结晶法生产硝酸铵钙工艺技术及经济分析
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（ 3） 无传统复肥产品生产的干燥工段，节 省了热风炉、干燥器、干燥尾气处理设备及配套 设施的投资。
（ 4） 反应器反应生成的 CO2 气体与微量硝 酸分解生成的 NOx 气体，以及中和槽中和时产 生的少量尾气，通过引风机引至吸收塔，利用吸 收塔内的石灰水吸收处理，实现了尾气的达标排 放，吸收溶液又可返回系统作为原料。
室，此处流场较为复杂，导致渣口的压差变为 态。再次联系仪表处理，将取压点根部阀关闭，
负值。
在现场测量表处断开，有冷凝液排出。恢复后渣
4 渣口压差波动
口压差正常指示。 由于冷凝液的存在，在取压管道内冷凝液始
4. 1 事故经过
终处于一个不稳定的状态，会随着气体的流动而
2012 年 4 月，渣口压差在一定范围内波动， 流动，造成取压点处的压力随之波动，而且始终
1 结晶法硝酸铵钙生产工艺
法有硝酸磷肥副产法和硝酸铵碳酸钙混合法，这 2 种方法属于传统的复肥生产方法，即通过在硝 酸铵中添加含钙、镁元素的无机土壤调理剂而制 成，工艺成熟，但这 2 种方法生产的硝酸铵钙中 钙元素很难被农作物吸收，无效成分含量高。
本文介绍的结晶法硝酸铵钙生产工艺是一种 全新的正在工程化的新工艺。结晶法生产的硝酸 铵钙复肥产品为该产品两大类型中的第二类型， 即结晶型，产品是一种纯净、单一的物质，分子
2 技术经济分析
2. 1 投资估算 1 套 100 kt / a 结晶法硝酸铵钙复肥装置的主
要设备如下： 引风机 3 台 反应器 4 台 中和槽 4 个 石料仓 1 座 大倾角皮带输送机 1 组 皮带输送机 1 组 稀硝酸槽 1 个 石灰水高位槽 1 个 硝酸钙配制槽 2 个 特种分离机组 1 组 澄清塔 2 台 硝酸铵钙贮槽 2 个 硝铵计量罐 2 个 电动葫芦 1 台 一段蒸发器 2 台 二段蒸发器 2 台 稀硝酸铵钙贮槽 2 个 破碎机 1 台 返料仓 1 座 细料皮带输送机 1 组 成品皮带输送机 1 组 大料皮带输送机 1 组 晶种皮带输送机 2 组 提升机 2 组 筛分器 2 套 浓硝酸铵钙液贮罐 2 个 储斗 2 组 晶种储斗 14 组 圆盘造粒器 6 台 过滤器 2 台 吸收塔 1 台 泵类设备 35 台 冷凝液槽 1 个 石灰水槽 2 个 澄清石灰水槽 1 个 稀硝铵槽 1 个 滤液收集槽 1 个 包装机 1 套 该装置总投资约为 5 081 万元，其中建设投
全投资财务内部净现值（ 税前） /万元 全投资财务内部净现值（ 税后） /万元 盈亏平衡点 /%
3 266. 79 1 871. 24
53. 32
由表 1 数据可知： 项目的总投资收益率为 20. 81% ，投资回收期 （ 税后，静态，不含建设 期） 为 4. 9 a，表明装置有比较好的投资回收能 力； 全 投 资 财 务 内 部 收 益 率 （ 税 后 ） 为 20. 35% ，大于全化工行业基准收益率 12% ，且 税后项目投资财务净现值大于零，表明装置有较 好的收益； 项目的盈亏平衡点为 53. 32% ，即生 产负荷达到设计能力的 53. 32% 以上项目就有盈 利。总体来看，项目的各项经济评价指标较好， 具备一定的风险承受能力。
（ 5） 二效蒸发装置中的二效蒸发冷凝液全 部回收到冷凝液槽中，冷凝液一部分通过冷凝液 液下泵送到石灰水槽用于石灰水的配制，另一部 分送回装置配制稀硝酸溶液，即装置中的二效蒸 发冷凝液全部有效地返回到了系统，整套系统无 排水，节能环保。 3. 2 缺 点
