高塔复合肥生产换配方时降低返料量的方法

2024-05-04谢晋

磷肥与复肥 2024年2期

谢晋

（湖北三宁化工股份有限公司，湖北宜昌 443000）

0 引言

高塔熔融造粒工艺是我国颗粒复合肥生产的主要工艺之一，相对经济且环保，单位时间产量高，消耗低，且无“三废”产生［1］，但和其他复合肥生产工艺一样，因市场需求和生产特点，需要频繁换配方，而在每次换配方时都要产生大量返料。大量返料不仅占用了复合肥生产厂家的仓库，而且处理这些返料需要额外的消耗，不利于提高企业的经济效益［2］。因此，降低换配方期间的返料量一直是复合肥生产厂家研究的课题。湖北三宁化工股份有限公司（以下简称公司）自2014 年开始生产高塔复合肥以来，经过多年的探索，总结出了换配方期间降低返料量的方法，分析总结如下，供参考。

1 高塔熔融造粒工艺

以尿素为氮源的复合肥生产为例，尿素经过斗提机提升至尿素熔融槽中进行熔融后，液体尿素通过尿素熔融槽溢流口溢流至1#混合槽，与钾盐粉料充分混合后溢流至2#混合槽，与磷铵粉料进行充分混合后溢流至均混器，通过造粒机喷杯喷浆造粒出的粒子在重力作用下自由落至圆盘，通过刮板机将肥料刮至出料皮带，经皮带运输至成品工段进行冷却、筛分得到成品。其大致的工艺流程见图1。

2 降低返料量的思路

在常规换配方过程中，塔下停止投料后，将尿素熔融槽和混合槽内料浆放空，不再向混合槽中添加粉料。因为添加量不好把握和计算，一旦粉料量添加不准，就会导致料浆养分不合格，最终导致成品养分不合格。在传统换配方过程中，这些养分不合格的料浆所得成品均会被包成返料。

公司在复合肥生产换配方过程中降低返料量的思路是不包返料。在尿素熔融槽和混合槽放料过程中保证料浆养分合格，即在放空尿素熔融槽时，根据配方要求向1#混合槽和2#混合槽补充适量粉料；放空1#混合槽时，向2#混合槽内补充适量的粉料，保证混合槽中的料浆养分一直满足配方要求，成品可当作合格的产品进行包装。

3 参数测量和计算

以生产尿基复合肥26-10-16 配方为例，其配方原料构成为尿素占比（质量分数，下同）53%，58%磷酸一铵占比20%，氯化钾占比27%。

为了计算出尿素熔融槽和混合槽放料过程中粉料的添加量，必须提前测量尿素熔融槽溢流口平面到槽底的体积V1，1#混合槽溢流口平面到槽底的体积V2。假设液体尿素的密度为ρ1，1#混合槽内料浆的密度为ρ2，则粉料添加量计算如下。

放空尿素熔融槽期间，1#混合槽需要添加氯化钾的量为27×ρ1×V1/53；2#混合槽需要添加58%磷酸一铵的量为20×ρ1×V1/53。

放空1#混合槽期间，1#混合槽停止添加氯化钾，2#混合槽仍需添加58%磷酸一铵的量为20 ×ρ2×V2/80。

放空2#混合槽时，2#混合槽内料浆养分满足配方要求，所有槽内无须添加粉料。

经测量，液体尿素的密度ρ1=1 220 kg/m3，1#混合槽内料浆的密度ρ2=1 389 kg/m3，2#混合槽内料浆的密度ρ3=1 397 kg/m3，尿素熔融槽溢流口平面到槽底的体积V1=6.28 m3，1#混合槽溢流口平面到槽底的体积V2=7.36 m3，2#混合槽溢流口平面到槽底的体积V3=6.86 m3。

尿素熔融槽的放料量m1=ρ1×V1=1 220×6.28 kg=7 661.6 kg，放空尿素熔融槽期间，1#混合槽需要补充氯化钾的量m2=27×ρ1×V1/53=3 903.1 kg，2#混合槽需要补充58%磷酸一铵的量m3=20×ρ1×V1/53=2 891.2 kg。

同样，1#混合槽的放料量m4=ρ2×V2=1 389×7.36 kg=10 223.0 kg，放空1#混合槽期间，2#混合槽还需要继续补充58%磷酸一铵的量m5=20×ρ2×V2/80=2 555.8 kg。2#混合槽的放料量m6=ρ3×V3=1 397×6.86 kg=9 583.4 kg。因此，从放空尿素熔融槽开始，共生产的成品肥料量为m1+m2+m3+m4+m5+m6=36 818.1 kg。即每次换配方可多生产36 818.1 kg肥料，产生了可观的经济效益。