高塔復(fù)合肥工藝控制點(diǎn)

曾 倩

（貴州東華工程股份有限公司，貴州貴陽(yáng) 550000）

近年來，復(fù)合肥制造工藝的快速發(fā)展，推動(dòng)了我國(guó)化肥產(chǎn)業(yè)的革新升級(jí)，各地化肥生產(chǎn)行業(yè)也不斷對(duì)復(fù)合肥的生產(chǎn)制造工藝進(jìn)行研究，當(dāng)前復(fù)合肥的主要發(fā)展途徑為兩個(gè)方面。首先是復(fù)合肥將高濃度長(zhǎng)效化特點(diǎn)相結(jié)合，根據(jù)不同農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求，推出全新的控釋肥與緩釋肥，這樣能夠利用高濃度長(zhǎng)效化的復(fù)合肥優(yōu)勢(shì)，取得良好的應(yīng)用效果。其次是通過技術(shù)對(duì)肥料的養(yǎng)分進(jìn)行緩慢釋放，這樣可以保證農(nóng)作物在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都能得到肥力支持。在與傳統(tǒng)的肥料進(jìn)行對(duì)比時(shí)，不僅可以節(jié)省整體施肥量，而且能夠節(jié)省施肥造成的時(shí)間成本與人工成本，然而復(fù)合肥的制造生產(chǎn)過程繁瑣，與傳統(tǒng)肥料的制造工藝存在一定差異，需要針對(duì)其技術(shù)工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制，才能保證復(fù)合肥料的應(yīng)用質(zhì)量。

1 高塔復(fù)合肥生產(chǎn)工藝概述

現(xiàn)階段復(fù)合肥的生產(chǎn)工藝主要分為復(fù)合肥與復(fù)混肥兩種，前者以化學(xué)反應(yīng)合成為主要方式，常見的種類主要包括磷酸一銨、磷酸二銨、磷酸二氫鉀等，而復(fù)混肥則是以物理方式，將原料中的混合顆粒相結(jié)合，并且使其產(chǎn)生全新的三元復(fù)混肥料。由于傳統(tǒng)制造工藝需要將鋼帶造粒與噴漿造粒相結(jié)合，而且在后續(xù)過程中，還要經(jīng)過烘干冷卻工藝組合，會(huì)受到生產(chǎn)環(huán)境的影響，進(jìn)而造成粒度不均勻的現(xiàn)象。而采用全新的高塔復(fù)合肥制作工藝，不僅可以將物理與化學(xué)方式相結(jié)合，而且能夠加強(qiáng)肥料自身的緩釋肥特性，衍生出全新的根系生態(tài)肥、葉面肥、生物菌肥等，可以根據(jù)不同農(nóng)作物的生產(chǎn)需求，提供充足的肥力支撐。

2 當(dāng)前常用的高塔復(fù)合肥工藝技術(shù)

當(dāng)前常用的高塔復(fù)合肥制造工藝，采用的原料為尿素或硝銨、氯化鉀、磷銨、硫酸鉀、添加劑等，利用熔融尿素或熔融硝銨液和磷酸一銨、氯化鉀、硫酸鉀及填充劑可形成低共熔點(diǎn)化合物的特點(diǎn)，將預(yù)熱后的粉狀磷酸一銨、氯化鉀或硫酸鉀及填充劑與熔融尿素或熔融硝銨液充分混合，通過反應(yīng)生成流動(dòng)性良好的NPK熔融料漿。該料漿通過專用噴頭噴入造粒塔后，在空氣中冷卻固化成顆粒，從而獲得養(yǎng)分分布均勻，顆粒形狀良好的復(fù)混肥。高塔復(fù)合肥生產(chǎn)裝置工藝流程主要有以下工序：粉體原料處理工段、尿素（硝銨）熔融工段、混合造粒工段、成品工段。

