CN103739341A - 一种硅钙钾肥的生产工艺和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅钙钾肥的生产工艺，以水不溶性钾矿和石灰石或者白云石为原料，依序经过破碎、粉磨、回转窑煅烧、冷却机冷却、破碎和粉磨，得到硅钙钾肥。其中，回转窑煅烧工序中烧成带温度为1150～1400℃，物料在窑内停留时间为20～60分钟。本发明还公开了采用上述方法的设备。与粉磨制块隧道窑烧结硅钙钾肥的工艺相比，本发明采用预热器系统预热、分解炉分解、回转窑煅烧及冷却机冷却工艺，大大降低生产线热耗和生产成本，大大改善环保性能，提高了单线生产能力；取消隧道窑烧结工艺中的加水压块工序，简化工艺；燃料采用煤粉，燃料成本下降；人工劳动强度大幅下降，自动化程度高，系统参数可测可控。

Description

一种硅钙钾肥的生产工艺和设备

技术领域

本发明涉及一种硅钙钾肥的生产工艺和设备。

背景技术

植物对氮、磷、钾的吸收是按比例进行的，三者相互促进，不能互相替代。按照施肥的通用原则，氮（N）：磷（P₂O₅）：钾（K₂O）的合理比例为1：0.5：0.5，而我国目前施肥的比例为1：0.28：0.1，长期缺钾少磷，导致化肥利用率低下。另外，我国在施肥上对硅肥的重大作用缺乏认识，致使极少施硅肥或不施硅肥。这些问题制约了我国农业的发展。

我国钾肥短缺的主要原因是水溶性钾资源极少。如何利用我国储量巨大的水不溶性含钾硅酸盐岩石生产钾肥，从而提高我国钾肥自给率，就是摆在科技工作者面前的一个重要课题。

专利ZL92111690.X公开了“一种钾钙肥的生产方法”，其工艺过程是：钾矿石粉和石灰石粉或白云石粉按重量比1：0.7～1：1.4的比例混匀后制成块状，再放在轮窑、隧道窑或倒焰窑中在1150～1350℃煅烧，烧结物经粉碎而成钾钙肥产品或硅镁钾肥产品。

目前硅钙钾肥的生产多采用隧道窑煅烧，即先将钾矿石和石灰石进行破碎，按一定比例配料后再经粉磨、加水压制成块，由人工装到窑车上，将装好的窑车推进隧道窑；

通过一定保温时间后硅钙钾的生料被烧熟，硅钙钾肥被冷却后出窑入半成品库；再将半成品压块的硅钙钾肥进行破碎和粉磨，即可得成品肥料进入料仓，再进入包装机进行成品包装入库。这种工艺称为“粉磨制块隧道窑烧结工艺”。目前隧道窑的加热燃烧主要是重油、轻柴油、天然气和煤气，因燃油成本较高使用较多的是天然气和煤气。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种方法简单、能耗低、效率高的硅钙钾肥的生产工艺及采用该工艺的设备。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种硅钙钾肥的生产工艺，以水不溶性钾矿—含钾硅酸盐岩石和石灰石或者白云石为原料，依序经过破碎、粉磨、回转窑煅烧、冷却机冷却、破碎和粉磨，得到硅钙钾肥；其中，回转窑煅烧工序中烧成带温度为1150～1400℃，物料在窑内停留时间为20～60分钟。

在粉磨工序之后回转窑煅烧工序之前对物料进行预热。

在粉磨工序之后回转窑煅烧工序之前对物料进行分解。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：采用上述工艺生产硅钙钾肥的设备，包括顺次相连的回转窑和冷却机。

所述回转窑的尾部与窑尾烟室连接，所述窑尾烟室与预热器系统连接，所述预热器系统设有至少三级旋风筒。

在所述预热器系统中设有分解炉，所述分解炉的气流入口与所述窑尾烟室连接，分解炉带料气流出口与所述预热器系统的末级旋风筒的进风管连接，分解炉物料入口与所述预热器系统的倒数第二级旋风筒的下料口相连。

所述冷却机通过窑头罩与所述回转窑相连。

本发明具有的优点和积极效果是：

1）采用回转窑煅烧粉磨后的原料，取消隧道窑烧结工艺中的加水压块工序，工艺简单；采用冷却机冷却出窑后的烧成物，能耗低，效率高。

2）在原料进入回转窑之前，采用预热器系统预热、分解炉分解，能够进一步降低生产线的热耗和生产成本，大大改善环保性能，提高单线的生产能力；

3）燃料可以采用煤粉，能够使燃料成本下降；

4）使用成套自动化设备，自动化程度高，无需人工装窑，人工劳动强度大幅下降，并且生产系统的参数可测可控。

附图说明

图1是本发明生产硅钙钾肥的设备示意图之一；

图2是本发明生产硅钙钾肥的设备示意图之二。

图中：带箭头虚线为气流方向，带箭头实线为料流方向；1、喂料点，2、预热器系统的第一级旋风筒，3、预热器系统的第二级旋风筒，4、预热器系统的第三级旋风筒，5、预热器系统的第四级旋风筒，6、分解炉，7、预热器系统的第五级旋风筒，8、窑尾烟室，9、回转窑，10、窑头罩，11、冷却机，12、回转窑燃烧器，13、分解炉燃烧器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

