由液體制造顆粒的方法
【專利摘要】本發(fā)明關(guān)于一種制造例如尿素或硝酸銨顆粒的方法，其中降低了亞微米粉塵向大氣的排放。本發(fā)明的方法包括配置三個洗滌器，其中將從造粒機取出的氣體提供到第一洗滌器，從而導(dǎo)致形成第一凈化氣體物流，將其提供到第三洗滌器，第三洗滌器的操作溫度在第一洗滌器以下。在優(yōu)選的實施方案中，該方法包含各種循環(huán)物流。
【專利說明】由液體制造顆粒的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種由液體通過造粒工藝制造顆粒的方法。造粒工藝是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，并經(jīng)常用于制造例如肥料。由源材料液體制造顆粒特別是肥料的問題是，所有的肥料造粒在造粒機和冷卻器中廣生一定量的粉塵。粉塵被排風(fēng)扇抽吸的空氣夾帶通過造粒機和冷卻器。該夾帶的粉塵需在空氣可排回到大氣之前從空氣中除去。該回收的粉塵將循環(huán)回到工藝中。
[0002]已經(jīng)開發(fā)了用于從空氣中除去夾帶的粉塵的許多類型的洗滌器，這取決于產(chǎn)生的粉塵的顆粒尺寸和所需的粉塵除去效率?；旧洗嬖趦煞N類型的洗滌器，即干式洗滌器和濕式洗滌器。干式洗滌器包括除塵器，如旋風(fēng)除塵器或過濾器。它們對于粗粉塵顆粒很好地工作并具有它們回收粉塵作為可以低能量成本循環(huán)的固體產(chǎn)物的優(yōu)點。它們的缺點是對堵塞敏感(特別是當(dāng)需洗滌濕空氣時)和除去細粉塵顆粒的效率低(除非在除塵器上使用極大壓降并因而使用高能消耗)。濕式洗滌器將粉塵溶解或懸浮在水中并作為水中的低濃度溶液或懸浮液回收粉塵。濕式洗滌器具有不同的類型，其通常是非?？煽康牟⒖沙ゼ毞蹓m顆粒而不極大地增加洗滌器上的壓降。濕式洗滌器的問題是大部分水或甚至所有水需在回收的粉塵可循環(huán)再進入工藝之前從溶液或懸浮液中除去。水通常在真空濃縮機中除去；該工藝消耗與除去的水的量至少相同量的蒸汽。出于該原因，重要的是回收的溶液或懸浮液中的水含量盡可能低。
[0003]造粒機中產(chǎn)生的粉塵是粗顆粒(由粉碎機產(chǎn)生的0.1mm或甚至更大)和細顆粒(噴霧器產(chǎn)生的在10 — 50微米范圍內(nèi))的混合物。在一些例如尿素或硝酸銨造粒的情況下，造粒機還可以產(chǎn)生一定量的亞微米粉塵，即顆粒尺寸在I微米以下的粉塵，更特別地在
0.5微米以下。這樣的極細粉塵不是由機械對象(item)例如粉碎機或噴霧器產(chǎn)生，而是由空氣中存在的氣體之間的反應(yīng)產(chǎn)生。
[0004]例如，在硝酸銨造粒的情況下，硝酸銨熔體包含一定量的不溶的自由氨和自由硝酸。當(dāng)熱的熔體與空氣接觸時，氨和酸從熔體中蒸發(fā)并由空氣夾帶，之后當(dāng)空氣物流冷卻時它們將再組合為極細顆粒。
[0005]對于尿素，極細顆?？赡苋缦滦纬?在高溫例如在120-140°C下，尿素將部分轉(zhuǎn)化為氰酸銨(平衡濃度，在O — Iwt.%范圍內(nèi)取決于溫度)。在所述溫度下，氰酸銨可分解為銨和可蒸發(fā)的氰尿酸。在溫度下降后，銨和氰尿酸將組合以形成非常細的氰酸銨顆粒，其將進而轉(zhuǎn)化為尿素。
[0006]亞微米顆粒在廢空氣物流中作為混濁是可見的(在濕式洗滌器的情況下在水蒸氣消散之后)。它們太細而不能在任何機械過濾器或液滴捕集器中捕獲。有些細到使得其甚至逃脫標(biāo)準(zhǔn)粉塵取樣方法，因為那些方法不再認為該顆粒尺寸是"顆粒物質(zhì)"。然而，亞微米粉塵是污染物并且是對于工藝而言的產(chǎn)品的損失。所以需要其中至少部分除去亞微米粉塵的一種造粒方法。這樣的方法應(yīng)該是靈活的且有能量效率的。
[0007]本發(fā)明提供一種由源材料的液體溶液制造顆粒的方法，其解決了這些問題。根據(jù)本發(fā)明的方法能夠以高效、能量高效和靈活的方式制造顆粒，而降低驅(qū)逐到大氣中的亞微米粉塵的量?！0008]本發(fā)明涉及一種制造顆粒的方法，包括以下步驟
[0009].向造粒機提供包含源材料的液體，
[0010].從造粒機取出固體顆粒并將其提供到顆粒冷卻器，
[0011].從顆粒冷卻器取出經(jīng)冷卻的顆粒，
[0012].從造粒機取出第一含塵氣體，并將其提供到第一洗滌器，且在第一洗滌器中將含塵氣體與水性液體接觸，從而導(dǎo)致形成第一凈化氣體物流和包含源材料的第一水性液體，以及從第一洗滌器取出第一凈化氣體物流，和從第一洗滌器取出包含源材料的第一水性液體，
