熔体塔式造粒制高浓度氮磷钾复混肥料技术

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1、熔体塔式造粒制高浓度氮磷钾复混肥料技术1、项目概况熔体塔式造粒制高浓度尿基氮磷钾复合肥料是上海化工研究院近年研究开发的适合于尿素生产厂和复合肥生产厂技术改造和产品升级的新技术，为国内首创，具有国际先进水平。 2、技术特点 熔体造粒工艺的特点是物料处于高温熔融状态，含水量很低且可流动的熔体直接喷入冷媒(冷媒通常是空气或熔体物料不溶解的液体，如矿物油等)中，物料在冷却时固化成球形颗粒；或者可流动的熔体喷入机械造粒机内的返料粒子上，使之在细小的粒子表面涂布或粘结成符合要求的颗粒。溶液的蒸发或浓缩固要需要消耗能量，但在能量利用方面远较干燥颗粒产品有效，更何况在某些生产工艺中还可以充分利用反应热来蒸发部

2、分甚至全部水分；一般的造粒工艺，干燥机通常是造粒装置中最大的而且也是最昂贵的设备，熔体造粒工艺无需干燥，节省了投资和能耗。 熔体造粒法制复合肥技术最早应用于磷酸一铵(MAP)、硝酸磷酸铵(APN)，尿素磷酸铵(UAP)，在这些生产方法中，可以加入钾盐或其它固体物料生产颗粒状氮磷钾复合肥产品。按造粒方式的不同，熔体造粒法制复合肥工艺主要可分为：造粒塔喷淋造粒工艺，油冷造粒工艺，双轴造粒工艺，转鼓造粒工艺，喷浆造粒工艺，盘式造粒工艺，钢带造粒工艺等。 造粒塔喷淋造粒工艺应用最早、最广泛的是单一氮肥(如尿素、硝酸铵等)的造粒，现已扩大到氮磷及氮磷钾复合肥料的造粒。荷兰斯塔米卡本公司曾用造粒塔喷淋造粒

3、工艺生产硝酸磷酸铵钾；挪威海德鲁用造粒塔喷淋造粒制尿素磷酸铵及尿素磷酸铵钾。 上海化工研究院进行了以熔融尿素、磷酸一铵、氯化钾等为原料，造粒塔喷淋造粒制尿基氮磷钾复合肥的生产技术研究和开发，并已实现了工程化。 该技术利用熔融尿素和磷酸一铵、氯化钾可以形成低共熔点化合物的特点，将粉状磷酸一铵、氯化钾、添加剂等各自加热后，加入熔融尿素中，生成流动性良好的NPK共熔体，再通过专用喷头喷入复合肥造粒塔，在空气中冷却固化成颗粒，获得养分分布均匀，颗粒性状较好的复合肥料。产品规格有：24-12-12，23-11-11，26-10-18，24-0-24等。产品质量优于复混肥料国家标准GB15063-2001

4、。 与常用的复混肥制造工艺相比，熔体造粒工艺具有以下优点：(1)直接利用尿素浓溶液，省去了尿素溶液的喷淋造粒过程，以及固体尿素制复混肥料时的破碎操作，简化了生产流程。(2)熔体造粒工艺充分利用原熔融尿素的热能，物料水分含量很低，无需干燥过程，大大节省了能耗。(3)可以生产高氮复合肥，最高氮含量产品为颗粒尿素的生产。(4)合格产品颗粒百分含量很高。(5)颗粒表面光滑、圆润，不结块，具有较高的市场竞争力。(6)操作环境好，无三废排放，属清洁生产工艺。(7)熔体造粒装置基建投资和操作费用通常比常规的固体配料蒸汽造粒装置要低，生产规模大的装置更是如此。 采用上海化工研究院熔体塔式造粒技术建设的10万吨

5、工程装置开车结果表明该技术：工艺流程简单，设备少，易操作。产品性能好，颗粒表面光滑、圆润，水分低，只要包装好，产品不结块。 3、投资估算和产品单位消耗上海化工研究院推出的熔体塔式尿基复混肥生产装置的投资估算和产品单位消耗见附件：聚天冬氨酸在塔式熔体造粒复合肥设备 根据最新研究采用聚天冬氨酸在塔式熔体造粒复合肥设备上开发研制的节能环保型高塔聚肽复合肥日前正式投产。富士高塔聚肽复合肥集高塔熔体造粒技术和美国先进聚肽技术于一体，违法天气好热 具有增效、缓释、杀菌、激活四大功能，不仅减少肥料养分流失，并可以吸附土壤中残留的养分而再利用，起到固氮、解磷、解钾作用，能够激活作物体内各种酶的活性，增强作物光

6、合作用。通过大田试验示范证明，与其它肥料相比，施用同等量高塔聚肽复合肥可使粮食农作物增产百分之十到十五，经济作物增产百分之二十到三十五，并可促进作物早熟七天到十天，大大提升了农作物的市场价值。 聚合氯化铝 高塔聚钛复合肥在生产中，充分利用低含水量的尿素熔融液释放出来的结晶热和物料混合后的反应热，采用了新型双轴差动旋转喷淋造粒器进行熔体造粒，当滴珠在塔中下落与上升的空气流接触时，使其冷却、固化，产品收集在塔的木炭机底部。整个过程无水分引入，无烘干过程，省去了通常造粒装置中最大的而且是最昂贵的干燥机，使干燥用的燃料和干燥设备的电耗得到节约，并减轻了so2气体对空气的污染，解决了污水排放的难题。经测

7、算高塔聚肽复合肥与传统的复合肥相比，每吨产品可节约标煤45kg，节电17kwh，经济效益和社会效益十分显著。 复合肥生产过程中浪费问题和对环境污染问题一直是难以克服的两大难题。一些有机肥生产设备每生产一吨的肥料，就要浪费大量原料，而且对大气和水源造成严重的污染。该项技术填补了我国多年来饲料颗粒机的技术空白，如果今后投入使用，将会在很大程度上减轻能源负担和环境压力。也会在一定程度上遏制复合肥产业产能过剩造成的供过于求现象。熔体造粒法生产尿基复合（混）肥工艺技术的比较石学勇，王金铭，王宝安（中国阿拉伯化肥有限公司，河北 秦皇岛 066003）摘要：对我国开发应用的塔式造粒、冷冻结晶造粒、油冷造粒、

