1. 转鼓造粒生产工艺
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1、原料配料: 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)等原料按一定比例配备(根据市场需求和各地土壤检测结果)。
2、原料搅拌: 将配好的原料搅拌均匀提高肥料颗粒整体的均匀肥效含量。
3、原料造粒: 将搅拌均匀的原料送入造粒机造粒(可用转鼓造粒机,也可选用挤压造粒机)。
4、颗粒烘干: 将造粒机造好的颗粒送入烘干机,将颗粒内含的水分烘干,增加颗粒强度,便于保存。
5、颗粒冷却: 烘干后的肥料颗粒温度过高,易结块,经过冷却后的,便于装袋保存,和运输。
6、颗粒分级: 将冷却过后的颗粒分级,不合格的颗粒经粉碎重新造粒,把合格的产品筛分出来。
7、成品薄膜: 将合格的产品进行涂衣包膜增加颗粒的亮度与圆润度。
8、成品包装: 将包过膜的颗粒也就是成品装袋放在通风处保存。 ( 1 )管式反应器技术
本套 NPK 生产装置是嵩山重工引进当今世界上先进的挪威海德鲁( Hydro )公司“管式反应器”专利技术,包括硬件和工艺软件包。该专利技术较传统的中和反应槽 + 氨化粒化工艺,在产品质量等方面具有较大优势。 其特点是:
●造粒工艺先进
根据复合肥产品养分要求,经过微机配料计量的各种液、固原料在造粒机及管式反应器中经化学反应合成复合肥料, 在氨化粒化器中被连续包裹,而获得完全球形的粒子, 各种养分比例即可达标,而且稳定、有保障。
●产品颗粒养分等量均衡
由于是化学合成造粒,因此颗粒肥料的养分含量都是与标识相同,都能按一定比例同时给作物提供氮磷钾和其它养分,确保作物均衡生长。
● 产品物理性状好产品颗粒大小分布均匀, 90% 是粒径在 2-4 mm 的颗粒;颗粒强度高,流动性好,在运输、贮存和堆放时不易破碎。 化工部第三设计院在工程化设计中还融入了法国 AZF 公司和西班牙 INCRO 公司的先进技术,进一步优化了装置设计性能。
( 2 )熔融尿液造粒技术
● 装置采用 熔 融尿液造粒技术 , 一方面可满足生产各种高氮养分复合肥要求;另一方面亦可进一步提高造粒质量,使肥料颗粒氮素养分更加均衡,表面圆滑、光泽度高。
( 3 ) DCS 控制技术
● 根据本装置的生产特点,设置磷酸、 NPK 控制室,采用分散型控制系统 (DCS) 。通过全过程动态画面对磨矿、磷酸、硫酸 / 磷酸罐区、 NPK 等装置进行集中监视和控制。在控制室的 CRT 上能够显示各类工艺参数和机泵的运行状态;对于重要的工艺参数进行自动控制,对主要机泵的开停可在控制室进行;利用 DCS 的强大功能能够定时或及时打印多种规格的生产报表;可以及时显示参数越限、生产事故或系统故障;能够存贮、显示历史趋势,并提供丰富的操作指导信息;易于操作和维护
DCS 操作站主要功能 :
· 工艺参数的显示及越限报警
· 对控制回路能方便地进行操作,如调整设定值
· 重要参数的实时记录和趋势记录
· 运转设备的操作和显示
· 阀门的开关操作和位置显示
· 系统故障自诊断
· 工艺流程画面显示
· 控制回路的画面显示
· 定时打印报表
DCS 控制技术 生产装置在原料配料、生产过程调节控制等全过程均采用了 DCS 微机控制技术,显著减少由于人工或机械计量配料不准,人为操作失误等造成的养分比例偏差大、生产操作不稳定的现象。确保了装置生产稳定,产品养分比例精确、达标。
( 4 )涂膜包裹技术
