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复合肥设计任务书

年产5万吨高浓度复混肥工艺

初步设计任务书

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班级：

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指导老师：

2013年6月10日

1总论…………………………………………………………………………1

1.1概述…………………………………………………………………………1

1.2设计依据……………………………………………………………………1

1.3设计指导思想……………………………………………………………….2

1.4设计范围……………………………………………………………………2

1.5规模和产品方案……………………………………………………………2

1.6主要原材料、燃料的规格…………………………………………………2

1.7生产方法及全厂总流程……………………………………………………2

1.8环境保护及综合利用………………………………………………………4

1.9工厂的机械化和自动化水平………………………………………………4.

1.10劳动安全卫生……………………………………………………………..4

1.12消防……………………………………………………………………….4

1.13水文地质条件与气象资料……………………………………………….

1.14全厂定员………………………………………………………………..

2.全厂综合技术经济指标……………………………………………….5

3化工工艺及系统…………………………………………………………..5

3.1概述…………………………………………………………………………5

3.2各种原材料的主要规格、消耗量及来源………………………………….6

3.3配方的计算及各种原材料的消耗定额…………………………………….6

3.3.1物料衡算的原理和基准…………………………………….........6

3.3.2配方的计算……………………………………………………..........6

3.3.3各种原材料的消耗定额…………………………………………7

3.4物料衡算和热量衡算…………………………………………………7

3.4.1热量衡算的原理和基准………………………………………….7

3.4.2干燥过程物料衡算和热量衡算…………………………………7

3.4.3冷却过程的热量衡算…………………………………………….8

3.4.4所需煤量计算…………………………………………………...10

3.5主要设备选型………………………………………………………………10

3.5.1斗提机的选型…………………………………………………….10

3.5.1.1原料斗提机的选型………………………………………..10

3.5.1.2产品斗式提升机的选型……………………………………11

3.5.2筛分设备选型…………………………………………………….11

3.5.2.1原料筛分机的选型………………………………………….11

3.5.2.2产品筛分设备的选型………………………………………12

3.5.3原料破碎设备选型……………………………………………….13

3.5.4原料混合设备选型………………………………………………13

3.5.5皮带输送机设备选型……………………………………………14

3.5.6造粒体系设备选型………………………………………………14

3.5.6.1造粒机设备选型…………………………………………………........14

3.5.6.2造粒盘上部排风罩选型……………………………………………….15

3.5.7干燥机设备选型…………………………………………………………15

3.5.8冷却机设备选型…………………………………………………………17

3.5.9进气风机设备选型………………………………………………………18

3.5.10尾气风机设备选型……………………………………………………..18

3.5.11计量包装设备的选型…………………………………………………..18

3.5.12沉降设备………………………………………………………………..18

3.5.13辅助设备选型…………………………………………………………..20

3.5.13.1原料储斗…………………………………………………20

3.5.13.2半产品、产品储斗………………………………………20

3.5.13.3自动称量设备选型………………………………………20

4.主要图表…………………………………………………………………20

4.1主要设备一览表……………………………………………………………20

4.2物料衡算表…………………………………………………………………23

5设备布置……………………………………………………....................23

5.1设备布置的依据采用的规范和标准………………………………..23

5.2设备布置的说明……………………………………………………..23

6分析化验标准及依据………………………………………………..23

7自控条件说明…………………………………………………………24

8、土建条件……………………………………………………………...24

8.1土建依据………………………………………………………………….24

8.2建筑标准………………………………………………………………….

9.维修……………………………………………………………………..26

9.1维修原则…………………………………………………………………26

9.2化工设备维护检修…………………………………………………….26

9.2.1巡回检查……………………………………………………26

9.2.2同步检修与协同检修…………………………………………26

9.2.3容器、管道的定期检修……………………………………….26

10.原料及产品储运…………………………………………………….27

12.节能…………………………………………………………………….28

13.行政管理和生活区………………………………………………….28

14.概算…………………………………………………………………….29

附图1：

带控制点的工艺流程图

附图2：

工厂总平面布置图

附图3：

设备平面布置图

1总论

1.1概述

化肥是重要的农用生产资料之一，在我国国民经济发展中占有重要的地位，肥料可以提高产量、改善品质以及改良土壤，提高土壤肥力的功效。

农业的现代化对化学肥料提出了更高的要求，其发展趋势就是高浓度化、复合化和专用化。

它对农业生产持续稳定增产和提高国民生产总值都起着重要作用。

我国是一个农业大国，是世界上化肥生产和使用最多的国家。

当前随着全球经济一体化进程的加快与，我国化肥工业必然受到来自国际同行业竞争的冲击与挑战。

化肥的生产，包括氮肥、磷肥、钾肥以及复混肥料等化学肥料的制造，是利用各种原料，在高温高压或低温负压下以及有催化剂存在等条件下，经过一系列的化学反应和净化分离等多道工序处理而得到的。

化肥的生产过程具有高度的连续性，生产系统比较复杂，它的工艺流程较长，工艺参数要求严格，从而操作控制技术要求很高。

复混肥料是指氮、磷、钾三种养分中，至少有两种标明量的养分由化学方法和（或）掺混方法制成的肥料。

低浓度复混肥充分利用了不可再生的矿产资源，是一种资源节约型产品,它们提供了其他肥料不能提供的中量营养元素，以微利经营为我国广大农民提供价廉物美的肥料，为我国农业的发展做出了巨大的贡献。

低浓度复混肥的单位养分价格一般只有高浓度复混肥的80%左右，这是低浓度复混肥能够经久不衰的一个重要原因。

世界各国都在大力发展复混肥料，复混肥料在化肥的生产和消费中占有的比例越来越大，一些发达国家甚至可达到70-80%。

我国复混肥工业从上世纪九十年代开始起步，目前也只有20%左右，因此发展复混肥料是中国加快农业现代化的迫切需要。

所谓的复混肥料就是指氮、磷、钾三种养分中，至少有两种标明量的养分是由化学方法和（或）掺混方法制成的肥料。

其中含有两种养分的产品叫两元复混肥，含有三种养分的肥料叫三元复混肥。

国际肥料工业协会（IFA）认为，受全球经济复苏和粮食短缺、粮价上涨等有利因素影响，今年全球化肥需求量将明显增加，化肥价格将整体上扬，行业盈利能力将有所增强。

复混肥氮、磷、钾多种元素搭配合理，具有平衡农作物养分、提高肥效、提高农作物品质、增加农作物产量、省时省力等诸多优点，发展复混肥料是我国加快农业现代化的迫切需要。

目前,国内尿素基产品已由卖方市场转向买方市场,许多生产企业开工不足,设备利用率低,企业经济效益滑坡,急待进行产品结构的调整,而高浓度复混肥势必成为生产企业的发展方向。

实践证明,将多种养分按比例混合后使用,由于诸养分的联合效应,农作物产量通常比使用单一养分增加15%左右,复合型肥料提高了化肥的利用率。

高浓度的复混肥料可以使科学技术的投入和物质的投入相结合，保证增产效果，节约更多费用。

复混肥料浓度越高，社会效益越大。

这在国外复混肥料的发展历程看也证实了这一点，美国复混肥料的有效养分含量从1956年的22%，到1966年的31%，再至1976年的43%，现在，高浓度复混肥料已占化肥总产量的70%左右。

随着高浓度肥料的发展和用户对复合型肥料品质要求的不断提高,选择一种低成本、高质量的生产方法已成为企业立足于市场的重要议题。

按其所采用的生产工艺类型分类，复混肥的生产方法主要有团粒法、料浆法、掺合法、流体法、熔融法、浓液造粒法和挤压法。

国内应用最多的是团粒法,团粒法是依靠盐类原料自身的溶解产生溶液或水蒸汽把粉粒表面润湿，在造粒机不断的转动下，使物料颗粒处于流动状态，物料间相互摩擦，翻动，挤压下团聚粘附成为符合要求的粒径大小，并具有足够的机械稳定性的肥料。

团粒法的优点是对原料的适应性强,容易调整产品规格,装置的通用性强,尤其适合中小企业采用，是我国复混肥生产的主要方法。

本项目也采用此法进行生产。

复合肥产品规格及含量：

通用型：

15-15-1545%复合肥：

16-16-1648%复合肥：

17-17-1751%复合肥：

18-18-1854%复合肥：

15-10-1540%高氮型：

25-0-025%复合肥：

30-0-030%复合肥：

30-5-035%复合肥：

30-0-535%复合肥：

28-5-740%高磷型：

18-22-545%复合肥：

16-26-648%高钾型：

18-9-1845%高钾型：

18-10-2048%复合肥：

15-5-2141%多彩控释：

24-14-1048%多彩控释：

22-8-1242%硫磷酸铵：

20-20-24（S）64%硫磷酸铵：

26-10-24（S）60%硫磷酸铵：

16-20-24（S）60%硝基磷酸铵：

26-13-039%太阳能高效复合肥：

26-0-026%太阳能高效复合肥：

26-0-632%太阳能高效复合肥：

25-5-636%太阳能高效复合肥：

18-6-1842%太阳能高效复合肥:

