固體團(tuán)粒法復(fù)合肥生產(chǎn)過程中存在的工藝、設(shè)備、質(zhì)量等問題研究

丁茂

摘 要：由于近年來，復(fù)肥行業(yè)發(fā)展較快、項目上馬多，一些對復(fù)合肥工藝技術(shù)毫無所知的機(jī)械公司也轉(zhuǎn)產(chǎn)生產(chǎn)復(fù)合肥設(shè)備，不從工藝角度出發(fā)，提供的設(shè)備不符合工藝要求，內(nèi)部結(jié)構(gòu)違反團(tuán)粒法顆粒運(yùn)動規(guī)律，要么配置不合理，要么流程不通，導(dǎo)致改造難度大，有的裝置如一堆廢鐵，本文主要針對國內(nèi)固體團(tuán)粒法主流生產(chǎn)過程中存在的主要工藝設(shè)備及質(zhì)量問題進(jìn)行探討、研究。

關(guān)鍵詞：固體團(tuán)粒法;主要問題;配方設(shè)計;工藝設(shè)計

1 固體團(tuán)粒法生產(chǎn)中存在的主要問題

1.1 設(shè)備問題

有的企業(yè)認(rèn)為固體團(tuán)粒法技術(shù)和流程較為簡單，建設(shè)時只要找到主要設(shè)備供應(yīng)廠，把設(shè)備買來安裝上就可以生產(chǎn)了，但不知復(fù)合肥的生產(chǎn)除了生產(chǎn)設(shè)備因素外，還與生產(chǎn)體系、生產(chǎn)配方、生產(chǎn)管理、質(zhì)量檢測、原料性能都有關(guān)系，應(yīng)該根據(jù)具體情況對流程進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，結(jié)果造成裝置的生產(chǎn)能力低，開工率低，生產(chǎn)設(shè)備不合適或不配套，開開停停，不能長周期穩(wěn)定運(yùn)行，產(chǎn)品的合格率低等問題。導(dǎo)致生產(chǎn)車間環(huán)境粉塵大，工人的勞動條件差、勞動強(qiáng)度大;產(chǎn)品的含水量偏高;抗壓強(qiáng)度差;產(chǎn)品結(jié)塊嚴(yán)重;市場銷售不好;經(jīng)濟(jì)效益差;甚至虧損等問題。

1.2 產(chǎn)品板結(jié)問題

很多復(fù)合肥公司生產(chǎn)的產(chǎn)品（高或中或低濃度）都有結(jié)塊現(xiàn)象，雖然生產(chǎn)中已經(jīng)做了防結(jié)塊處理，但是產(chǎn)品的結(jié)塊情況仍未得到完全改善，因此，四處尋求效果好的防結(jié)塊劑和防結(jié)塊技術(shù)。引起復(fù)合肥產(chǎn)品吸濕、結(jié)塊的因素很多，并非在流程中增加防結(jié)塊處理設(shè)備、產(chǎn)品中添加防結(jié)塊劑就可以完全解決問題的。除了在生產(chǎn)流程中增加防結(jié)塊處理設(shè)備、產(chǎn)品中添加防結(jié)塊劑以外，還和以下五個主要因素密切有關(guān)：

一是肥料的組成和水含量，肥料的水含量對其在貯存中的結(jié)塊影響最大。任何結(jié)塊機(jī)理都與肥料中的液相含量有關(guān)（不包括結(jié)晶水在內(nèi)），肥料的組成不同，它的臨界相對濕度也不同。產(chǎn)品烘干水分尿基應(yīng)該控制在0.8%，硝基0.5%，其他在2.0%以內(nèi)才是安全的?，F(xiàn)在一烘一冷的生產(chǎn)線，成品水分都超過2.0%;二是顆粒的大小和強(qiáng)度，相對大的顆粒且不含粉將減少粒子間的接觸點(diǎn)，因此有減少結(jié)塊的趨勢。強(qiáng)度低則在運(yùn)輸和儲存中會變形和破碎，增加了接觸點(diǎn)，因此，會增加肥料的結(jié)塊的趨勢;三是包裝溫度，產(chǎn)品的儲存溫度高，則容易發(fā)生結(jié)塊，因此，產(chǎn)品的儲存溫度應(yīng)低，冷卻到一個較低的程度，最好是低于35～40℃，不能大于45℃;四是儲存壓力，一般的公司堆包高度在16包，但有的公司碼垛24包以上。這樣必然會引起顆粒變形和破碎，增加接觸面積，使晶體交聯(lián)的可能性加大，增加了肥料的結(jié)塊趨勢，故而，這樣的工廠必須采用定期翻包措施以緩解結(jié)塊性;五是儲存時間，產(chǎn)品儲存時間長，肥料表面鹽溶液重結(jié)晶--溶解的過程進(jìn)行次數(shù)多;長期處于一定的壓力下，顆粒產(chǎn)生的變形就大，結(jié)塊趨勢明顯。

