史丹利化肥液态硫酸铵转鼓造粒复合肥建设节能工程改造项目.doc

液态硫酸铵转鼓造粒复合肥节能工程改造项目可行性研究报告 工 程 咨 询 资 质工咨甲11820070039目 录第一章 总 论11.1 项目概要11.2 编制依据和原则11.3 研究范围31.4 研究的主要过程31.5 研究结论41.6 主要技术经济指标4第二章 项目建设背景62.1项目法人基本情况62.2项目建设的目的、意义和必要性72.3 国内复合肥生产现状9第三章 项目改造内容及及前期工作情况113.1 装置改造前情况113.2 项目改造内容163.3 前期工作准备16第四章 工艺技术方案184.1 改造工艺原理、设备、工艺数据分析和研究184.2 改造总体思路214.3工艺改造方案254.4设备改造27第五章 项目建设条件325.1项目基本情况325.2 项目水电汽供应325.3项目占地345.4 原料供应34第六章 土建35第七章 节能措施和效果分析367.1执行标准367.2产品方案和建设规模的平衡与经济性367.3能耗指标及分析367.4该项目的节能措施37第八章 环境保护3910.1厂址和环境现状3910.2设计依据3910.3设计采用的环保标准3910.4装置污染物及控制污染的方案4010.5环境保护与综合治理41第九章 劳动保护与安全卫生429.1编制依据429.2生产操作环境429.3生产过程中职业危害的分析439.4有害作业生产场所及防范措施449.5预期效果及评价479.6劳动保护设施费用47第十章 消防4910.1工程的消防环境现状4910.2工程的火灾危险性类别4910.3消防设施及措施49第十一章 节能管理体系建设与人力资源配置5011.1节能管理体系的建设5011.2组织机构设置5011.3人员培训52第十二章 项目实施计划5312.1实施进度安排原则5312.2建设项目管理5312.3实施阶段5412.4实施进度及施工组织安排55第十三章 建设项目招投标5613.1项目招标概述5613.2项目招标的范围、组织形式、招标方式56第十四章 投资估算与资金筹措5814.1估算依据及说明5814.2投资估算5914.3资金筹措60第十五章 财务评价及社会效益分析6315.1 财务估算依据和说明6315.2 财务评价6415.3 评价结论6715.4 社会效益分析68第十六章 结论016.1综合评价016.2研究报告的结论067淄博市工程咨询院 第一章 总 论1.1 项目概要项目名称：液态硫酸铵转鼓造粒复合肥节能工程改造项目建设单位：史丹利化肥股份有限公司企业性质：股份有限公司建设性质：技术改造法人代表：高文班规模：220万吨/年液态硫酸铵转鼓造粒复合肥节能工程改造项目建设地点：山东临沭经济开发区建设内容：本项目在生产过程中，采用工业硫酸、气氨经管式反应器中和反应所产生的热能，对原220万吨转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置进行改造。建设期限：2008年12月2009年12月投资规模：项目总投资7229万元，建设投资为7229万元，铺底流动资金不用新增。资金筹措：项目建设投资7229万元，其中银行贷款4000万元，其余3229万元全部由企业自筹。节能效益：本项目能耗原尿液料浆法能耗比较，每吨产品节约标煤62.5Kg，项目实施后年节标煤2.46万吨。