装置涂膜包裹系统采用最新科研成果—活性包裹剂,并选用优质包裹粉料,可使产品经涂膜包裹后,能有效防止吸潮和颗粒彼此粘结结块,流动性好,便于施肥操作,且外观质量进一步提高,满足用户不但要求内在质量达标,亦追求外在美的质量要求。
上述两项技术——磷铵料浆和熔融尿液双喷浆造粒技术是目前已知的国内同类装置中独有的。 20 万吨 / 年复合肥装置于 2001 年 4 月投产,经一年多的生产实践摸索,生产水平已逐步提高,产品内在质量有了长足的进步,但产品出厂后存在结块现象;装置储存成品量约 5000 吨,相当于约 7 天储存量。随着产量逐步达产达标,产品库存的矛盾日益突出;为了从根本上解决产品结块和库存容量偏小问题,经反复讨论研究,拟建设成品散装库房及配套设施。目前在国内市场除中阿撒可富拥有该建设外,我公司是国内第二家投资建设,总项目投资总额 209.07 万元。 该散装库的建设具有以下特点:
● 增加库容
散装库较原袋装库库容由 2000 吨增加至 4030 吨,增加 1.0 倍;新增简易袋装成品库 864m 2 ,增加储量约 900 吨。储存天数由 3 天提高至 8 天。
● 均化养分
由于原料计量偏差,操作中的人为因素等,产品养分出现瞬时波动是经常发生的,但在一段时间内是相对平均的,因此进入散装库后经再混和,可以起到缓冲波动,均匀养份的作用,保证出厂产品养分均衡达标。
● 减少产品的结块
由于复合肥在储存期间,继续有物理化学反应,有盐桥产生,在包装袋中易结块,进入散装库后开放式堆放,残留水分容易逸出,且盐桥易在均化混和中破坏,因此产品经散装库堆放均化后可大大减少结块现象。
● 减少转运次数,降低转运费用
由于散装库将成品由袋装改为散装,因而可以做到包装后及时出厂,减少或避免二次转运,降低转运成本。
● 减少包装班次,提高包装效率
因包装机包装能力较小时产量为大,采用散装库后可充分发挥包装机能力,集中包装,可将包装班次由三班改为二班,提高包装效率,降低包装费用。
● 均衡品种生产 采用散装库后,可以根据用户不同需要,包装出厂不同规格产品,可减少品种频繁更换对生产影响。
● 提高包装产品外观质量
散装库可在相当大程度上做到包装后及时出厂,避免袋装贮存后的陈旧感,利于产品外观形象。
装置改造
● 溶解:通过填充料的精选与合理配比,并在较难溶的品种上适度添加促溶剂,现产品溶解问题已得到彻底解决。
● 板结:
a : 2003 年度装置大修,公司通过咨询国内磷复肥专家 , 并参照国内同期装置产品二次干燥工艺进行改造,降低水份 1 . 2% 以下,有效控制游离水引起产品盐溶解,行成晶桥,易形成二次结晶;
b :配合福州大学催化剂研究中心,将最新研制出的新型活性包裹剂(表面活性剂)在装置生产产品中进行试验验证工作,阻止表面结晶。试用后,通过叠包试验及板结模拟装置跟踪试验,板结率都在 10% 以下,即物料呈流动状态,效果显著;
c :改造包裹设备装置:产品包裹后进入散装库,在包装时易破坏表面包裹膜,采用包装前包裹可消除此不利因素;包裹过料更稳定,喷油量恒定,可起到较好的包裹效果;
d :添加包裹粉:选用液蜡石粉、滑石粉等惰性物料,表面形成隔离膜,减少物料相互接触。通过上述采取的措施,目前板结现象已得到显著改善。
● 色差:
a :精选原辅材料并稳定货源和供货渠道,主要是 MAP 、 K 2 SO 4 、填充料。
b :通过添置色度检测仪器,加强对影响色差的原材料进货关,制定供应指标,提出供货指标要求,严把原材料进货检验关;
c :通过对色度有差异的原辅材料进行了合理配料,确保出厂产品的色度趋于一致.
