擠壓造粒生產(chǎn)復(fù)混肥技術(shù)方案

1、生產(chǎn)方法的特點及描述  

擠壓造粒是一種較新的干法造粒生產(chǎn)復(fù)合肥料的工藝。擠壓造粒在肥料領(lǐng)域最早應(yīng)用于氯化鉀的造粒，由于氯化鉀物理化學(xué)性質(zhì)的特殊性，國外用于摻混肥料（BB肥）所需的顆粒狀（1-4mm）氯化鉀基本都采用擠壓法生產(chǎn)。近年來，擠壓造粒用于生產(chǎn)復(fù)混肥料在國外得到了較快的發(fā)展。  

擠壓造粒的形式可以有對輥式和輪輾式兩種，對輥式擠壓是先壓成大塊，再破碎成顆粒，這樣裝置的能力大、顆粒強(qiáng)度高、能耗低，對輥擠壓在國外使用廣泛。而輪輾式是將物料在壓模盤中直接擠壓成園柱條形，再切斷成柱形顆粒，國內(nèi)目前采用的擠壓造粒方法多是輪輾造粒法，由于其生產(chǎn)規(guī)模小，單臺機(jī)器最大只能達(dá)3-5噸/小時，且造粒強(qiáng)度有限、模具易損壞，生產(chǎn)的是園柱形顆粒，流動性差，國內(nèi)發(fā)展較緩慢。在國外已淘汰了輪輾造粒工藝。本報告所論述的擠壓造粒指對輥式擠壓造粒。  

對輥式擠壓造粒的工藝原理是：干物料在壓力作用下團(tuán)聚成致密堅硬的大塊（餅料），稱為擠壓過程；餅料再被破碎篩分后成為顆粒料稱為造粒過程。擠壓的作用一是將顆粒間的空氣擠掉，另外是使顆粒間距達(dá)到足夠近，以產(chǎn)生如范德華力、吸附力、晶橋及內(nèi)嵌連接等吸引力。擠壓造粒的顆粒主要是靠分子之間的作用力形成的顆粒強(qiáng)度。  

擠壓造粒生產(chǎn)復(fù)混肥料主要有以下的工藝特點：  

l低能耗  

擠壓造粒是物料在常溫下進(jìn)行造粒，與其它方法相比，不需要燃油、燃?xì)獾雀稍锎胧Ｉa(chǎn)僅需耗電和極少量的冷卻水（用于輥軸冷卻），每噸產(chǎn)品僅耗電約30kwh。  

l無需另外添加粘合劑  

國內(nèi)常用的復(fù)混肥生產(chǎn)方法是蒸汽造粒。水蒸汽在物料分子間凝結(jié)、結(jié)晶后，在造粒過程中起粘合劑的作用。但在干燥過程中又必須將顆粒內(nèi)部和表面的水趕出來，否則化肥在貯存過程中易粘結(jié)、結(jié)塊。而干法造粒不需另外的添加劑，只需利用物料本身的分子間力，簡化了流程、降低了能耗。  

l投資較低  

由于省去了干燥過程，同時返料比低（占擠壓機(jī)總進(jìn)料量的35%左右），工藝流程簡單，投資較低。據(jù)IFDC（國際肥料發(fā)展中心）在1987年的曾經(jīng)進(jìn)行過詳細(xì)的研究，證明在發(fā)展中國家，對一套新建復(fù)肥裝置來說，擠壓造粒在經(jīng)濟(jì)上要優(yōu)于蒸汽造粒和化學(xué)造粒或料漿造粒。對于一個年產(chǎn)12萬噸的NPK復(fù)肥裝置，蒸汽造粒的投資高出擠壓造粒19.5%，而化學(xué)造粒或料漿造粒的投資則高出88.8%，而在生產(chǎn)成本上（對15-15-15）配方，蒸汽造粒高出3%，而化學(xué)或料漿造粒則高12%。  

l原料組成靈活  

擠壓造粒生產(chǎn)復(fù)混肥的原料路線較廣泛，目前已經(jīng)成功地用于擠壓造粒的物料有二十多種：氮肥中的硝銨、尿素、氯化銨、硝酸鈣等，磷肥有磷銨、普鈣、重鈣、磷礦粉等，鉀肥有氯化鉀、硫酸鉀等，并可添加微量元素如硼、鐵、銅、鋅、錳等。  

