高塔造粒复合肥优点

等方面的要求。 高塔尿基复合肥是一种外观光滑均匀，有熔化孔、不结块的新型复 合肥，具有养分含量高、含氮配比高、不易结块、利于作物吸收、适用 范围广等特点。高塔尿基复合肥工艺可以生产氮素较高的复合肥品种， 适合做底肥、追肥，以及蔬菜瓜果等专用肥。此工艺可以直接利用尿素 浓溶液，无需尿素溶液的喷淋造粒过程及固体尿素制复混肥的破碎操作 简化了工艺流程，同时可以充分利用原副尿素的热能，物料水分含量 低、无需干燥、能耗大为节省，投资和操作费用低于常规固体配料蒸汽 造粒装置。 同样是熔体造粒，国内大部分高塔肥是以尿素或硝铵熔体，再加入 钾肥、磷肥，实际上也是物理掺混的方式，严格意义上这算是一种复混 肥；而国外采用的是大化工工艺，即用磷酸液铵熔体，再添入钾肥造 粒，成品是硫基复合肥。因此，同样含量的养分，但其元素存在形式上 的不同可能导致了效果上的差别。 相对于其他传统的复合肥生产工艺而言，高塔造粒生产N、P、K复 合肥生产工艺的优势集中体现在以下几个方面：①产品养分均匀；②在 高氮含量的基础上，磷和钾的含量可任意调节；③产品外观为光滑的圆 球形，不易结块，强度大，利于施肥；④利用高塔喷淋造粒，集造粒、 干燥、冷却于一体，简化了生产流程；⑤产品水溶性好，肥效高；⑥产 品颗粒上有一小孔是天然的防伪标志；⑦生产过程中几乎无返料，生产 成本低；⑧生产投资少、规模大，产品产量高。 3、 高塔造粒复合肥的工艺特点 1、 工艺原理 相关资料中介绍高塔造粒生产高浓度尿基N、P、K复合肥的工艺原 理，都是基于熔融尿素和磷酸一铵、氯化钾(或硫酸钾)可以形成低共熔 点化合物的特点，而实际上，这几种物料在混合时不能形成所谓的“低 共熔点化合物”。 将磷酸一铵和氯化钾加入到尿液中(尿液温度通常为135℃)，在此
在60—90℃。温度过低在与尿液混合的过程中，会降低熔体料浆的温 度、增大其黏性，进而导致其流动性差，堵塞管道和造粒喷头。 其次，筛分后混合物料的细度要小于0.8毫米，以保证固液混合均 匀，使固体物料在混合后处于良好的悬浮状态。 另外，磷酸一铵的水分要≤1.5%。水分过高,会导致熔体料浆流动性 变差。水分过高,会使混合物料在加热过程中发粘，影响加热器正常工 作。 再者，尿液的浓度、温度、尿素熔融后的停留时间。尿液的浓度要 ≥98%，浓度过低在造粒过程中会使颗粒出现扁平状。尿液温度要控制 在135℃范围内，尽量减少尿素熔融后的停留时间，以防止复混肥料中 缩二脲含量升高。 最后，要注意料浆的混合时间和混合温度。料浆的混合时间≤4分 钟，而料浆的混合温度要控制在115—125℃。 造粒工序也属于关键环节，会受到造粒喷头的结构型式、造粒喷头 的转速、混合料浆的粘性和流动性等三个因素的影响。 除以上两个环节，还要防止杂物进入系统，注意保温蒸汽的压力高 低及疏水阀能否正常疏水。 高塔造粒出现常见问题的原因及对策： 1) 尿液泵不能正常输送尿液 可能的原因有三个，即尿液泵的夹套保温蒸汽压力过高，导致尿液 沸腾并产生气蚀；叶轮脱落(键钉或键槽损坏)；检查尿液泵电机是否烧 坏、线路是否正常。对此，可以将尿液泵的保温蒸汽压力降到0.3MPa 以下；按《工艺操作规程》的要求导换备用泵；查明电器或机械故障原 因，及时抢修。 2) 粉料加热器出口物料温度偏低 引起问题的原因是加热蒸汽压力过低,热量不够；蒸汽冷凝液排水不 畅或疏水阀损坏。可以通过提高蒸汽压力；清理蒸汽冷凝液排水管道， 或修理、更换疏水阀来解决。
