圖1 1995~2007年的造粒能力

　　該圖連同其他兩家許可方（UFT和Toyo）的統(tǒng)計結果一起顯示斯塔米卡邦造粒的市場份額。斯塔米卡邦在宣布其工藝可投入商業(yè)應用后，于2002年開始確定在行業(yè)中的地位。從此，斯塔米卡邦造粒工藝的引用非常成功。

4  布  置
　　將濃度為98.5%的尿素送入設備。為了達到該濃度，將兩個蒸發(fā)器安裝在尿素熔融裝置內。在第一個蒸發(fā)器中，尿素濃度達到約為95.0%。
　　圖2中，工藝流程圖給出了造粒裝置的布置。熔融尿素在尿素熔融泵的吸入口與尿素甲醛混合。加入尿素甲醛溶液來穩(wěn)定最終產品。尿素甲醛作為甲醛與尿素之間的預縮液混合物加入，最終產品中，濃度為0.30%的甲醛足以實現良好的最終產品特性。

 

圖2  造粒設備的工藝布置

　　將熔融尿素送入造粒機。許多集氣管安裝在造粒機下部，熔融尿素管線位于集氣管中心。通過該設計，能確保熔融尿素管線總是處于高溫環(huán)境，從而防止熔融尿素結晶的風險。集氣管本身使用防水材料隔熱，以防止冷流化風向二次風傳熱。

      整個系統(tǒng)的核心是造粒機內的尿素熔融噴嘴。熔融尿素噴嘴是薄膜型噴嘴，噴嘴被熔融尿素周圍圓柱模式的噴射風所包圍。二次風的風速較高，因此在噴嘴頂部形成減壓區(qū)。由于壓力較低，晶種料吸入該區(qū)并通過熔融尿素。熔融尿素作為液膜離開噴嘴頂部，而晶種料則必須穿過該薄膜。這樣，所有晶種料均由一層熔融尿素薄膜覆蓋，而濃縮液則完全消耗。通過該工藝，沒有塊狀尿素形成。
　　造粒區(qū)后面設置小冷卻區(qū)。產品在該冷卻區(qū)溫度降低約5~10℃，通過提取機和安全篩，直達冷卻器，在該冷卻器內冷卻至約70℃。在該溫度下，使用斗式提升機將產品運輸至造粒機廠房頂部，主篩位于造粒機廠房頂部。產品分為粗顆粒產品、標準顆粒產品和細顆粒產品。篩子具有兩個篩板。最終產品規(guī)范通常給出產品的平均顆粒直徑（表示為d50）。確定篩孔尺寸，使最終產品滿足客戶的要求。最終產品的要求確定循環(huán)材料的數量，循環(huán)量約為裝置能力的30%~35%。篩子安裝在出口方向的斜坡下方，在其裝載點處沿水平面內的循環(huán)方向運動。通過篩板之間的滾珠防止篩內的產品結垢。
　　離開篩子的粗顆粒材料收集在粗顆粒料斗內，然后送至破碎機，只有少量產品尺寸過大。在正常操作條件下，粗顆粒料斗內沒有料位。破碎機是具有兩組滾筒的輥式破碎機，根據實驗室測量值調整滾筒之間的間隙設置。破碎機在造粒工藝中發(fā)揮非常重要的作用。離開破碎機的產品的尺寸和形狀確定最終產品的質量參數，如顆粒平均球度、休止角、結塊特性、粒度分布。
　　產品經破碎機處理后與細顆粒結合，然后循環(huán)至造粒機的第一造粒室。利用造粒機和冷卻器中使用的流化風流經洗滌塔除去所有粉塵，斯塔米卡邦工藝的灰塵主要在破碎機中產生，約為總裝置能力的1.5%。粉塵被洗滌溶液吸收，然后濃度為45%的溶液循環(huán)至熔融裝置。
5  噴嘴設計
　　1980年，在噴嘴設計的起始階段，制定了一系列條款。造粒噴嘴應具有以下特性：
⑴ 低能耗；
⑵ 最終產品質量優(yōu)良；
⑶ 低粉塵形成；
⑷ 低甲醛消耗。
　　這些要求相結合，導致噴膜造粒噴嘴的產生。特別是有關低粉塵形成的第三個條件致使在造粒工藝中使用薄膜。通過熔融尿素薄層分層實現顆粒增長。其他原理基于液滴凝聚，在這種類型的凝聚中，存在一些液滴在發(fā)生凝聚前就已經結晶的風險。因此，有必要加入甲醛延遲液滴的結晶過程，以使工藝過程更理想。
　　薄膜層的干燥時間必須足夠短，以防止?jié)耦w粒凝聚。這就需要高度濃縮的溶液促使快速結晶。在研究范圍內，無需使用甲醛溶液，即可操作造粒設備。在研究試驗中，粉塵形成并不成問題。
　　薄膜形成工藝使顆粒具有非常光滑的外表面。最終產品的顆粒球度非常好，該特性與結塊特性之間有重要關系。純球體之間的接觸面最小，成形顆粒的不規(guī)則性增加了顆粒之間的接觸面。顆粒之間接觸面的水分凝結導致結塊的開始，如果接觸面減小，抗結塊特性則得到改善。自2003年以來，所有這些特性均在斯塔米卡邦工業(yè)造粒裝置中得到證實。

