JPS6318427Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、プリル化即ち粒子化製品殊に肥料製
品の製造に関するものであり、特には尿素プリル
の含水量を制御する為の装置の関係する。

プリル化塔への供給物として蒸発器からの例え
は濃縮尿素溶液のような濃縮溶液を利用する肥料
製品プロセスが知られている。溶液は代表的に95
％乃至それ以上の濃度にありそして多数の噴口或
いは分散口を通して塔頂において溶液を噴霧する
ことによりプリル化塔に供給される。大気流れが
噴霧と向流方式で供給され、それにより濃縮溶液
は最終粒子状物品として乾燥され、この粒状物が
プリルと呼ばれる。こうして粒状化することをプ
リル化という。

米国特許第4219589号は、尿素核の床に尿素水
溶液を噴霧することにより尿素粒を調製する尿素
粒化方法を開示している。ここでは、尿素水溶液
が核を被覆しそしてそこに晶出して所望の寸法を
有する粒を形成する。この文献は、特定寸法を有
するこうした粒状物の形成にのみ向けられており
そして生成する尿素粒に対する適正な含水量を維
持するよう導入空気温度及び湿度を制御する為の
手段を何ら開示していない。

米国特許第3287408号は、尿素プリルを自由流
動性及び非凝結性とする為の方法に向けられる。
この方法は、尿素プリルの床及び特定の接触帯域
は撹拌しそしてプリルを乾燥する為に床を特定の
温度に維持することを要する。

他の関連特許としては、米国特許第2653391号
及び3261105号がある。

こうしたプリル化尿素製造プロセスにおいて未
解決の問題は、プリル化尿素における含水量の厳
密な管理が維持されないことである。プリル化尿
素に対する含水量は肥料としての製品の使用にと
つて重大なものである。これは、所望の製品仕様
を越える含水量は尿素プリルの塊の形成をもたら
すからである。その結果、目詰りにより包装作業
における効率は落ちそして肥料の有効性は化学反
応に供しうる表面積に減少により低下する。

所望の製品仕様より少ない含水量はプリル表面
にクラツクの形成を生じる恐れがあり、クラツク
が生じると包装、輸送等中水吸収の為の表面積を
増大してしまう。これは結局肥料の有効性を減少
する。

最終製品における含水量が高すぎるか或いは低
すぎると、とりうる対策としては、目詰りを防止
するよう包装作業設備の保守を絶えず行うか、プ
リル化製品の溶液を形成してそしてその再プリル
化を計るか、低価格で販売することにより仕様外
製品を処分するか或いは単にそれを排棄するかで
ある。

本考案は、プリル化製品特に尿素プリルの含水
量をプリル化塔への空気の流量を管理することに
より厳密に制御する装置を提供する。

本考案に従えば、プロセスにおける様々の部位
において湿度値が測定されそして指定されたそし
て所望の製品プリルの含水量に対して望ましい空
気流入量を計算するのに使用される。

以下、図面を参照して、本考案の具体例につい
て説明する。

ここで具体化される本考案は、大気の流れを使
用して製品の噴霧を乾燥することによりプリル化
製品、特に尿素プリルの含水量を制御する為の装
置から成る。プリル化塔１０に、管路１４に沿つ
てブロワ１２により大気が供給される。管路１４
は塔１０の底部に接続される。塔１０の頂部に、
製品ライン１６が接続され、供給ポンプ２０を使
用して液体状製品を塔頂に供給する。製品は、こ
の場合、尿素水溶液、特には95％以上に濃縮され
た尿素溶液である。液体製品の噴霧が乾燥用空気
の向流流れに曝されそしてプリル或いはベレツト
として粒状に乾燥され、プリル化製品排出口１８
において塔底から出ていく。

空気流れ弁２２が空気管路１４に接続される。
空気流れ弁２２は塔１０へ供給される乾燥用空気
の量を調節する為制御器FIC−１１により制御さ
れる。空気の流れは流れ伝送器FT−１２により
感知される。好ましくは95％以上の濃度にありそ
して蒸発器（図示なし）に供給される尿素溶液の
流れが流れ伝送器FT−１１により感知される。
製品流れの含水量が湿度計ユニツトAY−１１に
おいて測定される。

