专利名称：用于生产具有低吸湿趋向的尿素肥料的方法用于生产具有低吸湿趋向的尿素肥料的方法本发明涉及一种尿素造粒工艺和通过这种工艺生产的尿素颗粒。本发明整合了一种用于使当前被排放到其他的工艺中(例如排放到UAN或NPK工艺中或排放到常规的尿素生产工艺中)的铵盐再循环的方法。将铵盐在本发明中的尿素造粒机中均匀混合，使得尿素肥料显示出低吸湿趋向。在尿素装置中，除了尿素粉尘之外，从配备有流化床的尿素造粒机中排出的使用过的空气还含有氨。在这种废气流能被排放到大气中之前，需要除去这种氨污染。从废气流中除去氨是熟知的技术，例如，如在EP1695755A1中描述的。通常将这种废气流用一种酸性洗涤溶液处理。通过将一种酸(如硝酸或硫酸)加入到水中可以容易地制造这种酸性洗涤溶液。通过化学吸收从这种气体流中除去氨并且将其转化成相应的铵盐。分别使用硝酸来生产硝酸铵(AN)和使用硫酸来生产硫酸铵(AS)。在这样的工艺中产生了一种排污溶液(bleed solution)，其含有低浓度的铵盐和高浓度的尿素。这些溶液或者可以从装置中排放，或者更有利的是，可以被添加到来自合成的尿素熔融物中并且在典型的尿素造粒装置中成粒。产品的规格和质量并没有在很大程度上受到少量添加这些铵盐的影响。尿素产品的N含量仍然高于46%N，使得该产品仍然是一种典型的尿素基肥料。然而，当将尿素与铵盐混合时，存在一个显著的缺点，这个缺点是生成的产品的临界相对湿度的显著降低。一种盐的临界相对湿度(CRH)被定义为当材料开始从大气中吸收水分时的周围大气的相对湿度。当大气的湿度等于(或大于)盐样品的临界相对湿度时，样品将会吸收水直到所有的盐溶解而产生饱和溶液。具有低临界湿度的产品难于储存、运输以及应用，因为它会趋向于结块和成团。在高空气湿度下，如在海洋或者热带环境中发现的，这样一种肥料甚至会被破坏。这是所有的铵盐肥料展现出的现象，于是已经开发了许多包衣系统和包衣物质来防止产品的变质。然而，由于尿素通常具有高于70%的相对高的临界湿度，大多数尿素生产装置不需要或者不具有在储存之前处理产品的设施。这将会排除使用推荐的一体化氨回收系统，无需额外投资，但是将会招致用于包衣的操作成本。然而，当将尿素与铵盐混合时，成品的临界湿度显著下降。尿素与硝酸铵的混合物具有大约20%的临界湿度，尿素与硫酸铵的混合物的临界湿度恰好为60%。对于产品的处理，这些值将会引起严重的问题。因此，期望的是这样的产品在它们离开这些装置之前必须被处理。作为替代方案，必须开发一种用来防止尿素/铵盐颗粒吸湿的方法。如在图1a)中所示的一个尿素造粒坑3的进料系统包括一个进料系统5，尿素溶液4从进料系统5被分配到喷嘴6中，喷嘴6位于尿素造粒机3的内部。如在这里所显示的现有工艺水平系统中，只有尿素溶液被引入尿素造粒机3中。作为替代方案，如在图1b)所示，尿素溶液4和尿素/铵盐流8分开地或者作为一种混合物仅在该尿素造粒机的颗粒流入口侧I处被引入尿素造粒机3中，并且这种混合物以逆流的方式流到正在尿素造粒机3中积累的颗粒上。因此，经由穿过颗粒流入口侧I到颗粒流出口侧2，在两个实例中都产生了包含均匀分布的铵盐和尿素的产品7。