本发明的一个目的是提供一种不消耗破碎能、免去破碎核心再循环
步骤、产生粉尘少、生产成品率高、畸形产品少的成粒方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于上述方法的成粒机。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种成粒方法和成粒机。
特别是本发明提供了：
(1)一种改进的成粒方法，其中，采用的成粒机含有：一个处于
成粒室底部的带孔底板，一个把空气输入到上述成粒室底板进行流化的
上输气管，一个下输气管，从上述下输气管分枝出的用于把空气喷射到
上述成粒室的多个输气管，设置在上述空气出口中心用于喷射熔融原材
料的多个喷嘴；这种方法包括从上述喷嘴把熔融原材料喷射到其粒径已
达到平均粒径为0.4～3.0mm后已输到成粒室的近似球形核心上，以形
成颗粒。
(2)一种改进的成粒方法，其中，采用的成粒机含有：一个处于
成粒室底部的带孔底板，一个把空气输入到上述成粒室底板上进行流化
的输气管，设置在底板用于以高压空气作为辅助气而喷射熔融原材料的
多个喷嘴；这种方法包括从上述喷嘴把熔融原材料喷射到其粒径已达到
平均粒径为0.4～3.0mm后已输入成粒室的近似球形核心上，以形成颗
粒。
(3)一种改进的成粒方法，其中，采用的成粒机含有：一个处于
成粒室底部的带孔底板，一个把空气输入到上述成粒室底板用于流化的
上输气管，一个下输气管，从上述下输气管分叉用于喷射空气到上述成
粒室的多个输气管，设置在上述空气出口中心用于喷射熔融原材料的多
个喷嘴，设置在底板上的一个或多个用于分隔上述输气管的隔墙，使得
这些隔墙可以形成一个使核心连续从成粒机进料口向其出料口运动的通
道；这种方法包括从上述喷嘴把熔融原材料喷射到其粒径已达到平均粒
径为0.4～3.0mm后已输入到成粒室的近似球形核心，以形成颗粒。
(4)一种改进的成粒方法，其中，采用的成粒机包含：一个处于
成粒室底部的带孔底板，一个用于把空气输入到成粒室底板用于流化的
输气管，设置在底板上用于以高压空气作为辅助气而喷射熔融原材料的
多个喷嘴，一个或多个设置在底板上用于分隔上述喷嘴的隔墙，使得这
些隔墙可以形成一个使核心连续从成粒室进料口连续向其出料口运动的
通道；这种方法包括从上述喷嘴把熔融原材料喷射到其粒径已达到平均
粒径为0.4～3.0mm后已输入到成粒室的近似球形核心上，以形成颗粒。
(5)按照上述(1)、(2)、(3)、(4)项中任一项所述
的改进成粒方法，其特征在于，熔融原材料通过其球面曲板上有许多通
孔的莲蓬型喷头喷雾，上述喷雾的熔融尿素冷却并凝固，冷凝的平均粒
径为0.4～2.0mm的近似球形核心被输入。
(6)按照上述(1)、(2)、(3)、(4)项中任一项所述
的改进成粒方法，其特征在于，熔融原材料通过摆动莲蓬型喷头喷雾，
上述喷雾的熔融尿素冷却并凝固，平均粒径为0.4～2.0mm的冷凝挖球形
核心被输入。
(7)按照上述(1)、(2)、(3)、(4)项中任一项所述
的改进成粒方法，其特征在于，还包括对产品颗粒中较小粒径的那些颗
粒在成粒机中再循环，以使产品粒径分布更窄。
(8)按照上述(1)～(7)项中任一项所述的改进成粒方法，
其特征在于，上述熔融原材料液体是熔融尿素，含有固态组分的尿素/硫
酸铵的熔融尿素，以及熔融硫磺中的任何一种。
(9)按照上述(1)～(7)项中任何一项所述的改进成粒方法，
其特征在于，作为熔融原材料，熔融尿素输入到上述成粒机前部喷嘴，
熔融硫磺输入到成粒室后部喷嘴。
(10)一种改进的成粒机，它是上述(1)项中所述的一个成粒机，
具有：一个处于成粒室底部的带孔底板，一个用于把空气输入到上述成
粒室底板进行流化的上输气管，一个下输气管，从上述下输气管分枝出
的用于喷射空气到上述成粒室的多个输气管，设置在上述空气出口中心
用于喷射原材料液体的多个喷嘴，通过从上述喷嘴把熔融原材料喷射到
粒径已达到预定直径并已输入到成粒机的核心上以形成颗粒，空气通过
带孔底板通孔的流向与颗粒垂直流向之间有一斜角。
(11)一种改进的成粒机，它是上述(3)项中所述的一种成粒机，
具有：一个处于成粒室底部的带孔底板，一个用于把空气输进上述成粒
室底板进行流化的上输气管，一个下输气管，从上述下输气管分枝出的
用于喷射空气到上述成粒室的多个输气管，设置于上述空气出口中心用
于喷射熔融原材料的多个喷嘴，设置在底板上用于分隔上述输气管的隔
墙，这些隔墙可以形成一条使核心可以连续地从成粒机向其出料口运动
的通道，通过从上述喷嘴把熔融原材料喷射到其粒径达到预定值并已输
入到成粒室的核心上，以形成颗粒，空气通过带孔底板通孔的流向与颗
粒垂直流向之间有一斜角。
(12)一种改进的成粒机，它是上述(2)项中所述的一种成粒机，
具有：一个处于成粒室底部的带孔底板，一个用于把空气输入到上述成
粒室底板进行流化的输气管，设置在底板上用于以高压空气作为辅助气
而喷射熔融原材料液体的多个喷嘴，通过从上述喷嘴把熔融原材料喷射
到其粒径已达到预定值并已输入到成粒室的核心上以形成颗粒，空气通
过带孔底板通孔的流向与颗粒流垂直流向之间有一斜角。
(13)一种改进的成粒机，它是上述(4)项中所述的一种成粒机，
具有：一个处于成粒室底部的带孔底板，一个用于把空气输入到成粒室
底板进行流化的输气管，设置在底板上用于以高压空气作为辅助气而喷