[0013].從顆粒冷卻器取出第二含塵氣體，并將其提供到第二洗滌器，且在第二洗滌器中將含塵氣體與水性液體接觸，從而導(dǎo)致形成第二凈化氣體物流和包含源材料的第二水性液體，以及從第二洗滌器取出第二凈化氣體物流，和從第二洗滌器取出包含源材料的第二水性液體，
[0014].從第一洗滌器向第三洗滌器提供第一凈化氣體物流，并在第三洗滌器中將第一凈化氣體物流與水性液體接觸，從而導(dǎo)致形成第三凈化氣體物流和包含源材料的第三水性液體，以及從第三洗滌器取出第三凈化氣體物流，和從第三洗滌器取出包含源材料的第三水性液體，
[0015]其中第三洗滌器的操作溫度在第一洗滌器的操作溫度以下。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法的特征是通過應(yīng)用特定的洗滌器方案(regimen)，最終氣體物流中的源材料濃度將非常低。這是因為根據(jù)本發(fā)明的方法配置為解決所有粉塵部分，包括經(jīng)常穿過傳統(tǒng)工藝的亞微米粉塵。根據(jù)本發(fā)明方法的其它優(yōu)點將由進一步的說明而變清
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[0017]本發(fā)明適合于處理在造粒工藝中轉(zhuǎn)化為顆粒的任何源材料，其伴隨有粉塵形成，特別是包含顆粒尺寸在亞微米范圍部分的粉塵的形成。合適的源材料的實例是肥料，特別是尿素和硝酸銨。
[0018]在本發(fā)明的第一步驟中，將包含源材料的液體提供到形成顆粒的造粒機。造粒機是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，且不需要進一步的闡明。通常提供到造粒機的液體是盡可能高度濃縮的，即其包含盡可能多的源材料以及盡可能少的其它材料。它可能有時也表示為熔體。例如，對于尿素，液體可包含85-97wt.%的尿素和水，特別是93-97wt.%的尿素。又例如，對于硝酸銨，液體可包含90-99wt.%的硝酸銨和水，特別是94-99wt.%的硝酸銨。
[0019]液體可任選地包含固體材料顆粒，只要它們不影響加工條件。確定最優(yōu)的濃度是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)。
[0020]從造粒機取出造粒機中形成的固體顆粒并提供到顆粒冷卻器，在那里它們與冷卻空氣物流接觸。經(jīng)冷卻的顆粒從造粒機中取出并按所需加工。這些步驟是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，并不需要進一步的闡明。
[0021]從造粒機取出含塵氣體并提供到第一洗滌器。該空氣物流來自其中包含源材料的液體噴霧形成顆粒的造粒機部分。該氣體物流通常具有至少90°C的溫度。作為最大值，可提及的值為140°C。
[0022]對于尿素，優(yōu)選氣體物流的溫度為90_120°C。對于硝酸銨，優(yōu)選氣體物流的溫度為100-140°C，更特別地為 125-130°C。[0023]從造粒機取出的氣體物流包含大量的粉塵，具有變化的顆粒尺寸。氣體物流包含例如由粉碎機產(chǎn)生的粗粉塵顆粒和例如由噴霧器產(chǎn)生的細粉塵顆粒。本發(fā)明特別適合于其中熱氣體物流也包含冷卻時將產(chǎn)生亞微米粉塵的組分的造粒工藝。對于尿素造粒，亞微米粉塵的量，例如為處理的總尿素的0.05-lwt.%，更特別地為0.2-0.8wt.%。
[0024]在本說明書的上下文中，粗粉塵由平均顆粒尺寸為至少0.05mm，特別地為至少0.1mm的顆粒組成。粗粉塵的平均顆粒尺寸通常在1_以下，更特別地在0.8mm以下。在本說明書的上下文中，細粉塵是平均顆粒尺寸為10-50微米的粉塵。
[0025]在本說明書的上下文中，亞微米粉塵是平均顆粒尺寸在I微米以下的粉塵。通常，亞微米粉塵的平均顆粒尺寸為IOOnm-1微米,特別地在0.5微米以下。在一個實施方案中，所有亞微米粉塵通過0.4微米的粉塵過濾器，從而表示最大粒徑在0.4微米以下。
[0026]不希望受理論約束，認為粗粉塵大部分由造?；蛟诜鬯闄C中產(chǎn)生，而細粉塵大部分在噴霧器中產(chǎn)生，并且亞微米粉塵由上述反應(yīng)產(chǎn)生。
[0027]在第一洗滌器中，由造粒機獲得的含塵氣體與水性液體接觸，從而導(dǎo)致形成第一凈化氣體物流和包含源材料的第一水性液體。從第一洗滌器取出第一凈化氣體物流和第一水性液體。
