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流化床冷卻造粒技術(shù)
1流化床冷卻造粒機(jī)理
在流化床造粒中顆粒的成長(zhǎng)方式主要有兩種：當(dāng)液體物料噴涂到顆粒表面，熱空氣和顆粒本身的顯熱足以使涂層物料迅速結(jié)晶或物料中的溶劑迅速蒸發(fā)干燥，物料固化在顆粒表面，從而使顆粒以“層式”方式成長(zhǎng)；當(dāng)熱空氣和物料本身的顯熱不足以使涂層物料迅速干燥或結(jié)晶，則被潤(rùn)濕的顆粒與周?chē)w粒之間發(fā)生碰撞，通過(guò)“液橋”粘在一起，溶劑蒸發(fā)形成“固橋”，而形成大顆粒，稱(chēng)為以“團(tuán)聚”方式成長(zhǎng)。由于以層式方式成長(zhǎng)顆粒生長(zhǎng)較慢，且所形成的顆粒球形度好，強(qiáng)度大，是大部分物料造粒所希望的方式。團(tuán)聚式成長(zhǎng)過(guò)程由于會(huì)造成床內(nèi)晶種銳減，以及顆粒生長(zhǎng)過(guò)快造成的流化困難，是在造粒過(guò)程中應(yīng)盡量避免的顆粒成長(zhǎng)方式。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，選用帶導(dǎo)流筒的噴動(dòng)流化床做為造粒器的基本形式，其主體結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)流筒內(nèi)稱(chēng)為噴動(dòng)區(qū)（II區(qū)），顆粒物料以輸送床向上運(yùn)動(dòng)；顆粒出導(dǎo)流筒后形成噴泉，故導(dǎo)流筒上方為噴泉區(qū)（III區(qū)）；導(dǎo)流筒外可稱(chēng)為環(huán)形區(qū)（IV區(qū)），該區(qū)中顆粒以鼓泡床或移動(dòng)床形式向下運(yùn)動(dòng)。霧化噴頭位置設(shè)在導(dǎo)流筒下方，噴頭和導(dǎo)流筒之間的區(qū)域稱(chēng)為霧化區(qū)（I區(qū)）。在造粒器中，顆粒不斷在I區(qū)被噴涂料液，在II、III區(qū)中被干燥或結(jié)晶，在IV區(qū)中經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入I區(qū)重新被噴涂料液，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)后實(shí)現(xiàn)顆粒以均勻涂敷方式生長(zhǎng)，多次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用帶導(dǎo)流筒的噴動(dòng)流化床作為造粒器具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）霧化區(qū)和噴動(dòng)區(qū)中空隙率大，可以有效減少顆粒團(tuán)聚。
（2）在流化床內(nèi)，顆粒進(jìn)行有規(guī)律的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，有利于實(shí)現(xiàn)顆粒的均勻涂層生長(zhǎng)。
（3）造粒過(guò)程中的傳質(zhì)和傳熱過(guò)程集中在噴動(dòng)區(qū)內(nèi)完成，有利于操作控制和調(diào)節(jié)產(chǎn)量。
2流化床冷卻造粒應(yīng)用
流化床冷卻造粒法適用于具有較低熔點(diǎn)物料的造粒，特別適用于熔點(diǎn)在80-200℃物料的造粒，許多化肥如尿素、硝酸銨鈣等及一些無(wú)機(jī)產(chǎn)品如氯化鈣、硫酸鋁等均可用該法進(jìn)行造粒。近年來(lái)，天津大學(xué)化工學(xué)院造粒工程技術(shù)中心已開(kāi)發(fā)成功尿素、硝酸銨鈣、二水氯化鈣流化床冷卻造粒技術(shù)，已建成一套1萬(wàn)噸/年二水氯化鈣造粒裝置，目前正在進(jìn)行3萬(wàn)噸/年硝酸銨鈣造粒裝置和4萬(wàn)噸/年二水氯化鈣造粒裝置的設(shè)計(jì)。流化床冷卻造粒具有以下特點(diǎn)：
（1） 產(chǎn)品為2-4mm的球形顆粒（粒徑可調(diào)），顆粒強(qiáng)度大；
（2） 整套裝置生產(chǎn)強(qiáng)度大，投資小；
（3） 本工藝由于采用特殊結(jié)構(gòu)的噴嘴和床型，具有操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，所得產(chǎn)品具有球形度好，粒度均勻等特點(diǎn)。