1.2 编制依据和原则1.2.1 编制依据国家高度重视节能工作，国务院专门颁布了关于加强节能工作的决定，要求全面贯彻科学发展观，落实节约资源基本国策，以提高能源利用效率为核心，以转变经济增长方式、调整经济结构、加快技术进步为根本，强化全社会的节能意识，建立严格的管理制度，实行有效的激励政策，充分发挥市场配置资源的基础性作用，调动市场主体节能的自觉性，加快构建节约型的生产方式和消费模式，以能源的高效利用促进经济社会可持续发展。史丹利化肥股份有限公司为节约能源，降低生产成本，采用氨酸法转鼓造粒及液态氯化铵粘结团粒工艺，对原220万吨转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置进行改造，对原装置进行节能技术改造，在传统的转鼓造粒复混肥生产装置上开发出氯基复合肥新产品。该项目采用氨酸法转鼓造粒工艺，充分利用工业硫酸、气氨经管式反应器中和反应产生的热能，达到节能降耗的目的，符合国家发改委关于组织申报2009年资源节约和环境保护备选项目的通知的节能方面中“能量系统优化（系统节能）”的要求，也符合产业结构调整指导目录（2005年本）“化工”类第三条“优质磷复肥、钾肥及各种专用复合肥生产”的要求，项目建设是必要的。1.2.2编制原则本可行性研究报告编制的内容和深度按照中国石油和化学工业协会化工投资项目可行性研究报告编制办法（中石化协产发（2006）76号）。经济评价参照国家发改委、建设部关于印发建设项目经济评价方法与参数的通知文件(发改投资20061325号)。 坚持勤俭建厂的方针和实事求是的原则，项目改造所用的技术应成熟、可靠，节约能源，降低原材物料消耗，保证产品质量，增加企业经济效益。 本着“立足实际，优化工艺，留有余地”的原则，在设计中充分考虑利用国产设备，同时结合国内类似项目的实践经验进行设计建设，节省投资。 充分依托现有的公用工程及生活设施潜力，减少储运、机修和车辆等方面的投资。 重视劳动安全卫生和“三废”治理，改造工程与环保、安全和公共卫生设施同时考虑，消除“三废”对环境造成的不利影响。 贯彻“工厂布置一体化，生产装置露天化，建(构)筑物轻型化，公用工程社会化，引进技术国产化”五化的设计原则。1.3 研究范围本可行性研究工作的范围是对拟建项目的建设意义、建设条件、技术路线、环境影响、实施计划、经济效益等方面是否可行加以论证，以提供准确的资料和数据，并对拟建项目是否应该建设和如何建设做出论证和评价，以作为项目决策的依据和为下一步的项目运作提供依据。1.4 研究的主要过程项目主办单位对自身的技术改造条件进行了研究后，对目前国内同行业节水技术、设备等情况进行了调查，经向有关领导汇报和请示，按要求决定对本项目开展可行性研究阶段的工作。项目主办单位委托淄博市工程咨询院进行项目可研工作，并提供了有关的基础资料。淄博市工程咨询院对本项目所涉及的相关问题进行了认真的、有重点的调研和分析，对项目建设在经济上的必要性与合理性、技术和设备的先进性、可靠性与适用性、财务上的盈利性与可行性、环境和建设上的可容纳性和可实施性等进行了详细的比较论证，同时对项目的建设、生产和经营进行风险分析、并适当留有余地。1.5 研究结论该项目在原220万吨转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置上进行技术改造, 在生产过程中采用工业硫酸、气氨经管式反应器中和反应所产生的热能和转鼓造粒工艺，利用液态硫酸粘结成粒，不需加入蒸汽，大幅度减轻了烘干负荷，洗涤水循环使用，生产出颗粒外观光滑圆润，不易结块的氯基复合肥，节能效果显著，在同类复合肥生产工艺中具有明显的绝对优势；同时能够大幅度降低生产成本，对于企业抗拒金融危机的冲击，为农民提供价廉质优的复合肥，具有明显的经济效益、社会效益和广泛的推广使用价值。