（ 1） 本项目是工程开发项目，生产装置与 已知的生产工艺有所不同，生产技术可能需要在 实践中重新认识、调整和试验。
0引言
近年来由于农用硝酸铵的生产和销售受到限 制，为了满足国内市场对硝态氮肥的需求，一些 硝酸铵生产企业开始转产硝酸铵钙。转产硝酸铵 钙既避免了生产硝酸铵的不稳定性问题，又在产 品中增添了作物所需的有效养分———钙，产品投 放市场后供不应求。国内常用的硝酸铵钙生产方
式为 5Ca（ NO3 ） 2 · NH4 NO3 ·10H2 O，相对分子 质量1 080，含氮量为 15. 5% ，其中 90% 以上为 硝态氮，含水溶性氧化钙 26% 。这种硝酸铵钙 制造成本低，不含无效成分，肥效优于传统的硝 酸铵钙复肥。下面以 100 kt / a 结晶法硝酸铵钙生 产装置为模型进行工艺技术介绍及经济分析。
单位可变成本 /元 单位固定成本 /元 总投资收益率 /% 投资回收期 /a 全投资财务内部收益率（ 税前） /% 全投资财务内部收益率（ 税后） /%
5 081 3 259 1 500 599 570 590
0 0（ 按自有资金考虑）
1 822 1 057 793 1 846 1 727 119 20. 81 4. 9（ 税后，不含建设期） 26. 19 20. 35
且波动的范围较大，达到了 0. 02 MPa。检查气 处于一个滞后的状态，这就是渣口压差波动的根
化炉排水正常，没有带水现象，激冷水流量等各 本原因。虽然在操作上不能过于依赖渣口压差，
项指标均指示正常，但是渣口压差仍在小范围内 但是保证渣口压差的准确性也是较为重要的。
·28·
中氮肥
第3 期
图 1 结晶法硝酸铵钙的生产工艺流程 生成的硝酸钙溶液从反应器进入中和槽，在 中和槽内，含过量硝酸的硝酸钙溶液在搅拌状态 下加入来自石灰水高位槽的石灰水，调节溶液 pH 至碱性。中和时产生的少量尾气与反应器放 出的 CO2 及微量硝酸分解生成的 NOx 通过引风 机引至吸收塔吸收。调好 pH 的硝酸钙溶液送入 澄清槽贮存，再用输送泵送至特种分离机组进行 分离，滤液流至硝酸钙贮槽备用。 向硝酸铵钙配制槽注入定量的硝酸钙溶液， 再注入适量的硝铵溶液，搅拌均匀，通过输送泵 将配制好的稀硝酸铵钙溶液送至贮槽。利用蒸发 工序的蒸汽冷凝液对稀硝酸铵钙溶液进行预热， 预热后通过输送泵送至蒸发工序，在真空双效连 续蒸发装置中浓缩，制得特定浓度的硝酸铵钙结 晶溶液 （ 浓液） 后送至浓硝酸铵钙液贮罐。 浓硝酸铵钙液贮罐维持在一定温度，用造粒 泵将浓液送至圆盘造粒机，通过喷头喷在圆盘上 进行造粒。从圆盘造粒机上滚下的硝酸铵钙粒子 进入筛分器，大粒度产品进入浓硝酸铵钙液贮罐 溶解，小粒度产品则送至晶种储斗，再通过螺旋 双向出料输送机加入到圆盘上作为晶种，用作返 料造粒。当返料不足时，大粒度产品可以用破碎 机破碎后送至晶种储斗，用作补充返料。粒度合 格的成品通过皮带输送到成品包装机进行包装。
主要 原 材 料 及 公 用 工 程 消 耗： 硝 铵 溶 液 （ 65% ） 12 kt / a，硝 酸 （ 60% ） 100 kt / a，石灰 石 （ CaCO3 ） 54 kt / a，生石灰 （ CaO） 5 000 t / a， 年电耗 2. 5 × 106 kW·h，生产水 1 000 t / a。项 目资金来源按企业自有资金考虑。
3 结晶法硝酸铵钙的优、缺点
3. 1 优 点 （ 1） 采用特种分离机组替代传统的板式压力
过滤器，过滤效率更高，且设备价格低 （ 可节 约设备费约 50 万元） 、占地小，减少了项目总 投资，解决了采用板式压力过滤器带来的劳动强 度大、生产不稳定的问题。
