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論文集

氨酸管式反應器噴漿造粒技術生產高氮尿基復合肥

2019-07-22  來自: 新鄉市威遠化工新技術有限公司 瀏覽次數:32

氨酸管式反應器噴漿造粒技術生產高氮尿基復合肥

丁榮偉

(新鄉市威遠化工新技術有限公司,河南 新鄉 453731

[摘 要]介紹氨酸管式反應器噴漿造粒生產尿基復合肥的工藝流程及在造粒工況、產品質量、生產能力、操

作彈性及綜合成本等方面所具有的優勢。并舉例說明 10 t a 傳統料漿法硫基復合肥裝置采用該技術改造為氯基復

合肥的技改內容、新增設備、運行狀況,投資僅 105 萬元,可生產多種規格復合肥產品。

[關鍵詞]氨酸管式反應器噴漿造粒;尿基復合肥;氯基;硫基;工藝技術特征;技術改造

[中圖分類號]TQ444 [文獻標識碼]A [文章編號]1007 62202008060059 03

Technology for production of high nitrogen ureabased compound fertilizer by acid

ammonia pipe reactor slurry spray granulationspheroidizingprocess

DING Rongwei

Weiyuan New Chemical Techniques Co, Ltd, Xinxiang, Henan 453731China

AbstractThe advantages of production of ureabased compound fertilizer by acid ammonia pipe reactor

slurry spray granulationspheroidizingprocess are introduced in technological processgranulation

conditionsproduct qualityproduction capacityturndown ratiocomposite costThe technical contents

new equipmentoperation status of that transformation by this technology are taken as an example which

produces chlorine based compound fertilizer using the traditional slurry process sulfur based compound

fertilizer plant of 01million t aThis technology can produce various compound fertilizers, with the

investment of only 105 million RMB Yuan

Key wordsacid ammonia pipe reactor slurry spray granulation processureabased compound fertilizer

chlorinebasedsulfurbasedtechnology characteristicstechnical transformation

1 目前我國硫基復合肥生產存在的主要問題

1) 近幾年來,隨著一大批硫基復合肥裝置的投運,硫基復合肥產品已趨于飽和,市場競爭激烈。

2) 硫基復合肥裝置,由于工藝技術限制,產品品種單一,難以滿足市場多樣化的需求。

3) 近期由于硫酸、合成氨、氯化鉀、磷銨等原料持續漲價,企業利潤降低,甚至處于虧損狀態。由于以上原因,目前國內大部分硫基復合肥裝置處于停產或半停產狀況。采用氨酸管式反應器噴漿造粒新技術對現有硫基復合肥裝置進行優化改造,生產市場需求量較大、行情較好的高氮氯基復合肥應對目前的困局,不失為一種可行的辦法。 2 氨酸管式反應器噴漿造粒技術

21 氨酸管式反應器造粒技術的工藝過程

氨酸管式反應器噴漿造粒工藝流程見圖 1

來自配料工序的各固體原料和系統的返料進入轉鼓造粒機;由貯罐來的濃硫酸、稀磷酸和尾氣洗滌系統的洗滌液,經計量后加入到特制管式反應器的混合段進行混合稀釋;來自氨站的氣氨經計量后分為兩路,一路經管式反應器混合段進入反應段,通過特制的分布器快速與混合后的混酸反應,生成的高溫硫酸銨、磷酸一銨溶液經霧化噴頭均勻噴涂到造粒機料床上。另一路氣氨與蒸汽混合氣化后,由混合分布器進入料層,與料層中的磷酸一銨、過磷酸鈣等繼續在造粒機內反應,同時釋放出反應熱,干濕物料在造粒機的轉動作用下團聚成粒。出造粒機的物料經干燥、篩分、冷卻、篩分、包膜處理后包裝進入成品庫,大粒返料經破碎后與

細粉返料一起返回造粒系統,干燥、冷卻尾氣以及吸塵尾氣分別經旋風除塵器、重力沉降和水浴洗滌三級處理后達標排放。

 

 

[收稿日期]2008 04 24

[作者簡介]丁榮偉(1970-),男,河南南陽人,高級工程師,公司總工程師,從事復合肥新技術、新裝備的研制開發工作。

EmailxxwyhgyahoocomCn

 

 

 氨酸管式反應器

2.2 氨酸管式反應器噴漿造粒新技術的主要特征

1) 造粒工況明顯改善 利用氣氨與硫酸、磷酸一銨的化學反應熱來提高造粒物料溫度和改善物料特性,而非靠蒸汽和尿液來提高造粒溫度,提溫幅度可達 15 ~ 30 ℃,造粒溫度可達 75 ~ 85 ℃,物料水分小于 2.5%,成球率達 80%以上。

2) 可有效防止不良副反應的發生并明顯改善造粒物性 傳統的硫酸、氨噴管(TVA 氨化造粒技術)技術,由于硫酸是在物料床層中與氨反應,因此,不可避免地出現硫酸與其他原料發生副反應。如硫酸與氯化鉀反應生成大量氯化銨煙霧,嚴重影響造粒操作;硫酸與尿素反應生成硫酸脲,會導致造粒機內發生“和泥”現象,同時也會出現顆粒在干燥機內的二次粉化問題,影響生產能力的提高。采用氨酸管式反應器和二次氨化技術,由于管式反應器噴出的料漿為硫酸銨,無游離硫酸存在,可徹底避免以上副反應的發生,同時又通過二次氨化生成了部分磷酸二銨,有效改善了造粒物料特性,提高了原料間的配伍性,解決了干燥機、溜 槽、破碎機、篩分機等設備的結疤、堵塞嚴重問題,保證裝置連續穩定運行。

