1、高塔熔體造粒復合肥生產工藝技術方案武漢理工大學1、概 況重慶華強集團有限公司是2003年轉制成立的新興股份制民營企業，坐落于中國重慶聞名的“農民版畫之鄉”綦江，公司注冊資本8188萬元，法定代表人謝光強，公司占地面積800畝，員工1000余人，其中專業技術人員200余人，現有總資產近5億元，年銷售收入達5億元。公司系以生產、銷售、經營化肥、化工、農資、礦業為主的多元化、多產業的經濟實體，集團公司初成雛形，集團公司下設重慶華強化肥有限公司、重慶富施特復合肥有限公司、重慶杭華房地產開發有限公司、綦江縣惠農農資有限責任公司、敘永華浩礦業有限公司、敘永華宇礦業有限公司、馬邊金樂礦業有限公司，合資組建重

2、慶映天輝氯堿化工有限公司。公司主要產能粉狀磷酸一銨10萬噸、工業硝酸銨6萬噸、合成氨4萬噸、農用碳酸氫銨8萬噸、硫酸12萬噸、復合肥20萬噸、氯堿15萬噸。公司近年來加大安全、環保和技改投入，累計投入數億元對各生產系統薄弱環節進行改造，不斷完善安全、環保設施，2006年底公司10000噸/日污水處理廠建成并通過國家驗收；2008年1月成為國家安監總局批準的安全管理陶氏合作示范企業；2008年7月通過安全標準化國家二級達標驗收。進一步夯實發展基礎，提高企業產品的科技含量，調整產品結構，使企業走上了良性發展道路，近五年企業工業產值以25%的速度遞增，2008年被重慶市經委評為35戶“成長型小巨人”

3、企業之一。在多年的發展歷程中，公司始終堅持“和諧務實、創新超越”的企業精神，堅持走科技興企、持續發展之路，擴大生產規模，改善產品結構，狠抓安全標準化管理和環境保護工作。公司經濟效益連年攀升，企業綜合實力不斷增強，得到了社會的廣泛認可與肯定。近年先后榮獲“全國質量誠信示范企業”、“全國優秀農資化工企業”、“全國QC活動優秀企業”、“重慶市模范職工之家”、“重慶市五一勞動獎狀”、 “重慶市安全示范企業”、“最具影響力的重慶知名品牌企業”、“全國安康杯競賽優勝企業”等多項榮譽以及“中國農業銀行重慶市分行AAA信譽企業”、信用聯社“AAA級信用企業”等多家銀行授信。企業綜合實力連續五年跨入“重慶市民營

4、企業五十強”，安全標準化管理達到國家二級水平。現階段，公司積極推進2012年上市工作、100萬噸硝基復合肥生產基地和綦江煤化工基地建設，向銷售收入50億元產值的目標奮進。（2）企業性質：有限責任公司（3）法人代表：謝光強（4）地址：重慶市綦江縣文龍街道辦事處玉龍村（5）注冊資本：8188萬元人民幣，總資產約5億元人民幣1.1、現轉鼓造粒的主要品種有：氯基15-15-15、16-16-16 硫基15-15-15、16-16-16 硝基16-8-20、20-10-102 高塔熔體造粒技術方案硝基復合肥造粒生產工藝的技術原理就是在硝銨熔融液中加入適當的磷肥或鉀肥或鈣粉，然后進行造粒，再經過一系列的干

5、燥、冷卻、防結塊的包裹處理，最后形成成品。國內外在硝基復合肥上都有先進成熟的生產技術。國外的工藝技術基本是用氣流輸送設備將磷肥或鉀肥或鈣粉送到造粒塔頂的硝銨熔融液槽中，經過攪拌熔融，進入造粒塔造粒，形成粒狀復合肥產品。但國外的技術引進費用相對較高，所以國內根據國內實情近年來發展了自有高塔生產復合肥的技術，經歷了多年的摸索試驗階段，發展至今從技術上已基本成熟完善。2.1 針對廠方提出硝基復合肥結塊問題的解決方案及工藝 專項防結塊處治：本方案在本公司已有的治理結塊方案的基礎上，對產品的防結塊上進行工藝再次優化：本工藝配有多級冷卻、除濕裝置；帶熱吸附冷卻包裹料、表面“長時間”包裹處理裝置，確保產品不

