CN101391934A

CN101391934A - 氨化造粒机及复合肥生产新工艺

Info

Publication number: CN101391934A
Application number: CNA2008102305719A
Authority: CN
Inventors: 赖涛
Original assignee: Jiangsu Aboluo Compound Fertilizer Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Aboluo Compound Fertilizer Co Ltd
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2028-10-24
Also published as: CN101391934B

Abstract

本发明涉及氨化造粒机和氨酸法复合肥生产工艺，旨在解决复合肥生产中易产生缩二脲、造粒效果不好、生产效率低、能耗高的技术问题。该氨化造粒机氨酸分布器分别单独设置，带斜面喷口的喷氨支管在滚筒体横截面上与铅垂线成30～60°角，其斜面喷口与滚筒体转动方向相一致；喷酸支管的喷头对应地设置于喷氨支管的斜面喷口的开口方向上；该造粒机氨化造粒时，通过氨分布器以0.5～1.0MPa压力在物料层内喷射液氨，酸分布器以0.2～0.5MPa的压力在物料层中喷洒50～70％硫酸，每吨固体物料通入液氨15～25kg、稀硫酸16.8～39.2kg。本发明适用原料广泛、适应各种复合肥生产规模，生产的成品颗粒浑圆坚硬，耐水耐搬、不易粉碎结块。

Description

氨化造粒机及复合肥生产新工艺

技术领域

本发明涉及到一种造粒装置及复合肥料生产工艺，尤其涉及一种复合肥氨化造粒机及复合肥氨酸法生产新工艺。

技术背景

我国复合肥料生产始于70年代，进入80年代后得以迅速发展。尤其是1990年以来，复合肥几乎每年以增加100万吨(实物量)的速度递增，而且逐步转向生产高浓度氮磷钾复合肥料。尽管如此，目前我国复合肥料施用量仅占化肥总施用量的25％左右，国内复合肥料产量仅占化肥总产量的20％，而且主要是低浓度复合肥料产品。根据农业部要求，“十一五”期间要求高浓度复合肥料数量占化肥总量的30％，即至少需要1600万吨高浓度复合肥料。因此，高浓度复合肥料的市场缺口很大。

目前国内复合肥(复混肥)料的生产存在着能耗高、污染多、投资大等问题，主要生产工艺有团粒法、喷浆法、熔体造粒法。团粒法生产工艺也存在产品颗粒外观质量差、颗粒强度低、养分不均匀等不足，缺乏市场竞争力；喷浆造粒技术成熟，但存在含氮量低、使用范围小的缺陷；熔体造粒法可以生产高氮复合肥，但产品规格受到一定的限制，特别是生产颗粒较大的产品有一定的难度。而国内尿素产品的产能日趋扩大，单一养分尿素直接施肥已不能适应科学施肥的要求，不能达到测土配方及缓控施肥的要求，化肥利用率低，并且带来较为严重的环境污染。

氨化造粒机能同时进行氨化反应和造粒，是复合肥生产领域最广泛采用的设备之一。目前氨酸法工艺主要有硫酸-氨管式反应器造粒技术以及传统的硫酸-氨喷管TVA氨化造粒技术。这两种工艺所用到的造粒设备分别为硫酸-氨管式反应器型造粒机和硫酸-氨喷管型造粒机，这两种氨化造粒机在生产中存在如下问题：

1.硫酸-氨管式反应器型造粒机，参见图1，图中12为滚筒体，13为进料口，15为氨酸管式反应器，16为气氨管道，17为硫酸管道，18为尾吸水管道，10为造粒机的气固分离腔，9为出料口，11为尾气出口，该型造粒机氨化造粒时，氨酸中和反应在管式反应器中进行，由于反应过程中产生的热量大，硫酸铵溶液的温度高达300～350℃，在这种高温及氨酸同时存在的情况下，会加剧管式反应器15的腐蚀，致使管式反应器的使用寿命缩短；其次，生产高氮肥时，由于配料中加有尿素，所产生的局部高温易使尿素分解产生缩二脲，使复合肥中缩二脲含量升高，对农作物造成伤害；另外，管式反应器的价格贵、维修费高，有的还需要加装复杂的洗涤管道系统。