因此，以此方式生产的颗粒显示出低临界湿度。使尿素造粒机的废气14经过现有技术水平的普通洗涤系统，然后将其释放到大气中。现有技术水平的技术在于针对吸湿的水溶性肥料提供不同性质的包衣以便改进产品的物理或农艺特性。在US3205061中描述了一种用熔蜡覆盖的肥料的方法。氨基甲酸乙酯树脂包被可溶性肥料的用途教导了 US3372019。通常用耐水密封剂(如油、蜡、还有其他的有机材料)包被吸湿性肥料，以便减少这些单独的颗粒的吸湿性和后续的结块。这些不同的包被的产品显示出若干缺点，包括低生产率、高操作成本以及对需要使用的包衣材料的大量需求。在EP0289074中描述了一种用于通过在颗粒流化床中造粒生产含有尿素和硫酸铵的肥料颗粒的工艺。在这个工艺中，引入了用作核的单独制备的硫酸铵颗粒。通过将含尿素的含水液体喷淋这种核上，这些硫酸铵核与尿素一起应用，这种含尿素的含水液体具有按重量计70%-99.9%的尿素浓度。终产物是具有用尿素包被的硫酸铵芯的颗粒。在US3725029中，硫酸铵是通过使用一种特殊粘合剂而成粒的。用熔融尿素包被这些颗粒并且使这些包被的颗粒与作为抗结块剂的干燥粉末接触。在EP0289074和US3725029中披露的两种工艺都使用了颗粒状硫酸铵作为核来产生最终的颗粒。因此，两种方法都包括以下缺点:用于硫酸铵造粒的特殊造粒机是必需的，导致了生产成本的增加。因此，本发明的目的是提供一种替代工艺，这种替代工艺避免了以上提到的由尿素与铵盐的混合物的临界湿度引起的问题。本发明还将消除用包衣材料包被的肥料的缺点和缺陷。这是通过用尿素造粒机生产具有低吸湿能力的尿素颗粒的方法实现的，该造粒机具有一个颗粒流入口侧以及相对地一个颗粒流出口侧，这样形成了一条轴线，从一种尿素溶液和一种尿素/铵盐流沿着这条轴线形成了尿素颗粒，由此该尿素溶液和该尿素/铵盐流经由一个进料系统单元经过不同的喷嘴作为一种混合物或者分开地被喷淋到该尿素造粒机中的一种晶种材料上。在这个工艺中，最高量的尿素/铵盐流在颗粒流入口侧被喷淋到尿素造粒机中并且该尿素/铵盐流的量沿着该尿素造粒机的从该颗粒流入口侧到该颗粒流出口侧的轴线而减少，由此该尿素/铵盐流包括比率在4与20之间的尿素:铵盐、按重量计0-10%的含水量以及任选地按重量计高达1%_5%的添加剂，并且最高量的该尿素溶液在该颗粒流出口侧被喷淋到该尿素造粒机中并且该尿素溶液的量沿着该尿素造粒机的从该颗粒流出口侧到该颗粒流入口侧的轴线而减少。本发明的另外的实施例与被引入尿素造粒机中的这些流的组成有关。优选地，在尿素造粒机的颗粒流入口侧引入的流仅仅由尿素/铵盐流组成，而在尿素造粒机的颗粒流出口侧引入的流仅仅由尿素溶液组成，无需将两种流混合。该尿素/铵盐流优选地包含比率在7与16之间的尿素:铵盐。这种流的含水量优选地按重量计为0-5%。任选地，它包含按重量计在0.4%到0.8%之间的添加剂。由此，针对尿素/铵盐流的添加剂选自下组，该组包括甲醛、硫酸铝、硫酸镁、微量营养素、以及其他的碳氢化合物造粒添加剂或其混合物。 甲醛作为一种优选的添加剂被使用。