高塔车间尿基复合肥工艺流程框图
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高塔熔融喷浆造粒生产尿基复合肥的工艺技术尿基熔体塔式造粒工艺直接利用尿素熔液,省去了尿素溶液的喷淋造粒以及固体尿素制复合肥时的破碎操作,大大简化了生产流程,改善了环境。
该技术充分利用熔融尿素的热能,物料水分含量低,无需干燥,节省了能耗和投资;同时产品合格率高,生产过程返料量少,产品颗粒养分均匀,表面圆润,不易结块,具有较强的市场竞争力。
我公司2005年9月份投资4000万元,建设 1套年产15万t高塔熔融喷浆造粒生产尿基复合肥装置,由某化工研究院设计,于2006年6月份投产。
投产后生产系统存在消耗高、产品质量不稳定、混合槽管道易堵塞、造粒塔小漏斗结疤等诸多问题。
8月初针对存在问题进行了技术改造。
改造后,降低了成本,稳定了产品质量,保障了系统的连续性,节能效果明显,达到预期效果。
现在二期工程已如期进行,2007年五一预期投产。
总之,高塔熔融喷浆造粒生产尿基复合肥生产工艺简单,但是对工艺参数要求苛刻,稍有不慎就能导致系统停车造成经济损失。
现就技术改造成功经验归纳如下,供同行借鉴。
1 高塔熔融喷浆造粒生产尿基复合肥工艺1.1 工艺原理利用熔融尿素和磷酸一铵、氯化钾及填充剂可以形成低共熔点化合物的特点,将预热后的粉状磷酸一铵、氯化钾及填充剂与熔融尿素充分混合,通过反应生成流动性良好的NPK 熔体料浆。
该料浆通过专用喷头喷入造粒塔后,在空气中冷却固化成颗粒,从而获得养分分布均匀、颗粒形状良好的复合肥。
该技术的关键点在于制备流动性良好的熔融料浆,混合槽温度、停留时间及料浆液固比是工艺过程的主要参数,参数控制得好有助于降低料浆的黏度,保证其流动性,减少副反应,降低氨损。
1.2 生产工艺流程我公司以尿素、磷酸一铵、氯化钾及填充剂为原料,塔式熔融造粒制高浓度尿基复合肥,生产工艺流程见图1。
固体尿素经尿素提升机提至尿素振动筛,去除杂质后进入尿素贮斗,经计量后进入尿素熔融器,熔融后的尿液进入缓冲槽,再经泵送到塔顶混合槽;粉状氯化钾和磷酸一铵经人工拆包后各自经提升机,筛分、计量后与填充剂一起经混料输送带进入混料提升机提至混料贮斗,经螺旋输送机进入混料加热器用蒸汽预热。
高塔硝基复合肥生产工艺分析近年来,国内对于农产品产量以及品质的要求,很多新型肥料逐渐涌现,并开始抢占传统肥料的市场。
硝基复合肥能够被作物直接吸收,并且具有速溶速效的特征,被广泛应用于雨水较少、气温较低的土壤环境中。
因此,对高塔硝基复合肥生产工艺进行详细探究具有一分重要的现实意义。
1、高塔硝基复合肥生产技术原理在高塔硝基复合肥的生产过程中,通过硝酸铵熔融,能够与含有磷、钾复合肥的原料形成化合物。
在具体的生产过程中,首先在熔融的硝酸铵中加入预热完成的混合料浆,混合料浆是由磷肥、钾肥、填料以及其他添加剂所组成的。
混合料浆具有较强的流动性,能够流入至高塔造粒机中进行造粒,然后通过造粒机喷洒进入至造粒塔的物料可以从高塔上降落,在此过程中,能够与从塔底部上升的气体进行热交换,最后降落至塔底部,形成颗粒物料,再经过筛分处理后,即可得到颗粒状态良好的复合肥料。
2、高塔硝基复合肥工艺流程2.1工艺流程2.1.1硝酸铵溶液浓缩硝酸铵装置中,硝酸铵溶液的浓度为92%左右,硝酸铵溶液可以通过溶液泵流入至硝酸铵蒸发器中,通过蒸发器作用,对硝酸铵容易进行浓缩处理,将浓度控制在98%左右,再对溶液进行计量,并传输至一级混合槽中,使其与塔顶的硫酸钾以及填充料进行充分混合。
2.1.2、固体原料输送固体输送系统是由两个系统所组成的,即填充料系统以及磷酸一铵系统。
