硝基复合肥生产

硝基复合肥生产硝基复合肥是一种含铵态氮、硝态氮、有效磷、钾的高浓度复合肥，是近10年来国内发展起来的化肥新品种，具有较好的发展前景。

1.硝基复合肥概况在有水分的情况下，硝态氮要比铵态氮的运移速度大得多，这样能满足作物的生长需求，但也要关注硝态氮的淋溶损失；在干旱的情况下，硝态氮不会因反硝化作用和淋溶而损失，而铵态氮会由于氨挥发而损失一些，此时硝态氮利用率要好于铵态氮。

硝态氮肥比较适合于蔬菜、果树、烟草、玉米、小麦等作物。

在烟草上施硝态氮肥见效快，叶面积大，有利落黄，成熟度好，烟叶糖/碱比适宜，香气足，中、上等烟叶比例大，均价高。

根据国外生产烟叶的经验，基肥至少有50％、追肥有80％为硝态氮肥。

适当的硝态氮肥与铵态氮肥配合、硝态氮肥与尿素态氮配合是国内外成功的经验。

而硝基复合肥同时含有铵态氮和硝态氮，因此较受市场青睐。

自2002年农用硝酸铵被列入“农用爆炸品”管理后，不少硝铵生产厂家对硝酸铵进行改性处理，使之失去爆炸性并且不可还原，转产硝基复合肥。

尽管如此，我国的硝基复合肥产量仍然很小。

今年6月份有关统计数据表明，硝态氮肥在全部氮肥中占的比例为：法国76%、德国14%、荷兰54%、英国39%、波兰64%、俄罗斯27%、乌克兰22%、美国31%、埃及15%、非洲100%，全世界平均14%，而我国仅3%。

因此，在我国硝基复合肥具有较好的市场前景。

此外，我国是世界上最大的硝酸生产国，用硝酸分解磷矿石制硝基复合肥，还可以缓解硫资源的紧张局势。

尽管硝基复合肥已经成为行业发展热点，但是这个产品要健康发展，要在几个方面突破制约。

第一个制约是安全制约。

2002年起国务院办公厅已将其列入民用爆炸品管理，禁止作为化肥销售和使用。

2006年，由国防科技工业委员会牵头起草制定的农用硝酸铵改性产品强制性行业标准——《农用硝酸铵抗爆性能试验方法及判定》发布实施，这为硝基复合肥产品的“准生”提供了标准，生产企业应认真研究生产工艺和技术，严格执行有关文件，达到安全标准。

第二个制约是“绿色”制约。

2000年由中华人民共和国农业部发布实施的农业行业标准《绿色食品肥料使用准则》中规定，生产AA级绿色食品禁止使用任何化肥，生产A级绿色食品可使用某些化肥，如尿素、磷酸二铵，但禁止使用硝态氮肥。

这一准则的出发点是认为施用硝态氮肥引起农产品（主要是蔬菜）中的硝酸盐积累。

有资料表明，人体摄入硝酸盐的80%以上来自蔬菜。

《绿色食品肥料使用准则》的“编制说明”中写道：“因为硝酸盐是亚硝胺的前体，而亚硝胺则是一种公认的致癌物质。

”把硝态氮肥和致癌挂上了钩。

一些地方政府部门相继仿效，行文禁止使用硝酸铵和其他含硝态氮的肥料如硝酸磷肥、硝酸磷钾肥等。

从恐硝发展到禁硝，不管是用在什么作物，如小麦、向日葵等也禁止使用带“硝”的肥料，否则就不是绿色食品。

尽管一些肥料专家对这一准则执不同态度，但要彻底摘掉强行戴在硝基肥料上的“绿帽子”，还需要一定时间。

现在，市场上的硝基复合肥类产品主要包括硝酸分解磷矿石生产的硝基肥料（硝酸磷肥、硝酸磷钾肥）和硝酸铵改性肥料（硝酸铵钙、硝铵锌、硝酸铵磷、硝基NPK复合肥）。

国内硝基复肥生产企业有些本身就是复合肥生产企业,有些是由原农用硝铵生产厂家转产而发展起来的企业。

据不完全统计，目前国内硝基复肥的生产企业有数十家，年总产量在250万吨左右，包括四川金象化工产业集团股份有限公司、云天化国际云峰分公司、川化股份有限公司、成都市新都化工股份有限公司、山西天脊煤化工集团、陕西兴化化学股份有限公司、山东联合化工股份有限公司、柳州化工股份有限公司等众多企业。