1.3 工藝流程設(shè)計缺陷問題

一是配料：流程中配料部分是整個生產(chǎn)系統(tǒng)最為關(guān)鍵的，因為直接影響到產(chǎn)品中養(yǎng)份的準(zhǔn)確性及原料的消耗，在電子斗稱、皮帶稱等廣泛應(yīng)用的今天，還有一些生產(chǎn)廠仍采用人工以包計量的配料方式，結(jié)果引起產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定。二是返料：應(yīng)該說目前的團(tuán)粒法生產(chǎn)廠，裝置中幾乎都沒有返料計量裝置，導(dǎo)致造粒操作十分困難，系統(tǒng)運(yùn)行很不穩(wěn)定。三是尾氣粉塵：造粒機(jī)、干燥機(jī)、冷卻機(jī)、篩分機(jī)、包裹機(jī)等都有大量的含塵尾氣產(chǎn)生，很多生產(chǎn)廠只采用重力沉降收塵加濕法洗滌的處理方法，由于重力沉降分離效率低，帶出較多的塵埃進(jìn)入洗滌系統(tǒng)，引起洗滌液量增多，生產(chǎn)中無法平衡這部分洗滌液，必須排出系統(tǒng)，造成肥料浪費(fèi)和環(huán)保問題。

2 配方設(shè)計的管理

2.1 首先考慮產(chǎn)品質(zhì)量要符合國家標(biāo)準(zhǔn)

GB15063-2009中明確規(guī)定，二元復(fù)混肥最低養(yǎng)分不得低于20%，三元素復(fù)合肥最低養(yǎng)分不得低于25%，單一養(yǎng)分的最低不得小于4%，我們在搞配方時養(yǎng)分含量，首先必須符合上述規(guī)定。在低、中、高濃度的劃分上，養(yǎng)分含量在20%～30%稱為低濃度，養(yǎng)分在30%～40%稱中濃度，養(yǎng)分在40%以上稱高濃度，在包裝袋的標(biāo)明也符合上述要求。

2.2 配方中物料粘性是造粒的基礎(chǔ)

生產(chǎn)中把粉狀物料造成顆粒就必須考慮物料的粘性，物料只有具備了足夠的粘性，才能把分散的物料團(tuán)聚成粒。應(yīng)把現(xiàn)有原料進(jìn)行分類，哪些粘性好，哪些粘性差，我們把粘性好的材料稱粘性材料，粘性差的材料稱分散性材料。粘性材料如：過磷酸鈣、磷酸一銨、磷酸二銨、重鈣等。分散性材料如：氯化鉀、氯化銨、硫酸鉀、硫酸銨等。

配方中粘性材料為粘合成球創(chuàng)條件，分散性的材料為顆粒圓整，防止出大球創(chuàng)造條件。粘合、分散要做到聚散有度，防止片面強(qiáng)調(diào)一方面，而忽略另一面。

2.3 配方中應(yīng)注意物料相配后臨界相對濕度的降低

化肥具有吸濕性是它的本質(zhì)所決定的，有的吸濕點(diǎn)高，有的吸濕點(diǎn)低。如果二種或多種品種的原料混合后，臨界相對濕度會降低，吸濕對生產(chǎn)會產(chǎn)生不利的影響，如產(chǎn)品烘不干、冷卻后顯得潮濕、篩子過不去、產(chǎn)品易結(jié)塊等。有些原料相配后臨界相對濕度比較低，一般不進(jìn)行相配如：尿素與硝銨，尿素與硝酸磷肥，如果一定要相配，必須進(jìn)行特殊處理。把硝銨與硫酸鉀進(jìn)行預(yù)處理后再配入尿素或噴上稀硫酸等方法來提高臨界相對濕度。