目前，该项目工艺技术经临沂市科技查新：“在国内未发现与本项目研究内容相关的文献和技术主要创新点有相同的报告”（见附件）；2008年12月，山东省科技厅组织国内著名复合肥专家鉴定认为“该项目节能效果显著，设备改造合理，质保体系完善，技术达到国内领先水平”（见附件）。1.6 主要技术经济指标表1.6 主要技术经济指标指标名称单位指标备注项目年综合节能量万吨标煤2.46其中：节水万吨8节约煤炭万吨2.36节约电力万kWh1120 节约蒸汽万吨4.4减少污染：年SO2减排量吨300项目投资万元7229其中：建设投资万元7111建设期利息118年节约支出万元2120年固定成本增加万元833效益总额万元1219计算期平均财务内部收益率%24.04所得税后%19.16所得税前财务净现值万元5602所得税后万元3739所得税前总投资收益率%17.24资本金利润率%38.61投资回收期（含1年建设期）年5.33所得税后年4.70所得税前借款偿还期年3.00含1年建设期第二章 项目建设背景2.1项目法人基本情况史丹利化肥股份有限公司属股份制企业，现拥有总资产11亿元，职工1976人，工程技术人员795人，公司占地1062亩，形成了年产220万吨的复混（合）肥生产规模，其中20万吨年复合（混）肥生产装置线6套、20万吨年和40万吨年塔式熔体造粒复合肥生产装置各1套。2004年10月，公司成功建成投产了我国第一条年产20万吨高塔熔体造粒复合肥生产线，其工艺、技术、质量指标达到国际同行业先进水平，2006年4月又投资2.6亿元建设了年产100万吨的双塔熔体造粒缓释复合肥生产装备。在此基础上2008年6月史丹利化肥股份有限公司又投资8200万元开工建设了年产60万吨两步氨化法硫酸钾复合肥节能改造工程。该公司产品畅销全国 28个省区600多个县市，出口日本、朝鲜、韩国、马来西亚等国家。2008年公司实现销售收入23亿元，利税1.6亿元，其中上交税收4135万元,净资产60872万元，资产负债率45.3%。公司先后通过了IS09001质量体系认证和IS014001环境管理体系认证，荣获农业部全面质量管理达标单位、全国消费者满意产品、农业产业化龙头企业、省级重合同守信用企业、山东省农行“AAA”级信用单位、山东省消费者满意单位、山东省技术创新示范企业等荣誉称号。在全国科研成果实用技术新产品展示会上复合肥项目荣获重大科技创新项目，高浓度复合肥被评为山东省企业创新一等奖。公司研究开发机构被山东省经贸委认定为“山东省企业技术中心”，国家知识产权局授权了“两步氨化法新型硫酸钾复合肥”和“生物腐植酸复合肥”两项发明专利，2007年9月被科技部认定为“国家重点高新技术企业”。我公司复合肥产品在国家技术监督局的历次抽查中均为合格产品，2005年10月又被山东省工商行政管理局评为“山东省著名商标”，被山东省质量技术监督局评为“山东省名牌”，2007年9月还被国家工商总局授予“中国驰名商标”称号。先后荣获获中国石油和化学工业协会技术发明三等奖、山东省第九届专利发明三等奖，2007年12月被国家科技部、商务部、质量监督检验检疫总局、环保总局四部委联合认定为国家重点新产品。本项目工艺技术研究于2008年12月通过了山东省科技厅组织的专家鉴定，为国内领先水平。2.2项目建设的目的、意义和必要性随着我国资源节约型、环境友好型企业建设步伐的顺利推进，复混（合）肥产业面临着新的发展趋势，主要体现在整合资源、节能降耗、提高产品科技水平等产业可持续发展的核心领域。