一种尿素造粒粉尘回收方法及装置.pdf

一种尿素造粒粉尘回收方法及装置，其回收方法是水吸收液在设置于造粒塔顶的装置(I)和设置于地面的装置(II)中作并联式或串联式闭路循环时同步回收造粒粉尘和冷却粉尘。在装置(I)和(II)中分别设置有多级喷咀，将水雾化吸收各自的粉尘，在装置(I)中吸收液吸收造粒粉尘后回流至贮液槽(5)，然后利用位差往装置(II)，吸收冷却粉尘后循环至装置(I)。在装置(I)和(II)中还分别设置有气体分布装置和气液分离装置以及泵(15)和(11)以实现循环，当吸收液中尿素的浓度≥25％时送往尿素蒸发系统以回收尿素。本方法和装置同时回收了造粒粉尘和冷却粉尘，既提高了产品的优等品率，又使排放的尾气符合国家环保标准。

权利要求书
1、  一种尿素造粒粉尘回收方法，是以水为吸收液的喷雾式吸收法，其特征在于：由造粒塔造粒时形成的粉尘和流化床冷却时形成的粉尘被在两套装置(I)和(II)中作闭路循环的水吸收液同步回收，所述的装置(I)是设置在造粒塔顶端的喷雾式吸收器，所述的装置(II)是设置在地面的喷雾式吸收塔，所述的闭路循环或者为并联式闭路循环或者为串联式闭路循环。

2、  根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于：所述的并联式闭路循环是来自位于造粒塔顶部的贮液槽(5)中的吸收液分两路，一路通过泵(15)送往装置(I)，吸收粉尘后回流至贮液槽(5)，另一路通过位差送往装置(II)，吸收粉尘后或者通过泵(11)返回塔体10或/和送往装置(I)，再次吸收粉尘后回流至贮液槽(5)。

3、  根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于：所述的串联式闭路循环是来自位于造粒塔顶部的贮液槽(5)中的吸收液通过位差送往装置(II)，吸收粉尘后通过泵(11)送往装置(I)，吸收粉尘后回流至贮液槽(5)。

4、  由权利要求1所述的一种尿素造粒粉尘回收方法所用的装置，由装置(I)和装置(II)所组成，其特征在于：所述的装置(I)是设置在造粒塔(1)顶部的喷雾式吸收器，包括吸收筒(2)气体分布装置(3)，集液槽(4)和贮液槽(5)，吸收筒(2)位于造粒塔(1)的顶端，其内设置有至少三级相互错开的喷咀(6a)、(6b)和(6c)；气体分布装置(3)、集液槽(4)和贮液槽(5)嵌入造粒塔(1)的顶部内；所述的装置(II)是设置在地面的喷雾式吸收塔，包括塔体(10)、泵(11)和引风机(12)，在塔体(10)内设置有至少三级相互错开的喷咀(6d)、(6e)和(6f)以及气流分配盘(13)和除沫器(14)；泵(11)的进口与塔体(10)底部连接，其出口或者与塔体10连接或/和与装置(I)喷嘴6a连接；引风机(12)的进口与塔体(10)顶部连接，其出口或者放空或者与造粒塔(1)底部连接；自贮液槽(5)流出的吸收液或者并联在装置(I)和装置(II)上或者串联在装置(II)和装置(I)上。

5、  根据权利要求4所述的装置，其特征在于：在贮液槽(5)的出口处设置有过滤器(9)。

6、  根据权利要求4所述的装置，其特征在于：喷咀(6b)、(6c)、(6d)、(6e)和(6f)向上设置。

7、  根据权利要求4所述的装置，其特征在于：在喷咀(6a)和(6b)之间设置有叶片式除雾板(7)，在喷咀(6b)和(6c)之间以及喷咀(6f)和气流分配盘(13)之间分别设置有垂直蜂窝隔栅填料(8)。

8、  根据权利要求4或5或6或7所述的装置，其特征在于：当装置(I)和装置(II)并联时，过滤器(9)的出口与泵(15)的进口连接，泵(15)的出口通过加热器(16)与装置(I)的喷咀(6a)、(6b)和(6c)并联；过滤器(9)的出口还同装置(II)的喷咀(6d)、(6e)和(6f)并联；泵(11)的出口与喷嘴6a连接。

9、  根据权利要求4或5或6或7所述的装置，其特征在于：当装置(I)和装置(II)串联时，过滤器(9)的出口与装置(II)的喷咀(6d)、(6e)和(6f)并联，泵(11)的出口与装置(I)的喷咀(6a)、(6b)和(6c)并联。

10、  根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的加热器(16)为利用蒸汽或其他热源的列管加热器。