30-0-636%太阳能高效复合肥:

30-0-030%。

本次设计以产品方案：

15-15-5为设计基础，进行年产5万吨低浓度复混肥工艺设计。

目前,采用蒸汽团粒法生产的复混肥料，以其肥效高、适用范围广而受到广大农民的喜爱。

同时，因其生产工艺简单、操作简便，投资少、收益高，也是众多化肥生产厂家的投资热点。

蒸汽团粒法就是按配方将所需的各种含氮、磷、钾的肥料经机械混合后送入滚筒造粒机造粒，通过调节进入造粒机的蒸汽量来提高物料的温度和湿度，使它们在滚动中相互黏合，从而达到成粒的目的。

利用这种方法造粒，可使造粒过程在水含量较低的工况下进行，因此减少了干燥负荷，降低了能耗。

但在这些蒸汽团粒法复混肥装置的生产中都存在不同程度的粉尘污染问题，严重影响了操作人员的身体健康和劳动积极性，进而影响了生产。

针对粉尘产生的原因，在实际生产中我们可以根据不同情况对症下药，采取各种方式来防止粉尘，合理配料，如改善物料性质、稳定物料配比；严格控制造粒工况和干燥温度；完善收尘设施，尽可能地减少装置中各个易扬尘点的粉尘散发量，可以有效地减少粉尘飞扬。

尤其是在造粒和干燥工序不稳定的情况下，这些部位的收尘设施能大量地收集粉尘，有效地降低空气中的粉尘含量，改善生产区域的操作环境。

比如，在冷却机尾部安装除尘罩；采用全封闭的带式输送机，并在其受料和排料点附近设置抽尘管；在振动筛下部料斗和返料破碎机进料溜管上设置抽尘管等。

将这些抽尘管与干燥机尾气管连接起来，利用干燥机尾气旋风除尘器收尘。

此外，在正常生产期间，会产生一定量的废气，主要是来自干燥机干燥后及冷却机冷却后产生的含尘废气，可以在干燥机和冷却机后安装高效除尘器，然后由风机引入洗涤系统，经洗气塔洗涤后的尾气进入旋风除沫器除沫后，再通过烟囱排至大气。

经洗气塔中喷淋过的水，因含尘较少，可以循环使用。

蒸汽团粒法生产复混肥的生产工艺流程方块图如下：

尿素

磷酸一铵

氯化钾

↓

配料料仓

↓

造粒机

↓

干燥机

↓

冷却机

↓

筛分机

↓

表面调理

↓

包装线

↓

成品

1.2建设背景

复合肥工业是世界上发展较快的化工行业之一，科技进步和相关学科的发展以及绿色生态农业的发展、市场需求变化和自然界生态平衡对化肥工业技术研究发展和进步提出了更高的要求。