（ 2） 蒸发采用了真空双效连续蒸发装置， 操作连续，自动化程度高，产品质量易于控制。
氧气流量趋于稳定。当煤浆压差低时，手动调节 波动。联系仪表处理，关闭取压点根部阀可以自
氧气流量调节阀位，开至 90% ，煤浆压差可恢 动回零，开大取压口氮气，压力可以上涨。
复正常，渣口压差也恢复正常。
4. 2 分析及处理
当渣口压差为负值时，手动将取压口的氮气
分析原因，可能是某种原因导致了取压点处
开大，仍没有效果。由于取压口的位置靠近烧嘴 压力指示不稳，致使渣口压差始终处于波动的状
1. 1 生产原料 结晶法生产硝酸铵钙复合肥，其氮素 （ N）
的主要来源有硝酸、硝酸铵等，钙素 （ CaO） 的 主要来源有硝酸钙、石灰石、碳酸钙等。 1. 2 生产工艺流程
结晶法硝酸铵钙的生产工艺流程见图 源自文库。 来自界外的浓硝酸与冲洗液泵送来的冲洗液 配成特定浓度的稀硝酸，并贮存入稀硝酸槽。青 石 （ CaCO3 ） 通过大倾角皮带输送机和平皮带输
第3 期 2014 年 5 月
中氮肥 M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress
No. 3 May 2014
结晶法生产硝酸铵钙工艺技术及经济分析
李倩
（ 四川川化永昱化工工程有限责任公司，四川 成都 610301）
［中图分类号］ TQ 113. 7 + 4 ［文献标志码］ B ［文章编号］1004 － 9932（ 2014） 03 － 0027 － 03
［收稿日期］2013-09-27 ［修稿日期］2013-11-07
送机送入反应器，稀硝酸通过供酸泵输送到反应
［作者简介］ 李 倩（ 1977—） ，女，四川成都人，工程师。
器，青石和稀硝酸反应生成硝酸钙和 CO2 。
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
按上述参数进行经济分析，其结果如表 1。
表 1 100 kt / a 结晶法硝酸铵钙复肥的经济分析
分析项目
指标
总投资 /万元 建设投资 /万元 设备购置费 /万元 安装工程费 /万元 建筑工程费 /万元 其他基建费 /万元 固定资产投资方向调节税 /万元 建设期贷款利息 /万元 流动资金 /万元
年均利润总额 /万元 年均净利润 /万元 单位成本 /元
资 3 259 万元，流动资金 1 822 万元。 2. 2 经济分析
产品及原材料按近 5 a 市场平均价估算，即
第3 期
李 倩: 结晶法生产硝酸铵钙工艺技术及经济分析
·29·
硝酸铵钙 1 950 元 / t （ 免税） ，硝铵溶液 （ 65% ） 1 000 元 / t， 硝 酸 （ 60% ） 1 250 元 / t， 青 石 （ CaCO3 ） 195 元 / t，生石灰 （ CaO） 305 元 / t。
（ 2） 结晶法生产的硝酸铵钙复肥产品属于 一种新的复肥产品，存在产品替代时间周期这 一潜在的风险。因此，新产品销售市场的开拓 应随工程开发同步展 开，以 减 小 这 一 潜 在 的 风险。
4 结束语
综上所述，结晶法生产硝酸铵钙复肥，生产 工艺简单、技术适用，经济效益较好，装置产生 的废水可全部回用，废渣可作为建材原料，项目 增效、环保、节能。因此，结晶法生产的硝酸铵 钙产品具有较强的市场竞争能力，其生产技术是 一种值得推广的新技术。但应注意，结晶法硝酸 铵钙的生产原料中，硝酸和硝酸铵是用量较大的 2 种主要原料，同时这 2 种原料也是价格波动最 大的原料，自产硝酸和硝酸铵的氮肥企业投建该 项目可有效回避原料供给和价格波动给生产经营 带来的不可控因素，并减少生产成本波动带来的 影响。