真正把硝基复合肥产业做大的是四川金象化工产业集团股份有限公司。

该集团2005年从国外引进了世界最先进的生产线和设备，采用了目前世界最先进的加压中和、常压高温空气气提、电脑自动配料、高速混融、高塔造粒等工艺，将液态硝酸铵与磷、钾、防爆剂等原材料高速混合在熔融状态下进行复合。

为了扩大硝基复合肥的市场占有率，金象集团还在河北衡水、新疆阿克苏分别建设年产50万吨、60万吨硝基复合肥项目。

此外，诸如史丹利化肥股份有限公司等生成尿基高塔复合肥的企业也对生产线进行技术改造和升级，使生产线在生产过程中能够自动切换，既可以生产尿基复合肥，又可以生产硝基复合肥。

硝基高塔复合肥的生产企业还有深圳芭田、荷泽金正大等。

硝酸磷肥生产的典型代表是挪威的海德鲁，它已在世界上建有十几套大型装臵，总生产能力在1000万吨以上。

国内唯一一家生产硝酸磷肥的企业——山西天脊集团年产90万吨硝酸磷肥技术就是采用挪威海德鲁的生产技术。

但是，由于此生产技术投资巨大、流程长、对原料要求苛刻、操作复杂等多种原因，让很多企业望而却步。

2.硝基复合肥生产技术根据硝基复合肥产品分类，硝基复合肥生产技术也分为两大类：第一类是硝酸分解磷矿石生产硝酸磷肥和硝酸磷钾肥技术，第二类是硝铵改性肥料生产技术。

第一类技术在张允湘教授编写的《磷肥及复合肥料工艺学》一书中有详细的介绍，这里我着重介绍一下硝铵改性肥料硝酸铵钙和硝基NPK复合肥的生产技术。

2.1硝基NPK复合肥生产工艺根据原料路线的不同, 硝基NPK复合肥生产工艺主要有两种：①以硝酸铵溶液、MAP、钾盐为主要原料,采用半料浆团粒法造粒, 两段干燥返料流程(简称回转造粒流程)；②以硝酸、磷酸、氨和钾盐为主要原料（也可以以硝酸、氨、MAP和钾盐为主原料）, 采用酸中和, 料浆浓缩掺钾, 塔式造粒流程(简称塔式造粒流程)。