由于熔體法復(fù)合肥工藝的三元素物質(zhì)在熔融復(fù)合過程中，自身的黏度會(huì)受到反應(yīng)物質(zhì)以及周圍環(huán)境溫度的影響，因此會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相當(dāng)?shù)墓滔鄳腋☆w粒，傳統(tǒng)的噴淋造粒工藝無法有效維持穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)，可以采用常規(guī)的離心式造粒噴頭，針對(duì)噴淋式的造粒噴頭進(jìn)行替換，這樣不僅可以加大孔眼，還可以增加液滴的體積，延長(zhǎng)顆粒冷卻固化時(shí)間。與此同時(shí)，為有效解決高黏度以及高比例的固相懸浮顆粒，還可以搭配相應(yīng)的熔斷物料，也就是在塔式旋轉(zhuǎn)噴淋造粒工藝中，針對(duì)其產(chǎn)量、合格率、粒徑、顆粒強(qiáng)度等進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，使其能夠滿足高塔復(fù)合肥的工藝制造參數(shù)，同時(shí)也能夠避免肥料生產(chǎn)制造過程中的各類影響問題，一方面可以減少高塔復(fù)合肥生產(chǎn)制造中的資源損耗，另一方面可以減少肥料生產(chǎn)中對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的不良影響。

在高塔復(fù)合肥的生產(chǎn)制造中，如果因工藝問題、設(shè)備問題或操作問題沒有及時(shí)處理，則會(huì)影響到后續(xù)肥料的生產(chǎn)質(zhì)量，不僅會(huì)對(duì)企業(yè)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)影響到后續(xù)的肥料生產(chǎn)。因此，需要針對(duì)高塔復(fù)合肥生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高塔復(fù)合肥加工生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，例如將當(dāng)前加工生產(chǎn)信息與產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)工藝進(jìn)行對(duì)比，如果超出合理范圍，則要及時(shí)采取相應(yīng)的解決措施，保證肥料制造環(huán)境、造粒工藝在可控范圍內(nèi)。

在保證高塔復(fù)合肥制作環(huán)境的基礎(chǔ)上，還要針對(duì)制漿工作流程進(jìn)行嚴(yán)格管控，保證行之有效的制漿工藝與相關(guān)裝置。同時(shí)還要根據(jù)高塔復(fù)合肥的總體產(chǎn)量與物料濃度，選擇合理的噴頭，正確調(diào)整噴頭內(nèi)外圈的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，保證噴頭孔眼通暢，具體操作內(nèi)容如下：

1）針對(duì)噴頭的內(nèi)外圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)整，在操作過程中，可以通過更換損耗嚴(yán)重的噴頭，保證后續(xù)的高塔復(fù)合肥加工生產(chǎn)效果。如果沒能及時(shí)對(duì)噴頭進(jìn)行更換，不僅會(huì)造成生產(chǎn)加工中的粉塵超標(biāo)，同時(shí)還無法保證高塔復(fù)合肥的加工生產(chǎn)質(zhì)量，影響到企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)與利潤(rùn)效益；

2）如果加工生產(chǎn)環(huán)境與噴頭缺乏契合，還會(huì)導(dǎo)致前續(xù)生產(chǎn)出來的熔斷液被迫作為落地料低價(jià)處理，因此相關(guān)操作人員與管理人員都要重視噴頭的應(yīng)用質(zhì)量，結(jié)合高塔復(fù)合肥的生產(chǎn)計(jì)劃，定期對(duì)噴頭的使用情況進(jìn)行檢修與維護(hù)，對(duì)噴頭的內(nèi)部進(jìn)行清洗，根據(jù)不同的物料配比，適當(dāng)調(diào)整噴頭內(nèi)外轉(zhuǎn)速，采取有效的措施，保證熔斷物料的充分融合，這樣才能防患于未然，使造粒噴頭在正確操作下發(fā)揮出最大的應(yīng)用價(jià)值。

3 高塔復(fù)合肥工藝控制要點(diǎn)分析

3.1 原料控制要點(diǎn)

