CN103387439A - 氨酸喷浆造粒生产复合肥的新工艺 - Google Patents

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刘少雄
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Abstract

氨酸喷浆造粒生产复合肥的新工艺，包括配料、喷浆、造粒、烘干、冷却、筛分、计量、成品检测；其特征是，造粒前配制氨酸溶液对原料造粒时喷浆：在氨水罐内将浓氨水用洗涤水稀释成20%的稀氨水，经氨水泵加压送入管式反应器；将98%浓硫酸经硫酸泵加压到后送入管式反应器；稀氨水与硫酸在管式反应器内反应50～60秒钟成氨酸溶液，在氨酸溶液中加入尿素、水混合成粘性浆料，把粘性浆料直接均匀喷洒在造粒机中的料层上；控制物料pH值5.8-6.3，按常规造粒、烘干、冷却、筛分、计量、检测、成品入库。本发明不需要建氨气站，节省投资；并解决了复合肥难溶于水的问题，施肥十分方便。

Description

氨酸喷浆造粒生产复合肥的新工艺
技术领域
本发明涉及一种复合肥生产工艺，具体地说涉及改良型氨酸喷浆造粒生产复合肥的新工艺。
背景技术
中国是农业大国，化肥需求量大，而国内化肥工业起步较晚，加入世界贸易组织后，欧洲、北美等国的大型化肥企业大举进军中国市场。同时，国内化肥生产企业众多，产品日趋同质化，复合肥生产技术与研发还比较薄弱。目前，我国复合化肥传统的生产工艺主要是蒸汽造粒和转鼓干燥，这种生产工艺存有以下缺陷：一是造粒物料的水份含量高，干燥系统负荷高，干燥所需热量多，烘干用煤量高；二是把尾气洗涤液当作废水直接排掉，造成大量资源浪费，原料消耗高；三是造粒过程需要大量蒸汽，锅炉煤耗高；四是出造粒机物料成球率低，系统返料多，设备负荷大，耗电量高；五是烘干过程由于需要较高的温度，生产高氮复合肥时，部分尿素容易生成缩二脲，产品使用过程中容易烧坏作物种子和根。目前国内生产N、P、K复合肥主要有两种生产工艺：即喷浆造粒与氨化造粒。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。但喷浆造粒的反应是用传统的槽式中和，反应停留的时间长达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。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氨气一起发生中和反应，再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。转鼓氨化造粒由于其操作条件范围较小，操作较难控制，生产正常的厂家较少。国内较为先进、成熟的复混肥新技术是氨酸造粒技术，氨酸造粒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。该技术有显著优点，降低成本明显，成球率较高，产品外观有较强的市场竞争力，被越来越多的复混肥生产企业所采用。但随着国家对液氨、硫酸等危险化学品控制力度的加大，采用该技术的企业都要建设氨站等设施，投资较大。一些小的复混肥企业由于安全环境及资金等方面的问题，难以建设氨站等设施。
发明内容
本发明为克服上述缺陷，对现有氨酸喷浆造粒工艺进行改进，提供一种改良型氨酸喷浆造粒生产复合肥的新技术，以满足无氨站的小型复混肥企业升级改造的需求。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：氨酸喷浆造粒生产复合肥的新工艺，包括下述步骤：配料→喷浆→造粒→烘干→冷却→筛分→计量→成品检测；配料是将氯化钾、磷酸一铵、氯化铵等原料放入搅拌机中混合均匀；造粒是混合后的原料通过造粒机包裹成粒，其特征在于：造粒前对混合后的原料喷浆，其步骤如下：
a、配制氨酸：在氨水罐内将28%浓氨水用洗涤水稀释成20%的稀氨水，经氨水泵加压到0.2～0.3MPa计量后送入管式反应器；将98%浓硫酸经硫酸泵加压到0.2～0.3MPa计量后送入管式反应器；稀氨水与硫酸在管式反应器内反应50～60秒钟生成高温的氨酸溶液，
b、在氨酸溶液中按重量比加入47～52%的尿素和1.8～2.2倍的水混合成粘性料浆，将粘性料浆直接均匀喷洒在造粒机中的料层上；原料中加入碳酸氢铵控制物料pH值5.8～6.3；以上物料及原料、系统返料在造粒机包裹成粒。
c、造粒机产生的水蒸汽及多余的气体由尾气风机带出，经水洗涤后排放，循环洗涤水一部分用来稀释浓氨水，一部分循环利用。
本发明与现有技术相比，具有下述积极效果。
一是采用浓氨水和碳铵共同作为氨化介质，不需新建氨站，减少氨站投资；另一方面采用部分碳铵氨化磷酸一氨，延长氨化时间，有利于氨化反应进行，尤其是针对颗粒较粗的磷酸一铵更有利，同时也有利于造粒温度的控制和提高。