[0028]第一水性液體可按需處理。在一個實施方案中，其以其全部或部分地循環(huán)到造粒步驟。取決于第一水性液體的濃度，其可經(jīng)歷濃縮步驟。水性溶液的濃度由粉塵的量、與含塵氣體物流接觸的液體的量和提供到洗滌器的水性液體中的源材料的濃度確定。調(diào)節(jié)第一洗滌器中的工藝條件在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)。優(yōu)選第一水性液體具有至少35wt.%的源材料濃度。對于尿素，濃度為例如40-60wt.%，優(yōu)選地為45-55wt.%。對于硝酸銨，濃度為例如40-70wt.%，特別地為50-70wt.[0029]在本發(fā)明的一個實施方案中，優(yōu)選第一洗滌器使用相對大量的液體每千克空氣，例如在至少0.8kg液體每千克空氣的范圍內(nèi)，更特別地為至少Ikg液體每千克空氣。與使用約0.3kg液體每千克空氣的液體量的傳統(tǒng)的洗滌器相比，這是相對高的。優(yōu)選洗滌器使用大量的水每千克空氣的理由是其將導(dǎo)致獲得的第一凈化氣體物流中相對高的水量，并且這提高了用于凈化來自第一洗滌器的氣體物流的第三洗滌器的操作效率。液體的最大量對于本發(fā)明的該實施方案不是關(guān)鍵的。出于操作效率的原因，可應(yīng)用至多4kg液體每千克空氣的值。在一個實施方案中，負載粉塵的空氣從頂部進入洗滌器，將噴霧器安裝在進入空氣導(dǎo)管中，其將洗滌器液體噴霧到空氣中。優(yōu)選地噴霧器以使得所有進入空氣將被適當(dāng)?shù)貪櫇竦姆绞桨惭b。優(yōu)選地，噴霧器指向下以回收部分泵能量并節(jié)省排風(fēng)扇中的能量。噴霧過程中，水將從洗滌器液體蒸發(fā)，到空氣物流中的水含量將接近在該相應(yīng)溫度下的空氣物流的飽和點的點，與已經(jīng)噴霧的洗滌器液體的水蒸氣分壓平衡。噴霧器之后的空氣和洗滌器液體將處在相同溫度下。
[0030]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用大量液體每千克空氣是具有優(yōu)點的。在本發(fā)明的一個實施方案中，對造粒機洗滌器運行循環(huán)步驟，其中包含源材料的液體從洗滌器底部取出并循環(huán)回到洗滌器的空氣物流中。在該工藝中，造粒機洗滌器可在比傳統(tǒng)的濕式洗滌器高得多的回收溶液濃度下操作，其中使用較少的液體每千克空氣。噴入空氣導(dǎo)管中的循環(huán)溶液的量是如此之大，使得在噴霧期間來自該溶液的水的蒸發(fā)將僅略微增加溶液/懸浮液的濃度(增加小于1%，典型地0.5%)0在傳統(tǒng)的造粒機洗滌器中，在洗滌器空氣入口中的類似噴霧期間的濃度激增可局部地高10 —15倍，因而這些洗滌器需在回收溶液/懸浮液中較低(較安全)的源材料濃度下操作。因此，在本發(fā)明的該實施方案中，該洗滌器的操作在非常接近于回收的源材料溶液/懸浮液的鹽析濃度的濃度下仍然是可靠的。
[0031]第一洗滌器優(yōu)選地具有上述的高液體物流。洗滌來自顆粒冷卻器的空氣的第二洗滌器，和洗滌來自造粒機洗滌器的凈化氣體物流的第三洗滌器，可具有或可不具有上述配置。 [0032]如果需要，液滴捕集器可安裝在洗滌器中從該洗滌器排出凈化氣體的位置。這在第三洗滌器和第二洗滌器中是特別重要的(relevant)，在其中取出的空氣可能被排放到大氣中。在第一洗滌器中安裝液滴捕集器，以防止源材料從第一洗滌器到第三洗滌器的不需要的轉(zhuǎn)移也可能是有吸引力的。
[0033]本發(fā)明的特征是處理來自第一洗滌器的氣態(tài)排出物的第三洗滌器在比第一洗滌器低的溫度下操作。以這種方式，存在于進入第三洗滌器的氣體物流中的水將在第三洗滌器中冷凝。亞微米粉塵顆粒將充當(dāng)冷凝核，從而導(dǎo)致顆粒尺寸的增加，從而允許捕集亞微米粉塵。
[0034]可通過增加第三洗滌器中水的冷凝改善捕集亞微米粉塵的工藝。這可以多種方式實現(xiàn)。
[0035]第一種方式是保證提供到洗滌器的氣體物流中的水濃度盡可能高。這可以例如通過利用上述的具有高的液體與空氣比的洗滌器實現(xiàn)。
[0036]進一步的方式是增加第一洗滌器的操作溫度(即來自第一洗滌器的氣體溫度)和第三洗滌器的操作溫度之間的差異。該溫度差異越大，冷凝到亞微米粉塵顆粒上的水越多。在一個實施方案中，第一洗滌器的操作溫度和第三洗滌器的操作溫度之間的差異是至少5°C，特別是至少8°C，更特別地是8和10°C之間。
