尿素产品在生产过程中结块的原因分析及措施

李得占　许正兴

摘要：青海盐湖工业股份有限公司化工分公司尿素装置生产能力66万吨/年，在生产、包装和储存过程中，存在不同程度的结块现象，影响产品质量和产品品牌，为使用户用上放心、合格的尿素产品，通过工艺、包装、储存等各个方面进行了深入研究和分析，制定可行的控制和防范措施，提出解决方案，有效降低产品结块、板结情况。

关键词：尿素生产;质量管理;粉尘;结块;板结;仓储

1 问题

尿素，又称碳酰胺，是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物，是目前使用量较大的一种化学氮肥。尿素吸湿性强，吸湿后结块，受温度影响，易出现颗粒粉化，从而导致出现结块、板结等情况。对于结块和板结，本文从生产工艺、产品包装、储存运输三个方面进行分析和研究，有效解决产品结块和板结问题。

2 原因分析

2.1 含水量超标

尿素水份含量超标（>1.0%）直接影响尿素的内在质量，是造成板结的重要原因之一。水分的存在，一方面，会使尿素颗粒表面溶解和重结晶而黏结成块;另一方面，会导致尿素颗粒表面软化，在压力的作用下加剧变形，颗粒间的接触面积增大，从而促进氢键结合和范德华力的作用，加大颗粒间的结合强度。

2.2 温度影响

尿素温度高易变形。储存过程中，因环境温度变化，存在水分会引起尿素颗粒表面溶解、重结晶和颗粒变形，使结块加速。出造粒系统温度过高（>50℃）也会造成成品包装温度过高，在缓慢冷却过程中原来溶解在残余水分中尿素就会结晶析出，也导致结块加速。目前产品冷却器出料温度在50℃左右，盛夏期間，达到60～70℃。在成品冷却器至包装料仓通过皮带输送机输送，无相应的降温设备。

2.3 粉尘影响

尿素在生产过程中，不可避免出现粉尘，如果自身粉尘含量过高，其相对比表面积愈大，颗粒间的接触面积愈大，引起结块的机会愈多。在储存和运输过程中，粒径小和圆度差的尿素颗粒间接接触紧、摩擦多，颗粒易破碎起尘，发生不均匀离散，容易结块。同时受温度变化影响，料仓中的颗粒破裂后也出现一部分粉尘。

2.4 强度影响

尿素颗粒在强度不够（大颗粒<20N/m2，小颗粒<6N/m2）的情况下，挤压后二次破碎产生粉尘吸潮后造成板结，对于大颗粒尿素，工艺参数正常情况下，其强度最低在15N/m2以上，高时可达40N/m2以上，平均在30N/m2。小颗粒尿素来说，颗粒强度在0.5 N/m2，夏季环境温度高的情况下，有时强度在0.6N/m2。

2.5 产品包装

目前尿素产品采用的包装袋为外涂膜编织袋，包装袋无内膜袋，包装袋均做涂膜处理;从包装袋内向外目视，包装袋的缝隙清楚可见，进行内外面测漏实验，泄漏率及目视不合格率高，因包装袋密封未达到要求，在存放过程中吸潮导致结块、板结。

2.6 产品储存

尿素储存时间过长、储存环境潮湿（或返潮）后也极易使尿素受潮结块。由于库房面积有限，且受到运输限制，化工分公司尿素产品部分存放在露天货场，采用篷布苫盖防护，包装袋上下缝口为折边缝口，针眼的空隙无法杜绝，由于察尔汗地区气候原因，如地面返潮、下雨等现象，造成货位上下两层及周边容易吸潮结块。

3 解决措施

3.1 工艺控制

①严格控制工艺过程，确保尿素水份含量在指标（≤1.0%）。将二段蒸发真空度控制在38-40kPa，造粒机温度控制在85-95℃，力争将水分含量控制在0.4%（优级品）以下;②小颗粒尿素方面，在造粒塔后端增设板式换热冷却器，降低温度，同时在皮带输送机上架设轴流风机对成品尿素进行降温，大颗粒尿素适当调整最终产品冷却器流化风量，确保出口尿素温度低于45℃;③加大甲醛量（18-20kg/t），确保尿素强度大于30N/m2;④对生产流程进行优化，尿素出塔温度高于 70 ℃后，或经冷却器后的温度高于45℃，成品尿素进入散料库房进行降温冷却后再进行包装。同时将三通阀阀板调整时中位，采用成品尿素和冷尿素掺和输送，降低整体温度，然后进行包装;⑤尿素运输系统的除尘设备处于持续正常运转，确保粉尘及时回收洗涤，杜绝粉尘进入成品。

3.2 产品包装及储存控制

①对尿素包装袋进行升级改造，增加内衬袋，同时外袋采用彩膜袋，即在涂膜编织袋外层覆一层PE膜，降低产品与外界空气接触面积，大大减小产品结块、板结的情况;②对包装工艺进行调整，即产品生产出后，根据产品销售合同或计划，如果当日有销售计划，即进行包装，然后装车销售;当日无销售计划，产品存放在散存库，避免产品无法销售，存放在露天货场，受雨雪天气及返潮等气候原因造成的产品结块;③在露天存放时，底部设置塑料托盘，并苫盖好篷布。

4 结束语

本文通过对尿素产品在储存过程中板结的跟踪对比和原因分析总结后，得出解决方案，通过措施落实，持续监控，达到了减少或避免尿素结块的效果，最终提高了产品质量，有效地解决了尿素产品生产、储存、销售等实际工作中遇到的难题，优化了生产流程，实现了减少和避免尿素产品结块的目的，提升品牌效益，同时对实际操作和产品储运有着重要的意义。

参考文献：

[1]吴鸿欣.造粒尿素产品板结和粉化的对策[C].//全国大型尿素装置第十一届技术年会文集.建峰化工总厂，2000：85-89.

[2]沈丽英.产品质量攻关课题—板结技术总结[J].福建化工，2005（3）：18-19.