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1、 5kt／a轉(zhuǎn)鼓造粒生產(chǎn)硫基復(fù)合肥 2002年7月 第17卷第4期 磷肥與夏肥 Phosphate&CompoundFertilizer July2002 Vo1.17NO.4 50kt/a轉(zhuǎn)鼓造粒生產(chǎn)硫基復(fù)合肥 趙敏 (杭州利時(shí)化肥有限公司,浙江杭州311258) [關(guān)鍵詞]硫基復(fù)合肥;氯化鉀;低溫轉(zhuǎn)化;管道反應(yīng)器;轉(zhuǎn)鼓造粒;工藝技術(shù) [摘要]7kt/a磷酸裝置與氯化鉀低溫轉(zhuǎn)化相結(jié)合,經(jīng)特制的管道反應(yīng)器,轉(zhuǎn)鼓造粒,可生產(chǎn)14—14—14,15— 15—15,16—16—16,氯根小于3(也可小于1.5)的S—NPK.介紹該工藝流程,主要設(shè)備,工藝條件.試生產(chǎn)

2、取得 的效果:產(chǎn)量達(dá)7～7,5t/h(設(shè)計(jì)能力50kt/a),含氮量最高可達(dá)17,顆粒圓整光滑,成球率達(dá)7O～8O.較噴漿 造粒節(jié)電15～20kW?h/t,節(jié)省投資300～500萬(wàn)元,產(chǎn)品規(guī)格可調(diào)性大. [中圖分類(lèi)號(hào)]TQ444[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1007—6220(2002)04—0053—03 Productionof50kt/aS——basedcompoundfertilizerplantbydrumgranulationprocess ZHAOMin (LishiChemicalFertilizerCo.,Ltd,Hangzhou,Z^ejiang311258.Ch

3、ina) Keywords:sulfur—basedcompoundfertilizer;potassiumchloride;lowtemperatureconversion;pipe reactor;drumgranulator;technology Abstract:United7kt/aphosphateacidplantandlowtemperatureconversiontechnologyforpotassium chloride.withspecialpipereactoranddrumgranulator,sulfur—basedcompoundfertilizer(s

4、pecification: 14—14—14,15—15—15,16—16—16,Cl一<:3orCl一<:1.5)canbeproduced.Theprocess,main equipmentandtechnologicalconditionsarepresented.Theresults,fromtrialrunarethatproductionyield is7～7.5t/h(designedcapacity50kt/a),maximumofnitrogen17,sizeofgranularuniformand granulatingratio70～80.Bycomp

5、arisonwithsprayslurrygranulatingprocess,electricity consumptionisreducedby15～20kW?h/t,investmentdecreasedby3～5millionRMBYuanand productsspecificationadjustable. 中比合資杭州利時(shí)化肥有限公司(原蕭山陽(yáng)光 化肥有限公司),有系列復(fù)混肥生產(chǎn)線3條,年生產(chǎn) 能力30萬(wàn)噸.年產(chǎn)硫基復(fù)合肥5萬(wàn)噸生產(chǎn)線1條, 硫基復(fù)合肥生產(chǎn)線克服了噴漿造粒工藝缺陷,且操 磷f臂 圖150kt/aS—NIK配套的7kt/a 二水物濕法磷酸工藝流程

6、 98‰HSO4KCl(K:O>6 作調(diào)節(jié)的范圍更廣,幅度更大,現(xiàn)介紹如下. 1基本工藝路線及特點(diǎn) 1.1基本工藝路線 基本工藝路線見(jiàn)圖1,圖2,圖3. 圖250kt/aS—NPK低溫轉(zhuǎn)化工段工藝流程 1.2工藝方案 隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,農(nóng)民科技意識(shí)的不斷提 [收稿日期:2OO20l一23 [作者簡(jiǎn)介]趙敏(1970一)..…j泉人.助理I程師.廠c乏 t氨求n氯站一混酸來(lái)自 轉(zhuǎn)化I.段 SNPK成品 圖350kt/aS—NPK復(fù)合肥工段工藝流程圖 高.對(duì)化肥的品種,養(yǎng)分,價(jià)格的要求也越來(lái)越高.S — NPK復(fù)合肥以其適合各類(lèi)糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物 尤其是忌

