氨酸管式反应器闪蒸法复合肥项可行性实施报告.docx
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氨酸管式反应器闪蒸法复合肥项可行性实施报告
氨酸管式反应器闪蒸法复项可行性报告
氨酸管式反应器闪蒸法复项目属于化工行业的化肥制造技术新领域，该项目主要是运用了硫酸和磷酸一铵液与液氨的反应，然后经过管式反应器中和反应闪蒸，喷涂在转鼓造粒与系统的反料涂布成粒，从而提高了产量，利用中和反应中所产生的大量热量和被压，把大量的水份闪蒸出来，闪蒸水份量可达物料中含水量的90%，反应生成的高温料浆经喷枪喷入造粒机中进行造粒，在进行稍加烘干、冷却、筛分、包膜，在整个生产过程中此工艺无副产品生成。
采用氨酸管式反应器闪蒸法生产的复料含氮量高，含氯离子低，水溶性好，作物易吸收，不流失，不存在残留对农作物和土壤的污染和伤害，彻底解决了普通转鼓蒸汽造粒水份超标和结块问题。
其增产和提高农作物品质效果比硝态型、尿基型复料好，具有一定的市场竞争力，能够实现很高的经济、社会和环境效益该项目在同行业具有很好的示作用，其工艺属于国首创。
1、传统的硫酸钾型复，为了使硫酸氢钾有良好的输送性能，需增加大量的水分进行稀释混酸料浆，方能造粒。
本工艺采用了氨酸管式反应器闪蒸法，硫酸和磷酸一铵液经过管式反应器与液氨进行中和调节反应，产生了78996卡的热量，在此迅速闪蒸出物料中的90%水份，大大降低了物料水份，达到高效、节能、提高产品质量的目的。
2、传统的硫酸钾型复在生产过程中产生大量的HCL、NH3、粉尘造成了一定的环境污染问题。
氨酸闪蒸法工艺采用了多塔稀硫酸洗涤液，中和尾气中的NH3，从而解决了传统工艺中的液氨的损耗问题，减轻了烘干负荷，节约了能源，使同等规模的装置生产能力提高50%以上。
采用先干法除尘后水洗除尘的两步除尘法，解决了中和、造粒、冷却过程中的粉尘污染问题。
因此，该项目的生产无“三废”污染物排放，提高了资源利用效率，从源头上避免了污染物的产生，促进了节能降耗，并且达到了清洁生产工艺的要求。
3、氨酸管式反应器闪蒸法复是根据测土配方施肥技术的要求，运用平衡施肥的原理，针对不同用肥土壤的供肥性能，不同作物的需肥规律进行科学配方，以此提高化学肥料利用率，达到作物高产优质的目的，彻底改变了我国硫酸钾复料存在养分不可调节、含氮量低的现实，氨酸闪蒸法复还能生产高氮、高磷肥、高氮高钾肥、及通用型肥，此工艺生产的肥料，具有颗粒均匀、外观光滑有油性、透明有光泽、水分底、强度高、不结块、缓效等特点。
该工艺钾（氯化钾或硫酸钾）源自返料中加入，带入系统中的水分大大降低，同时在生产过程中此工艺不用脱氯，使用液氨与硫酸和磷酸一铵液混合液在管式反应器反应，闪蒸出大量的水蒸气，（物料中水份的90%）从而减轻了烘干负荷，节约了能源，节约了煤耗，使同等规模的装置生产能力提高50%以上。
在节省能源、原材料消耗，提高工效等方面都有重要的意义。
一、高氮复生产所需解决的几个关键技术问题
高氮复料由于其独特的肥效，越来越受到市场的关注和欢迎，越来越多的化肥生产企业尤其是尿素生产企业、硫基复生产企业、磷复肥生产企业将开发高氮复料做为一项重要的产品结构调整措施，以满足市场的需求。
近向年来，我国高氮复料生产技术有了长足发展，但由于工艺技术、生产装备、生产管理等方面的局限性和不平衡性，在高氮复的生产过程中仍存在设备结疤、产品结块、生产环境差、系统稳定性差、成本高、产品外观质量差等一系列问题。
随着农业施肥技术的调整和农民认识的提高，市场对高氮复的要求愈来愈高，高氮复生产必须解决以下几个问题：