（ 4） 反应器反应生成的 CO2 气体与微量硝 酸分解生成的 NOx 气体，以及中和槽中和时产 生的少量尾气，通过引风机引至吸收塔，利用吸 收塔内的石灰水吸收处理，实现了尾气的达标排 放，吸收溶液又可返回系统作为原料。
室，此处流场较为复杂，导致渣口的压差变为 态。再次联系仪表处理，将取压点根部阀关闭，
负值。
在现场测量表处断开，有冷凝液排出。恢复后渣
4 渣口压差波动
口压差正常指示。 由于冷凝液的存在，在取压管道内冷凝液始
4. 1 事故经过
终处于一个不稳定的状态，会随着气体的流动而
2012 年 4 月，渣口压差在一定范围内波动， 流动，造成取压点处的压力随之波动，而且始终
1 结晶法硝酸铵钙生产工艺
法有硝酸磷肥副产法和硝酸铵碳酸钙混合法，这 2 种方法属于传统的复肥生产方法，即通过在硝 酸铵中添加含钙、镁元素的无机土壤调理剂而制 成，工艺成熟，但这 2 种方法生产的硝酸铵钙中 钙元素很难被农作物吸收，无效成分含量高。
本文介绍的结晶法硝酸铵钙生产工艺是一种 全新的正在工程化的新工艺。结晶法生产的硝酸 铵钙复肥产品为该产品两大类型中的第二类型， 即结晶型，产品是一种纯净、单一的物质，分子
2 技术经济分析
2. 1 投资估算 1 套 100 kt / a 结晶法硝酸铵钙复肥装置的主
要设备如下： 引风机 3 台 反应器 4 台 中和槽 4 个 石料仓 1 座 大倾角皮带输送机 1 组 皮带输送机 1 组 稀硝酸槽 1 个 石灰水高位槽 1 个 硝酸钙配制槽 2 个 特种分离机组 1 组 澄清塔 2 台 硝酸铵钙贮槽 2 个 硝铵计量罐 2 个 电动葫芦 1 台 一段蒸发器 2 台 二段蒸发器 2 台 稀硝酸铵钙贮槽 2 个 破碎机 1 台 返料仓 1 座 细料皮带输送机 1 组 成品皮带输送机 1 组 大料皮带输送机 1 组 晶种皮带输送机 2 组 提升机 2 组 筛分器 2 套 浓硝酸铵钙液贮罐 2 个 储斗 2 组 晶种储斗 14 组 圆盘造粒器 6 台 过滤器 2 台 吸收塔 1 台 泵类设备 35 台 冷凝液槽 1 个 石灰水槽 2 个 澄清石灰水槽 1 个 稀硝铵槽 1 个 滤液收集槽 1 个 包装机 1 套 该装置总投资约为 5 081 万元，其中建设投
全投资财务内部净现值（ 税前） /万元 全投资财务内部净现值（ 税后） /万元 盈亏平衡点 /%
3 266. 79 1 871. 24
53. 32
由表 1 数据可知： 项目的总投资收益率为 20. 81% ，投资回收期 （ 税后，静态，不含建设 期） 为 4. 9 a，表明装置有比较好的投资回收能 力； 全 投 资 财 务 内 部 收 益 率 （ 税 后 ） 为 20. 35% ，大于全化工行业基准收益率 12% ，且 税后项目投资财务净现值大于零，表明装置有较 好的收益； 项目的盈亏平衡点为 53. 32% ，即生 产负荷达到设计能力的 53. 32% 以上项目就有盈 利。总体来看，项目的各项经济评价指标较好， 具备一定的风险承受能力。
（ 5） 二效蒸发装置中的二效蒸发冷凝液全 部回收到冷凝液槽中，冷凝液一部分通过冷凝液 液下泵送到石灰水槽用于石灰水的配制，另一部 分送回装置配制稀硝酸溶液，即装置中的二效蒸 发冷凝液全部有效地返回到了系统，整套系统无 排水，节能环保。 3. 2 缺 点
（ 1） 本项目是工程开发项目，生产装置与 已知的生产工艺有所不同，生产技术可能需要在 实践中重新认识、调整和试验。
