復(fù)合肥主要工藝技術(shù)和生產(chǎn)方法介紹 [復(fù)制鏈接]

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農(nóng)中仁者 發(fā)表于: 2014-5-1 20:34:13 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
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一、綜合顆粒狀復(fù)混肥料的生產(chǎn)方法主要有以下幾種:

1.料漿法 以磷酸、氨為原料,利用中和器、管式反應(yīng)器將中和料漿在氨化粒化器中進(jìn)行涂布造粒,在生產(chǎn)過程中添加部分氮素和鉀素以及其他物質(zhì),再經(jīng)干燥、篩分、冷卻而得到NPK復(fù)合肥產(chǎn)品,這是國內(nèi)外各大化肥公司和工廠大規(guī)模生產(chǎn)常采用的生產(chǎn)方法。 磷酸可由硫酸分解磷礦制取,有條件時也可直接外購商品磷酸,以減少投資和簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié)。該法的優(yōu)點(diǎn)是既可生產(chǎn)磷酸銨也可生產(chǎn)NPK肥料,同時也充分利用了酸、氨的中和熱蒸發(fā)物料水份,降低造粒水含量和干燥負(fù)荷,減少能耗,此法的優(yōu)點(diǎn)是:生產(chǎn)規(guī)模大,生產(chǎn)成本較低,產(chǎn)品質(zhì)量好,產(chǎn)品強(qiáng)度較高。

由于通常需配套建設(shè)磷酸裝置及硫酸裝置,建設(shè)不僅投資大,周期長,而且涉及磷、硫資源的供應(yīng)和眾多的環(huán)境保護(hù)問題(如磷石膏、氟、酸沫、酸泥等),一般較適用于在磷礦加工基地和較大規(guī)模生產(chǎn)、產(chǎn)品品數(shù)不多的情況。如以外購的商品磷酸為原料,則目前穩(wěn)定的來源和運(yùn)輸問題及價格因素是不得不考慮的,近年來,由于我國磷酸工業(yè)技術(shù)和裝備水平的提高,濕法磷酸作為商品進(jìn)入市場有了良好的條件,在有資源和條件的地區(qū)建立磷酸基地,以商品磷酸滿足其它地區(qū)發(fā)展高濃度磷復(fù)肥的需要,正在形成一種新的思路和途徑,市場需求必將促進(jìn)這一行業(yè)發(fā)展,也必將解決眾多地區(qū)原料磷酸的需求問題。擁有該種生產(chǎn)技術(shù)的外國公司主要有挪威的norsk hydro、西班牙incro、espindsea、法國的AZF、KT、美國的Davy/TVA等。國內(nèi)的主要生產(chǎn)廠家有:中阿化肥有限公司、江西貴溪化肥廠、云南云峰化工公司、南京南化磷肥廠、大連化工廠、金昌化工公司、廣西鹿寨磷肥廠等。擁有相近于該種生產(chǎn)技術(shù)的國內(nèi)企業(yè)主要有山東的紅日集團(tuán)、四川成都科技大學(xué)、上;ぱ芯吭旱。

2.固體團(tuán)粒法 以單體基礎(chǔ)肥料如:尿素、硝銨、氯化銨、硫銨、磷銨(磷酸一銨、磷酸二銨、重鈣、普鈣)、氯化鉀(硫酸鉀)等為原料,經(jīng)粉碎至一定細(xì)度后,物料在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)(或園盤造粒機(jī))的滾動床內(nèi)通過增濕、加熱進(jìn)行團(tuán)聚造粒,在成粒過程中,有條件的還可以在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)加入少量的磷酸和氨,以改善成粒條件。造粒物料經(jīng)干燥、篩分、冷卻即得到NPK復(fù)合肥料產(chǎn)品,這也是國際廣泛采用的方法之一,早期的美國及印度、日本、泰國等東南亞國家均采用此法生產(chǎn)。

該法原料來源廣泛易得,加工過程較為簡單,投資少,生產(chǎn)成本低、上馬快,生產(chǎn)靈活性大,產(chǎn)品的品位調(diào)整簡單容易,通用性較強(qiáng),采用的原料均為固體,對原材料的依托性不強(qiáng),由于是基礎(chǔ)肥料的二次加工過程,因此幾乎不存在環(huán)境污染問題,由于我國目前的基礎(chǔ)肥料大部分為粉粒狀,因此,我國中小型規(guī)模的復(fù)合肥廠大多采用此種方法。目前,該種生產(chǎn)技術(shù)在國內(nèi)已日趨成熟。國內(nèi)最早開發(fā)和擁有該項生產(chǎn)技術(shù)和成套裝備知識產(chǎn)權(quán)的單位為上海化工研究院。

3.部分料漿法 近年來,在TVA尿素、硝銨半料漿法及團(tuán)粒法的基礎(chǔ)上,國內(nèi)又發(fā)展了利用尿液或硝銨溶液的噴漿造粒工藝-即部分料漿法,該技術(shù)利用了尿素和硝銨在高溫下能形成高濃度溶液的特性(?95%),由于尿液或硝銨溶液溫度高,溶解度大,液相量大的特點(diǎn),以尿液或硝銨濃溶液直接噴入造粒機(jī)床層中,利用尿液或硝銨溶液提供的液相與其它固體基礎(chǔ)肥料和返科一起進(jìn)行涂布造粒,這樣可以減少水或蒸汽的加入量,減少造粒物料的水含量,同樣也達(dá)到減少造粒水含量、干燥負(fù)荷和減少能耗的目的。造粒物料經(jīng)干燥、篩分、冷卻即得到(尿基或硝基)復(fù)合肥料產(chǎn)品。目前國內(nèi)開發(fā)和擁有該項知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)技術(shù)的單位為上;ぱ芯吭旱榷畮讉單位。

