飼料級粒狀磷酸二氫鈣裝置技術改造

方竹堃，何賓賓，牛司江

（云南磷化集團有限公司，云南 昆明 650600）

飼料級磷酸二氫鈣（MCP）是一種高效、優良的磷酸鹽類飼料添加劑，用于給水產動物和禽畜補充磷、鈣等礦物質營養元素，具有含磷量高、水溶性好、吸收率高的特點，是目前生物學效價最高的一種飼料級磷酸鈣鹽［1-3］。2017年我國飼料級磷酸二氫鈣產量在82萬t左右。由于國家產業政策的限制，飼料級磷酸氫鈣（DCP）逐漸退出市場，將會為飼料級磷酸二氫鈣讓出更多的市場。盡管目前整個行業存在一定的產能過剩，但是隨著在禽畜幼崽飼料領域應用增多以及生產技術進一步改進，飼料級磷酸二氫鈣還會進一步發展［4］。

云南磷化集團有限公司（以下簡稱公司）的飼料級磷酸鈣裝置2010年建設時設計產能為50萬t/a，包含25 萬t/a DCP/磷 酸 二 鈣（MDCP）、15 萬t/a MDCP/MCP 2條直接法生產線和1條10萬t/a MCP料漿法生產線。

1 料漿法MCP生產存在的問題

料漿法MCP 的生產工藝：將脫氟磷酸和鈣乳液按比例添加到反應槽中進行反應；生成的反應料漿用高壓柱塞泵送到噴霧干燥塔頂部的霧化噴頭中，經霧化后噴出，下落過程中與底部進入的熱空氣進行逆流換熱；干燥后的粉料從噴霧干燥塔底部用耙子卸到皮帶機上輸送出來，再用裝載機轉運到熟化庫中進行堆存熟化；熟化后烘干、篩分，篩下物作為產品包裝，篩上物進入破碎后再循環。

10 萬t/a MCP 生產線由于自主開發生產技術軟件包存在缺陷，在試生產過程中，雖然通過業主、設計方、總包方等共同努力，打通了工藝流程，生產出合格的粉狀MCP產品，但裝置生產能力未達到設計要求，不具備72 h性能考核條件。

10 萬t/a MCP 生產線存在的主要問題：（1）干燥塔生產能力未達到設計要求，正常日產能只能達90～100 t，年產能3 萬t；（2）干燥塔出口物料經熟化后，水分未達設計要求，須占用15 萬t/a 生產線進行二次干燥才能生產出合格產品，造成2條生產線不能獨立生產，在進行MCP二次干燥時，15萬t/a生產線只能停車，影響了裝置產能的正常發揮。

2 技改目標

50 萬t/a 飼料級磷酸鈣裝置10 萬t/a MCP 料漿法生產線，未能達到設計要求，需要對裝置進行必要的技改。技改擬達到的目標如下。

（1）徹底解決15 萬t/a、10 萬t/a 2 條生產線不能獨立生產的問題，釋放2條生產線的獨立產能，進一步降低產品生產成本。

（2）將飼料級磷酸鈣裝置產量從33 萬t/a 提升到43 萬t/a，隨著市場開拓、培育及生產技術經驗的積累，通過對3 條生產線進一步挖潛改造最終裝置產量將達到50 萬t/a，與上游磷酸產量較好匹配。

（3）調整“835”（80 萬t/a 硫黃制硫酸、30 萬t/a濕法磷酸及凈化、50 萬t/a 飼料級磷酸鈣）項目裝置產品結構，新增粉狀MDCP 產品。能在新建7萬t/a MCP 生產線上靈活切換生產粒狀/粉狀MCP，產量達到7萬t/a；也能切換生產粒狀/粉狀MDCP產品，產量達到10萬t/a。

3 技改工藝方案、特點

3.1 技改工藝方案

2017年根據公司安排及市場需求，結合50萬t/a飼料級磷酸鈣裝置特點，利用25 萬t/a、15 萬t/a2條生產線，采用直接法工藝試生產出粒狀MCP 產品。生產實踐證明，這2條生產線都能生產出質量滿足市場要求的粒狀MCP 產品，裝置運行較為穩定，2017年共生產2萬多噸粒狀MCP。在生產粒狀MCP時，15萬t/a生產線產量為180～200 t/d，25萬t/a 生產線產量為360 ～ 400 t/d，由于生產時間較短，裝置生產技術控制水平還有待提高。

