脲基復合肥工藝技術(shù)改進措施

王金全 李成賢

摘 要：青海云天化國際復合肥裝置從投產(chǎn)以來運行一直不太穩(wěn)定，通過對原料輸送、造粒以及成品處理工序的工藝技術(shù)改進，摸索總結(jié)出行之有效的辦法，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的質(zhì)量，并改善操作現(xiàn)場環(huán)境。

關(guān)鍵詞：復合肥；產(chǎn)品質(zhì)量；改進措施

復合肥生產(chǎn)是兩種以上不同原料按一定比例粘結(jié)在一起生產(chǎn)出不同農(nóng)作物高產(chǎn)所需養(yǎng)分的肥料。生產(chǎn)化肥涉及諸如原料破碎、造粒、干燥、篩分等單元操作。在這些操作中原料預處理、造粒和冷卻篩分是同等重要的環(huán)節(jié)，需要摸索與之相配的工藝條件，合理控制各環(huán)節(jié)可獲得持續(xù)穩(wěn)定的高質(zhì)量產(chǎn)品。

1 裝置簡介

2套40萬噸/年NPK裝置采用上海科奕開發(fā)的熔體塔式造粒工藝，即固體原料在加熱器中加熱后，與熔融尿素在混合槽中充分混合成熔體料漿，該料漿自流入造粒機噴頭，料漿通過專用噴頭從塔頂噴淋成液滴，液滴落入造粒塔，在塔中下落過程中與上升空氣熱交換后凝結(jié)、冷卻為固體顆粒，落至塔底集料斗上。

1.1 尿基復合肥原理

用熔融尿液和磷銨、鉀肥可形成低共熔點化合物的特點，將預熱的粉狀磷銨、鉀肥與熔融尿液充分混合，經(jīng)反應生成流動性良好熔體料漿，該料漿經(jīng)專用噴頭噴入造粒塔，在下落過程中被上升冷空氣熱冷卻固化成顆粒，從而獲得養(yǎng)分均勻、顆粒性狀良好的復混肥料。

1.2 復合肥工藝流程

熔融法脲基復合肥工藝流程分為：固體原料處理、計量、輸送、料漿制備和造粒、成品冷卻處理等工序組成。

2 影響復合肥產(chǎn)品質(zhì)量因素

復合肥生產(chǎn)的自身性質(zhì)及裝置的特殊性決定其生產(chǎn)工況受外界環(huán)境影響較為明顯，主要因素有：原料質(zhì)量，尿液溫度與濃度，噴頭孔徑，造粒機轉(zhuǎn)速，滾筒冷卻筒風量等。

3 產(chǎn)品存在質(zhì)量問題

投產(chǎn)以來造粒時經(jīng)常出現(xiàn)起球、不成粒、扁粒現(xiàn)象，使系統(tǒng)很難較長時穩(wěn)定運行，通過對現(xiàn)象的分析并采取措施，取得了明顯的效果。產(chǎn)品遇到的質(zhì)量問題歸納為5個方面：①產(chǎn)品養(yǎng)分波動大，②產(chǎn)品含游離尿素，③抗壓強度低，④產(chǎn)品易結(jié)塊，⑤設(shè)備易結(jié)疤。

4 提高質(zhì)量措施

針對高塔復合肥裝置質(zhì)量問題從優(yōu)化流程、設(shè)備改造方面采取措施，質(zhì)量得到明顯改觀。

4.1 優(yōu)化上料系統(tǒng)，縮短工藝流程

4.1.1 雙塔單泵單管送尿液提高裝置運行獨立性和穩(wěn)定性

高塔復合肥裝置設(shè)計雙塔造粒，尿液從融熔尿素裝置蒸發(fā)系統(tǒng)經(jīng)離心泵以單塔單泵單管線送到各塔一級混合槽。此種尿液輸送方式尿液管徑小，流速低及輸送管線長使得產(chǎn)品縮二脲高；同時，尿素和復合肥裝置獨立性差，一停兩套裝置全停，互相影響大。

將雙塔雙泵雙管線（DN50夾套管、Q=24M3/h泵）改為雙塔單泵單管線（DN65夾套管、Q=50M3/h泵），并將雙塔的分支尿液管安裝流量計、調(diào)節(jié)閥、溫度計、切斷閥及吹掃蒸汽從而提高尿素和復合肥裝置的獨立性和降低產(chǎn)品縮二脲含量，提高裝置的產(chǎn)能；同時方便工藝操作和市場調(diào)節(jié)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

