降低尿素料温的异形造粒喷头及使用其的尿素造粒装置的制作方法

本实用新型属于造粒喷头技术领域，具体涉及一种降低尿素料温的异形造粒喷头及使用其的尿素造粒装置。

背景技术：

中国是世界上最大的肥料生产和使用的国家，目前我国尿素总产能在6000万吨左右，其中80%以上都是采用的塔式进行造粒，基本原理是浓度为99.6%以上的尿素溶液，通过熔融泵输送到造粒塔顶，在塔顶进入到造粒机的进料口，然后经过造粒机进入到造粒喷头，在喷头的旋转作用下，利用离心力将尿液从喷头上面的小孔喷出形成液滴，液滴在下落过程中，与空气逆流接触，历经液体变固体、固体冷却等过程，最终形成尿素颗粒。

进入造粒塔内的冷却风主要来自于环境空气，而环境空气又随季节的变化影响较大。因此目前行业内的普遍存在尿素颗粒在夏季料温较高，影响产品质量，最终导致装置不得不减负荷的问题。目前塔式尿素装置基本采用都是倒锥式的角度为7-15°之间的旋转式喷头，尿素溶液在离心力的作用下，从喷头内甩出，基于该喷头的喷洒原理，实际上在尿素造粒塔的中心位置几乎上没有产品，造成该区域的冷却风浪费。

为了克服夏季料温高的缺陷，通常企业会考虑采用下列方法：1、降低尿素产品的粒径，根据研究发现，颗粒粒度每降低0.1mm，料温下降3-4℃；但同时带来了下列问题：（1）颗粒粒度降低后造粒塔后续的筛分设备均需要做出大规模调整；增加了投资成本；（2）颗粒粒度降低，尿素的产品外观会受到影响，进一步地会影响到产品的销售。2、采用改变喷头的直径，适当加长喷头的长度，降低喷洒盲区，利用冷却风对尿素产品进行冷却，以达到降低料温的目的；但该方式存在着下列问题：（1）喷头造粒厂家的生产难度大，在生产过程中喷头为倒锥形的旋转式喷头需要受到同心度等问题的影响；（2）喷洒盲区依然存在，只是在一定程度上能够降低料温，降低料温的幅度在4℃以内（降温幅度较小）；（3）由于尿素生产厂家本身现场条件所制约同样不希望喷头长度设计过长，当喷头长度过长时易使尿素喷洒到造粒塔的井字梁上面造成建筑物腐蚀，且会造成喷头的同心度下降。

基于上述方法以及存在的问题可知，造粒塔的尿素颗粒料温在夏季过高，始终无法找到切实可行的解决方法。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种采用不同锥度进行组合、从而增大喷头的喷洒面积、提高进入到造粒塔冷却风的换热效率和换热面积、能够实现改造投资少、能够实现大批量连续运行以及有效降低尿素成品料温的降低尿素料温的异形造粒喷头及使用其的尿素造粒装置。

本实用新型的目的是这样实现的：包括与造粒机的连接轴相连的上造粒喷头，上造粒喷头的下部设有内部相连通的下造粒喷头；所述上造粒喷头和下造粒喷头的锥度不同。

优选地，所述上造粒喷头和下造粒喷头之间通过连接法兰相串联。

优选地，所述造粒机的侧部设有电机，电机为变频电机。

优选地，所述上造粒喷头和下造粒喷头的外壁上均布有喷孔。

优选地，所述上造粒喷头的锥度小于下造粒喷头的锥度。

优选地，所述上造粒喷头的锥度为9°，下造粒喷头的锥度为13°。

本实用新型还提供了一种使用降低尿素料温的异形造粒喷头的尿素造粒装置，包括熔融泵，熔融泵的尿素熔融液输出端通过造粒机顶部的进料口与造粒机相连，造粒机的底部通过连接轴与异形造粒喷头相连。

通过研究尿素颗粒的降温过程，本实用新型采用从增加冷却风与尿素颗粒的有效接触面积，降低尿素在造粒塔内分布的盲区等技术手段，研发了本实用新型，本实用新型能够在不改变现有造粒装置的基础上，通过在一个喷头上实现拥有不同角度的锥面进行造粒，以最低投资改造成本，且不影响造粒设备正常运行的前提下能够有效降低尿素的成品料温。

按照上述方案制成的降低尿素料温的异形造粒喷头及使用其的尿素造粒装置，通过设置采用不同锥度组合造粒喷头、能够实现充分利用造粒塔内的各个部位，降低造粒塔的尿素颗粒分布的盲区，提升冷却风的利用率，降低尿素产品在夏季的温度，提升尿素的产品质量，降低造粒设备的运行负荷；具有增大喷头的喷洒面积、提高进入到造粒塔冷却风的换热效率和换热面积、能够实现改造投资少、能够实现大批量连续运行以及有效降低尿素成品料温的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