7、氯經(jīng)濟(jì)作物的優(yōu)點(diǎn)深受廣大農(nóng)戶(hù)的歡迎. 近幾年來(lái),SNPK復(fù)合肥在我國(guó)迅速發(fā)展,產(chǎn)量大 ?54?磷肥與復(fù)肥 2002正 第17卷第1期 幅度上升,但其中絕大多數(shù)制造工藝皆為噴漿造粒. 12—18—15養(yǎng)分的S—NPK,品種過(guò)于單一.同時(shí)由 于噴漿造粒干燥機(jī)窯頭溫度太高,致使含氮量始終 提不上去,而價(jià)格也不比15—15—15養(yǎng)分的S— NPK低,故從其品種,養(yǎng)分,價(jià)格來(lái)說(shuō).也越來(lái)越不 具備競(jìng)爭(zhēng)力.采用轉(zhuǎn)鼓造粒制S—NPK新工藝由于 使用了新配方和美國(guó)TVA與西班牙Incro相結(jié)合 的管道反應(yīng)器,利用新的反應(yīng)機(jī)理.采用低溫大風(fēng)量 烘干,從而解決了以上3方面的問(wèn)題. 該

8、工藝有3大工段:稀磷酸工段,低溫轉(zhuǎn)化工 段,復(fù)合肥工段. 1.2.1稀磷酸制備裝置 采用二水物流程,磷礦粉與尾洗水配制成礦漿 與硫酸在萃取槽內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),生成磷酸和二水物硫 酸鈣料漿,通過(guò)翻盤(pán)式過(guò)濾機(jī)分離料漿得到含P:(). 22～25左右的磷酸和二水物石膏. 1.2.2混酸制備裝置 采用低溫轉(zhuǎn)化工藝,氯化鉀與過(guò)量硫酸反應(yīng)生 成硫酸氫鉀,多余的硫酸與含P:O22～25的磷 酸按一定比例制成混酸.產(chǎn)生的氯化氫氣體冷卻后 經(jīng)3級(jí)吸收副產(chǎn)31鹽酸. 1.2.3復(fù)合肥裝置 采用特制管道反應(yīng)器,該管道反應(yīng)器設(shè)計(jì)是利 用氨與酸反應(yīng)受傳質(zhì)速度控制:只要兩物質(zhì)能迅速 完全混合,即可

9、立即完成反應(yīng)過(guò)程的原理,同時(shí)結(jié)合 美國(guó)TVA和西班牙Incro管道反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn).配合 特制的高效氨分布器.使混酸與氣氨經(jīng)過(guò)計(jì)量后送 入管道反應(yīng)器,在不到1秒的時(shí)問(wèn)內(nèi)即完成中和反 應(yīng).反應(yīng)熱使物料升溫至140C,產(chǎn)生背壓0.2～ 0.25MPa蒸汽.中和后的料漿在蒸汽產(chǎn)生的背壓 下,經(jīng)管道反應(yīng)器噴口噴入轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)的物料床 層上進(jìn)行涂布,粘結(jié)造粒.然后經(jīng)低溫大風(fēng)量干燥, 篩分,冷卻,包膜.生產(chǎn)出合格的S—NPK.而大顆粒 經(jīng)破碎與細(xì)粉,尿素同時(shí)返回造粒機(jī)內(nèi)(當(dāng)然也根據(jù) 市場(chǎng)需要添加其它原料任意調(diào)節(jié)養(yǎng)分).另外.造粒 機(jī)與干燥機(jī)內(nèi)的尾氣被風(fēng)機(jī)抽出經(jīng)尾洗排空. 1.3工藝方案

10、的特點(diǎn) (1)磷酸可以用品位較低的磷礦.不需要建設(shè) 磷酸濃縮裝置. (2)采用濃度為98的濃硫酸在低溫下就能 將氯化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸氫鉀溶液.從而可以避免K() 由K?s()提供. (3)與噴漿造粒工藝比較.混酸不需經(jīng)過(guò)中 和,濃縮等工序.含水量較低.可直接進(jìn)入管道反應(yīng) 器進(jìn)行氨化操作.設(shè)備減少.能耗降低約50. (4)以氨化料漿為液相.取代了蒸汽造粒.降 低了造粒水分,減輕了干燥機(jī)的負(fù)荷. (5)可以生產(chǎn)氮與磷鉀同含量的產(chǎn)品.克服了 噴漿造粒的缺陷. (6)該裝置還可以生產(chǎn)復(fù)混肥. 2生產(chǎn)裝置及投資 2.1主要設(shè)備一覽表 主要設(shè)備一覽表見(jiàn)表1. 表1主要設(shè)備一覽

