間靈活地轉(zhuǎn)換，所述管道上設(shè)置有閥門。另外，為提高尿素熔融液與硫熔融液的混合效率，本發(fā)明所述的系統(tǒng)還包括將尿素熔融液引入加硫泵的管道，以使尿素熔融液提前與硫熔融液混合，再進(jìn)入靜態(tài)混合器進(jìn)行充分混合；同樣，為使本發(fā)明所述的系統(tǒng)能夠在純尿素造粒和含硫尿素的造粒之間靈活地轉(zhuǎn)換，所述管道上設(shè)置有閥門。為保證造粒的穩(wěn)定性，本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述尿素高塔造粒部分還包括過濾器，設(shè)置在高塔造粒噴頭的入口，用于過濾進(jìn)入高塔造粒噴頭的液體中的雜質(zhì)；本發(fā)明還提供利用上述系統(tǒng)生產(chǎn)含硫尿素的方法，包括以下步驟1)熔融硫?qū)⑷诹虿凵郎刂?30_135°C，加熱硫熔融液或?qū)⒐腆w硫熔融，成為硫熔融液；2)混合將硫熔融液通過加硫泵加入靜態(tài)混合器中，同時將尿素熔融液也加入靜態(tài)混合器中，均勻混合；3)造粒將步驟2)混合均勻的液體引入高塔造粒噴頭，進(jìn)行造粒。本發(fā)明所述的方法在步驟2)之前，還包括步驟i)預(yù)混合將尿素熔融液引入加硫泵，與經(jīng)加硫泵的硫熔融液預(yù)混合；其中，引入加硫泵進(jìn)行預(yù)混合的尿素熔融液為所需尿素熔融液總量的5%-50%。另外，為使熔融硫與尿素熔融液均勻混合，本發(fā)明所述的方法在步驟2)之前，還包括ii)添加分散劑利用計(jì)量泵將分散劑加入加硫泵。步驟2)所述靜態(tài)混合器中，硫與尿素的質(zhì)量比為025100；硫加入量由融硫槽出口的計(jì)量泵控制。步驟2)所述靜態(tài)混合器中，分散劑與尿素的質(zhì)量比為0.010.5100；分散劑的加入量由分散劑加入泵(計(jì)量泵)控制。在本發(fā)明所述的生產(chǎn)含硫尿素的方法中，硫的加入可采用兩種方式A.以固體硫形式添加將固體硫，一般為硫粉加入到融硫槽中，將融硫槽加熱升溫至130-135°C，使固體硫變成硫熔融液，與來自尿素裝置的添加有甲醛的熔融態(tài)尿素進(jìn)入靜態(tài)混合器進(jìn)行充分混合，之后噴入造粒塔造粒；B.以熔融形式添加將硫熔融液加入到融硫槽中，利用融硫槽加熱升溫至130-135，然后加入到靜態(tài)混合器中與已添加甲醛的熔融態(tài)尿素混合，噴入造粒塔造粒。硫加入質(zhì)量為含硫尿素質(zhì)量的025%，優(yōu)選1-25%。本發(fā)明所述的含硫尿素的高塔造粒系統(tǒng)，可通過對現(xiàn)有尿素高塔造粒系統(tǒng)的改進(jìn)而直接得到在現(xiàn)有尿素高塔造粒系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加添加硫和添加分散劑的裝置，以及控制其各自添加量的裝置，就能夠向輸往高塔造粒的尿素熔融液中加入硫，使高塔造出的含硫025%左右，含氮34.5%46.4%左右的，可滿足農(nóng)作物對硫養(yǎng)分需要的含硫尿素。通過本發(fā)明所述的系統(tǒng)，利用以下重量百分?jǐn)?shù)的原料熔融態(tài)尿素(純度99.7%)；025%的硫；0.01%0.5%的分散劑；微量的甲醛(甲醛的主要作用是幫助尿素熔融液造粒成型，現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)常在尿素熔融液中添加甲醛以造粒，因此，甲醛的用量可參照現(xiàn)有技術(shù))，可以制備出含有以下重量百分?jǐn)?shù)組分的含硫尿素含氮量34.5%46.4%；硫025%;水含量具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如無特別說明，實(shí)施例中采用的原料均為市購。實(shí)施例1本發(fā)明所述的系統(tǒng)如圖1所示，在圖2所示的本領(lǐng)域常用的尿素高塔造粒系統(tǒng)(包括與高塔造粒噴頭1相連的尿素加料泵3，用于將尿素熔融液泵入高塔造粒噴頭1，包括高塔造粒噴頭1的尿素高塔造粒裝置(未示出)，以及設(shè)置在高塔造粒噴頭1和尿素加料泵3之間的過濾器2的基礎(chǔ)上，增加了加硫部分和加分散劑部分。所述加硫部分包括融硫槽4(包括設(shè)置在其出口的計(jì)量泵5)，加硫泵7和靜態(tài)混合器8，所述加分散劑部分包括添加分散劑的分散劑加入泵(選擇計(jì)量泵)。其中融硫槽4的出料口與加硫泵7進(jìn)料口以管道連接，同時分散劑加入泵6的出料口也與加硫泵7進(jìn)料口以管道連接，另外尿素進(jìn)料泵3的出料口也通過管道(設(shè)置有閥-0412)與加硫泵7的進(jìn)料口連接，因此部分尿素熔融液可與熔融硫和分散劑預(yù)混合；力口硫泵7的出料口與靜態(tài)混合器8的進(jìn)料口連接，同時尿素加料泵3的出料口也通過管道(設(shè)置有閥-0311)也與靜態(tài)混合器8的進(jìn)料口連接，尿素熔融液與預(yù)混合液在靜態(tài)混合器8中充分混合；靜態(tài)混合器8的出料口以管道(設(shè)置有閥-0210)通過過濾器2與高塔造粒噴頭1連接。同時，在尿素加料泵3與高塔造粒噴頭1相連的管道上設(shè)置閥-019。從而得到本發(fā)明所述的高塔生產(chǎn)含硫尿素的系統(tǒng)。