1、低廉原料的适应性问题。
原料成本占复生产成本的绝大部分，降低原料成本是提高复市场竞争力的重要手段。
这就要求复生产不但能适应质优价高的原料，更要能适应品质低价格更低的原料，如使用低价的国产57%含量的氯化钾、水份含量偏高的湿氯化铵，含水份偏高的普钙等原料，以进一步降低生产原料成本，同时产品质量也能有所提高。
目前传统的尿融喷浆工艺和高塔工艺，也难以同时利用以上低价原料。
2、产品结块问题。
该问题是高氮复生产中的难点和市场最为关注的问题之一，影响产品结块的原因有多种，但主要是产品水份和包装温度，尿基复要彻底解决结块问题就必须做到：
产品水份≤1.0%，产品包装温度≤35℃目前传统生产工艺很难同时达到以上两点。
3、设备结疤问题。
由于高氮复原料的物理特性和生产工艺特点，很容易造成主要设备结疤、振动筛堵孔等问题，如传统的团粒法工艺、尿融喷浆工艺常出现干燥机、造粒机等设备部结疤，高塔工艺也常出现小料盆结疤等问题。
该类问题不能彻底解决，将严重影响产品质量、生产能力和生产成本。
4、产品品种多样化问题。
市场对复品种的要求越来越专用化和多样化，一套生产装置必须能稳定生产多品种的系列复。
既要能生产低氮品种，又要能生产高氮品种；既能满足基肥缓施长效的要求，又能满足追肥及总目的施肥速溶速效的要求；既要能生产单元肥，又要能生产二元或多元复，同时还工满足市场对产品无残渣的技术要求。
5、清洁文明生产问题。
目前运行的传统尿融工艺生产高氮尿基复生产装置，普通存在环保不达标排放，生产工作环境较差，原料损耗大等问题。
随着国家环保治理力度的加大和生产劳动防护水平的提高，高氮尿基复生产必须解决该类问题，力争做到清洁文明生产。
6、工艺简洁合理问题。
现阶段的大部分高氮复生产装置设计采用二段干燥或二段冷却、冷筛分、冷破碎工艺，工艺流程复杂，系统的热量损耗和浪费严重，运行费用较高。
7、能源消耗问题。
传统的高能耗高污染生产工艺已不符合国家产业政策，必然进行持续改进，以降低能源消耗和环境污染。
8、缩二脲的毒害问题。
由于工艺技术、设备以及管理等问题，传统的尿融喷浆工艺以及高塔工艺不时有产品因缩二脲含量超标而导致农作物烧苗现象，该类问题已引起市场的高度关注。
二、国主要高氮尿基复生产技术存在主要问题
（一）传统尿液喷浆造粒技术存在的主要问题
近几年来，随着实用新技术、新设备在尿基复装置的应用和生产管理水平的不断提高，尿液喷浆造粒技术已日趋成熟，一系列长期困扰尿基复生产的难题被不断解决，但其仍存在以下有待解决的难题：
1、尿基复尤其是高氮尿基复的结块问题，仍难以根本解决，采用防结块剂包膜处理成本偏高，吨肥防结块成本高达15-20元。
2、尿基复生产仍需添加不溶性的粘性填充剂做为造粒助剂，一方面导致产品颜色受填充剂颜色影响较大，无法保证产品颜色的一致性，影响产品形象和企业形象，不利于企业品牌的创建；另一方面也导致生产难度加大、生产成本的增加以及生产环境的恶化，不利于清洁文明生产产品市场竞争能力的提高。
3、为实现尾气达标排放而采取的湿法除尘而导致污水难以实现零排放，无法满足日趋严格的环保要求。
4、尿基复生产受天气湿度和原料品质的影响较大，仍无法真正做到长周期连续稳定运行。
（二）、熔体式高塔造粒工艺存在的主要问题
熔体式高塔造粒工艺是近年来刚兴起的一种新工艺，因其产品具有小气孔而与众不同，但其也存在以下问题制约其大力推广。
1、由于高温料浆的特性，不易生产高磷复品种，仅能生产高氮、高钾系列复品种，不能满足市场多样化的需求。
2、对原料质量要求苛刻，如水份≤1.0%，原料细粉≤0.5mm，限制了国大多数低价复原料（如国产氯化钾、干湿态氯化铵、普钙、粘土等）的利用，致使原料生产成本较高，市场难以接受。
3、由于受塔高、塔径、喷头的转速等诸多因素的限制，产品颗粒调整围较小，不易一产较大颗粒的缓释长效复。
4、工艺操作难度较大，操作弹性较小，工艺过程易堵塞、易结疤，难以长周期连续稳定运行。
5、由于原料粒度要求较细，且需要加热和高空输送，虽然减少了干燥过程，但其原料需要筛分、破碎，产品也需要冷却、筛分、包膜、破碎等，其工敢过程亦然繁杂，生产过程亦然存在二废排放。
6、缩二尿含量超标是其生产过程中难以控制的问题。
三、氨酸管式反应器喷浆造粒技术
（一）酸氨管式反应器造粒技术的工艺过程
在传统的尿液喷浆造粒装置、复混肥装置的基础上，仅需在造粒机部分增设硫酸、液氨、洗涤水等工艺管道和管式反应器装置，便可实现氨酸管式反应器喷浆造粒新技术。
其工艺过程如下：
来自原料工序的固体原料、液体原料和系统的返料进入转鼓造粒机，由硫酸贮槽来的浓硫酸和洗涤水泵来的洗涤液与磷酸一铵溶解后（或磷酸P205：
20-25%）分别经计量后加入到管式反应器的进料混合段进行反应，快速反应生成温合料浆经管式反应的喷嘴均匀地喷到造粒机料层上，调节特料特性。
干湿物料在造粒机的转动作用下团聚粘结成粒。
管式反应器喷出的水蒸汽和料层中释放的水蒸汽由造粒尾气带出造粒机，造粒尾气经文氏洗涤器使之净化，由造粒尾气风机送入烟囱排入大气，达到一定浓度后的洗涤液用泵送入溶解槽溶解磷酸一铵（有磷酸的用磷酸洗涤），通过管式反应器与硫酸反应生成蒸汽和高温料浆予以回收利用，并实现污水零排放。
（二）氨酸管式反应器喷浆造粒新技术的主要特征
1、造粒工况明显改善和稳定
造粒部分利用气氨与硫酸、磷酸一铵的化学反应热来提高造粒物粒温度和改善物料特性，提温幅度可达15-30℃，而并非主要靠蒸汽和尿融液来提高造粒温度，造粒温度可高达75-85℃,,物料水份小于2.5%,成球率高达70-80%以上。
2、实现一段干燥工艺、简化工艺过程
由于造粒物料温度较高，水份较低，一段干燥便于使产品水份降至1.5%以下，实现了一段干燥工艺生产高氮尿基复工艺过程，简化了工艺过程。
3、实现热筛分、热破碎工艺、提高能源利用率
由于干燥后产品水份较低（小于1.5%）可满足热筛分和热大粒破碎工艺，同时也提高了热返料的热量利用效率，以及降低了冷却负荷，缓解了产品热结块倾向。
4、实现无填充剂造粒、提高产品质量
由于利用气氨与硫酸、磷酸一铵（或磷酸）的反应生成硫酸铵和部分磷酸二铵、磷酸一铵来改善物料特性，提高原料间的配伍性，有效解决了尿基复物性差的问题，无需增加润土等粘性填充剂，可大量利用廉价的氯化铵氮源取代不溶性膨润土等填充剂和部分尿素，实现不溶性填充剂造粒，产品外观洁白、光滑圆润（或不规则），无不溶性残渣，避免了填充剂姿色不稳定对产品外观的影响，提高了产品的外观形象和市场竞争力，同时还可利用低品位的国产氯化钾、普钙等原料，可进一步原料成本。
5、洗涤液得以回收利用，实现污水零排放
尾气处理的洗涤液用于造粒机管式反应器（或去溶解磷酸一铵）得以回收，即解决了传统工艺湿法除尘系统洗涤液的回收问题，双降低了原料损耗，可实现污水零排放。
采用氨酸管式反应器代替传统的硫酸、氨喷管技术，由于管式反应器喷出的料浆为硫酸铵，无游离硫酸存在，可彻底避免以上副反应的发生，同时又生成了部分磷酸二铵，有效改善了造粒物料特性，提高了原料间的配伍性，解决了干燥机、溜槽、破碎机、筛分机等设备的结疤，堵塞严重问题，保证了装置的连续稳定运行。
