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1、 5kt／a轉鼓造粒生產(chǎn)硫基復合肥 2002年7月 第17卷第4期 磷肥與夏肥 Phosphate&CompoundFertilizer July2002 Vo1.17NO.4 50kt/a轉鼓造粒生產(chǎn)硫基復合肥 趙敏 (杭州利時化肥有限公司,浙江杭州311258) [關鍵詞]硫基復合肥;氯化鉀;低溫轉化;管道反應器;轉鼓造粒;工藝技術 [摘要]7kt/a磷酸裝置與氯化鉀低溫轉化相結合,經(jīng)特制的管道反應器,轉鼓造粒,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,主要設備,工藝條件.試生產(chǎn)

2、取得 的效果:產(chǎn)量達7～7,5t/h(設計能力50kt/a),含氮量最高可達17,顆粒圓整光滑,成球率達7O～8O.較噴漿 造粒節(jié)電15～20kW?h/t,節(jié)省投資300～500萬元,產(chǎn)品規(guī)格可調性大. [中圖分類號]TQ444[文獻標識碼]A[文章編號]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. 中比合資杭州利時化肥有限公司(原蕭山陽光 化肥有限公司),有系列復混肥生產(chǎn)線3條,年生產(chǎn) 能力30萬噸.年產(chǎn)硫基復合肥5萬噸生產(chǎn)線1條, 硫基復合肥生產(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 1.1基本工藝路線 基本工藝路線見圖1,圖2,圖3. 圖250kt/aS—NPK低溫轉化工段工藝流程 1.2工藝方案 隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,農(nóng)民科技意識的不斷提 [收稿日期:2OO20l一23 [作者簡介]趙敏(1970一)..…j泉人.助理I程師.廠c乏 t氨求n氯站一混酸來自 轉化I.段 SNPK成品 圖350kt/aS—NPK復合肥工段工藝流程圖 高.對化肥的品種,養(yǎng)分,價格的要求也越來越高.S — NPK復合肥以其適合各類糧食作物和經(jīng)濟作物 尤其是忌

7、氯經(jīng)濟作物的優(yōu)點深受廣大農(nóng)戶的歡迎. 近幾年來,SNPK復合肥在我國迅速發(fā)展,產(chǎn)量大 ?54?磷肥與復肥 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,品種過于單一.同時由 于噴漿造粒干燥機窯頭溫度太高,致使含氮量始終 提不上去,而價格也不比15—15—15養(yǎng)分的S— NPK低,故從其品種,養(yǎng)分,價格來說.也越來越不 具備競爭力.采用轉鼓造粒制S—NPK新工藝由于 使用了新配方和美國TVA與西班牙Incro相結合 的管道反應器,利用新的反應機理.采用低溫大風量 烘干,從而解決了以上3方面的問題. 該

8、工藝有3大工段:稀磷酸工段,低溫轉化工 段,復合肥工段. 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 與硫酸在萃取槽內進行反應,生成磷酸和二水物硫 酸鈣料漿,通過翻盤式過濾機分離料漿得到含P:(). 22～25左右的磷酸和二水物石膏. 1.2.2混酸制備裝置 采用低溫轉化工藝,氯化鉀與過量硫酸反應生 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級吸收副產(chǎn)31鹽酸. 1.2.3復合肥裝置 采用特制管道反應器,該管道反應器設計是利 用氨與酸反應受傳質速度控制:只要兩物質能迅速 完全混合,即可

9、立即完成反應過程的原理,同時結合 美國TVA和西班牙Incro管道反應器的優(yōu)點.配合 特制的高效氨分布器.使混酸與氣氨經(jīng)過計量后送 入管道反應器,在不到1秒的時問內即完成中和反 應.反應熱使物料升溫至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)管道反應器噴口噴入轉鼓造粒機內的物料床 層上進行涂布,粘結造粒.然后經(jīng)低溫大風量干燥, 篩分,冷卻,包膜.生產(chǎn)出合格的S—NPK.而大顆粒 經(jīng)破碎與細粉,尿素同時返回造粒機內(當然也根據(jù) 市場需要添加其它原料任意調節(jié)養(yǎng)分).另外.造粒 機與干燥機內的尾氣被風機抽出經(jīng)尾洗排空. 1.3工藝方案

10、的特點 (1)磷酸可以用品位較低的磷礦.不需要建設 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)過中 和,濃縮等工序.含水量較低.可直接進入管道反應 器進行氨化操作.設備減少.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,減輕了干燥機的負荷. (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)復混肥. 2生產(chǎn)裝置及投資 2.1主要設備一覽表 主要設備一覽表見表1. 表1主要設備一覽