2.传统硫酸-氨喷管型造粒机，参见图2，图中12为滚筒体，13为进料口，20为液氨分布器，19为硫酸分布器，10为造粒机的气固分离腔，9为出料口，11为尾气出口，该型造粒机氨化造粒时，硫酸喷洒在物料层上面，液氨直接喷洒于物料中，因而易使氨酸分布不均，就会出现硫酸与其它物料反应。如：

KCL+H₂SO₄＝KHSO₄+HCL↑ ①

CaCO₃+H₂SO₄＝CaSO₄+H₂O+CO₂↑ ②

(NH₂)₂CO+H₂SO₄＝(NH₂)₂CO·H₂SO₄ ③

其中①、②反应造成物料损耗加大，③反应会导致造粒机内发生“和泥”现象，致使造粒无法进行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不易产生缩二脲、造粒效果好、生产效率高、能耗低的氨化造粒机，并提供了一种利用该氨化造粒机生产复合肥的配套新工艺，该工艺适用原料广泛、适应各种生产规模，成品颗粒浑圆坚硬，耐水耐搬、不易粉碎结块。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种氨化造粒机，包括滚筒体、设置于滚筒体内的氨分布器和酸分布器、滚筒驱动机构，滚筒体一端设有进料口，另一端连通气固分离腔，该气固分离腔上部设有出气口，下部设有出料口，所述氨分布器包括输氨管和带斜面喷口的喷氨支管构成，喷氨支管在滚筒体横截面上与铅垂线成30～60°角，其斜面喷口与滚筒体转动方向相一致，该斜面喷口至滚筒体内壁的径向距离为滚筒体半径的三分之一至五分之三；酸分布器包括输酸管和喷酸支管，喷酸支管的喷头对应地设置于喷氨支管的斜面喷口的开口方向上。

所述氨分布器设有三个带斜面喷口的喷氨支管，酸分布器中对应地设置有三个带雾化喷头的喷酸支管。

所述喷氨支管和喷酸支管在滚筒轴向上的分布区域为距滚筒体进料口端二十分之一至五分之一滚筒体长度处。

所述氨分布器由不锈钢材料制成，所述酸分布器由增强聚丙烯材料制成。

在所述滚筒体内壁上均布有六个沿滚筒体轴向伸展的挡料条。

一种利用上述氨化造粒机生产复合肥的新工艺，将各种固体物料分批计量，粉碎、混匀后送入所述氨化造粒机内，通过氨分布器喷口以0.5～1.0MPa压力在物料层内喷射液氨，同时由酸分布器喷口以0.2～0.5Mpa的压力在物料层中喷洒50～70％的稀硫酸，每吨固体物料通入液氨15～25kg、稀硫酸16.8～39.2kg，干、湿物料在造粒机的转动作用下团聚成粒，从造粒机流出的湿颗粒进入干燥机内干燥，干颗粒物料进行筛分，溢出氨气水蒸汽及复合肥粉尘经尾洗喷淋装置收集处理，并返回造粒系统。

所述固体物料在氨化造粒机内的停留时间控制为2～10分钟。所述氨化造粒机氨化造粒时的滚筒转速＝

D为氨化造粒机滚筒直径，单位m。

所述氨化造粒机的物料装载系数控制为15～40％。

所述氨化造粒机滚筒体内的空气流速控制为1.0～1.5m·s^-1。

本发明的有益效果是：

1.本发明氨化造粒机中的氨、酸分布器道各自独立，氨、酸单独控制，不但增大了操作的调整余地和操作弹性，利于造粒工况的稳定，还可方便地调节液氨及硫酸的用量，防止过量的硫酸与其它物料发生不良反应，并调节造粒机出料pH值，同时可氨化磷肥，改善磷肥物化性质，为造粒提供有利条件；喷酸支管的喷口对应地设置于喷氨支管的斜面喷口处，既可以防止物料堵塞氨、酸喷口，又可以使氨喷管喷口喷射的区域与酸喷管喷口喷射的区域相重叠，有利于氨、酸的充分反应；如采用多组喷氨支管和喷酸支管进行氨、酸分布，可使氨酸反应持续均匀为造粒物料提供反应热，造粒效果达到最佳。