采用斗式提升机,将硫酸钾、填充料以及磷酸一铵提升至振动筛中进行筛分处理,物料经过筛分和计量后,硫酸钾与填充料即可进入至一级混合槽中,并且与浓度达到98%的硝酸铵溶液进行充分混合,与此同时,磷酸一铵进入至二级混合槽中,然后与来自一级混合操中的混合料进行充分混合。
2.1.3、熔融料浆制备硝酸铵蒸发器中浓度为98%的硝酸铵溶液首先在一级混合槽中,与硫酸钾以及填充料进行充分混合,然后再流入至二级混合槽中,并且与磷酸一铵进行充分混合,保证混合料合格。
最后,通过混合料的重力作用进入至造粒喷头中。
复合肥生产工艺流程图解1 、原料( 1 )氮素:来源于 CO ( NH 2 ) 2 (尿素), NH 3 (氨)等;( 2 )磷素:来源于 H 3 PO 4 (磷酸)、 MAP (磷酸一铵);( 3 )钾素:来源于 KCl (氯化钾)或 K 2 SO 4 (硫酸钾);( 4 )其它辅助原料:硫酸、填料、水、蒸汽、煤气、空气、电等。
2 、生产工艺流程(详见流程图)3 、核心技术( 1 )管式反应器技术本套 NPK 生产装置选择引进当今世界上先进的挪威海德鲁( Hydro )公司“管式反应器”专利技术,包括硬件和工艺软件包。
该专利技术较传统的中和反应槽 + 氨化粒化工艺,在产品质量等方面具有较大优势。
其特点是:●造粒工艺先进根据复合肥产品养分要求,经过微机配料计量的各种液、固原料在造粒机及管式反应器中经化学反应合成复合肥料,在氨化粒化器中被连续包裹,而获得完全球形的粒子,各种养分比例即可达标,而且稳定、有保障。
●产品颗粒养分等量均衡由于是化学合成造粒,因此颗粒肥料的养分含量都是与标识相同,都能按一定比例同时给作物提供氮磷钾和其它养分,确保作物均衡生长。
●产品物理性状好产品颗粒大小分布均匀, 90% 是粒径在 2-4 mm 的颗粒;颗粒强度高,流动性好,在运输、贮存和堆放时不易破碎。
化工部第三设计院在工程化设计中还融入了法国 AZF 公司和西班牙 INCRO 公司的先进技术,进一步优化了装置设计性能。
( 2 )熔融尿液造粒技术●装置采用熔融尿液造粒技术,一方面可满足生产各种高氮养分复合肥要求;另一方面亦可进一步提高造粒质量,使肥料颗粒氮素养分更加均衡,表面圆滑、光泽度高。
( 3 ) DCS 控制技术●根据本装置的生产特点,设置磷酸、 NPK 控制室,采用分散型控制系统 (DCS) 。
通过全过程动态画面对磨矿、磷酸、硫酸 / 磷酸罐区、 NPK 等装置进行集中监视和控制。
在控制室的 CRT 上能够显示各类工艺参数和机泵的运行状态;对于重要的工艺参数进行自动控制,对主要机泵的开停可在控制室进行;利用 DCS 的强大功能能够定时或及时打印多种规格的生产报表;可以及时显示参数越限、生产事故或系统故障;能够存贮、显示历史趋势,并提供丰富的操作指导信息;易于操作和维护DCS 操作站主要功能:•工艺参数的显示及越限报警•对控制回路能方便地进行操作,如调整设定值•重要参数的实时记录和趋势记录•运转设备的操作和显示•阀门的开关操作和位置显示•系统故障自诊断•工艺流程画面显示•控制回路的画面显示•定时打印报表DCS 控制技术生产装置在原料配料、生产过程调节控制等全过程均采用了 DCS 微机控制技术,显著减少由于人工或机械计量配料不准,人为操作失误等造成的养分比例偏差大、生产操作不稳定的现象。
高塔熔融喷浆造粒生产尿基复合肥的工艺技术高塔熔体造粒技术是世界复合肥行业一种先进的生产工艺。
高塔造粒复合肥采用全自动电脑控制配料系统,以熔体尿素、磷、钾等原料,经充分溶合后,从高塔顶部喷淋而下,经空气自动冷却结晶而成为颗粒,其技术指标达到世界同行先进水平,具有以下 5 项优点:(1)颗粒均匀;(2)表面圆润光滑;(3)水分含量低、结块率低;(4)每一个颗粒都有针状融化孔,融化速度快;(5)水溶率高,施用肥效与转鼓造粒的尿基肥更好。