射熔融原材料的多个喷嘴，设置在底板上用于分隔上述喷嘴的隔墙，这
些隔墙可以形成一条使核心连续从成粒室进料口向其出料口运动的通
道，通过从上述喷嘴把熔融原材料喷射到粒径已达到预定值并已输入到
成粒室的核心上，以形成颗粒，空气通过带孔底板的流向与颗粒垂直流
向之间有一斜角。
(14)一种成粒机，它是上述(3)或(4)中项所述的成粒机，
在底板上设有一个或多个成粒机壁平行的隔墙，这些隔墙可以形成一条
使核心连续地从成粒机进料口向其出料口运动的通道，上述隔墙交错排
列，至少有一个隔墙从成粒机一侧伸向其对置的另一侧，与此相反，其
他隔墙则从成粒机的对置那一侧伸向这一侧。
(15)按照上述(10)～(14)项中任一项所述的改进成粒机，
其特征在于，这种成粒机有一个其L/M比大于2小于40的特别细长的形
状，这里L是成粒机底部沿颗粒流向的长度，M是颗粒流的宽度。
(16)按照上述(10)～(15)项中任何一项所述的改进成粒机，
其特征在于，这种成粒机在整体上具有把作为核心的平均粒径
0.4～1.0mm的近似球形核心输入到成粒机的功能。
(17)按照上述(10)～(16)项中任何一项所述的改进成粒机，
其特征在于，这种成粒机输入平均粒径0.4～1.0mm的近似球形核心到成
粒机的整体功能是使用莲蓬型喷头。
(18)按照上述(10)～(16)项中任何一项所述的改进成粒
机，其特征在于，这种成粒机输入平均粒径0.4～1.0mm的近似球形核心
到成粒机的整体功能是使用摆动莲蓬型喷头。
(19)按照上述(10)～(18)项中任何一项所述的改进成粒
机，其特征在于，这种成粒机输入平均粒径0.4～1.0mm的近球形核心到
成粒机中的整体功能结合用于冷却产品的冷却功能为一体。
本发明的其他和另外的目的和优点将通过下面结合附图的说明更
清楚，附图中：
在本发明中，使用一种成粒机，其中当填加种粒并流化时，喷射熔
融原材料到这种种粒上，因此颗粒长大以用上述种粒作为核心进行粒
化。
在成粒机成粒室中的术语“核心”是指预生产并输入到成粒机中的
尿素，硫等物品。在本发明中，可以粒化尿素/硫酸铵混合化肥一般是指
含60％重量(下文有时记为wt％)以下硫酸铵的混合化肥。在生产尿
素时，被输送到成粒机进行喷射的熔融原材料是含90wt％以上，最好是
95wt％以上尿素的水溶液。在生产尿素/硫酸铵混合化肥的情况，作为输
入到成粒机喷嘴用于喷射的熔融原材料，最好使用均匀混合的含96wt
％以上尿素及粒径范围在150～600μm的固态硫酸铵的尿素溶液。在使
用硫磺的情况，使用含硫磺90wt％以上的熔化硫磺。在生产尿素和尿素
/硫酸铵的情况，作为输入到核心产生器(核心产生装置)的熔融尿素，
含尿素最好在99.5wt％以上。在生产硫磺及硫磺包覆尿素的情况，最好
使用含硫磺一般在90wt％以上的熔融硫磺。然而，本发明不局限于这
些。
下面说明本发明中产品的含义。术语“产品”意味着产品中的名义
产品尺寸的颗粒含量(比例)在所需要的范围内。如下文图1所说明的
那样，不进行再循环的最终产品是不用过筛从成粒机出料口得到的产
品。如果进行再循环(不用破碎机)，其最终产品是过筛后得到的产口。
所谓的“名义产品尺寸”指的是规定的产品粒径范围所表示的一个等级。
本发明得到的名义产品尺寸，但不局限于本发明，包括：1～3mm，
2～4mm,3～5mm,5～8mm,8～12mm,10～15mm等，它们都是名义的。一
种产品中具有名义产品尺寸的产品比例随名义尺寸值和商业用途变化而
变化，可以要求是70％以上，80％以上，90％以上，视情况而定。提
高名义产品尺寸颗粒的比例是不容易的。因此可实现的名义产品尺寸的
百分数十分重要。
为了得到一种上述产品，本发明核心的平均粒径选定在0.4～3.0mm
范围。平均粒径为0.4～3.0mm的核心，例如，平均粒径为0.4～1.0mm或
0.4～2.0mm的核心可由空气粒化法(后文也称为粒化方法)获得。当成
粒机和核心生产机为一体时，最好应用平均粒径为0.4～1.0mm的核心，
而当核心生产机位于成粒机之外时，宜于采用平均粒径为0.4～1.0mm的
核心和平均粒径为0.4～2.0mm的核心。其原因如下。
众所周知，按照空气粒化方法，当熔融尿素液滴从几十米多的成粒
塔滴落时，从成粒塔下部输来冷却空气，使液滴在落下时凝固。成粒塔
的高度由凝固颗粒的平均粒径决定，平均粒径越大，成粒塔越高。
在这种空气粒化方法中，可以生产平均粒径达到约3.0mm的核心。
然而，当平均粒径超过2mm时，核心生产机的空气冷却高度(相当于成
粒塔高度)太高而不能实用。平均粒径为2.0mm以下时，核心生产机可
以是实用的，特别是当成粒机和核心生产机为一体时，由于成粒机高度
适当，平均粒径选定为0.4～1.0mm。当核心生产机位于成粒机之外时，
由于上述原因，可任选平均粒径为0.4～1.0mm或0.4～2.0mm。按照JP
-B-4-63729公开的成粒方法，使上述平均粒径为0.4～1.0mm的核
心长大，可以交替得到平均粒径超过2.0mm的核心。总之，根据核心的
生产方法，成粒机形式，或所需要的名义产品尺寸的不同，可充分选取
具有这些不同平均粒径的核心。
通常，在空气粒化方法中，近似球形的平均粒径约为1.5～2.0mm的
尿素颗粒是作为一种产品而获得的，粒径分布在0.8～2.8mm内。已知在
平均粒径相同时，由这种空气粒化方法生产的颗粒强度约为由JP-B
-4-63729公开的成粒法生产的颗粒强度的40％。已经研究过使用它
