高塔硝基復合肥結塊原因與防結措施

近年來，隨著國內農業生產的發展，肥料用量不斷增加，然而我國肥料利用率卻普遍偏低。硝銨肥料因其含氮量高、養分全面、利用率高、肥效快等優點得以廣泛應用[1]。硝銨屬于有機化合物，在使用過程中易結塊，同時也是一種天然的包膜肥料，因此高塔硝基復合肥在使用過程中極易結塊，影響肥料的利用率和農民的經濟收入[2]。目前，國內生產的硝銨肥料主要有復合肥和硝酸銨復合肥料兩種。復合肥又稱二元復合肥或三元復合肥，是由氮、磷、鉀三種主要元素組成的具有不同比例的三元復合肥；而硝酸銨復合肥則是以硝酸或銨態氮肥為主要原料，經過一次造粒后，再次造粒而成。高塔硝基復合肥是硝銨復合肥的一種，其生產工藝涵蓋混合、造粒、篩分、包裝等工序。在高塔硝基復合肥生產過程中，混合和造粒工序過程中發生的物料流動和物料分布不均勻所引發的結塊是影響產品質量和生產效率的重要因素之—[3]

1生產過程中影響結塊的因素分析

形成一層水膜。水膜在熱和機械力的作用下易被破壞，致使顆粒表層粉料松散，導致顆粒相互粘連而結塊。當含水率過低時，顆粒間的水分子數量減少，增大了顆粒間的摩擦系數，從而使得顆粒間更容易粘結在一起。

為了使高塔硝基復合肥保持良好的外觀和貯存性能，在生產過程中需要嚴格控制原料水分。實際生產中，為保證高塔硝基復合肥產品質量和產量，原料水分一般控制在 10% 左右。當原料水分超標時，可通過增加干燥塔冷卻段空氣流量、延長干燥塔冷卻段長度、提高物料進人烘干塔溫度等方式，將物料水分降至產品指標要求。

1.2 物料配比不合理

在高塔硝基復合肥生產中，需精準配比原料，以滿足后續設備的要求。原料混合時，如果物料的水分含量過高，易造成物料粘結，無法成球。而物料的水分含量過低時，則易造成粉料在造粒過程中產生結塊現象。若物料配比不合理，會顯著降低生產效率。為此，生產時應依據原料特性和產品特點，動態調整物料配比。

1.1 原料水分高

用于生產高塔硝基復合肥的原料中水分含量較高，隨著含水率上升，原料中的水分在顆粒表面

1.3 機械設備不匹配

在高塔硝基復合肥的生產過程中，振動篩的篩分能力有限，不能完全篩分出所需的細料。此外，篩分機還存在密封不嚴、易堵塞等問題，這都會對高塔的正常生產造成一定影響。如果振動篩的篩孔尺寸過小，且篩孔與顆粒的大小不匹配，會使顆粒中的粗料進入篩孔形成堵塞，導致高塔內結塊；如果篩孔尺寸過大，則會導致篩上物料堆積過多，出現堵塞現象。

因此在使用振動篩時要根據高塔硝基復合肥生產實際情況選擇合適尺寸的振動篩。烘干塔風機葉輪與風道結合處易發生堵塞現象。一方面是由于風機葉輪與風道結合處設計不合理，運行中易發生堵塞，另一方面是由于風機葉輪與風道結合處未采用有效的密封措施。發生堵塞后，高塔硝基復合肥在烘干塔內結塊。

2 結塊預防措施

2.1采用先進的造粒設備

采用先進的造粒設備，提升顆粒流動性。隨著現代高新技術的發展，新型造粒設備不斷問世。新型造粒設備能大幅減少顆粒結塊，減少包裝、運輸和儲存時出現的破損、散堆等問題。因此，企業應根據自身實際情況，選擇適合自身的造粒設備，并通過實驗摸索合適的生產工藝參數，保證產品質量。

2.2加強原料成分控制

嚴格把控原料成分，合理設定生產工藝參數，盡量減少原料水分含量。控制原料水分是防止高塔顆粒硝基復合肥結塊最基本最有效的措施。實踐證明，控制好原料水分可有效地防止顆粒結塊。企業在進行高塔造粒工藝設計時，盡量降低顆粒水分。同時在高塔造粒過程中嚴格控制好造粒溫度、造粒速度和造粒機篩分率等生產工藝參數[4]

2.3優化高塔硝基復合肥造粒工藝

優化高塔硝基復合肥造粒工藝，合理調控造粒溫度、造粒速度和造粒機篩分率。目前國內高塔硝基復合肥生產多采用噴漿法生產工藝，這種生產工藝在一定程度上可以防正顆粒結塊。但存在諸多問題，在生產過程中要用大量水沖刷噴漿管及噴嘴，致使大量水分混入漿體；由于水流動性較差，易黏附在噴嘴、噴嘴周邊及管道壁上；由于噴漿管堵塞及噴嘴堵塞等原因造成噴漿管及噴嘴周邊壓力過大，導致粉塵飛揚、結塊。因此為了防止這種現象的發生，可通過增加一臺立式噴槍使用噴嘴噴出流道裝置來解決上述問題。

2.4采用機械設備對高塔硝基復合肥造粒效果進行檢測和分析

用測厚儀對高塔顆粒硝基復合肥造粒過程中的含水量進行檢測；用激光測距儀對高塔硝基復合肥造粒過程中的高度進行測量；采用天平測量高塔顆粒硝基復合肥顆粒的總質量；用測厚儀測量高塔顆粒硝基復合肥顆粒的外表面積；用激光測距儀測量高塔顆粒硝基復合肥顆粒的直徑；用天平測量高塔顆粒硝基復合肥顆粒的高度；用激光測距儀測量高塔顆粒硝基復合肥顆粒的直徑。