史丹利化肥股份有限公司为节约能源，降低生产成本，采用氨酸法转鼓造粒及液态硫酸铵粘结团粒工艺，对原装置进行节能技术改造，在传统的转鼓造粒复混肥生产装置上开发出氯基复合肥新产品。该项目具有投资省，改造工期短，效果好，可大大提高该装置的生产能力和产品质量，降低能源消耗，同时“三废”排放污染物经处理后达到国家相关标准要求。该项目生产的复合肥成本低于同等养分的复混肥或复合肥生产成本，具有显著的经济、环境和节能效益。通过该项目的实施，可提高传统的复混肥生产装备的技术水平，促进复混（合）肥行业的科技创新能力的发展。该项目的实施具有一定的现实意义和较强的示范、推广、应用价值。在工业生产中，传统的蒸汽造粒复合肥造粒能耗大，污染较重，是节能改造的重点行业，同时也是复合肥生产企业面临的生死存亡的重大问题。当前，我国复合肥生产企业都在致力创造和谐统一的生产环境，推进化肥工业结构调整和重组，加大节能降耗及环境保护新技术、新装备投入，降低能源销耗，改革生产工艺，促进生产工艺路线多元化，提高资源再生综合利用的水平。因此该项目的建设符合我国节约资源，环境保护基本国策的需要。我国是一个化肥生产和消费大国，随着我国经济的快速增长和社会发展，党和国家对“三农”问题更加重视，化肥的需求量持续增加，复合肥产业已成为支撑我国农业发展的重要条件。因此国家制定出台了一系列相关政策，把化肥列为优先发展主题。但是进入二十一世纪，国际能源趋于紧张，石油价格一路飙升，生物能源应运而生，大量粮食被加工成燃料乙醇，造成了世界粮食紧张，导致化肥使用量猛增，价格上涨。我国虽然高度重视“三农”问题，粮食储备足，价格稳定，但受国际基础化肥原料价格影响，化肥生产成本居高不下，市场销售价格迅速增长，增加了农业生产成本，一定程度上挫伤了农民种粮积极性。因此，国内化肥生产企业适应市场环境，满足市场需求，降低化肥生产成本势在必行。 目前，受国际金融危机的冲击，复合肥产品市场和原料价格极不稳定，生产复混（合）肥所用原料氮肥和磷肥的价格在短短的2个月内就完成了从历史上的巅峰期跌落到6年来的谷低，尤其是生产磷肥的原料硫酸所用硫磺，近期国际交易价格每吨从800美元骤跌到60美元，国内工业硫酸也从每吨1200元（人民币）跌落到目前的每吨280元（人民币）。因此采用硫酸、液氨生产复混（合）肥成本低，利润空间大，经济效益好，能够较好的抗御金融危机的冲击。2.3 国内复合肥生产现状目前国内外复合肥的生产方法主要有：料浆法、团粒法、挤压法、掺混法和熔体法等，且以上几种方法都比较成熟，均建有不同规模的生产装置。熔体法造粒工艺，我国从1997年起开展熔体造粒法制备高浓度尿基复合肥技术的研究，科研人员先从尿基复合肥料的理化性质，混合反应机理，熔体料浆性质等多方面进行研究，取得了突破性的进展，获得了一系列工艺和技术参数。在此基础上，史丹利化肥股份有限公司在国内率先建设了2套累计年产100万吨的单塔和双塔熔体造粒工艺的复合肥生产装置。并在该装置上研究开发高氮基质复合肥与生物抑制剂缓释控释复合肥料，经山东省科技厅组织的专家鉴定达到国际先进水平。为节能降耗，实现创新发展，该公司将在原220万吨转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置进行改造生产氯基复合肥新产品，已通过省级鉴定，其工艺技术达到国内领先水平。