2. 转鼓喷浆造粒工艺
1、最基础的圆盘造粒所有原料混合后进入造粒装置是个倾斜的圆盘 圆盘转动象滚元宵 要靠粘性物料(性状好的一铵或者添加剂就是有粘性的土咯)再加上喷淋水滚成颗粒后烘干筛分就是肥料了优点设备简单大几十万搞定,配方需要有粘性物料,有一定的配方限制 做低浓度合适。
产能低一般日产百吨左右2、滚筒又叫转鼓造粒,是造粒装置中是个倾斜的筒,就象多个圆盘重叠,造粒效率高了,另外可以使用蒸汽在反应釜内物料之间粘性小的也可以由于水汽充盈造粒效率高了。
配方限制相对上面的较小。也可以通管使用部分喷浆,部分氨化。
最多的设备类型,2-3百万可做一条线,日产280-400多吨好的配方能达到500以上。以上两种氮肥配比不能太高,氮高了大于22,浓度再大于40就很难做了,因为物料反映出水,烘干条件很难同时达标。
3、喷浆造粒。
喷浆多是指尿素喷浆,是把尿素熔融后喷淋达到复合肥造粒装置中,减少尿素粉碎环节,如果和尿素厂接通尿液管道就更节省费用了。
肥料溶解快,但是大部分都是高氮配方氮素大于20的。
氮素低的从节约成本考虑就没有使用尿素的必要了。
工艺条件也应该归属与滚筒,氮高的配方成本低,颗粒外形好看。
4、高塔高塔是把复合肥原料高温熔浆或者变成熔浆混合物,从高空抛撒,在散落时表面张力原因变成球状。再筛分。
颗粒因为经受高温过程水分少,不容易结块。物料充分混合反映,颗粒晶莹。卖相好。但反映物料也需要高纯,故多高浓度配方,尿素比例也相对较高。另外:高塔成本高不宜频繁更换配方,一个生产线流程中物料很多,经常更换配方会造成更高的成本付出。
3. 转鼓造粒的工作原理
借用别人的总结,滚筒造粒简单,但造粒圆滑,原料质量层次不齐,效果也不相同,水溶率和利用律偏低,易流失,但在干旱年间针对生长期较短的作物追肥效果,要优于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,利用律优于喷浆,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.国内以中阿最早. 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.
4. 转鼓造粒技术要点
氨化是添加气氨和水,使混合原料处于弱碱性,提高造粒活性;氨酸反应是为了提高造粒温度,也可调整养分含量,促进造粒。
氨酸是氨和酸在造粒机的料层里发生反应,利用硫酸和氨、磷酸一铵和氨的反应热及其粘性和砂性物料粘合成粒的过程。
氨化是磷酸一铵溶解后,和脱氯后的硫酸氢钾一起混酸,再在管式反应器里和气氨一起发生中和反应,在喷到造粒机的料层里,形成涂布造粒,使砂性物料长大的造粒过程。
氨化的不规则粒
氨酸的都比较圆
氨酸的氯的多,氨化的硫的多
氨化造粒复合肥是采用氨化、二次脱氯造粒生产工艺,原理是将氯化钾与硫酸加入反应槽加热并在一定条件下反应,逸出的HCL气体经水吸收后可制得一定浓度的盐酸,生成的硫酸氢钾与稀磷酸混合后形成混酸。将该混酸与合成氨按比例在管式反应器反应,生成复肥料浆直接喷入转鼓造粒机中生成氮、磷、钾一定比例的硫基复合肥。目前,国内生产的的S---NPK复合肥主要有两种生产工艺;即氨化造粒与喷浆造粒,这两种生产工艺所产的复合肥有较大差异,主要有以下几个方面:
1、 产品优势:氨化所生产的复合肥的氮含量高可做到14%以上,水溶磷高可达95%以上,而喷浆造粒的复合肥的氮含量低,只能做到12%左右,水溶磷低,约80%,肥效远不如氨化所生产的产品。