们作为成粒的核心。然而，由参考实例1可知，当用平均粒径1.6mm的
核心生产名义尺寸2～4mm的颗粒的产品时，与实例1的情况相比，这种
颗粒的中心缺乏足够的机械强度。
在兼用喷射床和流化床的成粒机以及流化床型成粒机的情况，如果
用任何方法获取的核心颗粒平均粒径小于0.4mm，那么，将如后面所说
明的那样，输入到成粒机1的核心颗粒可卷入用于流化的上升空气中，
有时可能成为尘埃。在使用空气粒化方法制取的颗粒作为核心的情况，
如果平均粒径超过1.0mm，则名义尺寸2～4mm或更小的产品缺乏足
够的机械强度，不能实现本发明的目的。然而，如果生产名义尺寸5～
8mm或更大的颗粒产品，如后面实例2所示，由于其产品机械强度不变
化，由空气粒化方法生产的核心粒径可以超过1mm，最好是3mm以下。
作为一个标准实例，其要点是：如果一个核心颗粒的重量(包覆以前)
约为产品(包覆后)的一个颗粒重量的0.5％～10％，不论其名义产品尺
寸如何，即便使用由空气粒化方法制取的核心，这个产品的机械强度可
以是足够高的。这种核心颗粒占产品颗粒的比例最好在0.5～5.0wt％，尤
以0.5～2.0wt％为最佳。同时，在流化床型成粒机的情况，最佳平均粒径
范围与此相同。
更详细地说，如果用于本发明的平均粒径为0.4～3.0mm的核心仅用
空气粒化方法制取，对于生产名义尺寸为1～3mm，2～4mm，3～
5mm的产品，选取的核心平均粒径应为0.4～1.0mm。最好是：对于名义
尺寸1～3mm的产品的生产，选取的核心平均粒径为0.4～0.5mm，对
于名义尺寸2～4mm和3～5mm的产品的生产，选取的核心平均粒径
为0.5～0.8mm。
对于名义尺寸为5～8mm，8～12mm，10～15mm的产品，
选取核心平均粒径为0.4～3.0mm，最好是：对于名义尺寸为5～8mm
的产品，选取核心平均粒径为1.3～1.6mm，对于名义尺寸为8～12mm
的产品，选取核心平均粒径为1.5～2.1mm，对于名义尺寸为10～15mm
的产品，选取核心平均粒径为2.5～3.0mm。不用说，本发明不局限于此。
本发明所使用的术语“平均颗粒直径”(简称平均粒径)是50％
数量的颗粒直径的加权平均颗粒直径，即所谓的中间直径。
在本发明中，加入到成粒机中的核心颗粒(种粒)是近似球形。术
语“近似球形”是指由空气粒化方法制取的球形形状或净球形。其球形
度最好是这样的；通过测试实例中有无畸形颗粒的方法确定的球形系数
在90％以上。
就核心粒径分布的关系而言，上述核心在成粒机中的停留时间分
布，由上述核心生产的产品粒径分布，常用成粒机(下述A型和B型成
粒机)的工作状态在一定范围内大致恒定。因此，核心在成粒机中停留
时间的分布在一定范围内几乎是不变的。
例如，当制取名义尺寸2～4mm的颗粒产品时，输入到兼有喷射
床和流化床的成粒机中的近似球形核心平均粒径为0.4～1.0mm，最好是
均匀分布的0.4～1.0mm，尤以0.5～0.8mm的平均粒径分布为最佳。在这
种情况，例如，以及如与比较实例1对比的实例1和实例6所示，可以
制取在成粒机出料口所需要的名义产品尺寸含量85％～88％以上的产
品，与普通方法成粒机出料口名义产品尺寸含量为75％～80％的产品
相比，效率更高，且产品中没有畸形颗粒。因此，可以看到，为了制取
在成粒机出料口所需要的名义产品尺寸含量有所提高，如实例5所示，
成粒机出料口的颗粒可以过筛，以得到过筛分开的产品，并进入成粒机
再循环。
下面说明本发明所使用的成粒机。在根据附图进行说明时，图1～
图18中用相同的标号表示相同的构件，有时则不作说明。
图3～5分别是本发明成粒机一个实施例(后面称这种成粒机为B
型成粒机)的前视、侧视和顶视简图。这种B型成粒机包括：一个位于
成粒室底部的带孔底板9，一个用于把空气从管道23输入到成粒室底板
9进行流化的上输气管，一个从管道24输入的下输气管，从上述下输气
管分枝出的用于喷射空气到成粒室的输气管3,4,5，设置在上述空
气出口中心用于熔融喷射原材料液体的喷嘴6,7,8，设置在上述底
板9上用于把上述成行的输气管彼此分隔的隔墙100和101，因此，这
种隔墙可以形成使来源于管道41的核心连续从成粒机进料口向其出料
口运动且在其垂直方向流化的一个通道。
图6～8分别是本发明成粒机另一实施例(后面称为D型成粒机)
的前视、侧视和顶视简图。这种D型成粒机包括：一个位于成粒室底部
的带孔底板9，一个用于把空气从管道23输入到成粒室底板9进行流化
的输气管，设于底板9上的使用作为辅助气的从管道240输入的高压空
气喷射原材料液体的喷嘴600,700和800，设置于底板9上的用于把
成双行的喷射熔融原材料液体的喷嘴彼此分隔的隔板100和101，因此
这种隔板可以形成使源于管道41的核心连续地从成粒机进料口向其出
料口运动且在垂直方向流化的一个通道。
在这种B型和D型成粒机中，隔板100和101与成粒机壁平行设
置。隔板100和101交错(交替)排列，即，至少有一个隔板从成粒机
的一侧伸向成粒机对置的另一侧，与之相反，另一个隔板则从成粒机对
置的一侧伸向这一侧。隔板100和101至少留下一组输气管未分隔，以
形成连通段103，使一行分隔的输气管与邻近的一行分隔输气管通过连
通段103连通。
在B型成粒机中，隔板100和101的高度略高于成粒室中核心颗粒
