尿素熔融喷浆造粒工艺在复混肥生产过程中的应用

尿素熔融喷浆造粒 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 在复混肥生产过程中的应用 兰生坚业坚咝查奎鎏室丝苎壅塑叁 一86 尿素熔融喷浆造粒工艺在复混肥生产过程中的应用 (临泉化工股份有限季保德 公司 安徽临泉236400) 摘要:在团粒法工艺的基础上，用尿素熔融成尿液或尿素车间二段蒸发器的尿液进行喷浆造粒生产复 合肥的改造方案(改造内容、改造效果和投资情况( 关键词:尿素熔融喷泉造粒复混肥对策 0摄述 目前，国内生产复混肥的方法主要有挤压法、团粒法、料浆法。挤压法因受产品外观质量和品位 的限 制，已逐渐被市场所淘汰，料浆法因受工艺复杂、投资过大等诸多因素的制约。只有少数大型企业采用， 而团粒法因其工艺简单、投资少、操作便利而被广泛应用，其主要缺点是:生产过程中因经验性因素较强， 原料品种及配方对工艺结构的稳定性影响较大，特别是高氮尿基复混肥、硝基复混肥、高氮高钾等特殊配 方的复混肥生产过程难度较大，有时甚至不能生产。尿素熔融喷浆造粒工艺不仅解决了这些问题，而且还 大幅度地提高了造粒成球率，增大了操作弹性、改善了产品外观质量、提高了产量、降低了消耗、增强了 产品在市场上的竞争力。 我公司有5万讹和10万讹复混肥生产线各1条，另有35万t合成氨、52万妇的尿素、20万t碳酸氢铵、7万t精甲醇的生产能力。1995年建了1条5万垤产复混肥生产线、1999年又建了l条lO万t， 年产复混肥生产线，2000年底在lO万蚀复混肥生产线上，实施了尿液喷浆造粒生产复混肥的改造方案， 该工艺运行的初期，生产过程中确实存在一些问题，我公司根据具体情况，针对存在的问题，制定了相应 的对策和整改措施;整改后通过2000年底至2004年2月份的运行，证明了该工艺是先进的、运行是稳 可靠的、制定的整改措施和对策是切实可行的(主要产品以高浓度、高氮复混肥为主。有15?15-15、16一16-定 16 复混肥、20(17(1 I高效复混肥、21(12(7小麦专用肥、15(10-20生姜专用肥、25-lO-O芝麻专用肥及25?10- 5、 25(10-10、25(12(8、28„缶高氮复混肥等，工艺流程图如图1所示。 I 工艺方案简介 根据我公司尿素车问现有的成品尿液、次品尿素、尿素下脚料和复混肥的生产特点，在选定工艺方案 时，采用了l套喷浆装置使用两条尿液来源路线的工艺方案，即将尿素现场熔融成尿液和尿素车间来的尿 液管线，采用并联的方式进入造粒机。如图2所示。 图2 2条尿液来源路线的工艺方案 1(1尿素现场熔融 颗粒尿素经连续计量后送入尿素熔融槽，计量系统根据尿素量自动调整水的配入量 (也可不加水在 105,125I]使尿素实现低温熔解)，以达到稳定尿液浓度的目的。同时，再根据设定的产量、复合肥的氮磷 钾总量和各单养分的含量，由计量控制系统自动调整尿液的流量。经熔融槽熔融的尿液由熔融泵加压后， 通过特制的喷嘴喷到造成粒机内(配料系统已计量过)物料上。 塑趔娑燮墅丝奎塑L一 一87 图1 1(2尿液来自尿素车间 我公司复合肥车问距尿素车间较远(800--,1000 m)，为避免从尿素车间二段蒸发器来的尿液造成管道 堵塞，除对尿液管道采用蒸汽夹套保温外，还将蒸汽管道和尿液管道并行，并且每隔100 m单成一个封闭 段，设疏水阀疏水:从尿素车间来的尿液经计量后，配成符合工艺要求的尿液进入造成粒机。 无论是现场熔融的尿液还是尿素车间来的尿液，经加压后从喷嘴喷出，形成雾状的液滴，液滴遇冷后 变成半液态半固态并带有粘性的造粒母球，该母球将粘附造粒机内具有磷、钾组分的粉状物料，在造粒机 的连续转动和喷嘴的不断喷涂下，逐渐长大并被球化成粒。雾状的液滴作为造粒的成球源，即使不加或少 加蒸汽也可大幅度提高造粒成球率，由于不加或少加蒸汽大大降低了造粒物料的含水率，进而也就减轻了 干燥机的负荷;同时，因雾状的液滴大小基本一致。粘附造粒机内具有磷、钾组分的粉状物料时，粘附层 全嗣化肥工业技术交流会论文资料集 88 均匀一致，粘附量基本相等，使得造出的颗粒圆整、光滑、粒度均匀。 1(3工艺方案的特点 (1)以尿液为造粒液相，取代了蒸汽造粒，并可根据生产需要选择 (2)保留了团粒法的原工艺路线不变，不需要对原装置作改动。 (3)可尿液来源。 (出造粒机的物料含水量可控制在52(8,)，减轻干燥负荷。 (4)采降低造粒水份 _I_}j尿素低温熔融技术，不加水也可使尿素在105,1250实现低温熔解。 (5)只 (6)通过提高造粒成球率，进而提高产量。 用,只熔融槽就可实现连续生产。 (7)改善产品质量、减轻结块程度。 2 生产过程中存在的问题、原因分析及对策 2(1尿液管道堵塞 a(原因分析 MPa)或不稳定;蒸汽套管外没有保温或保温效果不好;夹套保温蒸汽 保温蒸汽压力过低(达不到0(30 的疏水蒯不能正常疏水:夹套保温蒸汽的流向不对;尿液中的杂物堵塞了尿液管道:停车或喷浆泵停止运转 时，没及时将管道内的尿液吹扫干净;初始开车时，没有将系统吹净，使系统内的焊渣等杂物堵塞了喷嘴。 b(对策 MPa以上，保温夹套外部用硅酸岩棉管保温，保证疏水阀正常疏水: 将保温蒸汽压力稳定在0(30--0(35 用于保温的蒸汽流向要与尿液的流向相反，以保证尿液在喷浆时保持一定的温度和较好的流动性:熔融槽 出口处加过滤网，防止尿液中的杂物进入尿液管道;原始开车前要将系统按要求进行吹扫，停车时要用蒸 汽吹扫系统将尿液管道内的尿液吹扫干净。 2(2成球过小 a(原因分析 尿液喷射压力高，导致喷出的尿液过度雾化:选择的喷嘴的流量与实际流量不 匹配，喷嘴的额定流量 小于实际流量是过度雾化的原因之一;喷嘴与物料间的喷射距离过大，出喷嘴后的尿液遇冷后硬化，致使 其粘性降低，不易粘附粉状物料或不颗粒而球化成合格粒子，故出现粒子虽多，但成球较小: b(对策 增加喷嘴的数量(如喷嘴的数量由2只增加到3~4只)，或选择流量合适的喷嘴(最好选用特种结构 mm之间。型式的喷嘴):另外，还要将喷嘴与物料间的距离适当减小，控制在350"-(450 2(3复混肥易出现扁平状 a(原因分析 尿液浓度过低，致使造粒物料含水量大，物料进入干燥机后不能固化，从干燥机上部落 下时摔扁:干 燥机进出口温度过高;干燥机内部结构不合理阻碍热风通过，引风机风量小，不能实现低温大风量生产， 降低了物料的热交换效果: b(对策 通过工艺处理将造粒物料的含水量控制在9,的范围内，干燥机出口温度控制在65-,75"{2，加大干燥 m3m)?以便达到 m3,h。5万t,a生产线引风量要三46500 引风机的引风量((10万t,a生产线引风量要>62500 低温大风量的烘干效果。 2(4喷浆泵易堵塞且齿轮磨损严重 a(原因分析 齿轮泵的齿轮由于在120?左右的温度下工作，会受热膨 ?在有尿液或其他杂质 胀，使齿轮间隙减小 全国化肥工业技术交流会论文资料集 Ro —————————1——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————一=二 的情况一F，易造成磨料磨损;齿轮泵不便用蒸汽夹套进行保温:当尿液流量较小时;泵壳易散热而降温， 导致尿液冷凝堵塞:泵的机械密封填料因受热易泄漏:停车时没有及时将泵内的尿液吹扫干净。 b(对策 将喷浆用的齿轮泵更换为尿素熔融泵，在尿素熔融泵的泵壳部分采用蒸汽保温(机械密封部分采_I_}J清 水冷却，停车将泵内的残留尿液用蒸汽吹扫干净。 2(5出干燥机的物料筛分困难 a(原因分析 干燥机出口温度高，由于尿素是热敏物质受热易呈现熔融状态， 导致复混肥颗粒出干燥机后粘性很大， 易粘附在筛网上;筛子的筛分面积小或物料在筛面上分布不均匀:振动筛的电机振幅小:筛子的倾角小于20。:筛面上的杂物没及时清理(或筛子底子因粘附而堆积的物料堵塞了筛孔。 b(对策 合理设计生产配方;将干燥机出口温度控制在65--75"(2的范围内，加大筛分面积并在筛子入口处加均布 器，使物料在筛面上能均匀分布;增大筛子的振幅，保证筛子的倾斜度大于20。:安排专人清理筛面。 2(6熔解槽上部尿液易沸腾而下部熔解较慢 a(原因分析 熔解槽的没有蒸汽排管，热量在熔解槽内分布不 “上进下出”的加热方式不合理，困 均匀;蒸汽采用 蒸汽进口管在上方，首先加热的是上部的尿素或尿液，由于尿素或尿液在受热过程中吸收盘管中的热量，致使蒸汽到达下部时温度降低。 b(对策 在熔解槽的底部加一层蒸汽盘管，将蒸汽加热方式由“高进低出”改 “低进高出”，熔解槽底部的 为 尿素熔解后。能白下而上翻腾，在搅拌机的搅拌下。能将上部的尿素快速熔融，同时，还可降低尿素的熔 融温度，防止“高进低出”的加热方式导致的上部尿素分解造成的氨损失和缩二脲的生成。 