4.融熔法 熔體油冷造粒制高濃度尿基復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)是利用尿素廠的中間產(chǎn)品尿素溶液,配以磷銨、鉀鹽,開發(fā)成功高質(zhì)量、低能耗、少污染的高濃度尿基復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)--熔體造粒工藝,已在江蘇恒豐集團(tuán)、黑化和銀川化肥廠等單位得到應(yīng)用。 熔體造粒工藝在化肥生產(chǎn)中已得到應(yīng)用,如尿素塔式噴淋造粒、硝酸磷肥塔式噴淋造粒和雙軸造粒、硝銨塔式噴淋造粒、尿磷銨塔式噴淋造粒等。

但該工藝用于制造高濃度尿基復(fù)合肥料在國內(nèi)尚屬空白,這一工藝由于不需要傳統(tǒng)復(fù)合肥生產(chǎn)裝置中投資及能耗最大的干燥系統(tǒng),而且由于尿素及尿素基復(fù)合肥的特性使然,特別適合尿基高氮比的三元(N、P、K)和二元(N、K或N、P)高濃度復(fù)合肥的生產(chǎn)。 與常用的復(fù)合肥料制造工藝相比,熔體造粒工藝具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)直接利用尿素熔體,省去了尿素熔體的噴淋造粒過程,以及固體尿素的包裝、運(yùn)輸、破碎等,簡化了生產(chǎn)流程。
(2)熔體造粒工藝充分利用原熔融尿素的熱能,物料水分含量很低,無需干燥過程,大大節(jié)省了能耗。
(3)生產(chǎn)中合格產(chǎn)品顆粒百分含量很高,因此生產(chǎn)過程返料量少(幾乎沒有)。
(4)產(chǎn)品顆粒表面光滑、圓潤、水分低(小于1%)不易結(jié)塊和顆?箟簭(qiáng)度大(大于30N),具有較高的市場競爭力。
(5)操作環(huán)境好,無三廢排放,屬清潔生產(chǎn)工藝。
(6)可生產(chǎn)高氮比尿基復(fù)合肥產(chǎn)品。

5.摻混法 根據(jù)養(yǎng)分配比要求,以各種不發(fā)生明顯化學(xué)反應(yīng)、顆粒度和圓度基本一致的氮、磷、鉀各固體基礎(chǔ)肥料為原料,通過一定的摻混方法配制成養(yǎng)分分布均勻的摻混肥料,該法加工過程簡單,裝置投資費(fèi)用及加工費(fèi)用比較低,是一種非常實(shí)用易于推廣的方法,但是,此法在生產(chǎn)、儲運(yùn)、使用時十分強(qiáng)調(diào)各種基礎(chǔ)原料的顆粒尺寸、重度和圓度基本一致、使不致發(fā)生混合物結(jié)塊粉碎和低吸濕點(diǎn)的現(xiàn)象。

目前我國基礎(chǔ)肥料的形狀和規(guī)格尚不具備這一條件,再由研究表明:均勻肥中的P2O5 、K2O與摻混肥中的P2O5 、K2O被作物根部吸收的速度不同(6倍、4.6倍),在肥效上有點(diǎn)差異,另外我國的測土施肥的普及還不夠,其產(chǎn)品在我國目前還沒有被農(nóng)民所認(rèn)識和接受。因而該法的應(yīng)用現(xiàn)階段在我國受到一定程度的限制。目前我國僅有廣東、天津等十幾家小規(guī)模的工廠?偟恼f來,摻混肥料行業(yè)是化肥生產(chǎn)、銷售和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)達(dá)到較高的水平后才得以實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)肥、用肥的方式。它可以降低化肥分配、銷售費(fèi)用,使農(nóng)業(yè)施肥科學(xué)化,有益于過度施肥造成的資源浪費(fèi)和化肥污染的問題。

6.擠壓法 擠壓造粒是固體物料依靠外部壓力進(jìn)行團(tuán)聚的干法造粒過程。它具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)生產(chǎn)過程一般不需要干燥和冷卻過程,特別適應(yīng)于熱敏性物料,同時可節(jié)約投資和能耗。
(2)操作簡單,生產(chǎn)時無三廢排放。
(3)能生產(chǎn)出比一般復(fù)合肥濃度更低的高濃度復(fù)合肥,生產(chǎn)中也可根據(jù)需要添加有機(jī)肥和其他營養(yǎng)元素。 但擠壓造粒法也有不足的地方:
①作為擠壓造粒的關(guān)鍵設(shè)備擠壓機(jī)由于設(shè)備制造和受壓件的材質(zhì)等問題,生產(chǎn)時材料消耗大,故障率高。
②擠壓機(jī)的生產(chǎn)能力小,很難實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。因此,該法一般用于3萬噸/年以下的生產(chǎn)規(guī)模。該法目前主要用于稀土碳銨等復(fù)肥。擁有該生產(chǎn)技術(shù)的單位主要有上;ぱ芯吭旱。

二、我國復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀、存在的主要問題及發(fā)展
1、復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀
(1)引進(jìn)技術(shù)和裝備 由于中國磷復(fù)肥的發(fā)展起步較晚,因此中國的農(nóng)民對磷復(fù)肥認(rèn)識、接受與大量的使用也較晚。為了加快中國磷復(fù)肥的發(fā)展速度,經(jīng)過10多年的努力,一批高濃度磷、復(fù)肥裝置已經(jīng)相繼建成,高濃度磷復(fù)肥的比重已從1988年的2%提高到了目前的15~20%,我國先后引進(jìn)了一批國外有代表性的先進(jìn)技術(shù)和裝備,磷銨和NPK復(fù)肥生產(chǎn)引進(jìn)了羅馬尼亞的噴漿造粒、美國Davy/TVA、美國Jacobs、西班牙Espindesa、Incro、法國AZF、KT和挪威Norsk hydro等生產(chǎn)技術(shù)和裝備,這些引進(jìn)技術(shù)和裝備為我國的磷復(fù)肥工業(yè)的起步和發(fā)展起到了重要的推動和促使作用,它們已在我國有關(guān)工廠轉(zhuǎn)化為了生產(chǎn)力,有些裝置已經(jīng)達(dá)到和超過設(shè)計能力,有些裝置正在繼續(xù)改進(jìn),爭取達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。