被吹起的高度。在D型成粒机中，隔墙100和101的高度高于流化层高
度就可以了。
在本发明中，可使用现有的成粒机，如JP-B-4-63729中说
明的成粒机或其改型。图9～11示出的实施例简略说明上述JP-B-
4-63729中的结合的流化床和喷射床的一种普通成粒机：图9是其前
视图，图10是其侧视图，图11是其顶视图。这种成粒机相当于从上述
B型成粒机移去隔墙100和101的一种型式。
在本发明中，作为成粒机，也可以使用简略示于图12～图14中的
JP-B-56-47181和JP-B-60-13735所公开的普通成粒机(后
面称为C型成粒机)。
图12、图13和图14分别是其前视图，侧视图和顶视图。如图所
示，在C型成粒机中，挡板200和201位于水平面12的上部，大致与从
管道41输入的再循环核心的流动方向垂直，因此，可以切断这种再循环
核心从成粒机进料口流向出料口的流动。当核心暴露在由喷嘴600，
700,800喷射的液滴中时，它们通过挡板200和201与底板9之间的
空间运动并长大。除此之外，C型成粒机与D型成粒机相同。从一个管
道240环绕喷嘴600,700,800输入用于雾化的高压空气作为辅助气，
熔融原材料液体从管道37输入到喷嘴600,700,800。
在本发明中，这类成粒机可以整体设有成核部分和/或冷却部分。在
本说明书中，在A型成粒机和B型成粒机整体设置成核部分分别被称为
F型和E型成粒机。图15是E型成粒机简略前视图，它是把B型成粒
机与成核功能合为一体的一种成粒机，图16是F型成粒机的顶视简图。
在示于图15的F型成粒机中，从管道156输入到喷头154的熔融原材料
液体被喷雾，因此，尿素152被输入到喷射区151，在这里形成平均粒
径为0.4～3.0mm的核心。在这种成粒机中，喷射区151和成粒区155由
隔墙153分隔，但隔墙153的一部分是开口的，这部分用于核心颗粒流
170从喷射区151流向成粒区155，核心颗粒通过这一部分流向成粒区。
在前述核心生产机150所指示的条件下，来自管道42的用于喷射成粒的
空气通过底板9输入到喷射区151，并且空气从管道43排出。喷射区151
的压力和成粒区155的压力大致相同，它们一般在5～10mmAq(水头
的毫米数)的负压下工作。
从F型成粒机移去隔墙100和101，就成为E型成粒机。也可以使
用把C型或D型成粒机与成核功能合为一体的成粒机(后面称为G型或
H型成粒机)。对于E型、G型或H型成粒机，虽然在这里省略了附图，
无疑，它们也包括在本发明中。
图17是S型成粒机的顶视图，简略示出把一个冷却区50设置到由
B型成粒机与成核功能合为一体的F型成粒机的一个实施例，因此，这
种S型成粒机结合有冷却功能。S型成粒机包括一个在B型成粒机上整
体设有一冷却区(冷却通道)的成粒机。本发明不局限于这种设置冷却
区的B型成粒机和设置冷却区的F型成粒机；本发明也包括作为实施例
的以D型和H型为基础的成粒机(后面称为SS型)。冷却区50的底板
与成粒机的底板相同。而且，虽然在图中未示出，但把空气输进冷却区
50底板进行流化的输气管安排在适当位置与成粒机分开。输进到冷却室
50的空气温度可保持在室温或更低一些。术语“冷却”是指把表面12
的包覆层温度(100℃以上)引导到预定温度或低于从成粒机流出产品
的预定温度(一般为60℃以下，最好为40～50℃)。A型、C型、E
型或G型成粒机也可结合冷却功能。
成粒机底板9的带孔板上有许多孔，它的安排可以使尿素、核心等
物长大并连续从成粒机进料口流向成粒机出料口。为使颗粒或核心流向
成粒机出料口，空气通过这些孔的流向选定为与垂直轴向成60°或小于
60°的角，以便于生产。
当然，在本发明中，如后面将要说明的实例18所示，当从成粒机
后部喷嘴喷射硫磺时，可以得到由硫磺包覆的有延迟效力的尿素。这种
后部喷嘴相对全部喷嘴在数量上的比例随硫磺包覆层厚度而变化，一般
选定为10％～30％，最好为10％～20％。
使用上述成粒机按照图1和图2的生产工艺可以实行本发明的成粒
方法。
按照本发明的方法，可以取消破碎非标准颗粒的步骤。因此，图1
和2所示的生产工艺不同于图18所示的普通工艺，它们不包括图18所
示的破碎步骤(图18中的标号27～30和15所指示的步骤)。
本发明生产方法中的成粒机1本身的工作条件，除应遵循本发明规
定的要点外，可以如上述专利说明书所说，参照现有的普通方法进行。
其中颗粒尿素等流体的这一层11的温度一般约为100℃。例如，如JP
-B-4-63729公开，A型成粒机输气管数量可以按底板面积定为每
平方米0.5～5个或每平方米6～10个的密度。当尿素产品为每天1000
吨时，喷嘴6,7,8的喷射角一般选为30～80°，输入到每个输气管
3,4,5的空气量是10000Nm3/h。在这种情况下，输进输气管3,4,
5的空气流速一般选定为5～50m/s，最好是10～20m/s(米/秒)，上
述空气温度一般选为室温～120℃。在一些实例中，输入到每个喷嘴的
熔融原材料为4400kg/h(公斤/小时)，但本发明不限于此。而且，水平
面12的高度一般静态选为0.1～1.0m，在流化状态选为0.3～1.5m，空
间60的高度从底板算起选为2～10m。无疑，这些工作条件不仅适用
于上述A型成粒机，也适用于B型、E型、F型和S型成粒机。而且，
虽然JP-B-4-63729说明了尿素的成粒，但也可在与上述大致相