3) 實現一段干燥工藝 由于造粒物料水分較低,一段干燥便可使產品水分降至 1.5%以下。

4) 實現熱篩分、熱破碎工藝,提高能源利用率 由于干燥后產品水分較低(小于 1.5%),可實現熱篩分和大粒熱破碎工藝,同時提高了熱利用效率,降低了冷卻負荷,緩解了產品的熱結塊傾向。

5) 實現無填充劑造粒,提高了產品質量 由于利用氣氨與硫酸、磷酸一銨的反應生成硫酸銨和部分磷酸二銨來改善物料特性,提高原料間的配伍性,有效解決了尿基復合肥物性差的問題;可大量利用廉價的氯化銨氮源取代不溶性膨潤土等填充劑和部分尿素,避免了填充劑顏色不穩定對產品外觀的影響;同時還可利用國產氯化鉀、過磷酸鈣等原料,進一步降低原料成本。

6) 簡化尿素加工過程,避免縮二脲含量超標引起毒害 可直接利用固體顆粒尿素生產,而無需固體尿素熔融裝置和長距離尿液輸送裝置。

7) 洗滌液得以回收利用,實現污水零排放。

8) 生產裝置操作彈性和生產能力明顯提高傳統的尿基復合肥生產工藝,造粒受空氣濕度和原料特性影響較大,操作彈性較小,限制了多品種生產。而氨酸管式反應器造粒技術,通過調節管式反應器運行負荷,不同的配方、原料、季節等條件下均可保證良好的造粒效果,有效提高了裝置的生產彈性,可生產多品種、多系列復合肥產品,同時生產能力也提高了 50% ~ 100%。

2.3 主要工藝指標(見表 1)

 氨酸管式反應器

2.4 產品原料消耗及生產成本分析

16 - 16 - 16 常規產品成本分析見表 2。

氨酸管式反應器

由表 2 可知,氨酸管式反應器噴漿造粒技術與傳統尿液噴漿技術相比,生產成本降低 122.6 元 / t。 

2) 25 - 15 - 5 高氮產品成本分析。25 - 15 -5 產品原料消耗見表 3。

氨酸管式反應器


3 中:方法 1 指氨酸管式反應器噴漿工藝,方法 2 指傳統尿液噴漿工藝;原料養分含量和單價同表 2;表 2 中的序號10~14 同樣適用于 25 - 15 -5 高氮產品的成本計算;方法 1 的成本為 2 243.5元 / t,方法 2 為 2 365.5 元 / t,法 1 比方法 2 生產成本降低 122 元。

2.5 主要產品品種及特征

主要產品規格為:16 - 16 - 16,17 - 17 - 17,18 - 12 - 20,20 - 15 - 10,28 - 6 - 6,30 - 5 - 5。

產品顆粒光滑、潔白、圓潤、均勻,強度 ≥25 N,產品 w(H2O)≤1.5%,經簡單包膜處理,不結塊。

3 硫基復合肥裝置改產高氮氯基復合肥裝置實例國內某大型復合肥企業于 2007 年 12 月份采用氨酸管式反應器噴漿造粒技術將 1 套年產 10 萬 t料漿法硫基復合肥裝置改造為氯基復合肥裝置,并成功運行,現將其技改情況及技改后的運行狀況介

紹如下。

3.1 技改的主要內容

1) 新增 1 套原料投料系統(設備見表 4)。

2) 利用原系統的包膜機 φ 2 000 mm × 8 000mm、30 kW 作為造粒機,并增加 1 臺造粒皮帶機和 1 套氨酸管式反應器及配套裝置。將原有的φ 4.25 m × 16 m 噴漿造粒干燥機改為干燥機。

3) 利用原有的大粒滾筒篩、細粉滾筒篩和大粒破碎機,并新增 1 臺成品細粉篩。

4)利用原有的流化床冷卻機作為冷卻機。

5) 在包裝前新增 1 臺 φ 1.6 m × 6.0 m 包膜機

和一條皮帶機。

6) 尾氣處理部分利用原有的干燥尾氣風機及洗滌除塵器,并新增 1 臺 φ 2 500 mm × 7 500 mm 旋風除塵器和 1 臺重力沉降室。

3.2 技改新增設備型號及投資概況(見表 4)

目前新建 1 套年產 10 萬 t 復合肥裝置,固定資產總投資約 1 000 萬元,本項技改與新建項目相比可節約固定資產投資約 900 萬元。

氨酸管式反應器

氨酸管式反應器

3.3 技改后運行狀況

1) 主要工藝指標見表 5。

氨酸管式反應器


2) 產品品種及特性 目前生產的主要品種有:15 - 15 - 15、16 - 16 - 16、17 - 17 - 17、16 -20 - 0 等(因該公司有高塔復合肥生產裝置,故本套裝置目前未進行 w(N)>17%產品生產)。

產品特性:w(H2O)≤1.0%,顆粒強度≥25N,

顆粒光滑、潔白,不易結塊。

1) 技改后存在的問題 由于現有硫基復合肥裝置干燥機電機、尾氣風機電機功率較大,噸肥電耗偏高,建議采用變頻控制,以降低電耗。

 4 結論

1) 采用氨酸管式反應器噴漿造粒新技術對現有的硫基復合肥裝置進行優化改造,生產高氮氯基復合肥,是一種可行的方案。

 2) 氨酸管反應器噴漿造粒新技術既可應用于硫基復合肥裝置,又可應用于傳統團粒法復合肥生產裝置,還可應用于有機-無機復合肥裝置,擴大了生產裝置的生產彈性,提高了產品質量。










關鍵詞: 氨酸管式反應器           

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