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氨酸管式反应器喷浆造粒技术生产高氮尿基复合肥

2019-07-22  来自: 新乡市威远化工新技术有限公司 浏览次数:342

氨酸管式反应器喷浆造粒技术生产高氮尿基复合肥

丁荣伟

(新乡市威远化工新技术有限公司,河南 新乡 453731

[摘 要]介绍氨酸管式反应器喷浆造粒生产尿基复合肥的工艺流程及在造粒工况、产品质量、生产能力、操


作弹性及综合成本等方面所具有的优势。并举例?#24471;?10 万 t / a 传统料浆法硫基复合肥装置采用该技术改造为氯基复


合肥的技改内容、新增设备、运行状况,投?#24335;?105 万元,可生产多?#27490;?#26684;复合肥产品。


[关键词]氨酸管式反应器喷浆造粒;尿基复合肥;氯基;硫基;工艺技术特征;技术改造


[中图分类号]TQ444 [文献标识码]A [文章编号]1007 - 6220(2008)06- 0059 - 03


Technology for production of high nitrogen urea-based compound fertilizer by acid &


ammonia pipe reactor — slurry spray granulation(spheroidizing)process


DING Rong-wei


(Weiyuan New Chemical Techniques Co., Ltd, Xinxiang, Henan 453731,China)


Abstract:The advantages of production of urea-based compound fertilizer by acid & ammonia pipe reactor


— slurry spray granulation( spheroidizing) process are introduced in technological process, granulation


conditions,product quality,production capacity,turndown ratio,composite cost. The technical contents,


new equipment,operation 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 0.1million t / a. This technology can produce various compound fertilizers, with the


investment of only 1.05 million RMB Yuan.


Key words:acid & ammonia pipe reactor — slurry spray granulation process;urea-based compound fertilizer;


chlorine-based;sulfur-based;technology characteristics;technical transformation

1 目前我国硫基复合肥生产存在的主要问题

1) 近?#25913;?#26469;,随着一大批硫基复合肥装置的投运,硫基复合肥产品已趋于饱和,市场竞争激烈。

2) 硫基复合肥装置,由于工艺技术限制,产品品种单一,难以满足市场多样化的需求。

3) 近期由于硫酸、合成氨、氯化钾、磷铵等原料持续涨价,企业利润降低,甚至处于亏损状态。由于以上原因,目前国内大部分硫基复合肥装置处于停产或半停产状况。采用氨酸管式反应器喷浆造粒新技术对现有硫基复合肥装置进行优化改造,生产市场需求量较大、行情较好的高氮氯基复合肥应对目前的困局,不失为一种可行的办法。 

氨酸管式反应器喷浆造粒技术

21 氨酸管式反应器造粒技术的工艺过程

氨酸管式反应器喷浆造粒工艺流程见图 1

来自配料工序的各固体原料和?#20302;?#30340;返料进入转鼓造粒机;由贮罐来的浓硫酸、稀磷酸和尾气洗涤?#20302;車南?#28068;液,经计量后加入到特制管式反应器的混合段进行混合稀?#20572;?#26469;自氨站的气氨经计量后分为两路,一路经管式反应器混合段进入反应段,通过特制的分布器快速与混合后的混酸反应,生成的高温硫酸铵、磷酸一铵溶液经雾化喷头均匀喷涂到造粒机料?#37319;稀?#21478;一路气氨与蒸汽混合气化后,由混合分布器进入料层,与料层中的磷酸一铵、过磷酸钙等继续在造粒机内反应,同时?#22836;?#20986;反应热,干湿物料在造粒机的转动作用下团聚成粒。出造粒机的物料经干燥、筛分、冷却、筛分、包膜处理后包装进入成品库,大粒返料经破碎后与

细粉返料一起返回造粒?#20302;常?#24178;燥、冷?#27425;?#27668;以及吸尘尾气分别经旋风除尘器、重力沉降和水浴洗涤三级处理后达标排放。

 

 

[收稿日期]2008 04 24

[作者简介]丁荣伟(1970-),男,河南南阳人,高级工程师,公司总工程师,从事复合肥新技术、新?#27688;?#30340;研制开发工作。

EmailxxwyhgyahoocomCn

 

 

 氨酸管式反应器

2.2 氨酸管式反应器喷浆造粒新技术的主要特征

1) 造粒工况明显改善 利用气氨与硫酸、磷酸一铵的化学反应热来提高造粒物料温度和改善物料特性,而非靠蒸汽和尿液来提高造粒温度,提?#36335;?#24230;可达 15 ~ 30 ℃,造粒温度可达 75 ~ 85 ℃,物料水?#20013;?#20110; 2.5%,成球率达 80%以上。

2) 可有效防止不?#20960;?#21453;应的发生并明显改善造粒物性 传统的硫酸、氨喷管(TVA 氨化造粒技术)技术,由于硫酸是在物料床层中与氨反应,因此,不可避免地出现硫酸与其他原料发生副反应。如硫酸与氯化钾反应生成大量氯化铵烟雾,?#29616;?#24433;响造粒操作;硫酸与尿素反应生成硫酸脲,会导致造粒机内发生“和泥”现象,同时?#19981;?#20986;现颗粒在干燥机内的二次粉化问题,影响生产能力的提高。采用氨酸管式反应器和二次氨化技术,由于管式反应器喷出的料浆为硫酸铵,无游离硫酸存在,可彻底避免以上副反应的发生,同时又通过二次氨化生成了部分磷酸二铵,有效改善了造粒物料特性,提高了原料间的配伍性,解决了干燥机、溜 槽、破碎机、筛分机等设备的结疤、?#27695;现?#38382;题,保证装置连续稳定运行。

