高塔硝基肥裝置改造生產高塔尿基肥總結

沈金忠

(貴州開磷息烽合成氨有限責任公司，貴州 貴陽 551109)

貴州開磷集團息烽合成氨有限責任公司2008年建廠,合成氨公司為了調整企業產品結構，充分利用開磷集團磷酸一銨優勢資源，因此決定建設硝酸、硝酸銨及硝硫基復合肥項目(即“三硝項目”)，以便更好地平衡合成氨產能、調整產品結構、擴大生產規模，實現新的經濟增長點，為企業創造更好的效益。

合成氨公司“三硝項目”于20011年4月6日開工，于 2012年8月5日順利投入化工試生產。硝基復合肥系統于2012年9月1日生產出合格硝基復合肥。合成氨公司“三硝項目”硝酸裝置生產規模為27萬t/a、硝銨溶液裝置生產規模為2×20萬t/a、熔體法高塔硝硫基復合肥裝置為2×20萬t/a。

熔體法高塔硝硫基復合肥生產裝置主要由固體原料處理、計量、粉體輸送，熔融料漿制備和料漿造粒，成品冷卻、篩分、包膜處理和包裝等工序組成。

來自磷銨混料上塔斗提機的物料被提升至塔頂后，送入1#混合槽；與來自硝銨溶液裝置的硝銨熔融液在1#混合槽中充分混合成氮磷料漿后，流入2#混合槽，與來自鉀鹽混料上塔斗提機的物料在2#混合槽充分混合形成氮磷鉀料漿。最后經乳化機，流入造粒機，從塔頂噴淋成液滴，在塔內下落過程中與上升的空氣流熱交換后凝結、冷卻成顆粒，落至塔底集料漏斗上。復合肥物料通過塔底輸送帶、成品斗提機、冷卻機、篩分機后進入成品處理和包裝工段。

1 高塔硝基肥改產尿基復肥的必要性

2016年由于國際國內經濟不景氣，化肥產能過剩，導致復合肥市場競爭更趨激烈。同時“十三·五”期間國內化肥要調控，實現化肥“零”增長，去產能調結構成為經濟發展新常態。

因此，為搞好供給側改革、降本增效，滿足市場對尿基高氮高鉀復合肥的需求，2016年3月決定將A#造粒塔生產線進行改造，實現既能生產硝基復合肥(原流程配置保持不變)，又能實現尿基復合肥的生產；在既不新增復肥產能的同時，實現對化肥產品結構的調整，以更好地滿足市場需求，提高公司化肥產品的市場適應性和競爭力。

2 技術改造方案

A#造粒塔生產線要實現既能生產硝基復合肥，又能實現尿基復合肥的生產，需要在A#造粒塔東側新建一套小顆粒尿素熔融裝置及熔融尿液輸送裝置，以滿足20萬t/a產能規模的尿液需求。新增主要設備有：尿素計量秤、尿素皮帶輸送機、尿素提升機、鉀肥計量秤、尿素熔融槽、尿素熔融液緩沖槽、尿素熔融液上塔泵、蒸汽減溫減壓裝置等。

根據現場情況，新建尿素投料地坑(地坪以下-4.00 m)、斗提機地坑-5.50 m，便于利用位差輸送物料。地坑內布置二臺計量秤、尿素皮帶和斗提機基座。尿素熔融槽鋼筋砼框架7.0 m×4.5 m×3.60 m(地坪標高作為±0.00 m)。

配套新建尿素熔融裝置廠房22.5 m×12 m，輕鋼結構。屋面瓦為玻璃鋼材質。

原0.6 MPa蒸汽作為熔融槽加熱蒸汽，新增一臺減溫減壓器將0.6 MPa蒸汽減溫減壓成0.25 MPa蒸汽，作為尿素上塔管道、熔融槽、緩沖槽、塔上一二級混合槽的保溫用蒸汽，減少縮二脲的生成。

2.1 流程簡述及流程方框圖

外購小顆粒尿素解包倒入料倉，計量后進入熔融槽；為了降低尿素熔融溫度，可以加入部分經計量的氯化鉀形成低熔點共熔物。熔融槽在攪拌器和0.6 MPa加熱蒸汽作用下，加熱到137℃(夏季：132～135℃；冬季：134～137℃)呈尿素熔融液，溢流流入尿液緩沖槽。熔融槽及緩沖槽設置液位指示、高低報警；尿液溫度采用自動控制、設置高低報警。

尿液緩沖槽尿液，通過料漿泵(上塔泵)加壓到1.5～1.8 MPa、通過原有預留的夾套管送入造粒塔一級混合槽。造粒塔原有磷銨混料提升機計量后送來的磷銨加入一級混合槽，一級混合槽料漿溫度：夏季：115～125℃；冬季：125～132℃，料漿溫度采用自動控制、設置高低報警。

