一種環(huán)保型作物專用肥生產(chǎn)技術(shù)

武 良，高璐陽，郭武松，張 偉,2

（1.新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司，湖北 荊門 448000；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物專用肥料重點實驗室，北京 100193；3.山東新洋豐肥業(yè)有限公司，山東 菏澤 274000）

肥料作為糧食的糧食，是重要的農(nóng)業(yè)投入品和國家糧食安全的重要保障，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。我國化肥消費量大，2020年全國化肥表觀消費量（折純）4 935.9萬t［1］，約占世界的1/3，但是我國肥料利用率不足40%，遠低于世界平均水平。我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)中，糧食增產(chǎn)與綠色農(nóng)業(yè)協(xié)同發(fā)展，需要新型作物專用肥料產(chǎn)品來支撐。

傳統(tǒng)作物專用肥生產(chǎn)工藝多采用固體團粒法、料漿法、部分料漿法、氨酸法等［2］，傳統(tǒng)工藝存在投資大、成本高、流程長等問題。筆者介紹一種環(huán)保型高效作物專用肥料生產(chǎn)方法，可根據(jù)不同作物需求靈活調(diào)整配方，以期為同行提供參考。

1 傳統(tǒng)作物專用肥生產(chǎn)工藝簡介

1.1 固體團粒法

原材料如氮肥、磷肥、鉀肥等，經(jīng)計量、粉碎后，在轉(zhuǎn)鼓造粒機內(nèi)通過增濕、加熱進行團聚造粒。造粒物料經(jīng)干燥、篩分、冷卻即得復(fù)合肥料產(chǎn)品。具體工藝流程如圖1所示。

圖1 固體團粒法生產(chǎn)工藝流程

該方法是國內(nèi)中小型規(guī)模的復(fù)合肥廠廣泛采用的方法之一，具有原料來源廣、流程簡單、投資小、成本低、靈活性強、配方調(diào)整簡單等優(yōu)點，該技術(shù)在國內(nèi)已日趨成熟。

1.2 料漿法

以磷酸、氨為原料，利用中和槽、管式反應(yīng)器將中和料漿在氨化粒化器中進行涂布造粒，在造粒過程中添加經(jīng)計量的N、K 元素以及其他營養(yǎng)物質(zhì)，再經(jīng)干燥、篩分、冷卻得到復(fù)合肥產(chǎn)品［3］。具體工藝流程如圖2所示。

圖2 料漿法生產(chǎn)工藝流程

該方法適用于大型化肥公司大規(guī)模生產(chǎn)。該方法的優(yōu)點是同一套裝置既可生產(chǎn)磷酸銨，也可生產(chǎn)NPK 復(fù)合肥料，生產(chǎn)成本較低，產(chǎn)品質(zhì)量好；缺點是投資大，周期長，而且涉及磷石膏等環(huán)保問題。

1.3 部分料漿法

該方法主要是將尿素或硝酸銨在高溫下熔融，尿液或硝酸銨濃溶液計量后噴入造粒機中，利用尿液或硝酸銨溶液提供的液相與其他固體肥料及返料一起進行涂布造粒。造粒物料經(jīng)干燥、篩分、冷卻即得復(fù)合肥料產(chǎn)品［4］。具體工藝流程如圖3所示。

圖3 部分料漿法生產(chǎn)工藝流程

1.4 氨酸法

氨酸法作物專用肥生產(chǎn)工藝流程如圖4 所示。將濃硫酸用水按一定比例稀釋后冷卻，經(jīng)計量進入懸埋管式反應(yīng)器，同時通入一定量的氣氨，二者發(fā)生中和反應(yīng)生成硫酸銨料漿，在造粒機內(nèi)與破碎后的氮肥、磷肥、鉀肥等原料發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成復(fù)鹽，造粒后的物料再經(jīng)過烘干、冷卻、篩分、計量、包裝后即為成品［5］。