8、钢带冷却造粒等熔体法生产尿基复合（混）肥造粒工艺技术特点进行了比较，为国内各复合（混）肥厂家新建生产装置或技术改造提供参考。关键词：熔体造粒；尿基复合（混）肥；工艺技术比较0概述由于我国尿素资源充足，加之国家硝铵禁运政策的实施，使得我国尿基复合（混）肥成为市场中的主流品种。目前的复合（混）肥加工的方法主要有挤压法、团粒法、料浆法、喷涂法、熔体法等，在我国各复合（混）肥生产厂家均有使用。采用普通造粒技术生产尿基复合（混）肥，尤其是高氮型尿基复合（混）肥，在生产过程中造粒、干燥操作比较困难，生产能耗高、产量低，产品的强度低、结块严重。而采用熔体法造粒工艺生产尿基高氮型复合（混）肥，由于工艺和产品具

9、有独特的优势，已经成为开发和应用的热点。造粒塔喷淋造粒工艺使用最早、最广泛的是单一氮肥如尿素喷淋造粒和硝铵喷淋造粒，在20世纪30年代开始使用。后来由北欧扩大到硝酸磷肥的造粒，60年代又逐步引入到NP和NPK复合（混）肥料的造粒。荷兰的斯塔米卡公司和挪威海德鲁公司用熔料喷淋造粒工艺生产硝酸磷酸铵钾复合（混）肥料，主要品种有25-9-9、22-11-11、17-17-17、17-9-22、15-15-15等。挪威海德鲁公司还曾经开发了喷淋塔造粒制尿素磷酸铵及尿素磷酸铵钾（UAP/UAPK）的技术，原料使用磷酸或固体MAP，能生产高氮肥品种36-18-0、29-29-0、22-11-22、19-1

10、9-19，但是仅建设了中试厂，没有建正式生产大装置进行工业化的应用。近10年来，国内的上海化工研究院、四川开元公司、深圳芭田公司、南京佳玛驰公司、南京三普公司等单位先后开发了塔式造粒、油冷造粒、冷冻结晶造粒、钢带冷却造粒等熔体工艺，并进行了不同程度的推广。1熔体法造粒工艺的原理和分类将尿素（或熔融液）与磷酸一铵、氯化钾（硫酸钾）一同加热，形成流动性良好的低共熔悬浮料浆，通过旋转的喷头将料浆分散成液滴，再经冷却结晶成复合（混）肥颗粒。料浆冷却结晶的方式分为两种：直接冷却和间接冷却。其中直接冷却方式按照冷媒的不同可分为三种：采用自然空气为冷媒的称为塔式造粒工艺；采用冷冻空气为冷媒的称为冷冻结晶造粒

11、工艺；采用矿物油为冷媒的称为油冷造粒工艺。间接冷却方式目前仅有一种，即使用钢带冷却机进行冷却结晶的工艺，称为钢带冷却造粒技术。以下，以目前国内最为成熟的塔式造粒作为参照对象，对上述几种熔体造粒工艺生产尿基复合（混）肥工艺进行比较。2塔式造粒工艺2.1工艺流程简述固体尿素经计量后加入到快速熔融器中形成熔融尿液，温度约135。熔融尿液用泵输送到造粒塔的顶部快速混合器中，如果有尿素装置，可直接将99.7%的尿液引至快速混合器。粉状MAP和钾盐（氯化钾或硫酸钾）、辅料（白云石或碳酸钙等）经分别计量后一起送入粉料预热器加热升温到6090，预热后的粉体物料经斗提机输送到塔顶，加入到快速混合器中。在快速混合

12、器中经35分钟的搅拌混合，混合温度115125，形成均匀的共熔悬浮料浆，混合器采用两级连续进料、混合、出料的方式。共熔悬浮料浆经自流进入高速旋转的喷头形成射流喷淋到空塔中，在塔内下降过程中自然断裂成液滴，与塔底吸入的自然空气接触，液滴结晶收缩成球形复合（混）肥颗粒，经与空气换热进一步冷却到50以下落到塔底，经锥斗收集后送去筛分分级，不同粒径的粒子分别包装，细粉和超规格粒子送到团里法装置消耗，空气在塔中与物料换热后从塔顶排出。2.2工艺的优点（1） 适合生产高氮肥。产品的含氮量越高，尿素的比例越大，料浆的流动性越好，所以适合生产氮含量20%以上的NPK或NK肥，而传统方法生产高氮肥很困难。（2）

13、 产品养分均匀。氮、磷、钾各元素物料混合比传统方法更均匀，每个颗粒养分基本一致，是目前所有复合（混）肥造粒方法中最均匀的。（3） 产品物理性质好，不易结块。原料经过高温熔融后混合均匀、反应充分，所以产品的含水量低、物性稳定，颗粒的圆润度、球形度、致密度、强度高，产品外观好、不易结块，在有些地区生产甚至可以使用包裹剂也不易结块。（4） 外观独特，有防伪功能。喷淋造粒产品颗粒表面较光滑圆润，尤其独特的是每个颗粒都有一个小孔，不易仿造，具有相当的防伪效果。（5） 可直接利用尿素厂的尿液造粒，生产成本更低。由于使用熔融的尿液作载体，如果企业有尿素生产装置时，可以直接将99.7%的尿液引入装置进行生产，

14、省去了尿液的喷淋造粒和固体尿素熔融工序，缩短了生产流程，同时大大降低了生产成本。（6） 工艺流程与传统法相比缩短。只有原料预处理（筛分和破碎）、原料预热、尿素熔融、原料混合、喷淋造粒等有限的工序，与传统复合（混）肥的制造工艺相比，没有尾气洗涤工序，不需要消耗洗涤液，没有洗涤液外排污染的问题；料浆含水量低，不需要干燥系统；喷淋造粒成粒率高，一般在90以上，返料量少。（7） 工艺技术较为成熟。经过多年的开发、推广、应用和不断改进已经较为成熟，有10多套1020万吨装置成功运行的经验。2.3工艺的缺点（1） 产品规格严重受制。由于使用尿素熔融液作载体，因此尿素在总份额中一般要达到50，最少不能低于4