利用上述系統(tǒng)，可以制備出含硫尿素或不含硫的尿素如需制備含硫尿素，將閥-019置于關(guān)閉狀態(tài)，閥-0210、閥-0311、閥-0412置于打開狀態(tài)，則接入加硫部分。固體硫，一般為硫粉在融硫槽4中熔融，然后經(jīng)過計(jì)量泵5計(jì)量，通過加硫泵7的作用，進(jìn)入靜態(tài)混合器8中，同時尿素熔融液分成兩部分，一部分尿素熔融液由閥-0412分流至加硫泵7的進(jìn)料口，與由融硫槽4來的硫熔融液和分散劑加入泵6來的分散劑分別注入加硫泵7的進(jìn)料口，進(jìn)行預(yù)混合，然后進(jìn)入靜態(tài)混合器8；另一部分尿素熔融液由閥-0311直接進(jìn)入靜態(tài)混合器8，與預(yù)混合后的物料進(jìn)行充分混合，然后混合物料經(jīng)閥-0210，通過過濾器2后，進(jìn)入高塔造粒噴頭1，制備出含硫尿素。硫的添加量由融硫槽4出口的計(jì)量泵5控制，一般控制在尿素總質(zhì)量的0-25%(質(zhì)量)；分散劑的添加量由分散劑加入泵控制，一般控制在尿素總質(zhì)量的0.01%0.5%(質(zhì)量)。如果需要制備不含硫的尿素，則將上述系統(tǒng)的閥-01置于打開狀態(tài)，閥-02、閥-03、閥-04置于關(guān)閉狀態(tài)，則系統(tǒng)恢復(fù)為常規(guī)狀態(tài)，可用于制備不含硫尿素。實(shí)施例2利用實(shí)施例1的所述的含硫尿素高塔造粒系統(tǒng)，制備含硫量為10%的含硫尿素。將硫粉加入融硫槽4，融硫槽4的溫度設(shè)置在130°C，硫粉在融硫槽4中加熱熔融并升溫至130°C，得到與尿素熔融液溫度相近的硫熔融液；利用設(shè)置在融硫槽4出口的計(jì)量泵5控制其加入質(zhì)量為尿素總質(zhì)量的10%，通過加硫泵5加入靜態(tài)混合器8；采用市購的液體分散劑，并通過分散劑加入泵6(計(jì)量泵)控制其加入質(zhì)量為尿素總質(zhì)量的0.1%，也通過加硫泵7加入靜態(tài)混合器8中。尿素熔融液的25%通過閥-0412進(jìn)入加硫泵7先與熔融硫在分散劑作用下預(yù)混合，75%通過閥-0311直接進(jìn)入靜態(tài)混合器8，充分混合后經(jīng)閥-0210進(jìn)入過濾器2，然后進(jìn)入高塔造粒噴頭1進(jìn)行含硫尿素的造粒，得到的產(chǎn)品的指標(biāo)如下含氮量41.8%;硫10%;水含量權(quán)利要求一種高塔制備含硫尿素的系統(tǒng)，包括尿素高塔造粒部分和加硫部分，所述尿素高塔造粒部分包括尿素加料泵和尿素高塔造粒裝置，所述尿素高塔造粒裝置的頂部設(shè)置有高塔造粒噴頭，所述尿素加料泵與高塔造粒噴頭相連，用于將尿素熔融液泵入高塔造粒噴頭，進(jìn)行造粒；所述加硫部分包括融硫槽使硫熔融液升溫或?qū)⒐腆w硫熔融變成硫熔融液；加硫泵與融硫槽相連，將硫熔融液加入靜態(tài)混合器；靜態(tài)混合器用于將尿素熔融液與硫熔融液混合，其進(jìn)料口分別與尿素加料泵和加硫泵的出料口相連，出料口與高塔造粒噴頭的進(jìn)料口相連。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述含硫尿素的高塔造粒系統(tǒng)還包括分散劑加入泵，用于將分散劑加入靜態(tài)混合器。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分散劑加入泵的出料口與加硫泵的進(jìn)料口相連，將分散劑預(yù)先混入加硫泵，然后再通過加硫泵加入靜態(tài)混合器。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括將尿素熔融液引入加硫泵的管道，以使一部分尿素熔融液提前與硫熔融液混合。5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述管道上設(shè)置有閥門。6.一種利用如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)生產(chǎn)含硫尿素的方法，其特征在于，包括以下步驟1)熔融硫?qū)⑷诹虿凵郎刂?30-135°C，加熱硫熔融液或?qū)⒐腆w硫熔融，成為硫熔融液；2)混合將硫熔融液和尿素熔融液加入靜態(tài)混合器中，混合；3)造粒將步驟2)混合均勻的液體引入高塔造粒噴頭，進(jìn)行造粒。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的方法在步驟2)之前，還包括步驟i)預(yù)混合將部分尿素熔融液引入加硫泵，與經(jīng)加硫泵的硫熔融液預(yù)混合；其中，進(jìn)行預(yù)混合的尿素熔融液為尿素熔融液總量的5%-50%。8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的方法在步驟2)之前，還包括ii)添加分散劑利用計(jì)量泵將分散劑加入加硫泵。9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟2)所述靜態(tài)混合器中，硫與含硫尿素的質(zhì)量比為025100。10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于