复合肥主要工艺技术和生产方法介绍

复合肥料的生产方法一、综合颗粒状复混肥料的生产方法主要有以下几种：1.料浆法以磷酸、氨为原料，利用中和器、管式反应器将中和料浆在氨化粒化器中进行涂布造粒，在生产过程中添加部分氮素和钾素以及其他物质，再经干燥、筛分、冷却而得到NPK复合肥产品，这是国内外各大化肥公司和工厂大规模生产常采用的生产方法。磷酸可由硫酸分解磷矿制取，有条件时也可直接外购商品磷酸，以减少投资和简化生产环节。该法的优点是既可生产磷酸铵也可生产NPK肥料，同时也充分利用了酸、氨的中和热蒸发物料水份，降低造粒水含量和干燥负荷，减少能耗，此法的优点是：生产规模大，生产成本较低，产品质量好，产品强度较高。由于通常需配套建设磷酸装置及硫酸装置，建设不仅投资大，周期长，而且涉及磷、硫资源的供应和众多的环境保护问题（如磷石膏、氟、酸沫、酸泥等），一般较适用于在磷矿加工基地和较大规模生产、产品品数不多的情况。如以外购的商品磷酸为原料，则目前稳定的来源和运输问题及价格因素是不得不考虑的，近年来，由于我国磷酸工业技术和装备水平的提高，湿法磷酸作为商品进入市场有了良好的条件，在有资源和条件的地区建立磷酸基地，以商品磷酸满足其它地区发展高浓度磷复肥的需要，正在形成一种新的思路和途径，市场需求必将促进这一行业发展，也必将解决众多地区原料磷酸的需求问题。拥有该种生产技术的外国公司主要有挪威的norskhydro、西班牙incro、espindsea、法国的AZF、KT、美国的Davy/TVA等。国内的主要生产厂家有：中阿化肥有限公司、江西贵溪化肥厂、云南云峰化工公司、南京南化磷肥厂、大连化工厂、金昌化工公司、广西鹿寨磷肥厂等。拥有相近于该种生产技术的国内企业主要有山东的红日集团、四川成都科技大学、上海化工研究院等。2.固体团粒法以单体基础肥料如：尿素、硝铵、氯化铵、硫铵、磷铵（磷酸一铵、磷酸二铵、重钙、普钙）、氯化钾（硫酸钾）等为原料，经粉碎至一定细度后，物料在转鼓造粒机（或园盘造粒机）的滚动床内通过增湿、加热进行团聚造粒，在成粒过程中，有条件的还可以在转鼓造粒机加入少量的磷酸和氨，以改善成粒条件。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到NPK复合肥料产品，这也是国际广泛采用的方法之一，早期的美国及印度、日本、泰国等东南亚国家均采用此法生产。该法原料来源广泛易得，加工过程较为简单，投资少，生产成本低、上马快，生产灵活性大，产品的品位调整简单容易，通用性较强，采用的原料均为固体，对原材料的依托性不强，由于是基础肥料的二次加工过程，因此几乎不存在环境污染问题，由于我国目前的基础肥料大部分为粉粒状，因此，我国中小型规模的复合肥厂大多采用此种方法。目前，该种生产技术在国内已日趋成熟。国内最早开发和拥有该项生产技术和成套装备知识产权的单位为上海化工研究院。3.部分料浆法近年来，在TVA尿素、硝铵半料浆法及团粒法的基础上，国内又发展了利用尿液或硝铵溶液的喷浆造粒工艺-即部分料浆法，该技术利用了尿素和硝铵在高温下能形成高浓度溶液的特性（?95%），由于尿液或硝铵溶液温度高，溶解度大，液相量大的特点，以尿液或硝铵浓溶液直接喷入造粒机床层中，利用尿液或硝铵溶液提供的液相与其它固体基础肥料和返科一起进行涂布造粒，这样可以减少水或蒸汽的加入量，减少造粒物料的水含量，同样也达到减少造粒水含量、干燥负荷和减少能耗的目的。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到（尿基或硝基）复合肥料产品。目前国内开发和拥有该项知识产权的生产技术的单位为上海化工研究院等二十几个单位。4.融熔法熔体油冷造粒制高浓度尿基复合肥生产技术是利用尿素厂的中间产品尿素溶液，配以磷铵、钾盐，开发成功高质量、低能耗、少污染的高浓度尿基复合肥生产技术--熔体造粒工艺，已在江苏恒丰集团、黑化和银川化肥厂等单位得到应用。熔体造粒工艺在化肥生产中已得到应用，如尿素塔式喷淋造粒、硝酸磷肥塔式喷淋造粒和双轴造粒、硝铵塔式喷淋造粒、尿磷铵塔式喷淋造粒等。