在尿素造粒机的颗粒流出口侧引入的尿素溶液包括按重量计0-10%的含水量，优选按重量计0-5%的含水量，以及任选地按重量计高达1.5%的添加剂,优选按重量计在0.4%到0.8%之间的添加剂，由此这些添加剂选自下组，该组包括甲醛、硫酸铝、硫酸镁、微量营养素、以及其他的碳氢化合物造粒添加剂或其混合物。甲醛作为一种优选的添加剂被使用。尿素溶液包括一种较小含量的杂质也是可能的，如缩二脲。针对尿素/铵盐流以及针对尿素溶液的添加剂选自下组，该组包括甲醛、硫酸铝、硫酸镁、微量营养素、以及其他的碳氢化合物造粒添加剂或其混合物。甲醛作为一种优选的添加剂被使用。有利的是这种晶种材料与生产的尿素颗粒是化学相容的。这表示该晶种材料的组成可以是任何天然或合成的成分。环境友好的、可降解的并且对土壤和施肥的植物无害的材料是优选的。给出一些实例，它可以是土壤、砂或者可生物降解塑料。其他的肥料也是可能的。最优选的是通过本发明工艺生产的撞碎的尺寸过大的尿素颗粒或者尺寸过小的尿素颗粒。这种晶种材料必须小于所希望的终产物。如果这种晶种材料比所希望的终产物小20%-80%，优选地它比终产物小40%-80%，并且最优选地它比终产物小60%-80%，则这种晶种材料具有最优的尺寸。为了生成具有低吸湿能力的尿素颗粒，选择尺寸尽可能小的起始材料是重要的，以便确保晶种材料被尿素溶液完全覆盖。任选地，最高量的尿素/铵盐流在颗粒流入口侧被喷淋到尿素造粒机中并且被喷淋到尿素造粒机中的尿素/铵盐流的量在从颗粒流入口侧到颗粒流出口侧的轴线的前半部分之内被降低到零，并且优选地在从颗粒流入口侧到颗粒流出口侧的轴线的前五分之一之内被降低到零。如果从一个洗涤系统释放尿素/铵盐流，这是有利的，这是为了除去来自尿素造粒机的废气的氨。进入尿素造粒机的尿素/铵盐流和尿素溶液的温度高于这些流的熔融温度，这对于具有现有技术水平的人是已知的。还已知的是，熔融温度取决于这些流的组成。因此，本领域的技术人员将会自动选择对于两种流都适合的温度。有利的是这两种流的温度在相同范围内。在本发明的一个另外的实施方案中，在尿素造粒机的颗粒流入口侧进入进料系统单元的尿素/铵盐流的压力高于在尿素造粒机的颗粒流出口侧进入该进料系统单元的尿素溶液的压力。这是为了调节进入该进料系统单元的尿素/铵盐流的量和尿素溶液的量。以此方式，调节了所生产的尿素颗粒的组成。优选地，在尿素造粒机的颗粒流入口侧进入进料系统单元的尿素/铵盐流的压力比在尿素造粒机的颗粒流出口侧进入进料系统单元的尿素溶液的压力高0.1-1巴。所描述的用于生产具有低吸湿能力的尿素颗粒的方法将在流化床造粒设备中操作，该流化床造粒设备包括尿素造粒机，该造粒机具有一个颗粒流入口侧以及相对地一个颗粒流出口侧，这样形成了一条轴线，沿着该轴线形成了尿素颗粒；该流化床造粒设备包括一个进料系统单元，该进料系统单元用于将尿素溶液和尿素/铵盐流作为一种混合物或者分开地经由不同的喷嘴输送到尿素造粒机中，由此该进料系统单元配备有用于将尿素/铵盐流输送 到尿素造粒机的颗粒流入口侧的装置并且配备有用于将尿素溶液输送到尿素造粒机的颗粒流出口侧的装置。该设备的一个另外的选项是，该进料系统单元配备有一个或多个具有相同或不同尺寸的开口的集合管(header)，这些集合管将不同量的尿素溶液或尿素/铵盐流输送到与尿素造粒机连接的多个喷嘴中。