0引言
近年来由于农用硝酸铵的生产和销售受到限 制，为了满足国内市场对硝态氮肥的需求，一些 硝酸铵生产企业开始转产硝酸铵钙。转产硝酸铵 钙既避免了生产硝酸铵的不稳定性问题，又在产 品中增添了作物所需的有效养分———钙，产品投 放市场后供不应求。国内常用的硝酸铵钙生产方
式为 5Ca（ NO3 ） 2 · NH4 NO3 ·10H2 O，相对分子 质量1 080，含氮量为 15. 5% ，其中 90% 以上为 硝态氮，含水溶性氧化钙 26% 。这种硝酸铵钙 制造成本低，不含无效成分，肥效优于传统的硝 酸铵钙复肥。下面以 100 kt / a 结晶法硝酸铵钙生 产装置为模型进行工艺技术介绍及经济分析。
单位可变成本 /元 单位固定成本 /元 总投资收益率 /% 投资回收期 /a 全投资财务内部收益率（ 税前） /% 全投资财务内部收益率（ 税后） /%
5 081 3 259 1 500 599 570 590
0 0（ 按自有资金考虑）
1 822 1 057 793 1 846 1 727 119 20. 81 4. 9（ 税后，不含建设期） 26. 19 20. 35
且波动的范围较大，达到了 0. 02 MPa。检查气 处于一个滞后的状态，这就是渣口压差波动的根
化炉排水正常，没有带水现象，激冷水流量等各 本原因。虽然在操作上不能过于依赖渣口压差，
项指标均指示正常，但是渣口压差仍在小范围内 但是保证渣口压差的准确性也是较为重要的。
·28·
中氮肥
第3 期
图 1 结晶法硝酸铵钙的生产工艺流程 生成的硝酸钙溶液从反应器进入中和槽，在 中和槽内，含过量硝酸的硝酸钙溶液在搅拌状态 下加入来自石灰水高位槽的石灰水，调节溶液 pH 至碱性。中和时产生的少量尾气与反应器放 出的 CO2 及微量硝酸分解生成的 NOx 通过引风 机引至吸收塔吸收。调好 pH 的硝酸钙溶液送入 澄清槽贮存，再用输送泵送至特种分离机组进行 分离，滤液流至硝酸钙贮槽备用。 向硝酸铵钙配制槽注入定量的硝酸钙溶液， 再注入适量的硝铵溶液，搅拌均匀，通过输送泵 将配制好的稀硝酸铵钙溶液送至贮槽。利用蒸发 工序的蒸汽冷凝液对稀硝酸铵钙溶液进行预热， 预热后通过输送泵送至蒸发工序，在真空双效连 续蒸发装置中浓缩，制得特定浓度的硝酸铵钙结 晶溶液 （ 浓液） 后送至浓硝酸铵钙液贮罐。 浓硝酸铵钙液贮罐维持在一定温度，用造粒 泵将浓液送至圆盘造粒机，通过喷头喷在圆盘上 进行造粒。从圆盘造粒机上滚下的硝酸铵钙粒子 进入筛分器，大粒度产品进入浓硝酸铵钙液贮罐 溶解，小粒度产品则送至晶种储斗，再通过螺旋 双向出料输送机加入到圆盘上作为晶种，用作返 料造粒。当返料不足时，大粒度产品可以用破碎 机破碎后送至晶种储斗，用作补充返料。粒度合 格的成品通过皮带输送到成品包装机进行包装。
主要 原 材 料 及 公 用 工 程 消 耗： 硝 铵 溶 液 （ 65% ） 12 kt / a，硝 酸 （ 60% ） 100 kt / a，石灰 石 （ CaCO3 ） 54 kt / a，生石灰 （ CaO） 5 000 t / a， 年电耗 2. 5 × 106 kW·h，生产水 1 000 t / a。项 目资金来源按企业自有资金考虑。
3 结晶法硝酸铵钙的优、缺点
3. 1 优 点 （ 1） 采用特种分离机组替代传统的板式压力
过滤器，过滤效率更高，且设备价格低 （ 可节 约设备费约 50 万元） 、占地小，减少了项目总 投资，解决了采用板式压力过滤器带来的劳动强 度大、生产不稳定的问题。
（ 2） 蒸发采用了真空双效连续蒸发装置， 操作连续，自动化程度高，产品质量易于控制。