11、表 2.2原料種類(lèi)及復(fù)合肥的品位 2.2.1原料種類(lèi) 原料種類(lèi)見(jiàn)表2. 表l原料規(guī)格 名稱(chēng)規(guī)格名稱(chēng)規(guī)格 磷礦粉(P!O)≥30液氨(NH3)≥995 硫酸(H2SO4)≥98尿素t(N)≥463 氯化鉀(K2O)≥60 2.2.2S—NPK的品位 t(N)一ZU(P2O5)一議,(K2())_百T為14—1l一14:15 — 15—15;16—16—16;16—16—8;15—10—15:15～ 12—18等.含氯可≤3或≤1.5. 2.3主要工藝指標(biāo) 磷酸工段 (1)萃取槽溫度72～75 (2)液固比2.5～3 (3)硫酸根含量35～l5mg/I (L1

12、)真空度0.05～0.06MPa 轉(zhuǎn)化工段 (1)反應(yīng)釜溫度ll0～125(, (2)鹽酸濃度≥31 (3)混酸密度1.50g/ml 2002年 第17卷第4期趙敏50kt/a轉(zhuǎn)鼓造粒生產(chǎn)硫基復(fù)合肥 復(fù)肥工段 (1)氣氨壓力～0.6MPa (2)管道反應(yīng)器溫度～14OC (3)烘干機(jī)進(jìn)氣溫度200C (4)烘干機(jī)出氣溫度65C 2.4投資構(gòu)成 規(guī)模5Okt/aS—NPK:建筑面積～1000m(不 包括原料,成品庫(kù)房),總投資500萬(wàn)元,其中設(shè)備購(gòu) 置費(fèi)370萬(wàn)元.建筑工程費(fèi)13O萬(wàn)元. 3試生產(chǎn)效果 (1)產(chǎn)量達(dá)到7～7.5t/h (2)含氮量最高可

13、達(dá)17 (3)粒度圓整光滑 (4)成球率7O～8O (5)較噴漿造粒每噸節(jié)電15～2OkW?h (6)較噴漿造粒同規(guī)模少投資300～500萬(wàn) 元 (7)產(chǎn)品規(guī)格可調(diào)性大.適合專(zhuān)用肥的生產(chǎn). 4注意事項(xiàng) (1)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況.對(duì)磷酸生產(chǎn)的廢水實(shí)行 大小循環(huán)利用; (2)濾布的清洗制度應(yīng)完善; (3)必須妥善處理磷酸貯槽的淤渣; (4)鹽酸必須有市場(chǎng); (5)管道反應(yīng)器應(yīng)有正常的吹掃制度; (6)必須回收利用造粒,干燥尾氣中的氨; (7)水分控制接近2時(shí),復(fù)肥產(chǎn)品必須加入 防結(jié)塊劑. 腐殖酸包膜尿素 國(guó)外早在5O年代后期就有利用腐殖酸與尿素結(jié)合生產(chǎn) 肥料的文獻(xiàn)

14、報(bào)道.如(1)日本1963年曾報(bào)道將1o0份尿素和 25份腐殖酸在13oC條件下加熱融化,制成腐殖酸尿素,再 用3o的甲醛水溶液處理后,制成非吸濕性的腐殖酸尿素 肥料.(2)據(jù)日本報(bào)道.晶體尿素和經(jīng)硝酸處理褐煤后獲得的 腐殖酸,在常溫下溶解于裝有液氨的加壓容器內(nèi).經(jīng)溶液噴 霧后制得粉狀腐殖酸尿素肥料.(3)日本報(bào)道,在室溫下,腐 殖酸丙酮溶液與尿素溶液在容器內(nèi)混合,經(jīng)真空蒸發(fā)而獲得 粉狀腐殖酸尿素.(4)日本報(bào)道,粉狀草炭經(jīng)氨水,鹽酸處理 和干燥后獲得干燥的腐殖酸,以此10份和尿素8份,在2O_C 下混合,攪拌和冷卻,可以獲得顆粒狀腐殖酸尿素.另外,前 蘇聯(lián),印度等也有類(lèi)似