似的条件下进行颗粒尿素以外的其他物品，如硫磺成粒的生产。
按照JP-B-60-13735的叙述，C型成粒机工作条件可以是，
例如：以高压空气作为辅助气喷射熔融原材料的喷嘴600,700,800
的角度小于20°，从管道240输入到围绕喷嘴600,700,800的辅助气
是130Nm3/h，辅助气流速是60～300m/s，最好是150～280m/s；水
平面12的高度是0.3～1.5m，空间60的高度是0.3～1.5m。在上述说明
书中，公开了一个实例：当尿素产量为每天800吨时，每个喷嘴输进的
熔融原材料量是325kg/h，输入到流化床的空气23的量是52000Nm3/h。
这些工作条件不仅适用于C型成粒机，也适用于D型、G型、H
型和SS型成粒机。
图1是生产尿素颗粒或硫磺颗粒的工艺的一个实施例。在按图1尿
素成粒的情况，为了生产用于在成粒机1中成粒的核心，单独生产的含
尿素99.5wt％以上的熔融尿素通过管道27输进核心生产机150。
作为核心生产机150，可以有：使用莲蓬型喷雾系统的核心生产机，
使用摆动莲蓬型喷雾系统的核心生产机，使用吊篮型喷雾系统的核心生
产机，使用转盘系统的核心生产机，通常选用莲蓬型喷雾系统核心生产
机和摆动莲蓬型喷雾系统核心生产机。
当应用莲蓬型喷雾系统时，可以输进平均粒径0.4～1.0mm、粒径分
布为0.4～1.0mm的近似球形核心，和平均粒径0.4～2.0mm、粒径分布
0.4～2.0mm的近似球形核心。喷头是莲蓬型，由具有许多小孔的球面曲
板构成。在这种系统中，最好选择下列条件：球面曲板上的孔径为
0.3～0.4mm，通过孔径的流速为0.5～2mm/s。此外，冷却空气流速选为
0.2～1.0m/s，一般为0.4m/s。特别是当这个系统与成粒机合为一体时，
最好应遵循上述工作条件。
如图1所示，当这种核心生产机150位于成粒机1之外时，可以在
上述工作条件进行工作，也可在类似于上述条件的条件下进行工作。
对于核心生产机150，作为另一种方法，可以使用由摆动式莲蓬型
喷头的喷雾方法。众所周知，通过在球形曲板上形成许多孔，并调节每
个孔的孔径，通过孔的流速和摆动频率，可以冷却和凝固喷雾的熔融尿
素。因此，在冷却和凝固以后，可以制取平均粒径为0.4～1.0mm和平均
粒径为0.4～2.0mm的核心。例如，选择摆动频率为300～1000Hz，孔
径为0.3～0.4mm，通过孔的流速为0.5～2m/s已经足够。对于莲蓬型和摆
动型莲蓬喷头，空气流速选为0.2～1.0m/s，一般为0.4m/s。这些也可应
用于核心生产机与成粒机合为一体的情况。
在本发明中，颗粒中核心数量基本上与从管道25中排出的产品颗
粒数量相同。因此，当由粒径为0.4～1.0mm的核心生产名义尺寸分布为
2～4mm、平均粒径为3mm的颗粒产品时，输入含尿素17为1wt％的
尿素到成粒机中就足够了。因此，上述核心生产机150可以很小。在使
用成粒方法的尿素工厂与它很靠近时，由于含有平均粒径为0.4～1.0mm
的核心和平均粒径为0.4～2.0mm的核心，虽然量很小，预先分类的核心
实际上是可用的。
另一方面，尿素17一般是含尿素90wt％以上的尿素水溶液，最好
是含尿素95wt％以上。尿素17通过管道31输进混合箱21。
在混合箱21中，尿素17与通过管道35从除尘器输进的小量粉尘
均匀混合。混合箱21中的尿素通过管道36，泵22，管道37，由喷嘴6,
7,8喷射出直径为150～600μm的液滴，并粘合到核心上，使核心长大。
当使用C型成粒机时，从喷嘴600,700,800喷射出直径为20～120μm
的液滴，并粘合到核心上，使核心长大。
在本发明中，实例1，实例3～6是使用A型成粒机(图9～11)
及名义产品尺寸为2～4mm的情况。如与比较实例比较的实例1及实例
3～6所示，与破碎颗粒进行再循环的情况相比，在成粒机出料口的名义
产品尺寸的比例变大。为了提高名义产品尺寸的比例，如实例5所示，
建议由筛13筛选出较小的非标准颗粒到成粒室1进行再循环。再循环点
不限于成粒机1的进料口，也可以在中途加进到成粒机1中，这种再循
环点由试验预先确定。
在B型成粒机的情况，其成粒机的形状使其出料口的名义产品尺寸
比例可以大于A型成粒机，这不限制本发明。这种成粒机的工作条件与
上述成粒机相同。
令成粒机底部沿流向的长度是L，粒子(颗粒或核心)的宽度是M
(L＞M)，成粒器的高度是H，则内部体积V是它们的产品。一般按
经验选定A型成粒机的L/M为2～4。在本发明中，由于设置上述隔墙
100和101,B型成粒机比普通成粒机更细长。假定V和H不变，B型
成粒机的L/M选在10～40范围，最好是20～40。如果L/M大于4
小于10，与A型成粒机相比，所产生的效果有时并不十分显著。如果
L/M大于40，在本发明中产生的效果提高很少，因此应避免这种情况。
成粒机的上述形状不必是线性伸长的，它一般是弯曲的。一般通过
在隔墙中设置隔墙而得到其形状。
为了说明装置的混合性能，设计了一个完整的混合箱行列模型，经
过串联体积相同数量为N的完整混合箱，其性能接近装置的混合性能。
已知按照这个模型，N数越大，单个颗粒停留时间的分布越窄。
而且已知，如果混合箱不进行分隔，使其形状在总体上特别长，可
以得到与分隔情况相同的效果，单个颗粒停留时间分布很窄。
例如，本发明人发现，为了提高N数，最好使用特别细长的形状，
当通过带孔板的孔的空气流向与颗粒的垂直流向有一夹角时，颗粒可以
