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一、尿素粒子机械强度塔式造粒所得尿索粒子，由于在塔内降落过程中互相碰撞，冲撞塔下漏斗，或被刮料机破碎，在后续的输送、贮存、包装过程中均受到多次碰撞作用。尤其采用散装贮存、运输和销售过程，粒于经受的碰撞作用次数还要多。碰撞作用结果会导致其中部分粒子破碎甚至粉化。这样在包装或堆存过程中产生粒度分离和集聚现象，破碎和粉化的尿素容易结块；在倒运过程中或在撒播过程中，这些粉化物形成粉尘而流失，造成经济损失，恶化劳动环境，形成公害。因此对尿素的机械强度特别是冲击强度提出新的要求。尿索粒子的机械强度是指：(1)压碎强度它表示粒子承受静荷载的能力。对已知直径的尿素粒子逐步地增加荷载，直至最后压碎粒子。此压碎强度是对这个已知直径的粒子而言的。压碎强度用kg或N表示。(2)冲击强度是表示粒子承受动荷载的能力。测量冲击强度是用完好粒子百分比法。如规定用速度为20m/s的空气喷枪将一定量粒子发射到一定远处的钢板上，称量出来破碎的粒子所占百分数。试验装置见图6-38。亦可采用自由落体法。即从7m高处将一定量的尿素粒子自由落于一块钢上，反复进行10次，称量未破碎粒于所占百分数。还可以设计出其他的冲击强度测定方法。二、粒状尿素结晶过程(一)两种结晶结构尿素粒子的强度差异在一个干净的(指对造粒塔壁清洗后无尿素粉尘存在)塔内，以低生产负荷造粒(以保证尿素粒子不碰到塔壁)，在塔下用油布收集尿素粒子。把得到的粒子在显微镜下观察，可以看到它们的外表面非常圆滑。对工厂正常生产情况下所得到的尿素粒子进行显微观察，发现有的粒子外表面十分粗糙。图6-38尿素粒子冲击强度测定装置1-进料贮斗；2-压力表；3-减压阀（气源压力＝0.2MPa表压）；4-发射管（玻璃）；5-金属板(45°角)；6-接受器（玻璃）；7-橡皮塞；8-导管（有机玻璃）对上述两种尿素粒子进行机械强度试验，发现如下情况：两种不同外形的尿素粒子的压碎强度几乎没有差别；但是两种不同外形的尿素粒子的冲击强度差别很大，圆滑粒子的冲击强度约为10％，而粗糙表面粒子的冲击强度高达75％。表6-7是在某试验中测得的结果。表6-7尿素粒子冲击强度试验数据[18]试验编号冲击强度试验编号冲击强度有结晶种子无结晶种子有结晶种子无结晶种子157344552026252560133421168014(二)尿素粒子内部结构对圆滑尿素粒子剖开放在显微镜下观察，发现结晶方向是一致的。观察粗糙粒子剖面，发现其结晶是无方向性的。(三)粒状尿素的结晶过程在模拟造粒塔的操作条件下(空气呈滞流)，在玻璃管中做实验。将熔融尿素从玻璃管顶部滴下，与空气逆流接触，用高速摄影法拍摄液滴降落过程，可以看出：当空气中没有微小的尿素粉尘作为结晶种子时，熔融尿素在降落时要经过4至6秒钟才开始结晶，估计过冷30℃～50℃。当向空气中添加一些微小的尿素粉尘作为结晶种子时，熔融尿素在自由降落一开始就结晶。用X射线分析结晶晶体，发现表面圆滑的尿素粒子内部呈单晶结构，碰撞时容易破碎；而表面粗糙的尿素粒子内部结构呈夹层交错状态，冲击强度高。三、晶种造粒系统流程品种造粒流程见图6-39。固体尿素和防结块剂一硬脂酸钙分别加入混合机3，经过充分搅拌混合，由蝶阀控制加入贮斗6，再经定量给料机(螺旋式)7将尿素和硬脂酸钙送入空气磨8，在压缩空气的冲动下，固体尿素颗粒相互摩擦而粉化成2.5～8μm的晶种，再经空气喷射器9把这些晶种输送到造粒塔的中部，分4个口喷入塔内。亦可从塔下百叶窗进风口处吹入晶种。加硬脂酸钙是为了增加晶种系统中的尿素粉尘的流动性，加入量为3％～5％(体积)，加得太多不经济。加得太少，可能引起加晶种系统的设备和管路堵塞。尿素粉尘的用量为8～20kg/h(对直径20m造粒塔而言)，粉尘量太少．不能提供足够量的晶核，太多则不经挤。尿素粉尘的尺寸应当有90%以上是大于2.5μm的。如果大于2.5μm的粉尘量大少，则粉尘微粒与下落的尿素液滴之间的碰撞机会较少，这样最终产品的冲击强度较低。对生产能力为65～75t/h的尿素造粒塔而言，晶种系统尿素粉尘喷射器所需空气量为180～220m3(标)/h，空气量少，系统堵塞的危险性就高。空气磨用气约100m3(标)/h。空气进入空气磨8和喷射器9之前要预热到60～80...