一種無蒸汽生產(chǎn)復(fù)合肥料的工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合肥料的生產(chǎn)方法，具體涉及一種無蒸汽生產(chǎn)復(fù)合肥料的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國復(fù)混肥生產(chǎn)按其所采用的生產(chǎn)工藝類型，主要分為:團(tuán)粒法、料漿法、摻混法、流體法、熔融法、濃液造粒法、擠壓法等。其中團(tuán)粒法是我國顆粒狀復(fù)混肥料的主要生產(chǎn)方法，也是國際上采用較為普遍的一種生產(chǎn)方法。根據(jù)使用造粒設(shè)備的不同，又可分為圓盤造粒、轉(zhuǎn)鼓造粒、雙漿混合成粒等工藝。前兩種造粒方法在我國復(fù)混肥廠生產(chǎn)中廣為采用，但此工藝生產(chǎn)高濃度尿基復(fù)混肥料，特別是制造高氮比的尿基復(fù)混肥料時，造粒、干燥操作彈性比較低，操作非常困難，往往使得產(chǎn)品顆粒的外觀較差，顆粒強(qiáng)度低，結(jié)塊現(xiàn)象嚴(yán)重。同時，在用蒸汽轉(zhuǎn)鼓造粒法生產(chǎn)復(fù)混肥的過程中，還存在不同程度的粉塵污染問題，嚴(yán)重影響操作人員的身體健康和勞動積極性，進(jìn)而影響生產(chǎn)。為了推進(jìn)企業(yè)自主創(chuàng)新，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，國內(nèi)從事復(fù)混肥工藝研宄和生產(chǎn)企業(yè)積極探索對原蒸汽轉(zhuǎn)鼓造粒復(fù)混肥生產(chǎn)裝置的技術(shù)改造，開發(fā)出氨酸法生產(chǎn)新工藝。
[0003]氨酸法工藝是近年來國內(nèi)出現(xiàn)的一種最新的復(fù)肥生產(chǎn)技術(shù)。該工藝生產(chǎn)時可以大量使用低價氮源(氯化銨、液氨)，無需再加入任何粘結(jié)劑便可以達(dá)到良好的成球效果，從而最大程度的降低了產(chǎn)品的原料成本。目前在國內(nèi)，特別是有氨和硫酸來源的復(fù)合肥生產(chǎn)企業(yè)得到了較好的應(yīng)用。
[0004]雖然氨酸法有許多優(yōu)點，但對于沒有氨和硫酸來源的眾多復(fù)合肥生產(chǎn)企業(yè)，特別是廣大中小企業(yè)，要想采用此工藝就必須在傳統(tǒng)蒸汽轉(zhuǎn)鼓造粒的基礎(chǔ)上增加管式反應(yīng)器、造粒尾氣洗滌裝置、氨酸計量裝置，同時對造粒機(jī)內(nèi)襯進(jìn)行改造。此外還要建設(shè)氨站、硫酸儲備裝置、配備液氨、硫酸化學(xué)危險品運(yùn)輸設(shè)備等，技術(shù)改造還要通過環(huán)境保護(hù)和勞動安全評估。對中小企業(yè)來說，要完成現(xiàn)有裝置的技術(shù)改造，既要花費時間，又要增加投入購置生產(chǎn)設(shè)備以及解決廢氣、廢水、廢渣、噪音的污染問題。
[0005]鑒于上述情況，申請人通過對周圍各類復(fù)混肥生產(chǎn)企業(yè)的深入調(diào)研，近百次試驗改進(jìn)及生產(chǎn)實際應(yīng)用，開發(fā)出一種針對中小復(fù)混肥生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)改造的“一種無蒸汽生產(chǎn)復(fù)合肥料的工藝方法”。在傳統(tǒng)蒸汽轉(zhuǎn)鼓造粒的基礎(chǔ)上，不需鍋爐制汽，僅增加反應(yīng)罐、計量泵等很少設(shè)備即可實現(xiàn)裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)。