本发明公开了一种硅钙钾肥的生产工艺，以水不溶性钾矿—含钾硅酸盐岩石和石灰石或者白云石为原料，依序经过破碎、粉磨、回转窑煅烧、冷却机冷却、破碎和粉磨，得到硅钙钾肥；其中，回转窑煅烧工序中烧成带温度为1150～1400℃，物料在窑内停留时间为20～60分钟。

实施例1：以水不溶性钾矿—含钾硅酸盐岩石和石灰石为原料，依序经过破碎、粉磨、回转窑煅烧、冷却机冷却、破碎和粉磨，得到硅钙钾肥；其中，回转窑煅烧工序中烧成带温度为1150～1250℃，物料在窑内停留时间为20～60分钟。

在本实施例中，为了减少热耗和生产成本，在粉磨工序之后回转窑煅烧工序之前对物料进行预热。进一步地，在预热过程中，对物料进行分解。

实施例2：与实施例1不同的是，回转窑煅烧工序中烧成带温度为1250～1350℃，物料在窑内停留时间为30～50分钟。

实施例3：与实施例1不同的是，回转窑煅烧工序中烧成带温度为1200～1400℃，物料在窑内停留时间为20～40分钟。

实施例4：与实施例1不同的是，以水不溶性钾矿—含钾硅酸盐岩石和白云石为原料。

实施例5：与实施例2不同的是，以水不溶性钾矿—含钾硅酸盐岩石和白云石为原料。

实施例6：与实施例3不同的是，以水不溶性钾矿—含钾硅酸盐岩石和白云石为原料。

请参见图1，采用上述方法生产硅钙钾肥的设备之一，包括顺次相连的回转窑9和冷却机11。

在本实施例中，所述回转窑9的尾部与窑尾烟室8连接，所述窑尾烟室8与预热器系统连接，所述预热器系统设有五级旋风筒，由第一级旋风筒2、第二级旋风筒3、第三级旋风筒4、第四级旋风筒5和第五级旋风筒7组成。所述预热器系统的第一级旋风筒2设有与废气处理系统连接的风管。在所述预热器系统中设有分解炉6，所述分解炉6的气流入口与所述窑尾烟室8连接，分解炉6带料气流出口与所述预热器系统的第五级旋风筒7的进风管连接，分解炉6物料入口与所述预热器系统的第四级旋风筒5的下料口相连。所述冷却机11通过窑头罩10与所述回转窑9相连。

上述设备的工作原理：

水不溶性钾矿和石灰石或者白云石制成的生料经过粉磨、储存及计量后，通过提升设备输送到窑尾，首先进入第一级旋风筒2的进风管后经过充分分散，并与第二级旋风筒3出来的气流进行热交换实现预热升温，然后含尘气流进入第一级旋风筒2进行气固分离，分离出的物料进入第二级旋风筒3的进风管，分离后的气流进入废气管道；物料进入第二级旋风筒3的进风管后经过充分分散，并与第三级旋风筒4出来的气流进行换热，然后含尘气流进入第二级旋风筒3进行气固分离，分离出的物料进入第三级旋风筒4的进风管，分离后的气流进入第一级旋风筒2；物料进入第三级旋风筒4的进风管后经过充分分散，并与第四级旋风筒5出来的气流进行换热，然后含尘气流进入第三级旋风筒4进行气固分离，分离出的物料进入第四级旋风筒5的进风管，分离后的气流进入第二级旋风筒3；物料进入第四级旋风筒5的进风管后经过充分分散，并与第五级旋风筒7出来的气流进行换热，然后含尘气流进入第四级旋风筒5进行气固分离，分离出的物料进入分解炉6，分离后的气流进入第三级旋风筒4；物料进入分解炉6后充分分散，吸收分解炉6内燃料燃烧放出的热量，生料中的碳酸盐组分能够迅速吸热、分解，完成一系列反应后气体携带着物料进入第五级旋风筒7进行气固分离，分离出的物料进入窑尾烟室8，分离后的气流进入第四级旋风筒5；物料在经过窑尾烟室8后，进入回转窑9内煅烧，发生一系列的化学反应，完成物料的煅烧，然后经由窑头罩10进入冷却机11进行冷却，冷却机11冷却后的物料和收尘器收集的物料合并在一起得到硅钙钾肥产品，经过收尘器收尘后的气体可以用作煤磨系统的烘干热源，也可以进入废气处理系统。回转窑9可以通过回转窑燃烧器12引入燃料。分解炉6可以通过分解炉燃烧器13引入燃料。