说明书一种尿素造粒粉尘回收方法及装置
一、技术领域
本发明涉及化工领域粉尘回收方法及装置，具体地说是一种尿素造粒粉尘回收方法及装置。
二、背景技术
尿素造粒是熔融的尿素在造粒塔内降温造粒，即与塔底送入的冷空气热交换而固化成粒，所谓冷空气是相对于熔融的尿素而言。气流在上升过程中逐渐升温并裹挟着粉尘自塔顶排出，塔底与塔顶之间的温度梯度形成热压头有自然抽风效果促进气流升腾的作用。成型的颗粒送流化床降温冷却后经振动筛分级包装。所谓尿素造粒粉尘是指在造粒塔造粒时形成的粉尘和流化床冷却降温时形成的粉尘。尿素造粒粉尘还是尿素，若不回收，不仅是损失和浪费，直接危害厂区绿化卫生和文明生产以及职工的身体健康，而且污染环境。目前尿素造粒粉尘已被纳入国家必须治理的环保项目之一。现有的回收方法多是单项的，即在造粒塔或流化床设置装置各自回收。目前国家排放标准为≤30mg/m3，未上粉尘回收装置的排放气一般均≥100mg/m3。
三、发明内容
本发明旨在提供一种回收尿素造粒粉尘的方法和相应的装置，所要解决的技术问题是造粒塔造粒时形成的粉尘和流化床降温冷却时形成的粉尘同步回收。为方便叙述，以下称该两处形成的粉尘为造粒粉尘和冷却粉尘。
为实现同步回收的目的，本发明的思路是使用湿式除尘法，即以原生产解吸或水解废水为吸收液的喷雾式吸收法，通过吸收液在两套回收装置中的闭路循环以同时回收造粒粉尘和冷却粉尘。所谓的两套回收装置是指一套设置在造粒塔顶端用来回收造粒粉尘的喷雾式吸收器，下称装置(I)，另一套设置在地面用来回收冷却粉尘的喷雾式吸收塔，下称装置(II)。
本回收方法的技术方案是以原生产解吸或水解废水为吸收液(下简称吸收液)的喷雾式吸收法，与现有技术的区别是造粒粉尘和冷却粉尘通过吸收液在两套喷雾式回收装置(I)和(II)中闭路循环同步回收，所述的闭路循环或者为并联式闭路循环或者为串联式闭路循环。
所述的并联式闭路循环是来自贮液槽5的吸收液分两路，一路通过泵15并加热送往装置(I)，吸收造粒粉尘后回流至位于造粒塔顶部的贮液槽5；另一路吸收液通过位差送往装置(II)，吸收冷却粉尘后由泵11送回塔体10或/和送往装置(I)，再次吸收造粒粉尘后回流至贮液槽5。如图1所示。
所述的串联式闭路循环是来自贮液槽5的吸收液首先通过位差送往装置(II)，吸收冷却粉尘后由泵11送往装置(I)，吸收造粒粉尘后回流至贮液槽5。
吸收液加热的目的是维持造粒塔内的温度梯度，防止热压头的损失，这就要求吸收液的温度应与造粒塔顶的温度相适应，或者说根据造粒塔顶的温度来设定吸收液的温度。
本回收方法所使用的装置包括装置(I)和装置(II)，装置(I)是设置在造粒塔1顶部的用来吸收造粒粉尘的喷雾式吸收器，包括吸收筒2、气体分布装置3、集液槽4和贮液槽5，如图2所示。吸收筒2位于造粒塔1的顶端有增高塔体的作用，其内设置有至少三级相互错开的喷咀6a、6b和6c，其作用是将吸收液雾化并在吸收筒2的截面方向形成至少三层雾化层以吸收造粒粉尘，相互错开是指喷咀相互之间上下轴向错开和左右径向错开，冷凝的雾化液经集液槽4流入贮液槽5；气体分布装置3、集液槽4和贮液槽5嵌入造粒塔1的顶部内，上升的气流经由百叶窗式气体分布装置3流向塔顶；自贮液槽5流出的吸收液或者并联在装置(I)和装置(II)上，或者串联在装置(II)和装置(I)上。
在喷咀6a和6b设置有起气液分离作用的叶片式除雾板7，如图5所示，在喷咀6b和6c之间设置有起气液分离作用的垂直蜂窝隔栅填料8，如图6所示。
喷咀6b和6c之间除向下设置(向下喷雾)外还向上设置(向上喷雾)，一来增加雾化层的密度以充分吸收粉尘，二来有冲洗填料的作用。
在贮液槽5的出口处设置有过滤器9，以清除吸收液中非水溶性杂质。
装置(II)是设置在地面上用来吸收冷却粉尘的喷雾式吸收塔，包括塔体10、泵11和引风机12，在塔体10内设置有至少三级相互错开的喷咀6d、6e和6f以及气体分配盘13和除沫器14，如图3所示。喷咀6d、6e和6f的作用是将通过位差送来的吸收液雾化形成雾化区段以吸收冷却粉尘，雾化液滴凝聚沉降至塔底，由泵11送回塔体10或/和送往装置(I)；气流分配盘13防止自塔底进入的含冷却粉尘的气流在引风机12的作用下短路，其结构如图7所示；除沫器14起气液分离作用，其结构如图8所示；引风机12的出口或者放空或者与造粒塔1的底部连接，为造粒塔1提供冷却气流。
