[发明专利]用于使液体、优选为尿素熔体变成颗粒状的装置和方法

说明书

用于使液体变成颗粒状的装置，包括用于供应所述液体的给料器、至少一个分配器以及脉冲发生器，其中：所述脉冲发生器位于所述供应给料器和所述分配器任一者中；所述液体的至少一部分穿过所述脉冲发生器；且所述脉冲发生器包括彼此面对且进行相对运动的至少第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面各自包括用于液体的通路；且其中所述液体穿过的所述第一表面和所述第二表面生成具有预定频率的液体周期性压力脉冲，所述预定频率取决于所述两个表面的相对速度。

技术领域

本发明涉及用于使液体、优选为尿素变成颗粒状的装置。特别地，本发明涉及造粒装置，该造粒装置可被应用于淋浴头式造粒塔，以及可应用于旋转斗造粒塔。

背景技术

造粒装置构成用于将液体产品转变成由期望尺寸的颗粒组成构成的固体形式的已知技术。

造粒技术例如广泛用于生产尿素。用于生产商购固体尿素的设备包括生产尿素熔体的合成部分和用于将尿素熔体转变成固体产品的后加工部分。在许多设备中，所述后加工部分使用造粒技术。在文献中(例如，Wiley-VCH Verlag发表在《Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry》第A27卷中的文献)描述了用于尿素合成和后加工的已知方法。

造粒工艺基本上在于通过冷却空气的逆流撞击来冷却和固化在塔内部下落的液滴。因此，造粒装置包括合适尺寸和高度(通常几十米高)的塔以及位于塔的顶部且设计为生成液滴流的至少一个分配器。所述分配器通常由淋浴式喷头或具有穿孔壁的旋转斗(造粒斗)构成，该具有穿孔壁的旋转斗通过离心力生产液体射流。当形成的液滴在塔内部自由地下落时，液滴在受力的和自然上升的气流的逆流中被冷却和固化成球形颗粒(小颗粒)。

期望的是获得具有均匀形状和尺寸的固体小颗粒，因为带有这些特征的产品具有更高的市场价值，且以便提高产量、降低来自造粒塔的有害排放并提高生产过程的效率。因此，位于塔顶部的器件必须能够产生具有高度单分散性的液滴流，即，形状和尺寸的散度尽可能低的流。

因此，在现有技术中，已经提出了不同的技术试图提高单分散性度，且特别地试图获得来自淋浴头式系统或旋转斗系统的液体射流的均匀分形(fragmentation)。

在这点上，已知的是通过直接将振动给予液体射流或造粒器件来提高单分散性度。因此，已通过试图实现适用于将振动脉冲传送给液体射流的系统来研究此现象。

在EP0822003中提供了在经受振动的液体射流中调整液滴的形成的规律的理论描述。

在US3274642中描述了这种技术在淋浴头式系统中的应用的示例，其中，通过利用声波，从淋浴式喷头射出的硝酸铵的连续射流被转变成液滴。然而，此方案被证明不是完全令人满意的。

在旋转斗系统中，提出了两种方法：第一种方法设想例如通过类似于音叉的源直接将振动给予容纳在斗内部的液体浆状物(mass)；根据第二种方法，替代地，如在例如EP2070589中所教导的，设想机械地振动所述斗或其一部分(特别是穿孔壁)。然而，这些方案都具有大量尚未克服的缺点以及劣势。

理论上，直接将振动给予液体浆状物是有利的，且从构造的观点来看是简单的，但是已经发现此工艺很难控制且对于外部干扰是非常敏感的。例如，波的反射和折射可改变所述波的频率，以及因此改变液体的分形的均匀性；此外，已经注意到，给予振动的点的下游，该流体必须保持层流，使得振动未受改变地到达该斗的壁的孔。因此，任何来自层流状态的散度可干扰传送到液体射流的振动且不利地影响该操作。