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1尿素工藝流程
1.1尿素簡介
某化學(xué)公司是國內(nèi)第一家生產(chǎn)大顆粒尿素產(chǎn)品的公司。大顆粒尿素一般指粒徑大于2mm的顆粒尿素產(chǎn)品。大顆粒尿素因其顆粒大，強(qiáng)度高，大小均勺，不易結(jié)塊等，比較適合貯存或散裝運(yùn)輸。實(shí)際表明，從生產(chǎn)環(huán)節(jié)、運(yùn)輸?shù)绞褂谜麄€(gè)過程，大顆粒尿素比普通尿素可10%的破損及損失。大顆粒尿素具有緩釋功能，可充分發(fā)揮肥效和長久保持,有效提高肥效。和普通尿素對比，施用大顆粒尿素能使農(nóng)作物的產(chǎn)量增產(chǎn)5%—8%。大顆粒尿素適合作為森林的肥料、草原的肥料。而超大顆粒的尿素適用于深層追肥，具有很高的氮效率。所以，大顆粒尿素具有廣泛的應(yīng)用市場。作為氮肥的大顆粒尿素其需求量也在不斷的增加。國內(nèi)大顆粒尿素的生產(chǎn)起步較晚，始于上個(gè)世紀(jì)90年代初期，且價(jià)格普遍高于普通尿素［⑶。
世界上對大顆粒的尿素的造粒工藝的研究已經(jīng)有20多年的歷史，曾經(jīng)嘗試過的工藝不下十幾種，但具有競爭力且較廣泛地使用商業(yè)化應(yīng)用的大顆的粒尿素的造粒工藝技術(shù)主要有某化肥技術(shù)公司的霧化及流化床造粒的工藝和某公司的噴射流化床的造流工藝。某公司年產(chǎn)80萬噸大顆粒的尿素就釆用了海德魯造粒工藝。
1.2工藝簡介
進(jìn)入霧化的流化床造粒機(jī)中的尿液，霧化的空氣將其霧化成為細(xì)小液滴，反復(fù)的包裹涂布在懸浮于流化床中的晶種上，使尿素顆粒不斷變大。大顆粒尿素從尿素造粒機(jī)出來以后，經(jīng)過初步的冷卻、由斗提機(jī)提升后送入振動篩，經(jīng)篩分，分離出符合生產(chǎn)要求的顆粒尿素作為產(chǎn)品，再送入最后冷卻器進(jìn)行冷卻后，送人尿素成品倉庫。分離出來的超大顆粒尿素送至破碎機(jī)進(jìn)行破碎，與分離岀的小顆粒尿素一起送人造粒機(jī)，作為造粒的晶種。尿素造粒機(jī)、冷卻器排出的含尿素的粉塵的空氣，分別的送到各自的洗滌塔，回收的尿素粉塵后排空，回收的尿液送往尿素裝置區(qū)。
1.3工藝特點(diǎn)
(1)釆用空氣霧化和流化床相結(jié)合的技術(shù)的尿素造粒機(jī)，生產(chǎn)能力大、造粒效率高、成品質(zhì)量好、顆粒大、強(qiáng)度高。
(2)釆用濃度為95%-96%的尿液作尿素造粒原料。只需要一段蒸發(fā)濃縮，省去二段蒸發(fā)濃縮流程，簡化工藝、減少設(shè)備、節(jié)約投資。
(3)工藝操作簡單。開停車時(shí)間短、調(diào)節(jié)靈活、彈性大。
(4)與傳統(tǒng)的械造粒裝置相比，造粒返料比較低，僅為0.5：l。
(5)釆用添加劑及霧化流化技術(shù)的尿素造粒，流化床形成的粉塵量少，放空尾氣中尿素粉塵含量低于20mg/Nm3。
2貯運(yùn)及包裝流程簡介
2.1貯運(yùn)流程