温度条件下，氯化钾非常稳定，既不与尿素反应，也不会和磷酸一铵发 生反应。实际上参加化学反应的只是部分的磷酸一铵和部分尿素，游离 酸的反应是可以忽略不计的。首先，由于磷酸一铵和尿素本身温度等的 关系，会产生自身的分解反应，这是不可避免的。其次，磷酸一铵与尿 素长时间接触后会促使尿素分解和形成多磷酸盐，反应式为： (NH2)2CO+2NH4H2PO4→(NH4)2H2P2O7+CO2+2NH3 (1) 由式(1)可见，尿素分解放出氨气，会导致氮养分损失；同时放出 CO2，会在液体表面形成大量的气泡而导致混合器溢流或憋压。复合肥 产品颗粒上的小孔也是由于该反应在结晶过程中不断进行，气体由内向 外释放而形成的。另外，多磷酸盐是一种黏度很大的物质，若产生的多 磷酸盐过多，会增大料浆的黏度，直接影响料浆的流动性，从而影响喷 头造粒的正常进行。 影响该反应的主要因素是温度和水分，温度越高，水分越高，则反 应越快。所以应严格控制这2项工艺指标，同时混合时间的长短也需要 严格控制。 因此，实际上这几种物质在一起混合所形成的应该只是一种混合 物，而不应该说是一种化合物，低共熔点的说法也是不确切的。由于向 尿素熔融液中加入了大量的“杂质”，才使得结晶温度有所下降，但下 降值并不会太多。若在尿素的结晶温度(132.6℃)以下进行复合肥生产 的温度控制，往往会因为尿素的析出、分离而结晶，从而影响生产的正 常进行。 2、 工艺流程 高塔造粒生产高浓度尿基N、P、K复合肥的工艺流程简图如图1所 示。高浓度复合肥中的氮元素来自尿素和硝酸铵，其中以尿素为主，故 通称为尿基复合肥；磷元素的来源是磷酸一铵(磷酸二氢铵)；而钾元素 的来源是氯化钾(氯基)或硫酸钾(硫基)。生产中将粉状的磷酸一铵、氯 化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ和添加剂(辅料)等加热后，加入到熔融尿素中，充分混合后进入造 粒塔造粒，雾状液滴在空气中结晶、固化、冷却成成品颗粒。
一铵就会加快分解速度而致使氨损失。 另外，原料的细度应控制为0.3～0.8mm，因为过大的颗粒会堵塞喷 头，而过细的颗粒又会增加其混合难度。 造粒 造粒是整个高塔造粒生产尿基N、P、K复合肥生产工艺的核心。复合 肥的造粒与尿素的造粒有着很大的区别。尿素是单一物料，结晶温度相 对稳定，各项物化数据齐全，设计计算理论也很完善。而复合肥由于 N、P、K各养分变化大，很难取得如结晶温度、密度、黏度、熵、焓等 各项物化数据，因此在复合肥的造粒方面并没有严格的理论计算，都是 比照尿素生产而进行的概念性估算，包括造粒塔在内的一系列设备也都 是采用概念性设计。造粒有以下几个问题需要重视： (1)充分混合物料是流畅造粒的基础。这就要求所采用的设备的混合 效率一定要高。 (2)严格控制物料温度。如前所述，由于并没有形成所谓的低共熔点 化合物，物料的温度就不能够控制得过低，这样会导致局部的尿液析出 结晶而堵塞喷头。 (3)造粒用的造粒机和喷头都要经过改造才能适用于复合肥的造粒生 产。尤其是喷头的结构，其内部一定要带有防止物料分层和粘壁的特殊 结构，形式可以是多种多样的。喷头的喷孔直径要比尿素用的喷头喷孔 直径大，大部分直径尺寸选用2.5～3.0mm。 (4)由于复合肥的热焓值较尿素的要高，因此其结晶、冷却的速度较 慢，相对于尿素而言，它所需要的造粒塔高度要比尿素的高许多，即使 造粒塔高度达到100m，成品的温度也往往还在60℃以上，还需要继续 冷却；另外，由于复合肥的密度和颗粒直径比尿素大，它所需要的造粒 塔直径也比尿素的要大。 4、 高塔造粒复合肥工艺的相关问题 熔体料浆的制备是该工艺的一个关键环节，应注意以下几点： 首先，磷酸一铵、氯化钾和填充料及返料等混合料的温度一般控制
高塔造粒复合肥资料整理
1、 几种不同的造粒工艺简介 滚筒造粒工艺简单,但造粒圆滑,原料质量参差不齐,效果也不相同,水 溶率和利用率偏低,易流失,但在干旱年间针对生长期较短的作物追肥效 果,要比转鼓喷浆造粒的肥效快.往往是一些造假的企业惯用的工艺. 转鼓喷浆造粒粒度坚硬,肥效比高塔造粒长,不宜流失,易做生长期长 的作物基肥使用.缺点是化合时氮素易流失,故有二次加氮的工艺. 氨化造粒是管道喷浆成粒,肥效期介于滚筒和转鼓喷浆之间,利用率 优于喷浆,而低于高塔造粒,水溶性不错,颗粒成不规则状,高氮高钾等含量 可自由调节,适合配方施肥. 高塔造粒颗粒光滑,中空防伪,含量均衡,NPK更可自由调配,肥效在复 肥中最快,易溶解,最适宜做追肥.