管路１４における導入空気の温度は温度感知器
或いは熱電対TT−１４により与えられそして塔
１０内の平均温度は温度平均手段２４により与え
られる。温度平均手段２４は、例えば塔１０の
様々の水準における温度を測定する例えば３つの
温度伝送器TT−１１、TT−１２及びTT−１３
を含む。これら温度値はユニツトTY−１１にお
いて合算されそしてTY−１２において３で割つ
て容器１０内の温度平均値を得る。

残りの回路は、本考案に従うアルゴリズムを実
現するのに使用され、ここではプリル化製品の所
望する含水量が弁２２を横切つての導入空気の流
量により管理される。

本考案を実現するのに使用される解析は温度及
び湿度量を考慮に入れる。

ここで使用される記号は次の意味を持つ： Ｆ＝製品流れ（尿素溶液）の供給流量 X_F＝製品供給溶液中の水濃度 Ｐ＝プリル化製品流出流れ流量 X_p＝プリル化製品仕中の所望の水濃度 A_i＝導入空気の流量 A_p＝排出空気の流量 X_i＝導入空気の含水量 X_p＝排出〃 総合的物質収支の為、次の式が仮定される： Ｆ＋A_i＝Ｐ＋A_p (1) 水収支として FX_F＋A_iX_i＝A_pX_p＋PX_p (2) 尿素収支として、次の式が仮定される： Ｆ（１−X_F）＝Ｐ（１−X_p） (3) 式(1)、(2)及び(3)から、次の関係が得られる。

A_i＝［（X_F−X_p）／（１−X_p）］ ×［（１−X_p）／（X_p−X_i）］×Ｆ (4) 式(4)は、プリル化製品の所定の含水量に対して
所望される空気流量を与える。但し、他のすべて
の変数は測定若しくは推定しうるとの前提に立
つ。

排出空気の含水量（X_p）を測定することは困
難であるが、しかし排出空気の最大含水量は飽和
空気に制限されると仮定し全く問題ない。そこで X_p＝P_w／１−P_w (5) ここで、P_wは次の式により与えられる 1ogP_w＝6.99−7932.6／Ｔ (6) （Ｔは平均塔温度〓） 式(6)は次のように簡略化しうる。

P_w＝3.3067−3411／Ｔ (7) 式(5)と(6)を組合せると X_p＝1.433T−1479／1479−Ｔ (8) 同様にして、X_iも推定しうる。

X_i＝1.433T_i−1479／1479−T_i (9) 式(4)、(8)及び(9)から、導入空気の流量（A_i）
が、製品における指定された含水量（X_p）と変
数X_F、T_i、Ｔ及びＦの測定値から決定しうるこ
とがわかる。関数的に、所望の導入空気流量は次
のように表わしうる。

A_i＝KG（X_F，X_p，T_i，Ｔ，Ｆ） ここで Ｋ＝単位の統一を計る為掛けられる定数 Ｇ＝変数X_F、X_p、T_i、Ｔ及びＦに依存する
関数 正確な式表示は式(4)，(8)及び(9)を組合せること
により得られる。

図面は、上記解析に基くプリル化塔制御方式を
示す。ここで示される機器は従来技術の電子機器
及び制御システムであり、制御コンピユータシス
テムを経て容易に組込まれうる。

℃単位での伝送器TT−１４からの導入空気温
度はユニツトTY−４５においてそこに273を加
えることにより〓表示に変換される。これは熱力
学的尺度で温度を表示する。導入空気含水量X_i
は、ユニツトTY−４１、TY−４２、TY−４３
及びTY−４４において式(a)に従つて計算された
後ライン２６に与えられる。これらユニツトは図
面に示した数値を計算し演算する。

