重庆华强高塔方案

高塔熔体造粒复合肥生产工艺技术方案武汉理工大学2009.10.121、概况重庆华强集团有限公司是2003年转制成立的新兴股份制民营企业，坐落于中国重庆闻名的“农民版画之乡”——綦江，公司注册资本8188万元，法定代表人谢光强，公司占地面积800亩，员工1000余人，其中专业技术人员200余人，现有总资产近5亿元，年销售收入达5亿元。公司系以生产、销售、经营化肥、化工、农资、矿业为主的多元化、多产业的经济实体，集团公司初成雏形，集团公司下设重庆华强化肥有限公司、重庆富施特复合肥有限公司、重庆杭华房地产开发有限公司、綦江县惠农农资有限责任公司、叙永华浩矿业有限公司、叙永华宇矿业有限公司、马边金乐矿业有限公司，合资组建重庆映天辉氯碱化工有限公司。公司主要产能粉状磷酸一铵10万吨、工业硝酸铵6万吨、合成氨4万吨、农用碳酸氢铵8万吨、硫酸12万吨、复合肥20万吨、氯碱15万吨。公司近年来加大安全、环保和技改投入，累计投入数亿元对各生产系统薄弱环节进行改造，不断完善安全、环保设施，2006年底公司10000吨/日污水处理厂建成并通过国家验收；2008年1月成为国家安监总局批准的安全管理陶氏合作示范企业；2008年7月通过安全标准化国家二级达标验收。进一步夯实发展基础，提高企业产品的科技含量，调整产品结构，使企业走上了良性发展道路，近五年企业工业产值以25%的速度递增，2008年被重庆市经委评为35户“成长型小巨人”企业之一。在多年的发展历程中，公司始终坚持“和谐务实、创新超越”的企业精神，坚持走科技兴企、持续发展之路，扩大生产规模，改善产品结构，狠抓安全标准化管理和环境保护工作。公司经济效益连年攀升，企业综合实力不断增强，得到了社会的广泛认可与肯定。近年先后荣获“全国质量诚信示范企业”、“全国优秀农资化工企业”、“全国QC活动优秀企业”、“重庆市模范职工之家”、“重庆市五一劳动奖状”、“重庆市安全示范企业”、“最具影响力的重庆知名品牌企业”、“全国安康杯竞赛优胜企业”等多项荣誉以及“中国农业银行重庆市分行AAA信誉企业”、信用联社“AAA级信用企业”等多家银行授信。企业综合实力连续五年跨入“重庆市民营企业五十强”，安全标准化管理达到国家二级水平。现阶段，公司积极推进2012年上市工作、100万吨硝基复合肥生产基地和綦江煤化工基地建设，向销售收入50亿元产值的目标奋进。（2）企业性质：有限责任公司（3）法人代表：谢光强（4）地址：重庆市綦江县文龙街道办事处玉龙村（5）注册资本：8188万元人民币，总资产约5亿元人民币1.1、现转鼓造粒的主要品种有：氯基15-15-15、16-16-16硫基15-15-15、16-16-16硝基16-8-20、20-10-102高塔熔体造粒技术方案硝基复合肥造粒生产工艺的技术原理就是在硝铵熔融液中加入适当的磷肥或钾肥或钙粉，然后进行造粒，再经过一系列的干燥、冷却、防结块的包裹处理，最后形成成品。国内外在硝基复合肥上都有先进成熟的生产技术。国外的工艺技术基本是用气流输送设备将磷肥或钾肥或钙粉送到造粒塔顶的硝铵熔融液槽中，经过搅拌熔融，进入造粒塔造粒，形成粒状复合肥产品。但国外的技术引进费用相对较高，所以国内根据国内实情近年来发展了自有高塔生产复合肥的技术，经历了多年的摸索试验阶段，发展至今从技术上已基本成熟完善。2.1针对厂方提出硝基复合肥结块问题的解决方案及工艺2.1.1专项防结块处治：本方案在本公司已有的治理结块方案的基础上，对产品的防结块上进行工艺再次优化：1）本工艺配有多级冷却、除湿装置；2）带热吸附冷却包裹料、表面“长时间”包裹处理装置，确保产品不结块，保持松散。2.1.2该公司装置技术方案优点：1）、造粒塔本体的设计上可以采用目前更合理的结构，塔体的利用率可以做到最大。以直径18米高110米的造粒塔为例：A、通风面积上：底部进风可以达到160m2以上，顶部可以达到240m2以上，较过去的通风面积整整扩大了一倍。较大的通风面积为造粒提供了很好的环境。