高塔复合肥采用先进熔体新工艺,客服并转变了传统尿素熔融的转鼓造粒生产工艺中的有害物质缩二脲含量的缺点,改变了工艺及流程,改善了生产环境。
以固体尿素或硝铵磷经电脑计量熔化后的溶液与固体的磷酸一铵、硫酸钾或氯化钾、添加剂填充料等原料在混合加温混合后制成流动性较好的料浆,经旋转式差动造粒机造粒喷淋成液滴,液滴在从造粒塔顶下落的过程中与上升的冷空气接触被自然冷却固化结晶成颗粒,落于塔底部的收料斗及输送皮带,再经冷却、分筛、包膜、到成品料仓,经自动计量包装,成品入库;生产过程自动化程度相对较高,返料量相对较少、返料部分经过改造返料直接返回系统,经过系统熔化后再生产,生产过程基本采用自动流程控制,操作环境好,无三废排放,属清洁生产工艺,粉尘浓度控制在 1003表面塔产品颗粒圆润光滑,颗粒有孔眼(是其它肥料所不具高mg/m,,具有较强的市场竞争力。
块备的),不易结1.高塔复合肥具有以下特点:1、采用高塔熔体造粒工艺,产品性状好,品质稳定,颗粒圆润,色泽晶莹,有针状融化孔,天然防伪。
产品水分含量低,溶解速度快,作追肥、冲施肥效果更好。
2、营养富,配比合理。
除含有作物必需的氮、磷、钾三大营养外,还富含钙、镁等中微量元素,养分均衡全面,充分满足作物需求,施用范围广,即适用于小麦、水果、水稻、玉米等粮食大田作物,而且适用于油菜、烟草、甘蔗、茶叶等经济作物,更适合于各种蔬菜、果树、药材等特殊用肥需要作物。
高塔造粒尿基复合肥的结块与防结高塔造粒复合肥的结块与防结块一、肥料结块的内在/外在因素 1、化学组成:肥料的组成不同,其结块趋势不一样。
一般来说,存在着下列几种情况:吸湿性:①NPK(尿基)>NPK(硝基)>NPK(硫基),NPK(氯基)②NPK(高含氮)>NPK(低含氮)结块性:①NPK(尿基),NPK(硝基)>NPK(硫基),NPK(氯基)②NPK(高含氮)>NPK(低含氮)2、颗粒状况:肥料的结块与肥料颗粒的大小和形状密切相关。
(a)颗粒大小:颗粒增大,比表面积减小,邻近颗粒间的吸引力和接触点减小,因而结块趋势降低。
(b)颗粒形状:如果颗粒表面光滑、成型好,则颗粒间的接触点减少,从而延缓结块。
3、湿度:此处湿度包括产品的含水量和产品存放环境的相对湿度。
(a) 产品含水量:产品含水量的微小变化对肥料的结块有明显影响。
产品含水量高,则容易吸收水分而发生重结晶。
当初含水量低于0.5%时,在通常储存条件下,产品不太有结块问题产生。
因此,在肥料生产过程中要严格控制产品的含水量。
(b) 空气相对湿度:肥料的结块与空气相对湿度密切相关。
每种盐或盐的混合物都有一定的临界相对湿度。
空气的相对湿度高于肥料的临界相对湿度,肥料就会吸收空气中湿气;相反,空气的相对湿度低于肥料的临界相对湿度,则肥料内部的湿气向空气中蒸发。
相对湿度的反复变化通常比持续的高湿度更有害,会令结块、粉化问题更加突出。
4、温度:温度也是影响肥料结块的一个重要因素。
高温包装时可能发生下列物理化学反应:(a)水分的蒸发与重结晶。
这种情况在高温储存时尤为严重。
由于温度较高,居中部分肥料的内部水分向外蒸发,遇到外部已冷却下来的肥料,冷凝成水进而发生重结晶。
(b)促进内部反应(加倍复分解反应/后反应)。
K2SO4+NH4NO3――(NH4)2SO4+K NO3NH4NO3+KCl――NH4Cl+KNO3 (NH4)2 SO4+ KCl――K2SO4+ NH4Cl(c)晶态变化。
高塔造粒生产硝基复合肥的工艺争论高塔造粒工艺生产复合肥是我国近10 年进展起来的工艺。
其产品具有外观颗粒均匀、光润圆滑、均带小孔,养分稳定,水分低等特点,深受农民欢送,至今国内已建成装置的产量超过1000 万t。
