最后的浓缩器与造粒塔之间的熔融尿素输送时间短的尿素制备方法

摘要

本发明涉及一种制备尿素的方法并且涉及一种尿素制备设备，其中减少了在形成尿素颗粒的最后一步中的氨排放。在该方法中，尿素溶液的浓缩以至少三个连续的浓缩步骤进行，并且使熔融尿素离开最后的浓缩器进入造粒塔的停留时间最短。这可以通过将最后的浓缩器设置成与造粒塔的熔融尿素进口邻接（比如造粒塔上方）来实现。通过这种方式，与常规的尿素制备设备相比，可以将造粒塔中的氨排放减少多达50%。本发明还涉及一种用于减少现有尿素制备设备的造粒塔中氨排放的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及尿素的制备，特别是涉及尿素造粒前尿素溶液的浓缩。

背景技术

目前用于制备尿素的工业方法是基于由氨和二氧化碳直接合成尿 素，根据如下总反应：

2NH₃+CO₂H₂N–CO–NH₂

该反应包括两个连续反应步骤，其中在第一步骤中形成氨基甲酸 铵，氨基甲酸铵在第二步骤中脱水形成尿素。

该合成反应导致尿素水溶液的形成，需要对该溶液进行浓缩以便 获得熔融尿素。该熔体进一步经受一个或多个修整（finishing）步骤， 例如造粒、粒化、丸粒化（pelletizing）或压实。在造粒的情况下，将 熔融尿素供应至造粒塔中，在造粒塔中熔融尿素从造粒柱顶部喷射到 环境温度的上升空气流中，在该环境温度的上升空气流中液滴固化形 成尿素颗粒。

该造粒工艺隐藏了一些关键问题，包括具有氨的排气的污染。通 常在高温下在熔融尿素中形成氨。在造粒步骤期间，空气吸收所形成 的氨，随后被释放到大气中。

因此期望减少尿素设备中的氨排放，并且特别是减少造粒塔中的 氨排放。还期望能够在最少改变制备工艺和仪器的情况下减少现有尿 素设备的氨排放。

发明内容

为了更好地解决一个或多个前述期望，本发明在一方面提出用于 在尿素制备设备中制备尿素的方法，包括以下步骤：

（1）由氨和二氧化碳合成尿素，得到尿素溶液；

（2）以至少三个浓缩步骤浓缩尿素溶液，在最后一步中生成熔融 尿素；

（3）由熔融尿素形成尿素颗粒。

其中熔融尿素在（b）中最后的浓缩步骤与步骤（c）之间的输送 过程中的停留时间小于20秒。

另一方面，本发明涉及尿素制备设备，包括尿素合成区、浓缩区 和造粒塔，其中浓缩区包括至少三个浓缩器，其包括造粒塔上游的最 后的浓缩器，其中将最后的浓缩器的熔融尿素出口与造粒塔的熔融尿 素进口进行连接的熔融尿素输送管线布置成实现熔融尿素在输送管线 中的停留时间小于20秒。

又一方面，本发明涉及用于减少现有尿素制备设备的造粒塔中的 氨排放的方法，其中该现有设备设置有造粒塔和至少两个浓缩器，所 述方法包括在紧接在造粒塔之前的浓缩器与造粒塔之间设置至少一个 附加浓缩器，其中将该附加浓缩器的熔融尿素出口与造粒塔的熔融尿 素进口进行连接的熔融尿素输送管线的长度小于60m。

附图说明

图1是本领域中已知的实施方式的示意图。

图2是本发明的实施方式的示意图。

具体实施方式

在一般意义上，本发明基于如下合理见解，即通过限制高温熔融 尿素在向造粒塔输送过程中的停留时间，可以减少造粒塔中的氨排放。 这可以通过在浓缩区中采用至少三个浓缩器并通过使最后的浓缩器的 熔融尿素出口与造粒塔的熔融尿素进口邻接来实现。