15、0，否则料浆粘度高、流动性差，难以输送、喷淋。而且，由于MAP在高温时与尿素有副反应，造成氨溢出和料浆发粘，必须少加MAP，造成配方中的P2O5含量一般不能高于12。钾盐的加入没有限制，可随意配比。因此，塔式造粒工艺主要是生产高氮、高钾肥，品种受到很大的限制。（2） 物料上塔输送困难。在地面配制共熔料浆存在困难，主要表现在输送泵容易磨损、泄漏，熔料在输送管道中间停留时间过长，料浆变稠，输送困难，甚至会结晶堵塞、难以清理难。所以，塔式造粒工艺一定要在塔顶配制共熔料浆，靠自流进入喷头，避免泵送料浆的环节。但由于造粒塔一般在90m以上，预热后的粉体物料输送仍然很困难，固体输送费用高，设备维修不方便。

16、（3） 产品颗粒不均匀、偏小。高塔造粒工艺的产品粒度在12.5mm的比例较大，尽管大于尿素的颗粒，但与传统团粒法的24.75mm相比小的多。如果要制造大颗粒就必须再增加塔高，势必造成投资过高和操作困难方面的问题。（4） 产品中缩二脲含量较高。为快速熔融尿素、加快共熔料浆制备的速度、保持料浆的流动性，系统需要保持在较高温度下操作，缩二脲的生成不可避免，产品中缩二脲有时接近国家规定的1.5的高限值。如果能直接使用尿素厂尿液生产，则可以减少二次熔融过程中缩二脲的生成。（5） 氮利用率偏低。尿素与MAP在110以上时会发生以下反应：CO(NH2)+2NH4H2PO4(NH2)H2P2O7+CO2+NH

17、3该副反应造成两个问题：首先尿素的利用率下降，一般最高只能达到98，有2的损失，成本上升；其次，分解放出的氨气使得操作环境变差，并造成环境污染。（6） 操作弹性较小、开车率低。尿素、MAP和钾盐的共熔料浆高温时容易分解，低温时容易结晶堵塞，潮湿天气还会出现塔内物料吸潮、塔内粘壁等诸多问题，使得生产操作的弹性较小，现在实际投产的塔式造粒装置的开车率仅能达到5070，需要进行配料试验和较高的操作技能。（7） 操作空间小，操作不便。高塔造粒的塔高一般在90m以上，距离地面太远，塔顶必须设操作岗位，在塔顶不可避免料浆分解、喷头堵塞、熔体泄漏等情况，事故处理、废料排空等操作非常不方便。（8） 废料的回收

18、不方便。传统法的废料可以很方便的以返料方式加入到系统中重新造粒，而高塔造粒装置产生的细粉、超规格粒子和事故排放的废料，不宜返回系统重新熔融，主要是对料浆制备和喷淋操作的影响较大，而且会进一步增加产品中缩二脲的含量，目前废料的处理方法一般是送团粒法装置重新造粒或直接低价销售。（9） 造粒塔造价高，装置整体投资大。由于采用自然风通风冷却，冷却速度慢、时间长，所以该工艺的主体设备造粒塔造价很高，因此，与其它工艺相比，塔式造粒装置整体投资大，10万吨/年的装置设备投资约1300万元，20万吨/年装置设备投资约1800万元，比较而言建设大规模装置的投资/产能比较好，但这与目前销售品种多样化的需求相矛盾。

19、3冷冻结晶造粒工艺3.1工艺流程简述固体尿素经计量后加入快速熔融器形成尿液，然后经尿液泵输送到塔顶快速混合器；粉状的氯化钾、填充剂、MAP分别计量后按一定的顺序经斗提机提升到塔顶，加入快速混合器，尿液和粉状固体物料经强力搅拌混合，混合器采用两个配料罐间歇加料、混合、出料的方式。形成均匀的流动性良好的共熔悬浮料浆自流进入造粒塔喷头，经旋转喷头形成料浆射流，在下降的过程中经强制冷却断裂成均匀的液滴，迅速冷却到8590，液滴结晶收缩成球形复合（混）肥颗粒，在下落过程中经空气进一步冷却到6070后落到塔底锥斗收集，物料经输送机送到振动流化床中继续冷却到40以下后进行包装。部分空气从塔底吸入，部分空气经

20、氨冷冻机冷却到-1015，冷风经配风风机鼓入造粒塔各段配风口，与塔底自然吸入的自然空气混合对塔内的物料进行冷却，尾气经塔顶引风机排出，塔内主要分为两段，冷冻结晶段和冷却降温段，每段塔内空气的温度根据料浆的温度、结晶点、粘度、环境空气温度、出塔物料温度，通过调节鼓入冷风、自然风的比例和风量进行调节，塔内气流的压力、流态通过配风机、引风机进行控制保持平稳。3.2工艺的优点除具有塔式造粒的所有优点外，还有以下改进：（1） 降低了塔高，解决了物料输送的难题。其理论计算塔高1520m即可，为保险起见建设塔高约30m，降低了物料输送能耗，降低了塔上操作的难度，减少了维修费用和操作人员。（2） 原材料利用率

21、高、粉尘损失小。由于冷却速度快、射流断裂的次数少，产生的粉尘和小粒子很少，粉尘损失小，没有粉尘粘壁的现象。（3） 产品的成品率高、粒度均匀。冷却成型速度快、射流断裂均匀，大部分颗粒在2.53.5mm之间粒度均匀，总成品率在95以上，而且颗粒的大小可以通过改变孔径进行调节。（4） 操作灵活、开工率高。冷冻空气的温度和加入位置可以调节，同时有流化床二次冷却，造粒喷头的孔径较大不易堵塞，造粒控制的手段多、操作灵活、运行平稳，加之粉尘小基本上没有造粒塔粘壁的情况，所以装置的灵活性、适应性、开工率高，废品率大大降低。（5） 设备简单，装置投资小。加热系统使用导热油炉，温度调节方便精确，热效率高，较蒸汽锅