高塔復(fù)合肥在制造過程中，首先要對(duì)原料進(jìn)行嚴(yán)格控制，例如將原料的含水率控制在1.5%以內(nèi)，而且在有加熱設(shè)備時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)要對(duì)加工原料的細(xì)度進(jìn)行控制，保證粉料粒度為0.25mm以下，使其能夠經(jīng)過60目標(biāo)準(zhǔn)篩，檢測(cè)后進(jìn)行深加工，針對(duì)粒子進(jìn)行破碎與篩分處理，保證原料的干燥性，否則會(huì)對(duì)篩網(wǎng)孔眼造成堵塞。

3.2 熔融工藝溫度控制要點(diǎn)

熔融工藝是高塔復(fù)合肥的主要控制部分，該技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于制備流動(dòng)性良好的熔融料漿，混合槽溫度、停留時(shí)間及料漿液固比是工藝過程的主要參數(shù)，參數(shù)控制的好有助于降低料漿的黏度，保證其流動(dòng)性，減少副反應(yīng)，在尿基復(fù)合肥生產(chǎn)中，將溫度控制在135～145℃的熔融尿液與顆粒小于0.25mm加熱到100～125℃的其余原料混合，混合溫度115～135℃，并保持混合時(shí)間小于4min。如果超過150℃，則需要馬上對(duì)漿液進(jìn)行降溫處理。熔融溫度一般由原料熔點(diǎn)決定，如尿素為132.7℃，硝銨熔點(diǎn)為170.4℃。

3.3 液相量流動(dòng)性控制要點(diǎn)

在對(duì)高塔復(fù)合肥進(jìn)行配制時(shí)，還要針對(duì)其內(nèi)部的液相量，以及漿液的流動(dòng)性進(jìn)行準(zhǔn)確控制，如果料槽內(nèi)的漿液流動(dòng)性過于黏稠，則會(huì)對(duì)最后的成粒效果造成影響。如果粉料無法分散于液相中，便會(huì)對(duì)造粒機(jī)的工作質(zhì)量造成影響，而當(dāng)液相量較小時(shí)，可以提高制漿溫度，降低漿液黏稠度；反之當(dāng)液相量過大時(shí)，也會(huì)因黏稠率過低而使?jié){液變稀。因此要將鉀肥與氯化銨合理應(yīng)用，對(duì)改善漿液的流動(dòng)性具有明顯的應(yīng)用效果。

3.4 攪拌強(qiáng)度控制要點(diǎn)

攪拌強(qiáng)度對(duì)于高塔復(fù)合肥的制造過程也至關(guān)重要，由于攪拌的作用可以保證料液的充分均勻，因此在尿基復(fù)合肥或流動(dòng)性良好的料液中，可以采用攪拌槳對(duì)料液進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。?dāng)硝基復(fù)合肥的生產(chǎn)與液相量不匹配時(shí)，會(huì)導(dǎo)致液體黏稠率變高，無法保證攪拌強(qiáng)度，因此應(yīng)注意混合設(shè)備攪拌的選型設(shè)計(jì)，使其內(nèi)部形成有效的旋轉(zhuǎn)渦流，使粉料與液相能夠充分結(jié)合。同時(shí)還要根據(jù)內(nèi)部渦流的旋轉(zhuǎn)速度，對(duì)攪拌槳的轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行合理調(diào)控，使料液內(nèi)部形成有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)旋渦。此外，隨著料液自身黏稠程度的不斷變化，也要對(duì)攪拌強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，保證硝基復(fù)合肥與液相量數(shù)值比例處于合理范圍內(nèi)。

3.5 產(chǎn)品冷卻技術(shù)控制要點(diǎn)