关于尿素制备更详细地，典型工艺包括以下步骤：由氨和二氧化 碳合成尿素、浓缩所得的尿素溶液以及在造粒塔中形成尿素颗粒。

尿素的合成通常涉及两个反应步骤，其中在第一步骤中形成氨基 甲酸铵，之后氨基甲酸铵脱水得到尿素。第二步骤中得到的反应产物 主要包含尿素、水、游离氨和氨基甲酸铵。将氨基甲酸铵和氨从溶液 中去除，并且通常将其返回到尿素合成区中。除了尿素合成区中的上 述溶液之外，还形成由未转化的氨和二氧化碳以及惰性气体组成的气 体混合物，所谓的反应器废气。尿素合成区可包括用于形成氨基甲酸 铵和尿素的单独区域。这些区域也可以结合到单个装置中。在尿素汽 提设备中，未转化的氨基甲酸铵的分解一般在安装在反应器下游的一 个或多个汽提器中发生，通常借助于汽提气体和/或加热（热汽提）。离 开汽提器的气流包含氨和二氧化碳，其在高压冷凝器中冷凝然后返回 到尿素合成区中。

在尿素合成之后，在尿素回收区中减小所得尿素溶液的压力，其 中使未转化的氨和二氧化碳与尿素和水分离。回收区通常包括加热器、 液/气分离区和冷凝器。进入回收区的尿素溶液被加热，以使挥发性组 分氨和二氧化碳从溶液中蒸发出来。加热器中所用的加热剂通常是蒸 汽。加热器中所形成的蒸气在液/气分离区中与尿素水溶液分离，之后 蒸气在冷凝器中冷凝以形成氨基甲酸酯（盐）溶液。释放的冷凝热通 常消散在冷却水中。在低于合成区压力的压力下工作的回收区中所形 成的氨基甲酸酯（盐）溶液优选返回到在合成压力下工作的尿素合成 区。回收区一般是单个的区域或者可以是串联布置的多个回收区。

离开回收区的尿素溶液随后进行浓缩，以便形成基本无水的熔融 尿素。

通常，尿素溶液浓缩到无水熔融尿素的所需残余水含量是在包括 连续两个浓缩器的浓缩区中进行的。在第一浓缩器中，来自回收区的 尿素溶液通常被浓缩高达90～97wt%，并且优选高达93～96wt%。该浓 缩通常在130～138℃的温度以及20～50kPa的亚大气压下进行。经受第 二浓缩器的尿素溶液被浓缩成具有99.2～99.9wt%浓度的熔体，且优选 浓缩至99.5～99.8wt%的浓度。该浓缩通常在137～143℃的温度以及2～5 kPa的亚大气压下进行。进行以下形成尿素固体的步骤的熔融尿素的水 含量通常为0.1～0.8wt%，并且优选为0.2～0.5wt%。

对于制备尿素固体，已知很多种方法。造粒是主要方法，其中， 基本无水的熔融尿素从造粒柱顶部喷射到环境温度的上升空气流中， 在该环境温度的上升空气流中液滴固化形成所谓的颗粒。

离开第二浓缩器的熔融尿素通常通过泵从最后的浓缩器输送到造 粒塔顶部。在造粒塔顶部，熔融尿素通过液滴生成和分布系统（比如 喷雾器或者一个或多个转篮）被分布在造粒塔的圆周区域上。尿素液 滴从造粒塔顶部下落，并且通过与通常在造粒塔底部引入的上升冷空 气流进行热交换而固化。被加热的空气通常在这样的造粒塔的顶部被 排出。所述造粒塔可以是自然通风型的，其特征在于，塔中的通风是 仅由空气密度差驱动的；或者造粒塔可以是强制通风型的，其特征在 于，使用一个或多个风扇来支持造粒塔的通风。风扇可以将新鲜空气 吹入塔内，并且/或者风扇可以将塔顶部的加热的空气抽吸到大气中。 尿素液滴结晶形成颗粒。

