10万吨氨化硫基复合肥工艺计算1

10万吨氨化硫基复合肥工艺计算
关于本工艺计算的说明:
因本人没有复合肥生产经验, 氨化硫基复合肥是近十年才发展的起来的新工艺,物料反应复杂,硫酸氢钾属一种过渡产品,资料上对它介绍不多,所以它不同与硫酸、合成氨、烧碱这些成熟的生产工艺一样，有专门经过大量的生产实践、实验和通过专家核定的工艺计算样本，估计现在还没有针对氨化硫基复合肥的完整工艺计算书，或者有经验的生产厂家有这方面资料也不愿公开。

本人冒昧作氨化硫基复合肥工艺计算只是想把本计算作为正威公司生产成本的一些参考，同时鞭策自己多了解复合肥，肯定有很多不切实际和错误之处，望各位有经验的复合肥老师和同事批评指正，以使本计算的错误更少。

谢谢！（工艺计算包括物料衡算、热量衡算、设备校核。

本计算暂不做热量衡算）
一、计算依据：
1、规模：100kt/a，年作业时间8000h，12.5t/h
2、物料条件:硫酸浓度:98% 氯化钾质量:K2O含量60%
H2O含量1% 磷酸质量:P2O5含量20% 液氨：99.8% 3、工艺效率：钾收率105%（因磷酸中含钾）、磷收率98%、氮收
率95%、物料损失5%
4、气象条件：年平均气温18°C，最冷月份为1月，极端最低气
温-3.2°C；最热月份为7月，极端最高气温39°C，多年平均
降雨量1163.3mm，年平均日照数1028.4小时，平均相对湿度
为79.7%、大气压742mmHg柱
5、产品质量：15-15-15、H2O含量小于2% 氯含量小于3%
粒度3.5-4.5mm
二：转化工段物料衡算
进转化槽物料
氯化钾
1、吨产品耗氯化钾的量=15%×1000÷60%÷1.05=238Kg=0.238t/t
2、氯化钾实物量=0.238×12.5=2.975 t/h
3、由氯化钾带入KCl=2.975×95%=2.8263t/h
4、由氯化钾带入H2O=2.975×1%=0.0298t/h
5、由氯化钾带入其它固体物质2.975-2.8263 -0.0298=0.1189t/h
硫酸
6、吨产品耗硫酸量=0.238×1.277×1.15=0.3495t/t=0.1899m3/t(见
不同氯化钾与硫酸配比表)
7、硫酸实物量=0.3495×12.5=4.3687t/h
8、由硫酸带入H2SO4=4.3687×98%=4.2814t/h
9、由硫酸带入H2O=4.3687-4.2814=0.0873t/h
蒸汽
10、吨产品耗蒸气量:0.2t/t
11、蒸气量=0.2×12.5=2.5t/h(估算)
空气
12、进转化槽的空气量=16356×70%=11449.2 m3/h=14.7695 t/h
出转化槽物料(KCl的转化率95%计、HCl逸出率90%计)
其他气体
1生成HCl量=2.8263×36.5/74.5×95%=1.3155t/h
2、HCl逸出量=1.3155×90%=1.1839 t/h
3、水蒸气逸出量=2.6198×85%=2.2268t/h（随气体带出的它物质忽略）
4、出转化槽的空气量=16356×70%=11449.2 m3/h=14.7695 t/h 液体
5、生成KHSO4量=2.8263×136/74.5×95%=4.9014t/h
6、每小时由硫酸氢钾带出H2O量=2.6198-2.2268=0.393t/h
7、每小时由硫酸氢钾带出其它物质量
=2.975+4.3687+1.875-1.1839-1.7929-4.9014-0.1992=1.1413t/h 进出物料平衡表
进转化槽物料出转化槽物料
物料名称物质量
（t/h）主要消
耗（t/h）
物料名称物质量
（t/h）
占料浆比
例%
液相KCl 2．8263 0.238
液
相
KHSO4 4.9014 K2O含量H2SO44．2814 0.3495 HCl 0.1315 Cl-含量
其它物质0．1189 KCl 0.14875
水分0.1171 H2O 0.393 6.1
气相空气14.7695 其它物质0.85835
蒸汽 2.5 小计 6.433
HCl 1.1839
水蒸气 2.2268
空气14.7695
合计24.6132 合计24.6132
氢钾料浆带入
1、进混酸槽的KHSO4量=4.9014 t/h
2、进混酸槽的H2SO4量=4.2814×15%+4.2814×2%=0.7278 t/h
3、进混酸槽的HCl量=1.3155×10%=0.1355 t/h
4、进混酸槽的KCl量=2.975×5%=0.14875 t/h
5、进混酸槽的Cl-量=0.1355×35.5/36.5+0.14875×
35.5/74.5=0.2027 t/h
6、进混酸槽的H2O量=0.393t/h
7、进混酸槽的其它物质=0.1006 t/h
合计6.433 t/h
磷酸带入
8、进混酸槽的P2O5=0.15/0.98×12.5=1.9133t/h
9、进混酸槽的NH3=0.178×15%×12.5=0.3338 t/h（氨以磷酸一铵
存在）
10、进混酸槽的H2O=1.9133/18.5%×50%=5.174t/h（磷酸中H2O以
50%记分析数据）
11进其它物质=0.15/0.98/0.185×12.5=10.341-5.174-0.3338-1.9133=2.9119 t/h
合计10.341t/h
11、进混酸槽的物质量=10.341+6.433=16.774t/h=11.0355 m3/h(比重1.52g/l)
四：吸收工段物料衡算
1、进入吸收的HCl量=2.8263×36.5/74.5×95%=1.3155t/h
2、生成盐酸=1.3155/0.31×90%×98%=3.7428 t/h=0.299 t/t
进造粒机物料
1、进造粒机的混酸量=16.774t/h=11.0355 m3/h
2、进造粒机的尿素量=0.04t/t=0.04×12.5=0.5t/h
3、进造粒机的液氨量=(0.15-0.04×0.46)/0.823/0.9-=0.178
t/t=2.225t/h=2.225×22.4/17/6×1000=488.6 m3/h
4、进造粒机的返料量=12.5×4=50 t/h(水份2%)
合计69.499t/h 其中水份=0.393+5.174+50×2%=6.567t/h=0.0944% 5、进造粒机的空气量=13952×70%=9766.4 m3/h=7.57 t/h
出造粒机物料
气体
1、出造粒机的气氨=2.225×20%=0.445 t/h
2、出造粒机的空气=13952×70%=9766.4 m3/h=7.57 t/h
3、出造粒机的蒸发H2O=6.567×28%=1.8528 t/h
小计9.8678 t/h
固体
1、出造粒机的料浆=69.499-0.445-1.8528=67.2012t/h
其中水份=6.567-1.8528=4.7142 t/h=4.7142/66.4264×100%=7.096% 六：造粒尾气工段物料衡算
进文氏管和洗涤塔的物质
1、进文氏管和洗涤塔的气氨=2.225×20%=0.445 t/h
2、进文氏管和洗涤塔的空气=13952×70%=9766.4 m3/h=7.57 t/h
3、进文氏管和洗涤塔H2O量=6.176×30%=1.8528 t/h
4、进文氏管磷酸=0.153×12.5/21.5%=8.895 t/h
小计18.7628 t/h
出文氏管（磷酸）
1、磷酸吸收的H2O=1.8528×90%=1.6675 t/h
2、磷酸吸收的NH3=0.445×80%=0.356 t/h
小计（1.6675+0.356+8.895）×98%=10.7001 t/h
出洗涤塔（尾气）
1、出洗涤塔的空气=13952×70%=9766.4 m3/h=7.57 t/h
2、出洗涤塔的H2O=1.8528-1.6675=0.1853 t/h
3、出洗涤塔的NH3=0.445-0.356=0.089 t/h
七：烘干段物料衡算
1、进烘干机物料=69.499-0.445-1.8528=67.2012t/h
其中水份=6.567-1.8528=4.7142 t/h=4.7142/66.4264×100%=7.096% 2、进造粒机热空气=85000×80%×（400+273）/（70+273）=
133422 m3/h=7.519 t/h
4、烘干机带出H2O=6.567-（67.2012-4.7142）×2.5%=5.005 t/h（随
热空气带出）
5、出烘干机热空气=7.519/29×22.4×1000×（70+273）/273=72969
m3/h
6、出烘干机物料=67.2012-5.005=62.1962 t/h
八：冷却段物料衡算:
1、进冷却机物料=62.1962×99%=61.574t/h
2、进冷却机空气=53000×80%=42400 m3/h
3、出冷却机物料=61.574-61.574×0.5%=61.266 t/h
19、试车中出现的主要工艺问题：
A、造粒尾气洗涤液的平衡（引起各设备的堵塞）
B、产品质量不稳定
C、造粒成球不稳定
D、成品温度高（50度以上）
20、探索与思考
A、尾气洗涤磷氨的粘度与磷酸的镁含量的关系，为啥直接溶解磷铵的混酸的粘度小
B、产品单养分的控制对造粒成球、烘干、破碎、筛分的影响
C、怎样有效处理转化槽内硫酸氢钾结疤
氨酸法工艺简介
氨酸法工艺是近两年来国内出现的一种最新的复肥生产技术，传统复混肥生产工艺相比，氨酸法工艺以其低成本，低能耗，高产量等特点得到了迅速发展，代表了复工艺发展的一个方向。

