化肥的常见生产工艺及术语解读

,如何与老农资们拼专业 化肥的常见生产工艺及术语解读。,1 分类,3 AZF生产工艺及产品特点,产品品种：可以生产：各种NPK，品种规格齐全；生产困难：尿基超高氮型NPK不能生产：无,产品质量：优点：产品内在质量控制精确不足：产品外观质量不如熔融造粒工艺圆润,4,3 AZF生产工艺及产品特点,5,3.1 团粒法工艺及特点 团粒法工艺流程和简介 团粒法工艺技术特点 团粒法复合肥产品特点 团粒法技术比较和发展趋势,6,3.1 团粒法工艺及产品特点,工艺流程图,7,团粒法工艺生产线实景,8,3.1 团粒法工艺及产品特点,工艺流程简介主要特征是无发生化学反应，物理过程为主。团粒法是欧洲发展起来的，称之为“蒸汽造粒法”。造粒形式有：回转盘造粒、双轴造粒、转鼓造粒等。在中国使用最广泛的是转鼓造粒方式。 蒸汽和水喷洒在造粒物料床上， 控制蒸汽和水加入量调整造粒。通蒸汽提高了造粒物料的温度，使造粒过程水分含量较低。通常控制转鼓造粒机出料口处物料的温度在7095， 水分含量在37。转鼓造粒法生产复混肥料的优点：1. 造粒中可通蒸汽，水分含量低，干燥负荷低；2. 在必要时方便在造粒过程中通氨；3. 操作人员可以直接观察造粒情况，随时调节。,9,3.1 团粒法工艺及产品特点,流程特点：1.没有化学反应；2.工艺流程较长；3.干线部分与AZF工艺 相似；4.氮源选择面广；5.装置规模一般为 515万吨/年。,建厂情况：全国建厂200个以上，总生产能力约1500万吨(实物量),团粒法工艺技术特点,装置投资：以团粒法装置投资为比较基准，建设投资不大，5003000千万系数1.0,原料特点：原料是单质化肥和MAP（填料除外）可以选用所有氮源，熔融态或固态,10,3.1 团粒法工艺及产品特点,产品品种：可以生产：各种NPK，品种规格齐全：生产难点：高氮型NPK不能生产：无,产品质量：优点：产品质量控制较稳定；不足：颗粒强度较差，产品容易粉化结块； 颗粒内养分混合不够均匀； 产品外观较差。,11,3.1 团粒法工艺及产品特点,12,3.2 脱氯工艺及特点 脱氯工艺流程和简介 脱氯工艺技术特点 脱氯工艺复合肥产品特点 脱氯技术比较和发展趋势,13,3.2 脱氯工艺及产品特点,脱氯工艺的核心反应： KCl+H2SO4 KHSO4 + HCl 核心是低温，能耗低，成本低。设备简单世界通用的硫酸钾生产工艺：曼海姆法1， KCl+H2SO4 KHSO4 + HCl2，KHSO4 +H2SO4 K2SO4 + HCl 核心是曼海姆炉，高温消耗大量电能。 腐蚀厉害。 好处是脱氯干净,120140,120140,500600,3.2 脱氯工艺及产品特点,脱氯工艺流程方框图,15,氢钾转化,氯化钾,浓硫酸,HCl吸收,水,稀磷酸,工业盐酸31,混酸槽,稀磷酸,管式反应器,氨,蒸汽,料浆槽,造粒干燥一体机,喷枪,热风500650,尿素,筛分,冷却,包裹,NPK产品12-18-15,洗涤,破碎,尿素,水,atm,脱氯工艺生产线实景,16,3.2 脱氯工艺及产品特点,脱氯工艺主要工艺控制指标 KCl转化率： 8285% 稀磷酸浓度： 22%P2O5 干燥热风温度：500650 产品质量： N% 1314% P2O5% 1618% K2O% 1315 % Cl-% 2.53.0%工艺流程简介 脱氯工艺用氯化钾代替了硫酸钾，减少K生产成本。 