22、炉投资小。由于喷头加大，悬浮料浆的流动性和含固量要求降低，所以粉状物料不需要预热，简化了操作、降低了投资。更重要的是由于塔高大大降低，占熔体造粒主要投资的造粒塔造价大幅下降，5万吨/年装置设备投资约400万元，10万吨/年装置采用双塔并联，设备投资约750万元，如果采用共用制浆设备、分塔造粒工艺则投资还会有所下降，很适合20万吨以下中、小规模装置建设。（6） 生产规模适度。由于目前复合肥市场的多元化趋势，适宜的复合肥装置规模为520万吨，而冷冻结晶工艺非常与目前销售品种多样化的市场状况相非常契合。3.3工艺的缺点相比塔式造粒工艺，有以下缺点：（1） 产品规格仍然受限制。与塔式造粒工艺一样，主要

23、生产高氮、高钾肥，品种仍然受到限制。（2） 流程加长，投资和运行费用增加。增加了空气制冷装置、配风装置和振动流化床二次冷却工序，整个工艺的流程加长。（3） 配风操作复杂，操作要求高。为保证配比、粘度、结晶点不同的料浆经喷头形成的射流断裂均匀，必须控制料浆结晶速度，料浆的温度与冷却风温有合适的温差，投料量和冷却风量也要匹配，同时还要保证塔内气流平稳，防止出现紊流影响物料运行轨迹造成料浆粘壁和粒子碰壁破碎，需要进行配料试验和较高的操作技能。（4） 工艺放大困难，生产规模小。目前开发的装置设计能力为5万吨/年规模，由于设备的放大有一定的困难，扩大规模采用多塔并联的方式，仅适合20万吨/年以下规模装置

24、建设。4油冷工艺4.1工艺流程简述固体尿素的熔融、粉状物料加入、共熔料浆的制备、料浆的喷淋与冷冻结晶造粒工艺相同，不同的是共熔悬浮料浆从喷头喷出形成射流，在空气中自然断裂成液滴，落入油冷池中结晶成型，并冷却到40以下，然后送到高速离心脱油机中脱去多余的矿物油后送去包装。4.2工艺的优点 相比塔式造粒工艺，有如下改进：（1） 大大降低了物料输送的高度。喷头距油冷池仅0.5m左右，油冷池高度也只有4m，物料提升高度在10m以下即可，降低了物料输送能耗，降低了塔上操作的难度，减少了维修费用和操作人员。（2） 技术成熟，设备简单，装置投资小。该工艺已经非常成熟，改进提高的余地不大。由于不需要造价很高的

25、造粒，装置的投资很低，3万吨/年装置设备投资约200万元。4.3工艺的缺点相比塔式造粒工艺，有以下缺点：（1） 产品规格仍然受限制。与塔式造粒工艺一样，主要生产高氮、高钾肥，品种受到限制。（2） 油耗高，生产成本高。由于油冷工艺的产品颗粒带孔，造成含油不易脱除，加上脱油机自身效率的限制，生产的油耗太高，产品含油约1%，尽管目前有研究单位开发了洗油装置，但由于投资较大，仅适合于大规模装置，这与油冷工艺本身适合小规模的特点相矛盾，所以没能推广。（3） 工艺条件和操作要求高。由于冷却油的阻力大而冷却速度快，料浆液滴的成型难度加大，容易出现各种异性粒子，料浆配方、含水、温度、结晶点、黏度、下落高度、喷

26、头转速、喷头孔径、喷洒面积，油的温度、密度、黏度、液位，以及环境的温度、湿度都会对料浆结晶成型造成影响，进而影响产品的内外在质量和物料损失，需要进行配料试验和较高的操作技能。（4） 细粉和冷却油回收困难。粉尘和细粉分散到油中形成含油的肥泥，难以回收利用，而且随着冷却油中化肥细粉含量的提高，粘度不断增加，冷却油的澄清回收也很困难。（5） 产品强度低。颗粒经过油的浸泡和离心脱油机的磨损，强度大大降低。（6） 装置不能规模太大。由于采用间歇的离心脱油设备，限制了生产规模，而连续脱油装置的效率还比较低，因此目前的油冷工艺在脱油技术没有突破的情况下仅适合3万吨/年以下规模。（7） 操作环境差、污染环境严

27、重。生产过程肥料的分解和油的挥发严重，操作环境很差，对工人身体损害大，产品含油量较高，废油无法回收，对环境的污染较大。5钢带冷却造粒技术5.1工艺流程简述尿素、氯化钾、MAP等原料按照配方不经过预热，直接混合均匀后送入熔融釜中共熔形成悬浮料浆，用液下泵将料浆输送到钢带冷凝造粒机头部上方的滚动的布料器中，布料器由内部给料定子和布料外筒组成，内部给料定子用蒸汽加热以保持物料处于熔融状态源源不断供给外筒，高速旋转的外筒壁上开有数千个小孔，料浆进入定容的小孔后被抛到冷却钢带上冷凝成半球形颗粒，在冷却钢带的尾部用刮料器收集颗粒后送去包装。料浆结晶放热经钢带传到被钢带下喷淋的冷却水带走，冷却水可采用直流水

28、、冷冻水或循环水。外筒的开孔数量、转速、钢带带速、冷却水温度（或流量）根据产量而定。5.2工艺的优点 相比塔式造粒工艺，有如下改进：（1） 工艺要求低，产品规格多。由于对料浆的流动性要求低，悬浮物可以更多，控制熔体的温度可以更低（100110），所以熔融料浆制备的工艺条件很宽松，只要加热均匀尿素与MAP基本上不发生反应，熔融的时间没有特别的限制，各种物料可以固态混合、共同熔融，避免了尿素高温快速熔融、物料预热、快速混合的严格的工艺条件，操作大大简化，物料损失减少。由于MAP添加比例可以更高，实验过程中能够生产18-18-18的尿基产品，拓宽了产品规格，这一点其他熔体法造粒工艺是无法做到的。（2