2.本发明复合肥生产工艺是将液氨与50～70％的稀硫酸同时通入氨化造粒机，在液氨喷口处喷洒均匀雾化的稀硫酸，使氨酸反应在运动的物料层中进行，其反应热能够被运动中的造粒物料均匀地吸收，既不会发生局部高温导致尿素分解产生缩二脲的现象，又可利用氨酸中和反应热蒸发去除物料中的水分，保证造粒机出口物料水分含量在3％以下，同时还能改变原料物理、化学性质，达到提高成球率、降低系统循环料、降低耗电量的目的。

3.本发明工艺对原料适应性强，原料使用范围广且灵活(氮源:氨、尿素、硫铵、氯化铵、硝酸铵、硝酸、其他含氮溶液或固体；磷源:过磷酸钙、磷酸、重钙、磷酸一铵、磷酸二铵，其他含磷物；钾源:氯化钾、硫酸钾、其他含钾物)，可选用来源方便或现时供价较低之原料，配制原料成本最低之复合肥料。

4.本发明适应各种生产规模、能耗低、返料少、环境污染小、复合肥浓度高、工程投资少等优点，产品规格从低浓度到高浓度均可随意配置生产，在适当的原料供应下可生产多种浓度、多种配比、各种不同肥效的复合肥料。

6.利用本发明生产出的成品颗粒浑圆坚硬，耐水耐搬、不易粉碎结块，颗粒强度可达29N以上。

附图说明

图1为现有技术中的硫酸-氨管式反应器型造粒机的立体结构示意图；

图2为现有技术中硫酸-氨喷管型造粒机的立体结构示意图；

图3为本发明中的一种氨化造粒机；

图4为图3中A-A剖视图；

图5为本发明复合肥氨酸法生产工艺流程图。

具体实施方式

下面过实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1，一种氨化造粒机，参见图3、图4，包括滚筒体12(Φ2200×8000mm)置于滚筒体12内的氨分布器和酸分布器、滚筒驱动机构，滚筒体12一端设有进料口13，另一端连通气固分离腔10，该气固分离腔10上部设有出气口11，下部设有出料口9，所述氨分布器由输氨管1和三个带斜面喷口6的喷氨支管7构成，喷氨支管7在滚筒体12横截面上与铅垂线成45°角，其斜面喷口6与滚筒体12转动方向相一致，该斜面喷口6至滚筒体12内壁的径向距离为500mm；酸分布器由输酸管2和三组带雾化喷头8的喷酸支管5构成，每一个喷酸支管5的雾化喷头8对应地设置于一个喷氨支管7的斜面喷口6后侧；所述喷氨支管和喷酸支管在滚筒轴向上的分布区域为距滚筒体进料口端600～1500mm处，喷氨支管及喷酸支管的间距均为450mm。所述氨分布器由不锈钢材料制成，所述酸分布器由增强聚丙烯材料制成。在所述滚筒体内壁上均布设有六根沿滚筒体轴向伸展的挡料条。

一种利用上述氨化造粒机生产复合肥的工艺，参见图5，将各种固体物料(90％氯化钾325kg，55％磷酸一铵325kg，氯化铵400kg)粉碎，分批计量、混匀后送入上述氨化造粒机内，通过氨分布器喷口以0.6MPa压力在物料层内喷射液氨，同时由酸分布器喷口以0.3Mpa的压力在物料层中喷洒60％的稀硫酸，每吨固体物料通入液氨25kg、60％稀硫酸33kg，氨化造粒机的滚筒转速为30～32r·min^-1，造粒机的物料装载系数控制为30％，氨化造粒机滚筒体内的空气流速控制为1.1～1.3m·s^-1；固体物料在氨化造粒机内的停留时间为4～6分钟；干、湿物料在造粒机的转动作用下团聚成粒，造粒机内物料温度保持在80～90℃，出造粒机物料pH值控制为6.5～6.9，从造粒机出的湿颗粒进入干燥机内干燥，干颗粒物料进行筛分；物料层14中排出的水蒸汽及其它废气由通风机抽出并送入尾气水洗装置系统洗涤，干燥热风由热风炉经热风机提供，烘干后的尾气经高效旋风除尘器除尘后由尾气风机送洗涤塔洗涤并由烟囱排空，出洗涤塔的洗涤水循环使用，部分泵入硫酸稀释储槽做稀释补充水用。