為保證高塔復(fù)合肥的生產(chǎn)質(zhì)量，還要對(duì)產(chǎn)品冷卻技術(shù)、外觀控制技術(shù)、安全加工生產(chǎn)技術(shù)控制要點(diǎn)進(jìn)行合理部署，防止產(chǎn)品在貯存與運(yùn)輸過程中結(jié)塊。需要對(duì)外包裝進(jìn)行冷卻處理，對(duì)于尿基肥料產(chǎn)品，需要將包裝溫度控制在40℃以下，而硝基肥料產(chǎn)品應(yīng)該控制在32℃以下。一方面要根據(jù)運(yùn)輸途徑以及貯存環(huán)境的溫度，選擇科學(xué)合理的產(chǎn)品冷卻方案。根據(jù)相關(guān)實(shí)踐結(jié)果可知，肥料的含水性、原料性質(zhì)都會(huì)對(duì)其結(jié)塊造成一定的影響，通常情況下尿基復(fù)合肥較硝基復(fù)合肥易于結(jié)塊，如果肥料主要為尿基復(fù)合肥組成，要嚴(yán)格對(duì)產(chǎn)品的結(jié)塊情況進(jìn)行監(jiān)控。

外觀控制要點(diǎn)則要針對(duì)產(chǎn)品粒度與產(chǎn)品外部的孔隙進(jìn)行檢測(cè)，在高溫過程中產(chǎn)品的外部顆粒會(huì)產(chǎn)生劇烈的反應(yīng)，而漿液中含有大量水分時(shí)，也會(huì)影響到高塔復(fù)合肥的應(yīng)用效果。因此，針對(duì)較低溫度與適量低的液相量進(jìn)行合理管控，可以保證高塔復(fù)合肥生產(chǎn)制造過程中的安全質(zhì)量。此外，在肥料制造生產(chǎn)中，要保證混合槽的內(nèi)部的液體能夠快速融合，防止物料在盤管上局部過熱引發(fā)的危險(xiǎn)事故，工作人員要定期對(duì)盤管彎折區(qū)進(jìn)行處理。

4 結(jié)束語

與常用的復(fù)混肥制造工藝相比，熔體塔式造粒工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）利用塔式造粒、空氣冷卻，集造粒、干燥、冷卻于一體，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程。

2）直接利用尿素熔融液，不僅省去了尿素溶液的噴淋造粒過程，而且還省去了尿素的包裝、運(yùn)輸、破碎、熔融等過程，可節(jié)省大量的設(shè)備和能源。

3）熔體造粒工藝充分利用原熔融尿素的熱能，物料水分含量很低，無需干燥過程，極大節(jié)省了能耗。

4）解決了傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品含氮量大于20%時(shí)，不易生產(chǎn)的問題。該工藝產(chǎn)品含氮量大于30%時(shí)，生產(chǎn)仍非常容易，可以生產(chǎn)各種濃度配比的高氮復(fù)合肥和各種微肥。

5）合格產(chǎn)品顆粒百分含量很高。熔融狀態(tài)下攪拌均勻，單一組分含量與集合組分含量一致。

6）顆粒表面光滑、圓潤(rùn)，物料含濕量低、不易結(jié)塊、顆粒強(qiáng)度高，具有較高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

7）操作環(huán)境好，無三廢排放，屬清潔生產(chǎn)工藝。

8）熔體造粒裝置基建投資和操作費(fèi)用通常比常規(guī)的固體配料蒸汽造粒裝置要低，生產(chǎn)規(guī)模大的裝置更是如此。

9）裝置自動(dòng)化控制程度高。裝置設(shè)中央控制室，原料的配比、物料流量、操作溫度、壓力等由多種控制回路自動(dòng)控制，極大提高了裝置的自動(dòng)化程度，直接操作人員減少，裝置的生產(chǎn)效益明顯提高，操作環(huán)境得到改善，生產(chǎn)過程更趨平衡，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

針對(duì)高塔復(fù)合肥的工藝控制要點(diǎn)進(jìn)行研究，首先闡述高塔復(fù)合肥的生產(chǎn)工藝，其次從多方面入手，介紹高塔復(fù)合肥的原料控制要點(diǎn)，制漿工藝溫度控制要點(diǎn)，液相量流動(dòng)控制要點(diǎn)，硝基復(fù)合肥生產(chǎn)關(guān)鍵要點(diǎn)，攪拌強(qiáng)度控制要點(diǎn)等，旨在加強(qiáng)高塔復(fù)合肥的生產(chǎn)制造質(zhì)量。