使用较差磷矿生产的低浓度稀磷酸，减少P生产成本。整个工艺过程可概括为两步 ：一是将 KCl转化为硫酸氢钾 ,并制成混酸 ;二是含硫酸氢钾、磷酸等的混酸经氨中和、造粒、干燥 ,冷却后制得成品规格为 1218 15的粒状硫基 NPK复合肥。 造粒干燥 采用内返料一体机工艺。 补氮设备和操作,17,3.2 脱氯工艺及产品特点,流程特点：1.氯化钾低温转化生成 硫酸氢钾；2.氯化氢气体用于生产 工业盐酸31HCl；3.硫酸氢钾与稀磷酸一起 中和；4.干燥热风温度高达 500650。5.装置规模较小，一般不 超过 20万吨。,建厂情况：全国建厂6070个，总生产能力700万吨 (实物量),脱氯工艺技术特点,装置投资：建设投资与团粒法相当，系数1.0。,原料特点：使用低浓度稀磷酸(高杂质磷矿) ；只使用氯化钾。,18,3.2 脱氯工艺及产品特点,产品品种：可以生产：硫基NPK，品种规格受限生产困难：N12的NPK；高浓度肥不能生产：硝基NPK；氯基NPK,产品质量：优点：外观圆润不足：1，内在质量欠缺（磷矿质量导致） 2，产品中残留的氯根偏高 3，产品结构单一，不是今后平衡施肥的方向 4，销售方向仍然是大田作物。,19,3.2 脱氯工艺及产品特点,20,3.3 熔融法工艺及特点 熔融工艺分类 熔融法工艺流程和简介 熔融法工艺技术特点 熔融法复合肥产品特点 熔融法技术比较和发展趋势,21,3.3 熔融法工艺及产品特点,熔体法造粒工艺是将经熔融并且流动性良好的NPK共熔体喷入冷媒，因表面张力作用形成球状液滴，物料冷却即固化为球形颗粒。三种冷媒：自然空气的称为 1塔式造粒；制冷空气的称为 2冷冻结晶造粒；液体如矿物油的称为 3油冷造粒。从造粒原理上看，以上三种工艺都属于熔体结晶法造粒。,22,尿素MAP 钾盐辅料,造粒塔喷淋造粒工艺使用最早、最广泛的是单一氮肥如尿素和硝铵的喷淋造粒，在20世纪30年代开始使用。挪威海德鲁用于生产硝基复合肥。,NPK,3.3 熔融法工艺及产品特点,23,熔融法工艺生产线实景,24,3.3 熔融法工艺及产品特点,主要控制参数：原料预热温度： 90； 固体原料细度：1.0mm尿素熔融温度：130； 固体原料水分： 10N； 造粒塔： 参照尿素造粒塔，不同之处在于塔内壁防腐层和塔径。 造粒塔比同等规模的尿素塔直径大，以便造更大的颗粒。 10万吨/年能力造粒塔 直径12m， 塔高70m； 20万吨/年能力造粒塔 直径1518m，塔高70110m 造粒塔是投资最大的设备，占装置设备投资的60以上。,25,3.3 熔融法工艺及产品特点,熔融法工艺缺陷 NPK品种规格严重受制。 由于是以尿素熔融液形成共溶体，因此尿素（硝铵）在原料总量中一般达到50，最少不能低于40。 几乎都是高氮肥，不能生产氮含量低于15的品种； 磷含量不能高于15，磷越低越好生产； 塔式造粒NPK产品的特点是“氮不能低，磷不能高。”熔融法工艺不够成熟 开车率较低 夏季空气潮湿，吸潮导致无法连续开车； 生产操作的稳定性不好、连续性较差。 固体物料上高塔困难：必须通过两、三级斗提机接力上塔顶尿素分解：产品缩二脲接近国家规定（1.5）高限值； 由于副反应造成尿素的利用率下降，有2的损失；加入辅料问题：共熔体的必须物增加成本，降低有效含量。