利用该工艺八小时班产量325t；耗煤18kg/t成品；电耗10度/t成品；检验结果：N-P₂O₅-K₂O：15.21-14.56-15.28，水含量为2.5％；成球率为90％。

实施例2 一种氨化造粒机，参见图3、图4，包括滚筒体12置于滚筒体12内的氨分布器和酸分布器、滚筒驱动机构，滚筒体12一端设有进料口13，另一端连通气固分离腔10，该气固分离腔10上部设有出气口11，下部设有出料口9，所述氨分布器由输氨管1和两组带斜面喷口6的喷氨支管7构成，喷氨支管7在滚筒体12横截面上与铅垂线成40°角，其斜面喷口6与滚筒体12转动方向相一致，该斜面喷口6至滚筒体12内壁的径向距离为滚筒体半径的二分之一；酸分布器由输酸管2和两组带雾化喷头8的喷酸支管5构成，每一组喷酸支管5的雾化喷头8对应地设置于一组喷氨支管7的斜面喷口6后侧；所述喷氨支管和喷酸支管在滚筒轴向上的分布区域为距滚筒体进料口端二十分之一至五分之一滚筒体长度处。

一种利用上述氨化造粒机生产复合肥的工艺，将固体物料(90％氯化钾150kg，55％磷酸一铵200kg，氯化铵400kg，尿素175kg)粉碎，分批计量、混匀后送入上述氨化造粒机内，通过氨分布器以0.8MPa压力在物料层内喷射液氨，同时由酸分布器以0.4Mpa的压力在物料层中喷洒55％的稀硫酸，每吨固体物料通入液氨20kg、55％稀硫酸30kg，所述固体物料在氨化造粒机内的停留时间控制为4～7分钟；氨化造粒氨化造粒时的滚筒转速

D为氨化造粒机滚筒直径，单位m；氨化造粒机的物料装载系数控制为38％；氨化造粒机滚筒体内的空气流速控制为1.2m·s^-1左右；干、湿物料在造粒机的转动作用下团聚成粒，从造粒机出的湿颗粒进入干燥机内干燥，干颗粒物料进行筛分；物料层14中排出的水蒸汽及其它废气由通风机抽出并送入尾气水洗装置系统洗涤，干燥热风由热风炉经热风机提供，烘干后的尾气经高效旋风除尘器除尘后由尾气风机送洗涤塔洗涤并由烟囱排空，出洗涤塔的洗涤水循环使用，部分泵入硫酸稀释储槽做稀释补充水用。

利用该工艺八小时班产量262t，耗煤20kg/t成品，电耗12度/t成品，造粒温度80℃，造粒机出料水份2.8％，pH值6.8，成球率85％，检验结果：N-P₂O₅-K₂O：21.42-11.07-7.95。

实施例3 一种氨化造粒机，与实施例1基本相同，不同之处在于：采用氯丁橡胶板作滚筒体内衬，将滚筒体内壁均衡分成6大块区域，用6块氯丁橡胶板均匀拼接起来作为内衬膜，每块内衬膜宽度是筒体的1/6分区弧长的1.25倍，在筒体上钻有若干呼吸孔；筒体转动时，物料随筒体运行至最低点时，物料的重量将橡胶膜与筒壁之间的接触室内空气从带呼吸孔的筒体排出，使物料之间能有尽可能大的接触面积，当物料随筒体运行到一定高度时，物料对橡胶内衬膜的压力下降，空气在外界大气压作用下从呼吸孔进入接触室内，将膜鼓起来，使物料在重力和压力作用下下落并发生翻滚运动，物料几乎不会粘附在膜上。

一种利用上述氨化造粒机生产复合肥的工艺，将固体物料(95％氯化钾275kg，60％磷酸一铵350kg，氯化铵175kg，尿素150kg)粉碎，分批计量、混匀后送入上述氨化造粒机内，通过氨分布器以0.5MPa压力在物料层内喷射液氨，同时由酸分布器以0.3Mpa的压力在物料层中喷洒65％的稀硫酸，每吨固体物料通入液氨28kg、65％稀硫酸35kg，所述固体物料在氨化造粒机内的停留时间控制为2～7分钟；氨化造粒氨化造粒时的滚筒转速