從測得結果可知：當造粒溫度為 313°C 時，造粒后的平均直徑為 0.72mm ;當造粒溫度為 320^°C 時，造粒后的平均直徑為 0.64mm ;當造粒溫度為 340^°C 時，造粒后的平均直徑為 0.61mm 。經過分析發現：造粒溫度越低，造粒后的平均直徑越大；造粒溫度越低，造粒后的平均直徑越小。因此，要降低高塔硝基復合肥在使用過程中的結塊率，應盡量將其控制在合理范圍內。

2.5 設計防結塊篩網

當復合肥顆粒進入篩網時，其表面會形成一層薄膜，這層薄膜具有很好的吸水性能。造粒機出口溫度越高，顆粒表面的薄膜就越厚，顆粒表面的水分越多，水分也就越容易擴散到顆粒內部。造粒機出口溫度由造粒工藝控制，而物料溫度控制則由篩網控制。由于物料溫度越高，顆粒表面的水化速度就越快，從而使顆粒表面形成一層很厚的水膜，該水膜在重力和慣性作用下迅速向外擴散。在造粒過程中加入防結劑，防結劑與物料混合均勻后會形成一層薄膜，該薄膜同樣具有很好的吸水性能，從而阻止鹽類在顆粒表面擴散。在加入防結劑后，可以減少物料中鹽類含量和造粒溫度。為增強防結劑的效果，可將防結塊篩網設計成圓筒形或橢圓筒形。防結塊篩網孔徑為 40～50mm 。如果采用圓孔篩網，其孔徑應控制在 40～50mm 范圍內；如果采用橢圓孔篩網時，其孔徑應控制在 40～50mm 范圍內;如果采用特殊工藝的圓孔篩網時，其孔徑應控制在50～60mm 范圍內[5]

2.6改造后的防結塊篩網

2.6.1 篩網材質

采用304不銹鋼制作，篩網直徑為 30mm ，孔徑為 10mm ，厚度為 3mm 。

2.6.2安裝方式

將篩網的兩個邊分別固定在下料溜子上，并用螺栓擰緊。篩網安裝后，先將原料經過篩網均勻分布，然后造粒。

2.6.3改造后的篩網使用情況

經試驗驗證，添加防結劑后的肥料顆粒表面結塊現象明顯減少。造粒溫度從 100^qC 降低到 以下，同時造粒機的造粒壓力和功率也得到了降低。

2.6.4防結塊篩網在實際生產中的應用

（1）將復合肥造粒工序中的原料加到主料倉內，經造粒機造粒后直接進入下道工序。采用此方法可有效降低造粒機溫度，使造粒時原料中的鹽類成分不能擴散到顆粒內部，從而防止結塊現象發生。（2）將肥料加入主料倉后，由于肥料顆粒表面已有一定的水化速度，故不會因顆粒表面溫度過高而造成結塊現象。（3）安裝防結塊篩網后，能有效減少結晶水的產生。

2.7 原料中加入防結塊添加劑

為解決高塔硝基復合肥結塊問題，可在造粒工序中加入防結塊添加劑，使顆粒表面的水化速度快于顆粒內部，從而防止結塊的產生。在生產過程中，將防結劑與尿素混合均勻后，添加到高塔硝基復合肥原料中進行造粒。經過分析可知，防結劑在顆粒表面形成一層膜，使顆粒表面的水化速度高于顆粒內部。此外，防結劑還可以吸附在顆粒表面，形成一層保護膜，使顆粒表面的水分子不易擴散到顆粒內部，從而達到防結作用。實驗數據表明，加入防結劑后，高塔硝基復合肥造粒后的粒度為 200～ 250μm ，結塊率為 0.45% ;若粒度為 100～150μm ，結塊率可降為 0.04% 。

3結語

高塔硝基復合肥結塊受原料雜質含量、造粒機主電機和主泵轉速等因素影響。因此，在原料采購環節，應選擇雜質含量少、利于造粒的肥料產品。

造粒機溫度過高會導致造粒后顆粒表面的鹽類在顆粒內部擴散，從而產生結塊；造粒機壓力過大，也會導致顆粒表面的水化速度下降，產生結塊。因此，在高塔硝基復合肥生產過程中，應合理控制造粒機壓力和溫度。同時，在生產過程中應加強設備的維護保養工作，及時清理堵塞的物料，保證設備正常運轉。如降低造粒機主電機和主泵轉速、降低造粒機溫度和壓力等。在實際生產過程中可采用間歇式生產工藝或一段式生產工藝來提高生產效率，減少設備維修時間。

參考文獻：

［1］金杰理，曹瀟.高塔硝基復合肥結塊原因分析及應對措施[J].磷肥與復合肥，2021，36(6)：12-14.

[2］唱潤宏，肖占梅.復合肥結塊影響因素及防結塊措施[J].煤炭與化工，2020，43(3)：142-144.

［3］梁虎.肥料結塊原因與防結塊研究[J].農業開發與裝備，2020，223(7) :95-96.

［4］高偉.利用硝銨磷制備硝基復合肥防結塊探討[J].技術與市場，2019，26(6):194.

[5］林海能，盧鴻，陸星任.降低復混肥產品結塊程度的改善措施[J].農業技術與裝備，2019，360(12)：95-96.