在现有技术中已知的常规尿素制备设备中，浓缩区与造粒塔的熔 融尿素进口之间的熔融尿素输送管线的长度通常为80～200m，其相应 于熔融尿素大约30～70秒的停留时间。该长度用如下事实来解释：浓 缩区通常包含大量的仪器，因此它们通常位于地面高度或者接近地面 高度。然而，造粒塔的熔融尿素进口通常位于塔顶部，其是通往液滴 生成和分布系统（比如喷雾器或转篮）的进口。因此，离开浓缩区的 最后的浓缩器的熔融尿素须被输送到造粒塔的顶部（通常使用泵）。所 以，从最后的浓缩器到造粒塔的熔融尿素输送管线的长度不小于造粒 塔的高度值。

同时，由于特别是在最后的浓缩步骤中所采用的温度较高，这样 的长熔融尿素输送管线以及因此较长的停留时间促进熔融尿素中双缩 脲的形成。双缩脲是尿素中形成的有机副产物，根据以下平衡双缩脲 反应：

2NH₂-CO-NH₂NH₂-CO-NH-CO-NH₂+NH₃

所形成的氨与熔融尿素一起被输送到造粒塔，并且大部分与从造 粒塔排出的加热空气一起释放到大气中。每制备一吨产物，通常从造 粒塔排放到大气中的氨的量为大约0.5～1.5kg，这根据固化熔融尿素液 滴和冷却颗粒所用的空气量，相应于大于100mg/标准m³空气。

为减少熔融尿素输送管线中双缩脲的形成，因此需要缩短其长度 从而减少熔融尿素的停留时间。然而，包括相应冷凝和喷射器仪器的 浓缩区的庞大尺寸和重量，使得不可以缩短浓缩器与造粒塔之间的熔 融尿素输送管线。

根据本发明，通过使用多个浓缩器，可以将从最后的浓缩器到造 粒塔的熔融尿素输送管线的长度减小到60m或更小，从而将熔融尿素 的停留时间减小到20秒或更小。

在高温下输送熔融尿素，形成双缩脲是固有的，并且在温度为 138℃或更高时尤其被促进。这样的高温通常在最后的浓缩步骤中涉 及，其中得到基本无水的熔融尿素。然而，由于最后的浓缩器通常在 真空下工作，因此任何之前在输送管线中形成的氨会被分离，并作为 蒸气离开浓缩器。因此，可以形成氨引起造粒塔中氨排放的仅有的关 键位置是最后的浓缩器与造粒塔熔融尿素进口之间的输送管线。通过 使从最后的浓缩器输送到造粒塔的高温熔融尿素（比如138℃或更高） 的停留时间最小化，使双缩脲形成以及相关的氨形成最小化。在优选 的实施方式中，具有137℃或更高的温度的熔融尿素的停留时间少于 20秒，并且优选地少于10秒。

与现有尿素设备相比，这导致造粒塔废气中的氨排放减少至少 50%。此外，在浓缩器冷凝区中用作喷射器驱动力的蒸汽消耗也减少至 少50%。使用喷射器来在浓缩器中获得需要的亚大气压。蒸汽消耗的 减少被认为是由从最后的蒸发器中释放的较小蒸气量依次引起的。

鉴于前述，注意到本发明具有如下优势，即尿素溶液浓缩到熔融 尿素所需的蒸汽消耗可以减少至少30%。

在一方面，本发明提出用于在尿素制备设备中制备尿素的方法。 在该方法中，尿素的浓缩以至少三个浓缩步骤进行，并且，最后的浓 缩步骤中所获得的熔融尿素在进入造粒塔之前的输送过程中的停留时 间被最小化至小于20秒。优选地，所述停留时间小于15秒，并且更 优选地，小于10秒。“输送过程中的停留时间”在此处指的是在最后 的浓缩器与造粒塔之间的输送装置中或输送装置上所耗费的时间。适 当地，这样的输送装置可以是将最后的浓缩器的熔融尿素出口与造粒 塔的熔融尿素进口进行连接的输送管线或管道。本发明中的停留时间 被确定为输送管线的长度与流过输送管线横截面的流体的平均线速度 （m/s）之比。平均线速度由流速（m³/s）除以输送管线的横截面来确 定。适当地，流速可由泵控制。在实践中，管线的直径基于所需的平 均线速度进行选择。