2、生产工艺:氨化生产的工艺是采用的管式反应器,其反应全部在管式反应器内,反应的中和度可达1.5以上,反应停留的时间短,只有不到10秒的时间,所以它的产品氮含量高,反应时间短,来不及生成磷酸盐的沉淀,没有磷的退化现象,所以水溶磷高。 喷浆造粒的反应是用传统的槽式中和,反应停留的时间长,多达30分钟以上,中和度低,只能做到1.1左右,所以它的产品氮含量低,反应停留时间长,磷酸中的磷酸盐沉淀,造成磷的退化,所以水溶磷含量低。
3、技术含量:喷浆造粒的生产工艺较成熟,生产操作稳定,目前生产的企业较多;转鼓氨化造粒由于其操作条件范围较小,操作较难控制,生产正常的厂家不多,目前我国只有不到10家的企业在使用这种工艺,而真正采用全料浆形式的只有8、9家。
综合以上各点,氨化造粒复肥具有造粒均匀、色泽光亮、质量稳定、养分足、易溶解和被作物吸收等特点,特别是作种肥对种子相对安全。适宜各类土壤和小麦、玉米、瓜果、花生、蔬菜、豆类、花卉、果树等多种农作物及经济作物,适用于基肥、种肥、追肥、种肥、冲施,作基肥亩施用35-40公斤,特别对经济作物,增产效果更加明显
5. 转鼓造粒和喷浆造粒
复合肥常见的造粒工艺有:转鼓造粒、圆盘造粒、喷浆造粒、高塔造粒等。 高塔熔体旋转造粒法生产高浓度硝基复合肥。该技术系将硝尿磷钾熔体从造粒塔顶喷出,在塔内降落过程中边冷却边团聚成粒,这也叫熔融造粒法,在硝铵生产企业采用高塔熔融造粒法生产复合肥有如下好处:
一是可直接利用硝铵浓溶液,省去了硝铵浓溶液的喷浆造粒过程,以及固体硝铵制复混肥料时的破碎操作,简化了生产流程,确保了生产安全。
二是熔体旋转造粒工艺充分利用了硝铵浓溶液的热能,物料水分含量很低,无需干燥过程,大大节省能耗。
三是可以生产出高氮、高浓度的复合肥,产品颗粒表面光滑圆润,合格率百分比很高,不易结块,易溶解,这就从生产技术方面确保产品在质量上和成本上具有很强的竞争优势。 转鼓造粒又叫滚筒造粒,转鼓造粒机是复合肥生产设备类型中应用最广泛的一种设备。配方限制相对较小。也可以通管使用部分喷浆,部分氨化。最多的设备类型,2-3百万可做一条生产线,日产量可达到280-400多吨,好的配方能达到500吨以上。 转鼓造粒生产工艺因其配方限制相对较小、产量高、投资少、建设周期短等优势,受到众多复合肥厂家的青睐,被越来越多的复合肥厂家所采用。
6. 转鼓造粒机图片
1) 将部分尿素连续加入至尿素熔融器中,通过蒸汽(导热油)锅炉提供热量,将尿素熔融成为液体状态。
2) 经由专用泵加压后将尿素料浆雾化并喷射到转鼓造粒机内的料幕上。
3) 同时部分尿素、磷酸一铵、氯化钾、填充料等合格原料运送至各相关称重设备。
4) 称重后的粉状原料输送至混合机强力搅拌均匀。
5) 输送至转鼓造粒机内,与来自尿素熔融器熔化后的料浆充分接触,同时通入饱和蒸汽,物料借助转鼓造粒机旋转时产生的摩擦作用形成一滚动料床;滚动所产生的挤压力及尿素料浆提供的粘结力使物料粘聚成球。
6) 输送至回转式烘干机中,与来自热风炉中的热量进行热交换。
7) 输送至热筛分中分选颗粒,细小颗粒直接返回转鼓造粒机中,作为核心继续参与颗粒的粘聚成球。
8) 筛选后的半成品颗粒输送至回转式冷却机中,通过自然冷风或强制冷风冷却肥料。大颗粒经粉碎机粉碎后返回转鼓造粒机中继续参与成球。
9) 筛选后的合格产品输送至包膜机涂膜处理。
10) 输送至全自动包装秤称重、包装、入库。
11) 烘干、冷却及车间粉尘经旋风除尘器、迷宫式除尘室、湿法洗涤三级处理后排空排放。