硫酸脲氨化法复合肥料(谷风技术)
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硫酸脲氨化法复合肥料
1.1项目名称:
10万吨/年硫酸脲复合肥项目
1.2拟建单位:
山东新沭化化肥有限公司
1.3拟建地点:
山东新沭化化肥有限公司
1.4建设内容:
在常规复混肥料生产设备基础上,新增硫酸脲配制、尿素输送设备及附属管道、阀门、自动化仪表。
1.5项目投资:该项目总投资约为:560 万元。
1.6项目建设的必要性\优势
1.6.1必要性:因现阶段我国复混肥料(复合肥料)产量供大于求,市场竞争激烈,常规生产工艺亦不能满足市场对产品高质量的要求,需引进新工艺对常规生产装置进行升级改造,硫酸脲工艺是我公司最新引进研发的复合肥制造方法,利用该工艺进行装置升级,具有投资小,生产技术先进,生产品种多样性,工艺适应性强等优点。
1.6.2项目介绍:
1.6.
2.1生产工艺简述
将尿素、硫酸按一定比例进行反应生成性质稳定的硫酸脲溶液,再将硫酸脲料浆喷到造粒机料床表面,依靠溶液高黏性与造粒机内的其它氮、磷、钾基础原料粘结成粒,加入碳酸氢铵调节物料PH值,经干燥、筛分、冷却、包裹等正常生产工序,最终形成复合肥产品。
1.6.
2.2建设必要性
目前硫酸脲复合肥工艺已被撒可富成功应用,利用该工艺可以进行普通复混肥生产装置的升级,该技术具有节能、环保效果好、投资低、产量高、运转成本低、产品肥效好、产品品种多样化、工艺适应性强等优点。
1.6.
2.3建设周期:建设周期80天,其中建设施工阶段70天,试车验收10天。
1.6.
2.4项目优点
a)可行性:该技术工艺简单,操作简易,易移植于现有普通复混肥生产装置。
b)生产成本:本技术节能、提产量,故能降低生产成本.
c)产量: 相对普通蒸汽造粒复合肥工艺,可以提高10%-30%左右的产量。
d)质量:颗粒强度:颗粒抗压强度提高50%左右;缩二脲含量:由于硫酸脲操作温度(60℃~80℃)低,尿素溶液不发生水解及缩合反应,无缩二脲生成;圆润度:表观好于氨酸法。e)防结块:产品性质变好(水分低、强度高),故产品防结性能大大改善.
f)节能: 本工艺利用各种反应热,溶解尿素不用蒸汽,且造粒用蒸汽也因硫酸脲具有粘性而降低,故节能效果明显。
g)造粒成粒率: 造粒机出口成粒率大大提高,达80-95%.
h)高氮肥生产: 部分尿素质变为硫酸脲,高氮肥生产时,需低温大风量,用该技术,可适度提高干燥机头部温度20度左右,增加产量.
i)系统结疤:颗粒脆性增强,破碎、筛分等相应设备结疤减缓,系统结疤减少。
2硫酸脲技术为氨酸法的升级技术
2.1硫酸脲的基本性质。硫酸脲技术最早应用于法国,1934年法国肥料专家研究了
CO(NH2)2-H2SO4-H2O三元系统相图,提出尿素和硫酸可以形成不同的加合物,可以形成低温共熔物,共熔点为10℃。
尿素与硫酸的加合为放热反应,且第一个摩尔尿素与硫酸结合时放出大量热量,导致温度剧升,而第2个摩尔的尿素溶解时放热则较少,另外,由于尿素与硫酸加合过程的放热,酸解液配制时所产生的热量可能使系统过热而发生副反应。因而要求酸解液配制温度最高不超过100℃,并在配制过程中控制合适的尿素和硫酸的比例,同时加入适量的水以降低硫脲的粘度和保持硫脲的稳定。
硫酸脲均匀喷洒在料层上作为粘结剂强化造粒,在造粒过程中发生化学反应增加物料间的溶解、吸附、分子间作用力等作用,使得物料的粘性增加,产品的致密度和强度提高,尤其是可以降低物料存储过程中的再次反应和晶型转变,使得产品的性质稳定,不容易发生粉化和结块。
2.2硫酸脲法与氨酸法比较
a)投资:无氨站、尾洗工段,投资低,胜于氨酸法。
b)运转费用低:氨酸法液氨利用率较低,硫酸脲技术无氨损,且没有尾气洗涤系统的高运转电耗。
c)环保:氨酸法造粒氨挥发量大,环境恶劣,尾气洗涤不能达标排放。
d)品种的多样性:氨酸法生产时,一些配方效果不佳,硫酸脲因具备高黏性,故产品配方多样化,有效解决了氨酸法生产高浓度、磷含量低品种时造粒效果差的弊病。
3工艺可行性
硫酸脲复合肥工艺是国内新工艺,该工艺于2002年在中阿化肥有限公司(撒可富)进行了工业化试生产及产成品田间试验,得出结论为该工艺生产复合肥系统结疤少,生产综合成本低(同比其他脲基肥工艺),产成品颗粒圆润度高,缩二脲含量低,颗粒强度高等诸多优点,是尿素熔融工艺,氨酸法的升级。
3.1工艺简述
3.1.1磷铵、氯化钾/硫酸钾、氯化铵/硫酸铵、碳酸氢铵及填充料经皮带计量进入造粒机;硫酸、尿素分别经计量进入反应釜反应生成硫酸脲,硫酸脲喷射到造粒机固体物料层进行造粒;造粒后的物料经烘干机、冷却、筛分产出成品。
a )主要化学反应:
CO(NH 2)2+H 2SO 4= H 2SO 4•CO(NH 2)2
2CO(NH 2)2+H 2SO 4= H 2SO 4•2CO(NH 2)2
H 2SO 4+(NH 2)2co 3=(NH 2)2 SO 4+co 2+H 2O
b )工艺流程
水 返料 大颗粒经粉碎
3.1.2硫酸脲的配置
工艺水经计量后加入配置罐,硫酸经计量后自硫酸罐用泵打入配置罐,固体尿素经电子皮带秤计量后按比例加入配置罐在搅拌的作用下,加和形成硫酸脲溶液,并放出反应热。通过配置罐的内盘管调温装置(或外部换热器调温装置)手动调节温度在正常的范围内。
3.1.3硫脲工艺流程图:
主要设备:硫酸罐、硫酸流量计、硫酸泵、硫酸脲制备罐、尿素斗提机、料仓、尿素皮带计量称温控系统、工艺水流量计、硫酸脲缓冲槽、硫酸脲喷射器、硫脲泵A 、B 、空气压缩机等
水 硫 酸 反应器
缓冲槽 造粒机
尿素 缓冲槽 造粒机
尿素反应器 硫 酸 碳铵及氮磷钾原料配料 混合
一级烘干 一级冷却 一级筛分 二级烘干 二级冷却 二级筛分 二级筛分 三级筛分
成品