,26,3.3 熔融法工艺及产品特点,流程特点：1.没有化学反应；2.所有原料制成熔融态；3.需制作稳定的共熔体；4.原料处理复杂，5.不能同时生产尿基肥和 硝基肥；6.单塔装置规模不能超过 30万吨/年。,建厂情况：全国已建20几个。形成总生产能力300400万吨(实物量)。,熔融法工艺技术特点,装置投资：规模小建设投资略大，系数1.1；规模大与团粒法相当，系数1.0,原料特点：原料是单质化肥和MAP（辅料、填料除外）,27,3.3 熔融法工艺及产品特点,产品品种：可以生产：高氮型NPK，品种规格受限制；生产困难：3mm以上颗粒不能生产：高磷型和总养分含量低于40NPK,产品质量：优点：外观圆润、独特，带孔不易仿造不足：颗粒偏小；缩二脲含量较高 颗粒强度偏低，有结块现象 产品溶解快,28,3.3 熔融法工艺及产品特点,29,3.4 BB肥工艺及特点 BB肥简介 BB肥工艺流程和技术关键 BB肥工艺技术特点 BB肥复合肥产品特点 BB肥技术比较和发展趋势,30,3.4 BB肥工艺及产品特点,BB肥简介散装掺混肥料（Bulk Blending Fertilizers，简称BB肥） 美国为适应大规模农场和高度机械化耕作相结合的农业结构的需要，在二十世纪五十年代后发展起来的。它的特点是把生产、销售和使用三个环节联在一起 依托高效的农化服务来保证整个系统的运作。 工厂分布在用肥地区，以小规模经营为主，装置生产能力较小。销售半径规定：美国50英里(80km)；日本120km！养分偏离规定：美国10； 日本20！ 上世纪九十年代有BB肥装置约8000套，BB肥占复混肥料总量的70！一般BB肥装置的开车率低于20，只在用肥季节短时间开机。,31,3.4 BB肥工艺及产品特点,工艺流程图,32,33,BB肥工艺生产线实景,3.4 BB肥工艺及产品特点,生产BB肥的技术关键：关键一：必须遵守化学相容性的规则 基础肥料的相容性，必须不发生不利副反应。 肥料混合后有些反应使临界相对湿度降低，产品吸潮结块。关键二：必须严格采用粒度匹配的基础肥料 控制养分离散的关键，掺混肥料的粒度直接关系到产品的外观， 对施肥的作业效率、肥料利用率等都有很大的影响。BB肥工艺的独特优点：1 氮、磷、钾配方转换速度快，不存在清仓和废料处置的问题。2 能生产出较高浓度的复混肥和高氮复混肥，总养分最高59%， 氮到25%以上。高浓度使得库存和运输成本低；3 生产工艺相对比较简单，出厂产品一般不包装。4 原料单质肥存放只在施用前混配，因此产品不容易结块；5 在加工生产中基本没有“三废”排放。,34,3.4 BB肥工艺及产品特点,流程特点：1.生产流程最简单， 几乎没有三废排放；2.没有造粒过程， 只有掺合过程；3.产品更适合散装发售；4.原料利用率最高， 几乎没有废料；5.一般没有成品包装和 成品贮存，中国例外；6.装置规模一般较小， 35万吨/年。,建厂情况：美国500套以上，加工能力约1400万吨(实物量)中国正在发展中，能力300万吨,BB肥工艺技术特点,装置投资：建设投资最省，系数0.20.5(原料库变化大),原料特点：原料必须是大颗粒尿素、 大颗粒钾肥，磷源是DAP和MAP，没有填料。颗粒粒度必须匹配。,35,3.4 BB肥工艺及产品特点,产品品种：可以生产：各种NPK，规格最齐全：生产困难：需要加填料的中低浓度NPK不能生产：总含量超过54个。