史丹利化肥股份有限公司液态硫酸铵转鼓造粒复合肥节能工程改造项目，充分利用工业硫酸、气氨经管式反应器中和反应所产生的热能，对原220万吨转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置进行改造，节约能源消耗，提高产品的质量和技术含量，能够使企业实现节能、高效运转，降低生产成本，使企业产生良好的经济效益。项目改造后，能够节省大量煤炭资源，实现清洁生产，“三废”排放达到国家相关标准要求。综上所述，该项目的建设能够实现经济、环境和社会三方面协调持续，具有很强的推广意义。第三章 项目改造内容及及前期工作情况3.1 装置改造前情况3.1.1原生产工艺流程 蒸汽氯化钾尿素磷一铵氯化铵上料 一级烘干机一级冷却机造粒机 返料筛分机二级冷却机筛分机包装入库二级烘干机 烟筒除尘室风机 除尘室项目实施前年产20万吨蒸汽造粒复合肥工艺流程图工艺流程说明：工艺采用滚筒蒸汽物理团粒法造粒，来自蒸汽总管的蒸汽，来自上料工段的尿素、氯化铵、磷酸一铵、氯化钾、中量及微量元素、添加料经计量后与系统返料一起在造粒机内团聚造粒，经皮带机及斗提机输送、进入一级烘干机烘干及一级冷却机冷却；冷却后去粗级筛分筛分下大颗粒，再经细级筛分筛分下小颗粒及粉子后去二级烘干机烘干及二级冷却机冷却。经二级冷却机冷却后的中颗粒进入精品筛筛分，筛面上的物料作为成品经包膜机包膜进行防结块处理，处理后去自动包装机包装，包装后去成品库作为成品出售。粗级筛分筛分下的大颗粒返料经粉碎机粉碎后，同细级筛分筛分下的小颗粒、粉子及精品筛筛分下的粉子一起返回造粒机头部，作为系统返料在造粒机内团粒。一级烘干机、一级冷却机、二级烘干机、二级冷却机的尾气通过除尘室，风机加压，经30米烟囱放空。系统所需添加剂由磨粉工段提供，石块经鄂式破碎机破碎后，经雷蒙磨磨碎，磨碎后去二级旋风除尘收集细粉，供生产车间使用。3.1.2原工艺需要解决的问题原工艺的返料比为1.82.2：1，造粒机出口水分8%，用黏性添加剂造粒，与国内同行业相比，居于上游水平；国内同行业返料比为23：1。黏性添加剂的加入只是增加造粒过程的黏性，提高成品率，对肥效无帮助。返料比的降低，可减少吨成品需要烘干的物料总量，相应增大产量，降低消耗。造粒机出口水分的降低，可减少吨成品烘干需要的燃煤量。在同一配比情况下，造粒机出口水分的降低，靠造粒温度的升高来实现。在同一造粒温度情况下，造粒机出口水分的降低，靠合理配比来实现。工艺上的节能，靠降低返料比，降低造粒机出口水分，不用或少用添加剂来实现。通过蒸汽冷凝水余热回收利用，二次蒸汽等压回收节能措施来节煤。调整锅炉及热风炉燃烧状况，使一次燃烧室及二次燃烧室燃烧充分，采用炉渣分拣混烧，合理控制原煤颗粒度，煤层厚度，合理控制原煤的低位发热值，实行掺烧工艺，烟道尾气余热回收，用热风设备全部保温等节能措施来节煤。原工艺需要解决的问题，可通过以上节能措施途径来实现。3.1.3项目实施前设备节能需要完善的问题项目实施前风机为4-73型普通风机，风机效率只有60-70%，提高风机效率成为风机节能的重点。主要耗电设备应用变频调速器，节能电机，超过37KW的电机实行降压启动成为节电的重点。加强热风炉及锅炉炉体保温措施。3.1.4项目实施前公用工程概况1、给排水该公司目前用水主要为生产和生活用水，生产用水为蒸汽冷却水，日用量约90吨，日最大用水量约150吨。生产用水由市政自来水单路供水系统接入，并根据生产工艺要求进行相应的处理。直接冷却水和间接冷却水系统设有循环水池，通过水泵房供给各车间使用。厂区给水为生产、生活与消防合用一套给水管网。厂区排水采用雨污分流系统。所排生活用水经过化粪池进行初级预处理后，通过厂内污水管道与车间所排生产废水一道排入自建污水处理厂进行处理，然后达标排放。