此外，采用擠壓造粒工藝可在極短的時間內(nèi)靈活實現(xiàn)產(chǎn)品配方的更換，國外一套裝置可生產(chǎn)30多種配方的產(chǎn)品。  

l適用的原料顆粒尺寸范圍大  

擠壓造粒對原料的粒度無特殊的要求，1-4mm顆粒狀物料和細(xì)粉狀物料都可用，粒度不合格粉狀物料和粉狀產(chǎn)品更好用，用粉狀物料可以降低成本。  

l能力范圍寬  

對于擠壓造粒裝置，經(jīng)濟(jì)規(guī)模的效應(yīng)不明顯，裝置能力從12噸/時.臺到35噸/時.臺都可以進(jìn)行較經(jīng)濟(jì)的設(shè)計，因此適用的能力范圍廣。  

l產(chǎn)品靈活，操作變化的范圍廣  

擠壓造粒一套裝置可以生產(chǎn)多到幾十種產(chǎn)品，小批量的生產(chǎn)也可行。根據(jù)切換時需清除原料總量的要求和原有物料對新配方的影響程度，最大可達(dá)每班（8小時）生產(chǎn)3批產(chǎn)品。因此，擠壓造粒生產(chǎn)的復(fù)合肥可適應(yīng)小批量、多品種復(fù)合肥料的需要。  

擠壓造粒生產(chǎn)復(fù)合肥料的唯一缺點是產(chǎn)品的形狀是不規(guī)則的顆粒，但不規(guī)則的顆粒形狀對化肥的施用并沒有影響。用擠壓造粒生產(chǎn)的化肥有足夠的強(qiáng)度、粉塵少、不結(jié)塊、顆粒尺寸分布范圍窄、流動性好。擠壓造粒生產(chǎn)的肥料，尤其是顆粒鉀肥，在國外的機(jī)械施肥中得到了廣泛的應(yīng)用，證明其顆粒形狀不會成為化肥施用的影響因素。國內(nèi)用擠壓法造粒的壓力較低，因此產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度較低，而國外先進(jìn)擠壓設(shè)備的擠壓壓力比國內(nèi)高2-3倍，因此產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度較高，產(chǎn)品性能較好。  

2、生產(chǎn)流程圖及流程的敘述  

擠壓系統(tǒng)共有四個部分組成，敘述如下：  

1．貯存、計量、混合  

化肥原料如尿素、磷銨、氯化鉀等由斗式提升機(jī)及皮帶輸送到貯料倉中。貯料倉的數(shù)量，計量與混合技術(shù)的復(fù)雜程度，與產(chǎn)品配方中組分的數(shù)目有關(guān)。  

生產(chǎn)復(fù)肥時，一般用間歇式混合操作，配方中的各組分原料在稱重倉內(nèi)稱重，達(dá)到配方要求后，全部加入間歇式混合器中混合，在系統(tǒng)中安裝有平衡倉，平衡倉后的其它設(shè)備則連續(xù)操作。  

在混合器中還可加入微量元素。為了保障微量元素的顆粒分布均勻，選用高強(qiáng)度的混合器。  

混合后的物料和返料經(jīng)斗提機(jī)提升后，在雙軸槳式混合器中與返料混合，返料是經(jīng)破碎和篩分后的不合格顆粒，循環(huán)物料與新料比約35:65（生產(chǎn)1-4mm的產(chǎn)品時）。  

2．?dāng)D壓  

混合后的化肥混合物經(jīng)輥軸式擠壓機(jī)擠壓，其原理是通過擠壓使物料成形。  

混合物料通過一個垂直螺旋加料機(jī)加入兩個反方向旋轉(zhuǎn)的輥軸間的縫隙中，在擠壓過程中，物料的受壓逐漸增大，當(dāng)兩軸之間的縫隙最小位置時，物料受壓最大，然后又逐漸減少，直到0。在擠壓過程中，由于物料空體積的減少，混合物的表觀密度能增大1.5-3倍。  

擠壓后的產(chǎn)物一般是一塊厚5-20mm的平板（大塊）。輥軸擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和尺寸是由于許多參數(shù)來確定的，這些參數(shù)一般根據(jù)物料性質(zhì)和實驗來確定。  