更均匀地流向成粒机出料口，很少发生逆向混合。因此，停留时间分布
很窄，使成粒机更好地实现本发明的目的。
根据以上讨论发现，在名义尺寸2～4mm的情况，如实例7～10,
12,14～6所示，为了有均匀的粒径，把平均粒径0.4～1.0mm、粒子
分布最好为0.4～1.0mm、最佳为0.5～0.8mm的近似球形核心输入到一个
特别细长的成粒机中，而不是输入到普通的A型和C型成粒机中，可以
获得名义产品尺寸很大比例且无畸形颗粒的产品。
因此，已经发现，在使用特别细长的成粒机时，不必通过对过筛产
品的再循环来提高名义产品尺寸的比例，或者说，过筛到成粒机再循环
的量相当小。
本说明书中产品里有无畸形颗粒(测量)可由下列方法确定。图19
示出用于许多涉及本发明的有无畸形颗粒的一种试验装置。在图19中，
皮带输送机601在其径向的对置的一端有长约10cm的导轨，它设有宽
约20cm的皮带602，以防止试验样品603从皮带输送机601中落下。
对皮带输送机601的长度没有特别限制，但最好是调整到0.5～2.0mm。
皮带输送机601安排与水平方向610有一个0～20°的斜角611。皮带
602从斜面的下端以100～500cm/min(厘米/分)的速率转向高端(按
箭头A的方向)。
在接近皮带输送机601的中心处，设有一个具有滑动功能板604用
于把试验样品供应到皮带602上的料斗605。料斗605的末端与皮带602
之间的空间预先调节适当。使试验样品603不会流失，然后试验样品603
承受下述的试验。提供的试验样品603一般为50～300g(克)。
在沿皮带602转动方向距试验样品603约50～200mm处安装一个
钉耙614。这个钉耙614可以均匀地分散试验样品603的颗粒，以改进
测量精确性。
现在说明使用这种装置的试验方法。试验样品603通过料斗605和
滑动功能板604供到正在转动的皮带602上，这时，近似球形颗粒导入
与皮带602转动方向相反的方向612，它们作为球形样品608而积存在
托盘606中。另一方面，由于畸形颗粒积存在皮带602上，它们被导入
方向613，即与皮带转动的相同方向，作为畸形颗粒609而积存到托盘
607中。
上述试验条件由预先调节了畸形颗粒比例的标准样品确定，并在相
同试验条件下对样品试验而进行评定。
球形系数(％)=100×(试验样品中球形样品重量)/(试验样品
603的重量)。
在本发明中，最好使用结合有冷却器的成粒机。在许多情况下，在
成粒机中，颗粒尿素流化层的温度保持在100℃以上，以便更方便地干
燥粒化材料。为了保持硫化层温度在100℃以上，用于流化和喷射的空
气由加热器加热。在普通方法中，在成粒机出料口，30％～50％的粒
化材料返回其成粒机再循环，如果粒化材料冷却到40～50℃的温度，
即结合有冷却器的成粒机所需要的最终产品温度，则不需要专门的产品
冷却器，并非常有利地简化了工艺。然而，由于也冷却了再循环的颗粒，
抵消了热损失，因此要求用于流化和喷射的空气进一步被加热，这加大
了能耗，使这一技术不实用。然而，在本发明中，由于颗粒不进行再循
环，或者再循环量相当少，则基本上没有热损失，完全保持上述优点。
就是说，经采用结合有冷却器的成粒机，可以直接从其出料口得到冷却
到40～50℃的产品，这是最希望的最终产品温度。
图2是生产含硫酸铵60％以下的尿素/硫酸铵化肥颗粒的工艺的一
个实施例的示意图，除添加到混合箱21的熔融原材料组分不同外，其他
均与图1相同。
图2中的熔融原材料流动是这样的：首先，硫酸铵18从管道32输
入到粉碎机19中，在这里平均颗粒尺寸一般预调到30～300μm，最好
是60～150μm；然后，硫酸铵通过管道33进入调节到100～160℃温
度的加热器，再由管道34进入混合箱21。如果平均颗粒尺寸太大，粘
合的硫酸铵颗粒有时会使产品表面粗糙。第二，从尿素厂或其他装置输
入的熔融尿素17通过管道31输入到混合箱21，其温度保持在120～
155℃。在混合箱21中，液体和固体经由搅拌器或其他物品搅拌而混合。
第三，成粒机1的顶部与管道38相连，管道38连接到除尘器16上，粉
末从除尘器16底部通过管道35进入混合箱21。剩余气体(空气)由管
道39排出。
在图1和图2中，基于核心生产机150与成粒机1分开安装的实例
进行了说明，但如上所述，这两者可以合为一体。在合为一体时，核心
生产机150可以在上述莲蓬型喷头或摆动莲蓬型喷头的工作条件下工
作。如图15的实例所示，其喷头可以安装在低于成粒机1顶面的位置。
除已经指出的要点以外，本发明的成粒方法可以参照JP-B-4
-63729，JP-B-56-47181，JP-B-60-13735所述的成粒
条件和装置进行。
按照使用了上述要点的本发明的改进的成粒机和改进的成粒方
法，具有下列效果：
(1)由于免去了对破碎颗粒的再循环步骤，可以简化工艺，不需
要普通工艺要求的那些附加设备。
(2)在如尿素或硫磺等熔融原材料以及如尿素/硫酸铵等料浆成粒
过程中，由于可以免除破碎机，不需要普通工艺所要求的破碎能耗。
(3)由于可以免除破碎步骤，产生的尘埃量可明显降低到只有普
通技术尘埃量的1/3。
(4)由于可以输入平均颗粒尺寸0.4～3.0mm的近似球形颗粒满足
产品的名义尺寸，可以获得颗粒直径均匀、无畸形颗粒的产品。因此产
品成品率高。
(5)由于可以在成粒机中设置隔墙，L/M比变大。由于空气通过
