Hiện tại, Công ty Phân Đạm và Hóa Chất Hà Bắc có 02 tháp tạo hạt, công suất bình thường từ 20 tấn đến 30 tấn Urê/giờ. Tuy nhiên do hai tháp tạo hạt phải làm việc liên tục (24/24), nên một lượng hạt Urê khá lớn luôn tác động lên bề mặt đáy tháp. Tình trạng hiện nay là: Cứ sau khoảng 21 ngày (đối với mùa đông) và sau 14 ngày (đối với mùa hè), một lượng lớn hạt Urê kết dính tại đáy tháp tạo hạt không thoát ra được. Chúng kết thành những tảng lớn tại đáy tháp, nếu hoạt động quá lâu có thể dẫn đến phễu thoát sản phẩm tại đáy tháp bị bịt kín. Vì vậy, cứ sau 10 đến 15 ngày, Công ty phải dừng một tháp để đục bỏ lớp Urê kết tảng dưới đáy tháp ra. Sau đó, luân phiên đến tháp thứ 2 được làm sạch. Công việc này làm gia tăng công lao động trong giá thành sản phẩm. Mặt khác, việc dừng một tháp luân phiên đã làm năng suất tạo hạt Urê của Công ty bị giảm đi đáng kể. Hình 3.1 giới thiệu mô phỏng hai tháp tạo hạt Urê:
1. Ống dẫn sản phẩm 2. Thân tháp tạo hạt 3. Đáy tháp dạng phễu 4. Sàng rung
5.Băng chuyền vận chuyển Urê
Trong những năm tới, Công ty đang phấn đấu tăng sản lượng Urê từ 19 vạn lên 21 vạn tấn/năm. Vì vậy, việc chống dính đáy tháp tạo Urê đang là vấn đề cấp bách của Công ty.
Quá trình hạt Urê rơi xuống cũng đồng thời có tác dụng làm nguội hạt Urê trong môi trường không khí. Tuy nhiên, việc hạt Urê rơi từ độ cao 20÷30 m xuống đáy tháp cũng tạo ra một lực nhất định. Khi hạt Urê tiếp cận đáy tháp, nhiệt độ hạt Urê vẫn còn khá cao, cỡ 50÷60 0C. Ngoài ra chính hạt Urê là chất có tính chất phân cực cao và nhạy với hơi ẩm. Vì những lẽ đó, mà khi tiếp cận đáy tháp hạt Urê dễ bị dính lại đáy tháp. Bảng 3.1 trình bày một số thông số kỹ thuật trong đáy tháp tạo hạt.
Bảng 3.1 Điều kiện làm việc thông số kỹ thuật của tháp tạo hạt.
Stt Thông số kỹ thuật Đơn vị đo Giá trị
1 Chiều cao m 25 – 30
2 Đường kính tháp m 9.0
3 Tốc độ rơi hạt trung bình m/s 5,0 4 Kích thước hạt trung bình mm 1,55
5 Nhiệt độ trong lòng tháp oC Trên 50oC Dưới 40oC
6 Nhiệt độ hạt Urê tiếp đáy oC 50 – 60 oC
7 Áp suất khí quyển - -
Để giải quyết hiện tượng kết tảng tại các đáy tháp tạo hạt, một số hướng nghiên cứu đã được đề nghị như sau:
Một là: Chế tạo ra vật liệu chống dính đối với hạt Urê. Lớp phủ chống dính được phủ lên bề mặt kim loại của đáy tháp, mục đích là làm ngăn ngừa sự kết dính của hạt Urê lên đáy tháp. Yêu cầu đối với vật liệu chống dính là ngoài khả năng bám dính tốt lên bề mặt kim loại, có khả năng chịu va đập tốt, bền hóa chất, vật liệu còn phải tạo được bề mặt nhẵn bóng để tăng khả năng chống dính đối với hạt Urê.
khả năng bám dính của lớp vật liệu chống dính (đặc biệt là lớp lót tiếp xúc với kim loại).
Thứ ba là bổ xung thiết bị: Ngoài hai giải pháp trên, người ta có thể tăng cường dàn thiết bị lắp đặt trong lòng tháp tạo hạt, mục đích là làm giảm gia tốc rơi tự do của hạt Urê. Điều đó sẽ làm giảm khả năng kết dính của hạt Urê lên đáy tháp. Ngoài ra, có thể cải tạo đáy tháp có độ dốc hơn để tránh cho sự dính kết của hạt Urê vào đáy tháp.
Từ những luận giải trên đây cùng với những tổng quan tài liệu, kết hợp với kinh nghiệm của nhiều nước trên thế giới đã tiến hành, nhóm đề tài đề xuất hướng nghiên cứu là tạo ra hệ vật liệu chống dính gồm 3 lớp:
- Lớp lót: Bao gồm những chất có khả năng bám dính cao trên bề mặt kim loại, chất liệu Crom-Niken.
- Lớp đệm: Gồm vật liệu Polyme – Compozit trên cơ sở nền nhựa epoxy gia cường bằng sợi thuỷ tinh, có độ dày thích hợp, có khả năng khả năng chịu lực, bền hóa chất.
- Lớp chống dính: Là vật liệu trên cơ sở nhựa epoxy biến tính với Silicon (Poly dimethylsiloxan; có mặt Tetraethoxy-Silan (TES)).