我國一些科研院所、高等學(xué)校和企業(yè)對引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)裝備和生產(chǎn)管理進(jìn)行了消化吸收并結(jié)合我國具體情況進(jìn)行了創(chuàng)新,在磷銨和NPK復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)方面,如中阿化肥有限公司對法國AZF工藝進(jìn)行了改進(jìn),對造粒機(jī)中管式反應(yīng)器的進(jìn)料,用液氨代替氣氨,采用國產(chǎn)MAP產(chǎn)品代替部分進(jìn)口磷酸,從而使裝置生產(chǎn)能力由原來的不到48萬噸/年提高到最高72萬噸/年的生產(chǎn)能力,大大超過了設(shè)計能力,取得了了不起的成績;又如江西貴溪化肥廠24萬噸/年磷銨生產(chǎn)裝置我國工程技術(shù)人員通過對同類的引進(jìn)裝置的消化吸收和改進(jìn),整個工程建設(shè)采用了消化吸收的技術(shù)和國產(chǎn)裝備,裝置基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。裝置運(yùn)行良好,達(dá)到了設(shè)計指標(biāo)。再如針對我國國情,工程技術(shù)人員對引進(jìn)的大型重鈣裝置進(jìn)行了改造,使重鈣裝置能適應(yīng)NPK復(fù)合肥的生產(chǎn),這樣既為企業(yè)生產(chǎn)了適應(yīng)市場的產(chǎn)品,增加了經(jīng)濟(jì)效益,又使大型重鈣裝置的技術(shù)和花費(fèi)的大量投資發(fā)揮了作用,所有的均來自對引進(jìn)技術(shù)和裝備的消化和吸收及技術(shù)改造和創(chuàng)新。上述實(shí)例在我國工廠中很多。

(2)國產(chǎn)技術(shù)和裝備 料漿法 我國一些科研院所、高等學(xué)校和企業(yè)通過對引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)裝備的消化和吸收,已開發(fā)了一批已形成生產(chǎn)力的科技成果。由上;ぱ芯吭杭吧綎|臨沂紅日集團(tuán)結(jié)合我國國情分別開發(fā)的硫基NPK技術(shù),可將硫酸鉀生產(chǎn)和磷銨、復(fù)合肥生產(chǎn)成功地結(jié)合起來,從而大大地簡化了流程,降低了生產(chǎn)成本。前者應(yīng)用了國家"八五"、"九五"重點(diǎn)推廣的管式反應(yīng)器技術(shù),制得的產(chǎn)品N含量可達(dá)15%,已在山東壽光聯(lián)盟集團(tuán)等企業(yè)運(yùn)行成功。后者山東臨沂紅日集團(tuán)的稀酸料漿法將生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大到了10~15萬噸/年,由于"三內(nèi)"技術(shù)的成功運(yùn)用,使得裝置的投資費(fèi)用大大降低,生產(chǎn)成本也較低,目前國內(nèi)有相當(dāng)數(shù)量的工廠采用了該生產(chǎn)技術(shù),同時,四川大學(xué)、鄭州工業(yè)大學(xué)和上;ぱ芯吭旱柔槍鴥(nèi)的磷礦資源也開發(fā)和建成了一批相應(yīng)的料漿法磷銨和配套的NPK復(fù)肥工廠,它們?yōu)槲覈蠞{法磷銨及NPK復(fù)肥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。

但它們共同的特點(diǎn)是生產(chǎn)能力和規(guī)模相對不大,一般規(guī)模在3~10萬噸/年。 團(tuán)粒法 除了上述的料漿法磷銨和配套的NPK復(fù)肥生產(chǎn)技術(shù)以外,由上;ぱ芯吭横槍鴥(nèi)基礎(chǔ)肥料二次加工成高濃度復(fù)合肥的要求研究開發(fā)了固體團(tuán)粒法高濃度復(fù)合肥料成套生產(chǎn)技術(shù),由于該技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng),原料來源廣泛易得,加工過程較為簡單,投資少,生產(chǎn)成本低、上馬快,生產(chǎn)靈活性大,產(chǎn)品的品位調(diào)整簡單容易,通用性較強(qiáng),采用的原料均為固體,對原材料的依托性不強(qiáng),由于是基礎(chǔ)肥料的二次加工過程,因此幾乎不存在環(huán)境污染問題 ,工藝流程簡單,投資少,生產(chǎn)成本低、操作穩(wěn)定可靠,彈性大。 生產(chǎn)控制靈活,生產(chǎn)過程中能根據(jù)用戶的要求較方便地調(diào)節(jié)NPK配比,還可以適當(dāng)加入其它元素,生產(chǎn)更多品種的復(fù)合肥和專用復(fù)合肥,充分發(fā)揮多品種、多配方、多規(guī)格、專用化的特點(diǎn)。 原料來源廣泛,適用于生產(chǎn)多種體系的復(fù)合肥:以尿素(尿液)為主要氮源生產(chǎn)尿基NPK;以氯化銨-磷銨-鉀鹽生產(chǎn)氯基NPK;以硫酸鉀生產(chǎn)硫基NPK;以硝銨(硝銨濃溶液)-磷銨-鉀鹽生產(chǎn)硝基NPK等。 目前,我國中小型規(guī)模的復(fù)合肥廠大多采用此種方法。上;ぱ芯吭阂言谌珖鞯赝茝V應(yīng)用,建立近300套不同規(guī)模的生產(chǎn)裝置(3萬噸/年~10萬噸/年),也成功地為東南亞三國(菲律賓、印尼、泰國)建立了7萬噸/年、10萬噸/年、5萬噸/年、15萬噸/年四套生產(chǎn)裝置。據(jù)不完全統(tǒng)計到目前全國中小型規(guī)模采用此技術(shù)的復(fù)合肥廠數(shù)量(轉(zhuǎn)鼓、園盤)已達(dá)3000多家。