一級混合槽料漿液位升高后，溢流進入二級混合槽。造粒塔原有鉀肥混料提升機計量后送來的鉀肥混料加入二級混合槽，二級混合槽料漿溫度：夏季：105～115℃；冬季：115～120℃，料漿溫度采用自動控制、設置高低報警。

二級混合槽料漿液位升高后，溢流進入乳化機再到差動式造粒機去噴漿造粒。后續生產過程與硝基復肥相同。

A#造粒塔生產線既能生產硝基復合肥，又能實現尿基復合肥生產，改造后的流程方框圖如圖1。

圖1 高塔改產尿基復肥方框圖

2.2 新增設備

本改造需新增設備如表1。

表1 高塔改產尿基復肥新增主要設備表

2.3 新增熔融尿素裝置流程圖

圖2 高鐵改造尿基復肥項目流程圖

3 化工投料試車

2016年5月完成設備公開招標。7月土建施工，7月底設備到廠；2016年8月開始設備、電氣、儀表安裝。新建裝置設備、管道清洗吹掃、試壓工作以及設備單體試車和聯動試車于2016年 9 月25日完成。

2016年10月21日至10月29日對高塔尿基復合肥改造項目進行化工投料試車。試車期間我們生產出了尿基復肥N∶P∶K=23∶15∶7配方的產品，合計67.60 t；尿基復肥N∶P∶K=18∶18∶18配方的產品,合計996.60 t,全部產品質量合格。

針對化工試車期間暴露出的問題進行了整改：

(1)上塔溶液管塔上90 m處加遠傳熱電偶溫度計，上塔溶液泵出口總管處增加一個貼片溫度計，信號均遠傳到DCS控制系統。

(2)熔融槽粉料下料口槽內加下料擋板；槽內溢流管口加過濾網，下料底閥處加過濾網，減少異物雜質堵塞料漿溢流管。

(3)上塔尿素料漿夾套管塔內垂直段夾套分段保溫、增加加疏水閥組，確保保溫效果減少料漿低溫結晶堵管。

(4)熔融槽平臺下導淋總閥處增加一個材質為304的敞口型接液盤，便于開停車收集殘存的料漿。

(5)熔融槽、緩沖槽放空管延伸到硝銨A套框架頂，并加遮雨罩，減少尿素熔融廠房內飄散的氨氣味。

(6)塔上一二級混合槽排風管改為直排到塔頂，不再經過除塵室，增強抽風效果，減少氨氣味。上塔溶液循環回流管上流量自調閥，容易結晶卡塞閥桿，自調不能使用，導致上塔尿素溶液流量不穩定，復肥養分有波動。

(7)上塔循環回流管將傾斜度加大，單獨接入夾套保溫蒸汽；上塔料漿流量自調閥移到靠近垂直段，單獨對閥體夾套接入保溫蒸汽。

上述整改措施，于11月上旬全部整改完成。2016年11月29日中午開車。

表2為11月30日～12月9日尿基復肥生產產量和質量匯總表。

表2 產品質量匯總表(11月30日～12月9日)

4 結語

(1)塔上二級混合槽原料漿溢流口高度要適當降低，一般下移350～500 mm，減少料漿停留時間。最大限度保留原硝基復肥裝置，具備根據市場需求及時調整，是生產尿基復合肥還是硝基復合肥。

(2)高塔生產硝基復合肥時，塔上混合槽加熱盤管蒸汽為1.3 MPa，保溫盤管蒸汽為0.6 MPa。改造后生產尿基復合肥時0.6 MPa蒸汽要減溫減壓到0.25 MPa蒸汽，作為尿素熔融液上塔夾套管、混合槽保溫盤管用蒸汽，減少縮二脲生成。

(3)尿素熔融槽溢流口與緩沖槽進口標高差宜控制在1.5 m以上，并保證一定傾斜度，避免熔融槽溢流管產生氣阻，排液不暢。

(4)生產中熔融槽、緩沖槽溶液溫度控制在指標下限；臨時停車要及時將熔融槽、緩沖槽、塔上混合槽內溶液處理干凈，嚴禁長時間保溫攪拌下儲存，減少尿素溶液在槽中的加熱停留時間，減少縮二脲生成。

(5)原料地坑和尿素地坑，投料過程中應盡量避免劃包帶入編織袋碎物、碎石等雜物，可考慮在原料收料倉增設篩網、混料皮帶增設吸鐵器等措施。如條件具備，建議采用汽運散裝磷酸一銨、散裝尿素來組織生產，可以節省大量人工費用。減少編織袋碎物進入生產系統，延長造粒機運行周期。