圖4 氨酸法生產(chǎn)工藝流程

2 環(huán)保型作物專用肥生產(chǎn)工藝及優(yōu)勢

2.1 生產(chǎn)工藝

新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司以自產(chǎn)濕法磷酸和液氨為原料，將液氨、磷酸、硫酸、洗滌水置于管式反應(yīng)器中反應(yīng)，反應(yīng)后料漿噴入造粒機和固體原料充分混合造粒，然后對造粒后的物料進行干燥、篩分、破碎、冷卻、包裝制得環(huán)保型作物專用肥產(chǎn)品。

環(huán)保型作物專用肥工藝流程如圖5所示。

圖5 環(huán)保型作物專用肥生產(chǎn)工藝流程

2.2 工藝優(yōu)勢

2.2.1 裝置機動靈活，操作彈性大

本工藝以管式反應(yīng)器取代了槽式中和系統(tǒng)；液體物料匯入管式反應(yīng)器中，僅停留數(shù)秒即以料漿的形式高速噴出；裝置可隨開隨停，開車幾分鐘即可達到穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)。

2.2.2 裝置能耗低，廢水零排放

本工藝將w（P2O5）48%～50%的濃磷酸、w（H2SO4）98%以上的濃硫酸用生產(chǎn)裝置洗滌用水稀釋后與氨中和，中和的料漿直接噴入造粒機，不僅充分利用了化學(xué)反應(yīng)熱，還高效消耗了生產(chǎn)裝置環(huán)保洗滌用水，使整套生產(chǎn)系統(tǒng)做到了廢水零排放；造粒、烘干和篩分工序尾氣使用布袋除塵器、旋風(fēng)除塵器且沉降室和水封配合，使生產(chǎn)尾氣達標(biāo)排放。環(huán)保型作物專用肥生產(chǎn)工藝解決了常規(guī)轉(zhuǎn)鼓或高塔工藝的水不平衡問題，整個工藝實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的工藝水平衡，做到了廢水零排放；實現(xiàn)了綠色清潔生產(chǎn)，同時反應(yīng)釋放的熱量得到充分利用。

2.2.3 產(chǎn)品配方靈活、質(zhì)量穩(wěn)定、安全環(huán)保

該方法所得產(chǎn)品配方靈活，可根據(jù)不同作物需求制定配方，并可添加增效物質(zhì)、抑制劑、緩釋劑等，大大提高肥料養(yǎng)分利用率，減少肥料養(yǎng)分在土壤中的流失，達到環(huán)保、高效的目的。可根據(jù)用戶需求，適時調(diào)整產(chǎn)品配方，大大增強了產(chǎn)品對市場的適應(yīng)能力。

產(chǎn)品原料經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，顆粒養(yǎng)分分布均勻，質(zhì)量穩(wěn)定。同時以液氨提供氮源，產(chǎn)品中不含縮二脲，安全環(huán)保。

3 小結(jié)

環(huán)保型作物專用肥生產(chǎn)工藝通過管式反應(yīng)器將w（H2SO4）98%以上的濃硫酸和w（P2O5）48%～50%的濃磷酸與洗滌水混合后與液氨直接反應(yīng)，充分利用了化學(xué)反應(yīng)熱，還實現(xiàn)了尾氣排放達標(biāo)和裝置的水平衡，是一種環(huán)保高效生產(chǎn)工藝。該工藝具有產(chǎn)品配方靈活、質(zhì)量穩(wěn)定、溶解性好、顆粒強度高、肥效長等優(yōu)點；同時車間粉塵少，操作環(huán)境好，排放尾氣中有害成分低，環(huán)境污染小。環(huán)保型作物專用肥生產(chǎn)工藝技術(shù)能夠提升企業(yè)產(chǎn)品競爭力，推動作物專用肥行業(yè)的升級換代，對同行業(yè)企業(yè)產(chǎn)能調(diào)整、產(chǎn)品升級、清潔生產(chǎn)等方面具有較好的示范帶動作用。