同样，这一个或多个集合管具有任选地用于调整通向与尿素造粒机连接的多个喷嘴的流的装置。一个另外的实施例是该尿素流化床造粒设备包括一个释放尿素/铵盐流的洗涤系统和一个用于将尿素/铵盐流输送到尿素造粒机中的装置。任选地，该尿素流化床造粒设备包括用于尿素/铵盐流和尿素溶液增压的装置。这个增压步骤是任选地通过进入进料系统单元的尿素/铵盐流和尿素溶液的量的自动调节来进行的。例如，这是在尿素/铵盐流中的铵盐含量的测量值，该尿素/铵盐流与对应的流的增压是相联系的。因此，确保了不依赖尿素/铵盐流中的铵盐含量的轻微变化的恒定的产品组成。还要求的是通过该工艺生产的尿素颗粒，该工艺用于用尿素造粒机生产具有低吸湿能力的尿素颗粒，该造粒机具有一个颗粒流入口侧以及相对地一个颗粒流出口侧，这样形成了一条轴线，从一种尿素溶液和一种尿素/铵盐流沿着这条轴线形成了尿素颗粒，由此该尿素溶液和该尿素/铵盐流经由一个进料系统单元经过不同的喷嘴作为一种混合物或者分开地被喷淋到该尿素造粒机中的一种晶种材料上。因此，最高量的尿素/铵盐流在颗粒流入口侧被喷淋到尿素造粒机中并且尿素/铵盐流的量沿着尿素造粒机的从颗粒流入口侧到颗粒流出口侧的轴线而减少；并且最高量的尿素溶液在颗粒流出口侧被喷淋到尿素造粒机中并且尿素溶液的量沿着尿素造粒机的从颗粒流出口侧到颗粒流入口侧的轴线而减少。任选地，尿素颗粒的铵盐总浓度高达5wt%，优选的是0.5wt%到1.5wt%，具有最低46wt%的含氮量。这确保了在尿素颗粒中达到最低46wt%的含氮量，因此根据定义它仍然是一种尿素肥料级的产品。因此，这些颗粒包括如上所述的一种晶种材料中心。这种晶种材料被后续层包围，这些后续层是由一种铵盐和尿素的混合物组成的，由此从颗粒的中心到外层的尿素浓度是增加的，由此颗粒的外层含有高达80%到100%的尿素。最优选地，颗粒的外层含有100%的尿素。用这种安排实现的益处是，具有它的低临界湿度的由铵盐和尿素的混合物组成的层完全被尿素封闭，因此其被保护而不受周围空气中的湿气的影响。其结果是，离开尿素造粒机的最终产物展现出与由纯尿素组成的尿素颗粒相同的对从周围空气中吸收水分的抗性。这为将当前被常规的尿素生产工艺排放的铵盐流整合到尿素造粒机中提供了机会，使得尿素肥料显示出低吸湿趋向。如果将包含铵盐的流引入现有技术水平的尿素造粒工艺中，生产的最终产物将显示出高吸湿趋向并且需要例如用尿素的第二个包衣步骤。通过使用本发明，消除了另外的用于生产的最终产物的包衣系统的需要。此外，回收的氨也被包含在产品中；因此增加了尿素的产量，带来显著的经济效益。下面，通过 举例更详细地描述了本发明。图2显示了带有一个流化床3的一个尿素造粒机的示意性框图。尿素/铵盐流8通过一个进料系统5在颗粒流入口侧I处被引入尿素造粒机3中。由此,尿素溶液4通过进料系统5在颗粒流出口侧2处被引入尿素造粒机3中。由此，由一个或者多个配备有不同的喷嘴6的集合管组成的进料系统5将尿素/铵盐流8和尿素溶液4引入尿素造粒机中。