成粒机底板上的带孔板的孔的流向与颗粒垂直流向有一角度，可以防止
反向混合。因此，产品成品率极高。
(6)由于可以从把冷却功能结合为一体的成粒机获取温度60℃
以下的产品，因此不需要常设的附加设置，很容易处理产品。
下面将参照实例更详细地说明本发明，但本发明不只限于这些实
例。
实例1
在图1所示工艺中，尿素厂产量为每天1000吨。对于核心生产机
150，使用莲蓬型喷头，生产粒径为0.4～1.0mm的核心，并输入到成粒
机1中。成粒机1是A型。
成粒机1的L/M比是4，空气通过成粒机底板上的带孔板的孔的流
向与垂直轴成30°的角。产品不进行再循环。
选择的工作条件如下：喷嘴喷射角35°，每个喷嘴的输入量是：输
气管出口每1Nm3空气使用温度为125℃的1.3kg95wt％熔融尿素，输
气管出口空气线速度15m/s，输入到底板使颗粒流化的空气线速度是
1.5m/s，水平面12高度为1.0m，空间60的高度是6m，水平面12的
这层温度是100℃。按下列方法进行预防畸形材料的试验。
试验装置如上述图19所示，皮带宽度300mm，装置长度1500mm，
皮带材料是聚氨酯。试验条件为：在下列方式中皮带速度380cm/min，
皮带斜角10～15°。对于90份重量的名义尺寸为2～4mm近似球形颗
粒，添加10份名义尺寸相同但每个具有一个或数个顶尖的多边形或混合
型颗粒，以便制备标准样品。在按球形系数为90％确定上述皮带角度后，
用本实例样品100g反复进行数次试验，得到球形系数平均值。根据下列
判据评定有无畸形材料：
O：球形系数90％以上(生产中很好地防止了畸形材料)。
△：球形系数低于90％，大于80％(有畸形材料)。
×：球形系数低于80％(有许多畸形材料)。
在下列实例及相应实例中，制备标准样品及试验方法按上述相同的
方式进行，但名义尺寸不同。工作结果和产品硬度按ISO8397-1988。
测试结果与普通方法的结果比较示于表1。
实例2
成粒按与实例1相同的方式进行，但不用实例1的核心，采用由成
粒法生产的颗粒尺寸分布为0.8～2.8mm的颗粒作为核心，因此，生产
5～8mm的产品。结果示于表1。
实例3
按实例1相同的方式成粒，但与垂直轴的夹角由实例1的30°变为
0°。结果示于表2。
实例4
按与实例3相同的方式成粒，但空气通过成粒机底板的带孔板的孔
的流向由实例3的0°变为与垂直轴成60°。试验结果示于表1。
实例5
按与实例1相同方式成粒，但有小量非标准产品进入成粒机再循
环。结果示于表1。
实例6
按与实例1相同方式成粒，但生核心时由莲蓬型喷头改为摆动莲蓬
型喷头。结果示于表1。
实例7
按与实例1相同方式成粒，但由A型成粒机改为B型成粒机，使
L/M变为10，试验结果列于表1。
实例8
按与实例7相同方式成粒，但L/M比由10变为40，结果示于表1。
实例9
按与实例7相同的方式成粒，但产品不是尿素，而是尿素/硫酸铵
(50wt％/50wt％)，而且由示于图1的工艺变为示于图2的工艺。结
果示于表2。
实例10
按与实例7相同的方式成粒，但产品不是尿素，而是硫磺。结果示
于表2。
表1
实例1
实例2
实例3
实例4
实例5
实例6
实例7
实例8
产品种类
尿素
尿素
尿素
尿素
尿素
尿素
尿素
尿素
核心生产方法
(喷头系统)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气料化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(摆动莲蓬型)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(莲蓬型)
核心平均粒径(mm)
0.65
1.6
0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
核心粒径(mm)
0.4～1.0
0.8～2.4
0.4～1.0
0.4～1.0
0.4～1.0
0.5～0.8
0.4～1.0
0.4～1.0
名义产品尺寸(mm)
2～4
5～8
2～4
2～4
2～4
2～4
2～4
2～4
产品再循环比例(-)
0
0
0
0
0
0
0
0
成粒机出料口名义产品尺寸含量(％)
85
70
85
85
85
88
91
94
产品中的名义产品尺寸含量(％)
85
70
85
85
91
88
91
94
这种产品与普通产品强度比*2
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
产品中的尘埃比(％)
1
1
1
1
1
1
1
1
空气通过孔的流向(与垂直轴成的角度)
30
30
0
60
30
30
30
30
成粒机类型
A
A
A
A
A
A
B
B
成粒机L/M比(-)
4
4
4
4
4
4
10
40
防止畸形颗粒的等级
O
O
O
O
O
O
O
O
*1尿素/硫酸铵(50wt％/50wt％)
图号与成粒机类型的对应关系：A型，图9～11；B型，图3～s；C型，图12～14；D型，图6～8；E型，无图；F型，图15和16；
G型，无图；H型，无图；S型，图17；SS型，无图。
*2术语“普通产品”，对于尿素颗粒产品来说，是指按JP-B-4-63729所述成粒方法生产的产品；对于尿素/硫酸铵颗粒产品来说，是指
按本说明书所述的用示于图18的装置生产的产品。