由尿素造粒單元產(chǎn)品輸送機(jī)計(jì)量后送出的成品尿素，經(jīng)棧橋袋式輸送機(jī)送至轉(zhuǎn)運(yùn)站。經(jīng)電動轉(zhuǎn)向閥分配，正常運(yùn)行時(shí)是將顆粒尿素轉(zhuǎn)向進(jìn)庫輸送機(jī)，由電動卸料車卸致尿素散料存庫內(nèi)貯存。當(dāng)貯存后的顆粒尿素需要包裝時(shí)，由散庫內(nèi)設(shè)置的門式扒料機(jī)將物料耙至散庫帶式輸送機(jī)上，送往轉(zhuǎn)運(yùn)站，由上料帶式輸送機(jī)將尿素送往轉(zhuǎn)運(yùn)站，經(jīng)振動篩篩分，該振動篩為雙層篩網(wǎng)，合格粒度的尿素直接進(jìn)入上料帶式輸送機(jī)，大塊尿素由破碎機(jī)破碎后，一起由上料帶式輸送機(jī)將松散的尿素送往包裝樓。較小的粒徑尿素從下層篩網(wǎng)漏出，人工就地包裝。當(dāng)需要時(shí)經(jīng)電動犁式卸料器可將顆粒尿素直接從上料帶式輸送機(jī)短路至上料帶式輸送機(jī)，送往包裝樓。篩分、破碎系統(tǒng)設(shè)有除塵器，除塵器收集的粉塵由人工就地包裝，如圖1所示
2.2袋裝流程
由上料帶式輸送機(jī)輸送來的尿素產(chǎn)品，通過電動換向閥切入包裝系統(tǒng)。物料經(jīng)配倉帶式輸送機(jī)或啟動插板閥送入3個(gè)包裝料倉。每個(gè)包裝料倉均設(shè)有高低料位計(jì)，以控制配倉帶式輸送機(jī)及氣動插板閥化倉或控制電動換向閥換向、門式耙料機(jī)停車。每個(gè)料倉下設(shè)有兩條包裝線。顆粒尿素經(jīng)電子稱自動稱重，自動卸料至夾好的包裝袋內(nèi)，經(jīng)縫包機(jī)輸送、噴墨式批號打印機(jī)打碼，倒袋輸送機(jī)倒袋后，由成袋輸送機(jī)送入裝車系統(tǒng)。在由上料帶式輸送機(jī)輸送來的尿素產(chǎn)品，通過犁式卸料器切入散料系統(tǒng)。物料通過氣動插板閥或散裝配倉帶式輸送機(jī)分別卸料到料倉，再經(jīng)料倉下不的電子散料稱稱重后裝入容慕，或進(jìn)行包裝。
3尿素定量包裝系統(tǒng)
3.1控制系統(tǒng)組成
整個(gè)控制系統(tǒng)由稱重包裝儀表、可編程控制器、變頻調(diào)速器、傳感器輸入裝置、PC工業(yè)控制機(jī)、通訊接口、輸出指示燈等部分組成。其中PLC可編程控制器為日本某公司FX系列產(chǎn)品，其它控制件均選用國外著名電器公司產(chǎn)品?？刂乒袷窍展就惍a(chǎn)品設(shè)計(jì)而成，為全密封結(jié)構(gòu)，可靠性高。稱重儀表控制整個(gè)稱重包裝過程，它們可以按照預(yù)先的設(shè)定值稱重相應(yīng)的物料。可編程控制器控制整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，它接受各傳感器的信號以及儀表的輸出信號，以預(yù)先設(shè)定的工作規(guī)程，使整個(gè)系統(tǒng)能夠高精度、高速度地運(yùn)行。
3.2稱重控制儀表
稱重控制顯示儀表接受稱重傳感器輸出的模擬信號，經(jīng)內(nèi)部釆集處理后，計(jì)算并顯示出稱體上物料的重量值。對稱體上物料的重量值與設(shè)定值的進(jìn)行比較，如果重量值達(dá)到了設(shè)定值，控制器就輸出控制信號給執(zhí)行設(shè)備。本裝置釆用日本某公司生產(chǎn)的F800稱重顯示控制器。
3.3機(jī)械部件組成
LBN-50AD尿素半自動定量包裝線由插板閥、分料器、包裝稱稱體、夾帶機(jī)、不銹鋼履帶輸送機(jī)、折邊機(jī)、縫包機(jī)、倒帶輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)。