設計單位根據公司50 萬t/a 飼料級磷酸鈣裝置生產運行狀況、生產經驗及料漿法MCP 生產主要存在問題等，先后提出料漿法和直接法兩套不同的工藝改造方案。

采用直接法生產粒狀MCP 每生產1 t 產品需干燥420 kg 水，采用料漿法生產MCP 每生產1 t 產品需干燥980 kg 水，可得出采用直接法生產MCP 比料漿法產品煤耗低120～130 kg/t。

分析2017 年生產統計數據得出，直接法工藝生產的MCP 產品水溶性磷占比較料漿法工藝生產的MCP 產品高，游離酸含量也相應偏低，這說明采用直接法工藝對原料磷酸的適應性較好，可適當降低對原料磷酸MER值的要求。

通過對料漿法和直接法在工藝成熟度、產品質量、產品能耗、裝置產品適應性、排污、投資、施工期間對生產的影響等方面的優缺點進行全面對比，確定采用直接法工藝生產MCP。

詳細技改措施：利用現有25 萬t/a DCP/MDCP裝置的碳酸鈣乳液槽和配酸槽，新增磷酸泵、碳酸鈣乳液泵、預混器、反應槽、造粒機、干燥機、破碎機、篩分機、冷卻機、包裝機以及配套的返料、收塵、尾洗等物料輸送設備管線。工藝路線如圖1所示。

圖1 直接法MCP生產工藝路線

3.2 技改項目特點

本技改方案是在充分總結公司現有裝置生產經驗的基礎上提出的，具有完全自主知識產權；充分利用10萬t/a、15萬t/a裝置現有廠房及設備（不需新建廠房），項目實施過程中不影響現有裝置正常生產。采用直接法生產粒狀MCP，不需要料漿反應結晶槽和噴霧干燥塔，生產過程不需要熟化，節省了噴霧塔、熟化庫等的占地空間。新工藝流程短，不需要二次造粒和二次烘干，降低了產品能耗，提高了產品產量。技改設備總投入低，生產操作簡單，容易控制，裝置產能高。

改造后飼料級磷酸鈣裝置各生產線產能見表1。項目建成后可生產粒狀、粉狀MCP，也可根據市場需求生產粒狀、粉狀MDCP。

表1 改造后飼料級磷酸鈣裝置各生產線產能

4 經濟效益分析

“835”項目預計總投資206 000 萬元，項目投入生產后，由于裝置折舊、人工工資、期間費用等固定費用較高，如裝置不能在短期內達產達標，會使裝置產品沒有市場競爭力，不利于公司生產經營發展。2017 年公司“835”裝置共生產了MDCP 16.94 萬t 和MCP 3.55 萬t，裝置折舊、人工工資、期間費用3 項費用攤銷為：MDCP 754.68 元/t，MCP 802.97 元/t，由于“835”項目裝置產能未能較好發揮，產品成本較高，造成公司嚴重虧損。

技改后，隨著各套裝置逐漸正常運行，飼料級磷酸鈣產量上升，電、水和煤的消耗比技改前明顯下降。技改后每月產品平均產量增加了13 100 t，每噸產品能耗成本降低5.2 元，裝置折舊、人工工資、期間費用3 項費用攤銷平均每噸下降210 元。綜合后每噸產品費用降低215.2 元，每年按生產10個月計算，技改后每年可多生產產品13.1 萬t，全年可減少支出2 819.12萬元，為企業創造較好的經濟效益。

通過近3年的市場開拓和培育，公司已培育出較多產品的市場客戶，技改前“835”項目裝置產能及產品結構難以滿足市場客戶需求。通過直接法粒狀MCP 生產裝置技改后，一方面提升了裝置飼料級磷酸鈣產能，在生產經營中可盡量少銷售低附加值的磷酸產品，多生產高附加值MDCP/MCP 產品；另一面增加了粉狀MDCP產品，可更好地服務市場客戶，提升裝置經濟效益。