在本发明的优选实施方式中，浓缩以三个、四个或者五个浓缩步 骤进行。从经济和操作方面来看，使用多于六个浓缩步骤可能不太有 吸引力。

在另一方面，本发明涉及尿素制备设备。该设备包括合成区、浓 缩区和造粒塔。浓缩区包括至少三个浓缩器，其包括造粒塔上游的最 后的浓缩器。将最后的浓缩器的熔融尿素出口与造粒塔的熔融尿素进 口进行连接的熔融尿素输送管线被布置成实现熔融尿素在输送管线中 的停留时间少于20秒。该较短的停留时间可以在长度小于60m的输 送管线中适当地实现。优选地，所述长度小于40m，并且最优选地， 小于20m。

如下根据用于将熔融尿素从蒸发器泵入造粒塔的典型设计标准， 输送管线的长度小于60m相应于熔融尿素在该管线内输送的停留时间 小于20秒。从经济角度考虑的最佳设计是使得实现管线直径与泵容量 之间的最佳折衷。优选地，管道和泵设计成用于大约5m/s的最大平均 线速度和大约3m/s的典型平均线速度。在较高的速度下，泵所需的容 量变得太高。在3m/s的速度下，要求熔融尿素在输送管线中的停留时 间小于20s，相应于输送管线的长度小于60m。

典型的造粒塔最小大约60米高，通常大约80m，尽管已知高达 100m的塔。在现有技术的标准设计中，浓缩器通常被设置得尽可能低， 比如设置在地面上。因此，在这种结构中从最后的浓缩器到造粒塔的 熔融尿素管线的长度总是大于60m。本发明的特点是将最后的浓缩器 设置得与造粒塔的进口尽可能接近。这保证熔融尿素在输送管线中的 停留时间最小化，结果，造粒塔中的排放显著减少。

在另外可选的实施方式中，熔融尿素输送管线的长度小于造粒塔 的高度，并且优选小于所述高度的一半。高度可从收集尿素固体的造 粒塔的底部高度测量，并且垂直向上到造粒塔顶部的熔融尿素进口， 比如喷射器或转篮的高度。

通过将最后的浓缩器设置在相对于之前的浓缩器提高的高度，可 以有利地实现最后的浓缩器与造粒塔之间的相对较短的熔融尿素输送 管线。例如，最后的浓缩器可以设置在高于之前的浓缩器（即最后的 浓缩器上游的浓缩器）的任何高度。进一步有利的是将最后的浓缩器 安置在造粒塔的熔融尿素进口的高度或高于造粒塔的熔融尿素进口的 高度，比如安置在造粒塔的顶部。换句话说，当最后的浓缩器设有第 一高度的熔融尿素出口，且造粒塔设有第二高度的熔融尿素进口时， 优选第一高度等于或高于第二高度。在将最后的浓缩器设置在造粒塔 之上的情况下，其优点还在于可以使用重力（至少部分）来将熔融尿 素输送到造粒塔。从实际考虑，由于最后的浓缩器中所需的深亚大气 压，优选最后的浓缩器的熔融尿素出口比造粒塔的熔融尿素进口在垂 直高度上高至少5m，并且优选地至少8m。