[0037]增加第三洗滌器中水濃度的進一步的方式是在氣體物流進入第三洗滌器之前向其提供蒸汽，以增加氣體物流被水飽和的程度。蒸汽將冷凝在系統(tǒng)中存在的亞微米粉塵顆粒上，從而導(dǎo)致形成液滴。
[0038]水因而將在第三洗滌器中在亞微米粉塵顆粒上冷凝。亞微米粉塵顆粒溶解在冷凝物中。這將進一步冷卻液滴，并且溶液將獲得更多水分直到獲得在該溫度下與空氣濕度平衡的濃度。該方法將增加顆粒/液滴的尺寸并使其更容易捕集。在一個實施方案中，安裝合適的除霧器墊以捕集這些液滴。除霧器墊可應(yīng)用在液體噴霧器后的空氣物流中。
[0039]可通過應(yīng)用各種循環(huán)物流增加根據(jù)本發(fā)明的方法的效力。
[0040]在一個實施方案中，提供到第一洗滌器的水性液體和/或提供到第二洗滌器的水性液體和/或提供到第三洗滌器的水性液體包含源材料。更特別地，在一個實施方案中，提供到第一洗滌器的水性液體至少部分由從第二洗滌器取出的包含源材料的水性液體組成。作為補充或替代，優(yōu)選地提供到第三洗滌器的水性液體至少部分由從第二洗滌器取出的包含源材料的水性液體組成。作為補充或替代，將至少部分從第三洗滌器取出的水性液體提供到第二洗滌器。
[0041]在一個實施方案中，該方法以這樣的方式運行，即將新鮮的水添加到第二洗滌器，提供到第一洗滌器和第三洗滌器的液體包含至少50vol.%的循環(huán)物流的水性液體，特別地至少70%，更特別地至少90%。在一個實施方案中，提供到第一洗滌器和第三洗滌器的液體基本上由循環(huán)物流組成，而通過向第二(冷卻器)洗滌器添加新鮮的干凈的補給水補償從系統(tǒng)蒸發(fā)或另外地從系統(tǒng)取出的所有水。
[0042]在一個實施方案中，第一洗滌器和/或第二洗滌器和/或第三洗滌器配置有循環(huán)回路，其中從洗滌器底部取出液體排出物并提供到洗滌器頂部。如上所示，并如在以下更詳細地討論，液體也可提供到其它洗滌器。當(dāng)期望洗滌器中高的液體與空氣比，如上所述特別是在第一洗滌器中時，在洗滌器期間提供循環(huán)物流是特別有利的。在一個實施方案中，第一洗滌器中的循環(huán)物流是如此高使得循環(huán)物流的體積與添加到第一洗滌器的液體的體積的比為至少5:1，特別是至少7:1。
[0043]在一個實施方案中，將從第一洗滌器取出的排出物循環(huán)到造粒步驟，如果需要使用中間蒸發(fā)步驟。通常，將應(yīng)用其中蒸發(fā)大部分水的蒸發(fā)段。該蒸發(fā)將消耗蒸汽，因此在低的蒸汽消耗和可靠的操作(回收洗滌器溶液/懸浮液沒有結(jié)晶)之間找到良好的平衡是重要的。
[0044]如上所述，本發(fā)明的關(guān)鍵特征是第三洗滌器的操作溫度在第一洗滌器的操作溫度以下，以允許捕集亞微米粉塵。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過使用來自第二洗滌器的液體作為用于第三洗滌器的進料可相對容易地保證這點。洗滌來自冷卻器段的氣體的第二洗滌器的溫度通常在第三洗滌器的操作溫度以下。這意味著來自第二洗滌器的液體可用在第三洗滌器中以冷卻到第三洗滌器的氣體物流以保證在第三洗滌器中冷凝。另一有吸引力的特征是將來自第三洗滌器的液體進料到第二洗滌器，在那里其再次冷卻。通過應(yīng)用較冷液體從第二洗滌器到第三洗滌器并且較熱液體從第三洗滌器到第二洗滌器的該組合循環(huán)，建立了能量高效的循環(huán)回路。
[0045]在一個實施方案中，洗滌來自造粒機的氣體的第一洗滌器的操作溫度為40-50°C，而洗滌來自顆粒冷卻器的氣體的第二洗滌器的操作溫度為25-40°C，特別地為30-35°C，洗滌來自第一洗滌器的氣體的第三洗滌器在第一洗滌器和第二洗滌器的溫度之間，例如在35-45°C，特別地在35-40°C下操作。
[0046]洗滌器的操作溫度是溫度和進入氣體量、溫度和進入液體量，以及溫度和循環(huán)液體量之間的平衡。調(diào)節(jié)各種量和溫度以保證獲得期望的操作溫度在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)。如果需要，可按需應(yīng)用中間加熱或冷卻的氣體或液體物流。
[0047]在本發(fā)明的一個實施方案中，源材料為尿素。在該實施方案中，優(yōu)選地提供到第一洗滌器的含塵氣體溫度為100-12(TC，且包含平均顆粒尺寸為至少0.05mm、特別地為至少