,产品质量：优点：养分配比更加灵活不足：成品养分偏离度较大； 颗粒比重不同，抛洒距离不同； 产品独特，销售半径有严格限制。,36,37,BB肥产品样品,3.4 BB肥工艺及产品特点,38,工艺优缺点比较,主流复合肥工艺比较常见复合肥产品优缺点比较,4 工艺优缺点比较 主流复合肥工艺比较,40,4 工艺优缺点比较常见复合肥产品优缺点比较,41,复混肥料的原料1、氮素原料 尿 素 (NH2)2CO N46% 硫酸铵 (NH4)2SO4 N20.8% 碳酸氢铵 NH4HCO3 N17.5% 氯化铵 NH4CL N25.39% 硝酸铵 NH4NO3 N34.6% 磷酸一铵 NH4H2PO4 N10% 磷酸二铵（NH4）2HPO4 N13%,2、磷素原料 普通过磷酸钙 Ca(H2PO4)2.H2O P2O512% 重过磷酸钙 Ca(H2PO4)2.H2O P2O540% 磷酸一铵 NH4H2PO4 P2O540% 磷酸二铵（NH4）2HPO4 P2O538% 钙镁磷肥 P2O512% 硝酸磷肥 P2O511%3、钾素原料 氯化钾 KCL K2O 63.17% 硫酸钾 K2SO4 K2O 54.06%,尿基复合肥,生产工艺：混配法、氨酸法、尿熔法。1、混配法： （1）工艺流程：将含有氮、磷、钾养分的粉状原材料按照一定的比例混合后，通过造粒机内添加蒸汽进行造粒，然后经过烘干、冷却、筛分、包膜、包装等工序后，生产出的产品。 （2）混配法的优点：生产成本低，肥料颜色白，融化速度较快，生产过程中不需要添加填充料。 （3）混配法的缺点：颗粒强度较其它工艺来说略低，不易长时间存放,尿基复合肥,2、氨酸法： （1）工艺流程：将含有氮、磷、钾养分的粉状原材料按照一定的比例混合后进入造粒机，再将氨和稀硫酸同时输进造粒机内的物料中，氨和稀硫酸在造粒机内发生中和反应后生成液态的硫酸铵，由于硫酸铵粘性较好，将物料粘接成粒，然后经过烘干、冷却、筛分、包膜、包装等工序后，生产出的产品。 （2）氨酸法的优点：生产成本低，肥料颜色白，融化速度较快，生产过程中不需要添加填充料。 （3）氨酸法的缺点：生产过程的危险因素增多，氨和酸都是危险化学品；燃煤能耗较高。,尿基复合肥,3、尿熔法 （1）工艺流程： 将含有氮、磷、钾养分的粉状原材料按照一定的比例混合后进入造粒机，再将尿素加热至105-115，变成液态尿浆，然后将液态的尿浆输进造粒机内的物料中，液态尿浆在造粒机内与低温物料接触后，在降温的过程中将物料粘接成粒，然后经过烘干、冷却、筛分、包膜、包装等工序后，生产出的产品。 （2）尿熔法的优点：肥料溶化速度快；颗粒外表圆滑美观；相比混配法和氨酸法，燃煤消耗低。 （3）尿熔法的缺陷：因该工艺大量使用高价值原料如尿素，导致生产成本较高，现在很少采用此种工艺了；尿熔法需使用大量的填充料，导致肥料颜色不白；夏季空气湿度大时，生产过程控制难度较大。,缓控释肥料,基本原理: 利用生物缓控释剂或硫磺在尿素的外表涂上一层，阻止氮含量的快速释放，从而达到缓控释的目地。生产流程: 自动配料造粒干燥冷却筛分包膜自动混配包装 缓控释尿素,水溶肥,基本原理: 该肥料是经水溶解或稀释，用于灌溉施肥、叶面施肥、无土栽培等用途的液体或固体肥料。生产过程为：将各种水不溶物低的原料通过磨细、混合、包膜等过程生产出的合格的产品。生产流程: