提高尿素產品質量的控制措施

孫衛忠

山東華魯恒升化工股份有限公司

提高尿素產品質量的控制措施

孫衛忠

山東華魯恒升化工股份有限公司

我國作為一個農業大國，對于肥料的需求度較高，肥料質量好壞直接影響到糧食的生產效率，尿素作為一種化學肥料，對產品生產質量提出了更高的要求。尿素是由碳、氮、氧、氫組成的有機化合物，尤其在農業生產中是常用的肥料，作為植物的氮肥為植物生長提供必要的養分。尿素產品的質量直接影響到其功效，如果產品質量不符合國家生產標準，則無法達到預期效果，直接影響到工農業生產的效率。文章對影響尿素產品質量的因素及解決策進行了探討。

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1、概述

尿素是在工農業生產中應用十分廣泛的一種化工產品，尿素質量指標主要包括含氮量、縮二脲含量、含水量、粒度、強度以及粉塵等。在實際生產中含氮量基本能夠達標，因而其他指標的控制就成為影響尿素產品質量的主要影響因素。如果尿素產品粒子呈現乳白色、結塊、不均勻或刺激性氣味過大時，說明尿素產品沒有達到國家標準，需要采取有效的措施控制縮二脲、水、粒度及粉塵等各項指標。

2、尿素生產中產品質量的影響因素

2.1 縮二腮因素

縮二脈是尿素生產中的副產品，成品中縮二脈含量大小直接影響尿素生產質量，一旦縮二脈含量超過l%，對于農作物生長而言，將產生嚴重抑制作用，難以有效滿足糧食生長養分需求，所以在生產過程中應盡可能降低縮二脈含量，確保尿素質量。縮二脈含量大小主要影響原因在于裝置難以保證低負荷生產，一旦氣溫升高，縮二脈含量將隨之增加。在濃縮過程中，尿素濃度越高，氨氣分壓隨之增加，將對設備產生十分嚴重的腐蝕作用，并且會出現縮合反應，影響尿素產品質量。

2.2 粒度因素

噴射速度、噴量多少、孔徑大小會對尿素成品粒度產生影響。噴孔初速越大，拉斷時間短，尿素溶液溫度高、茹度小，所得成品粒度小；噴量大，流股變細時間延長，尿液溫度下降較多，茹度增加，所得尿素粒度就大；孔徑大，流股粗，相同斷裂時間時，產品粒度大。

2.3 粉塵因素

在尿素生產的過程中，如果因為操作不當或者機械設備自身運行存在問題，都會導致粉塵的產生，會直接影響到尿素的質量。在尿素熔融物從塔頂噴頭噴出時，在高溫與低含量氮的共同作用下，就會產生大量的異氰酸和氮，如果溫度越高，劇烈的反應下所產生的粉塵量就會越多；噴頭在長期運行的情況下，會在噴口的邊緣形成較多的毛刺，由此在運行時會產生粉塵；如果噴頭沒有及時清理，被尿素溶液中的雜物堵塞，就會導致轉速過低，由此增加粉塵量。

2.4 含水量因素

影響水量的主要因素有以下幾點：一是蒸發溫度，二是真空度，三是出現泄漏。如一、二段蒸發溫度不達標會增加水分含量；一、二段分離器真空度不達標也會增加含水量；另外，容易出現泄漏的部件有二段蒸發加熱器列管、上造粒塔保溫夾套和蒸汽吹出閥、熔融泵進口沖洗水閥、造粒噴頭預熱蒸汽閥等。除以上原因外，雨季時空氣濕度高也會影響產品含水量。

3、尿素生產中產品質量改進和控制對策

3.1 縮二服含量的控制措施

為了盡量控制縮二脈的生成量，應該對生產負荷、蒸發溫度、停留時間等各個環節進行改進。生產負荷過低是縮二脈生成的主要原因，當生產負荷低于65%時，在汽提塔上部的液位十分不穩定，由于合成液的分布不均勻，在進液較少的列管中可能會形成干管，由此在局部溫度較高的情況下，就會增加縮二脈的生成量。所以應該對生產工藝的技術參數進行調整和改進，使其在低負荷運行狀態下能夠盡量控制縮二脈的生成，可通過調整汽提塔蒸汽壓力的上限以及低壓系統壓力的上限來完成。另外還應該盡量避免尿素系統在低負荷狀態下運行，將運行負荷量控制在標準范圍內；合理控制一、二段運行溫度、真空差；避免在高濃度、高溫、真空條件下打循環；縮短尿素溶液在槽內存放時間。

3.2 粒度的控制

3.2.1 冷卻溫度決定顆粒大小、斷裂時間、流股與流動空氣的相對速度、尿液與冷空氣的溫差、流股比表面積大小等均會影響冷卻溫度。從機械方面看，噴孔初速愈大，拉斷時間愈短，尿液溫度就愈高，粘度就越小，故使斷裂小滴變小；噴量愈大，使流股變細時間延長，尿液溫度下降較多，粘度增加，使斷裂小滴變大；孔徑愈大，流股愈粗，同樣斷裂時間長，使小滴變大。所以噴頭各排孔徑大小，必須針對該位置上離心速度大小和噴孔初速度大小做出恰當選配，才能獲得較均勻的顆粒。

3.2.2 粒度的均勻控制

（1）系統工藝保持穩定，溫度、壓力控制在指標內。

（2）定期更換造粒噴頭（使用時間最長不超過一年），每周清洗噴頭一次。

（3）冬季和夏季噴頭不能混用。

（4）根據負荷大小調節造粒變頻器，保持勻速運轉。

3.3 含水量控制措施

首先，溫度的控制。溫度過高，則縮二脲含量會升高，影響尿素質量；溫度過低，尿素溶液會結晶（132.7℃），且真空度無法保障，熔融尿素中水分不能有效蒸發，影響最終品質。因此，實際生產中一段溫度控制在128-132℃，二段溫度控制在136-138℃較為合適，既能保證縮二脲含量不增加，還能有效降低水分。其次，真空度的控制。嚴格蒸發負荷，減少不凝性氣體含量；及時檢測噴射泵噴嘴蒸汽壓力、磨損及堵塞狀況，確保其抽吸能力正常；檢測冷凝器含水量、水溫、液管通暢性，確保其冷凝效果達到最佳；檢查系統各部件是否存在泄漏、水封注水量、尿素溶液中游離氨的含量，將系統內不凝性氣體含量控制在合理范圍內；檢查造粒塔周邊環境、塔頂是否存在泄漏，及時進行修復處理。

綜上所述，尿素產品盡管產量較高，能夠滿足農業生產需求，但是尿素產品質量還有待進一步改進，尤其是尿素中縮二脈含量的控制問題。針對其中存在的問題，尋求合理解決對策，提升產品質量。

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