二是浓氨水和浓硫酸价格低廉，市场易购，且无重大安全隐患，原料腐蚀性小，设备简单易自制，可显著降低固定资产投资。
三是该技术针对不同的复合肥品种，通过调整浓氨水、碳铵及硫酸的用量均可达到理想的造粒效果和颗粒外观，产品外观有较强的市场竞争力，可作滴灌肥、喷施肥，产品质量优于国标。
四是产量提高约40%，成本明显降低，吨肥可降低成本50～80元。
五是产品质量明显提高，缓解了复合肥结块的问题，颗粒圆整、光滑、抗压强度增加，利用液氨作为氨化介质，加入稀硫酸作为粘结剂，提高磷酸铵等肥料盐的溶解度，肥料水溶性好，水分含量低，便于农户和集体化经营者使用。
六是本技术造粒尾气废气少，处理简单，可充分利用原有的干燥尾气洗涤系统，即可达到排放要求。
本发明技术的适用范围是：年产10万吨及以下复混肥装置的升级改造，也适用于因安全环境限制无法建设氨站的大中型复混肥生产装置的升级改造。
具体实施方式
下面对本发明作详细描述，氨酸喷浆造粒生产复合肥的新工艺，包括配料→喷浆→造粒→烘干→冷却→筛分→计量→成品检测；其特征是：
1、将氯化钾、磷酸一铵、氯化铵放入搅拌机中混合均匀，再输送到造粒机中；
2、将浓氨水罐中28%浓氨水用洗涤水稀释成20%的稀氨水，经氨水泵加压到0.2～0.3MPa计量后进入管式反应器；将硫酸贮罐中98%浓硫酸经硫酸泵加压到0.2～0.3MPa计量后进入管式反应器；二者在管式反应器内反应60秒钟生成高温的氨酸溶液，在氨酸溶液中按重量比加入50%的尿素和2倍的水混合成粘性料浆，将粘性料浆均匀喷洒在造粒机中的料层上。同时原料中加入碳酸氢铵来控制物料pH值5.8～6.3；
3、以上物料及原料、系统返料在造粒机包裹成粒。
4、造粒系统产生的水蒸汽及多余的气体由造粒尾气风机带出，经水洗涤后排放，循环洗涤水一部分做为稀释浓氨水的工艺水，一部分循环利用。
生产不同的复合肥品种，通过调整浓氨水、碳铵及硫酸的用量均可达到理想的造粒效果和颗粒外观。具体配方与操作如下：
实施例1生产一吨15-15-15配方，以45%，15-15-15（Cl-）常规产品为例，即：氮N：五氧化二磷P2O5：氧化钾K2O的配比为15-15-15。
生产步骤包括：配料→喷浆→造粒→烘干→冷却→筛分→计量→成品检测；技术要点是：
1、将263kg氯化钾(0-0-57)、325kg磷酸一铵(11-47-0)、392kg氯化铵(23.5-0-0)、20kg尿素(46.2-0-0)混合均匀后放入造粒机中。（说明：原料名称后面括号中数字表示N-P-K的含量）
2、将28%浓氨水156.5kg用洗涤水稀释成20%的稀氨水，经氨水泵加压到0.2-0.3MPa计量后送入管式反应器；将98%浓硫酸30kg经硫酸泵加压到0.2-0.3MPa计量后进入管式反应器；二者在管式反应器内反应60秒钟生成高温的氨酸溶液，在氨酸溶液中按重量比加入50%的尿素和2倍的水混合成粘性料浆，将粘性料浆直接均匀喷洒在造粒机中的料层上。同时原料中加入10～20kg碳酸氢铵来控制物料pH值5.8～6.3。
3、以上物料及原料、系统返料在造粒机包裹成粒。
4、造粒系统产生的水蒸汽及多余的气体由造粒尾气风机带出，经水洗涤后排放，循环洗涤水一部分做为稀释浓氨水的工艺水，一部分循环利用。
实施例2生产一吨10-25-10配方，将氯化钾(0-0-57)200kg，磷酸一铵(11-47-0)550kg，氯化铵(23.5-0-0)250kg混合均匀后放入造粒机中。
将28%浓氨水120kg用洗涤水稀释成20%的稀氨水，经氨水泵加压到0.2-0.3MPa计量后进入管式反应器；将98%浓硫酸40kg经硫酸泵加压到0.2-0.3MPa计量后进入管式反应器；二者在管式反应器内反应60秒钟生成高温的氨酸溶液，在氨酸溶液中按重量比加入48%的尿素和1.9倍的水混合成粘性料浆，粘性料浆直接均匀喷洒在造粒机中的料层上。同时原料中加入15-30kg碳酸氢铵来控制物料pH值5.8-6.3；可达到理想的造粒效果。其他步骤同例1。
实施例3生产一吨25-15-5配方，将氯化钾(0-0-57)90kg、58%磷酸一铵(11-47-0)325kg，氯化铵(23.5-0-0)200kg，尿素(46.2-0-0)385kg混合均匀后放入造粒机中。
将28%浓氨水120kg用洗涤水稀释成20%的稀氨水，经氨水泵加压到0.2-0.3MPa计量后进入管式反应器；将98%浓硫酸20kg经硫酸泵加压到0.2-0.3MPa计量后送入管式反应器；二者在管式反应器内反应60秒钟生成高温的氨酸溶液，在氨酸溶液中按重量比加入51%的尿素和2.1倍的水混合成粘性料浆，粘性料浆直接均匀喷洒在造粒机中的料层上。同时原料中加入5～15kg碳酸氢铵来控制物料pH值5.8-6.3；可达到理想的造粒效果。其他步骤同例1。
本发明的要点在于氨酸配制及氨酸溶液粘性料浆直接喷洒在造粒机中的料层上，边造粒边喷洒。生产不同的复合肥品种，只需调整浓氨水、碳铵及硫酸的用量均可达到理想的造粒效果和颗粒外观。