15、的研究,但未能進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn). 我國(guó)在7()年代進(jìn)行腐殖酸類(lèi)肥料的開(kāi)發(fā)中,曾以腐殖 酸為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)多種型號(hào)的腐殖酸肥料,如腐殖酸銨,腐殖酸 鈉,腐殖酸復(fù)混肥料等.1996年腐殖酸尿素開(kāi)發(fā)項(xiàng)目被列入 重點(diǎn)科研計(jì)劃,由中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所和江蘇省 通州市合作開(kāi)發(fā).經(jīng)3年完成了反應(yīng)機(jī)理研究,建立了年產(chǎn) 6000噸中試生產(chǎn)裝置,確定了工藝條件和設(shè)備.該項(xiàng)技術(shù)工 藝條件溫和.用水和少量添加劑作介質(zhì),在常溫常壓條件下, 煤炭腐殖酸與尿素直接進(jìn)行絡(luò)合及包膜,"三廢"排放極少. 由中試生產(chǎn)裝置提供了7000噸腐殖酸尿素肥料,在中 科院所屬的5個(gè)生態(tài)試驗(yàn)站和4個(gè)省,市級(jí)農(nóng)科院(所)對(duì)小

16、 麥,水稻,油菜,棉花,玉米,蔬菜等8種作物進(jìn)行試驗(yàn).結(jié)果 表明與施等氮量的普通尿素相比.腐殖酸尿素的肥效期延長(zhǎng) 3()～35天,氮利用率提高7.2個(gè)百分點(diǎn),糧食,棉花,油菜分 別增產(chǎn)7.5,13..和8.0. 經(jīng)濟(jì)效益分析表明,腐殖酸尿素比普通尿素每667n. (1畝)增加利潤(rùn){.18元,每千克腐殖酸尿素比普通尿素增 加產(chǎn)值1.62元 5年來(lái).先后在國(guó)內(nèi)10個(gè)省(市)各種土壤,作物上示范 推廣13萬(wàn)公頃,累計(jì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益達(dá)9400萬(wàn)元. 經(jīng)檢測(cè)證實(shí):施用腐殖酸尿素的土壤.土壤當(dāng)季保留的 氮比施用普通尿素多4O～5O%.有機(jī)質(zhì)明顯增加.土壤容 重降低,有效磷鉀的含量也有

17、所提高.從而改善了土壤肥力. 為持續(xù)增產(chǎn)奠定了基礎(chǔ). 該技術(shù)生產(chǎn)的腐殖酸尿素產(chǎn)品有2種型號(hào),即腐殖酸尿 素Ⅱ型和腐殖酸尿素Ⅲ型,分別執(zhí)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/320683 NCN01—1999和Q/320683NCN01—1997,見(jiàn)表1. 表1腐殖酸尿素肥料質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果 注:I型測(cè)定日期l999—07—08.Ⅲ型測(cè)定日期1998—11—26 腐植酸尿素的市場(chǎng)價(jià)格與普通尿素相當(dāng),施用量與普通 尿素相近.也可減量施用,沒(méi)有環(huán)境污染.可作為基肥單獨(dú)施 用,也可與其它肥料配合制成長(zhǎng)效型有機(jī)一無(wú)機(jī)復(fù)混肥料.實(shí) 驗(yàn)表明,以腐殖酸尿素為基質(zhì)的長(zhǎng)效復(fù)混肥料,比傳統(tǒng)的腐 殖酸類(lèi)復(fù)混肥料效果更好.目前,江蘇,安徽等省正在大力推 廣使用. 包膜肥料在養(yǎng)分上可以按作物需肥緩慢釋放;在耕作上 可以簡(jiǎn)化農(nóng)業(yè)作業(yè);在效益上可以提高利用率;特別是"以肥 包肥",可以避免二次污染.降低包肥成本,應(yīng)成為我國(guó)肥料 開(kāi)發(fā)的新途徑. (安定門(mén)外安華西里二區(qū)l6號(hào)樓l0,1室.北京100011.馮元琦) (收稿日期:2(>01一l】一l2