使用至少三个浓缩器使得可以将最后的浓缩器保持到相对较小的 尺寸，比如小于之前浓缩器的体积的一半，这进而使得将所述最后的 浓缩器设置在提高的高度，比如高于之前的浓缩器，并且优选地设置 在造粒塔上或者高于造粒塔。最后的浓缩器可以与相应的仪器比如冷 凝器和喷射器一起或者单独设置在提高的高度。在后一情况下，进一 步的优点是一些庞大的仪器仍然可以设置在相对于造粒塔顶部较低的 高度，并且优选地设置在地面高度或者接近地面高度，因为只有最后 的浓缩器相对于造粒塔的位置是重要的。

当设置在造粒塔上或高于造粒塔时，比如设置在其顶部时，从最 后的浓缩器到喷雾器或者转篮的熔融尿素输送管线的长度可以最小化 到，优选最长60m，并且更优选最长40m。最优选地，长度小于20m， 这相应于熔融尿素在输送管线中的停留时间小于10秒，优选地小于7 秒。较小的浓缩器也具有较短的停留时间，从而使形成的双缩脲和氨 的量最小化，并且使氨的去除最佳化。在优选的实施方式中，浓缩区 包括三个、四个或五个浓缩器。

又一方面，本发明涉及用于减少从现有尿素制备设备的造粒塔中 排放氨的方法。现有的设备通常设有造粒塔和至少两个浓缩器。根据 本发明的方法包括在紧接在造粒塔之前的浓缩器与造粒塔之间设置至 少一个附加浓缩器，其中将附加浓缩器的熔融尿素出口与造粒塔的熔 融尿素进口进行连接的熔融尿素输送管线的长度小于60m。

附加浓缩器可以具有较小的体积，比如小于附加浓缩器上游的之 前浓缩器的体积的一半。附加浓缩器可以设置在高于地面高度或高于 之前浓缩器的任何高度。在优选的实施方式中，附加浓缩器的熔融尿 素出口与造粒塔的熔融尿素进口处于相同高度或附加浓缩器的熔融尿 素出口高于造粒塔的熔融尿素进口。更优选地，附加设置的浓缩器位 于造粒塔的顶部或高于造粒塔的顶部。在另一优选实施方式中，例如 设置一个、两个或三个附加浓缩器，以在浓缩区中总共具有三个、四 个或五个浓缩器。熔融尿素输送管线的长度优选小于40m，并且更优 选小于20m。后者相应于熔融尿素在所述输送管线中的停留时间小于 10秒，优选小于7秒。这导致造粒塔废气中的氨排放减少至少50%。 此外，在浓缩器冷凝区中用作喷射器驱动力的蒸汽消耗也减少至少 50%。

相对于具体实施方式并参照某些附图进一步描述本发明，但本发 明并不局限于此，而仅由权利要求书限定。权利要求中的任何附图标 记不应被解释为对范围的限制。所描述的附图仅是示意性的，而非限 制性的。在附图中，一些元件的尺寸可能被放大，并且出于示例说明 的目的并非按比例绘制。本说明书和权利要求书中使用术语“包括” 不排除其它元件或步骤。当提及单数名词而使用不定冠词或定冠词例 如“一”、“一个”、或“该”时，其包括多个该名词，除非另外有特别 的说明。

附图的详细说明

在图1中，给出了本领域已知的实施方式的典型示意图。特别地， 图1示出如现有技术中已知的在造粒塔中将尿素溶液浓缩成熔融尿素 以进行结晶的典型工序。

尿素的浓度通常为50～75wt%并且温度通常为60～90℃的尿素溶 液经管线（a）被添加到浓缩器（CONC1）中。该浓缩器（CONC1） 是壳管式热交换器，并且尿素溶液进入所述浓缩器的管侧。在所述浓 缩器的壳侧，加入蒸汽以加热溶液并使水分蒸发。经管线（b）离开浓 缩器（CONC1）的尿素溶液的温度通常为125～135℃，并且被浓缩到 通常93～96wt%尿素。所述浓缩器中的压力为亚大气压并且通常为 20～50kPa。所形成的包括水以及少量氨和二氧化碳的蒸气经管线（c） 从所述浓缩器排出，在冷凝器（COND1）中冷凝，并且作为工艺冷凝 物经管线（d）离开所述冷凝器。未冷凝的蒸气经管线（e）离开所述 冷凝器，并且被供应到喷射器（EJEC1）以将压力增加到大气压力。用 于所述喷射器的驱动力通常是经管线（f）供应的蒸汽。该蒸汽与未冷 凝的蒸气一起经管线（g）离开所述喷射器，并可以被释放到大气中， 但优选的是在尿素设备自身中进行纯化。