目前，肥料的复合化、专业化、具体化已成为化肥工业发展的方向和趋势。

高浓度复合肥的研究和发展对生态绿色农业的发展有着重要的意义，也是现阶段和未来一段时间内国家鼓励发展的产业，是国家产业政策扶植和发展的方向。

1.3设计依据

1.3.1项目设计依据

（1）2013年化工设计任务书和专业资料。

（2）化学化工、环境保护等方面的国家相关法律法规、政策。

（3）化工、机械、材料、水利、土建、电气、数控仪表、环保等方面的相关标准。

1.3.2项目使用的专业标准

《化工工艺设计手册》

《化工设备设计全书——干燥设备》

《化工设计》

《复合肥料（复合肥料）》

《普通过磷酸钙工艺设计手册》

《复混肥和功能性肥料生产新工艺及应用技术丛书——生产工艺技术》

《中华人民共和国国家标准》GB15063-2009复混肥料

《化工设计的有关标准》

《化工管道设计手册》

《化工工厂初步设计文件内容深度规定》

《化工工厂初步设计施工图内容和深度规定》

《化工企业安全卫生设计规定》

《污水综合排放标准执行》

《大气污染物综合排放标准》

《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》

《建筑照明设计标准》

《工业粉尘排放执行标准》

《管道仪表流程图设计标准规定》

《化工建设项目可行性研究投资估计算编制办法》

《压力管道安全管理与检察规定》

《复混肥料生产技术手册》

《GB15063-2009复混肥料》

《化肥工学丛书—磷酸磷肥和复混肥料》

《化肥生产核心技术工艺流程与质量检测标准实施手册》

《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》HG_T_20519-2009

《化工装置设备布置设计规定》HG_T_20546-2009

《化肥工学丛书——磷酸、磷肥和复混肥料》

《化肥生产核心技术工艺流程与质量检测标准实施手册》

《化工设备设计全书——干燥设备》

《化工技术经济》

1.4设计指导思想

本着节约能源、降低能耗，科学合理、高质优产，设备合理，精简成本的原则。

以降低生产成本、选用合理配方合适设备保证产品质量、自动化水平一般、运行可靠生产灵活为设计指导思想。

此外，原料的供应情况，电力资源，水源，煤，蒸汽只作负荷计算，没有进行此部分的设计。

建厂还要考虑到城市规划，以免影响市容，污染环境。

（1）项目的投资建设依照国家的有关方针政策、相关法律法规以及产业要求和行业、地区的相关要求，深度贯彻国家相关部门颁布的法规标准。

（2）生产采用先进、合理、可靠的工艺技术，确保生产安全，操作运行稳定，产品质量过硬，能耗低，工业三废标准处理且排放量少，少污染。

（3）产品生产和质量相关指标符合国家及地方的相关规定、标准。

（4）牢固树立“预防为主，安全第一，”的生产思想，确保建设工程项目的安全实施，切实落实“三同时”的规定，确保工程实施安全和质量。

（5）遵循现行防火、安全劳动等相关规范，确保项目投产后能安全稳定生产，保障劳动者在劳动过程中的安全和健康。

（6）充分依托城镇现有的条件和发展政策，合理有效地加快建设进度，降低生产成本，取得良好的经济效益，带动当地经济的发展。

（7）综合考虑经济效益和可持续发展，在生产过程中改良生产工艺、技术，使原料最大化的有效利用，提高生产效率，最大程度的降低对周边环境的污染和破坏。

（8）坚持“社会经济效益、环保效益和企业效益并重”的原则，按照国民经济、社会发展、行业和地区的长远规划，在项目调查、选择中对项目进行全面而详细的论证。

1.5设计范围

高浓度复合肥生产工艺流程设计、产区选址设计、厂区平面设计、生产设备布置设计、污染处理工艺流程设计。

1.6规模和产品方案

规模：

年产5万吨高浓度复混肥

产品方案：

a）、产品规格按15-15-15进行计算。

b）、设计规模为5万吨/年。

c）、年工作日300天。

d）、每天操作日按22.5h。

e）、造粒后物料含水量8%。

f）、干燥后物料含水1.0%。

g）、干燥过程物料损失率（以成品量100%计）0.8%。

h）、筛分，破碎过程物料损失率（以成品前100%计）0.3%。

i）、进干燥机炉气温度1550C。

j）、出干燥机炉气温度500C。

k）、干燥强度按12.5Kg/m3▪h计。

l）、其他数据合理选取。

1.7主要原材料，燃料的规格及消耗和来源

物料

规格

消耗量

来源

尿素

含氮46%

1515kg/h

磷酸一铵

含五氧化二磷44%

5555.8kg/h

氯化钾

含氧化钾60%

694.2kg/h

煤

无烟煤

外部供给

水

外部供给

蒸汽

外部供给

电

380V

外部供给

厂内运输

叉车

1.8生产方法及全厂总流程

生产方法：

本项目采用固体团粒法生产高浓度复合肥，以单体基础肥料尿素、氯化铵、磷酸一铵和氯化钾为原料，经粉碎至一定粒度后，计算机自动配料，混合后，采用滚筒加蒸汽造粒，物料在转鼓造粒机的滚动床内通过增湿、加热进行团聚造粒，造粒物经干燥、冷却、筛分即得到氮磷钾复混肥产品。

由滚筒冷却机冷却，筛分设备筛分后，自动包装，非成品大粒破碎后返回再造粒，非成品小粒直接返回造粒。

在生产中为了保证产品粒度,可以加入一些粒化助剂，如甲醛、石膏等,来提高产品的物理性质。

全厂总流程：

见流程图：

工艺流程图如下：

1.9环境保护及综合利用

采用蒸汽团粒法造粒，可使造粒过程在水含量较低的工况下进行，因此减少了干燥负荷，降低了能耗。

但在这些蒸汽团粒法复混肥装置的生产中都存在不同程度的粉尘污染问题，严重影响了操作人员的身体健康和劳动积极性，进而影响了生产。

针对粉尘产生的原因，在实际生产中我们可以根据不同情况对症下药，采取各种方式来防止粉尘，合理配料，如改善物料性质、稳定物料配比；严格控制造粒工况和干燥温度；完善收尘设施，尽可能地减少装置中各个易扬尘点的粉尘散发量，可以有效地减少粉尘飞扬。