6、生产装置操作弹性和生产能力明显提高
传统的尿基复生产工艺，造粒受天气湿度和原料特性影响较大，操作弹性较小，限制了多品种生产。
而氨酸管式反应器造粒技术，通过调节管试反应器运行负荷，可在不同的配方、原料、季节等条件下均可保证的良好的造粒效果，有效提高了装置的生产弹性，可生产多品种、多系列复产品，满足复产品多样化的市场要求，同时生产能力也提高了20%-50%。
7、产品质量显著提高、形成独特的产品特色
产品不溶性残渣少，产品外观洁白、光滑、圆润（或不规则），有较强的市场竞争力；产品强度大于30N，产品水份小于1.5%，颗粒粒度均匀，有较强的抗结块能力；造粒工况稳定，产品在养分波动小；由于高温料浆快速凝固，部分颗粒也存在气孔，具有独特的产品特色。
（需要工艺调整）
8、生产综合成本明显降低
生产能力提高20%-50%，使吨肥产品的各种固定成本明显下降。
产品质量的提高和产品的多样化，有利于产品品牌的创建，提高了产品的市场竞争力，尽而吨肥销售成本有所降低。
充分利用原料间的化学反应热和系统的返料热量，吨肥产品的煤可降低30%以上。
产品抗结块能力的增加，消耗防结块剂的成本也有所下降。
洗涤液提以充分利用，原料消耗有所降低。
利用廉价的氯化铵原料代替填充剂和部分尿素，同时也可使用低品位、低价格的氯化钾、普钙等原料，使产品原料成本有所降低。
可采用一般干燥、热筛分、热大粒破碎工艺和直接利用颗粒尿素进行生产，简化了生产过程，固定投递和运行费用有所降低。
装置的连续稳定运行，降低了设备的事故率和维修费用。
以上几方面综合考核，吨肥综合生产成本可降低30-70元，有较好的经济效益和社会效益，同时由于实现污水零排放，也有较好的环保效益。
氨酸管式反应器喷浆造粒技术与传统生产技术常见复品种原料成本对比见下表：
16-16-16
根据当地原料价格
氨酸工艺
传统工艺
序号
原料名称
单价：
元/t
吨肥用量：
kg/t
吨肥成本：
元/t
吨肥用量：
kg/t
吨肥成本：
元/t
1
氯化钾
2000
125
250
275
550
2
氯化钾
1750
150
262.5
0
0
3
一铵
1900
375
712.5
375
712.5
4
尿素
1650
100
165
110
181.5
5
氯化铵
550
225
123.75
0
0
6
氯化铵
650
0
0
200
130
7
液氨
2300
20
46
0
0
8
硫酸
600
45
27
0
0
9
填充剂
200
0
0
30
6
10
碳酸氢铵
450
0
0
50
22.5
合计
1040
1586.75
1040
1602.5
备注说明：
二者原料成本相差15.75元/t，但传统工艺、煤、蒸汽消耗较高，成球率偏低，生产能力低，产品水份较高，颗粒强度小，颗粒外观差，产品结块严重，而氨酸工艺生产能力比传统工艺高出50%-100%，且煤、蒸汽、电消耗较低，产品水份低，强度高，产品有较强市场竞争力，结合上述因素，氨酸工艺吨肥成本将比传统工艺降低45元左右。
30-0-5
氨酸工艺
传统工艺
序号
原料名称
单价：
元
吨肥用量:
kg/t
吨肥成本：
元/t
吨肥用量：
kg/t
吨肥成本：
元/t
1
氯化钾
2000
0
0
100
200
2
氯化钾
1750
100
175
0
0
3
一铵
1900
0
0
0
0
4
尿素
1650
380
627
450
742.5
5
氯化铵（
550
430
236.5
100
55
6
氯化铵
650
0
0
240
156
7
液氨
2300
20
46
0
0