6、結塊，保持松散。 該公司裝置技術方案優點：1）、造粒塔本體的設計上可以采用目前更合理的結構，塔體的利用率可以做到最大。以直徑18米高110米的造粒塔為例：A、通風面積上：底部進風可以達到160m2以上，頂部可以達到240 m2以上，較過去的通風面積整整擴大了一倍。較大的通風面積為造粒提供了很好的環境。對于提高產量和產品質量起到了重要作用。B、塔體有效冷卻高度：建造造粒塔，關鍵要看造粒塔的有效冷卻高度是否合理，這是造粒塔建造利用率的基本指標，在過去塔體的設計有效高度基本在70-80m之間，現在我們院經過設備布置優化和塔體設計的數次改進，造粒塔的設計有效高度可以達到90m以上。C、在肥料的防止粘塔

7、底方面，有獨到的防范設施，避免因肥料直接落到收料斗上導致肥料出現扁圓顆粒或顆粒破碎現象，提高了肥料的表面圓整度。D、在夏季濕度較大，造粒塔內壁已出現冷凝水下流至塔底肥料內，容易引起肥料的吸濕潮解，對此在塔體結構設計上考慮了有效的解決實施方案。E、由于介質對混凝土構件腐蝕性強，本設計塔體采用塔體自防腐和塔壁兩階段多層次的外防腐措施，可靠性高，費用低。局部修補性強等特點。因此：足夠大的通風面積加上足夠高的冷卻段，加上一系列的防范保證措施，為工藝的成功穩定運行提供了可靠的保證，并為裝置的擴產以及產品質量的提升創造了條件，做到了投資利用率最大化。2）、改進的造粒工藝技術先進：選用無固相加熱工藝并結合強

8、制混合工藝，其混合均勻細膩度好，不堵塞設備，提高了裝置的開工運行率。混合制漿是本工藝的核心環節，混合反應槽和槽內攪拌裝置是混合制漿工序的關鍵設備，為此采用了合理的混合槽結構匹配高效混合攪拌器，并增設高速研磨料漿槽和過濾槽，提高了料漿的流動性和細膩度，延長了造粒機的工作時間，提升了肥料顆粒外觀質量。A、混合槽的內部結構改進主要體現在：底部放料結構改進，采用專用放料閥，解決了放料經常堵塞放不出的難題。混合槽的溢流口改進，由上部直接溢流改為下部間接溢流，減少了物料混合走短路溢流導致混合不均勻。在槽內增加擋流板，防止料漿在槽內旋轉引起物料懸浮導致的結壁現象。B、采用高速高效式攪拌器，攪拌漿葉的端點線速

9、度由傳統槳葉式攪拌漿的3-4米/秒提高到15米/秒以上，提高了物料的混合速度和均勻度。C、在制漿工序增設均混器，槽內設料漿高速研磨機，將混合后的料漿進行高速研磨，使得料漿的細度增細，更利于流動和造粒。特別是成品篩分返回來的大小顆粒加入到混合槽內不容易被熔化，容易堵塞噴頭，這樣經過研磨后，沒有熔化的顆粒也被打碎，從而避免了噴頭堵塞。3）、粉體物料的計量上選用高精度的失重式計量秤，提高物料混合計量設備的計量精度。在之前的計量設備選型中都是選用了普通的動態計量式皮帶秤，由于受工藝環境影響，存在物料的計量設備精度低且不穩定，導致物料混合配比后各養分指標不穩定，產品質量不合格問題。通過近年來的設計運行摸

10、索總結得出：在本工藝的物料的混合計量上，采用了失重式計量秤，計量精度可以達到0.5%以內，保證肥料養分配比穩定，產品質量合格率可以達到99%以上。同時在物料的計量程序設計要求上實行了連鎖計量控制，也就是參與粉體計量的幾臺秤體受程序集中控制，假如其中一臺秤出現故障或者計量數量達不到，另外幾臺秤便處于停止或等待狀態，指導正常為止方進入下一步計量程序。避免了產品質量的無序波動造成的產品質量不合格現象。4）、采用環境友好型輸送設備，解決粉體輸送過程中的揚塵、泄漏難題。粉體物料的篩分、破碎及輸送過程中易揚塵、泄漏，造成粉塵污染操作環境，造成粉體物料損失，也導致了設備腐蝕程度加劇，這是復合肥生產過程中常見

11、的現象。在本項目中，采用了環境友好型密閉和鎖風設備，避免了粉體物料的泄漏，在不增加動力設備的情況下，保證現場操作環境更干凈整潔。 5）、成品篩分出來的大小顆粒自動返回系統重新造粒。在之前的工藝中大多沒有考慮該部分大小顆粒的回收，都經過二次轉運的返回系統消化或單獨堆放，在生產中也有好多廠家經過增加設備改造將該部分顆粒返回系統，但也存在著影響肥料的配比和養分波動。本設計中采取了返料自動返回裝置系統重新熔化造粒，既不存在二次包裝轉運成本，也不影響肥料的配比和養分波動。本院在“高塔熔體造粒”法有著多年的實踐經驗和數十套的業績，從生產一線的實踐中總結出了一套成熟可靠的經驗。從以上可以看出，本院的“高塔熔