3改造后的主要工艺指标 (1)尿液浓度:950,,((-98,:(也可控制在98,以上) (2)尿液温度:110,125?; (3)干燥机气体进口温 130-160? 度: (4)干燥机气体出口温度:65—75"C，干燥机进出口温度可根据产品品位及氮磷钾的比例不同进行适 当调整。 (5)造粒温度:60--70"12。出造粒机的物料含水量控制在盟(8, MPa。MPa?系统水压力:0(20-(-0(50 (6)系统蒸汽压力:O(5?I(20 4 改造效果 (I)造粒成球率由50,--60,提高到95,以上( (2)含氮量控制精度:?1(5,，生产的复混肥含氮量可达 25--28,，能轻松地实现高氮和高钾复混 到 肥的生产; (3)成品水分:s1(0,。 N;有效地防止了复合肥颗粒粉化和结块。 (4)颗粒抗压碎力由13,15N提高到16--22 产量比原来可提高30,以上:粒度颗粒均匀、外观圆整光滑。 (6)实现了尿素低温(5) 熔融。 (7)操作弹性增大，运行稳定。特别是干燥机内部结构稍加改造后(可连续生产6~8个月不会粘壁。 (8)蒸汽、动力、燃料消耗都下降了200,一30,。 全国化肥工业技术交流会论文资料集 。。 ————————————————————————一一二————————————15 投资构成 5万妇生产线设备投资lO万元: 10万怕生产线设备投资15—20万元 6注意事项 (1)初始开车前要进行系统吹净。 (2)尿液输送管道要 100-130„C。 用蒸汽夹套保温，保温温度控制在 (3)尿液输送管道要有蒸汽吹扫装置，以便停车时将管道内的尿液吹入尿液贮槽，防止管道堵塞。 (4)为I夯止尿液对设备的腐蚀，熔解槽、喷嘴、尿液泵、尿液管道都要采用不锈钢材料制造。 (5)烘干 时要采用低温大风量。 (6)远程输送时，从尿素车问二段蒸发器到复合肥造粒机的尿液输送管道要有3~5。的倾斜度，且每 100 m左右为,封闭段，设疏水阀疏水。 7 经济效益分析 7(1能耗的价格 蒸汽:70元m电:0(37元,kWh:白煤:550元,t;原料损耗率按2(5,、吨原料平均 fr,,t1300 价格按 肥计: 7(2能耗的节约量 a(蒸汽由O(10价肥下降到0(075价肥，节 b(电由45 kWh,t肥下降到25 O(025;仉肥 kWhtt肥，约 节约20 kwh，吨肥; c(自煤由O(035t，I肥下降20 kg,t肥， 节约o(015t,t肥; d(造粒成球率的提高，减少了物料在系统内的循环次数，也就减少了生产过程中及尾气除尘等造成的 原料损耗，原料损耗率由2(5,降为1(75,，较原来节约0(75,，即较原来少损失O(00”以肥。 7(3经济效益分析 0(025价肥xT0元^+20 kWM肥×0(37元,kWh+0(015t,t肥x550元^+O(0075t,t肥x1300元庸吨7(15元R肥 年产lO万t复混肥仅从消耗上就可节约制造成本270万元。另外由于产品外观光滑，颗粒圆整，在市 场 20--30元，这一项也可多增效益200,300万元，经济效益十分明显。 上售价比团粒法生产的复混肥每吨平均 8 结语 该工艺投运近4年来，运行非常稳定，明显地提高了产品质量和产量，降低了各种消耗，增大了操作 弹性，稳定工艺状况，扩大了产品在市场上的占有率。实践证明，该工艺是复合肥生产企业降低消耗、改 善产品质量的首选工艺。 (上接第83页) 腐植酸铵简称腐铵，是一种有机肥，它与尿素、氯化钾混合不起反应，也可以生产BB肥的颗粒填充 料。用氨水或碳酸氢铵直接处理有机肥料。使腐植酸转化为可溶性腐植酸铵(其反应示意如下: (5) R-COOH+NH40H—RCOONH4+H20R— 一RCOONH4十H20+cOj f(6) COOH+NH4C03 ram)。加入适量氨一般作法是将风化煤(泥炭)等原料晒干或烘干、粉碎过筛(细度为0(370(--0(246 水或碳酸氢铵和水分，搅拌均匀后压紧成堆，覆压,层煤灰或塑料薄膜，让其进行氨化反应，如在氨化池、 氮化罐等密闭容器中进行更好。氮化过程是弱酸碱作用，反应速度较慢(故氨化后还需贮存一段时间，一 般需5—7天即可出料，然后加膨润土(10,)在圆盘(转鼓)造粒，烘干筛分后可作填充料用。 以上提供的4种填充料生产技术，可根据本厂实际情况有选择的选用生产填充料。