1 工藝流程
  各種大顆粒尿素生產工藝都具有基本相似的工藝流程， 主要由造粒系統(tǒng)、晶種循環(huán)系統(tǒng)和粉塵回收系統(tǒng)等幾部分組成， 每種工藝的特點取決于其造粒技術。大顆粒尿素晶種造粒技術結合噴射床造粒機和傳統(tǒng)的流化床造粒技術， 于1983年開發(fā)成功。TEC噴射流化床造粒機由噴射床、多孔板、流化床、噴嘴和氣室組成。大顆粒尿素裝置TEL流化床造粒工藝流程。
  （1） 由大顆粒給料泵將質量濃度為96% 的尿液送入造粒機， 尿液通過噴嘴噴到噴射床內， 并附著在造粒機內處于流化狀態(tài)的循環(huán)晶種表面。經(jīng)過多級噴射床和噴嘴噴射尿液后， 循環(huán)的晶種逐漸增大。尿素的晶種由流化床從噴射床的上級向下級運送， 噴到晶種表面的尿液被迅速冷卻固化， 同時尿液中的水分被蒸發(fā)， 大顆粒尿素中的水分含量降低到< 0. 25 % .
  （2） 噴射空氣由噴射空氣鼓風機引入， 并通過噴射空氣加熱器加熱。流化空氣由流化空氣鼓風機引入， 并通過第1流化空氣加熱器和第2流化空氣加熱器加熱。為便于大顆粒尿素的固化和干燥，每種空氣的溫度由各自的空氣加熱器進行調節(jié)， 以保持床層溫度在110~ 120e .
  （3） 在固化和干燥后， 大顆粒尿素由造粒機流化床第4室冷卻到90 e ， 在造粒機內形成的大顆粒尿素由于重力的作用沉降到多孔板上（流化床下部）， 借助流化空氣在多孔板斜孔產生的水平推力排出造粒機， 通過造粒機出口的振動給料器、造粒機出口稱重器、斗式提升機送到振動篩。
  （4） 振動篩根據(jù)粒度將大顆粒尿素分為4類：結塊尿素、超大顆粒、產品顆粒、小顆粒。結塊尿素通過滑道進入溶解槽， 溶解成尿素溶液， 并通過溶解槽泵送到熔融尿素裝置； 超大顆粒及部分產品顆粒在超大顆粒冷卻器中冷卻后送入破碎機進行破碎， 循環(huán)回造粒機作為晶種； 產品顆粒通過產品冷卻器降到50e 以下， 通過產品稱重器送到包裝或散裝庫； 小顆粒被循環(huán)送入造粒機作為晶種。循環(huán)的尿素晶種（包括破碎的超大顆粒尿素、產品尿素和小顆粒尿素）返料比為0. 5.
  （5） 從造粒機、產品冷卻器、超大顆粒冷卻器和粉塵收集風機排出的尿素粉塵在粉塵洗滌器中進行洗滌， 然后經(jīng)過除沫器， 由粉塵洗滌器引風機排出， 排出氣體中的尿素粉塵含量小于30mg/m3.來自熔融尿素裝置的工藝冷凝液作為補充水被送入粉塵洗滌器， 通過控制補充水的流量調節(jié)洗滌的尿素溶液的質量濃度約為45 %.尿素溶液被送到溶解槽中， 溶解槽中的尿素溶液循環(huán)回到熔融尿素裝置。
  TEC流化床造粒工藝操作彈性大， 通過減少噴嘴數(shù)目， 可以將生產負荷降至50 % 以下， 且能夠快速開、停車， 啟動后1 h即能達到穩(wěn)定運行狀態(tài)。
  如果將造粒機以及斗提機、尿素篩有小晶種所途經(jīng)的部分視為1個設備（為了方便可稱為大造粒機）， 將斗提機、尿素篩有產品顆粒和超大顆粒所途經(jīng)的部分視為大造粒機的出料口， 大造粒機的進料有尿液和補給晶種， 補給的晶種是經(jīng)破碎機破碎超大顆粒及部分產品顆粒的破碎晶種， 將簡化后得到TEC流化床造粒原則流程。
  由上述可知， 造粒系統(tǒng)的新晶種是通過破碎機破碎超大顆粒（或一部分產品顆粒）提供， 故破碎機是晶種造粒技術的核心設備。
  2 晶種循環(huán)造粒技術新理論
  2. 1 合格顆粒數(shù)目與進破碎機顆粒數(shù)目的關系
  造粒系統(tǒng)平穩(wěn)運行時， 其進出造粒機的顆粒數(shù)目處于平衡狀態(tài)， 進入造粒機的晶種數(shù)目關系如下。
  N總=N小+N產+ N超（1）
  N總晶=N總（2）
  N產=N成+N2（3）
  N破=N超+N2（4）
  N總晶=N小+ n N破（5）
  由式（ 1） ~式（5）得到：N成= （n- 1）N破（6）
  式中， N總為造粒機出口顆粒數(shù)目（不包括結塊尿素及粉塵）； N小為小顆粒數(shù)目； N產為產品顆粒數(shù)目；N成為去成品的產品顆粒； N2為去超大顆粒冷卻器的產品顆粒數(shù)目； N超為超大顆粒數(shù)目； N2+ N超為進入破碎機的顆粒數(shù)目； N破為破碎機破碎后的有效晶種數(shù)目是破碎機入口顆粒數(shù)目的n倍（n為破碎數(shù)目系數(shù)）；N總晶為造粒機進口晶種總數(shù)目； N小為小晶種數(shù)目。
  由式（ 6）可知， 去成品的合格產品數(shù)目與小顆粒晶種數(shù)目無關， 只與進破碎機的顆粒數(shù)目有關。
  2. 2 破碎的顆粒質量與成品顆粒質量的關系
  尿素顆粒形狀往往是不規(guī)則的， 一般用顆粒的粒度來表示， 為了研究方便， 我們取尿素顆粒群的體積平均粒徑來分析。
  由于去成品的合格產品數(shù)目只與進破碎機的顆粒數(shù)目有關， 在系統(tǒng)運行穩(wěn)定時造粒機造粒需要補充的新晶種是由破碎機提供的， 如果設去成品的產品顆粒體積平均粒徑為D成， 經(jīng)破碎機破碎后的晶種體積平均粒徑為D破， 在結塊尿素及粉塵損耗不計的理想狀態(tài)下， 進破碎機破碎的顆粒質量M破與破碎顆粒數(shù)目N破的關系2 . 3 破碎數(shù)目系數(shù)n 的極值求法設去破碎機破碎的超大顆粒（包括部分產品顆粒）的體積平均粒徑為D超， 則有D超3= nD破3，可知：M成= （n- 1）M破（D成/D超）3實際生產中： D成[ D超， 故n\ M成/M破+ 1.