2、我國復(fù)合肥生產(chǎn)中存在的主要問題
(1)引進(jìn)的大、中型料漿法磷銨、復(fù)合肥生產(chǎn)裝置 磷酸和氨的配套問題 我國引進(jìn)的大、中型料漿法磷肥、復(fù)合肥等生產(chǎn)技術(shù)和裝備,這些引進(jìn)技術(shù)和裝備在我國經(jīng)過工程技術(shù)人員的不斷消化吸收和努力,已在我國有關(guān)工廠轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,有些裝置已經(jīng)達(dá)到和超過設(shè)計能力,在我國的化肥生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的帶頭作用。要是說全部這些裝置目前生產(chǎn)能力不能充分發(fā)揮的原因很多,主要存在著與裝置配套的磷酸或氨的供應(yīng)問題或供礦質(zhì)量沒有保證,同時還存在著生產(chǎn)管理經(jīng)驗不足,資金周轉(zhuǎn)困難等問題,由于這些問題的存在,造成了有些裝置開工率低下。

這方面有代表性的工廠如:中-阿化肥有限公司的磷酸以前主要由突尼斯進(jìn)口,進(jìn)口磷酸的質(zhì)量、數(shù)量、價格和船期等這些因素都不同程度的影響著正常生產(chǎn)。不得已只好采取改變生產(chǎn)管理模式和立足國內(nèi)磷酸和收購、兼并部分國內(nèi)的MAP工廠的方法,目前中-阿化肥的第二套60萬噸/年裝置已經(jīng)投產(chǎn)。再如江西貴溪化肥廠也受到氨的供應(yīng)和供礦質(zhì)量是否穩(wěn)定的影響。 環(huán)保和污染問題 料漿法磷肥復(fù)合肥由于涉及到磷酸的加工過程,因此不可避免的存在著磷石膏、含氟廢水和含氟廢氣、酸泥等污染問題,在工廠布局全國分散的情況下,這個問題顯得更加突出。世界上西方一些發(fā)達(dá)國家由于環(huán)保問題,有些工廠已經(jīng)被迫關(guān)閉。今天在我國環(huán)保法規(guī)進(jìn)一步嚴(yán)格的情況下,工廠要花大量的資金解決上述環(huán)保問題這是目前面臨的主要問題。

(2)肥料二次加工企業(yè)(固體團(tuán)粒法工廠)生產(chǎn)中存在的主要問題 肥料二次加工企業(yè)(固體團(tuán)粒法工廠)目前在我國共有近3000家,普遍存在著如下問題: 意識、認(rèn)識上的問題 固體團(tuán)粒法,由于具有技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng),原料來源廣泛易得,加工過程較為簡單,投資少,生產(chǎn)成本低、上馬快,生產(chǎn)靈活性大,產(chǎn)品的品位調(diào)整簡單容易,通用性較強(qiáng)等特點(diǎn),因此,被國內(nèi)生產(chǎn)廠家廣為采用,生產(chǎn)流程主要以轉(zhuǎn)鼓造粒和盤式造粒流程為主。轉(zhuǎn)鼓造粒流程可生產(chǎn)高、中、低三種規(guī)格的復(fù)合肥產(chǎn)品,是一種對原料體系和產(chǎn)品規(guī)格適應(yīng)性較強(qiáng)的生產(chǎn)流程。

盤式造粒流程由于造粒設(shè)備的局限性,生產(chǎn)的產(chǎn)品品位僅限中、低濃度二種規(guī)格,但是盤式造粒流程裝置的投資費(fèi)用比轉(zhuǎn)鼓造粒流程低,盤式造粒流程在我國的南方較多。這二種流程,應(yīng)該說都是比較好且實(shí)用的生產(chǎn)流程。 一些企業(yè)建設(shè)時為了節(jié)約投資和加快建設(shè)速度采取了能簡就簡的做法,"一個園盤、幾把鐵鍬就能生產(chǎn)復(fù)合肥"就是這種錯誤認(rèn)識的典型寫照,生產(chǎn)流程、生產(chǎn)裝備等都進(jìn)行簡化,生產(chǎn)機(jī)械及自動化控制水平很低,采用人工作業(yè),最后的結(jié)果導(dǎo)致了產(chǎn)品質(zhì)量的不合格和不穩(wěn)定等問題。

也有的企業(yè)認(rèn)為技術(shù)和流程較為簡單,建設(shè)時找到主要設(shè)備供應(yīng)廠把設(shè)備買來安裝就可以生產(chǎn)了,但不知復(fù)合肥的生產(chǎn)除了生產(chǎn)設(shè)備這個主要因素以外,還與生產(chǎn)體系、生產(chǎn)配方、生產(chǎn)管理、質(zhì)量檢測、原料性能都有關(guān)系,根據(jù)具體的要求流程必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,因此往往生產(chǎn)后就發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)復(fù)合肥并不是所說的那么簡單,結(jié)果造成裝置的生產(chǎn)能力低,開工率低,生產(chǎn)設(shè)備不合適或不配套,產(chǎn)品的合格率低等問題。 上述問題的結(jié)果:主要表現(xiàn)為生產(chǎn)車間環(huán)境粉塵大,工人的勞動條件差、勞動強(qiáng)度大;產(chǎn)品的含水量偏高;抗壓強(qiáng)度不高;產(chǎn)品結(jié)塊嚴(yán)重;市場銷售不好;經(jīng)濟(jì)效益差;甚至虧損等問題。于是就急著要對裝置進(jìn)行改造,浪費(fèi)了很多寶貴資金和生產(chǎn)的黃金時間。

像類似的情況我們在近年來遇到很多。 還有對復(fù)合肥產(chǎn)品結(jié)塊的認(rèn)識原因理解上的問題:我們遇到了很多的咨詢單位,他們共同提到了一些大家關(guān)心的問題:生產(chǎn)出的復(fù)合肥(高或中或低)有結(jié)塊現(xiàn)象,生產(chǎn)中已經(jīng)增加了防結(jié)塊處理,但是產(chǎn)品的結(jié)塊情況仍未得到改善,因此,要了解有沒有效果好的防結(jié)塊劑和防結(jié)塊技術(shù)。其實(shí),在高濃度復(fù)合肥生產(chǎn)流程中增加防結(jié)塊處理設(shè)備、添加防結(jié)塊劑的做法完全正確,因為復(fù)合肥產(chǎn)品除了眾多的優(yōu)點(diǎn)以外,產(chǎn)品的溶解度大吸濕性強(qiáng)也一個很顯著的特點(diǎn)。