0.1mm的粗尿素粉塵，和平均顆粒尺寸在50微米以下的細尿素粉塵。提供到第一洗滌器的水性液體的溫度為40-50°C，且包含尿素的第一水性液體和凈化空氣的溫度為40-50°C。
[0048]優(yōu)選地第一洗滌器中產(chǎn)生的包含尿素的水性液體的尿素濃度為35_55wt.%。
[0049]在一個實施方案中，提供到第二洗滌器的含塵氣體的溫度為60_90°C，且提供到第二洗滌器的水性液體的溫度為25-40°C，且包含尿素的第二水性液體和凈化空氣的溫度為25-40°C。優(yōu)選地第二洗滌器中產(chǎn)生的包含尿素的水性液體的尿素濃度為l_20wt.%。優(yōu)選地，將溫度為40-50°C的來自第一洗滌器的排出物氣體物流提供到第三洗滌器，以與溫度為20-45°C、特別地25-40°C的水性液體組合。
[0050]在另一個實施方·案中，源材料為硝酸銨。在該情況下，優(yōu)選地提供到第一洗滌器的含塵氣體溫度為100-140°C，且包含平均顆粒尺寸為至少0.05mm、特別地為至少0.1mm的粗硝酸銨粉塵，和平均顆粒尺寸在50微米以下的細硝酸銨粉塵。優(yōu)選地，提供到第一洗滌器的水性液體的溫度為40-50°C，且包含硝酸銨的第一水性液體和凈化空氣的溫度為40-50°C。在一個實施方案中，第一洗滌器中產(chǎn)生的包含硝酸銨的水性液體的硝酸銨濃度為40-70wt.%。在一個實施方案中，提供到第二洗滌器的含塵氣體的溫度為60-90°C，且提供到第二洗滌器的水性液體的溫度為25-40°C，且包含硝酸銨的第二水性液體和凈化空氣的溫度為25-40°C。優(yōu)選地第二洗滌器中產(chǎn)生的包含硝酸銨的水性液體的硝酸銨濃度為l-20wt.%。優(yōu)選地，將溫度為40-50°C的來自第一洗滌器的排出物氣體物流提供到第三洗滌器，以與溫度為20-45°C、特別是25-40°C的水性液體合并。
[0051]在一個實施方案中，將在洗滌來自顆粒冷卻器的氣體的第二洗滌器中獲得的液體的一部分提供到第一顆粒洗滌器。來自第二洗滌器的液體通常具有相對低的濃度例如小于IOwt.%，和相對低的溫度例如為25-35°C。將該貧回收溶液/懸浮液添加到第一(造粒機)洗滌器，以稀釋并控制該洗滌器的回收溶液/懸浮液的濃度。與第二(冷卻器)洗滌器相比，該第一造粒機洗滌器在高得多的回收溶液/懸浮液濃度(典型地至少45wt.%，取決于源材料的種類)下操作?？諝夂突厥杖芤?懸浮液的溫度在飽和后也是較高的(典型地為40-50°C)。較高溫度的原因是，空氣進入較高溫度的第一洗滌器并且比進入第二冷卻器洗滌器的空氣包含更多水，因為提供到第一洗滌器的空氣包含從在造粒機噴霧段噴霧的熔體中蒸發(fā)的水。為了保證第一(造粒機)洗滌器平穩(wěn)操作，回收溶液/懸浮液的濃度必須保持安全地低于該溶液/懸浮液在該洗滌器溫度下的鹽析點，并且提供來自第二(冷卻器)洗滌器的液體有助于保證其為此種情況。
[0052]【專利附圖】

【附圖說明】 附圖是用于說明本發(fā)明的由液體制造顆粒的方法的非限制性示意圖。
本發(fā)明將參考附圖闡明，而非局限于此或因此而受限。
[0053]附圖中，標(biāo)記具有以下含義:
[0054]L=液體，用作用于液體物流的前綴；S=固體，用作用于固體材料，例如顆粒的前綴；D=粉塵，用作用于含塵氣體物流的前綴。
[0055]I造粒機
[0056]2顆粒冷卻器
[0057]L3液體溶液
[0058]S4固體顆粒(熱的)
[0059]S5固體顆粒(冷卻的)
[0060]6環(huán)境空氣
[0061]7環(huán)境空氣
[0062]D8含塵氣體
[0063]9第一洗滌器，用于洗滌來自造粒機的空氣
[0064]DlO來自第一洗滌器的第一凈化氣體
[0065]11第三洗滌器，用于洗滌來自第一洗滌器的洗滌氣體
[0066]D12凈化氣體
[0067]D13含塵氣體
[0068]14第二洗滌器[0069]D15凈化氣體[0070]D16到大氣中的凈化氣體
[0071]L17 水
[0072]L18包含源材料的液體
[0073]L19包含源材料的液體
[0074]L20包含源材料的液體
[0075]L21包含源材料的液體
[0076]L22包含源材料的液體
[0077]L23包含源材料的液體
[0078]L24包含源材料的液體
[0079]將待造粒的液體材料(L3)與環(huán)境空氣(6) 一起提供到造粒機(I)。待造粒的液體材料是熱的。將熱的顆粒(S4)提供到顆粒冷卻器(2)，其中其用環(huán)境空氣(7)抑制(contain)，以產(chǎn)生經(jīng)冷卻的材料(S5)，將其從系統(tǒng)取出。