3．破碎、分級  

在輥軸擠壓機(jī)中形成的板塊要進(jìn)一步破碎，并通過分級才能得到需要的顆粒尺寸。在輥軸式擠壓機(jī)下有一臺經(jīng)特殊設(shè)計的板塊破碎機(jī)，在此，板塊被預(yù)破碎成若干小的碎片（薄片）。薄片比較容易運輸，且易被后續(xù)的破碎機(jī)進(jìn)一步破碎。  

破碎后的原料在多級篩上被分成超大顆粒、產(chǎn)品顆粒和細(xì)小顆粒。在最低篩上的細(xì)小顆粒，經(jīng)循環(huán)回收到混合機(jī)中，再擠壓成形。而在多級篩上層被滯留的超大顆粒需進(jìn)一步破碎。破碎后再返回到篩分。  

在高強(qiáng)度的破碎機(jī)中，薄片中較軟的部分被破碎成高強(qiáng)度而且耐磨的顆粒，這些產(chǎn)品在運輸和使用時不會被磨細(xì)。  

正確選擇破碎和篩分設(shè)備對于化肥擠壓/造粒系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。顆粒的形狀（一般為立方體）、顆粒的尺寸范圍（1-5毫米或2-4毫米）以及破碎和篩分后的循環(huán)量決定了一套裝置的產(chǎn)量和能力。  

3．拋光修整  

在通常情況下，最終產(chǎn)品需經(jīng)過一到兩步的拋光修整。不規(guī)則形狀的顆粒經(jīng)磨圓滾筒將邊角等處磨圓。在拋光過程中產(chǎn)生的細(xì)粉通過篩分（一層篩網(wǎng)）后循環(huán)。修整時，一般還要加入防結(jié)塊劑。  

裝置的最終產(chǎn)品是在一定粒度范圍內(nèi)的顆粒狀化肥（1-4mm）。  

化肥擠壓造粒系統(tǒng)的簡明流程參見流程圖。  

化肥擠壓造粒系統(tǒng)的簡明流程如下：  

原料  

貯料倉  

計量  

混合  

擠壓  

  

一級或多級破碎  

小顆粒  

超大顆粒  

多級篩分  

拋光  

過篩的  

一級篩分  

未過篩的  

修整  

顆粒產(chǎn)品  

3、主要設(shè)備規(guī)格  

本裝置關(guān)鍵設(shè)備從國外進(jìn)口，輔助設(shè)備等由國內(nèi)采購。能力：25t/h.  

表1主要國內(nèi)供貨設(shè)備  

序號設(shè)備名稱流程圖號能力t/h數(shù)量臺  

備料倉1010m36  

緩沖料倉6015m31  

循環(huán)料倉14015m31  

空氣炮1432  

返料倉22035m31  

料倉出口閥20106  

除鐵器90701  

振動給料器30101  

振動給料器70301  

振動給料器230701  

輸料絞龍65301  

輸料絞龍130701  

輸料絞龍135701  

輸料絞龍150351  

輸料絞龍275101  

帶式輸料機(jī)170651  

帶式輸料機(jī)1901501  

帶式輸料機(jī)250401  

帶式輸料機(jī)280301  

斗式提升機(jī)80701  

斗式提升機(jī)2001501  

雙軸混合機(jī)100701  

鏈?zhǔn)捷斄蠙C(jī)110701  

轉(zhuǎn)鼓磨圓機(jī)260401  

收塵系統(tǒng)30050000m3/h1  

橋式起重機(jī)34020t1  

合計  

表2國外供貨設(shè)備  

序號設(shè)備名稱流程圖位號能力t/h數(shù)量臺  

1稱重倉455m31  

2間歇混合器55301  

3粉碎機(jī)75301  

4流量計12041  

5旋轉(zhuǎn)卸料盤145351  

6擠壓機(jī)160651  

7板快破碎機(jī)180651  

8多級篩分器2101501  

9破碎機(jī)240701  

10多級篩分器270401  

11計量器285301  

l公用工程消耗(噸產(chǎn)品)：  

電：~30kwh（根據(jù)原料不同有一定的變化范圍）  

4、裝置占地  

主廠房占地：22×12×23（高）m  

如果生產(chǎn)單一產(chǎn)品的大顆粒肥料，如顆粒鉀肥、顆粒硫銨或顆粒氯化銨等，由于省去了稱重、計量、原料粉碎、混合等工序，工藝更簡單，投資進(jìn)一步降低。

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