有數(shù)據(jù)顯示,在30℃時,單獨(dú)基礎(chǔ)肥料的臨界相對吸濕點(diǎn)為~80%左右,而一旦這幾種基礎(chǔ)肥料加工成了復(fù)合肥產(chǎn)品,同樣在30℃時,復(fù)合肥產(chǎn)品的臨界相對吸濕點(diǎn)為~50%左右,可見,復(fù)合肥產(chǎn)品比單獨(dú)基礎(chǔ)肥料的吸濕性更強(qiáng)。特別是尿素系(尿基NPK)和硝銨系(硝基NPK)復(fù)合肥產(chǎn)品。引起復(fù)合肥產(chǎn)品吸濕、結(jié)塊的因素很多,并非在流程中增加防結(jié)塊處理設(shè)備、產(chǎn)品中添加防結(jié)塊劑就可以完全解決問題的。關(guān)系這個問題正確的做法是:除了在生產(chǎn)流程中增加防結(jié)塊處理設(shè)備、產(chǎn)品中添加防結(jié)塊劑以外,還和以下五個主要因素密切有關(guān):
①肥料的組成和水含量,
②顆粒的大小和強(qiáng)度,
③儲存溫度,
④儲存壓力,
⑤儲存時間。 肥料的水含量對其在貯存中的結(jié)塊影響最大。任何結(jié)塊機(jī)理都與肥料中的液相含量有關(guān)(不包括結(jié)晶水在內(nèi)),肥料的組成不同,它的臨界相對濕度也不同,幾種體系肥料最高的含水量范圍:尿基、硝基NPK當(dāng)N:P2O5:1時,含水量小于0.5%~1%;尿基、硝基NPK當(dāng)N:P2O5?1時,含水量小于1%~1.5%;其他體系的如氯化銨-磷銨系、硫銨-磷銨系等當(dāng)N:P2O5?1時,水含量小于1.5%~2%,不含N或N很少時,水含量可大于2%。 溫度:產(chǎn)品的儲存溫度高,則容易發(fā)生結(jié)塊,因此,產(chǎn)品的儲存溫度應(yīng)低,冷卻到一個較低的程度,最好是低于35~40℃,不大于50℃; 儲存時間:產(chǎn)品儲存時間長,肥料表面鹽溶液重結(jié)晶-溶解的過程進(jìn)行次數(shù)多,長期處于一定的壓力下,肥料產(chǎn)生的變形就大,結(jié)塊趨勢明顯。在加工過程中是從高溫到低溫的,由于溫度的作用物料有溶解和結(jié)晶的過程,由于產(chǎn)品在加工過程中很難冷卻到35℃以下,況且產(chǎn)品在冷卻過程中的停留時間有限,物料的晶型還未完全定型,因此,要保證產(chǎn)品有一定的停留時間,在自由空間進(jìn)行定型和冷卻,這一點(diǎn)對硝銨系和尿素系產(chǎn)品很重要。

因此,我們提倡復(fù)合肥產(chǎn)品進(jìn)行最后的成品包裝前應(yīng)該散堆,但是對于庫房環(huán)境條件有一定要求; 顆粒大小和強(qiáng)度的影響,相對大的顆粒且不含粉將減少粒子間的接觸點(diǎn),因此有減少結(jié)塊的趨勢。強(qiáng)度低則在運(yùn)輸和儲存中變形和破碎,增加了接觸點(diǎn),因此,增加了肥料的結(jié)塊的趨勢; 儲存壓力:一般堆包小于20包,大則引起變形和破碎增加接觸面積,使晶體交聯(lián)的可能性大,增加了肥料的結(jié)塊趨勢,故而工廠常采用定期翻包措施以緩解結(jié)塊性。 產(chǎn)品質(zhì)量上的問題 近年來,生產(chǎn)廠普遍對產(chǎn)品質(zhì)量意識有了較大的提高,重視產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和產(chǎn)品外觀成了生產(chǎn)廠普遍追求的目標(biāo),有一些工廠已經(jīng)通過了ISO9002質(zhì)量認(rèn)證。以質(zhì)量求效益,并忙與國際接軌,但是,目前市場上不合格的產(chǎn)品還是較多,舉2001年2月的檢查結(jié)果,除了不法行為以次充好攪亂市場外(這是由工商部門管的事),的確存在一些生產(chǎn)廠產(chǎn)品質(zhì)量的問題,這里有生產(chǎn)裝備簡單陳舊落后引起的,也有生產(chǎn)廠不重視產(chǎn)品質(zhì)量引起的。

主要表現(xiàn):產(chǎn)品中規(guī)定的養(yǎng)份及數(shù)量不合格;以非主要養(yǎng)份充當(dāng)主要養(yǎng)份;產(chǎn)品的含水量偏高;抗壓強(qiáng)度不符合標(biāo)準(zhǔn);產(chǎn)品結(jié)塊嚴(yán)重等。 流程、布置的不合理問題 配料:流程中配料部分是整個生產(chǎn)系統(tǒng)最為關(guān)鍵的,因為直接影響到產(chǎn)品中養(yǎng)份的準(zhǔn)確性及原料的消耗,在電子斗稱、皮帶稱等廣泛應(yīng)用的今天,還有一些生產(chǎn)廠仍采用人工拆包計量的配料方式,結(jié)果引起產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定問題。 返料:應(yīng)該說目前的團(tuán)粒法生產(chǎn)廠 裝置中幾乎都缺少返料計量和成品計量這部分,雖然在流程中增加這部分后流程和裝置投資稍大,但對生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行和造粒機(jī)穩(wěn)定的操作是相當(dāng)重要的,日前企業(yè)生產(chǎn)流水線的造粒機(jī)崗位是離不開操作工人,蒸汽、水閥門的動作24小時均是人工操作,可想而知,勞動強(qiáng)度有多大?直接影響到整個系統(tǒng)的生產(chǎn)情況有多大?