2、供电负荷等级：本项目生产设备用电负荷按三级；办公、生活用电均属三级负荷；消防用电负荷属二级负荷，采用充放电式电源箱作为备用电源。电压等级选择:外部供电电压为10千伏，车间用电负荷为380/220电压的设备，配电室降压后用380/220伏三相四线系统向生产车间供电。车间配电系统：变压器的低压侧耳母线分段运行并设有联络开关，保安电源接于低压母线，其开关与正常供电的变压器低压侧总开关设有联锁，生产车间动力照明各用一线，配电室设置单独照明配电盘供生活用电。动力及照明：电气车间和公用设施配电、动力、照明共用一个电源，三相四线制，动力干线380伏，三相三线制供电，采用铜芯全塑电缆穿管暗敷，支线用电缆或绝缘导线穿管暗敷，局部地方选用电缆桥架敷设。车间使用双管防爆日光灯，厂区及生活等其它照明为白炽灯。3、供汽生产用汽使用公司根据产量选型10t自备锅炉，能够满足生产需要。3.1.5主要能耗设备史丹利化肥股份有限公司主要耗能设备见下表表3.1主要能耗设备序号分段工程名称设备清单设备规格数量（台）设备功率（KW）1造粒烘干工段造粒机280080002552一级烘干机2800280002902一级冷却机2400240002552二级干燥机2200220002452二级冷却机1800180002372包膜机180060002222滚筒筛240070004902精品振动筛22005000232卧式破碎机PCH806521002立式破碎机XLP-10006552皮带秤B100025.52包装机DCS50/B242.22空压机0.7-72152包膜泵22.22包膜槽1000100022.22螺旋喂料机133300021.12搅拌机32008004902一烘热风炉560万大卡/小时218.62二烘热风炉320万大卡/小时212.12斗提机TH800-TH100081182一烘风机14D 2902一冷 风机12D2552二烘二冷风机10D4742造粒风机6D11522电器系统变压器总18002控制柜2台3仪表系统自动调节系统2台套上料自控调节系统1蒸汽自控调节系统1测温测压表4控制柜2台4锅炉岗位10吨锅炉162.72总计2231.23.1.6 主要耗能分析从主要耗能设备表可以看出，耗电的主能耗设备为烘干机、冷却机、风机、粉碎机；耗煤的主能耗设备为一烘热风炉、二烘热风炉、10吨锅炉；耗蒸汽的主能耗设备为造粒机。原工艺采用滚筒蒸汽物理团粒法造粒，吨耗电40度，吨耗原煤71公斤，吨耗蒸汽130公斤，吨耗一次水0.24m3，本公司原工艺吨消耗与国内同行业吨消耗相比居于中游，国内同行业吨耗电38-56度，吨耗原煤68-96公斤，吨耗蒸汽130-160公斤，吨耗一次水0.2-0.4m3。3.2 项目改造内容本项目采用工业硫酸、气氨经管式反应器中和反应、转鼓造粒工艺对原有220万吨转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置进行技术改造。主要改造内容如下：（1）采用“液态硫酸铵转鼓造粒复合肥工艺”对装置主要生产工序进行改造，需要改造造粒尾气吸收系统、供氨系统、供酸系统、造粒反应系统，需增强筛分系统、仪表控制系统、配电节能系统，同时改造一些辅助生产系统。（2）采用变频调速器节能电机，对超过37KW的电机实行降压启动。（3）对热风炉及锅炉炉体保温、一次燃烧室及二次燃烧室进行改造，实行掺烧工艺，采用炉渣分拣混烧，控制原煤颗粒度，对烟道尾气余热回收，同时对热风设备全部保温。