高塔工艺生产的主要是尿基复合肥。
硝基复合肥是指以硝铵磷或者硝酸铵作为氮源生产的复合肥,而区分于使用尿素、氯化铵、硫酸铵等生产的传统复合肥。
硝基复合肥可以直接被作物充分吸取,具有速溶速效的特点,尤其适用于国内雨水较少、气温较低的北方旱地碱性土壤。
硝态氮肥可以促进作物快速生长,特别适合于蔬菜、果树、烟草等经济作物。
硝基复合肥在国际上特别是在欧美国家得到广泛应用,据统计,俄罗斯、波兰、法国、巴西、美国硝酸铵占氮肥总产量的比例分别为39.7%、30.9%、27.5%、16.1%和12.6%,而我国加上进口缺乏5%。
正是由于含硝态氮肥料的优点,很多厂家看准市场需求,大力进展硝基复合肥。
很多厂家都尝试利用原有高塔设备生产硝基复合肥,但都存在肯定问题。
1高塔造粒生产硝基复合肥存在的主要问题1)无法连续生产。
熔融后的硝酸铵在参加粉状物料后消灭料浆变黏稠,流淌陛太差,频繁堵塞喷头和管道。
2)存在安全隐患。
混合槽内硝铵简洁猛烈分解,进而有发生火灾的危急。
3)产量下降。
熔融设备生产尿基产品时力量可满足,但生产硝基产品时达不到生产尿基的产能。
2高塔造粒生产硝基复合肥存在问题的缘由分析国内高塔硝基复合肥生产企业多以硝铵〔硝酸磷肥、硝磷铵〕为生产原料,参加磷铵、氯化钾〔硫酸钾〕和其他添加剂进展生产,不同于国外的以磷矿和硝酸为原料进展生产。
但两种生产方法的原理一样。
下面以荷兰和俄罗斯的生产工艺为比照,分析国内高塔造粒生产硝基复合肥存在的问题。
2.1 荷兰和俄罗斯高塔造粒生产硝基复合肥的特点1〕荷兰斯塔米卡本法硝酸磷酸铵钾生产流程。
荷兰斯塔米卡本公司〔Stami Carbon〕造粒塔喷淋造粒生产硝酸磷酸铵钾的工艺流程见图1。
熔体塔式造粒制高浓度氮磷钾复混肥料技术1、项目概况熔体塔式造粒制高浓度尿基氮磷钾复合肥料是上海化工研究院近年研究开发的适合于尿素生产厂和复合肥生产厂技术改造和产品升级的新技术,为国内首创,具有国际先进水平。
2、技术特点熔体造粒工艺的特点是物料处于高温熔融状态,含水量很低且可流动的熔体直接喷入冷媒(冷媒通常是空气或熔体物料不溶解的液体,如矿物油等)中,物料在冷却时固化成球形颗粒;或者可流动的熔体喷入机械造粒机内的返料粒子上,使之在细小的粒子表面涂布或粘结成符合要求的颗粒。
溶液的蒸发或浓缩固要需要消耗能量,但在能量利用方面远较干燥颗粒产品有效,更何况在某些生产工艺中还可以充分利用反应热来蒸发部分甚至全部水分;一般的造粒工艺,干燥机通常是造粒装置中最大的而且也是最昂贵的设备,熔体造粒工艺无需干燥,节省了投资和能耗。
熔体造粒法制复合肥技术最早应用于磷酸一铵(MAP)、硝酸磷酸铵(APN),尿素磷酸铵(UAP),在这些生产方法中,可以加入钾盐或其它固体物料生产颗粒状氮磷钾复合肥产品。
按造粒方式的不同,熔体造粒法制复合肥工艺主要可分为:造粒塔喷淋造粒工艺,油冷造粒工艺,双轴造粒工艺,转鼓造粒工艺,喷浆造粒工艺,盘式造粒工艺,钢带造粒工艺等。
造粒塔喷淋造粒工艺应用最早、最广泛的是单一氮肥(如尿素、硝酸铵等)的造粒,现已扩大到氮磷及氮磷钾复合肥料的造粒。
荷兰斯塔米卡本公司曾用造粒塔喷淋造粒工艺生产硝酸磷酸铵钾;挪威海德鲁用造粒塔喷淋造粒制尿素磷酸铵及尿素磷酸铵钾。
上海化工研究院进行了以熔融尿素、磷酸一铵、氯化钾等为原料,造粒塔喷淋造粒制尿基氮磷钾复合肥的生产技术研究和开发,并已实现了工程化。
该技术利用熔融尿素和磷酸一铵、氯化钾可以形成低共熔点化合物的特点,将粉状磷酸一铵、氯化钾、添加剂等各自加热后,加入熔融尿素中,生成流动性良好的NPK共熔体,再通过专用喷头喷入复合肥造粒塔,在空气中冷却固化成颗粒,获得养分分布均匀,颗粒性状较好的复合肥料。