4.1.2 簡化粉體輸送系統(tǒng)保證產(chǎn)品養(yǎng)分

高塔復合肥裝置設(shè)計的單塔原料粉體主要是鉀肥和磷銨。每種粉體原料在送到混合槽前由皮帶、斗提機、篩分、破碎、計量、混合及烘料單元操作構(gòu)成。當粉體隨著露天堆存周期延長使粉體吸潮及結(jié)塊，多單元操作將粉體送到混合槽造成原料輸送不暢。在生產(chǎn)中，產(chǎn)品養(yǎng)分或高或低，料槳或稠或稀，裝置無法穩(wěn)定運行，產(chǎn)品養(yǎng)分不合格。通過取掉粉體篩分、破碎、混合和烘料設(shè)備保證了原料輸送的暢通，避免粉料輸送堵料、斷料現(xiàn)象，實現(xiàn)均衡供料，保證產(chǎn)品養(yǎng)分。

4.2 優(yōu)化包裝系統(tǒng)，改善產(chǎn)品質(zhì)量

高塔復合肥裝置設(shè)計的包裝系統(tǒng)主要有多個皮帶、斗提機設(shè)備及篩分、散庫儲存和包裝等組成；同時復合肥和尿素在同一個地方包裝，該包裝系統(tǒng)不僅易使兩種產(chǎn)品互混，而且輸送設(shè)備多產(chǎn)生粉塵多和散庫儲存結(jié)塊現(xiàn)象發(fā)生。通過簡化成品輸送和散庫庫存流程，將造粒出塔物料通過皮帶、斗提機、兩次篩分、流化床冷卻、覆膜后去原料庫包裝使得包裝產(chǎn)品中含粉塵少，縮短散庫結(jié)塊率和避免兩種產(chǎn)品混包現(xiàn)象。

4.3 調(diào)整混合方式，改善料槳粘度

高塔復合肥裝置設(shè)計的制料槳系統(tǒng)是單級混合，即固體粉料鉀肥、磷銨及尿液，多種原料在一個混合槽中攪拌混合，尿液中的粉體通過漿式攪拌槳攪拌混合，混合料槳從混合槽上部溢流入差動式造粒機造粒。該種攪拌混合方式制的料槳不均勻，且顆粒料多造成養(yǎng)分不均勻，混合槽冒槽，同時堵塞噴頭影響裝置的運行。通過以下幾個方面的改造，改善料槳粘度：

4.3.1 粉體分開進槽，兩級混合攪拌

粉體料分開輸送到造粒塔，一級槽中鉀肥、返料和輔料與尿液在旋轉(zhuǎn)式攪拌器攪拌下均勻混合；混合好的料從底部溢流到二級混合槽，二級混合槽中再加入磷銨攪拌混合。通過兩次進料、兩次攪拌混合，料槳均勻，混合槽無冒槽現(xiàn)象。

4.3.2 旋轉(zhuǎn)式攪拌漿提高料槳湍流強度

單級混合槽采用漿式攪拌槳，尿液中填加的鉀肥、磷銨等粉體漂浮在表面，粉體不向槽底運動，料槳不均勻，帶干粉，生產(chǎn)產(chǎn)品外觀不圓滑。當將漿式攪拌槳更換為旋轉(zhuǎn)式攪拌槳后，進入混合槽中心的粉料在攪拌槳的作用下從混合槽底部向液相表面運動，料槳中無干粉，料槳運動強度增加制取的料槳較均勻。

4.3.3 造粒機雙電機變單電機控制改善粒子外觀

單級混合槽的料槳造粒是采用雙電機差動造粒機，兩臺電機分別控制布料器和噴藍。當內(nèi)外電機轉(zhuǎn)速的差比控制不當，則出塔物料中含雜的粉料、半顆粒多。通過將雙電機改為單電機控制造粒機轉(zhuǎn)速后，內(nèi)外電機轉(zhuǎn)速同步調(diào)整，則方便生產(chǎn)過程中造粒機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，出塔物料中粉料、半顆粒少，外觀有很大改善。

4.3.4 裝置增乳化機適應多品種肥生產(chǎn)

單級混合槽裝置設(shè)計是無乳化機，只能生產(chǎn)高氮低鉀高低磷的復合肥。當在二級混合槽后增加乳化劑，在乳化機的高速旋轉(zhuǎn)下可以將固液比很高的料漿充分混合均勻，這樣料漿就可按照配方進入造粒機，造出外觀美的低氮高鉀高磷復合肥。由于乳化機的增加提高了裝置的適應性，可以生產(chǎn)多品種復合肥。

5 結(jié)論

通過優(yōu)化復合肥裝置的原料、成品輸送、包裝流程和設(shè)備改造降低裝置能耗，同時改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高市場竟爭力。隨著企業(yè)改革的深入發(fā)展，狠抓管理、節(jié)能降耗，努力提高竟爭力，實現(xiàn)低成本運行已成為企業(yè)的發(fā)展方向，在復合肥裝置的改造中值得借鑒和在探索。

參考文獻

[1]丁緒淮，周理.液體攪拌[M].化學工業(yè)出版社，1983.

[2]陶珍東，鄭少華.粉體工程與設(shè)備[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

（作者單位：青海云天化國際化肥有限公司）