水不溶性钾矿和石灰石或者白云石制成的生料经过粉磨、储存及计量后，通过提升设备输送到窑尾，也可以首先进入第二级旋风筒3的进风管后经过充分分散，并与第三级旋风筒4出来的气流进行热交换实现预热升温，然后含尘气流进入第二级旋风筒3进行气固分离，分离出的物料进入第三级旋风筒4的进风管，分离后的气流进入第一级旋风筒2；接着进行一系列换热和气固分离。物料在经过窑尾烟室8后，进入回转窑9发生煅烧，然后经由窑头罩10进入冷却机11进行冷却，最终得到硅钙钾肥产品产品。这种情况下，第一级旋风筒2出口废气温度较高，可以满足较大水分原料的烘干。

本实施例可以将出预热器系统第一级旋风筒的废气和／或冷却机余风引至粉磨系统烘干生料，将冷却机内高温的空气作为二次空气从窑头罩引入回转窑内，作为三次空气从三次风管引入分解炉内，充分利用了热焓，达到了系统节能的目的；分解炉新生成的CaO活性较高，很容易脱除烟气中的SO₂，使烟气满足环保排放要求，可以省去在废气风机出口安装脱硫设备对排出烟气进行净化。

本实施例的关键在于：由多级旋风筒组成一个预热器系统，可以实现生料煅烧前的预热；预热器系统中设置分解炉，可以实现生料中碳酸盐的分解，大大提高系统产量和降低系统热耗。该系统中喂料点比较灵活，生料可喂入第一级旋风筒2的进风管，实现五级预热器换热；也可以喂入第二级旋风筒3的进风管，实现四级预热器换热。该预热器系统实现了硅钙钾肥生产领域的新突破，大大降低了生产成本，有效地提高了生产能力。

上述实施例中分解炉6可以是喷腾型、管道型、旋流型、流态化型或者是多种组合的型式。

请参见图2，采用上述方法生产硅钙钾肥的设备之二，与生产硅钙钾肥的设备之一的不同之处在于：取消了分解炉6。第四级旋风筒5分离出的物料进入第五级旋风筒7的进风管，并与窑尾烟室8出来的热气流进行换热，然后含尘气流进入第五级旋风筒7进行气固分离，分离出的物料进入窑尾烟室8，分离后的气流进入第四级旋风筒5；物料在经过窑尾烟室8后，进入回转窑9发生煅烧，然后经由窑头罩10落入冷却机11进行冷却，冷却机11冷却后的物料和收尘器收集的物料合并在一起得到硅钙钾肥产品。

上述所有实施例中采用预热器系统预热硅钙钾肥生料时，可以将生料喂入预热器系统的不同位置，预热后的生料再进入回转窑进行煅烧。上述所有实施例也可以不采用预热器系统，直接将生料直接喂入回转窑进行煅烧。上述所有实施例中的预热器级数还可以为六级、四级、三级；上述所有实施例中的冷却机可以是篦式冷却机，可以是单筒冷却机，或者是其它结构型式的冷却机。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种硅钙钾肥的生产工艺，其特征在于，以水不溶性钾矿和石灰石或者白云石为原料，依序经过破碎、粉磨、回转窑煅烧、冷却机冷却、破碎和粉磨，得到硅钙钾肥；其中，回转窑煅烧工序中烧成带温度为1150～1400℃，物料在窑内停留时间为20～60分钟。

2.根据权利要求1所述硅钙钾肥的生产工艺，其特征在于，在粉磨工序之后回转窑煅烧工序之前对物料进行预热。

3.根据权利要求2所述硅钙钾肥的生产工艺，其特征在于，在粉磨工序之后回转窑煅烧工序之前对物料进行分解。

4.一种采用如权利要求1所述硅钙钾肥的生产工艺的设备，其特征在于，包括顺次相连的回转窑和冷却机。

5.根据权利要求4所述的硅钙钾肥的生产设备，其特征在于，所述回转窑的尾部与窑尾烟室连接，所述窑尾烟室与预热器系统连接，所述预热器系统设有至少三级旋风筒。

6.根据权利要求5所述的硅钙钾肥的生产设备，其特征在于，在所述预热器系统中设有分解炉，所述分解炉的气流入口与所述窑尾烟室连接，分解炉带料气流出口与所述预热器系统的末级旋风筒的进风管连接，分解炉物料入口与所述预热器系统的倒数第二级旋风筒的下料口相连。

7.根据权利要求4所述的硅钙钾肥的生产设备，其特征在于，所述冷却机通过窑头罩与所述回转窑相连。