高塔熔體復合肥造粒裝置頂部熔融液掛壁原因及解決措施

孔亦周

(寶雞秦東流體設備制造有限公司 陜西寶雞 721006)

高塔熔體復合肥造粒工藝自問世以來,以其良好的效果而迅速得到眾多用戶的青睞。在用戶以及各方技術人員的共同努力下，高塔熔體復合肥造粒工藝日臻完善，但仍存在造粒塔工作層結構次梁甚至工作層頂部熔融液掛壁的問題。

1 原因分析

第1代差動造粒機采用的是內置中心供料管結構，由于該結構不適應復合肥熔體造粒工藝，故在第2代以后的差動造粒機設計中均采用外置供料管結構。在外置供料管結構中，由于進料盒是靜止的而造粒噴頭是旋轉的，故在進料盒與造粒噴頭之間設計有數毫米寬的溢流環口，如圖1所示。

由于造粒噴頭的開孔總面積遠大于進料管的截面積，故在正常工作時，造粒噴頭不會發生溢流現象，熔融液出噴孔時的噴射流(圖2)是不會碰到造粒塔工作層結構次梁的，更不會碰到造粒塔塔頂以及主梁。但當造粒噴頭嚴重堵塞時，如果此時系統仍繼續供料，則熔融液就會從該溢流環口處溢出。

圖1 溢流環口示意

圖2 正常工作時造粒噴頭熔融液出噴孔時的噴射流軌跡

由于造粒機進料管的進料口與造粒噴頭的垂直高度超過1 m，則熔融液的靜壓超過10 kPa，從連通器原理可知，熔融液也就必然有一個向上的力。此外，由于造粒噴頭的旋轉作用，故熔融液同時還受到離心力的作用。當這2個力相互疊加，就勢必會形成環形拋物線狀的射流，其高度和噴射的直徑則與熔融液的流量、靜壓和造粒噴頭的旋轉速度有關，如圖3所示。

圖3 環形拋物線狀射流示意

根據用戶的反饋，當造粒噴頭嚴重堵塞時，如果未能及時處理，從噴頭旋轉的端面溢流環口處就會有熔融液向上噴射，造粒塔工作層結構次梁很容易出現熔融液掛壁現象，嚴重時造粒塔工作層頂部也會有熔融液掛壁。掛在次梁和塔頂上的熔融液很快就凝固成固體且體積迅速擴大，達到一定質量后就會向下高速墜落，不僅會造成塔底設備的損壞，而且容易引發安全事故。熔融液掛壁位置如圖4所示。

圖4 熔融液掛壁位置示意

2 解決措施

造粒噴頭嚴重堵塞的主要原因是熔融液中含有大于工藝要求的固體物，因此在熔融液的處理方面必須采取有效的措施，如對原料進行篩選以及避免拆包的繩頭、纖維等進入系統，高塔熔體造粒工藝在這方面已經有許多成熟技術可供借鑒。此外，一旦發生惡性溢流，應立即停止供料并降低造粒噴頭的轉速，及時更換造粒噴頭并保證造粒噴頭的開孔暢通。

如果將造粒噴頭向下延伸就可以避免溢流的熔融液在結構次梁甚至造粒塔塔頂掛壁現象的發生，但向下延伸造粒噴頭就必須改變造粒機的長度，而改變造粒機的長度就必須改變切換支架的高度，塔頂工作層的高度亦需同時調整。因此，該方案并不理想。

理想的方案是在進料盒的下部焊接1個環形溢流盤(圖5)，當造粒噴頭發生惡性溢流并向上噴射熔融液時，該溢流盤可以有效改變熔體射流方向，可大大緩解熔融液的掛壁現象。

圖5 溢流盤設置示意

溢流盤可采用厚度為3～5 mm的304不銹鋼制作，外徑約400 mm，與內孔同心。溢流盤與造粒噴頭的間隙位置以不影響拆卸造粒噴頭為原則，但該間隙不宜過小，否則不利于清理。

此改進措施投資少但效果明顯，用戶完全可以自行實施。