11、表 2.2原料種類及復合肥的品位 2.2.1原料種類 原料種類見表2. 表l原料規(guī)格 名稱規(guī)格名稱規(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 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 轉化工段 (1)反應釜溫度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轉鼓造粒生產(chǎn)硫基復合肥 復肥工段 (1)氣氨壓力～0.6MPa (2)管道反應器溫度～14OC (3)烘干機進氣溫度200C (4)烘干機出氣溫度65C 2.4投資構成 規(guī)模5Okt/aS—NPK:建筑面積～1000m(不 包括原料,成品庫房),總投資500萬元,其中設備購 置費370萬元.建筑工程費13O萬元. 3試生產(chǎn)效果 (1)產(chǎn)量達到7～7.5t/h (2)含氮量最高可

13、達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 元 (7)產(chǎn)品規(guī)格可調性大.適合專用肥的生產(chǎn). 4注意事項 (1)應根據(jù)實際情況.對磷酸生產(chǎn)的廢水實行 大小循環(huán)利用; (2)濾布的清洗制度應完善; (3)必須妥善處理磷酸貯槽的淤渣; (4)鹽酸必須有市場; (5)管道反應器應有正常的吹掃制度; (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,復肥產(chǎn)品必須加入 防結塊劑. 腐殖酸包膜尿素 國外早在5O年代后期就有利用腐殖酸與尿素結合生產(chǎn) 肥料的文獻

14、報道.如(1)日本1963年曾報道將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.經(jīng)溶液噴 霧后制得粉狀腐殖酸尿素肥料.(3)日本報道,在室溫下,腐 殖酸丙酮溶液與尿素溶液在容器內混合,經(jīng)真空蒸發(fā)而獲得 粉狀腐殖酸尿素.(4)日本報道,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),印度等也有類似

15、的研究,但未能進行工業(yè)化生產(chǎn). 我國在7()年代進行腐殖酸類肥料的開發(fā)中,曾以腐殖 酸為基礎開發(fā)多種型號的腐殖酸肥料,如腐殖酸銨,腐殖酸 鈉,腐殖酸復混肥料等.1996年腐殖酸尿素開發(fā)項目被列入 重點科研計劃,由中國科學院山西煤炭化學研究所和江蘇省 通州市合作開發(fā).經(jīng)3年完成了反應機理研究,建立了年產(chǎn) 6000噸中試生產(chǎn)裝置,確定了工藝條件和設備.該項技術工 藝條件溫和.用水和少量添加劑作介質,在常溫常壓條件下, 煤炭腐殖酸與尿素直接進行絡合及包膜,"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個生態(tài)試驗站和4個省,市級農(nóng)科院(所)對小

16、 麥,水稻,油菜,棉花,玉米,蔬菜等8種作物進行試驗.結果 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 3()～35天,氮利用率提高7.2個百分點,糧食,棉花,油菜分 別增產(chǎn)7.5,13..和8.0. 經(jīng)濟效益分析表明,腐殖酸尿素比普通尿素每667n. (1畝)增加利潤{.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.先后在國內10個省(市)各種土壤,作物上示范 推廣13萬公頃,累計農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益達9400萬元. 經(jīng)檢測證實:施用腐殖酸尿素的土壤.土壤當季保留的 氮比施用普通尿素多4O～5O%.有機質明顯增加.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. 該技術生產(chǎn)的腐殖酸尿素產(chǎn)品有2種型號,即腐殖酸尿 素Ⅱ型和腐殖酸尿素Ⅲ型,分別執(zhí)行企業(yè)標準Q/320683 NCN01—1999和Q/320683NCN01—1997,見表1. 表1腐殖酸尿素肥料質量檢驗結果 注:I型測定日期l999—07—08.Ⅲ型測定日期1998—11—26 腐植酸尿素的市場價格與普通尿素相當,施用量與普通 尿素相近.也可減量施用,沒有環(huán)境污染.可作為基肥單獨施 用,也可與其它肥料配合制成長效型有機一無機復混肥料.實 驗表明,以腐殖酸尿素為基質的長效復混肥料,比傳統(tǒng)的腐 殖酸類復混肥料效果更好.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,應成為我國肥料 開發(fā)的新途徑. (安定門外安華西里二區(qū)l6號樓l0,1室.北京100011.馮元琦) (收稿日期:2(>01一l】一l2