8
硫酸）
600
60
36
0
0
9
填充剂
200
50
10
150
30
10
碳酸氢铵
450
0
0
0
0
合计
1040
1130.5
1040
1183.5
备注说明：
二者原料成本相差53元/t，尿融工艺生产此配方，成球率较低，生产能力较低，原料损耗较高，由于配方中填充剂含量较高，产品外观颜色较差，尿融蒸汽消耗较高。
氨酸工艺生产此配方，生产能力比传统工艺高50%以上，煤、蒸汽消耗较低，产品颗粒强度较高，外观洁白，有较强的市场竞争力，综合各种因素，氨到工艺比传统工艺吨肥成本降低75元左右。
25-9-6
根据当地原料价格
氨酸工艺
传统工艺
序号
原料名称
单价：
元/t
吨肥用量：
kg/t
吨肥成本：
元/t
吨肥用量：
kg/t
吨肥成本：
元/t
1
氯化钾
2000
0
0
110
220
2
氯化钾
1750
110
192.5
0
0
3
一铵）
1900
220
418
220
418
4
尿素
1650
270
445.5
300
495
5
氯化铵
550
325
178.75
0
0
6
氯化铵
650
0
0
280
182
7
液氨
2300
20
46
0
0
8
硫酸
600
45
27
0
0
9
填充剂
200
10
100
20
10
碳酸氢铵
450
1040
0
30
13.5
合计
1307.75
1040
1348.5
备注说明：
二者原料成本相差30.75元/t，尿融工艺煤、蒸汽消耗较高，产品水份较高，结块严重，氨酸工艺生产能力比传统工艺高出25%-50%，产品水份低，不结块，综合各种因素，氨酸工艺吨肥成本将比传统工艺降低50元左右。
15-15-15
根据当地原料价格
氨酸工艺
传统工艺
序号
原料名称
单价：
元/t
吨肥用量：
kg/t
吨肥成本：
元/t
吨肥用量：
kg/t
吨肥成本：
元/t
1
氯化钾
2000
125
250
250
500
2
氯化钾
1750
150
262.5
0
0
3
一铵
1900
350
665
355
674.5
4
尿素
1650
0
0
0
0
5
氯化铵
550
350
1925
0
0
6
氯化铵
650
0
0
385
250.25
7
液氨
2300
20
46
0
0
8
硫酸
600
45
27
0
0
9
填充剂
200
0
0
0
0
10
碳酸氢铵
450
0
0
50
22.5
合计
1040
1443
1040
1447.25
备注说明：
二者原料成本相差4.25元/t，但传统团粒法工艺煤、蒸汽消耗较高，成球率偏低，生产能力低，产品水份较高，颗粒强度小，颗粒外观差，而氨酸工艺生产能力比传统工艺高出50%-100%，且煤、蒸汽、电消耗较低，产品水份低，产品有较强的市场竞争力，考虑蒸汽、煤、电及其它费用，氨酸工艺吨肥成本将比传统工艺低30元左右。
四、结论
1、随着复原料价格的持续上涨和复产品市场竞争的进一步加剧和动荡，不断采用新技术，利用低品质、低价格的原料生产低成本、高品质且富有特色的复品种，是复生产企业立于不败之地的根本措施。
我公司开发的氨酸管式反应器喷浆造粒技术，可帮助复生产企业实现上述目的。
2、随着国家对液氨、硫酸等危险化学品控制力度的加强，实现氨酸管式反应器喷浆造粒技术所具备的条件难度加大，复生产企业根据自身的资源优势，采取以上不同的措施，以达到投资和收益的最优化。
可见此项目是可行的。
附流程方块图
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