经管线（b）离开浓缩器（CONC1）的尿素溶液被供应到第二浓缩 器（CONC2）。该浓缩器（CONC2）通常也是壳管式热交换器，其中 尿素溶液进入所述热交换器的管侧，而蒸汽被添加到壳侧以在通常为 1～10kPa的亚大气压下加热并蒸发挥发性水分。经管线（h）离开所述 浓缩器的熔融尿素的温度通常为136～145℃，并且通常包括浓度为 99.2～99.9wt%的尿素和双缩脲。在该浓缩器中，双缩脲的增加通常为 0.05～0.15wt%。通过双缩脲反应形成的大部分氨（50～90%）与通过浓 缩所形成的水蒸气一起经管线（i）离开浓缩器（CONC2）到达升压喷 射器（BOOS）。用于所述升压喷射器的驱动力是经管线（j）的蒸汽供 应。经管线（k）离开所述升压喷射器的升压的蒸气进入冷凝器 （COND2）。所形成的工艺冷凝物经管线（l）离开所述冷凝器，而经 管线（m）离开所述冷凝器的未冷凝蒸气进入喷射器（EJEC2）。所述 喷射器也是由经管线（n）的蒸汽驱动，并且增加经管线（o）离开所 述喷射器的蒸气的压力。该蒸气进入下一冷凝器（COND3），其中所形 成的工艺冷凝物经管线（p）离开所述冷凝器，并且经管线（q）的未 冷凝的惰性蒸气进入下一喷射器（EJEC3）。所述喷射器也是由经管线 （r）的蒸汽驱动，并且使从所述喷射器排出的蒸气的压力增加到大气 压力。该惰性蒸气经管线（s）释放到大气中，或者优选地在尿素设备 的其它地方从氨中纯化。对离开所述冷凝器的工艺冷凝物进行收集， 并在尿素设备中进行进一步处理以获得清洁的工艺冷凝物。

经管线（h）离开浓缩器（CONC2）的熔融尿素通过泵经管线（t） 输送到造粒塔顶部的喷雾器或者转篮。所述浓缩器和与转篮（SPIN） 之间的距离通常为80～200m，这取决于经管线（u）的用来使所形成的 熔融尿素液滴在造粒塔中冷却和结晶的环境空气温度。

由于熔融尿素的结晶温度为130～133℃（取决于熔体中所含的水 量），在浓缩器（CONC2）与喷雾器或者转篮（SPIN）之间的熔融尿 素输送管线应该保持为较热（130℃）。因此，所述熔融尿素管线（t） 是伴热的（traced）或者夹套的。用于将熔融尿素输送管线保持为较热 的加热剂通常是温度为至少130℃的蒸汽。由于熔融尿素被保持在 130～145℃的温度，并且所述熔融尿素管线（t）中的保留时间为20～50 秒，因此形成双缩脲。结果，喷雾器或转篮（SPIN）的进口在该熔融 尿素中以300～1000ppm重量的程度形成氨。当熔融尿素被分布在造粒 塔（TOWER）的圆周区域上时，在管线（u）中离开所述造粒塔的结 晶尿素产物中的氨浓度仅为25～150ppm重量。为了释放结晶热以及冷 却固化的尿素产品，将空气经管线（v）添加到造粒塔（TOWER）。离 开喷雾器或转篮（SPIN）的熔融尿素中的氨浓度与经管线（u）的产物 中的氨浓度的差值被释放到从造粒塔（TOWER）经管线（w）排出的 所述空气流中。造粒塔（TOWER）中释放结晶热和冷却结晶产物所需 的空气使用量决定从所述造粒塔经管线（w）排出的空气中的氨浓度。

