高塔造粒生产硝基复合肥的探索分析

1、高塔造粒生产硝基复合肥的探索分析摘 要：文章首先分析了硝酸铵的性质，其次介绍高塔造粒硝基复合肥产品特点，随后描述了高塔熔体造粒工艺原理，最后从硝基复合肥生产过程中危险性研究分析结论和措施进行 总结。关键词：硝基复合肥；硝酸铵；造粒塔；高塔熔体造粒硝基复合肥是以硝酸铵为氮源，添加磷、钾等复肥原料，生产生的N、P、K三元复合肥料。其产品中既含有硝态氮又含 有铵态氮。主要产品有硝酸铵磷、硝酸铵磷钾。本文主要探讨高塔硝基复合肥工艺中硝铵性质和硝基复合肥生产过程进行分 析和研究。1 硝酸铵性质1.1 硝酸铵的晶型硝酸镂（NH4NO3为无色结晶，镂态氮和硝态氮的总氮含 量卷34.4%,相对分子质量 80.

2、04 , 2熔点169.6 C,熔融热 67.8kJ/kg ,在2028c的平均比热容为 1.76kJ/kg C。固态硝铵具有5 种晶型，如表1-1 所示，每种晶型仅在一定的温度范围内稳定存在，在从一种晶型转变为另一种晶型是，不仅伴随有热量变化，而且会有体积改变。此外，当温度从125.2C迅速冷却到32c以下时，晶型n可能不经过晶型田 而直接转变为晶型IV。1.2 硝酸铵的热分解硝酸铵在常温下是稳定的盐类，但随着温度的升高稳定性减弱，分解物增加。纯硝铵在加热条件下，温度达110时，开始按下式分解：NH4NO3=NH3+HNO3-174.6kJ分解过程需吸收热量，且在150以上才明显进行。当在1

3、85200c之间分解时，发生氧化亚氮和水的微放热反应：NH4NO3=N2O+2H2O+36.8kJ当迅速加热至230以上，即开始强烈分解，并伴随着微弱的火花发生，此时按下式分解为氮、氧及水蒸气：2NH4NO3=2N2+O2+4H（2Og） +119.3kJ当温度高于400时，反应极为迅猛，以致发生剧烈爆炸，其反应式如下：4NH4NO3=3N2+2NO2+8H（2Og） +123.5kJ硝酸铵分解速度不仅决定于温度，还决定于其他因素，如硝酸铵表面积、杂质含量等。熔融物中含有硝酸会带来自动催化热分解的性质。1.3 硝铵的强氧化性硝酸铵及其分解产生的氮氧化物都具有强氧化性，如果与硫、磷、还原剂、有机

4、物（如油类）等相混合时，会形成氧化能力较强的体系，氧化还原反应的生成物可以进一步加速反应进行并放出大量热量，如果热量积聚不能及时被移走，就有引起燃烧爆炸的危险性。2 高塔造粒硝基复合肥产品特点抗压强度高且水溶快。高塔造粒生产颗粒复合肥料的工艺，其产品的含水率一般在0.5%以下，所以产品的抗压强度特别高。遇水溶得快，适合于农民喜爱快溶的要求；养分均匀。高塔造粒使每一颗粒养分基本上都是一致的。促使作物生长均匀，整体长势良好；中微量元素有效化。中微量元素通过鳌合技术处理，使 得养分有效性进一步提高，更加容易被作物吸收；肥料的利用率提高。高塔复合肥，其养分释放较均匀， 肥效时间长，利用率提高。适合再包

5、膜，降低生产成本。3 高塔熔体造粒工艺高塔熔体造粒工艺的特点是物料处于高温熔融状态，含水量很低。在熔融液中加入相应的磷肥、钾肥、填料及添加剂制成低共熔物混合料浆。混合料浆送入高塔造粒机进行喷洒造粒，通过造粒机喷洒进入造粒塔的分散小液滴，在从高塔下降过程中，与从塔底上升的冷空气流逆向接触，与其进行热交换后降落到塔底，落入塔底冷却固化为颗粒物料，经冷却筛分表面处理后得到颗粒硝基复合肥料。4 硝基复合肥生产过程中危险性研究分析结论和措施根据我国某硝基复合肥生产厂家的燃爆事故调查报告，导致生产过程中出现事故的直接原因为混合槽长时间超温，物料高温状态下长时间停留在混合槽内，导致硝酸铵受热分解，温度持续上

6、涨，最终发生高温分解燃爆。其他原因包括工艺流程设计中物料投放顺序不正确，将影响硝酸铵热稳定性的钾盐投入 1#混合槽；未设计自动联锁控制系统；熔融器及混合槽的温度和液位等报警参数设置不全；加热蒸汽自动调节系统与实际不匹配。从上述事故报告分析可知，只要我们在高塔造粒装置将熔融液的改良、物料添加顺序、造粒等工序以及所有的溶液槽罐等控制其温度不超过175，理论上讲，系统应该是安全的，这也是我们设计硝基复合肥装置联锁控制系统的依据。4.1 控制原料中的氯离子和氮氧化物在硝铵溶液中添加磷（磷酸一铵）、钾（硫酸钾或氯化钾）、其他对农作物有用的微量元素等，这些添加物从理论上讲对硝铵溶液都会起到增加爆炸危险性的作用。而并非对硝铵溶液起到爆炸抑制的作用（防爆剂除外）。掺有有机杂质的不纯品也会增加爆炸起火的危险性。4.2 控制熔融液的pH值在混合槽罐中硝铵溶液与添加物的混合过程中，控制进来的原料添加物磷酸一铵、硫酸钾一定不能呈现酸性，在酸性状态下：磷、硫、氯、有机物、纤维（如毛毡、棉纱、抹布、笤帚及木质等）都会促使硝铵的快速分解和爆炸。4.3 增加搅拌使溶液流动避免局部过热硝铵溶液和各种添加物在混合的过程中一定要快速完成，并始终处于流动状态，目的是将产生的反应热要快速移走，各点温度同样控制在175 以下。4.4 设计喷水和加氨措施从设计角度考虑：一定要有防止超温措施。对硝铵溶液