复合肥主要工艺技术和生产方法介绍
一、综合颗粒状复混肥料的生产方法主要有以下几种: 1.料浆法
以磷酸、氨为原料,利用中和器、管式反应器将中和料浆在氨化粒化器中进行涂布造粒,在生产过程中添加部分氮素和钾素以及其他物质,再经干燥、筛分、冷却而得到NPK复合肥产品,这是国内外各大化肥公司和工厂大规模生产常采用的生产方法。
磷酸可由硫酸分解磷矿制取,有条件时也可直接外购商品磷酸,以减少投资和简化生产环节。该法的优点是既可生产磷酸铵也可生产NPK肥料,同时也充分利用了酸、氨的中和热蒸发物料水份,降低造粒水含量和干燥负荷,减少能耗,此法的优点是:生产规模大,生产成本较低,产品质量好,产品强度较高。
由于通常需配套建设磷酸装臵及硫酸装臵,建设不仅投资大,周期长,而且涉及磷、硫资源的供应和众多的环境保护问题(如磷石膏、氟、酸沫、酸泥等),一般较适用于在磷矿加工基地和较大规模生产、产品品数不多的情况。如以外购的商品磷酸为原料,则目前稳定的来源和运输问题及价格因素是不得不考虑的,近年来,由于我国磷酸工业技术和装备水平的提高,湿法磷酸作为商品进入市场有了良好的条件,在有资源和条件的地区建立磷酸基地,以商品磷酸满足其它地区发展高浓度磷复肥的需要,正在形成一种新的思路和途径,市场需求必将促进这一行业发展,也必将解决众多地区原料磷酸的需求问题。拥有该种生产技术的外国公司主要有挪威的norskhydro、西班牙in
cro、espindsea、法国的AZF、KT、美国的avy/TVA等。 国内的主要生产厂家有:中阿化肥有限公司、江西贵溪化肥厂、云南云峰化工公司、南京南化磷肥厂、大连化工厂、金昌化工公司、广西鹿寨磷肥厂等。 2.固体团粒法
以单体基础肥料如:尿素、硝铵、氯化铵、硫铵、磷铵磷酸一铵、磷酸二铵、重钙、普钙)、氯化钾(硫酸钾)等为原料,经粉碎至一定细度后,物料在转鼓造粒机(或园盘造粒机)的滚动床内通过增湿、加热进行团聚造粒,在成粒过程中,有条件的还可以在转鼓造粒机加入少量的磷酸和氨,以改善成粒条件。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到NPK复合肥料产品,这也是国际广泛采用的方法之一,早期的美国及印度、日本、泰国等东南亚国家均采用此法生产。
该法原料来源广泛易得,加工过程较为简单,投资少,生产成本低、上马快,生产灵活性大,产品的品位调整简单容易,通用性较强,采用的原料均为固体,对原材料的依托性不强,由于是基础肥料的二次加工过程,因此几乎不存在环境污染问题,由于我国目前的基础肥料大部分为粉粒状,因此,我国中小型规模的复合肥厂大多采用此种方法。目前,该种生产技术在国内已日趋成熟。 3.部分料浆法
近年来,在TVA尿素、硝铵半料浆法及团粒法的基础上,国内又发展
了利用尿液或硝铵溶液的喷浆造粒工艺-即部分料浆法,该技术利用了尿素和硝铵在高温下能形成高浓度溶液的特性(95%),由于尿液或硝铵溶液温度高,溶解度大,液相量大的特点,以尿液或硝铵浓溶液直接喷入造粒机床层中,利用尿液或硝铵溶液提供的液相与其它固体基础肥料和返科一起进行涂布造粒,这样可以减少水或蒸汽的加入量,减少造粒物料的水含量,同样也达到减少造粒水含量、干燥负荷和减少能耗的目的。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到(尿基或硝基)复合肥料产品。 4.融熔法
熔体油冷造粒制高浓度尿基复合肥生产技术是利用尿素厂的中间产品尿素溶液,配以磷铵、钾盐,开发成功高质量、低能耗、少污染的高浓度尿基复合肥生产技术--熔体造粒工艺,已在江苏恒丰集团、黑化和银川化肥厂等单位得到应用。熔体造粒工艺在化肥生产中已得到应用,如尿素塔式喷淋造粒、硝酸磷肥塔式喷淋造粒和双轴造粒、硝铵塔式喷淋造粒、尿磷铵塔式喷淋造粒等。 这一工艺由于不需要传统复合肥生产装臵中投资及能耗最大的干燥系统,而且由于尿素及尿素基复合肥的特性使然,特别适合尿基高氮比的三元(N、P、K)和二元(N、K或N、P)高浓度复合肥的生产。
与常用的复合肥料制造工艺相比,熔体造粒工艺具有以下优点: (1)直接利用尿素熔体,省去了尿素熔体的喷淋造粒过程,以及固体尿素的包装、运输、破碎等,简化了生产流程。
(2)熔体造粒工艺充分利用原熔融尿素的热能,物料水分含量很低,
无需干燥过程,大大节省了能耗。
(3)生产中合格产品颗粒百分含量很高,因此生产过程返料量少。 (4)产品颗粒表面光滑、圆润、水分低(小于1%)不易结块和颗粒抗压强度大(大于30N),具有较高的市场竞争力。 (5)操作环境好,无三废排放,属清洁生产工艺。 (6)可生产高氮比尿基复合肥产品。 5、氨酸法
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,其建立基础为传统团粒法工艺,但与传统工艺相比,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臵的生产能力,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。
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