在國家已下達(dá)取締20噸以下鍋爐的大環(huán)境下，該發(fā)明不僅符合環(huán)保要求，而且生產(chǎn)的復(fù)合肥強(qiáng)度高、顆粒均勻、色澤光亮、質(zhì)量穩(wěn)定、養(yǎng)分足、易溶解。代表了復(fù)合肥工藝發(fā)展的又一個方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為廣大中小企業(yè)提供一種不需鍋爐制汽、具有較高操作彈性、低返料、低能耗、縮二脲含量低、成本低、品質(zhì)高、全水溶的復(fù)合肥的生產(chǎn)方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案: 一種無蒸汽生產(chǎn)復(fù)合肥料的工藝方法，其步驟如下:
(1)先將尿素按比例計量后加入反應(yīng)罐中，再將濃硫酸按比例計量后加入混合，形成含有H2SO4 (NH2)2CCK H2S042 (NH2)2CO的加合物，再將水按比例計量后加入加合物中，然后用pH值調(diào)節(jié)劑中和，最終制得pH值為4.5-6的混合液料漿；所述尿素、硫酸、水的物質(zhì)的量比為8-12:1-5:5-9 ;反應(yīng)溫度控制在 80-107°C ；
(2)將所得的混合液料漿通過計量泵在噴嘴的作用下均勻噴灑在裝有含氮、磷、鉀的基礎(chǔ)肥料的造粒裝置內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，并與基礎(chǔ)肥料共同造粒形成顆粒物料；所述混合液料漿的加入量為加入肥料總實物重量的5-10% ;所述造粒的溫度為50-80°C ;所述造粒的時間為5-15分鐘；
(3)所得顆粒物料經(jīng)干燥、冷卻、篩分，得到顆粒狀復(fù)合肥料；所述干燥時的熱風(fēng)溫度為60-120。。。
[0008]步驟(I)中的pH值調(diào)節(jié)劑為碳酸鈣。
[0009]步驟(2)中加入的肥料總實物包括混合液料漿、含氮、磷、鉀的基礎(chǔ)肥料。
[0010]步驟(2)中所述的含氮、磷、鉀的基礎(chǔ)肥料為尿素、磷酸一銨、磷酸二銨、氯化銨、硫酸銨、氯化鉀、硫酸鉀或硝酸鉀中的一種或多種的混合物。
[0011]步驟(2)中優(yōu)選的造粒的溫度為65_75°C。
[0012]步驟(I)中優(yōu)選的尿素、硫酸、水的物質(zhì)的量比為10:3:7。
[0013]步驟(I)中優(yōu)選的尿素、硫酸、水、pH值調(diào)節(jié)劑混合液的反應(yīng)溫度在85-95°C，最終混合液料漿pH值為5。
[0014]步驟(3)中優(yōu)選的干燥時的熱風(fēng)溫度為110°C。
[0015]步驟(2)中所述含氮、磷、鉀的基礎(chǔ)肥料在加入造粒裝置前破碎成小于I毫米的粉狀物料。
[0016]本發(fā)明中復(fù)合肥的生產(chǎn)原理是:
尿素與濃硫酸形成H2SO4 (NH2) 2C0和H2S042 (NH2) 2C0的加合物(1934年Ddlman.L等)，即H2S04+n (NH2)2CO — H2SO4〔(NH2)2C0〕n，式中η為I或2。再將水按比例計量后加入加合物中，然后加入PH值調(diào)節(jié)劑碳酸鈣，碳酸鈣與部分加合物反應(yīng)生成四尿素硫酸鈣和水，同時放出二氧化碳，即 CaCO3+ H2SO4〔 (NH2) 2C0〕n— C aS044 (NH2)2CO + H2CHCO2 ?。經(jīng)過上述反應(yīng)最終制得PH值在4.5-6的混合液料漿，優(yōu)選的pH值為5。所得混合液料漿的主要成分為脲硫酸、四尿素硫酸鈣、水。在混合液料漿制備時，優(yōu)選的尿素、硫酸、水的物質(zhì)的量比為10:3:7 ；反應(yīng)溫度控制在80-107°C，優(yōu)選的控制在85-95°C，所形成的混合液料漿粘度高，流動性很好，這樣既保證了反應(yīng)的速度，又保證了反應(yīng)體系在安全、適宜的條件下順利進(jìn)行，且不發(fā)生尿素水解及縮二脲的形成。