尤其是在造粒和干燥工序不稳定的情况下，这些部位的收尘设施能大量地收集粉尘，有效地降低空气中的粉尘含量，改善生产区域的操作环境。

比如，在冷却机尾部安装除尘罩；采用全封闭的带式输送机，并在其受料和排料点附近设置抽尘管；在振动筛下部料斗和返料破碎机的进料溜管上设置抽尘管等。

将这些抽尘管与干燥机尾气管连接起来，利用干燥机尾气旋风除尘器收尘。

此外，在正常生产期间，会产生一定量的废气，正常生产期间，主要污染是废气、废水和粉尘，废气主要来自于干燥器干燥后产生的废气以及工厂管道的泄露。

治理措施在于在干燥器后安装高效除尘器然后再由风机引入洗涤系统，经洗气塔洗涤后的尾气进入旋风除沫器除沫后，再通过烟囱排至大气。

废水来自水洗塔，经洗气塔中喷淋过的水，因含尘较少，可以循环使用，含肥料成分的废水可以返回系统，生活污水进入污水池处理。

粉尘通过旋风除尘器沉降下来。

在锅炉房安置降尘设备。

此外，工厂内可以种植净化效果较好的植被。

1.10厂址概况

本厂拟建在河南省郑州市，占地面积20亩，每亩15万，原料资源丰富，交通运输十分便利，以铁路、高速公路和国道为主体的交通运输设施为生产厂家的发展提供了极其合理、高效的运输条件。

1.11工厂的机械化和自动化水平

原料和产品机械运送，计算机操控，自动配料采用电子称计量，产品自动包装。

自动化水平一般，运行可靠，生产灵活。

1.12环保和劳动安全卫生

1.12.1环保法规和标准

《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002

《生活饮用水卫生标准》GB5749-1985

《环境空气质量标准》GB3095-1996

《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996

《污水综合排放标准》GB8978-1996

《中华人民共和国环境保护法》全国人大常委会1989.12.26

《建设项目环境保护条例》国务院253号令1998.11.29

《建设项目环境风险评价技术导则》HJ/T169-2004

1.12.2安全生产责任

1、为保护公司财产和员工人身安全，保证公司生产经营工作顺利进行，根据国家有关劳动保护法律、法规，结合公司的实际情况，特制定本责任书。

2、公司安全生产工作以“安全第一，预防为主”为方针，坚持生产经营服从安全需要的原则，确保实现安全生产和文明生产。

3、各部门负责人为本部门安全生产责任人，负责本部门的安全生产和安全教育工作，贯彻落实公司安全生产制度，制订并组织实施本部门的安全生产工作实施细则，同时督促检查，确保安全生产工作的顺利开展。

4、各部门负责人要坚决贯彻执行“谁主管、谁负责”的原则，层层落实安全生产责任制，明确安全生产工作的重点，定岗定人做到事事有人管，在安全生产工作中不留空白。

5、各部门必须设立安全生产检查员，负责本部门的日常安全生产督促检查工作，及时发现问题解决问题并做好记录，每月将安全检查记录上报安保部，积极配合安保部落实安全生产责任制。

6、各部门必须加强本部门安全生产教育工作，务必使员工树立起“安全第一、生产必须安全、安全为了生产”的思想，在工作中严格执行各项安全管理规定，遵守安全生产规章制度。

7、提高本部门员工的安全保护意识，做到“三不伤害”，即不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害。

8、各部门负责人要教育引导本部门员工积极参与安全生产工作，发现隐患及时整改，多提有助于安全生产的合理化建议。

9、发生人身、设备事故必须按规定的处理原则和程序进行处理。

事故处理要坚持“三不放过”的原则，即事故原因没有查清的不放过；事故发生后没有整改措施的不放过；责任者和员工没有受到教育的不放过。

1.12.3生产车间防火管理规定

生产车间防火安全管理：

1.动火证未经批准，禁止动火

2.不与生产系统可靠隔绝，禁止动火  

3.不清洗，置换不合格，禁止动火   

4.不消除周围易燃物，禁止动火   

5.没有消防设