（4）对蒸汽冷凝水余热回收利用，蒸汽管道及蒸汽加热设备保温，余压利用，二次蒸汽等压回收等节能改造。（5）通过直接节能措施的实施，本生产装置消耗已经降低，但降低幅度不太大，只降低了20%左右。3.3 前期工作准备通过直接节能措施对原装置实施改造，能量消耗降低幅度不太大，只降低了20%左右。要想获得大的节能空间，只有通过工艺的改进，为此该项目承办单位成立了科技攻关组，以降低返料比，提高产出率，降低电耗，降低蒸汽消耗，减少原料中填充料的使用为研究课题，攻克了“无水分引入液态硫酸铵转鼓造粒复合肥工艺”这一新课题。“无水分引入液态硫酸铵转鼓造粒复合肥工艺”的研制成功可利用液氨与硫酸的反应热加热成蒸汽进行造粒，不用蒸汽或少用蒸汽造粒，节约蒸汽，减少煤耗；可减少了造粒机出口水分，降低了烘干能耗；可利用液态硫酸铵的黏性来提高成品率，省去原工艺中的黏性添加剂，省去加工黏性添加剂所需耗电；可提高造粒成品率，降低烘干负荷，提高产量，降低电耗，煤耗。经过对“液态硫酸铵转鼓造粒复合肥工艺”这一节能工艺的效果分析，史丹利化肥股份有限公司决定实施本项目的建设。第四章 工艺技术方案4.1 改造工艺原理、设备、工艺数据分析和研究4.1.1液态氨酸转鼓造粒复合肥生产原理分析和研究液氨与硫酸中和反应。浓硫酸经稀释后与定量的液氨在管式反应器中进行中和反应，生成硫酸铵料浆并放出热量，其化学反应式如下：H2SO4(稀)+2NH3= (NH4)2SO4+Q氯化钾、磷酸一铵、硫酸氨间的复分解反应及复盐生成。从配料岗位输送到造粒机内的氯化钾和磷酸一铵在低温下可进行复分解反应生成磷酸二氢钾和氯化铵，但该反应在温度低时反应缓慢生成的磷酸二氢钾量相对较低，当硫酸与液氨进行中和反应放出大量的热量时，物料温度升高加速了其反应速度，同时液氨与硫酸进行中和反应生成的硫酸铵又与物料中的氯化钾发生复分解反应生成硫酸钾和氯化铵。其化学反应式如下：KCl+ NH4 H2PO4= KH2PO4+ NH4Cl(NH4)2SO4 +2 KCl= K2SO4+2NH4Cl复盐固溶体的形成。该物料中氯化钾和磷酸一铵发生复分解反应生成的氯化氨与原料中的氯化钾将形成氯化铵钾复盐固溶体(NH4，K)Cl。硫酸与液氨进行中和反应生成的硫酸铵又与氯化钾复分解反应所产生的硫酸钾形成硫酸铵钾固溶体 (NH4，K) 2SO4 。氯化钾和磷酸一铵反应生成的磷酸二氢钾与原料中的磷酸一铵又形成磷酸铵钾固溶体(NH4，K) H2PO4。这些固溶体将是该肥料的主要成分，并在造粒过程中起到成球作用。其化学反应式如下：（1 p）NH4Cl+ p KCl=(NH4，K)Cl p=01(1q) (NH4)2SO4+q K2SO4=(NH4，K) SO4 q =01(1n) NH4 H2PO4+nk H2PO4= (NH4，K) H2PO4 n=014.1.2 设备选择和研究管式反应器。传统的氨酸中和反应采用悬埋式双喷管法，生产中经常出现反应不完全造成局部物料粘结、赌塞等现象，影响物料的成球速率，而且悬管容易在高温下弯曲变形，阻挡物料导致酸管断裂，使氨酸中和反应受阻。为保证硫酸与气氨的充分反应，该采取在造料机入口端安装管式反应器，且反应器出口管平行伸入造粒机内，硫酸与液氨中和反应所产生的被压将料浆直接均匀的喷到造粒机内的物料上，使物料与料浆充分混合滚动造粒，从而避免因硫酸与气氨因反应不充分造成造粒机内物料、料浆比例不均造粒困难的现象，确保了物料成球率。管式反应器材质的选用问题非常关键，因其在酸、碱介质中使用，其温度高达250，需选用耐高温、耐腐蚀、耐磨损的材质，我们先后试验了316L ，普通钢管内衬聚四氟乙烯、搪玻璃等，我们认为采用316L经济性、使用性均好，可满足其工艺要求。