浅析复混肥生产装置技改方案

陈华

摘要：文章通过对某公司复混肥生产流程及主要生产操作参数

的全面分析，找出复混肥生产装置存在的问题，提出相应的技术改造方案，实现生产纲领的目标。

关键词：复混肥 生产装置 技改

1 复混肥生产流程及主要生产操作参数

某公司复混肥原料按配方比例要求配料，经皮带送至搅拌室混合均匀，然后粗混物料送转鼓造粒机造粒，造粒温度维持在65℃左右，由调节低压蒸汽加入量控制。造粒湿料送转鼓干燥器烘干，干燥剂采用煤加热至200℃的热风。干燥除湿后物料温度略升至80℃送冷却机，热风在真空泵的抽吸导流下与湿料直接接触进行传质传热，温度降至90℃经重力沉降室和水洗室除尘后排空。冷却器采用真空泵抽吸环境空气对流冷却物料至55℃，冷却后的半成品经提升机送至振动筛分除去2mm以下的微粒，约50-70%的细粉微粒收集后经返料皮带输送至造粒工段。筛分合格、温度约50℃的成品肥料经皮带输送至成品车间加防结剂后计量包装。流程简图见图1：

主要原料及生产操作参数（低浓度复混肥）：

主要原料：普钙25%、氯化钾9%、氯化铵45%、尿素8%、高岭土10%、磷铵3%；

生产系统内最大物料量45吨/小时，系统最大出料量15吨/小时；

干燥器：热风进口温度为200℃ 热风进风量

12000m3/h；

进口物料含水量20%左右；温度65℃左右；

出口风温度90℃；出口物料温度80℃；

出口物料含水量9%；

干燥真空泵功率37KW ；风量为50000m3/h。

冷却器：进风进口温度为常温；风量30000m3/h；

进口物料含水量9%左右；温度80℃；

出口物料温度55℃；

出口物料含水量7%；（要求达到5%以下）

冷却真空泵功率22KW。

2 现有复混肥生产装置存在的问题

现有的生产装置在生产高浓度复混肥时，生产装置其中造粒机、干燥器基本满足生产需要，但冷却器出口温度约50-60℃略有偏高（期望45℃）；在生产低浓度复混肥（普钙含量较高）时，干燥器能力明显不足，出口物料游离水含量达7%（指标要求5%以下）。为解决生产低浓度复混肥中成品水含量超标问题，该公司之前就做了一些技改工作，在原冷却器抽吸冷风口处增鼓300℃左右的热风。事实上，已将冷却器改为了二次干燥器。由于现场条件的限制，二次干燥后未设置体积庞大的新冷却器，结果成品粒子温度夏天达90℃以上，筛分、包装工段的工人操作困难，成品结块严重，添加防结剂较多，严重影响了成品质量。鉴于上述原因，公司设想在筛分后增加一流化床装置以期降低粒子温度。

3 改造目标

综合公司的意见，提出以下改造目标：①降低成品粒子温度至40℃以下（全年平均温度），提高粒子均匀度。②成品粒子水含量5%以下。③返料量不超过40%，改善现场工作环境。

4 工艺分析

通过现场实地考察，现有的生产装置中二次干燥后未设冷却器先降粒子温度，然后直接送进下一工序—筛分的工艺有较大问题。首先这是造成了成品粒子温度高的直接原因。其次，较高温度的粒子有较低的机械强度，特别是掺有尿素的复混肥粒子。在筛分工段，强力的振动撞击下成型粒子的破脆率高，成品粒子的粒径均匀度也较差。然后是筛下来的粉料返回量大大超出了造粒工艺最佳的20-30%范围（实际达50-60%），一次性造粒率低，干燥工段负荷加重，同时干燥引风产生的粉尘增加了空气密度以及管道摩擦力，从而导致真空泵抽吸热风能力不足，进而引起干燥器出口物料水含量超标。

在实际生产中表现的特征是：现场粉尘多，工作环境恶劣；传送皮带电机容易发生过载烧瓦事故；一次干燥后的物料湿度大，被迫加大二次干燥的烘干力度（热风温度有时达400℃）或者将一次干燥的混合式进风改为直热式进风。

直热式进风虽然在一定程度上可以缓解干燥器瓶颈，但由于进风量的限制效果并不一定好。为降低粒子冷却温度，原则上应尽可能采用较低温、大风量的干燥热风。

5 技改方案

通过上述工藝分析，提出的科学经济的改造目标是完全可行的。初步选用的技改方案如下：①保留原冷却器，现场不需改动，不投用热风即可。②新增一台8万NM3/h干燥器真空泵替换原5万NM3/h干燥器真空泵，换下来的5万NM3/h干燥器真空泵改作冷却器真空泵使用。③原本拟用一套流化床装置替换现有振动筛，但考虑现场工程量较大且公司3年后搬迁遵义等因素，因此只对现有第三级振动筛作简单改动，在筛子下部用一闲置鼓风机鼓冷风强制冷却肥料粒子，筛子上方用一密闭铁皮罩住，吹出的粉尘用一新增管道送厂房外的沉降室收集。详见以下示意图。

选用一台8万NM3/h干燥器真空泵是基于这样的考虑：参考现有的生产条件，保守估算现有干燥器（包括一二次干燥）需要的热量，改后实际上相当于现有的两干燥器合并为一个使用。按现场提供的经验数据，在保证热风进温的情况下，8万NM3/h干燥能力足够。

注意大冷风量操作干燥器是很有必要的，否则显热过多传递给物料将影响冷却器的效果。

6 综述

本技改项目新增设备较少，主要是一台干燥真空泵的投资，其他如筛子冷吹设施等费用也不多。通过增加干燥器热风进气量和冷却器冷风进气量提升干燥器和冷却器的处理能力，达到降低入振动筛分半成品的粒子温度，提高粒子强度的目的，进而提升成品粒子的均匀度和减少返料量，良性改善造粒机（处理消化粉尘的能力提升）、干燥器工况（粉尘少）以及强化真空泵抽风能力。新增的密闭强制冷吹装置可进一步降低成品粒子温度，改善现场的工作环境。成品粒子水份含量将降到5%以下，减少防结剂添加量，增加肥料的有效养分，提高成品的内外观质量。

参考文献：

[1]石松林，吴英.复混肥生产中煤耗偏高的技改措施[J].磷肥与复肥，2010，25（3）.

[2]朱成华.5万吨年复混肥生产装置设计缺陷的技改[J].磷肥与复肥，2002，17（2）.

[3]韦毅，李建三，王桂英.复混肥生产设备的改造[J].化工技术与开发，2011（2）.