因为将尿素溶液浓缩为熔体所涉及的仪器尺寸较大，例如所涉及 的浓缩器、冷凝器和升压喷射器，因此将仪器设置在通常位于地面高 度的结构上，并且在任何情况下都低于造粒塔（TOWER）的顶部。结 果，从最后的浓缩器的熔融尿素出口串联到造粒塔的熔融尿素进口的 熔融尿素输送管线总是长于造粒塔的高度。

在图2中显示本发明的一个实施方式。将尿素浓度通常为50～75 wt%且温度通常为60～90℃的尿素溶液经管线（a）加入到浓缩器 （CONC1）中。浓缩器（CONC1）是壳管式热交换器，并且尿素溶液 进入所述浓缩器的管侧。在所述浓缩器的壳侧，加入蒸汽以加热溶液 并且使挥发性水分蒸发。经管线（b）离开浓缩器（CONC1）的尿素溶 液通常具有110～135℃的温度和87～95wt%且优选89～94wt%的浓度。 所述浓缩器在20～50kPa的亚大气压下工作。所形成的包括有水以及少 量氨和二氧化碳的蒸气经管线（c）从所述浓缩器中排出。所述蒸气在 冷凝器（COND1）中冷凝，并且经管线（d）作为工艺冷凝物离开所述 冷凝器。未冷凝的蒸气经管线（e）离开所述冷凝器，并且进入喷射器 （EJEC1）以将压力增加至大气压力。用于所述喷射器的驱动力通常是 经管线（f）添加的蒸汽。该蒸汽与未冷凝的蒸气一起经管线（g）离开 所述喷射器，并且可以进入大气或者在尿素设备自身中进行纯化。

离开浓缩器（CONC1）的尿素溶液经管线（b）被加入到下一浓缩 器（CONC2）。将尿素溶液从浓缩器（CONC1）输送到浓缩器（CONC2） 的驱动力可以通过这些浓缩器之间的压差通过使用泵或者重力流动来 实现。

浓缩器（CONC2）是壳管式热交换器，并且尿素溶液进入所述浓 缩器的管侧。在所述浓缩器的壳侧，加入蒸汽以加热溶液并且使挥发 性水分蒸发。经管线（h）离开浓缩器（CONC2）的尿素溶液通常具有 120～138℃的温度和94～99.5wt%且优选96～99wt%的浓度。所述浓缩 器在5～30kPa的亚大气压下工作。所形成的包括水以及少量氨和二氧 化碳的蒸气经管线（i）从所述浓缩器中排出。所述蒸气在冷凝器 （COND2）中冷凝并且经管线（j）作为工艺冷凝物离开所述冷凝器。 未冷凝的蒸气经管线（k）离开所述冷凝器，并且进入喷射器（EJEC2） 以将压力增加到大气压力。用于所述喷射器的驱动力通常是经管线（l） 加入的蒸汽。该蒸汽与未冷凝的蒸气一起经管线（m）离开所述喷射器， 并且可以进入大气或者在尿素设备自身中进行纯化。

离开浓缩器（CONC2）的尿素溶液经管线（h）被加入下一浓缩器 （CONC3）。将尿素溶液从浓缩器（CONC2）输送到浓缩器（CONC3） 的驱动力可以通过使用泵（PUMP1）来实现。浓缩器（CONC1）和 （CONC2）位于浓缩器（CONC3）下方。此外，浓缩器（CONC3）和 相关的冷凝器（COND3和COND4）位于造粒塔（TOWER）顶部。还 可以在造粒塔顶部仅设置浓缩器（CONC3）而把包括喷射器的相关冷 凝器（COND3）和（COND4）设置在所述浓缩器（CONC3）下方。 这具有如下优点，即并非所有与第三浓缩器（CONC3）相关的庞大仪 器都应被设置在造粒塔顶部，因为只有浓缩器（CONC3）相对于造粒 塔的位置是重要的。