Claims (2)

1.氨酸喷浆造粒生产复合肥的新工艺，包括配料、造粒、烘干、冷却、筛分、计量、成品检测；配料是将氯化钾、磷酸一铵、氯化铵原料放入搅拌机中混合均匀；造粒是混合后的原料通过造粒机包裹成粒，其特征在于：造粒前对混合后的原料喷浆，其步骤如下：
a、配制氨酸：在氨水罐内将28%的浓氨水用洗涤水稀释成20%的稀氨水，经氨水泵加压到0.2～0.3MPa计量后送入管式反应器；将98%浓硫酸经硫酸泵加压到0.2～0.3MPa计量后送入管式反应器；稀氨水与硫酸在管式反应器内反应50-60秒钟，生成高温的氨酸溶液；
b、在氨酸溶液中按重量比加入47～52%的尿素和1.8～2.2倍的水混合成粘性料浆，将粘性料浆直接均匀喷洒在造粒机中的料层上；控制物料pH值5.8～6.3；
c、造粒机产生的水蒸汽及多余的气体由尾气风机带出，经水洗涤后排放，循环洗涤水一部分作为稀释浓氨水的工艺水，一部分循环利用。
2.根据权利要求1所述的氨酸喷浆造粒生产复合肥的新工艺，其特征是，调整浓氨水、碳铵与硫酸的用量，可生产不同配方的复合肥。
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