实例11
按与实例1相同方式成粒，但由A型成粒机变为C型成粒机，尿素
产量由每天1000吨变为每天800吨。工作条件选择如下：喷嘴喷射角为
20°，每个喷嘴输入量为325kg/h，输到喷嘴的辅助气体量为130Nm3/h，
辅助气体流速为275m/s，输入到流化床的空气量152000Nm3/h，水平
面高度1m，空间60的高度1m。
结果示于表2。
实例12
按与实例11相同方式成粒，但成粒机由C型变为D型。结果示于
表2。
实例13
按与实例1相同方式成粒，但不用A型成粒机，而用把莲蓬型喷头
结合到实例1成粒机上而成的E型成粒机。结果示于表2。
实例14
按与实例7相同方式成粒，但代替实例7中的B型成粒机，用把摆
动莲蓬型喷头结合到实例7成粒机而成的F型成粒机。结果示于表2。
表2
实例9
实例10
实例11
实例12
实例13
实例14
产品种类
*1
硫磺
尿素
尿素
尿素
尿素
核心生产方法
(喷头系统)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(摆动莲蓬型)
核心平均粒径(mm)
0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
核心粒径(mm)
0.4～1.0
0.4～1.0
0.4～1.0
0.4～1.0
0.4～1.0
0.5～0.8
名义产品尺寸(mm)
2～4
2～4
2～4
2～4
2～4
2～4
产品再循环比例(-)
0
0
0
0
0
0
成粒机出料口名义产品尺寸含量(％)
90
91
85
91
85
84
产品中的名义产品尺寸含量(％)
90
91
85
91
85
84
这种产品与普通产品强度比*2
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
产品中的尘埃比(％)
2
1
1
1
1
1
空气通过孔的流向(与垂直轴成的角度)
30
30
30
30
30
30
成粒机类型
B
B
C
D
E
F
成粒机L/M比(-)
10
10
4
10
4
10
防止畸形颗粒的等级
O
O
O
O
O
O
*1尿素/硫酸铵(50wt％/50wt％)
成粒机类型和图的对应关系：B型，图3～5；C型，图12～14；D型，图6～8；E型，无图；F型，图15和16。
实例15
按与实例12相同的方式成粒，但不用实例12中的D型成粒机，而
用把莲蓬型喷头结合到实例12的D型成粒机而成的G型成粒机。结果
示于表3。
表3
实例15
实例16
实例17
实例18
比较实例1
参考实例1
参考实例2
产品种类
尿素
尿素
尿素
*3
尿素
尿素
*1
核心生产方法
(喷头系统)
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(摆动莲蓬型)
成粒法
-
空气粒化溘
(莲蓬型)
破碎
空气粒化法
(莲蓬型)
空气粒化法
(莲蓬型)
核心平均粒径(mm)
0.65
0.65
3.0
0.65
1.3
1.6
1.6
核心粒径(mm)
0.4～1.0
0.4～1.0
2.0～4.0
0.4～1.0
0.1～2.5
0.8～2.8
0.8～2.8
名义产品尺寸(mm)
2～4
2～4
10～15
2～4
2～4
2～4
2～4
产品再循环比例(-)
0
0
0
0
0.5
0
0
成粒机出料口名义产品尺寸含量(5)
91
94
70
91
75～80
85
85
产品中的名义产品尺寸含量(％)
91
94
70
91
90*4
85
85
这种产品与普通产品强度比*2
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
0.7～0.8
0.7～0.8
产品中的尘埃比(％)
1
1
1
1
3
1～2
2～3
空气通过孔的流向(与垂直轴成的角度)
30
30
30
30
-
30
30
成粒机类型
G
S
A
B
A
A
A
成粒机L/M比(-)
10
10
4
10
4
4
4
防止畸形颗粒的等级
O
O
O
O
O
O
O
*1尿素/硫酸铵(50wt％/50wt％)
*3由硫磺包覆的尿素
*4过筛结果
成粒机类型与图号的对应关系：A型，图9～11；B型，图3～5；G，无图；S型，图17。
实例16
按与实例14相同方式成粒，但不用实例14中的F型成粒机，而用
把冷却功能结合到实例14 F型成粒机而成的S型成粒机。结果示于表3。
实例17
按与实例1相同方式成粒，但采用由实例1的产品作为核心生产名
义尺寸为10～15mm的产品。结果示于表3。
实施例18
按与实例7相同方式成粒，但是，输进占总喷嘴数约20％的后排
喷嘴的变为硫磺。结果示于表3。
比较实例1
用示于图18的破碎机生产核心(破碎片的形状是多种多样的：多
边形，圆柱形，半球形，立方形，菱形等，以及混合形式)。按普通工
艺，上述核心在成粒机中再循环，使用A型成粒机生产尿素。条件和结
果也示于表3。
参考实例1
按与实例2相同方式成粒，但实例2中名义产品尺寸5～8mm变
为2～4mm。结果也示于表3。
参考实例2
按照基准实例1相同方式成粒，但不用尿素，而是尿素/硫酸铵。结
果也示于表3。
上面已经结合实施例对本发明进行了说明，但是除非另有规定，任
何详细的说明都不是用来限制本发明，本发明由权利要求书确定的精神
和范围来限定。