12、體造粒”法工藝技術是可靠的，先進的。3 本次工藝技術方案各功能塊說明：根據該公司實際情況，主要以該廠現有產品為原材料，生產差異化的高塔硝基復合肥及硝銨改性產品。3.1、工藝生產過程介紹本項目硝基復合肥裝置生產過程主要包括固體原料配料、混合造粒、成品處理和包裝及倉儲四部分。主要操作條件如下：項目溫度壓力MPa(a)混合槽料漿150165常壓造粒塔底顆粒60常壓出包裹機顆粒40常壓（一）原料配料根據生產配方，生產所用的原料硫酸鉀（或磷酸一銨）、惰性填充料和成品處理來的返料分別經過計量后經混合皮帶去篩分破碎后，進入造粒塔由一臺鋼繩膠帶斗提機運輸至塔頂鉀鹽料倉緩存。磷酸一銨（或氯化鉀）經篩分破碎后，由

13、一臺鋼繩膠帶斗提機運輸至塔頂磷銨料倉緩存。注：1、本裝置所用的袋裝固體原料均由人工拆包后投入各自的投料坑內。2、上述篩分后的大塊物料或雜物均經破碎后經人工取出雜物后再次去篩分。3、如果生產硝鈣產品，上述原料的配料流程改為：按照配比計算所需用鈣粉中的部分鈣粉和硫酸鎂【在硝酸銨鈣中添加硫酸鎂，可以提高硝酸銨鈣的熱穩定性，減小高溫下的分解程度，有利于保持硝酸銨鈣有效氮的含量。】以及返料進行計量混合后經篩分破碎工序后，進入造粒塔由一臺鋼繩膠帶斗提機運輸至塔頂鉀鹽料倉緩存。 另一部分鈣粉經篩分破碎后，由一臺鋼繩膠帶斗提機運輸至塔頂磷銨料倉緩存。如果是純鈣粉，可以只進行篩分，取出其中的雜物，無需經破碎。（

14、二）混合造粒鉀鹽料倉的（鉀鹽）物料經倉底計量皮帶計量后與裝置界區輸送來的硝銨溶液在一級混合槽進行快速攪拌混合。之后溢流去二級混合槽。磷銨料倉的（磷銨）物料經倉底計量皮帶計量后進入二級混合槽與一級混合槽溢流來的料漿進行快速攪拌混合，之后溢流去均混槽。進入均混槽的料漿經過均混器的均勻混合后去本工藝的專用差動造粒機造粒。噴頭從塔頂將熔融料漿噴淋成液滴，液滴在造粒塔中與上升的空氣熱交換后凝結，冷卻成為15mm的顆粒，落至塔底收料斗上，由塔底皮帶送至成品處理工序。（三）成品處理造粒后的顆粒先進入一級冷卻滾筒冷卻進行再次冷卻之后進入二級冷卻滾筒冷卻，然后進入篩分分級后成品顆粒進入包裹滾筒進行表面防結塊調理

15、，后出包裹機由斗提機送往包裝工序。（四）包裝及倉儲由成品處理送來的成品顆粒經過自動包裝機包裝后，由包裝棧橋送到成品倉庫進行倉儲發貨出廠。 在成品倉庫的堆包上，可以使用自動堆包機，以減少勞動力。是否自動堆包機使用視企業實際而定。3.2、工藝技術數據說明建設規模硝酸銨鈣或廠方確定的銷銨改性產品、高氮中濃度N-P-K（氮磷鉀）復肥的設計能力為20萬噸，設備選型按照25萬噸規模進行考慮。年操作日: 300天。 造粒塔造粒塔直徑18米，高110米。造粒塔其他數據見前述。裝置占地（含造粒塔）裝置占地長58米，寬18米原料庫房庫容量可結合現有庫房，約3000m2，存放約6000噸原料。以生產N-P-K=30

16、-5-5的配方按照30萬噸計算存放原料的使用時間約為一個月。質量要求 （1）硝酸銨產品質量指標符合標準GB2945-89中工業用一等品的要求。其中出造粒塔產品顆粒粒度（1.00mm2.8mm）85，出塔溫度60。 （2）硝銨改性產品（硝酸銨鈣及高氮中濃度N-P-K復肥）出造粒塔產品顆粒粒度（1.00mm4.75mm）85，出塔溫度60。最終產品平均粒度2.5mm，返料率5，產品溫度40。其中硝酸銨鈣產品質量指標符合標準HG/T3790-2005，高氮中濃度N-P-K復肥產品質量指標符合標準GB15063-2001，磷和鉀的含量為5。硝銨改性產品要求包膜。 （3）造粒塔要求自然通風，塔頂空氣中硝