但该工艺用于制造高浓度尿基复合肥料在国内尚属空白，这一工艺由于不需要传统复合肥生产装置中投资及能耗最大的干燥系统，而且由于尿素及尿素基复合肥的特性使然，特别适合尿基高氮比的三元（N、P、K）和二元（N、K或N、P）高浓度复合肥的生产。与常用的复合肥料制造工艺相比，熔体造粒工艺具有以下优点：（1）直接利用尿素熔体，省去了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）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）生产中合格产品颗粒百分含量很高，因此生产过程返料量少（几乎没有）。（4）产品颗粒表面光滑、圆润、水分低（小于1%）不易结块和颗粒抗压强度大（大于30N），具有较高的市场竞争力。（5）操作环境好，无三废排放，属清洁生产工艺。（6）可生产高氮比尿基复合肥产品。5.掺混法根据养分配比要求，以各种不发生明显化学反应、颗粒度和圆度基本一致的氮、磷、钾各固体基础肥料为原料，通过一定的掺混方法配制成养分分布均匀的掺混肥料，该法加工过程简单，装置投资费用及加工费用比较低，是一种非常实用易于推广的方法，但是，此法在生产、储运、使用时十分强调各种基础原料的颗粒尺寸、重度和圆度基本一致、使不致发生混合物结块粉碎和低吸湿点的现象。目前我国基础肥料的形状和规格尚不具备这一条件，再由研究表明：均匀肥中的P2O5、K2O与掺混肥中的P2O5、K2O被作物根部吸收的速度不同（6倍、4.6倍），在肥效上有点差异，另外我国的测土施肥的普及还不够，其产品在我国目前还没有被农民所认识和接受。因而该法的应用现阶段在我国受到一定程度的限制。目前我国仅有广东、天津等十几家小规模的工厂。总的说来，掺混肥料行业是化肥生产、销售和农业生产达到较高的水平后才得以实现的产肥、用肥的方式。它可以降低化肥分配、销售费用，使农业施肥科学化，有益于过度施肥造成的资源浪费和化肥污染的问题。6.挤压法挤压造粒是固体物料依靠外部压力进行团聚的干法造粒过程。它具有如下优点：（1）生产过程一般不需要干燥和冷却过程，特别适应于热敏性物料，同时可节约投资和能耗。（2）操作简单，生产时无三废排放。（3）能生产出比一般复合肥浓度更低的高浓度复合肥，生产中也可根据需要添加有机肥和其他营养元素。但挤压造粒法也有不足的地方：①作为挤压造粒的关键设备挤压机由于设备制造和受压件的材质等问题，生产时材料消耗大，故障率高。②挤压机的生产能力小，很难实现规模生产。因此，该法一般用于3万吨/年以下的生产规模。该法目前主要用于稀土碳铵等复肥。拥有该生产技术的单位主要有上海化工研究院等。二、我国复合肥生产技术的现状、存在的主要问题及发展1、复合肥生产技术现状（1）引进技术和装备由于中国磷复肥的发展起步较晚，因此中国的农民对磷复肥认识、接受与大量的使用也较晚。为了加快中国磷复肥的发展速度，经过10多年的努力，一批高浓度磷、复肥装置已经相继建成，高浓度磷复肥的比重已从1988年的2%提高到了目前的15～20%，我国先后引进了一批国外有代表性的先进技术和装备，磷铵和NPK复肥生产引进了罗马尼亚的喷浆造粒、美国Davy/TVA、美国Jacobs、西班牙Espindesa、Incro、法国AZF、KT和挪威Norskhydro等生产技术和装备，这些引进技术和装备为我国的磷复肥工业的起步和发展起到了重要的推动和促使作用，它们已在我国有关工厂转化为了生产力，有些装置已经达到和超过设计能力，有些装置正在继续改进，争取达产达标。我国一些科研院所、高等学校和企业对引进先进的生产技术、生产装备和生产管理进行了消化吸收并结合我国具体情况进行了创新，在磷铵和NPK复合肥生产技术方面，如中阿化肥有限公司对法国AZF工艺进行了改进，对造粒机中管式反应器的进料，用液氨代替气氨，采用国产MAP产品代替部分进口磷酸，从而使装置生产能力由原来的不到48万吨/年提高到最高72万吨/年的生产能力，大大超过了设计能力，取得了了不起的成绩；又如江西贵溪化肥厂24万吨/年磷铵生产装置我国工程技术人员通过对同类的引进装置的消化吸收和改进，整个工程建设采用了消化吸收的技术和国产装备，装置基本实现了国产化。装置运行良好，达到了设计指标。再如针对我国国情，工程技术人员对引进的大型重钙装置进行了改造，使重钙装置能适应NPK复合肥的生产，这样既为企业生产了适应市场的产品，增加了经济效益，又使大型重钙装置的技术和花费的大量投资发挥了作用，所有的均来自对引进技术和装备的消化和吸收及技术改造和创新。上述实例在我国工厂中很多。（2）国产技术和装备料浆法我国一些科研院所、高等学校和企业通过对引进先进的生产技术、生产装备的消化和吸收，已开发了一批已形成生产力的科技成果。由上海化工研究院及山东临沂红日集团结合我国国情分别开发的硫基NPK技术，可将硫酸钾生产和磷铵、复合肥生产成功地结合起来，从而大大地简化了流程，降低了生产成本。前者应用了国家八五、九五重点推广的管式反应器技术，制得的产品N含量可达15%，已在山东寿光联盟集团等企业运行成功。后者山东临沂红日集团的稀酸料浆法将生产规模扩大到了10～15万吨/年，由于三内技术的成功运用，使得装置的投资费用大大降低，生产成本也较低，目前国内有相当数量的工厂采用了该生产技术，同时，四川大学、郑州工业大学和上海化工研究院等针对国内的磷矿资源也开发和建成了一批相应的料浆法磷铵和配套的NPK复肥工厂，它们为我国料浆法磷铵及NPK复肥生产技术的发展做出了很大的贡献。但它们共同的特点是生产能力和规模相对不大，一般规模在3～10万吨/年。团粒法除了上述的料浆法磷铵和配套的NPK复肥生产技术以外，由上海化工研究院针对国内基础肥料二次加工成高浓度复合肥的要求研究开发了固体团粒法高浓度复合肥料成套生产技术，由于该技术适应性强，原料来源广泛易得，加工过程较为简单，投资少，生产成本低、上马快，生产灵活性大，产品的品位调整简单容易，通用性较强，采用的原料均为固体，对原材料的依托性不强，由于是基础肥料的二次加工过程，因此几乎不存在环境污染问题，工艺流程简单，投资少，生产成本低、操作稳定可靠，弹性大。生产控制灵活，生产过程中能根据用户的要求较方便地调节NPK配比，还可以适当加入其它元素，生产更多品种的复合肥和专用复合肥，充分发挥多品种、多配方、多规格、专用化的特点。原料来源广泛，适用于生产多种体系的复合肥：以尿素（尿液）为主要氮源生产尿基NPK；以氯化铵-磷铵-钾盐生产氯基NPK；以硫酸钾生产硫基NPK；以硝铵（硝铵浓溶液）-磷铵-钾盐生产硝基NPK等。目前，我国中小型规模的复合肥厂大多采用此种方法。上海化工研究院已在全国各地推广应用，建立近300套不同规模的生产装置(3万吨/年～10万吨/年)，也成功地为东南亚三国（菲律宾、印尼、泰国）建立了7万吨/年、10万吨/年、5万吨/年、15万吨/年四套生产装置。据不完全统计到目前全国中小型规模采用此技术的复合肥厂数量（转鼓、园盘）已达3000多家。2、我国复合肥生产中存在的主要问题（1）引进的大、中型料浆法磷铵、复合肥生产装置磷酸和氨的配套问题我国引进的大、中型料浆法磷肥、复合肥等生产技术和装备，这些引进技术和装备在我国经过工程技术人员的不断消化吸收和努力，已在我国有关工厂转化为生产力，有些装置已经达到和超过设计能力，在我国的化肥生产中发挥着重要的带头作用。要是说全部这些装置目前生产能力不能充分发挥的原因很多，主要存在着与装置配套的磷酸或氨的供应问题或供矿质量没有保证，同时还存在着生产管理经验不足，资金周转困难等问题，由于这些问题的存在，造成了有些装置开工率低下。这方面有代表性的工厂如：中-阿化肥有限公司的磷酸以前主要由突尼斯进口，进口磷酸的质量、数量、价格和船期等这些因素都不同程度的影响着正常生产。不得已只好采取改变生产管理模式和立足国内磷酸和收购、兼并部分国内的MAP工厂的方法，目前中-阿化肥的第二套60万吨/年装置已经投产。再如江西贵溪化肥厂也受到氨的供应和供矿质量是否稳定的影响。环保和污染问题料浆法磷肥复合肥由于涉及到磷酸的加工过程，因