29、） 不需要建塔，解决了物料输送的难题。熔融物料直接流入高度在2m以下的滚动的布料器中，降低了物料输送能耗，降低了操作的难度，减少了维修费用和操作人员。（3） 设备简单，装置投资小。产品粒径可以通过改变外筒开孔的孔径进行调节，设备对料浆中机械杂质的要求不高，布料器清理方便，生产操作的弹性较大。钢带冷却机及配套的水冷却设备投资大大低于造粒塔，主要投资的造粒塔造价降低，5万吨/年生产装置设备投资约550万元，10万吨/年装置设备投资约700万元，包括厂房和主体设备，不包括蒸汽等公用工程，设备简单、维修量小，维修费，运行费低。（4） 原料利用率高，粉尘损失小。料浆经过容积计量，产品的颗粒大小和养分均匀

30、，产品规格和质量统一，生产中除刮料破碎外不产生粉尘，原料损失小，无废水废气排放。5.3工艺的缺点（1） 产品外观一般。产品颗粒为半扁球形，市场接受需要一个过程，对于机械施肥来说不如球形颗粒的流动性好。（2） 技术还不成熟。该工艺仅仅完成中试试验开发，没有工业化装置，技术尚不成熟，要实现工业化还需要进一步改进和完善。6综合评价塔式造粒由于工艺推广早、比较成熟、流程简单，投资较大有一定的壁垒作用，目前推广最多，有十几套10、15或20万吨/年规模装置生产，还有几套装置在建，而且大多数为30或40万吨/年规模的大型装置，该工艺比较适合有实力的大公司投资建厂，但由于生产中问题较多尤其是尿基肥，推广已经

31、逐步放缓；冷冻结晶工艺在技术和产品质量有进一步改进、投资大大降低，已经有1套3万吨/年试验装置和1套5万吨/年工业化装置投产，有几套5或10万吨/年装置在建，对15万吨/年以下规模的装置在技术、投资和产品方面的竞争力正逐步体现，适合大、中、小公司投资建厂，是目前最先进的熔体造粒技术，已经成为近期熔体造粒技术发展的方向；油冷工艺由投资低、技术成熟，在小型企业中的推广一度非常火爆，但由于油耗高、物料损失大、污染严重，正逐步被其他熔体造粒工艺取代；钢带造粒是一个刚刚开发的新技术，还没有工业化装置投产，由于技术尚不十分成熟和产品外形不美观，技术推广受到一定的限制，但由于流程短、投资小、操作简单、品种适

32、应性高、物料损失小，适合小型企业投资或配套BB肥装置建厂，也将逐步在熔体造粒技术中占据一席之地，但不会成为主流。7结束语总的来说，各种熔体造粒工艺的原理相同，工艺条件类似，主要区别在于冷却成型的方式和方法不一样，由此造成工艺的灵活性、适应性、产品内外在质量以及成本和投资的差异，其中冷冻结晶工艺的520万吨/年经济投资规模适合多品种的市场情况，投资/性能比最高。各厂家新建装置或技术改造，可根据投资金额、可获得资源、可接受风险、拟建规模、市场需求等情况进行适当的选择。高塔造粒一、生产原理利用熔融尿素和磷酸一铵、氯化钾形成低共熔点化合物的特点，将粉状磷酸一铵、氯化钾和填充料预热后加入熔融尿素中，通过

33、反应生成流动性良好的氮磷钾共熔体；该料浆通过特制喷头喷入高塔中，液滴在降落的过程中逐渐冷却并固化成颗粒。二、工艺流程图三、高塔风冷造粒工艺的显著特点1、高塔造粒工艺充分利用熔融尿素、硝酸铵或磷酸一铵熔体的热能，物料水分含量很低，无需干燥过程，大大节省了能耗；2、产品养分均匀，每个颗粒养分基本一致；3、产品物理性质好，产品的含水量低，不易结块；4、产品颗粒都有一个小孔，不易仿造，具有防伪功能；5、操作环境好，无三废排放。6、高塔造粒装置基建投资和操作费用通常比常规的固体配料装置要低，生产规模大的装置更是如此。7、高塔造粒工艺可生产高浓度尿基氮磷钾三元复合肥料直接施用，也可生产高浓度尿基氮钾二元复

34、合肥料，作为掺混肥料的优质原料肥。四、产品规格1、颗粒状尿基NPK总养分（N+P2O5+K2O）：45%水分：1.5%颗粒强度：12N/颗2、颗粒状尿基NK总养分（N+ K2O）：45%-55%（可根据需要调整）水分：1%颗粒强度：30N/颗五、传统团粒法与高塔风冷造粒法工艺相比较序号 项目 高塔风冷造粒法 传统团粒法 1工艺设备 设备数量较少，投资基本相当或略高 设备数量较多 2车间占地面积 约600平方 约1400平方 3工艺过程 短 较长 4造粒返料 几乎没有 高 5能耗 低，充分利用尿液热量和省去干燥热量 较高 6操作控制 严格，不易直观操作 严格，可以直观操作 7环境保护 好，属于清

35、洁生产工艺 需进行粉尘处理 8产品外观、内在质量 圆润、外观质量较好、养分分布均匀 圆润程度较高塔法低，颗粒内在养分不易完全分散 9产品损耗 少 稍高 高塔造粒调研报告提出背景根据国务院以国发（2005）40号文件发布的：国务院关于实施促进产业结构调整暂行规定的决定和促进产业结构调整暂行规定，以国家发改委第40号令发布的产业结构调整指导目录（2005年本），明确了当前及今后一段时期我国产业结构调整的目标、原则、方向和重点，其中列出的鼓励项目中就有优质磷复肥、钾肥和各种专业复合肥的生产。 提到高塔造粒，最有代表性的莫过于俄罗斯的“阿康”复合肥。自20世纪80年代进入我国市场后，就以其独特的高塔造