D为氨化造粒机滚筒直径，单位m；氨化造粒机的物料装载系数控制为25％；氨化造粒机滚筒体内的空气流速控制为1.22m·s^-1左右；干、湿物料在造粒机的转动作用下团聚成粒，从造粒机出的湿颗粒进入干燥机内干燥，干颗粒物料进行筛分；物料层14中排出的水蒸汽及其它废气由通风机抽出并送入尾气水洗装置系统洗涤，干燥热风由热风炉经热风机提供，烘干后的尾气经高效旋风除尘器除尘后由尾气风机送洗涤塔洗涤并由烟囱排空，出洗涤塔的洗涤水循环使用，部分泵入硫酸稀释储槽做稀释补充水用。

利用该工艺八小时班产量295t，耗煤17kg/t成品，电耗11度/t成品，造粒温度90℃，造粒机出料水份2.4％，pH值6.8，成球率85％；检验结果：N-P₂O₅-K₂O：17.17-17.53-16.78。

Claims

1.一种氨化造粒机，包括滚筒体、设置于滚筒体内的氨分布器和酸分布器、滚筒驱动机构，滚筒体一端设有进料口，另一端连通气固分离腔，该气固分离腔上部设有出气口，下部设有出料口，其特征在于，所述氨分布器含有输氨管和带斜面喷口的喷氨支管，喷氨支管在滚筒体横截面上与铅垂线成30～60°角，其斜面喷口与滚筒体转动方向相一致，该斜面喷口至滚筒体内壁的径向距离为滚筒体半径的三分之一至五分之三；酸分布器包括输酸管和喷酸支管，喷酸支管的喷头对应地设置于喷氨支管的斜面喷口的开口方向上。

2.根据权利要求1所述的氨化造粒机，其特征在于，所述氨分布器含有三个带斜面喷口的喷氨支管，酸分布器中对应地设置有三个带雾化喷头的喷酸支管。

3.根据权利要求2所述的氨化造粒机，其特征在于，所述喷氨支管和喷酸支管在滚筒轴向上的分布区域为距滚筒体进料口端二十分之一至五分之一滚筒体长度处。

4.根据权利要求3所述的氨化造粒机，其特征在于，所述氨分布器由不锈钢材料制成，所述酸分布器由增强聚丙烯材料制成。

5.根据权利要求1～4任一项权利要求所述的氨化造粒机，其特征在于，在所述滚筒体内壁上均布有六个沿滚筒体轴向伸展的挡料条。

6.一种利用权利要求1所述氨化造粒机生产复合肥的新工艺，将各种固体物料分批计量，粉碎、混匀后送入所述氨化造粒机内，同时分别由氨、酸分布器喷洒液氨和硫酸，干、湿物料在造粒机的转动作用下团聚成粒，从造粒机流出的湿颗粒进入干燥机内干燥，干颗粒物料进行筛分，溢出氨气水蒸汽及复合肥粉尘经尾洗喷淋装置收集处理，并返回造粒系统，其特征在于，氨分布器的斜面喷口以0.5～1.0Mpa的压力在物料层中喷洒液氨，液氨喷洒量为15～25kg/吨固体物料，酸分布器喷口以0.2～0.5Mpa的压力在物料层中喷洒50～70％的稀硫酸，其喷洒量为16.8～39.2kg/吨固体物料。

7.根据权利要求6所述的生产复合肥的新工艺，其特征在于，所述固体物料在氨化造粒机内的停留时间控制为2～10分钟。

8.根据权利要求7所述的生产复合肥的新工艺，其特征在于，所述氨化造粒机氨化造粒时的

D为氨化造粒机滚筒直径，单位m。

9.根据权利要求8所述的生产复合肥的新工艺，其特征在于，所述氨化造粒机的物料装载系数控制为15～40％。

10.根据权利要求9所述的生产复合肥的新工艺，其特征在于，所述氨化造粒机滚筒体内的空气流速控制为1.0～1.5m·s^-1。