喷咀6d、6e和6f除向下设置外，还向上设置。
在塔体10雾化区段下方设置有起气液分离作用的垂直蜂窝隔栅填料8。
当装置(I)和装置(II)并联时，经过过滤器9的吸收液分两路，一路由泵15并经加热器16加热后送往装置(I)，另一路通过位差送往装置(II)。所述的加热器16为利用蒸汽或其他热源的列管加热器。
当装置(I)和装置(II)串联时，经过过滤器9的吸收液直接通过位差送往装置(II)，吸收冷却粉尘后由泵11送回塔体10或/和送往装置(I)，以吸收造粒粉尘。
监测吸收液中尿素的浓度，当达到≥25％(wt)时由泵11送往尿素蒸发系统以回收尿素，同时补充新的吸收液。
本发明的优点在于：粉尘回收装置(I)和(II)分别置于尿素造粒塔上部及地面，装置(I)采用自然通风，阻力低，不需外加通风设施，装置(II)置于地面，操作简便与原生产系统合为一体，设备少，投资省，效果好；吸收液相互综合利用，效果好。装置(II)的引风机出口气体送入造粒塔内补充塔内的冷却风量，能量综合利用好；循环吸收液达到一定浓度时定期回收到尿液槽或蒸发系统，对原生产系统影响小，回收效益明显；不仅回收塔顶气中的尿素粉尘，使其达到国家环保排放标准，而且还对成品尿素中的粉尘进行回收，符合国家环保要求和提高成品优等品率，带来可观经济效益等。
四、附图说明
图1是装置(I)和(II)并联式闭路循环结构、流程示意图。图中箭头A示意熔融的尿素被送往造粒塔1的造粒过程；箭头B示意引风机12的出口或者放空或者与造粒塔1底部连接；箭头C示意泵11的出口或者与塔体10连接或者与装置(I)喷嘴6a连接或者与尿素蒸发系统连接。
图2是装置(I)剖面结构示意图，图中箭头示意吸收液的流向。
图3是装置(II)剖面结构示意图，图中箭头示意吸收液的流向。
图4是百叶窗式气体分布装置3剖面结构示意图。
图5是叶片式除雾板7的结构示意图。
图6是垂直蜂窝隔栅填料8立体结构示意图。
图7是气体分配盘13结构示意图。
图8是除沫器14结构示意图。
五、具体实施方式
现以水解废水作为吸收液在装置(I)和(II)中并联式闭路循环为例，结合附图，非限定实施例叙述如下：
1、装置(I)：如图1、图2所示，将吸收筒2固定在造粒塔1的顶端，其下方依次固定连接气体分布装置3和集液槽4，集液槽4通过管道与贮液槽5连接，贮液槽5固定在尿素造粒间架17上。
在吸收筒2内设置三级雾化吸收粉尘的螺旋式无阻塞雾化喷咀6a、6b和6c，其中6b和6c上下喷雾；在喷咀6a下方设置如图5所示的叶片式除雾板7，在喷咀6b和6c之间设置如图6所示的垂直蜂窝隔栅填料8。
贮液槽5的出口连接有过滤器9，过滤器9的出口一路与泵15的进口连接，泵15的出口连接有加热器16，吸收液被加热后送往装置(I)，即与喷咀6a、6b和6c并联，吸收造粒粉尘后回流至贮液槽5；另一路通过位差与装置(II)连接。
2、装置(II)：如图1、图3所示，喷雾式吸收塔座落在地面，来自冷却、包装工段的含冷却粉尘气流在引风机12的作用下自塔体10底部的进口18经气流分配盘13后进入吸收塔内，引风机12的进口与塔体10的顶端的出口连接，引风机12的出口或者放空或者为造粒塔1提供冷却气。
在塔体10内设置三级雾化吸收粉尘的螺旋式无阻塞雾化喷咀6d、6e和6f，均上、下喷雾，且与过滤器9出口的另一路并联；在塔体10的底部设置有如图7所示的气流分配盘13，其上方设置有如图6所示的垂直蜂窝隔栅填料8；在塔体10的顶部设置有如图8所示的除沫器14。
雾化的吸收液吸收粉尘后沉降在塔体，由泵11送回塔体10循环吸收或/和送往装置(I)，当吸收尿素达≥25％(wt)时由泵11送往尿素蒸发系统。
被净化的气流经气液分离后在引风机12的作用下自放空管排出。