系統(tǒng)的不穩(wěn)定和造粒水份的變化,影響到了系統(tǒng)返料量的平衡和成品的產(chǎn)量,非常容易引起干燥機(jī)的結(jié)疤現(xiàn)象,嚴(yán)重時會造成停車清窯的嚴(yán)重問題。因此提倡控制合適的返料比以穩(wěn)定系統(tǒng)操作。 生產(chǎn)尾氣和車間粉塵的除塵問題:造粒機(jī)、干燥機(jī)、冷卻機(jī)、包裹機(jī)等均為負(fù)壓操作,有大量的含塵尾氣產(chǎn)生,很多生產(chǎn)廠采用了重力沉降收塵加濕法洗滌的處理方法,由于重力沉降分離效率低,帶出較多的塵埃進(jìn)入洗滌系統(tǒng),引起洗滌液的量大大增多,生產(chǎn)中無法平衡這部分洗滌液,必須排出系統(tǒng),造成肥料的大量浪費(fèi)和環(huán)保問題。有的生產(chǎn)廠干脆環(huán)保部門不來檢查時采取關(guān)閉洗滌系統(tǒng)、含塵尾氣直接排空,因此,含塵尾氣排出后引起工廠周圍的作物燒死等糾紛問題和環(huán)境問題。另外,生產(chǎn)裝置設(shè)計和建設(shè)時除了引進(jìn)的部分大型裝置以外,很多裝置沒有設(shè)置生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行除塵系統(tǒng),結(jié)果導(dǎo)致了生產(chǎn)車間內(nèi)散布了大量的粉塵,在操作控制沒有完全實(shí)現(xiàn)自動化前,操作環(huán)境很差,嚴(yán)重影響操作工人的健康。

上述二個問題應(yīng)該聯(lián)系起來解決,最根本的就是提倡采用干法收塵的方法,旋風(fēng)除塵器是一種收塵效率較高的設(shè)備,它投資少,簡單經(jīng)過特殊設(shè)計的旋風(fēng)除塵器具有收塵效率較高(85%以上)、不易結(jié)疤、阻力降。80~100mmH2O)的特點(diǎn)。實(shí)踐證明:旋風(fēng)除塵器使用時只要為它創(chuàng)造了最合適的條件(保溫、防結(jié)露等),它能勝任復(fù)合肥含塵尾氣的除塵。除了旋風(fēng)除塵器外,布袋式除塵器應(yīng)該是解決問題的好手段,我們考察、參觀、研究了國內(nèi)外很多的布袋式除塵器,布袋式除塵器是國外生產(chǎn)企業(yè)常用的專用設(shè)備,國內(nèi)引進(jìn)裝置大多配套該種設(shè)備,并且工作狀況良好,其原理也就是針對復(fù)合肥的特性,按布袋式除塵器的工作條件和要求為其創(chuàng)造了最合適的工作條件(含塵尾氣的加溫和保溫措施,選擇合適型式、濾袋等)。我們認(rèn)為:布袋式除塵器在復(fù)合肥廠使用只要條件控制得當(dāng)、管理跟上完全可行。解決了干法除塵的問題后,上述問題就容易解決了。

生產(chǎn)裝備的問題:較早建設(shè)的生產(chǎn)裝置和建設(shè)不合理的生產(chǎn)裝置由于專用設(shè)備的問題也對正常生產(chǎn)引起了不小的麻煩,主要有破碎機(jī)、篩分機(jī)、電子稱、熱風(fēng)爐和尾氣除塵器。 近十年來,我國的磷復(fù)肥(復(fù)合肥)技術(shù)、規(guī)模、和生產(chǎn)管理經(jīng)驗等有了較大的提高和發(fā)展的同時,生產(chǎn)磷復(fù)肥(復(fù)合肥)的專用設(shè)備和裝備的水平有了較大的提高,磷復(fù)肥(復(fù)合肥)生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)可實(shí)現(xiàn)全部國產(chǎn)化。但是,經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明:某些國產(chǎn)化的專用設(shè)備與國外先進(jìn)國家的專用設(shè)備的差距還是很大的,例如:篩子,日本公司在35萬噸/年團(tuán)粒法裝置上所用的篩子篩分面僅4平方米(2只),篩子的篩分強(qiáng)度很高,而且整個篩面布料均勻,安裝尺寸較小。

德國、美國等也生產(chǎn)出了高質(zhì)量的大面積篩子。還有破碎機(jī),日本、法國等均研制了針對不同破碎物料的專用破碎機(jī),主要有DAP的滾錘式專用破碎機(jī)、可移動籠式破碎機(jī)等,這些專用破碎機(jī)為一些專門物料的破碎提供了最合適、最有效的生產(chǎn)設(shè)備。反觀我國的篩子,面積小、篩分強(qiáng)度低、設(shè)備故障率高。國內(nèi)的破碎機(jī)目前僅有鏈?zhǔn)狡扑闄C(jī)和較原始的籠式破碎機(jī),專用性不強(qiáng),能力低,而且清理較麻煩。因而限制了國產(chǎn)團(tuán)粒法的設(shè)計規(guī)模只能停留在15~20萬噸/年的水平。最近,據(jù)了解國內(nèi)有些專用設(shè)備廠已經(jīng)著手研制開發(fā)生產(chǎn)與上述相近的篩子、破碎機(jī)及電子稱等專用設(shè)備,已完成。我們期待著國產(chǎn)專用設(shè)備的研究、制造和使用水平的進(jìn)一提高。