  3 破碎機在晶種循環(huán)造粒中的調節(jié)作用
  3. 1 破碎機輥間距與產品粒度的關系
  當造粒機負荷和破碎機負荷一定時， 破碎機破碎的輥間距與產品顆粒平均粒徑成正比。增大破碎機的輥間距即破碎系數(shù)變小， 晶種數(shù)目變小，此時如果保持產品顆粒平均粒徑不變則系統(tǒng)將不能保持平穩(wěn)運行， 要保持平穩(wěn)運行， 只能將產品顆粒平均粒徑相對變大； 反之， 減小破碎機輥間距，系統(tǒng)要想保持平穩(wěn)運行， 只能將產品顆粒平均粒徑相對變小。由于破碎機輥間距的調節(jié)原則是由滿足工藝生產要求和破碎效果等因素共同決定的， 故一般在操作條件生產設定后不要輕易更改。
  通過破碎數(shù)目系數(shù)n的極值求法以及同類裝置生產實踐證明， 破碎后有效晶種在1 . 2~ 2 . 0mm范圍內的數(shù)目占75 % ~ 80 % 時， 大顆粒尿素成品粒度情況比較理想。
  3. 2 破碎機負荷與產品粒度的關系
  當造粒機負荷和破碎機輥間距設定后， 破碎數(shù)目系數(shù)n采用極值求法（n\ M成/M破+ 1）， 則破碎機的破碎負荷與產品顆粒平均粒徑成反比。增加破碎機負荷也就是增加破碎后的晶種數(shù)目。如果顆粒粒度保持不變， 系統(tǒng)將不能保持平穩(wěn)運行， 要保持平穩(wěn)運行， 只能將產品顆粒平均粒徑相對變小； 反之， 減少破碎機負荷， 系統(tǒng)要保持平穩(wěn)運行，只能將產品顆粒平均粒徑相對變大。如果通過調節(jié)床層高度等方式來實現(xiàn)產品顆粒平均粒徑不變，只能在短時間內保持系統(tǒng)的穩(wěn)定， 否則會由于造粒機進出口顆粒數(shù)目不平衡而導致系統(tǒng)運行狀況惡化。
  3. 3 晶種返料比
  設計返料比的控制指標為0 . 5~ 1 . 0 .在流化床造粒過程中， 顆粒的粒度分布與返料量有直接的關系。返料量較大時形成的粒徑較小的顆粒所占比例較高； 反之亦然。通過產品質量與經(jīng)破碎機破碎的顆粒質量的關系式可知： 當造粒機負荷和破碎機輥間距確定后， 破碎數(shù)目系數(shù)n采用極值求法；當破碎機負荷設定后， 則產品顆粒的粒度將是一個定值。也就是說， 破碎機的負荷決定了N破的大小，最終確定了D成的大小。
  破碎晶種D破長大到D成需要循環(huán)的流程是： 造粒機y 造粒機出口皮帶y 斗提機y 尿素振動篩y造粒機， 即小晶種的循環(huán)流程。在造粒機負荷一定時， 其小晶種的循環(huán)次數(shù)及小晶種的循環(huán)量也是一個定值， 因此造粒機負荷和破碎機輥間距設定后，調節(jié)破碎機負荷后直接確定小晶種的循環(huán)量。經(jīng)過優(yōu)化及采用造粒機進出口顆粒數(shù)目平衡理論表明： 返料比控制在0 . 3~ 0 . 4 ， 對延長造粒機的運行周期以及提高產品質量具有明顯的促進作用。
  4 結語
  （1） 大顆粒尿素造粒工藝以顆粒數(shù)目為依據(jù)，建立造粒系統(tǒng)平穩(wěn)運行時進出造粒機的顆粒數(shù)目處于平衡狀態(tài)， 得出的結論是： 去成品的合格產品數(shù)目與小顆粒晶種數(shù)目無關， 只與進破碎機的顆粒數(shù)目有關， 破碎機破碎的顆粒質量M破與成品顆粒質量M成的關系M成= M破(n- 1)/n [D成/D破]^(3).
  （2） 在實際生產中， 調整破碎機輥間距和破碎機負荷可以提供最優(yōu)化操作條件， 降低裝置能耗。