[0080]從造粒機取出含塵氣體物流(D8)。含塵氣體物流(D8)的溫度取決于造粒條件。其通常在90°C和140°C之間變化，更特別地在100°C和130°C之間。將含塵氣體物流提供到第一洗滌器(9)，在那里其與水性液體接觸。水性液體的主要部分為來自洗滌器本身的循環(huán)液體，其通過管線(L22)和(L23)循環(huán)。來自第二洗滌器(14)的液體排出物為包含例如尿素或硝酸銨的源材料的溶液，將其通過管線(L21)以補給流提供，以補償蒸發(fā)和通過(L24)的取出。在一個實施方案中，來自第二洗滌器的物流(L21)構(gòu)成2-10vol.%的循環(huán)物流(L23)。
[0081]物流L21中源材料溶液的濃度可在寬范圍內(nèi)變化。在一個實施方案中，其為l-20wt.%，更特別地為1-1Owt.%，還更特別地為l-5wt.%0
[0082]第一洗滌器(9)的溫度可在寬范圍內(nèi)變化。其取決于氣體溫度和提供到該洗滌器的液體的溫度。作為一般的范圍，對于尿素和對于硝酸銨，其都可為40-50°C。
[0083]從第一洗滌器(9)取出包含源材料的液體物流(L22)。該液體物流通常包含相對高濃度的源材料，例如濃度為至少35wt.%，更特別地為至少45wt.%。對于尿素，液體物流(L22)包含的尿素濃度為例如35-55wt.%，特別地為45_55wt.%。對于硝酸銨，液體物流中的濃度為例如35-70wt.%，特別地為40-70wt.%，更特別地為50_70wt.%。
[0084]部分液體物流(L22)可通過循環(huán)回路(L23)循環(huán)到第一洗滌器(9)中。剩余物流(L24)可按需處理。在一個實施方案中，無論其是否是在經(jīng)歷一個或多個濃縮步驟或進一步的凈化步驟之后，通過與物流(L3)組合而全部或部分地循環(huán)到造粒機(I)。在一個實施方案中，剩余物流(L24)的體積是非常小的，例如為循環(huán)物流(L23)的2-10vol.%。
[0085]從第一洗滌器(9)取出凈化氣體物流(DlO)并提供到第三洗滌器(11)。來自第一洗滌器的氣體物流仍包含源材料，特別是在第一洗滌器中由氣態(tài)組分反應(yīng)形成的亞微米粉塵。第一洗滌器中應(yīng)用的反應(yīng)條件不足以除去亞微米粉塵。第三洗滌器(11)在低于第一洗滌器(14)的溫度下操作，使得存在于凈化氣體物流(DlO)中的水可冷凝在該物流中存在的亞微米顆粒上，以增加它們的顆粒尺寸并因而改善其捕集。
[0086]含塵氣體物流(DlO)通常具有與第一洗滌器(9)相同的操作溫度，其為40_50°C。
[0087]在第三洗滌器(11)中，使含塵氣體物流(DlO)與水性液體接觸。在圖中，水性液體為包含源材料的液體(L19)，來自第二洗滌器(14)。該液體的性質(zhì)將在以下討論。從第三洗滌器(11)取出凈化氣體物流(D12)，其足夠地干凈以通過出口(16)排放到大氣中。如果需要，存在提供在第三洗滌器(11)和到大氣的出口(D16)之間的空氣物流中的中間的凈化設(shè)備，例如另外的除霧器，以補償故障裝置。
[0088]在如圖所示的實施方案中，從第三洗滌器(11)取出包含源材料的水性液體(L20)，提供到第二洗滌器(14)以充當(dāng)洗滌液體。包含源材料的水性液體(L20)的溫度在凈化氣體物流(DlO)和來自第二洗滌器的液體(L18)的溫度之間。在一個實施方案中，液體物流(L20)的溫度為35-43°C。液體(L20)中存在的源材料濃度可在寬范圍內(nèi)變化，例如為l-20wt.%，特別地為1-1Owt.%，更特別地為l-5wt.%0
[0089]令人感興趣的是，在圖示的【具體實施方式】中，存在從第二洗滌器(14)導(dǎo)向第三洗滌器(11)的包含源材料的液體物流(L18，L19)，和從第三洗滌器(11)導(dǎo)向第二洗滌器
(14)的包含源材料的液體物流(L20)。這些物流之間的主要區(qū)別是物流(L20)的溫度高于物流(L18，L19)的溫度。液體中源材料的濃度將在相同的范圍內(nèi)。
[0090]從顆粒冷卻器⑵取出含塵氣體(D13)。含塵氣體物流(D13)的溫度低于從造粒機(I)取出的含塵氣體(D8)的溫度。含塵氣體物流D13的溫度通常為60-90°C，特別地為70-85。。。
