化肥的常见生产工艺及术语解读

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3.2 脱氯工艺及产品特点
脱氯工艺技术特点
流程特点: 1.氯化钾低温转化生成 硫酸氢钾; 2.氯化氢气体用于生产 工业盐酸31%HCl; 3.硫酸氢钾与稀磷酸一 起 中和; 4.干燥热风温度高达 500~650℃。 5.装置规模较小,一般 不 超过 20万吨。
原料特点: 使用低浓度稀磷酸(高杂质磷矿) ; 只使用氯化钾。 建厂情况: 全国建厂60~70个, 总生产能力700万吨 (实物量) 装置投资: 建设投资与团粒法相当, 系数1.0。
1.受盐酸销售和产品配方所限,未来发展较慢, 预测该工艺年总能力不超过900万吨; 2.脱氯产品氯根含量仅可控制为1.5%-3.0%, 在严格忌氯经济作物上无法应用, 仍以大田作物为主; 3.养分调节手段将会按BB肥思路发展。
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未来 发展趋势
3.3 熔融法工艺及特点
熔融工艺分类 熔融法工艺流程和简介 熔融法工艺技术特点 熔融法复合肥产品特点 熔融法技术比较和发展趋势
产品质量:
优点:产品质量控制较稳定; 不足:颗粒强度较差,产品容易粉化结块; 颗粒内养分混合不够均匀; 产品外观较差。
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3.1 团粒法工艺及产品特点
核心技术 技 术 优 缺 点 技术优势 蒸汽造粒控制 团粒法技术成熟可靠; NPK产品规格齐全; 建厂投资较小,操作简便。 产品颗粒强度较低; 生产特定品种洗涤液不平衡。
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未来 技术改进点
技 术 发 展
未来 发展趋势
3.4 BB肥工艺及特点
BB肥简介 BB肥工艺流程和技术关键 BB肥工艺技术特点 BB肥复合肥产品特点 BB肥技术比较和发展趋势
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3.4 BB肥工艺及产品特点
BB肥简介
散装掺混肥料(Bulk Blending Fertilizers,简称BB肥)
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3.3 熔融法工艺及产品特点
熔体法造粒工艺是将经熔融并且流动性良好的NPK共熔体喷入冷媒,因表面 张力作用形成球状液滴,物料冷却即固化为球形颗粒。 三种冷媒: 自然空气的称为 1塔式造粒; 制冷空气的称为 2冷冻结晶造粒; 液体如矿物油的称为 3油冷造粒。 从造粒原理上看,以上三种工艺都属于熔体结晶法造粒。
转鼓造粒法生产复混肥料的优点:
1. 造粒中可通蒸汽,水分含量低,干燥负荷低; 2. 在必要时方便在造粒过程中通氨; 3. 操作人员可以直接观察造粒情况,随时调节。
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3.1 团粒法工艺及产品特点 团粒法工艺技术特点
流程特点: 1.没有化学反应; 2.工艺流程较长; 3.干线部分与AZF 工艺 相似; 4.氮源选择面广; 5.装置规模一般 为 5~15万吨/年。
技 术 优 缺 点
核心技术 氮磷钾共熔体制备
技术优势
技术劣势
擅长生产高氮肥; 产品外观独特。 不能生产市场主流的常规品级NPK; 生产控制操作弹性较小,技术不够成熟。
1.加大共熔体制备的操作弹性; 2.缩小塔径、降低塔高; 3.造粒颗粒向2.5~4mm发展; 4.固体尿素快速熔融以减少缩二脲; 5.优选辅料,调整共熔体粘度。 1.未来3~5年内发展到技术成熟期; 2.尿素利润较低时,熔融法将加速发展; 3.未来会有一定发展,国内可达到30套左右; 4.独特的高氮肥市场重要竞争者。
NPK产品质量数据: 产品粒度: 1~2.5mm; 固体原料细度:<1.0mm 固体原料水分: <1.0% 原料混合时间: 3~5分钟 颗粒抗压强度: >10N;
造粒塔: 参照尿素造粒塔,不同之处在于塔内壁防腐层和塔径。 造粒塔比同等规模的尿素塔直径大,以便造更大的颗粒。 10万吨/年能力造粒塔 直径12m, 塔高70m; 20万吨/年能力造粒塔 直径15~18m,塔高70~110m 造粒塔是投资最大的设备,占装置设备投资的60%以上。
MAP 钾盐 辅料
造 粒
尿素
破碎
筛分
计量
计量
计量
熔融
造 粒 塔
造 粒 塔
计量
筛分
细粉外销
加热器预热 尿液 泵送
空气
收集
输送机
冷却及 表面处理
NPK产品

上海院科奕塔式造粒工艺流程示意图
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熔融法工艺生产线实景
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3.3 熔融法工艺及产品特点
主要控制参数: 原料预热温度: 90℃; 尿素熔融温度:130℃; 共熔体温度: 120℃;