36、粒技术和其产品颗粒圆滑、中间有小孔、质量优异、不易假冒、卖点鲜明等特点深植于市场，每年在我国的销售量都在百万吨以上。当时，“中间有小孔的肥料”成为俄罗斯“阿康”高塔造粒复合肥的代名词。一、业内动态：高塔造粒作为一种新的技术工艺，在国内引起广泛关注，并在复合肥整合之年席卷了中国复合肥行业的大江南北，从2003年第一套高塔装置建立到2006年的3年中，国内已经陆续有五十几套生产装置，而一些拟建、在建项目更是不胜枚举。目前全国已有十几家企业采用高塔造粒技术建起生产线，生产的复合肥产品成了市场宠儿。已经上马广东1芭田（两条） 2福利龙 3正大拉多美(两条） 4大众 5青上化工 6三禾双塔7揭阳中俄(地

37、名) 8增城瑞德沃(地名) 9凯美瑞 10揭阳中育 11 汕头绿源12 13 14 福建1正和 2中挪 3中农（三条中塔） 4 漳州奥利龙 湖北1鄂中 2长润 3东圣 4新都化工分厂（嘉施利） 5洋丰 湖南 永利 广西1芭田(分厂) 2史丹利(分厂)3贺州40米矮塔 山东1史丹利 2远东国际双塔 3 金沂蒙双塔 4菏泽洋丰双塔（分厂） 5 联盟 6 青州华廷 7寿光利丰 8中化山东肥业 9金正大 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 山西 河南 陕西 四川1 新都化工2 内蒙古包头 云南云天化 重庆九禾(不分先后顺序)近期上马或即将投产的高塔项目有

38、湖北洋丰40万吨,山西丰喜30万吨,山东金沂蒙集团投资3.96亿元兴建的100万吨。去年底，河北首家高塔造粒复合肥项目110米高塔造粒复合肥生产线，在邢台市宁晋县城东的河北晶龙丰利化工有限公司生产园区内顺利投产。该项目总投资近4亿元，总设计能力为年产80万吨。2006年11月，史丹利化肥有限公司生产的高塔复合肥被国家科技部、商务部、质量监督检验总局、环境保护总局联合认定为“国家重点新产品”，这是我国化肥行业高塔复合肥企业获得的惟一殊荣。春节过后，全国各地销售点出现了农民抢购史丹利高塔复合肥的喜人场面。即使史丹利公司加班加点扩大生产量，产品仍然供不应求。史丹利高塔复合肥成为复合肥中的佼佼者已是不

39、争的事实。 首开国内高塔熔体造粒复合肥先河的史丹利化肥有限公司，始终致力于世界高塔熔体造粒复合肥的深层次研究，不断推动这一世界级技术螺旋式上升。2004年底，史丹利公司成功建起国内第一条尿基高塔熔体造粒复合肥生产线。“史丹利”高塔复合肥上市后，受到农民的青睐，引起社会关注。2005年7月，该公司又投资1.8亿元动工兴建了年产80万吨双塔熔体造粒缓释长效复合肥生产线。这一生产线是在原有成功经验的基础上，根据国内、外肥料行业发展趋势，从国家宏观政策、企业社会责任等战略高度出发，实施的又一史无前例的行业技术自主创新。项目属国家鼓励、扶持发展的“三高”支农开发项目，符合国家“十一五”高新技术项目要求。

40、二、高塔造粒原理、产品特点与技术问题1、工艺原理固体尿素或硝铵（硝铵磷等）加热熔融后成为熔融液，也可以直接使用蒸发浓缩后的熔融液。在熔融液中加入相应的磷肥、钾肥、填料及添加剂制成混合料浆。混合料浆送入高塔造粒机进行喷洒造粒，通过造粒机喷洒进入造粒塔的造粒物料，在从高塔下降过程中，与从塔底上升的气体阻力相互作用，与其进行热交换后降落到塔底，落入塔底的颗粒物料，经筛分表面处理后得到颗粒复合肥料。主要设备包括三部份：一是塔体。造粒塔是高塔造粒生产颗粒复合肥料的主要设备，造粒塔的主要作用是复合肥在塔内进行结晶、冷却热交换。造粒塔的直径与高度是设备的主要指标，它与产品的生产能力及品质密切相关。二是造粒设

41、备。造粒机根据需要可以满足复合肥造粒对各种料浆的要求，特别是对中、低氮品种复合肥的造粒具有非常优良性能；三是反应釜。混合反应釜主要作用是将物料在设备内进行充分搅拌混合均匀，达到制备流动性能好的混合料浆目的。另外，原料的预处理、螯合和添加各种制剂也是提高肥效的有效途径。对原料进行预处理后再制备的混合料浆，无论是粘度、流动性以及料浆的结晶性能都有很大的改善，能够更好地造粒生产和提高产品品质。通过螯合来避免在生产的过程中某些养分的流失和产生不良副反应，并使重要的养分获得保护，提高肥效，降低成本。2、工艺特点与常用的复合肥料制造工艺相比，高塔造粒工艺具有以下优点：（1）、直接利用尿素或硝铵熔体，省去了

42、尿素熔体的喷淋造粒过程，以及固体尿素的包装、运输、破碎等，简化了生产流程。（2）、造粒工艺充分利用圆熔融尿素或硝铵的热能，物料水分含量很低，无需干燥过程，大大节省了能耗。（3）、生产中合格产品颗粒百分含量很高，因此生产过程中返料量几乎没有。（4）、操作环境好，无三废排放，属清洁生产工艺。3、高塔产品的特点（1）抗压强度高且水溶快。高塔造粒生产颗粒复合肥料的工艺，其产品的含水率一般在1%以下，基本上可以控制在0.5%以下， 所以产品的抗压强度特别高。其颗粒抗压强度比传统工艺生产的产品可以提高一倍以上,适合于各类施肥方法。遇水溶得快,适合于农民喜爱快溶的要求。（2）养份均匀。高塔造粒使每一颗粒养份

