一种内置流化床转鼓制作氮肥复合肥的设备与工艺的制作方法

本发明涉及复合肥生产制造，具体为一种内置流化床转鼓制作氮肥复合肥的设备与工艺。

背景技术：

1、在氮肥复合肥的连续化生产中，近年来多采用将转鼓与流化床结合的内置流化床转鼓造粒设备。其基本工艺是通过将高温液相料浆喷涂至滚动的固体晶种表面，并在底部热风的穿透作用下实现物料的长大与固化成型，造粒后的湿物料随后进入筛分与冷却工序形成最终成品。

2、在实际运行中，前端固体原料的融化速率和晶种的输送量经常出现波动，导致进入造粒机内的液相料浆和固体晶种比例失衡，直接影响成球质量。现有设备通常依靠基础的单回路反馈来调节给料量，由于物理空间布局使得称重与测速部件之间存在距离，测量环节存在固有的时间差，常规的控制逻辑很难精准平抑瞬时的流量波动，容易导致设备给料失控。

3、同时，复合肥生产环境具有高粉尘和高湿度的特点。在风网排气和物料筛分环节，现有的测控系统通常仅依赖单一的传感器参数进行工况判断，例如依靠压差变送器判断管网负压，或仅依靠重量参数判断造粒效率。在复杂的连续生产工况下，测压孔极易被湿粉尘堵塞导致数据漂移，振动筛网也经常因高湿物料粘附而发生糊孔。当出现这类硬件阻塞情况时，单一传感器传输的数据会误导控制系统，使其错误地判定为造粒工艺本身的恶化，进而引发错误的参数调节指令，导致系统运行不稳定。

4、此外，复合肥成品对表面含水率要求非常严格。现有的冷却工序大多以控制出料温度为唯一目标，通过持续鼓入常温冷风配合循环水进行降温。但是，当外部气候处于阴雨高湿状态时，设备直接抽入大量高湿空气，不仅无法有效带走肥料表面的游离水，高湿冷风反而容易在冷却器内部达到露点，造成肥料颗粒二次返潮。这种单一的温度控制缺陷使得成品在后续仓储堆放中极易发生结块，影响了产品的最终品质。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种内置流化床转鼓制作氮肥复合肥的设备与工艺，解决了现有内置流化床转鼓复合肥生产设备在实际运行中，由于缺乏有效的数据同步补偿机制与多参数联合诊断逻辑，难以应对物料流量波动和高粉尘环境对传感器的干扰，且冷却系统未考虑环境湿度影响，容易导致系统调节失控、设备误判以及成品二次返潮结块的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种内置流化床转鼓制作氮肥复合肥的设备，包括系统控制单元，还包括：

3、熔融槽连通缓冲槽，缓冲槽连通高压喷涂泵，高压喷涂泵连通内置流化床转鼓造粒机；

4、晶种缓存仓连通晶种皮带秤，晶种皮带秤连通晶种斗提机，晶种斗提机连通内置流化床转鼓造粒机；

5、换热器连通鼓风机，鼓风机分别连通内置流化床转鼓造粒机和升压风机，内置流化床转鼓造粒机连通布袋除尘器，布袋除尘器连通引风机；

6、内置流化床转鼓造粒机连通复式旋振筛，复式旋振筛的中小颗粒出料口连通晶种缓存仓；

7、复式旋振筛的超大颗粒出料口连通前端给料工段；

8、复式旋振筛的合格颗粒出料口连通管式冷却器，升压风机连通管式冷却器，管式冷却器连接外部冷却水循环管网。

9、在设备的运行与控制过程中，系统控制单元通过采集传感数据进行逻辑判定与闭环调节。进一步地，缓冲槽内部的液位计实时监测料浆液面高度，系统控制单元基于液面高度与设定的上下限阈值执行联锁控制。当液面高度达到或低于设定的下限阈值时，系统控制单元触发保护逻辑限制或暂停下游设备的运转以防止泵体发生气蚀；当液面高度达到或高于上限阈值时，系统控制单元连锁调节前端给料速率以防止物料溢流，维持出液端流体压力的稳定。

10、进一步地，在固体物料定量输送过程中，晶种皮带秤处的称重传感器与测速传感器同步采集皮带单位长度物料线载荷与瞬时运行线速度。系统控制单元通过提取晶种皮带秤的承载皮带当前运行速度进行延迟补偿计算，补偿物理空间分布产生的测量时间差，通过计算物料线载荷与瞬时运行线速度的乘积得出瞬时输入质量流量。系统控制单元内部设置趋零保护机制，在皮带瞬时运行线速度为零或小于设定的极小安全阈值时，系统控制单元中涉及速度变量作为分母或因子的调节逻辑将自动切断，切换至定频运行状态或直接触发停机报警，避免除零运算引发控制器指令错误。