 

圖3  薄膜噴嘴

6  粉末形成
　　粉塵形成是造粒工藝中的關鍵點，如上文所述，粉塵形成與破碎機有關。薄膜噴嘴的優(yōu)點是造粒機中的粉塵形成有限。在其他工藝中，熔融尿素作為非常細小的液滴分布在造粒機內。如果細小液滴不符合晶種顆粒，則結晶成粉塵顆粒。粉塵顆粒吹出，然后在造粒機頂部沉淀下來。
　　由于在斯塔米卡邦工藝中粉塵形成最少，造粒機洗滌時間間隔約為90天或更長。在大多數情況下，只在氨裝置或尿素裝置跳閘引起的裝置停機期間才洗滌造粒機�，F有裝置方面的經驗證明裝置的運轉周期有所改進，造粒機洗滌要花費數小時。儲罐容量設計為儲存熔融尿素溶液達8個小時，如果由于造粒機中形成過多結塊，而必須進行洗滌，尿素裝置仍然通過尿素溶液儲罐的儲存容量運行時，造粒設備停機。該操作減少了合成工段的負荷，尤其是預期到洗滌完成時。造粒機的此種洗滌導致產品損耗。
　　其他工藝中過多粉塵形成導致主篩的效率降低，因此需要定期清洗。必須進行清洗來維持良好的產品分類。如果大量粉塵沉積在裝置內，最終產品的表面將含有粉塵顆粒，致使產品含塵。在斯塔米卡邦造粒裝置中，篩子和破碎機中積聚的粉塵不會造成任何問題。即使不進行清洗，主篩也具有良好的性能。
7  甲醛消耗
　　通常因兩個原因使用甲醛：
　�、� 造粒機內的造粒助劑，用于抑制粉塵形成；
　�、� 穩(wěn)定最終產品。
　　在我們的工藝中，甲醛的作用僅限于最后一點，即穩(wěn)定最終產品。由于我們的工藝證明粉塵形成減少，我們就沒有理由使用甲醛來減少造粒機內的粉塵形成。無需甲醛，我們也可操作試驗裝置，即使在這種情況下，也有可能操作裝置。當然，甲醛的缺失會影響最終產品的質量。從Klapeida將無甲醛產品運輸至Antwerp，客戶并未投訴，然而，抗碎強度較低，且產品的結塊趨勢增強。
　　斯塔米卡邦建議甲醛含量為0.30%，該產品已從埃及運至加拿大和美國。經過3周行程后，我們目睹了在加拿大漢密爾頓進行的卸船。產品狀態(tài)良好，顯示良好的自由流動性能。另一艘船駛往英國，由于技術/機械問題，該船經4周后才到達英國，產品質量較好。

		新法蘭西	英國伊普斯威奇	加拿大漢密爾頓
雙縮脲	wt %	0.86	0.83	0.79
水	wt %	0.12	0.09	0.09
甲醛	wt %	0.30	0.33	0.31
d50	mm	2.88	3.02	3.36
UI (d5/d90)	%	61	60	65
抗碎強度	N	38.4 (2.80 mm)	35.5 (2.80 mm)	57.1 (3.35 mm)
堆積密度	kg/m3	808	823	834
休止角	(°)	29.5	30.5	31.2

 
　　我們考慮經營成本時，相比其他工藝，甲醛減少是一個重要因素。甲醛的基本材料是甲醇。由于能源價格上漲，甲醇的生產成本與能源價格一樣不斷增加。對于3000t/d的裝置，節(jié)約達14200kg尿素甲醇溶液。為了進行公平比較，必須考慮14200kg尿素甲醇溶液含3550kg/h尿素，而現在必須由該裝置生產3550kg/h尿素。世界范圍內裝置的總成本節(jié)約額約為每年200萬美元。