ライン２６は、要素TY−１８に接続されこれ
はライン２８から排出空気含水量値X_pをも受取
る。要素TY−１９は因数（１−X_p）を計算しそ
して要素TY−２０はこの因数（１−X_p）を因数
（X_p−X_i）で割算して、式(4)における中間項
［１−X_p／（X_p−X_i）］を算出する。手段２４によつて
得 られた平均温度は要素TY−１３において絶対温
度〓に換算されそしてユニツトTY−１４、TY
−１５、TY−１６及びTY−１７が式(8)に従つ
てX_pを計算する（X_iの場合と同様）。製品流量Ｆ
は、関数発生器FY−１２から決定されそして式
(4)の第１項と乗算される。式(4)の第１項は、手段
３０により発生せしめられる。所望の従つて既知
のプリル化製品含水量X_pがライン３２において
引算ユニツトAY−１２に供給され、引算ユニツ
トAY−１２は製品に対する含水量測定値X_Fから
その値を差引いて式(4)第１項分子を確立する。式
(4)の第１項の分母はユニツトAY−１３において
確立されそして割算（X_F−X_p）／（１−X_p）が
ユニツトAY−１４において実現される。式(4)の
第１及び最後の項が乗算ユニツトFY−１３にお
いて掛合される。乗算ユニツトFY−１４は式(4)
の３つの項を互いに掛合すと共に、定数Ｋをもこ
れらの積に掛けて導入空気に対する所望の空気流
量A_iを演算する。この出力は、ライン３４を経て
制御器FIC−１１に送られ、制御器FIC−１１は
この所望入力値と伝送器FT−１２及び関数発生
器FY−１５によつて与えられる既知値とを比較
する。

斯くして、本考案に従えば、前記設定点が所望
の含水量X_p／ｐに選択されそして制御パラメー
タは空気導入量A_iである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案を実現する為のプリル化塔及び
制御系の概略フローシートである。 １０：プリル化塔、１２：空気ブロワ、１４：
空気管路、１６：製品ライン、２０：供給ポン
プ、２２：空気流れ弁、２４：温度平均手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ プリル化されるべき製品を供給する為の供給
   管路と、空気を供給する為の空気供給手段と、
   空気を取出す為の空気排出手段と、プリル化製
   品を取出す為の放出管路とを具備するプリル化
   塔において、プリル化されるべき製品の噴霧を
   空気乾燥することにより生成されるプリル化製
   品における含水量X_pを制御する為の装置であ
   つて、 前記塔への製品供給流路Ｆを検知する手段と、
   製品流れ含水量X_Fを検知する第１含水量測定
   手段と、 導入空気含水量X_iに対応する信号を計算する為
   の第２含水量測定手段と、 排出空気含水量X_pに対応する信号を計算する
   為の第３含水量測定手段と、 前記第１、第２及び第３含水量測定手段並びに
   前記製品供給流量検知手段に接続されそして式 A_i＝［（X_F−X_p）／（１−X_p）］×［（１−X_p）／（
   X_p−X_i）］×Ｆ に従つて選択されたプリル化製品含水量に必要
   な空気導入流量A_iを確立するよう演算する制御
   回路と、 確立された空気導入流量に応答して前記空気供
   給手段の空気流量を制御する為、前記制御回路
   と該空気供給手段に接続される空気制御手段
   と、 を包含するプリル化製品含水量制御装置。 ２ 供給手段によつて供給される導入空気の温度
   T_iを感知する為の第１温度感知器が含まれ、第
   ２含水量測定手段が導入空気温度の関数として
   導入空気含水量を計算する為の回路を含む実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 第３含水量測定手段が塔内の平均温度値Ｔを
   得る為のプリル化塔温度感知器手段と該平均塔
   温度を関数として排出空気含水量を計算する為
   の回路を含む実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の装置。 ４ 第１含水量測定手段が湿度計である実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の装置。 ５ プリル化塔温度感知器手段が塔の高さに沿う
   離問した位置に接続される複数の温度感知器と
   平均容器温度を得る為該複数の温度感知器に接
   続される平均回路とを含む実用新案登録請求の
   範囲第３項記載の装置。