浓缩器（CONC3）是壳管式热交换器并且尿素溶液进入所述浓缩 器的管侧。在所述浓缩器的壳侧，加入蒸汽以加热尿素溶液并使挥发 性水分蒸发。经管线（n）离开浓缩器（CONC3）的尿素溶液通常具有 137～145℃的温度和99～99.9wt%且优选99.2～99.8wt%的浓度。所述浓 缩器在2～5kPa的亚大气压下工作。在所述浓缩器中，供应热，并且包 括涉及的停留，形成副产物双缩脲。通过该双缩脲反应也形成氨。因 为所述浓缩器中为亚大气压状况，因此所形成的氨与所形成的水蒸气 一起经管线（o）离开浓缩器进入小尺寸升压喷射器（BOOS）中。用 于升压喷射器的驱动力是经管线（p）的蒸汽供应。经管线（q）离开 所述升压喷射器的升压蒸气进入冷凝器（COND3）。所形成的工艺冷凝 物经管线（r）离开所述冷凝器，而经管线（s）离开所述冷凝器的未冷 凝的蒸气进入喷射器（EJEC3）中。所述喷射器也是通过经管线（t） 的蒸汽驱动，并且增加经管线（u）离开所述喷射器的蒸气的压力。该 蒸气进入下一冷凝器（COND4），其中所形成的工艺冷凝物经管线（v） 离开所述冷凝器，并且经管线（w）的未冷凝的惰性蒸气进入下一喷射 器（EJEC4）中。所述喷射器也是通过经管线（x）的蒸汽驱动，并且 把从所述喷射器排出的蒸气的压力增加到大气压力。该惰性蒸气经管 线（y）运送到大气中，或者优选地在尿素设备的其它地方从氨中纯化。 对离开所述冷凝器的工艺冷凝物进行收集，并且在尿素设备中进行进 一步的处理以变成清洁的工艺冷凝物。

经管线（n）离开浓缩器（CONC3）的熔融尿素经管线（aa）被输 送到造粒塔顶部的喷雾器或转篮。将尿素溶液从浓缩器（CONC3）输 送到喷雾器或转篮（SPIN）的驱动力优选通过使用泵（PUMP2）实现， 但是在某些情况下可以通过重力流动来实现。所述浓缩器与转篮 （SPIN）之间的距离小于15m。释放结晶热并且冷却造粒塔（TOWER） 中所形成的结晶产物是通过经管线（cc）的空气供应来实现的。由于 熔融尿素的结晶温度为130～133℃（取决于该熔体中所包括的水量）， 浓缩器（CONC3）与喷雾器或转篮（SPIN）之间的熔体管线应该保持 为较热（130℃）。因此，所述熔融尿素输送管线（aa）是伴热或者夹 套的。用于保持熔体管线较热的加热剂通常是温度为至少130℃的蒸 汽。由于熔融尿素的温度被保持在130～145℃，并且所述熔融尿素管线 （aa）中的停留时间仅为1～5秒，所以形成双缩脲。结果在喷雾器或 转篮（SPIN）进口处在该熔融尿素中也以100～300ppm重量的程度形 成氨。当熔融尿素喷射在造粒塔（TOWER）的圆周区域时，经管线（bb） 离开所述造粒塔的结晶尿素产物中的氨浓度仅为25～150ppm重量。离 开喷雾器或转篮（SPIN）的熔融尿素中的氨浓度与经管线（bb）的产 物的中的氨浓度的差值被释放到经管线（dd）从所述造粒塔排出的空 气流中。造粒塔（TOWER）中释放结晶热和冷却结晶产物所需的空气 使用量决定经管线（dd）从所述造粒塔排出的空气中的氨浓度。