11、进一步地，内置流化床转鼓造粒机筒体上部的微压差变送器监测内部静压序列数据。系统控制单元将静压序列数据与引风机的电机瞬时电流数据按采样周期进行同步比对。在压差数据处于正常区间，但引风机的瞬时运行电流骤降超过额定电流的20%时，系统控制单元依据离心风机流量与功率的正相关特性，判定管网内部存在阻塞异常，并输出对应的防误报干预指令，排除单一测压孔堵塞导致的数据漂移干扰。

12、进一步地，系统控制单元实时计算总返料率参数，并将总返料率参数与复式旋振筛电机的有功功率参数同步比对。在总返料率瞬时偏高，且同步获取的电机有功功率下降超过额定值的15%时，系统控制单元依据电机负载特性判定复式旋振筛的筛网发生糊孔阻塞，并触发筛网清理报警信号，区分硬件阻塞与造粒工艺自身造成的返料异常。

13、进一步地，管式冷却器进风管路的温湿度传感器采集增压冷风相对湿度。在相对湿度大于80%时，系统控制单元触发联动调节逻辑，适度关小升压风机进风挡板降低增压冷风质量流量，同时依据换热平衡机理增加循环冷却水质量流量进行热量补偿。该调节机制维持目标出料温度的同时避免冷风水分在设备内部达到露点引起肥料二次返潮。

14、本发明第二方面提供一种内置流化床转鼓制作氮肥复合肥的工艺，应用于上述的设备，包括以下步骤：

15、固体原料进入熔融槽加热融化形成液相料浆，料浆流入缓冲槽进行压力稳流与液位暂存，高压喷涂泵将缓冲槽内的料浆加压并泵送至内置流化床转鼓造粒机内；

16、后段返回的中小颗粒物料进入晶种缓存仓内作为底料晶种，晶种皮带秤对中小颗粒物料进行定量给料，定量后的物料由晶种斗提机提升进入内置流化床转鼓造粒机内；

17、外部冷空气在换热器中吸收蒸汽热量升温，鼓风机将热风压入内置流化床转鼓造粒机底部；

18、高压料浆在内置流化床转鼓造粒机内部通过喷嘴雾化喷洒于晶种表面，热气流向上穿透物料层使物料形成流化状态，表面料浆失去水分发生凝固实现粒径增大；

19、造粒产生的废气由引风机抽出，进入布袋除尘器进行气固分离处理，分离截留粉尘后的洁净气体由引风机排出并排放至外部环境；造粒排出的湿物料输送至复式旋振筛进行粒径分级，筛分产出的中小颗粒作为返料输送回流至晶种缓存仓，超大颗粒返回至前端工序；

20、符合粒径区间标准的合格颗粒送入管式冷却器，升压风机将鼓风机分流出的冷风增压后送入管式冷却器，合格颗粒在管式冷却器内部与流动的冷空气以及循环冷却水发生热交换降温，固化后的成品肥料自管式冷却器排出并输出。

21、在工艺运行流程中，制浆阶段通过加热共熔使固体粉料在液相载体中分散，缓冲暂存环节用于稳定前端物料流量，为下游提供连续稳定的流体压力。造粒阶段中，加压料浆破碎为细微液滴并附着于翻滚的固体晶种表面，底部热风穿透物料层提供热量，使料浆中的水分蒸发，促使可溶性盐类在晶种表面结晶成型。筛分环节基于不同粒径物料的几何尺寸差异进行分级，超大颗粒破碎回流与中小颗粒直接回流建立内部的质量传递循环。冷却环节中，增压冷风通过对流换热带走物料显热及表面残余水蒸气，循环冷却水通过管壁热传导吸收热量，完成最终成品的除湿与降温固化。

22、本发明提供了一种内置流化床转鼓制作氮肥复合肥的设备与工艺。具备以下有益效果：

23、1、本发明通过在缓冲槽设置基于液位上下限的连锁控制逻辑，并在晶种皮带秤计量中引入延迟补偿与趋零保护机制，有效吸收了前端料浆相变与固体给料过程中的流量波动，这种控制方式保证了下游高压泵和造粒机能够获得连续、稳定的流体背压和固体底料，避免了因瞬时物料断流或堆积引发的设备气蚀故障与造粒物料比例失衡。

24、2、本发明在风网排气和物料筛分工段采用了多参数同步比对的故障诊断逻辑，通过将造粒机筒体微压差数据与引风机运行电流进行比对，以及将总返料率与复式旋振筛电机有功功率进行比对，系统能够准确区分是管网阻塞、筛网糊孔等硬件物理故障，还是造粒工艺自身恶化造成的异常，这种处理方式排除了单一传感器测孔堵塞或数据漂移导致的控制误判，提高了系统连续运行的可靠性。

25、3、本发明针对冷却输出系统设置了基于进风湿度的联动调节机制，当监测到引入的增压冷风相对湿度大于设定的湿度阈值时，控制单元通过关小升压风机进风挡板减少高湿空气的输入量，并同步增加管式冷却器的循环冷却水流量进行补偿换热，此联动控制在保证出料降温要求的同时，切断了高湿环境下多余水分的引入途径，避免了成品肥料在冷却器内发生二次返潮现象，保证了成品的防结块品质。