传统复肥生产为团粒法转鼓造粒，利用蒸气提供热量和水分，而氨酸法造粒则是利用氨酸反应时产生的大量反应热来加热物料，
2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4+热量
与传统复复肥蒸汽受热方式相比，由于受热面以及受热方式的不同，氨酸造粒可以加热物料至80-100度，而传统工艺只有60度左右，这就进一步提高了化学盐类的溶解度，在同相的液相比例下造粒物料水分
可以降低2-3%，同时成球率明显提高。

也就是说，在同等规模烘干系统设备规格下，可以大大提高烘高能力。

在氨酸反应过程控制中，氨是略过量的，这一方面是为了保证硫酸的充分反应，确保成品PH值在合理范围，另一方面略微过量的氨还可以进一步中和原料中磷酸一铵的酸性，改善物料的成球物性，大大提高了物造粒成球率。

据测算，氨酸工艺的造粒成球率可以达到60-90%，而按常规工艺只有40-60%。

返料比的改变直接提高了装置的生产能力，一般而言，常规设计的复肥生产线能力如果改为氨酸工艺生产，一般产量可以提高30%-50%，每吨成品能耗可以降低40%左右，这也体现了集约型社会的发展理念。

由于造粒过程成球物性的改善，对于常规15-15-15,16-16-16等配方，生产时无需再加入任何粘结剂便可以达到良好的成球状况，就当前市场行情，氮源中氯化铵与尿素单位养分价格存在较大差距的前提下，可以大量使用低价氮源，从而最大程度的降低了产品的原料成本。

就目前原料市场价格而言，氨酸法工艺生产成本平均可比传统工艺降低50-100元/吨。

在市场竞争如此激烈的今天，这无疑是一个重大利好，由此可见，氨酸法工艺确实代表了复肥发展的一个方向。