对于提高产量和产品质量起到了重要作用。B、塔体有效冷却高度：建造造粒塔，关键要看造粒塔的有效冷却高度是否合理，这是造粒塔建造利用率的基本指标，在过去塔体的设计有效高度基本在70-80m之间，现在我们院经过设备布置优化和塔体设计的数次改进，造粒塔的设计有效高度可以达到90m以上。C、在肥料的防止粘塔底方面，有独到的防范设施，避免因肥料直接落到收料斗上导致肥料出现扁圆颗粒或颗粒破碎现象，提高了肥料的表面圆整度。D、在夏季湿度较大，造粒塔内壁已出现冷凝水下流至塔底肥料内，容易引起肥料的吸湿潮解，对此在塔体结构设计上考虑了有效的解决实施方案。E、由于介质对混凝土构件腐蚀性强，本设计塔体采用塔体自防腐和塔壁两阶段多层次的外防腐措施，可靠性高，费用低。局部修补性强等特点。因此：足够大的通风面积加上足够高的冷却段，加上一系列的防范保证措施，为工艺的成功稳定运行提供了可靠的保证，并为装置的扩产以及产品质量的提升创造了条件，做到了投资利用率最大化。2）、改进的造粒工艺技术先进：选用无固相加热工艺并结合强制混合工艺，其混合均匀细腻度好，不堵塞设备，提高了装置的开工运行率。混合制浆是本工艺的核心环节，混合反应槽和槽内搅拌装置是混合制浆工序的关键设备，为此采用了合理的混合槽结构匹配高效混合搅拌器，并增设高速研磨料浆槽和过滤槽，提高了料浆的流动性和细腻度，延长了造粒机的工作时间，提升了肥料颗粒外观质量。A、混合槽的内部结构改进主要体现在：①底部放料结构改进，采用专用放料阀，解决了放料经常堵塞放不出的难题。②混合槽的溢流口改进，由上部直接溢流改为下部间接溢流，减少了物料混合走短路溢流导致混合不均匀。③在槽内增加挡流板，防止料浆在槽内旋转引起物料悬浮导致的结壁现象。B、采用高速高效式搅拌器，搅拌浆叶的端点线速度由传统桨叶式搅拌浆的3-4米/秒提高到15米/秒以上，提高了物料的混合速度和均匀度。C、在制浆工序增设均混器，槽内设料浆高速研磨机，将混合后的料浆进行高速研磨，使得料浆的细度增细，更利于流动和造粒。特别是成品筛分返回来的大小颗粒加入到混合槽内不容易被熔化，容易堵塞喷头，这样经过研磨后，没有熔化的颗粒也被打碎，从而避免了喷头堵塞。3）、粉体物料的计量上选用高精度的失重式计量秤，提高物料混合计量设备的计量精度。在之前的计量设备选型中都是选用了普通的动态计量式皮带秤，由于受工艺环境影响，存在物料的计量设备精度低且不稳定，导致物料混合配比后各养分指标不稳定，产品质量不合格问题。通过近年来的设计运行摸索总结得出：在本工艺的物料的混合计量上，采用了失重式计量秤，计量精度可以达到0.5%以内，保证肥料养分配比稳定，产品质量合格率可以达到99%以上。同时在物料的计量程序设计要求上实行了连锁计量控制，也就是参与粉体计量的几台秤体受程序集中控制，假如其中一台秤出现故障或者计量数量达不到，另外几台秤便处于停止或等待状态，指导正常为止方进入下一步计量程序。避免了产品质量的无序波动造成的产品质量不合格现象。4）、采用环境友好型输送设备，解决粉体输送过程中的扬尘、泄漏难题。粉体物料的筛分、破碎及输送过程中易扬尘、泄漏，造成粉尘污染操作环境，造成粉体物料损失，也导致了设备腐蚀程度加剧，这是复合肥生产过程中常见的现象。在本项目中，采用了环境友好型密闭和锁风设备，避免了粉体物料的泄漏，在不增加动力设备的情况下，保证现场操作环境更干净整洁。5）、成品筛分出来的大小颗粒自动返回系统重新造粒。在之前的工艺中大多没有考虑该部分大小颗粒的回收，都经过二次转运的返回系统消化或单独堆放，在生产中也有好多厂家经过增加设备改造将该部分颗粒返回系统，但也存在着影响肥料的配比和养分波动。本设计中采取了返料自动返回装置系统重新熔化造粒，既不存在二次包装转运成本，也不影响肥料的配比和养分波动。本院在“高塔熔体造粒”法有着多年的实践经验和数十套的业绩，从生产一线的实践中总结出了一套成熟可靠的经验。从以上可以看出，本院的“高塔熔体造粒”法工艺技术是可靠的，先进的。