同样，进料系统5配备有用于调整通向这些喷嘴6的流的装置，以便控制和调节引入尿素造粒机3中的尿素/铵盐流8和/或尿素溶液4的量。因此，尿素/铵盐流被喷淋到广泛存在于尿素造粒机中中的晶种材料11上。供给到尿素造粒机中的尿素/铵盐流8的量从颗粒流入口侧I到颗粒流出口侧2下降，由此在颗粒流入口侧I处它几乎是100%。在尿素造粒机3的颗粒流出口侧2处的尿素溶液的量是最高的，并且优选地是100%。通过以这种方式将尿素/铵盐流8供给到尿素造粒机3中，铵盐的浓度在尿素造粒机3的颗粒流出口侧2处几乎降到了零。为了获得最佳结果，供给到尿素造粒机3中的尿素/铵盐流8的量沿着在颗粒流入口侧I到颗粒流出口侧2的轴线的前五分之一之内被调节到零。这被示例性地显示于曲线图10中。曲线图10展示了存在于尿素造粒机3中的对应位置处的尿素/铵盐流8的理想量。在该造粒机的最终区域中，只有尿素溶液4被喷淋到正在增长的尿素颗粒13上。因此，尿素颗粒是以如下这样的方式积累的:被包含在尿素/铵盐流8中的铵盐位于尿素颗粒12的中心，尿素颗粒12位于晶种材料11的周围，而正在增长的尿素颗粒13的后续层位于尿素颗粒12的中心的周围，尿素颗粒12含有渐增量的尿素，并且生成的本发明产品9的最后一层只由尿素组成。据此，为了除去来自尿素造粒机3的废气14中的氨，从一个洗涤系统中释放尿素/铵盐流8，或者作为替代方案可以分开地将其引入进料系统5中。所提出的发明的优点是: 具有它的低临界湿度的铵盐被尿素封闭，并且因此在一步法工艺中保护其不受周围空气的湿气的影响，使得不需要另外的包衣步骤 最终产物展现出与由纯尿素组成的尿素颗粒相同的对从周围空气中吸收水分的抗性。
不另外需要额外的包衣系统 简单并且节省成本的方法 整合到现有的尿素造粒设备中是可能的
使用一种简单的方式来处理在现有的尿素造粒装置中的铵盐，而没有负面地影响产品质量
生产了一种典型的尿素肥料级产品。这种产品具有最低46wt%的含氮量，因此它仍然是一种尿素肥料级产品。引用项目关键词
1颗粒流入口侧
2颗粒流出口侧
3尿素造粒机
4尿素溶液
5进料系统
6喷嘴
7产品
8尿素/铵盐流9生成的本发明产品10展示存在于尿素造粒机的对应位置处的尿素/铵盐流的量的曲线图
11晶种材料
12尿素颗粒的中心
13正在增长的尿素颗粒
14 废气


一种用尿素造粒机生产具有低吸湿能力的尿素颗粒的方法，该造粒机具有一个颗粒流入口侧以及相对地一个颗粒流出口侧，这样形成了一条轴线，从一种尿素溶液和一种尿素/铵盐流沿着这条轴线形成了尿素颗粒，由此该尿素溶液和该尿素/铵盐流经由一个进料系统单元经过不同的喷嘴作为一种混合物或者分开地被喷淋到该尿素造粒机中的一种晶种材料上。在这个工艺中，最高量的尿素/铵盐流在该颗粒流入口侧被喷淋到该尿素造粒机中并且该尿素/铵盐流的量沿着该尿素造粒机的从该颗粒流入口侧到该颗粒流出口侧的轴线而减少，由此该尿素/铵盐流包括一种比率在4与20之间的尿素铵盐、按重量计0-10%的含水量以及任选地按重量计高达1%-5%的添加剂，并且最高量的尿素溶液在该颗粒流出口侧被喷淋到该尿素造粒机中并且该尿素溶液的量沿着该尿素造粒机的从该颗粒流出口侧到该颗粒流入口侧的轴线而减少。