[0091]在第二洗滌器(14)中，使含塵氣體(D13)與水性液體接觸。水性液體可來自多種來源。在一個實施方案中，圖中未示出，從第二洗滌器取出的液體循環(huán)回到第二洗滌器。這可例如是管線(L19)的分支(splitoff)。在一個實施方案中，將從第二洗滌器取出的液體分為兩部分，例如體積比為20:80-80:20，更特別地為40:60-60:40，其中將一個部分提供到第三洗滌器(11)并且另一部分提供到第二洗滌器(14)。在圖中，補給水通過物流(L17)提供到洗滌器，但其還可提供到物流(L18)。在一個實施方案中，新鮮水進料(L17)構(gòu)成提供到第二洗滌器(14)的總液體的5-10wt.%。在圖示的實施方案中，通過L17添加的新鮮水的量與通過L24取出的液體的量加上任何從系統(tǒng)蒸發(fā)的量相同。補給水還可以在系統(tǒng)的其它位置添加，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。到第二洗滌器(14)的液體也可從第三洗滌器(11)提供。該物流(L20)的源材料濃度與到第一洗滌器的物流(L19)在相同的范圍內(nèi)，但溫度更高。
[0092]第二洗滌器(14)中的溫度由含塵氣體物流的溫度和各種液體物流的溫度確定。對于尿素和硝酸銨兩者，第二洗滌器(14)通常在25-40°C、特別是在30-35°C的溫度下操作。第二洗滌器(14)產(chǎn)生凈化氣體物流(D15)，其足夠地干凈以可通過出口(16)排放到大氣中。
[0093]從第二洗滌器(14)取出的液體物流(L18)包含源材料。通常，該溶液相對稀，包含的源材料的濃度例如小于IOwt.%，例如為l_5wt.%。通常，包含源材料的液體(L18)的溫度為25-40°C，特別地為30-35°C。
[0094]包含源材料的液體(L18)可以多種方式處理。在一個實施方案中，圖中未不出，將液體部分地循環(huán)到第二洗滌器(14)，如上所述。進一步地，也如上所述，液體可作為包含源材料的液體(L21)部分地提供到第一洗滌器(9)。液體可也如上所述作為包含源材料的液體(L19)部分地提供到第三洗滌器(11)。在一個實施方案中，5-lOvol.%的總的包含源材料的液體(L18)作為包含源材料的液體(L21)提供到第一洗滌器(9)，而40-60vol.%作為包含源材料的液體(L19)提供到第三洗滌器`(11)，以及40-60vol.%循環(huán)回到洗滌器(14)。
【權(quán)利要求】
1.一種制造顆粒的方法，包括以下步驟: ?向造粒機提供包含源材料的液體， ?從造粒機取出固體顆粒并將其提供到顆粒冷卻器， ?從顆粒冷卻器取出經(jīng)冷卻的顆粒， ?從造粒機取出第一含塵氣體，并將其提供到第一洗滌器，且在第一洗滌器中將含塵氣體與水性液體接觸，從而導(dǎo)致形成第一凈化氣體物流和包含源材料的第一水性液體，以及從第一洗滌器取出第一凈化氣體物流，和從第一洗滌器取出包含源材料的第一水性液體， ?從顆粒冷卻器取出第二含塵氣體，并將其提供到第二洗滌器，且在第二洗滌器中將含塵氣體與水性液體接觸，從而導(dǎo)致形成第二凈化氣體物流和包含源材料的第二水性液體，以及從第二洗滌器取出第二凈化氣體物流，和從第二洗滌器取出包含源材料的第二水性液體， ?從第一洗滌器向第三洗滌器提供第一凈化氣體物流，并在第三洗滌器中將第一凈化氣體物流與水性液體接觸，從而導(dǎo)致形成第三凈化氣體物流和包含源材料的第三水性液體，以及從第三洗滌器取出第三凈化氣體物流，和從第三洗滌器取出包含源材料的第三水性液體， 其中第三洗滌器的操作溫度在第一洗滌器的操作溫度以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中提供到第一洗滌器的水性液體和/或提供到第二洗滌器的水性液體和/或提供到第三洗滌器的水性液體包含源材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中第三洗滌器的操作溫度高于第二洗滌器的操作溫度。`