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3.3 熔融法工艺及产品特点
熔融法工艺缺陷 ——NPK品种规格严重受制。 由于是以尿素熔融液形成共溶体,因此尿素(硝铵)在 原料总量中一般达到50%,最少不能低于40%。 几乎都是高氮肥,不能生产氮含量低于15%的品种; 磷含量不能高于15%,磷越低越好生产; 塔式造粒NPK产品的特点是“氮不能低,磷不能高。” 熔融法工艺不够成熟 ——开车率较低 夏季空气潮湿,吸潮导致无法连续开车; 生产操作的稳定性不好、连续性较差。 固体物料上高塔困难:必须通过两、三级斗提机接力上 塔顶 尿素分解:产品缩二脲接近国家规定(1.5%)高限值; 由于副反应造成尿素的利用率下降,有2%的损 失; 加入辅料问题:共熔体的必须物增加成本,降低有效含量。
《如何与老农资们拼专业》 ——化肥的常见生产工艺及术语解读。
1 分类
3 AZF生产工艺及产品特点
产品品种:
可以生产:各种NPK,品种规格齐全; 生产困难:尿基超高氮型NPK 不能生产:无
产品质量:
优点:产品内在质量控制精确 不足:产品外观质量不如熔融造粒工艺圆润
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3 AZF生产工艺及产品特点
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3.4 BB肥工艺及产品特点
氢钾 转化
喷枪
造粒干燥 一体机
筛分
破碎
冷却
稀磷酸
包裹
混酸 槽 管式反应器
热风 500~650℃
氨 尿素
料浆 槽
NPK产品 12-18-15
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脱氯工艺生产线实景
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3.2 脱氯工艺及产品特点
脱氯工艺主要工艺控制指标
工艺流程简介
KCl转化率: 82~85% 稀磷酸浓度: 22%P2O5 干燥热风温度:500~650℃ 产品质量: N% 13~14% P2O5% 16~18% K2O% 13~15 % Cl-% 2.5~3.0%
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3.2 脱氯工艺及产品特点
产品品种:
可以生产:硫基NPK,品种规格受限 生产困难:N≥12%的NPK;高浓度肥 不能生产:硝基NPK;氯基NPK
产品质量:
优点:外观圆润 不足:1,内在质量欠缺(磷矿质量导致) 2,产品中残留的氯根偏高 3,产品结构单一,不是今后平衡施肥的方向 4,销售方向仍然是大田作物。
3.3 熔融法工艺及产品特点
产品品种:
可以生产:高氮型NPK,品种规格受限制; 生产困难:3mm以上颗粒 不能生产:高磷型和总养分含量低于40%NPK
产品质量:
优点:外观圆润、独特,带孔不易仿造 不足:颗粒偏小;缩二脲含量较高 颗粒强度偏低,有结块现象 产品溶解快
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3.3 熔融法工艺及产品特点
脱氯工艺用氯化钾代替了硫酸钾,减少K生产成本。 使用较差磷矿生产的低浓度稀磷酸,减少 P生产成本。 整个工艺过程可概括为两步 : 一是将 KCl转化为硫酸氢钾 ,并制成混酸 ; 二是含硫酸氢钾、磷酸等的混酸经氨中和、造粒、干燥 , 冷却后制得成品规格为 12-18- 15的粒状硫基 NPK复 合肥。 造粒干燥 采用内返料一体机工艺。 补氮设备和操作
技 术 优 缺 点
核心技术
技术优势
双管反应器
使用高效的管式反应器; 产品质量控制稳定精确; NPK产品规格齐全。
技术劣势
对原料磷酸质量要求较高
AZF工艺处于技术成熟期,技术改进的方向有: 1.生产DAP时采用单管反应器; 2.增加造粒控制的自动化水平; 3.降低工艺技术对原料磷酸的要求 1.将用已实现国产化的料浆造粒技术为主建设NPK 装置,是我国未来建厂的首选工艺! 2.AZF工艺以其完善性继续充当NPK技术标竿。 主流工艺、技术成熟、改进较少。 投资较大,产品质量较好。 料浆法工艺是未来建厂主流工艺。
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技 术 发 展
未来 技术改进点
未来 发展趋势
技术总结
3.1 团粒法工艺及特点
团粒法工艺流程和简介 团粒法工艺技术特点 团粒法复合肥产品特点 团粒法技术比较和发展趋势
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3.1 团粒法工艺及产品特点
工艺流程图
蒸汽 洗涤
氮肥
磷肥
钾盐 其它原料
计 量 系 统
转鼓 造粒
干燥
筛分
冷却
破碎 包裹
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3.3 熔融法工艺及产品特点
熔融法工艺技术特点