3 團(tuán)粒法復(fù)肥生產(chǎn)線設(shè)計應(yīng)注意的問題

固體團(tuán)粒法生產(chǎn)技術(shù)決定了在生產(chǎn)線工藝設(shè)計時，必須遵循“簡單，經(jīng)濟(jì)，實用，安全”八字方針，按照肥料產(chǎn)品--工藝技術(shù)--生產(chǎn)線設(shè)備--操作技術(shù)去構(gòu)思。

3.1 生產(chǎn)線設(shè)計必須滿足多品種開發(fā)要求

近年來，全國尿素總產(chǎn)量不斷提高，產(chǎn)品質(zhì)量有了較大的提高，產(chǎn)品市場競爭異常激烈，尿素產(chǎn)量過剩價格下降，這為團(tuán)粒法復(fù)合肥工廠利用尿素作為氮源加工復(fù)合肥提供了良好的契機(jī)。但是，很多想要以尿素為主要氮源加工生產(chǎn)復(fù)合肥料的工廠只能望而卻步，我們認(rèn)為在原有的裝置上生產(chǎn)以尿素為主要氮源的復(fù)合肥料從工藝技術(shù)和工程技術(shù)上完全能夠?qū)崿F(xiàn)，前提是必須對原有的生產(chǎn)裝置進(jìn)行技術(shù)改造，使生產(chǎn)裝置完全能適應(yīng)尿素體系復(fù)合肥的生產(chǎn)條件（尿基復(fù)合肥）。因此，解決以尿素為主要氮源加工生產(chǎn)復(fù)合肥料生產(chǎn)裝置的改造，目前成為普遍要求。

3.2 生產(chǎn)線布置必須使流程通暢

復(fù)合肥項目前期必須進(jìn)行可行性論證分析，有工藝包做指導(dǎo)。工藝包必須對主物料流程、風(fēng)溫風(fēng)量進(jìn)行計算，并充分考慮以下影響顆粒肥料生產(chǎn)十個方面的因素：①工藝技術(shù)是否滿足肥料產(chǎn)品生產(chǎn)要求;②設(shè)備技術(shù)性狀是否適應(yīng)多品種開發(fā)生產(chǎn);③原料理化性狀對生產(chǎn)線的影響;④生產(chǎn)配方以及添加的調(diào)理劑;⑤烘干機(jī)風(fēng)溫風(fēng)量水分對多種配方有調(diào)節(jié)空間;⑥造粒物料的溫度、液相量能否滿足成粒要求;⑦物料流量在系統(tǒng)異常時是否暢通;⑧返料比例異常時有沒有調(diào)節(jié)余地;⑨操作人員的素質(zhì)能不能滿足生產(chǎn)線要求;⑩氣候條件對生產(chǎn)的影響。

設(shè)備的性能是提高成球率的基礎(chǔ)。肥料設(shè)備廠家很多，各種設(shè)備的性能各有專長，博采眾長，集各家設(shè)備優(yōu)點(diǎn)于一條生產(chǎn)線上，才能達(dá)到最佳的成球效果。

3.3 除塵實現(xiàn)在線，返料要均衡

無論是收塵料還是篩分返料，必須實現(xiàn)在線回收，均勻返回造粒系統(tǒng)再造粒，這樣以確保產(chǎn)品含量達(dá)標(biāo)，減少浪費(fèi)和停車清理工作強(qiáng)度。均衡返料對造粒和系統(tǒng)穩(wěn)定，生產(chǎn)線長周期穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

3.4 流程中設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造必須滿足滾圓需要

固體團(tuán)粒法在生產(chǎn)過程中，雖伴有部分化學(xué)反應(yīng)，但以物理形式居多。滾筒設(shè)備要充分考慮物料在運(yùn)動過程中的“滾動、擠壓、摩擦”三個動作，且保證在運(yùn)動過程中顆粒的完整性。

3.5 烘干設(shè)備的選擇

高濃度復(fù)合肥造粒溫度最佳為60～65℃，正常造粒物料含水量為3.5%～4.5%。配方含尿素多，造粒含水量就要少，一般根據(jù)烘干機(jī)出料處物料狀態(tài)（顆粒大?。┖彤a(chǎn)品最終水分含量確定。烘干機(jī)不僅有干燥的作用，而且還具有二次造粒等功能。與在造粒機(jī)內(nèi)造粒相比，烘干機(jī)內(nèi)的物料，可利用升高溫度，來提高其原有水分對化肥的溶解度，用這種液相來造粒，粘性好，易成球，液相均勻，所以成球率高，粒徑均勻，含水量低，容易干燥，可以起到提高產(chǎn)量的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]周連仁，肥料加工技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.