[0017]然后將制得的混合液料漿通過計量泵送到造粒系統(tǒng)，料漿在噴嘴的作用下，均勻地噴灑在料層上，作為粘結(jié)劑強(qiáng)化造粒，利用尿素和料漿的粘性把物料層層包裹，在機(jī)械的作用下形成合格的粒子。在造粒過程中，物料間溶解、吸附、絡(luò)合、分子間作用力等作用，使得物料的粘性增加，產(chǎn)品的致密度和強(qiáng)度提高，尤其是可以降低物料存儲過程中的再次反應(yīng)和晶型轉(zhuǎn)度，使得產(chǎn)品的性質(zhì)穩(wěn)定，不容易發(fā)生粉化和結(jié)塊。
[0018]造粒后的物料經(jīng)過干燥機(jī)進(jìn)行熱風(fēng)干燥后，進(jìn)入后續(xù)的篩分、破碎、冷卻、包裹等工序，最后合格產(chǎn)品稱量包裝。
[0019]通過上述所有工序得到的產(chǎn)品具有顆粒均勻、強(qiáng)度高、色澤光亮、速溶高效、縮二脲含量極低(< 0.3%)、無不溶性殘渣、易被作物吸收等特點，特別適用于做種肥，對種子相對安全。
[0020]本發(fā)明的積極有益效果
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
1、生產(chǎn)成本低，固定資產(chǎn)可降低60%以上，煤耗、電耗降低50%以上。
[0021]2、不需鍋爐制汽。在國家已下達(dá)取締20噸以下鍋爐的大環(huán)境下，該發(fā)明更加符合環(huán)保要求。
[0022]3、利用尿素、硫酸、水、PH值調(diào)節(jié)劑混合液料漿形成的反應(yīng)熱，使固體尿素形成易流動的穩(wěn)定的料漿體，使粒子系統(tǒng)的水分大大降低，對于某些配方還可實現(xiàn)無干燥或少干燥工藝。
[0023]4、本發(fā)明中可以實現(xiàn)無填充料造粒，同時混合液料漿中生成的四尿素硫酸鈣還解決了造粒過程中粉狀硫酸銨成粒難的問題(四尿素硫酸鈣具有很強(qiáng)的吸附性，能附著粉狀硫酸銨成粒)，特別是當(dāng)復(fù)合肥料的品種要求加入較多量的硫酸銨時，效果更加明顯。使用本發(fā)明工藝方法得到的產(chǎn)品造粒成球率達(dá)到95%左右，裝置生產(chǎn)能力提高60-100%。
[0024]5、本發(fā)明技術(shù)工藝簡單，更容易實現(xiàn)連續(xù)化自動操作。混合液料漿配制具有較高的操作彈性，容易控制。
[0025]6、工藝適應(yīng)性強(qiáng)。該工藝進(jìn)行生產(chǎn)時粒子的臨界相對濕度可達(dá)60%以上，即使在高溫、高濕的夏季生產(chǎn)也能實現(xiàn)正常連續(xù)的生產(chǎn)，特別是高氮產(chǎn)品，效果更加明顯，產(chǎn)品氮含量最尚可達(dá)28%。
[0026]6、生成縮二脲的副反應(yīng)少。硫酸、尿素、水及pH值調(diào)節(jié)劑混合反應(yīng)溫度在100°C以下，縮二脲產(chǎn)生量很低，更加有效地保證產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。
[0027]7、產(chǎn)品顏色潔白、不受填充劑外觀顏色的影響。
[0028]8、產(chǎn)品調(diào)整范圍廣，既可生產(chǎn)普通含氯復(fù)合肥，又可生產(chǎn)硫基復(fù)合肥，也可以生產(chǎn)尚氣廣品。
[0029]9、本發(fā)明所制得的混合液料漿，可以作為粘結(jié)劑強(qiáng)化造粒，利