流程特点:
原料特点: 原料是单质化肥和MAP (辅料、填料除外) 建厂情况: 全国已建20几个。 形成总生产能力300~400万吨 (实物量)。 装置投资: 规模小建设投资略大,系数1.1; 规模大与团粒法相当,系数1.0
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1.没有化学反应; 2.所有原料制成熔融 态; 3.需制作稳定的共熔 体; 4.原料处理复杂, 5.不能同时生产尿基 肥和 硝基肥; 6.单塔装置规模不能 超过 30万吨/年。
120~140℃
KHSO4 + HCl↑
2,KHSO4 +H2SO4 K2 SO4 + HCl ↑ 500~600 ℃ 核心是曼海姆炉,高温消耗大量电能。 腐蚀厉害。 好处是脱氯干净
3.2 脱氯工艺及产品特点
脱氯工艺流程方框图
工业盐酸 31% 水 atm 水
HCl 吸收
洗涤
ຫໍສະໝຸດ Baidu尿素
氯化钾 浓硫酸 蒸汽
技术劣势
技 术 发 展
未来 技术改进点
团粒法工艺技术已到成熟期的晚期 技术上会借鉴料浆法工艺的各种小改进, 但要维持投资小、操作简便的优势。
1.团粒法工艺在中国将低速发展; 2.团粒法装置将会兼容生产BB肥; 3.增加氨化系统; 4. 是10万吨以下小型装置的主要选择工艺。
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未来 发展趋势
3.2 脱氯工艺及特点
原料特点: 原料是单质化肥和MAP(填料除外) 可以选用所有氮源,熔融态或固态 建厂情况: 全国建厂200个以上, 总生产能力约1500万吨(实物量) 装置投资: 以团粒法装置投资为比较基准, 建设投资不大,500~3000千万 系数1.0
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3.1 团粒法工艺及产品特点
产品品种:
可以生产:各种NPK,品种规格齐全: 生产难点:高氮型NPK 不能生产:无
美国为适应大规模农场和高度机械化耕作相结合的 农业结构的需要,在二十世纪五十年代后发展起来的。 它的特点是把生产、销售和使用三个环节联在一起 依托高效的农化服务来保证整个系统的运作。 工厂分布在用肥地区,以小规模经营为主,装置生 产能力较小。
销售半径规定:美国50英里(80km);日本120km! 养分偏离规定:美国<10%; 日本<20%! 上世纪九十年代有BB肥装置约8000套,BB肥占复混肥料总 量的70%!一般BB肥装置的开车率低于20%,只在用肥季节短 时间开机。
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3.2 脱氯工艺及产品特点
技 术 优 缺 点 核心技术 硫酸氢钾低温转化技术
技术优势
技术劣势
用氯化钾替代硫酸钾(成本优势)
不能生产氯基NPK; 硫基NPK产品的氮含量受严重制约; 副产的工业盐酸必须在本地区销售完毕
未来 技术改进点 技 术 发 展
1.开发增氮技术,提高产品含氮量; 2.提高氯化钾转化率,降低产品氯含量 3.改进转化系统设备材质,增加寿命; 4.扩大磷源,用MAP代替稀磷酸;
脱氯工艺流程和简介 脱氯工艺技术特点 脱氯工艺复合肥产品特点 脱氯技术比较和发展趋势
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3.2 脱氯工艺及产品特点
脱氯工艺的核心反应: KCl+H2SO4 120~140℃ KHSO4 + HCl ↑
核心是低温,能耗低,成本低。设备简单
世界通用的硫酸钾生产工艺:曼海姆法
1, KCl+H2SO4
自然空气
高塔 造粒
尿素 MAP 钾盐 辅料
物 料 熔 融
冷冻空气
冷冻结晶 造粒 矿物油
油冷 造粒
NPK
造粒塔喷淋造粒工艺使用最早、最广泛的是单一氮肥如尿素和硝铵的喷淋造 粒,在20世纪30年代开始使用。挪威海德鲁用于生产硝基复合肥。
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3.3 熔融法工艺及产品特点
热风排空 塔顶 混合器 喷头 斗 提 机
NPK 产品
团粒法造粒工艺流程方块示意图
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团 粒 法 工 艺 生 产 线 实 景
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3.1 团粒法工艺及产品特点
工艺流程简介
主要特征是无发生化学反应,物理过程为主。 团粒法是欧洲发展起来的,称之为“蒸汽造粒法”。 造粒形式有:回转盘造粒、双轴造粒、转鼓造粒等。 在中国使用最广泛的是转鼓造粒方式。 蒸汽和水喷洒在造粒物料床上, 控制蒸汽和水加入量调整造粒。 通蒸汽提高了造粒物料的温度,使造粒过程水分含量较 低。 通常控制转鼓造粒机出料口处物料的温度在70~95℃, 水分含量在3~7%。
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