挤压造粒工艺简介.doc

复合肥挤压造粒技术及工艺1 前言 现代化农业是精耕细作的农业,需要施加各种复合肥。化肥生产技术在近些年发生了很大的变化,低养分的产品越来越不受欢迎,而高浓度、复合养份肥料成为市场的主流。以前, 高浓度养份肥料都是细粉状的,在贮存、运输时原料会分层或结块；另外,粉状肥料施用时,相当多的肥料会被风吹走,或被雨水从植物根部冲走,肥效释放过快,造成很大的浪费。为了克服以上的不足,使粉状肥变成易于运输和使用、并具有缓释功能的颗粒肥,需要使用造粒技术。复合肥造粒技术由此应运而生并且得到了迅猛的发展。 传统的复合肥造粒采用湿法造粒工艺，湿法造粒工艺也称化学造粒法。自上世纪30年代以来, 化学造粒经历了漫长的发展过程。从最初的向造粒器内物料喷洒水发展到喷硫酸、磷酸或氨溶液，然后再干燥处理。在干燥过程中，通过化学反应、溶解物结晶、粘合剂固化而达到造粒效果。湿法造粒工艺能耗高，大部分能量都用于干燥系统，而且有大量的腐蚀性污水排放，污染环境。与传统的湿法造粒不同，挤压造粒工艺则避免了干燥过程，因而降低了能耗和成本，并且没有污染物排放，是一种节能、环保的造粒工艺。挤压造粒是借助于机械压力而使物料(原则上不起化学反应、并经一定配比的粉料混合物)团聚成型的造粒过程，亦称干法造粒。干法造粒工艺由于节能、环保，近些年得到了长足的发展。2 复合肥的挤压造粒挤压造粒法在化肥行业上的应用起始于上世纪50年代对氯化钾造粒的研究，直到80年代初，复合肥的挤压造粒法才得以工业化生产并迅速推广。现在挤压造粒工艺已成为复合肥造粒技术的发展潮流。2.1 挤压造粒的工作原理经过配比的混合物料被强制送入一对大小相等、转速相等、相向旋转的挤压辊辊缝之间，在强大的挤压力作用下，物料被挤压成密实的片料。此片料经破碎、筛分后即可得到所需粒度的颗粒肥料。其基本工作原理如图1所示。图1 挤压造粒原理示意图挤压辊一般呈水平布置，一辊固定、一辊浮动(浮动辊即加压辊，由液压缸加载)，一般辊面上有规则排列的形状、大小一致的凹槽、穴孔或凸起，经过配比的粉状物料从上方均匀连续地加入两辊之间，到达加压角()内即进入挤压角 (=1/2)，物料被强制喂入，一般=1015。随着辊子的连续旋转，物料被挤压，当处于两辊半径连线成水平位置时，压力达到最大（Pmax），然后压力迅速降低，此时成型物料在回弹力的作用下脱离与辊面的贴合，顺利落下进入下一工序。2.2 物料的成型机理挤压过程中物料的成型机理一般为：物料受到挤压后，其颗粒将进行重排，并排出颗粒间的空气，从而减小物料间的空隙。其过程为：a、物料的重排；b、碎裂；c、塑性流动三个阶段。这几个阶段不一定是顺序进行的，可能穿插发生。挤压的结果：物料的压缩比接近2.5：1，气体的去除率在60%以上。2.3 影响挤压效果的因素为了得到较好的挤压效果，进料的粒度应是大小不一的，其合适的范围应控制在0.11mm。过细的物料(0.1mm)含空气太多，影响成品料片的密实度，而且会对挤压过程产生影响(造成挤压机振动加剧)；过大的物料又需消耗更多的压碎能量。所以要很好的控制进料粒度。物料的硬度或塑性影响挤压过程所采用的压力。有些物料如氯化钾、磷酸二铵及尿素，塑性较好，挤压成粒的效果较好。而硫酸钾、硫酸氨、磷矿粉的塑性差，不易挤压成粒。为了达到较好的效果,可配加适量的粘合剂。尿素、氯化钾或少量的水份均能起到粘合剂的作用。物料温度的影响。在挤压过程中，粒子间的摩擦会加剧并产生热量而使物料的温度升高。一般来说，温度升高有利于得到较密实的挤压产物料片，但过高的温度会带来不利影响，特别是含尿素的配料要避免温度过高，否则会发生粘辊现象。一般温度要控制在7080之间。这可借助挤压辊内部通循环冷却水来控制。3 挤压造粒法的主要工艺流程3.1 简介图2 挤压造粒简明工艺流程图该系统共由四个部分组成，每部分都有各自的设备及仪表，分别为： 贮存、计量、混合 挤压 破碎、筛分 修整物料在各级间的输送由斗提机、皮带或链式输送机来完成。3.2 贮存、计量、混合 当产品是复合肥时，最好用间歇式混合操作，配方中的各组分原料在称重仓内称重，达到配方要求后，全部加入间歇式混合器中混合。而单一肥一般是连续计量和混合。无论是连续还是间歇式混合，混合器的类型必须根据化肥的配方和配方中的组分来决定，为了保障微量元素的颗粒分布均匀，应选用高强度的混合器。在加入新料时，应将经破碎和筛分后的小颗粒返料在双轴桨式混合器中与新料混合。一般循环物料与新料比介于1：1到2：1之间。3.3 挤压混合后的化肥混和物要经过挤压机挤压，通过挤压使物料成型。物料通过一个垂直螺旋加料机加入两个相向旋转的挤压辊之间，在挤压过程中，物料的受压逐渐增大，当辊逢最小时，挤压力达到最大，然后又迅速减小，直到0。在挤压过程中，混合物料的密度能增大1.53倍，挤压后的产物一般是一块厚520mm的板料。3.4 破碎、筛分进一步破碎（二级破碎），然后再继续筛分；产品颗粒则进入修整工序。3.5 修整通常情况下，最终成品需经过一到两步的修整。不规则形状的颗粒有时要经过磨圆滚筒将边角等处磨圆。在修整过程中产生