如图1所示，本实用新型为降低尿素料温的异形造粒喷头及使用其的尿素造粒装置，其中该异形造粒喷头包括与造粒机2的连接轴5相连的上造粒喷头1，上造粒喷头1的下部设有内部相连通的下造粒喷头9；所述上造粒喷头1和下造粒喷头9的锥度不同。通过设置上造粒喷头1和下造粒喷头9能够使造粒机2内部的尿素熔融液通过上述两个造粒喷头内喷洒出来以实现有效造粒，优选地上造粒喷头1和下造粒喷头9的锥度不同，即锥度小的造粒喷头能够实现大范围的喷洒，在保证尿素颗粒产量的同时冷却风的利用率；锥度大的造粒喷头能够实现小范围的喷洒，以减少造粒塔内的盲区，实现造粒塔内冷却风的有效利用；同时需要说明的是，上造粒喷头1和下造粒喷头9之间与造粒机2内的尿素熔融液之间可以为并联连接，同样也可以为串联连接；无论采用何种方式连接，锥度小的造粒喷头中进入尿素熔融液的量大于锥度大的造粒喷头中进入尿素熔融液的量。

进一步地，所述上造粒喷头1和下造粒喷头9之间通过连接法兰8相串联。造粒机2内的尿素熔融液通过连接轴5进入上造粒喷头1内，进入上造粒喷头1内的尿素熔融液一部分通过该造粒喷头甩出进行造粒，另一部分通过连接法兰8进入下造粒喷头9中，通过下造粒喷头9甩出进行造粒。

进一步地，所述造粒机2的侧部设有电机3，电机3为变频电机。电机3用于带动造粒喷头旋转，将尿素熔融液甩出实现造粒，电机3优选为变频电机，能够实现调节造粒喷头的转速，从而预防来自熔融泵7的尿素熔融液流量有波动时，能够及时的调节造粒喷头的转速，从而避免对造粒装置产生影响。

进一步地，所述上造粒喷头1和下造粒喷头9的外壁上均布有喷孔6。优选地喷孔6的开设角度一致，即喷孔6均布与上造粒喷头1和下造粒喷头9的外壁上，且喷孔6的开设角度相同，不仅能够实现尿素熔融液喷洒时的可控性，还能够提高尿素颗粒产品的一致性，以保证尿素产品的质量。

进一步地，所述上造粒喷头1的锥度小于下造粒喷头9的锥度。优选地，上造粒喷头1的锥度小，能够实现大范围的喷洒；下造粒喷头9的锥度大能够实现下范围的喷洒，通过上述设置能够有效利用造粒塔内的冷却风；即在原尿素颗粒产量不变的情况下，通过减少盲区、提高冷却水的利用率来实现对物料的有效降温。

进一步地，所述上造粒喷头1的锥度为9°，下造粒喷头9的锥度为13°。

一种使用降低尿素料温的异形造粒喷头的尿素造粒装置，包括熔融泵7，熔融泵7的尿素熔融液输出端通过造粒机2顶部的进料口4与造粒机2相连，造粒机2的底部通过连接轴5与异形造粒喷头相连。

本实用新型的工作原理为：来自于尿素蒸发装置的浓度不小于99.6%的尿素熔融液，经熔融泵7送入到造粒机2上端的进料口4内，所述的造粒机2包含变频电机3和连接轴5，尿素熔融液经造粒机2的进料口4进入造粒机2后顺着连接轴5进入到上造粒喷头1中，上造粒喷头1进行旋转，一部分尿素熔融液在上造粒喷头1旋转产生的离心力作用下，通过喷孔6进入到造粒塔内，最终形成颗粒；另一部分尿素熔融液经过连接法兰8进入下造粒喷头9中，下造粒喷头9进行旋转并在其产生的离心力作用下通过喷孔6进入到造粒塔内进行造粒；本实用新型的本质在于不改变尿素颗粒产量的情况下，使一部分尿素熔融液通过上造粒喷头1进行造粒，以提高冷却风的利用率；另一部分尿素熔融液通过下造粒喷头9进行造粒，能够实现有效率用盲区内冷却风的目的；上述改进不仅能够有效的利用现有的造粒塔设备，且无需对造粒塔后续设备进行改造，具有结构简单、设计合理、通过提高冷却风使用效率和保证设备正常运行的前提下有效降低料温以及保证设备正常运行的特点。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等等应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。上文的示例仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本实用新型的保护范围之内。

实验例

采用现有的造粒装置，造粒塔的规格为19米，造粒喷头的锥度为9°，一天生产1500吨尿素颗粒，室温为30℃，成品尿素颗粒的平均温度62℃。

采用本实用新型的造粒装置，造粒塔的规格为19米，上造粒喷头1的锥度为9°，下造粒喷头9的锥度为13°，一天生产1500吨尿素颗粒，上造粒喷头1中生产出的尿素颗粒为1150-1200吨，下造粒喷头9中生产出的尿素颗粒为300-350吨，室温为30℃，成品尿素颗粒的平均温度50℃。