回转造粒生产工艺流程见图1。

硝酸铵溶液由硝酸铵车间用泵送至硝酸铵溶液缓冲槽, 经泵并计量后送入造粒系统。

MAP、氯化钾、添加剂等固体原料经计量配料后, 通过胶带输送机送入硝基复肥装臵的返料胶带输送机。

返料胶带输送机上的系统返料和原料经斗式提升机提升后, 从头部加入造粒机。

硝酸铵溶液由伸入造粒机内部的喷洒器喷入, 直接喷涂在物料床上, 在固体物料表面形成料浆薄膜, 冷却结晶形成颗粒, 部分物料通过团聚成粒。

其间通过蒸汽和洗涤液的加入用以控制、调节造粒机内物料的温度与含水率, 促进物料的成粒。

造粒后的物料经胶带输送机送到1#干燥机与来自热风炉的热气并流接触, 去除水分。

物料出1#干燥机经斗式提升机送到2#干燥机中再次与炉气并流接触, 进一步除去水分, 使物料含水率降至1.5%。

物料出2#干燥机经斗式提升机提至振网筛, 筛分后的大颗粒破碎后与细粉作为返料送回造粒机。

合格颗粒直接去冷却机,经与空气换热冷却, 再经冷却出料斗提机提升送至包裹机内涂覆包裹, 包裹后的合格成品经胶带输送机送至包装系统包装。

造粒机尾气中主要含有水蒸气、粉尘和微量的NH3, 经尾气洗涤塔洗涤后放空。

1#干燥机的含尘尾气因湿含量较高, 经旋风除尘后, 再由尾气洗涤塔洗涤后达标排入大气。

2#干燥机和冷却机含尘尾气分别经1级旋风、2级袋式除尘器除尘后, 由尾气风机经排气筒排空。

部分净化的冷却尾气经旁路去热风系统回用。

由旋风和袋滤回收的粉尘均送至返料胶带输送机, 作为返料回造粒系统。

塔式造粒生产工艺流程见图2。

硝酸和磷酸原料分别计量后加入混酸槽进行搅拌混合, 混酸经混酸泵加至氨化器与气氨在氨化器内进行中和反应。

中和料浆再送入循环浓缩系统的循环管内, 采用蒸汽间接加热, 在一定真空条件下, 经加热的循环料浆在闪蒸室液面形成爆沸层, 料浆中的水分汽化后引出闪蒸室。

经分离移出水分的浓料浆大部分在浓缩系统内循环, 小部分从闪蒸室侧壁管口排出至料浆加料槽。

由闪蒸室引出的气体进入气压冷凝器, 由循环水凝去可凝气体, 浓缩系统所需的真空通常由水喷射泵产生。

固体氯化钾由粉碎机粉碎后经气力输送至造粒塔上部的加料仓, 通过加热、计量送入混合槽, 在搅拌作用下与来自料浆加料槽的料浆快速混合。

混合物经由离心造粒器喷出成细流, 再呈单个液滴状态自塔顶落下。

液滴在落下时遇到空气流冷却,进行结晶, 落至塔底的物料由耙料机卸入冷却机进一步冷却, 使物料温度降至规定的温度。

再经冷却出料斗提机提升送至包裹机内涂覆包裹, 包裹后合格的成品经胶带输送机送至包装系统包装。

各条工艺线设臵独立的净化系统, 用来脱除尾气中的粉尘、含氟化物和氨。

由冷却和包裹等设备排出的废气分别经1级旋风、2级袋式除尘器除尘后,由尾气风机经排气筒排空。

气体中的含氟化物和其它有害杂质采用1段或2段吸收系统进行处理。

两种不同的生产工艺, 原料路线的区别是一个重要因素。

塔式造粒流程由于采用硝磷铵溶液浓缩, 无需干燥, 简化了后序干线部分的操作, 使生产过程的全自动化操作成为可能, 容易实现最优化运行。

从经济上看, 其装臵投资和销售成本比回转造粒流程低，但在国内,该技术生产装臵的运用还有待进一步实践，人们更为关注的是该工艺在生产过程的安全问题。

回转造粒流程, 原料易于获得, 装臵操作弹性大, 产品品位易于调节, 其相应的生产加工工艺也较为成熟、可靠。

从国内现有生产装臵的运行实践来看, 还是比较安全的, 从经济角度上看也是可行的。

2.2 硝基复合肥生产的安全性硝酸铵可以作为炸药使用已被熟知, 这也是国家对农用硝酸铵加以限制的原因。

在不同的温度下，硝酸铵有不同的分解产物。

在110℃时，逐渐分解：4333173/NH NO NH HNO kJ mol →++在170℃～190℃时，分解放出2N O ：43222127/NH NO N O H O kJ mol →++在210℃时，分解加快，同时发生爆炸：43222224129/NH NO N O H O kJ mol →+++在4O0℃以上时，发生爆炸：432224NH NO 3N +2NO +8H O + 123. 5 /kJ mol →在回转造粒工艺中, 使用硝酸铵溶液较使用固体硝酸铵安全, 避免了固体硝酸铵原料粉碎时存在的爆炸隐患。

由于采用了低温两段干燥技术, 有效地防止了物料的过热分解。

国内已有几家工厂采用此法生产硝基复合肥, 几年来均未出现安全问题。

采用塔式造粒技术生产硝基复合肥, 从安全上讲, 对生产过程的控制要求较高。

一是在硝酸铵溶液浓缩时, 要防止系统中物料的过热分解, 造成氧化氮的产生和聚集, 要确保喷射冷凝系统的正常工作以维持闪蒸室的负压。

二是掺钾混合工序, 在低的pH 值和高温下,向混合物中添加KCl, 会使混合物各组分的热稳定性变差, 因此有可能发生分解, 逸出氧化氮, 产生爆炸隐患。

所以在混合时要注重该槽的通风, 严格控制物料的混合停留时间。

从以上分析可以看出, 原料路线和加工工艺的不同, 硝基复合肥在生产过程中的安全性是有差异的。

一般说来, 在硝基复合肥生产的常用配料中, MAP和惰性填料对硝基复合肥的雪茄燃烧有阻缓作用, 而KCl 的质量分数达4%以上, 就会使某些组分的硝基复合肥对雪茄燃烧比较敏感。