17、銨粉塵的排放濃度和排放速率均符合GB162971996大氣污染物綜合排放標準中“污染源大氣污染物綜合排放限值”二級標準。作業場所符合工業企業設計衛生標準GBZ1-2002。生產成本組成及消耗定額（年操作時間7200小時）以生產硝基N-P-K=28：6：6（含氯）為例 規模：25萬噸【規模取中】序號名 稱規格單位消耗定額小時消耗年消耗量1硝銨熔液99.8%t0.76126.441903682磷酸一銨N-P=10-50t0.124.17300243氯化鉀K2O61.6t0.09742.44175684鈣粉t0.015350.3827365電KWH1656040320006蒸汽飽和蒸汽t0.155.

18、25378007包裝袋條20.2570951030008包裹油kg0.6211512005工資元2070050400006折舊元2070050400007大修理元1035025200008維修元517512600009勞保藝水M30.62115120011壓縮空氣0.6MPaM31.86345360012其他元2.9101.53552504 生產成本估算本項目成本費用、經營成本估算見表1-1.上述報表注釋：上述表原輔材料中年成本是用原輔材料的實際消耗量x單價所得，而非單位成本x年產25萬噸。因為每種原輔材料的實際消耗大于理論計算消耗。5 生產中的三廢排放該生產過程屬于

19、幾種固體化學肥料的二次加工過程,污染主要為生產過程中排放的除塵尾氣及動力設備所產生的噪聲。廢氣復混肥生產過程廢氣源主要有造粒系統、冷卻機和吸塵點的尾氣。廢氣中的污染物質主要為肥料粉塵。硝基高塔復合肥的生產主要是靠自然空氣進行冷卻換熱，在生產過程中，新鮮的自然空氣自造粒塔底部進入，經過與高溫熔融料漿進行熱交換以后，高溫料漿冷卻成成品顆粒，冷卻換熱后的自然空氣（廢氣）從造粒塔頂部排出，廢氣排放量約為540000m3/h,排放高度為110米（擬定），成分主要為飽和濕空氣，同時含有少量的NPK復合肥粉塵及硝銨微分解出的微量氣氨，其中復混肥粉塵為25mg/m3。另外，在包裝過程中將微量部分NPK復合肥粉

20、塵以無組織形式排入環境中。另外：譬如冷卻系統等所產生的粉塵廢氣經過除塵后隨塔底的自然空氣一起排入塔內參與塔內的冷卻換熱。廢水復混肥生產過程工業用水很少，不產生廢水源，無工藝廢水排放。廢渣復混肥生產過程系原料混合，不產生廢渣排放。噪聲復混肥生產過程系原料的輸送和混合篩分，基本都是小功率的輸送設備，噪聲的聲源都不大，在設備選型時，盡量采用低噪聲的設備，在工藝布置時盡量考慮了使動力設備產生的噪聲源集中在樓房的上層面，原理操作區域，同時對廠房的土建設計實施隔音措施，以降低噪聲污染。5.粉塵復混肥生產粉塵產生較多的位置主要為原料投料、篩分、破碎系統，為防止粉塵外溢影響車間環境，產生粉塵較多的設備設置吸塵

21、、除塵措施，車間內粉塵濃度在10mg/m3以下，對人體基本無害。6 生產裝置定員本項目4班3運轉編制，管理人員為常白班考慮，全年工作時間按7200小時。序號工序名稱每班生產定員管理人員操作班次輪休人員合計1電子配料崗位13142造粒崗位（中控）434163成品處理崗位23284硝銨熔液輸送崗位23285值班長13146分廠管理人員447投料工633218包裝工833279堆包機司機431210設備維護工2132911電儀2132912合計321214122本項目定員122人，其中正式崗位定員62人，其他崗位如投料工、包裝工、堆包機司機為計件工。7 設備投資預算定型設備和非標設備序號名稱規格型號數量（臺）預算（萬元）1高塔斗提升機型號：TGD315雙通道垂直提升高度：108米1522塔內客用電梯1000kg,13人1353電動葫蘆起重量：5T提升高度：H=108米164粉體計量皮帶秤失重秤165復合肥專用差動雙速旋轉造粒機型號：GD-GT4/ZKL型小時產量28t1506混合槽及攪拌器1套357高塔給水泵H=120m Q=15m3/h168尾氣風機風量12000m3/h全壓800Pa119收料斗帶式輸送機型號：DT75型B=1500 L=950031510成品皮帶型號：DT75型B=650 L=20米1511冷卻滾筒2400X2400