高塔噴淋生產粒狀硝酸銨鈣

永桃

（四川大學建筑與環境學院，四川 成都 610000）

2002年，農用硝酸銨產品因其易燃易爆而被公安部納入民爆物品系列，國家禁止了硝銨的生產。面對大量硝銨生產設備的閑置以及硝態氮市場的大量需求，國家允許將現有的硝銨添加適量防爆劑與中、微量元素，繼而生產出來的產品延用以前的名字但又有所區別，故稱為 “硝基復合肥”。為了增加硝態氮肥在市場上的競爭能力，充分發揮硝酸銨生產裝置的特點，瀘天化擬定生產硝酸銨鈣。本文介紹用熔融硝銨與白云石粉混合，高塔噴淋造粒生產硝酸銨鈣的情況。生產硝鈣工藝流程變動不大，不增加裝備資金，且產品適應范圍廣，是我公司硝銨車間硝銨改型改產的一條途徑。

1 硝酸銨鈣的性能

土壤條件對植物生長十分重要，高含鹽量土壤中的鈣常常被鈉置換，施用硝酸銨鈣可增加鈣的供應。鈣還可使硬質土壤變得疏松，幫助維持土壤良好的結構，給植物和微生物提供最佳的生長條件。

1.1 硝酸銨鈣中硝態氮的肥效

硝酸銨鈣中硝態氮無需土壤轉化就能立即被植物吸收利用，適用于各種土壤，可迅速溶于水中并直接被植物根部吸收。作基肥和追肥均可，最適宜作追肥。作追肥時，其氮素可很快到達根部，不會像銨態氮作追肥時，遇石灰性或堿性土壤，銨態氮反應生成氨揮發而損失［1］。

1.2 鈣營養素對植物和土壤的作用

鈣對植物生長至關重要。硝酸銨鈣不僅能給土壤和植物提供氮素，而且還提供水溶性鈣。許多地區的多種作物曾發現因缺鈣出現病害。如蘋果的苦味斑、軟木斑，西紅柿和柿子椒的爛頭病、枯萎病，芹菜的黑心病，均是缺鈣造成的。施用硝酸銨鈣可有效防治這些病害，提高植物抗病害的能力［2］。

1.3 硝酸銨鈣的分類

硝酸銨鈣是硝銨與白云石粉按一定比例混合而成的硝銨類復合肥料。與純硝銨相比，主要是改善了硝銨的結塊和熱穩定性，從而減少了貯存和運輸中火災或爆炸的危險性，此外還因添加了鈣質，使養分成為多元。植物是以硝態氮的形式吸收硝酸銨鈣中的氮，氮損失小，而尿素、碳銨中的氮全部為銨態氮，所以氮損失大。現市場上有兩種類型的硝酸銨鈣產品，主要參數如表1。

表1 市場上硝酸銨鈣產品物性對比

2 市場前景

2.1 國際市場

圖1 硝酸銨鈣國際市場價格變化

從圖1中看出，國際上硝酸銨鈣價格一直在上升，目前基本維持在280～290歐元／t，但隨著主要原料液氨價格的攀升，預計其未來價格將會升高。國外在20世紀80年代開發成功硝酸銨鈣肥料，現生產工藝已相當成熟，裝置規模可達400kt／a。目前，硝酸銨鈣肥料在西歐、美國、澳大利亞等國家和地區已得到了廣泛的應用。在西歐一些國家中，硝酸銨鈣的消費量已占整個硝銨類肥料市場消費總量的60%。西方發達國家及中東、東南亞廣大地區，由于勞動力和資源的相對缺乏，硝酸和硝酸鹽工業已經極度萎縮，生產能力減小，但需求量很大。從一些國內外研究報告可以看出，未來硝酸銨鈣在國際市場上需求缺口較大，市場前景廣闊。

2.2 國內市場上需求量逐年上升

在國內，前幾年硝酸銨鈣的生產企業不多，近年來由于農用硝酸銨的生產和銷售受到限制，為了滿足國內市場硝態氮肥的缺口，一些硝酸銨生產企業轉產硝酸銨鈣。如云南解化集團有限公司的原硝酸銨生產裝置，于2003年轉產硝酸銨鈣，工藝流程變動不大、投資費用增加不多，充分利用了原有的硝酸銨生產裝置。轉產的硝酸銨鈣產品既降低了硝酸銨的含量，不具備爆炸性，同時也增添了有效養分鈣，產品投放市場后供不應求，深受廣大用戶的好評。