43、基本上都是一致的。促使作物生长均匀，整体长势良好。（3）中微量元素有效化。中微量元素通过鳌合技术处理，使得养份有效性进一步提高，更加容易被作物吸收。（4）肥料的利用率提高。高塔复合肥,其养分释放较均匀,肥效也延长了,使其肥料的利用率得到了提高。（5）适合再包膜，降低生产成本。（6）有小孔防假冒。使用高塔造粒工艺生产出的复合肥颗粒均匀剔透、色泽光亮，并在中间露有清晰可见的针孔，其粒状是任何挤压、滚筒和搅拌等传统造粒方法造不出来的，产品不易被假冒。（7）产品质量稳定、运行费用低、能耗少、无污染、便于操作，生产的复合肥无论外观还是内在质量及作物增产上，都远胜于市场上销售的普通复合肥。 4、高塔造粒复

44、合肥的结块与防结块（1）、肥料结块的内在与外在因素 a、化学组成：肥料的组成主要是尿基.硝基.硫基.氯基，且具有吸湿性、结块性。 b、颗粒状况：肥料的结块与肥料颗粒的大小和形状密切相关。 (a)颗粒大小：颗粒增大，表面积减小，邻近颗粒间的吸引力和接触点减小，因而结块趋势降低。 (b)颗粒形状：如果颗粒表面光滑、成型好，则颗粒间的接触点减少，从而延缓结块。 c、湿度：此处湿度包括产品的含水量和产品存放环境的相对湿度。 (a)产品含水量：产品含水量的微小变化对肥料的结块有明显影响。产品含水量高，则容易吸收水分而发生重结晶。当初含水量低于0.5%时，在通常储存条件下，产品不太有结块问题产生。因此，在

45、肥料生产过程中要严格控制产品的含水量。 (b)空气相对湿度：肥料的结块与空气相对湿度密切相关。每种盐或盐的混合物都有一定的临界相对湿度。空气的相对湿度高于肥料的临界相对湿度，肥料就会吸收空气中湿气；相反，空气的相对湿度低于肥料的临界相对湿度，则肥料内部的湿气向空气中蒸发。相对湿度的反复变化通常比持续的高湿度更有害，会令结块、粉化问题更加突出。 d、温度：温度也是影响肥料结块的一个重要因素。高温包装时可能发生如下物理化学反应： 晶态变化-如硝铵在32.3时会发生晶态变化，硝铵晶体出现膨胀和收缩，导致产品粉化、结块。 e、压力：加压使颗粒接触面增加，导致储存物质结块。 (2)、高塔造粒复合肥结块的

46、主要原因及对策高塔造粒生产的复合肥，在配方固定的情况下，如果造粒喷头及喷头运行工艺固定，产品粒度分布及外观状况也就基本稳定。引起结块的各种因素中，以产品含水量及产品包装温度最为重要。 因此，应从下列几方面入手来改善肥料的松散性能： a、降低产品含水量。尿基对水分的敏感程度甚至超过硝基，更应引起生产的重视。高含氮量的尿基NPK，其产品水分应尽量控制在1%以下，否则产品结块问题很难解决。 b、降低包装温度。目前高塔造粒设计时大都没有考虑降温装置，正常生产时成品包装温度为45-55，夏天包装温度更高。这就是目前几个高塔产品结块严重的主要原因。高塔造粒生产的硝基，其硝态氮含量一般较高，对水分和包装温度

47、也就严格，包装温度最好低于40。三、项目发展前景1、市场分析及预测化肥是农业必不可少的生产资料，是保证农业增产的重要手段。在我国这样一个用占世界7%的耕地养活占世界22%人口的大国，化肥的发展仍满足不了农业发展的需求。当前我国的化肥行业存在劣质肥料充斥市场，行业产业结构不合理，优质肥料大多靠进口等方面的问题。采用高塔造粒生产高质量复合肥料，具有科技含量高、养分均匀、水溶性好和使用范围广等特点，性能远优于其它品种化肥。以磷铵和NPK为代表的高浓度复合肥必将有一个大的发展才能满足农业和市场的需要。在山东等北方以及沿海用肥品位高的市场，以及省内经济发达程度比较高，经济作物比较多的市场上，高质量、高附

48、加值的NPK复合肥已被农民认识和欢迎。市场前景十分光明，同时，建设高质量复合肥对满足农业和市场需求是十分必要的。我公司几年来的工作使复合肥产品在省内以及广西等地占领了一定的市场，但以目前我公司现有配方的产量和质量很难满足市场发展的需求。从产品结构和赢利上来说，我公司现有产品无论是对于厂家还是对于经销商来说，利润的空间都不大。现有的几个低浓度主打配方基本上无利可图，而高浓度相对有利润空间但是又无法很好地解决产品质量问题。因此我们所开发的客户和市场在逐渐地流失和萎缩。高塔造粒可以根据配比的需要自由灵活的调节生产节奏，既省时省力生产出高质量复合肥又可以满足不同客户不同时期的各种要求。此外，我省在高塔

49、的建设上还基本是个空白，所以省内市场也有很大的余地，由此可见高塔造粒复合肥市场前景应该很广阔。2、风险及对策近几年来，虽然本公司产品质量优良，在同行业处于竞争优势地位，并建立了较稳定的客户关系网络，但如果市场供求关系发生变化或是在激烈的行业竞争下，公司产品市场价格及原材料价格如发生变化，从而对本公司的利益水平产生直接的影响。 拟采取的对策：一是坚持做好节能挖潜工作，不断提高公司产品的技术水平，降低成本；二是做好产品更新、稳固主打产品以及新市场新品种开发工作，为适时的调整产品结构提供前提条件；三是进一步加强公司销售队伍建设，完善销售网络，降低物流成本。近年来，高塔复合肥生产工艺在我国方兴未艾，以

50、新工艺生产出来的高塔复合肥，以其养分稳定，肥效良好，外观圆润，不易板结，难以仿冒等诸多优势，受到越来越多农民，尤其是专业种植大户的欢迎，从今年我省肥料市场反馈的种种信息看，高塔复合肥卖得相当红火，正逐步成为复合肥市场的主流产品。作为一项高新技术产品，高塔复合肥的技术发展历程是怎样的？为何能有这么好的肥效？2001年，我国首个高塔复合肥生产装置在宁夏破土动工，目前已投产、在建、拟建的高塔复合肥装置有32套之多。作为一项高新技术产品，高塔复合肥以其养分稳定，肥效良好，外观圆润，不易板结，难以仿冒等诸多优势，受到越来越多农民的欢迎，并逐步成为复合肥市场的主打产品。高塔复合肥技术背景挪威塔式喷淋造粒工