（1）插板閥：主要由閥體、滑板、手輪等組成。主要用作料倉或包裝稱的臨時(shí)檢修。
（2）分料器：不銹鋼制成，外形尺寸根據(jù)物料的流動性，休止角等設(shè)計(jì)而成。并配有檢修孔、插板等，具有減小物料對稱量部件沖擊的減壓作用。其中部的插板一方面可調(diào)節(jié)物料的流量，又可減少物料對出料口的壓力，另一方面檢修稱重部分時(shí)，只需插上插板門即可。
（3）包裝稱稱體：由粗、細(xì)加料機(jī)構(gòu)、稱量斗、落料斗等部分組成、粗、細(xì)加料機(jī)構(gòu)對物料實(shí)行粗、細(xì)加料控制。稱量斗為全不銹鋼制品，其與傳感器、稱重儀表配合稱量控制與顯示。落料斗起過渡物料作用。
（4）夾帶機(jī)：由氣缸動作完成，上帶時(shí)手動輕觸行程開關(guān)焚制，無需多余動作。此夾袋機(jī)為夾層式構(gòu)造，設(shè)置除塵口，落料中產(chǎn)生的粉塵由夾層抽走，避免操作工人受到粉塵的污染。
（5）履帶輸送機(jī)：將已稱好的包裝袋平穩(wěn)的送入折邊機(jī)折邊，縫紉機(jī)進(jìn)行縫紉封口。輸送帶平面'側(cè)護(hù)板的高度和護(hù)板的間距可根據(jù)包裝袋的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。輸送機(jī)的運(yùn)行速度也可調(diào)節(jié)，因此能與縫紉機(jī)速度跳到一致。
（6）折邊機(jī)：折邊機(jī)主要由電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、上梁、下梁、折邊梁及床架等部分組成。折邊機(jī)下梁可放置工件，工件靠擋塊定位。電動機(jī)為原動力，通過傳動系統(tǒng)使上梁和折邊梁動作,.上梁起壓緊工件的作用，折邊梁旋轉(zhuǎn)使工件彎曲，即折邊
（7）縫紉機(jī)：它由刺料、鉤線、挑線、送料四個(gè)機(jī)構(gòu)和繞線、壓料、落牙等輔助機(jī)構(gòu)組成。各機(jī)構(gòu)合理地配合，循環(huán)工作，把縫料縫合起來。
（8）倒帶輸送機(jī)：由皮帶輸送機(jī)、倒袋裝置組成，主體為皮帶輸送機(jī)。當(dāng)縫好口的包裝袋在該輸送機(jī)上正常運(yùn)輸并進(jìn)入倒袋裝置內(nèi)，倒袋裝置采用無動力自倒式結(jié)構(gòu)，依靠包裝袋與輸送機(jī)之間的摩擦力進(jìn)行自倒，倒袋后袋子的一面朝上，封口一側(cè)在后。
（9）電氣控制單元
（10）氣動執(zhí)行元件：的無油氣缸，工作速度可調(diào)，它具有精度高、重量輕、反應(yīng)速度快、安全方便、動作可靠、使用壽命長等特點(diǎn)。
（11）氣動控制元件：電磁閥、氣動二聯(lián)件、安全閥、調(diào)速閥、單向閥等。使用壓力可在0.15-1.05MPa之間選擇，釆用無給油形式和防塵小型結(jié)構(gòu)，并帶有手動裝置，操作簡便，功率大，安全方便，由過濾盒調(diào)壓閥組成，設(shè)定壓力范圍廣，并具有自動排污能力。
3.4系統(tǒng)工作原理