氧气流量趋于稳定。当煤浆压差低时，手动调节 波动。联系仪表处理，关闭取压点根部阀可以自
氧气流量调节阀位，开至 90% ，煤浆压差可恢 动回零，开大取压口氮气，压力可以上涨。
复正常，渣口压差也恢复正常。
4. 2 分析及处理
当渣口压差为负值时，手动将取压口的氮气
分析原因，可能是某种原因导致了取压点处
开大，仍没有效果。由于取压口的位置靠近烧嘴 压力指示不稳，致使渣口压差始终处于波动的状
1. 1 生产原料 结晶法生产硝酸铵钙复合肥，其氮素 （ N）
的主要来源有硝酸、硝酸铵等，钙素 （ CaO） 的 主要来源有硝酸钙、石灰石、碳酸钙等。 1. 2 生产工艺流程
结晶法硝酸铵钙的生产工艺流程见图 源自文库。 来自界外的浓硝酸与冲洗液泵送来的冲洗液 配成特定浓度的稀硝酸，并贮存入稀硝酸槽。青 石 （ CaCO3 ） 通过大倾角皮带输送机和平皮带输
第3 期 2014 年 5 月
中氮肥 M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress
No. 3 May 2014
结晶法生产硝酸铵钙工艺技术及经济分析
李倩
（ 四川川化永昱化工工程有限责任公司，四川 成都 610301）
［中图分类号］ TQ 113. 7 + 4 ［文献标志码］ B ［文章编号］1004 － 9932（ 2014） 03 － 0027 － 03
［收稿日期］2013-09-27 ［修稿日期］2013-11-07
送机送入反应器，稀硝酸通过供酸泵输送到反应
［作者简介］ 李 倩（ 1977—） ，女，四川成都人，工程师。
器，青石和稀硝酸反应生成硝酸钙和 CO2 。
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按上述参数进行经济分析，其结果如表 1。
表 1 100 kt / a 结晶法硝酸铵钙复肥的经济分析
分析项目
指标
总投资 /万元 建设投资 /万元 设备购置费 /万元 安装工程费 /万元 建筑工程费 /万元 其他基建费 /万元 固定资产投资方向调节税 /万元 建设期贷款利息 /万元 流动资金 /万元
年均利润总额 /万元 年均净利润 /万元 单位成本 /元
资 3 259 万元，流动资金 1 822 万元。 2. 2 经济分析
产品及原材料按近 5 a 市场平均价估算，即
第3 期
李 倩: 结晶法生产硝酸铵钙工艺技术及经济分析
·29·
硝酸铵钙 1 950 元 / t （ 免税） ，硝铵溶液 （ 65% ） 1 000 元 / t， 硝 酸 （ 60% ） 1 250 元 / t， 青 石 （ CaCO3 ） 195 元 / t，生石灰 （ CaO） 305 元 / t。
（ 2） 结晶法生产的硝酸铵钙复肥产品属于 一种新的复肥产品，存在产品替代时间周期这 一潜在的风险。因此，新产品销售市场的开拓 应随工程开发同步展 开，以 减 小 这 一 潜 在 的 风险。
4 结束语
综上所述，结晶法生产硝酸铵钙复肥，生产 工艺简单、技术适用，经济效益较好，装置产生 的废水可全部回用，废渣可作为建材原料，项目 增效、环保、节能。因此，结晶法生产的硝酸铵 钙产品具有较强的市场竞争能力，其生产技术是 一种值得推广的新技术。但应注意，结晶法硝酸 铵钙的生产原料中，硝酸和硝酸铵是用量较大的 2 种主要原料，同时这 2 种原料也是价格波动最 大的原料，自产硝酸和硝酸铵的氮肥企业投建该 项目可有效回避原料供给和价格波动给生产经营 带来的不可控因素，并减少生产成本波动带来的 影响。