51、艺塔式熔体喷淋造粒是挪威NorskHydro公司在世界上最早推出的熔体造粒技术，并且是比较典型直接以熔融尿液(即与尿素生产系统连接)与熔体磷酸一铵、粉状氯化钾为基质的UAPUAPK尿基复合肥工艺。将浓度为99的熔融尿溶液与通过管式反应器制得磷酸一铵熔体，分别用泵打到造粒塔顶部的混合器，又与经过预热的氯化钾细粉一道混合，再经一种底部有刮刀的旋转多孔喷头，以扇形覆盖面喷入塔内。在靠自重下降过程中，被上升的气流冷却固化，于塔底收集得到复合肥。上海化工研究院工艺尿素熔融液与经过预热的氯化钾(或硫酸钾)，磷铵、填料在混合器中混合，利用混合盐的低共熔点的特点，形成流动性良好的氮磷钾共熔体，再通过喷头喷入造

52、粒塔内，在空气中冷却固化成颗粒。1987年4月由王时珍著的造粒塔与造粒喷头概述中提到，目前我国大、中型化肥生产装置生产的尿素、硝酸铵、氮磷复合肥都是使用造粒塔制成粒状产品。造粒塔一般为圆柱形(高4080米，直径822米)的或是矩形的高大混凝土或金属物构筑物。熔融物料自造粒塔顶的旋转式喷头小孔喷出，呈螺旋线降落，并很快断成液滴，在逆流的冷却空气中冷凝和降温。我国高塔复合肥专利1、“颗粒状高浓度氮钾复合肥料的制造方法”(CN99127009.6)用尿素厂合成的半成品尿素熔液或固体尿素加热后，熔融液与加热的氯化钾(或硫酸钾)混合或固体尿素和氯化钾(或硫酸钾)加热成含有氯化钾(或硫酸钾)悬浮物的熔体，

53、熔体料浆通过造粒装置分散为小液滴，籍重力落入空气冷却塔中冷却固化即成复合肥。2、“塔式造粒生产高浓度氮磷钾复合肥的方法”(CN02103008.1)将粉碎至60目左右的磷酸一铵，氯化钾或硫酸钾，碳酸钙或沸石粉料混合，干燥升温加入到熔融尿素熔液中，混合搅拌48分钟，生成熔体料浆，保持物料温度115130。3、“熔融料浆低塔造粒生产颗粒多元复合肥料的方法及设备”(CN02134971.1)尿素，氮肥，磷肥，钾肥及填料按1.5：(01.0)：(01.0)：(01.0)：(01.0)在100145混合加热熔融，通过旋转造粒喷头，喷洒入塔底有鼓风机鼓风的塔内。4、“塔式硝基复合肥”(CN03117288

54、.1)液体硝酸铵在150175下蒸发，浓缩至9899.7。固体磷肥、钾肥、填加剂在85111预热在140175下混合熔融，经过造粒喷头喷淋造粒，并与塔内冷却空气逆向接触，冷却成产品。5、“高塔造粒生产颗粒复合肥的方法及设备”(CN03139601.1)将尿素、其他氮肥、磷肥、钾肥和填料按1.5：(01.0)：(01.0)：(01.0)：(01.0)混合，其中氮磷肥和钾肥不同时为零，在100145下混合加热熔融。将硝铵、其他氮肥、磷肥、钾肥和填料按2.0：(01.0)：(01.0)：(01.0)：(01.0)混合在145175加热熔融。通过旋转差动喷头喷洒入有气流阻力作用下的塔内。6、“塔式造粒

55、生产高浓度氮磷钾复合肥料的工艺”(CN03143982.9)熔融尿素熔液加入含磷含钾粉料及辅料，混合搅拌成熔体并乳化造粒。7、“一种熔体料浆塔式造粒复合肥及制造方法”(CN2.5)将尿素在130145高温下熔融后用泵送入混合器，另一部分原料经破碎至小于或等于20目，混合加热后送入混合器，然后用泵输送到塔顶，经喷头喷入自然通风造粒塔内。高塔复合肥生产复合肥塔式生产与尿素、硝铵塔式生产最大的不同点是复合肥熔融料浆稠，流动性差，冷却凝固时间长。因此制浆是塔式复合肥生产的关键。(一)目前通常的三种制浆过程1、熔融尿素或尿素生产线的尿液与经过磨细加热的其他原料搅拌混合。2、固体尿素与其他原料搅拌混合后加

56、热熔融。3、熔融尿素或尿素生产线尿液与其他原料搅拌混合并乳化。(注：生产硝基复合肥将上述尿素改为硝铵) (二)配方选择原则原料的投料比应该说在比较宽的范围内都能生产，对尿基复肥由于磷铵的聚合反应改变料浆性能，应注意磷铵的配入量不宜过高，控制产品P2O5低于15，尿液量大于30，产品磷高的氮宜高些；硝基复肥的硝铵量大于40，钾源宜选用硫酸钾。为改善料浆流动性能也可加入其他添加剂，配方选择主要兼顾市场需求选择合适的氮磷钾比例。(三)温度控制熔融温度一般由可熔原料的熔点来决定，尿素为132.7、硝铵170.4。适当加入添加剂可降低其熔融温度，对尿素显得特别重要，可防止缩二脲产生。混合温度因混合后盐的低共熔点，温度一般会显著地低于它们的熔点。(四)造粒塔的选择造粒塔塔高的优选主要满足颗粒的凝固时间，复合肥由于料浆本身的特点，有效塔高一般会比尿素、硝铵造粒塔高，可参照进行选择。采用自然通风还是机械通风，主要是一个经济问题，机械通风塔可低一些，建塔费用低一些，但运行成本高。自然通风则塔需高一些，建塔费用高，但运行成本低。23 / 23文档可自由编辑打印