(3)尿素基復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)和改造問題 近年來,全國尿素總產(chǎn)量不斷提高,產(chǎn)品質(zhì)量有了較大的提高,產(chǎn)品市場競爭異常激烈,尿素產(chǎn)品價格下降,這為團(tuán)粒法復(fù)合肥工廠利用尿素作為N源加工復(fù)合肥提供了良好的鍥機(jī)。尿素含氮量高、來源廣、易得、價廉,但是也具有性能活躍的特點(diǎn),它幾乎能與復(fù)合肥生產(chǎn)中的任何基礎(chǔ)原料發(fā)生反應(yīng),特別是磷肥(SSP、TSP、MAP、DAP等),反應(yīng)生成一種溶解度極大的加成物并且放出結(jié)晶水,結(jié)果使生產(chǎn)系統(tǒng)中的物料在造粒機(jī)內(nèi)自聚成大球或由于液相量過多成糊狀,在干燥機(jī)內(nèi)和其他設(shè)備生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生物料在加工設(shè)備嚴(yán)重的結(jié)壁現(xiàn)象,結(jié)果導(dǎo)致了裝置連續(xù)生產(chǎn)不正常、生產(chǎn)能力低下的問題,同時,由于尿素的低熔點(diǎn)性,產(chǎn)品干燥時要求低溫大風(fēng)量,因此原來的干燥系統(tǒng)不能適應(yīng),產(chǎn)品的含水量不能降低,產(chǎn)品發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)塊等生產(chǎn)難題。

很多想要以尿素為主要氮源加工生產(chǎn)復(fù)合肥料的工廠只能望而卻步,我們認(rèn)為在原有的裝置上生產(chǎn)以尿素為主要氮源的復(fù)合肥料從工藝技術(shù)和工程技術(shù)上完全能夠?qū)崿F(xiàn),前提是必須對原有的生產(chǎn)裝置進(jìn)行技術(shù)改造,使生產(chǎn)裝置完全能適應(yīng)尿素體系復(fù)合肥的生產(chǎn)條件(尿基復(fù)合肥)。因此,解決以尿素為主要氮源加工生產(chǎn)復(fù)合肥料生產(chǎn)裝置的改造,目前成為普遍要求。上;ぱ芯吭涸趪鴥(nèi)率先從八十年代開始就從事該項技術(shù)的開發(fā)和工程化,通過國家"八五"攻關(guān)項目(尿素磷銨系復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù))的研究和近年來的推廣、生產(chǎn)實(shí)踐,推出"二次干燥流程"解決了尿基復(fù)合肥的干燥問題,尿基復(fù)合肥產(chǎn)品的含水量可以方便的控制到1%以下,產(chǎn)品的結(jié)塊性能有了較大的提高。同時,也推出了"以尿素(硝銨)濃溶液噴漿造粒的半料漿法"生產(chǎn)技術(shù),結(jié)合"二次干燥技術(shù)"解決了尿基復(fù)合肥生產(chǎn)中生產(chǎn)能力低的問題,加工設(shè)備嚴(yán)重的結(jié)壁現(xiàn)象,產(chǎn)品的外觀大大改善,已經(jīng)為新建裝置和原來裝置的技術(shù)改造提供了切實(shí)可行的成套工藝技術(shù)和工程技術(shù)。

3、尿素技術(shù)發(fā)展方向 上;ぱ芯吭航陙砀鶕(jù)具體情況為國內(nèi)尿素行業(yè)推出了:
(1)"以尿素(硝銨)為基礎(chǔ)的部分料漿法制尿基(硝基)復(fù)合肥料的生產(chǎn)技術(shù)" 該生產(chǎn)技術(shù)的推出使高尿素(硝銨)含量加工成為尿基復(fù)合肥料成為可能,同時也解決了長期以來以尿素(硝銨)為主要氮源加工生產(chǎn)復(fù)合肥料中物料結(jié)壁、連續(xù)生產(chǎn)不正常、生產(chǎn)能力低下、產(chǎn)品結(jié)塊等生產(chǎn)難題。目前采用該生產(chǎn)技術(shù)建設(shè)的5~10萬噸/年規(guī)模的工廠數(shù)量達(dá)十余家,工廠經(jīng)長期正常運(yùn)行表明:生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)、操作靈活方便、生產(chǎn)能力比同規(guī)模生產(chǎn)裝置提高約30%、產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到并優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品具有粒度均勻、表面光滑園潤、顆?箟簭(qiáng)度高、不易結(jié)塊等優(yōu)點(diǎn)。

該技術(shù)除了具有團(tuán)粒的優(yōu)點(diǎn)以外還具有如下特點(diǎn): 省去了尿素(硝銨)濃縮液的造粒、包裝、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用,也省去了固體尿素(硝銨)制復(fù)合肥時破碎,固體物料計量、運(yùn)輸?shù)嚷闊┑牟僮鳎?尿素(硝銨)可利用原熔融尿素(硝銨)等的熱能直接參與造粒時,可使造粒物料的造粒溫度由40℃左右升到60℃左右,造粒水分有~6%降至~2.5%,大大減輕了干燥負(fù)荷大大節(jié)省了能耗; 利用尿液(硝銨溶液)的特性,在造粒機(jī)內(nèi)幫助物料成粒,提高了物料的成粒率。

從而使其生產(chǎn)能力增大約30%,動力消耗相應(yīng)減少; 制造復(fù)合肥料的規(guī)格范圍增大,N:P2O5:K2O從 1:1:1到2:1:1等均可生產(chǎn); 產(chǎn)品的顆粒強(qiáng)度由原來的~12N提到~20N以上。顆粒外觀的改善,結(jié)塊傾向得以緩慢,均可達(dá)到國際高質(zhì)量水準(zhǔn),具有較高的市場競爭力; 自動化控制程度高,裝置設(shè)中央控制室,原料的配比、物料流量、操作溫度、壓力等由多種控制回路自動控制,大大提高了裝置的自動化程度,直接操作人員減少,裝置的生產(chǎn)效益明顯提高,操作環(huán)境得到改善,生產(chǎn)過程更趨平衡,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定; 采用二段干燥,產(chǎn)品水分由2.0%降到1.0%以下,確保產(chǎn)品的低水分含量和防止結(jié)塊性能; 流程和設(shè)備上,考慮了將來改用磷酸為原料的靈活性,只要加上管式反應(yīng)器、磷酸貯槽及磷酸泵和尾氣吸收等相應(yīng)的設(shè)施,即可用料漿法生產(chǎn)復(fù)合肥料或磷銨,產(chǎn)品方案多樣,改造費(fèi)用低,改造后由于結(jié)合了料漿法和團(tuán)粒法的優(yōu)點(diǎn),工藝更為先進(jìn),它也是近幾年來國際上正在發(fā)展的生產(chǎn)工藝; 本裝置由于能兼容團(tuán)粒法和料漿法,工廠可根據(jù)實(shí)際情況分期建設(shè),先建設(shè)以團(tuán)粒法為工藝技術(shù)的生產(chǎn)裝置,待解決磷酸供應(yīng)后,再將本裝置稍加改造后使其成為又能以料漿法工藝技術(shù)生產(chǎn)復(fù)混肥料。