3 生產工藝簡介

3.1 工藝流程說明

將溫度169℃，濃度為96%～97.5%的硝銨熔液送入緩沖槽備用，通過磁力泵進入帶攪拌器的混合槽內與白云石按一定比例混合，比例為（75%～83%）∶（25%～17%）。白云石物性指標：碳酸鈣CaO≥20%；MgO≥20%；Fe2O3≤0.2%；水分≤0.3%；粒度100%過60～80目。白云石通過加料機經負壓管道進入混合槽。混合后的硝酸銨鈣料漿中含水3%～4%，用泵將此料漿送至造粒塔頂旋轉造粒器內，進行噴淋造粒。造粒器為錐形多孔噴頭，噴頭高度約300mm，內噴頭轉速29Hz，外噴頭轉速28Hz。內外噴頭以不同速度旋轉，將料漿切割成粒子，利用造粒塔的高度自然冷卻。工藝流程簡圖如圖2。

從造粒塔出來的硝酸銨鈣顆粒溫度約為80℃，必須進行再次冷卻，至40℃以下，這樣才能防止溫度變化引起產品板結。可采取沸騰冷卻和振動篩分，將水分降到0.2%。粒度小于1mm的細粉返回混合槽；合格的顆粒，在外噴涂復合肥防結塊劑，所得成品送倉庫包裝、貯存。

3.2 裝置運行情況

公司于2011年進行試生產，在整個試生產過程中，各主要工藝參數基本穩定，具體運行參數見表2。

通過此次試生產1600t硝酸銨鈣產品，可以確定現有裝置生產該產品基本可行，在工藝上與生產硝基復合肥區別不大，制漿和造粒均能實現連續運行，但由于添加劑白云石粉不容易和液體混合，添加比例不易控制，產品含量難以準確控制；且在該產品試生產過程中各主要設備均出現不同程度的故障，在現有設備下生產該產品，不僅大大增大勞動強度且無法長期穩定運行。因此，若要長期穩定生產該產品，裝置中混合罐、造粒機噴頭、包裝機皮帶、鏈板機等有待進一步改進。

圖2 硝酸銨熔融液添加白云石工藝流程示意圖

表2 不同造粒量及配比下各產品運行參數

4 組分分析

分析標準為HG／T 3790－2005，結果見表3。

4.1 外 觀

粒子外觀乳白透明，中間有一個小孔，粒子大小均勻，沒有相互粘連現象。據現場工作人員說，這與生產NP復合肥的情況相似，說明此生產系統能滿足硝酸銨鈣的生產。由于高溫條件下，硝酸銨有少量分解成氨氣，冷卻過程中揮發就會在粒子中間形成小孔，后在實驗室內做造粒進行驗證。

4.2 結塊測定

稱取相同重量的硝酸銨、NP復合肥、硝酸銨鈣100g，采用30kg重量的物體壓制在結塊器上方，讓其快速結塊。實驗室放置一個周后取出，把結塊樣品從高度為1.0m的地方自然落下，觀測其破碎情況。見表4。

表3 瀘天化硝酸銨鈣分析

表4 結塊篩分結果（質量百分數） %

從表4中看到，硝酸銨與NP復合肥經快速結塊后，篩分后大于4.75mm的團粒較多，說明在壓力相同情況下，硝酸銨鈣結塊比硝酸銨輕。從1m高處把結塊復合肥摔落來看，硝酸銨鈣粒子分散較好，再用力就能捏松散，不影響肥效。還有就是要求包裝溫度要低，取樣時發現，包裝車間溫度約為80℃，結果，樣品密封放置2h就結塊了。

4.3 吸潮性測定

分別取10.000g樣品在表面皿內，放置在空氣中，吸潮，3d后測定重量，見表5。

表5 三種肥料吸潮結果

三種肥料在空氣中放置三天后，都變成水溶狀態，稱吸有水量相當。說明硝酸銨鈣肥料與硝酸銨一樣極易吸潮。因此，要求包裝前噴防結塊劑，并且必須有內塑料袋。

5 結 論

（1）硝酸銨鈣在施用方面具有硝態氮肥的特點，既能填補因農用硝酸銨停產而產生的市場缺口，又增加了國內多元硝基復合肥料的品種，在農作物增產、農民增收和農業增效及提高農產品的國際競爭力方面都能發揮重要的作用。

（2）利用現有硝酸銨生產裝置完全可以生產硝酸銨鈣，不增加設備，生產原料易得，產品成本低，投資少，裝置利用率高，市場競爭力強等，又能增加瀘天化硝基復合肥料的品種。

［1］高之江.造粒硝酸銨裝置改產硝酸銨鈣 ［J］.中氮肥，2003，19 （2）：10～12.

［2］汪家銘.新型高效復合肥料硝酸銨鈣生產及市場概況 ［J］.大氮肥，2006.29 （3）：154～156.