3) 实现一段干燥工艺 由于造粒物料水分较低,一段干燥便可使产品水分降至 1.5%以下。

4) 实现热筛分、热破碎工艺,提高能源利用率 由于干燥后产品水分较低(小于 1.5%),可实现热筛分和大粒热破碎工艺,同时提高了热利用效率,降低了冷却负荷,?#33322;?#20102;产品的热结块倾向。

5) 实现无填充剂造粒,提高了产品质量 由于利用气氨与硫酸、磷酸一铵的反应生成硫酸铵和部分磷酸二铵来改善物料特性,提高原料间的配伍性,有效解决了尿基复合肥物性差的问题;可大量利用廉价的氯化铵氮源取代不溶性膨润土等填充剂和部分尿素,避免了填充剂颜色不稳定对产品外观的影响;同时还可利用国产氯化钾、过磷酸钙等原料,进一步降低原料成本。

6) 简化尿素加工过程,避免缩二脲含量超标引起?#31454;?可直接利用固体颗粒尿素生产,而无需固体尿素熔融装置和长距离尿液输送装置。

7) 洗涤液得以回收利用,实现污水零排放。

8) 生产装置操作弹性和生产能力明显提高传统的尿基复合肥生产工艺,造粒受空气湿度和原料特性影响较大,操作弹性较小,限制了多品种生产。而氨酸管式反应器造粒技术,通过调节管式反应器运行负荷,不同的配方、原料、季节等条件下均可保证良好的造粒效果,有效提高了装置的生产弹性,可生产多品种、多系列复合肥产品,同时生产能力也提高了 50% ~ 100%。

2.3 主要工艺指标(见表 1)

 氨酸管式反应器

2.4 产品原料消耗及生产成本分析

16 - 16 - 16 常规产品成本分析见表 2。

氨酸管式反应器

由表 2 可知,氨酸管式反应器喷浆造粒技术与传统尿液喷浆技术相比,生产成本降低 122.6 元 / t。 

2) 25 - 15 - 5 高氮产品成本分析。25 - 15 -5 产品原料消耗见表 3。

氨酸管式反应器


3 中:方法 1 指氨酸管式反应器喷浆工艺,方法 2 ?#22797;?#32479;尿液喷浆工艺;原料养分含量和单价同表 2;表 2 中的序号10~14 同样适用于 25 - 15 -5 高氮产品的成本计算;方法 1 的成本为 2 243.5元 / t,方法 2 为 2 365.5 元 / t,法 1 比方法 2 生产成本降低 122 元。

2.5 主要产品品种及特征

主要产品规格为:16 - 16 - 16,17 - 17 - 17,18 - 12 - 20,20 - 15 - 10,28 - 6 - 6,30 - 5 - 5。

产品颗粒光滑、洁白、圆润、均匀,强度 ≥25 N,产品 w(H2O)≤1.5%,经简单包膜处理,不结块。

3 硫基复合肥装置改产高氮氯基复合肥装置实例

 国内某大型复合肥企业于 2007 年 12 ?#36335;?#37319;用氨酸管式反应器喷浆造粒技术将 1 套年产 10 万 t料浆法硫基复合肥装置改造为氯基复合肥装置,并成功运行,现将其技改情况及技改后的运行状况介绍如下。

3.1 技改的主要内容

1) 新增 1 ?#33258;?#26009;投料?#20302;常?#35774;备见表 4)。

2) 利用原?#20302;?#30340;包膜机 φ 2 000 mm × 8 000mm、30 kW 作为造粒机,并增加 1 台造粒皮带机和 1 套氨酸管式反应器及配套装置。将原有的φ 4.25 m × 16 m 喷浆造粒干燥机改为干燥机。

3) 利用原有的大粒滚?#37319;浮?#32454;粉滚?#37319;?#21644;大粒破碎机,并新增 1 台成品细粉筛。

4 ) 利用原有的流化床冷却机作为冷却机。

5) 在包装前新增 1 台 φ 1.6 m × 6.0 m 包膜机

和一条皮带机。

6) 尾气处理部分利用原有的干燥尾气风机及洗涤除尘器,并新增 1 台 φ 2 500 mm × 7 500 mm 旋风除尘器和 1 台重力沉降室。

3.2 技改新增设备型号及投资概况(见表 4)

目前新建 1 套年产 10 万 t 复合肥装置,固定资产总投资约 1 000 万元,本项技改与新建项目相比可节约固定资产投资约 900 万元。

氨酸管式反应器

氨酸管式反应器

3.3 技改后运行状况

1) 主要工艺指标见表 5。

氨酸管式反应器


2) 产品品种及特性 目前生产的主要品种有:15 - 15 - 15、16 - 16 - 16、17 - 17 - 17、16 -20 - 0 等(因该公司有高塔复合肥生产装置,故本套装置目前未进行 w(N)>17%产品生产)。

产品特性:w(H2O)≤1.0%,颗粒强度≥25N,

颗粒光滑、洁白,不易结块。

1) 技改后存在的问题 由于现有硫基复合肥装置干燥机电机、尾气风机电机功?#24335;?#22823;,吨肥电耗偏高,建议采用变频控制,以降低电耗。

 4  结论

1) 采用氨酸管式反应器喷浆造粒新技术对现有的硫基复合肥装置进行优化改造,生产高氮氯基复合肥,是一种可行的方案。

 2) 氨酸管反应器喷浆造粒新技术既可应用于硫基复合肥装置,又可应用于传统团粒法复合肥生产装置,还可应用于有机-无机复合肥装置,扩大了生产装置的生产弹性,提高了产品质量。










关键词: 氨酸管式反应器           

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