造粒生產(chǎn)岀來的尿素通過儲運(yùn)裝置輸送到料倉存貯，包裝時(shí)再通過扒料機(jī)將尿素輸送到成品定量包裝和散料包裝樓。定量包裝時(shí)，尿素經(jīng)過皮帶輸送到存貯料斗，稱重傳感器將實(shí)際重量轉(zhuǎn)換成電信號，稱重控制儀表在序列控制模式下將此模擬量電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量電信號。當(dāng)稱重控制儀表接受啟動電信號后，若顯示值在數(shù)字置零的范圍內(nèi)（即F800儀表設(shè)定值范圍內(nèi)）儀表即同時(shí)輸出粗加料、細(xì)加料信號，這兩個(gè)信號經(jīng)過可編程控制器內(nèi)部程序來控制粗加料、細(xì)加料電磁閥，從而控制相應(yīng)的氣缸去開啟粗細(xì)加料門和料門，物料便從加料機(jī)構(gòu)落入稱量斗中，當(dāng)物料達(dá)到定量值的90%左右時(shí)，粗加料信號斷開，細(xì)加料門動作，進(jìn)行細(xì)加料，當(dāng)物料達(dá)到定量值的99%左右時(shí)，細(xì)加料信號斷開，加料門關(guān)閉，當(dāng)物料全部落入稱量斗后，儀表即進(jìn)行實(shí)際物料重量與過量和不足設(shè)定值進(jìn)行比較，若重量在允許范圍之內(nèi)時(shí)，儀表便輸出“稱完”信號。當(dāng)包裝袋被套上夾帶機(jī)構(gòu)并觸碰夾帶行程開關(guān)后，承重斗門打開，物料經(jīng)落料斗，夾袋機(jī)進(jìn)入包裝袋中，延時(shí)一段時(shí)間后，稱重儀表被可編程控制器自動啟動，重復(fù)上述自動給料過程。同時(shí)包裝袋自動落下被輸送機(jī)送至縫包機(jī)封口后完成整個(gè)包裝過程。
3.5系統(tǒng)控制思路
（1）集中控制
包裝系統(tǒng)所用設(shè)備分散，集中控制是通過PLC聯(lián)鎖程序控制，實(shí)現(xiàn)控制室自動和遙控操作。同時(shí)，為了保證控制的可靠性和滿足生產(chǎn)的需要，PLC控制系統(tǒng)對每臺設(shè)備、個(gè)故障信號均設(shè)有聯(lián)鎖/解聯(lián)功能。
(2)就地控制
就地控制室操作人員通過就地控制盤，對設(shè)備進(jìn)行安裝、調(diào)試、單機(jī)試車、檢修等單機(jī)設(shè)備操作，就地控制盤上可解除該設(shè)備的聯(lián)鎖。
就地控制現(xiàn)場操作柜上設(shè)有手動開、停止按鈕、電動按鈕、解除聯(lián)鎖按鈕、電流表等。設(shè)備啟動等光顯示及設(shè)備正常、事故運(yùn)行狀態(tài)顯示。
(3)監(jiān)控系統(tǒng)
由于包裝系統(tǒng)設(shè)備分散，操作面積大，而釆用監(jiān)控系統(tǒng)，操作人員可以集中管理和操作，實(shí)時(shí)通過視頻來監(jiān)控現(xiàn)場的實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)。
(4)PLC控制
根據(jù)工藝流程、工作制度及操作模式等將工藝過程分成多個(gè)PLC段進(jìn)行控制，使工藝操作模式容易實(shí)現(xiàn)；使頻繁啟停的設(shè)備能在最短的時(shí)間內(nèi)啟停，以減少對系統(tǒng)的干擾。將一些高智能設(shè)備的控制獨(dú)立出來，有利于減化控制，易于操作及維修。

作者：李璟

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