缺点是在造粒喷浆时,尿液熔融,如果工 艺时间流程控制不好,易产生大量的缩二脲,还有就是生产中水分易超标. 2、 高塔造粒复合肥的优点 近年来农业部门的施肥实践证明，将单一养分以适当比例调配成复 合(混)肥料施用，由于氮、磷、钾养分产生的联合效应，相对单一养分 施肥作物可增产10％～15％，提高了化肥利用率。随着国家测土配方 施肥行动的深入，复合肥的能效逐渐为我国各地农民所了解，复合肥的 施用面积和施用量明显增长。按照农业部要求，2010年我国肥料的复 合化率要达到50％，与世界发达国家化肥的复合化率70％相差甚远。 从长远看复合肥是今后化肥发展的主要方向之一。另外根据有关部门调 查数据显示，近年来由于过量施用尿素，中国每年有超过1.5×107 t的 废氮流失到了农田之外，并引发了环保问题。提高复合肥的利用效率， 成为国家控制农业污染源的重要措施。 目前尿素产量已占我国氮肥总产量的60％。以尿素为氮源制NPK 三元复肥也日益受到重视，单一养分尿素用于二次加工生产高浓度复混 肥的数量在逐步增大，先进的高浓度尿基复合(混)肥料的工艺技术和成 熟的生产装置显得非常重要，主要是由于尿素市场影响力和化肥利用率
3) 混合槽料浆流动性差 出现问题，可能是料浆在混合槽内停留时间过长；料浆浓度过大， 水分偏低；料浆温度偏低。通过增大投料量，达到指标要求；向混合槽 内补充热水；提高粉料加热器的出口物料温度；检查保温蒸汽压力、清 理蒸汽冷凝液排水管道、或修理、更换疏水阀等措施可以实现问题的解 决。 4) 造粒喷头堵塞 可能是由于喷头内有杂物堵塞喷孔；喷头转速过慢，致使料浆在喷 头处固化等造成的。就需要清除喷头内杂物；使用备用喷头并相应调整 其转速；拆下已堵塞的喷头进行清洗、备用。 5) 造粒塔粘壁现象严重 这时因为，塔径较小，喷头喷出的未冷却的物料粘到塔壁上；造粒 喷头的转速过高，喷射压力过大。采取强制冷却措施，对易粘壁的塔壁 段进行防粘壁处理；调整造粒喷头的转速。 6) 出塔的物料易出现扁平状、颗粒易粘连 这种现象可能是塔径较小、塔的高度不够导致冷却效果差所致，可 以采取强制冷却措施，比如配冷风等。 7) 尿液输送管道易堵塞 可能的原因是：管道内有杂物堵塞；保温蒸汽压力过低；尿液流速 慢(投料量小或管道直径过大)；吹扫蒸汽压力低或停车时吹扫不彻底； 开停车顺序不对，或开车前没用蒸汽对尿液管道进行预热。这时，需要 清除管道内杂物；检查保温蒸汽压力、清理蒸汽冷凝液排水管道、或修 理、更换疏水阀；增大投料量或加大管道直径；提高吹扫蒸汽压力或停 车时将尿液管道内残留的尿液吹扫干净；按开停车顺序开停车，开车前 用蒸汽对尿液管道进行预热，直至符合工艺要求为止。 8) 颗粒太小 可能是因为喷头转速过快或者喷头孔径过小，这时可以调整喷头转 速；使用较大孔径的喷头。
3、 生产工艺中关键点的控制 原料的预处理 原料的预处理对整个生产工艺流程是至关重要的：一是原料中的水分 含量，二是原料在加入到尿液前的温度控制，三是原料的细度。 有研究者认为由于水分含量高可以直接降低尿素的结晶温度和黏度， 会使造粒过程相对简捷、通畅一些。其实不然，水分高有三大害处：首 先，物料输送困难，由于磷酸一铵和氯化钾具有很强的吸湿性，这2种 原料中的水分质量分数往往高达5％左右，在其输送过程中会发生黏附 现象，时间长了会结成硬块而导致设备故障；其次，水分高会加剧尿素 同磷酸一铵的负反应，使得氨损失增加和多磷酸盐的增加；第三，由于 原料水分高，会直接导致成品水分高。30℃时，尿素的临界相对湿度虽 达75％，但配有磷铵和钾肥后，其临界相对湿度却只有40％～50％， 属于特别吸湿肥料，再加上本身的水分含量高，会直接影响产品的质 量。 因此，在该工艺流程的开始就要去除原料中的水分，使其质量分数 控制在1％左右。另外，为了防止过冷的原料加入到尿素熔融液中瞬间 激冷而造成局部尿素结晶，磷酸一铵、氯化钾和辅料在进混合器前必须 进行预热，这样可以在加热原料的同时去除水分。既要控制含水量，也 要避免温度过高，温度以100～110℃为宜，因为超过110℃时，磷酸