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的方法，其中提供到第三洗滌器的水性液體包含至少部分從第二洗滌器取出的包含源材料的水性液體。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的方法，其中將至少部分從第三洗滌器取出的水性液體提供到第二洗滌器，并且將至少部分從第二洗滌器取出的水性液體提供到第三洗滌器，從第二洗滌器提供到第三洗滌器的液體具有比從第三洗滌器提供到第二洗滌器的液體低的溫度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的方法，其中向第二洗滌器中添加新鮮的水，并且其中提供到第一洗滌器和第三洗滌器的水性液體包含至少50vol.%的其為循環(huán)物流的水性液體，特別地為至少70%，更特別地為至少90%。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的方法，其中第一洗滌器和/或第二洗滌器和/或第三洗滌器，特別是第一洗滌器配置有循環(huán)回路，其中從洗滌器底部取出液體排出物并提供到洗滌器頂部。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的方法，其中將從第一洗滌器取出的排出物循環(huán)到造粒步驟，如果需要使用中間蒸發(fā)步驟。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的方法，其中向第一洗滌器提供的水性液體的量為至少0.8kg液體量/ kg提供到第一洗滌器的氣體的量。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的方法，其中源材料為尿素，并且提供到第一洗滌器的含塵氣體的溫度為100-120°C，并包含平均顆粒尺寸為至少0.05_、特別是至少0.1mm的粗尿素粉塵，以及平均顆粒尺寸在50微米以下的細尿素粉塵，以及提供到第一洗滌器的水性液體的溫度為40-50°C，且包含尿素的第一水性液體和第一凈化氣體物流的溫度為40-50°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中第一洗滌器中產(chǎn)生的包含尿素的水性液體的尿素濃度為 35-55wt.%0
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其中提供到第二洗滌器的含塵氣體的溫度為60-900C，并且提供到第二洗滌器的水性液體的溫度為25-40°C，且包含尿素的第二水性液體和第二凈化氣體物流的溫度為25-40°C。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12任一項的方法，其中第二洗滌器中產(chǎn)生的包含尿素的水性液體的尿素濃度為l_20wt.%。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13任一項的方法，其中將溫度為40-50°C的來自第一洗滌器的排出物氣體物流提供到第三洗滌器，以與溫度為20-45°C的水性液體合并。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求1-9任一項的方法，其中源材料為硝酸銨，并且提供到第一洗滌器的含塵氣體的溫度為100-130°C，且包含平均顆粒尺寸為至少0.05mm、特別是至少0.1mm的粗硝酸銨粉塵，以及平均顆粒尺寸在50微米以下的細硝酸銨粉塵， 并且提供到第一洗滌器的水性液體的溫度為40-50°C，且包含硝酸銨的第一水性液體和第一凈化氣體物流的溫度為 40— 50°C。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中第一洗滌器中產(chǎn)生的包含硝酸銨的水性液體的硝酸銨濃度為35-70wt.%。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的方法，其中提供到第二洗滌器的含塵氣體的溫度為60-900C，并且提供到第二洗滌器的水性液體的溫度為25—40°C，且包含硝酸銨的第二水性液體和第二凈化氣體物流的溫度為25-40°C。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17任一項的方法，其中第二洗滌器中產(chǎn)生的包含硝酸銨的水性液體的硝酸銨濃度為l_20wt.%。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-18任一項的方法，其中將溫度為40-50°C的來自第一洗滌器的排出氣體物流提供到第三洗滌器，以與溫度為20-45°C的水性液體合并。
【文檔編號】C05C9/00GK103664240SQ201310463410
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月8日
【發(fā)明者】王威, M·王 申請人:綠色造粒技術(shù)有限公司