(2)生產(chǎn)流程及主要設(shè)備根據(jù)建廠條件的不同,原來生產(chǎn)尿素(硝酸銨)的工廠增建復(fù)合肥料車間時,工廠可直接向復(fù)合肥料車間供給尿素濃溶液或硝酸銨溶液。購入固體尿素或硝銨的工廠可設(shè)置硝銨或尿素的快速熔融器,配制濃溶液。 本生產(chǎn)線全系統(tǒng)的工藝流程由原料計量配料、尿素濃溶液制備、粉碎、造粒、1#干燥和2#干燥、冷卻、篩分、返料計量、干法和濕法尾氣處理及包裹油系統(tǒng)等部分組成。 氯化鉀等基礎(chǔ)肥料及輔助料,分別由裝載機(jī)加入各自配料貯斗。根據(jù)配料計算的用量,各原料經(jīng)計量皮帶計量后,匯總到原料皮帶上,再經(jīng)原料提升機(jī)送到轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)。由尿素裝置送過來的一定濃度的尿液經(jīng)計量后送入轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)。

物料在造粒機(jī)中藉助機(jī)體的旋轉(zhuǎn),形成固體物料的流動床。流動床的上方設(shè)有特殊的料漿噴撒器,料漿在物料上進(jìn)行涂布后,按一定的運(yùn)動軌跡運(yùn)動,在擠壓、摩擦力的作用下,團(tuán)聚成球形顆粒。自造粒機(jī)出來的;柿霞s60℃,含水分~2.5%左右的濕物料由皮帶送到干燥機(jī)的進(jìn)口,由溜管送入干燥機(jī)的特殊進(jìn)料抄板段。物料借助抄板,將具有熱敏性的濕料移離高溫區(qū)域,拋入加熱段。由特殊裝置的升舉式抄板,將粒料升舉拋散在干燥機(jī)的空間,使粒料和熱爐氣充分接觸,加速傳熱,完成顆粒狀物料的脫水干燥過程。

干燥過程所需的熱氣流,可用油、煤、中壓蒸汽作為熱源,與用鼓風(fēng)機(jī)送入冷空氣混合加熱到工藝所需溫度。熱氣與物料成相同方向的順流干燥作業(yè)。干燥系統(tǒng)由2只干燥機(jī)組成,通過干燥機(jī)干燥后的物料由提升機(jī)送入冷卻機(jī)和篩分系統(tǒng)。冷卻過程主要是將顆粒表層尚未擴(kuò)散移除的水分,通過流動的空氣把水汽帶走,同時達(dá)到冷卻目的。篩分系統(tǒng)是將大于4.5mm的大顆粒篩出進(jìn)入大粒破碎機(jī)破碎后進(jìn)入造粒機(jī),小于2mm的小顆粒由原料皮帶送至返料皮帶后進(jìn)入造粒機(jī)。篩出的2~4.5mm成品送到包裹機(jī)作防結(jié)塊處理,包裹機(jī)進(jìn)口成品經(jīng)成品計量,多余的成品回系統(tǒng)破碎進(jìn)入返料系統(tǒng),防結(jié)塊處理所需的包裹油來自油槽,油槽用蒸汽夾套加熱控制其溫度,達(dá)到一定的流動性,并加入一定量的著色劑及防結(jié)塊劑,經(jīng)攪拌溶解后經(jīng)包裹油計量泵計量后進(jìn)入包裹筒。 包裹機(jī)出口成品經(jīng)成品提升機(jī)送入成品貯斗經(jīng)半自動包裝秤計量包裝后入庫(建議包裝前進(jìn)入散堆庫一段時間后經(jīng)進(jìn)一的松散處理后進(jìn)行包裝入庫)。

為了保持造粒機(jī)良好的操作環(huán)境,造粒機(jī)尾氣用造粒風(fēng)機(jī)抽風(fēng)送至洗滌塔洗滌。為了保持大粒篩及車間有良好的操作環(huán)境,篩子及返料皮帶等的上方均設(shè)有吸風(fēng)點(diǎn),以維持局部負(fù)壓,經(jīng)旋風(fēng)除塵器后,經(jīng)吸塵點(diǎn)風(fēng)機(jī)抽風(fēng)送至洗滌塔洗滌,洗滌后尾氣由塔頂排氣筒放空,洗滌液進(jìn)入沉降池。 干燥機(jī)尾氣含有少量肥料粉塵和煙塵,以及大量水汽。干燥機(jī)尾氣進(jìn)旋風(fēng)除塵器后由干燥風(fēng)機(jī)抽吸將尾氣送至洗滌器和洗滌塔洗滌,洗滌后尾氣由塔頂排氣筒放空,洗滌液進(jìn)入沉降池。旋風(fēng)除塵下的固體物料由返料皮帶輸送至原料皮帶返回系統(tǒng)。洗滌液進(jìn)入沉降池,一部分自身循環(huán),一部分可作為造粒機(jī)工藝用水。沉降池內(nèi)需補(bǔ)充清水。 本生產(chǎn)裝置又可兼作全固體生產(chǎn)用,全固體法時,氮素的主要來源為尿素、氯化銨及硫銨,其生產(chǎn)工藝大致與上述工藝流程相似,在此不復(fù)敷述。

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