3本次工艺技术方案各功能块说明：根据该公司实际情况，主要以该厂现有产品为原材料，生产差异化的高塔硝基复合肥及硝铵改性产品。3.1、工艺生产过程介绍本项目硝基复合肥装置生产过程主要包括固体原料配料、混合造粒、成品处理和包装及仓储四部分。主要操作条件如下：项目温度℃压力MPa(a)混合槽料浆150~165常压造粒塔底颗粒~60常压出包裹机颗粒40常压（一）原料配料根据生产配方，生产所用的原料硫酸钾（或磷酸一铵）、惰性填充料和成品处理来的返料分别经过计量后经混合皮带去筛分破碎后，进入造粒塔由一台钢绳胶带斗提机运输至塔顶钾盐料仓缓存。磷酸一铵（或氯化钾）经筛分破碎后，由一台钢绳胶带斗提机运输至塔顶磷铵料仓缓存。注：1、本装置所用的袋装固体原料均由人工拆包后投入各自的投料坑内。2、上述筛分后的大块物料或杂物均经破碎后经人工取出杂物后再次去筛分。3、如果生产硝钙产品，上述原料的配料流程改为：按照配比计算所需用钙粉中的部分钙粉和硫酸镁【在硝酸铵钙中添加硫酸镁，可以提高硝酸铵钙的热稳定性，减小高温下的分解程度，有利于保持硝酸铵钙有效氮的含量。】以及返料进行计量混合后经筛分破碎工序后，进入造粒塔由一台钢绳胶带斗提机运输至塔顶钾盐料仓缓存。另一部分钙粉经筛分破碎后，由一台钢绳胶带斗提机运输至塔顶磷铵料仓缓存。如果是纯钙粉，可以只进行筛分，取出其中的杂物，无需经破碎。（二）混合造粒钾盐料仓的（钾盐）物料经仓底计量皮带计量后与装置界区输送来的硝铵溶液在一级混合槽进行快速搅拌混合。之后溢流去二级混合槽。磷铵料仓的（磷铵）物料经仓底计量皮带计量后进入二级混合槽与一级混合槽溢流来的料浆进行快速搅拌混合，之后溢流去均混槽。进入均混槽的料浆经过均混器的均匀混合后去本工艺的专用差动造粒机造粒。喷头从塔顶将熔融料浆喷淋成液滴，液滴在造粒塔中与上升的空气热交换后凝结，冷却成为1~5mm的颗粒，落至塔底收料斗上，由塔底皮带送至成品处理工序。（三）成品处理造粒后的颗粒先进入一级冷却滚筒冷却进行再次冷却之后进入二级冷却滚筒冷却，然后进入筛分分级后成品颗粒进入包裹滚筒进行表面防结块调理，后出包裹机由斗提机送往包装工序。（四）包装及仓储由成品处理送来的成品颗粒经过自动包装机包装后，由包装栈桥送到成品仓库进行仓储发货出厂。在成品仓库的堆包上，可以使用自动堆包机，以减少劳动力。是否自动堆包机使用视企业实际而定。3.2、工艺技术数据说明建设规模硝酸铵钙或厂方确定的销铵改性产品、高氮中浓度N-P-K（氮磷钾）复肥的设计能力为20万吨，设备选型按照25万吨规模进行考虑。年操作日:300天。造粒塔造粒塔直径18米，高110米。造粒塔其他数据见前述。装置占地（含造粒塔）装置占地长58米，宽18米原料库房库容量可结合现有库房，约3000m2，存放约6000吨原料。以生产N-P-K=30-5-5的配方按照30万吨计算存放原料的使用时间约为一个月。质量要求（1）硝酸铵产品质量指标符合标准GB2945-89中工业用一等品的要求。其中出造粒塔产品颗粒粒度（1.00mm～2.8mm）≥85％，出塔温度＜60℃。（2）硝铵改性产品（硝酸铵钙及高氮中浓度N-P-K复肥）出造粒塔产品颗粒粒度（1.00mm～4.75mm）≥85％，出塔温度＜60℃。最终产品平均粒度≥2.5mm，返料率＜5％，产品温度＜40℃。其中硝酸铵钙产品质量指标符合标准HG/T3790-2005，高氮中浓度N-P-K复肥产品质量指标符合标准GB15063-2001，磷和钾的含量为5％。硝铵改性产品要求包膜。（3）造粒塔要求自然通风，塔顶空气中硝铵粉尘的排放浓度和排放速率均符合GB16297－1996《大气污染物综合排放标准》中“污染源大气污染物综合排放限值”二级标准。作业场所符合《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002。。生产成本组成及消耗定额（年操作时间7200小时）以生产硝基N-P-K=28：6：6（含氯）为例规模：25万吨【规模取中】序号名称规格单位消耗定额小时消耗