造料机结构改进。原造粒机内壁衬不锈钢板，目的是解决介质腐蚀和物料粘壁问题，但由于气氨、硫酸反应剧烈物料极粘稠仍然使造粒机内壁粘结，经常需要停车清理，影响设备的正常运转和开车率。史丹利化肥股份有限公司针对这一问题采取了在造粒机内衬一层耐温、耐酸、耐磨的天然橡胶板并将造粒机筒体切割成数个气孔，使设备在运转过程中在重力和气体鼓动的作用下衬板产生震动物料自然脱落，防结壁效果相当明显。造粒尾气处理。由于硫酸与气氨在反应过程中有过量的气氨逸出，若直接排放既浪费资源又污染环境，为此史丹利化肥股份有限公司采取了将造粒机一端增加密封装置，且新增一台4-72NO12C离心鼓风机和一套文丘里洗涤装置。考虑造粒过程中尾气温度较高，采用水作洗涤液吸收气氨时，因氨的溶解度受温度影响吸收率较低且容易饱和造成污染事故。该采取了用稀硫酸作为气氨的吸收洗涤液对尾气进行处理，效果较好，可大大提高氨的回收率，减少环境污染。该洗涤液使用一定时间时，通过泵送到配酸工序可作工艺水使用，资源得到充分利用，若考虑严格的环保要求，还可用2台文丘里洗涤装置串联进行洗涤，其效果更加明显。硫酸、气氨计量和自动控制装置。在氨酸法造粒复合肥的生产过程中，硫酸和气氨的计量非常关键，因其准确度正确与否关系到产品质量，和能否连续正常运转的问题。硫酸和气氨都属强危险化学品的强腐蚀剂，尤其是硫酸腐蚀性非常严重，一般材质不能耐其腐蚀，我们通过查阅大量的资料，经过考察选用了316L衬铂铹材质的转子流量计和气氨专用涡街流量计，并结合DCS微机自动控制系统，可有效解决以上问题。4.1.3工艺指标选择和研究采用氨酸造粒法生产氯基复合肥时，由于生产的产品有效养分的含量不同，所用气氨、硫酸的比例、数量不同，其工艺操作指标也不相同，现以生产有效养分45%（15-15-15）产品为例，其主要工艺指标如下：稀释岗位：硫酸浓度98% 稀释时间：45分钟氨酸比8：7 稀释温度30稀酸浓度52-54%造料岗位： 稀硫酸流量：0.26 m3/h 蒸汽压力：0.3MPa-0.4 Mpa气氨压力：0.6 MPa -0.8 Mpa 计量频率：6HZ 洗涤液流量：0.5-0.6 m3/h 烘干、冷却岗位： 烘干机进口气体温度：250-300 烘干机尾出口气体温度： 65-85 冷却机出口物料温度：504.2 改造总体思路综合生产颗粒肥料的生产方案主要有以下几种1、料浆法以磷酸、氨为原料，利用中和器、管式反应器将中和料浆在氨化粒化器中进行涂布造粒或转鼓料浆增湿团粒，在生产过程中添加部分氮素和钾素以及其他物质，再经干燥、筛分、冷却而得到NPK复合肥产品或硫基复合肥产品，这是国内外各大化肥公司和大规模生产厂家常采用的一种生产方法。此法的优点是：生产规模大，产品质量好，产品强度高。但该法最大的缺点是生产成本高，能源浪费大，因在料浆的制作中需引入水分，该水分在烘干过程中需消耗大量的燃料将其烘干，这样即浪费能源又增加环境污染。2、增湿团粒法以单体基础肥料为原料，经粉碎至一定细度后，物料在转鼓造粒机(或园盘造粒机)的滚动床内通过增湿、加热进行团聚造粒，造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到NPK复混肥料产品，这也是国际广泛采用的方法之一，早期的美国及印度、日本、泰国等东南来国家均采用此法生产。我国中小型规模的复合肥厂大多采用此种方法。但该法相对加工过程生产成本高，能源消耗、环境污染大。3、部分料浆法近年来，国内又发展了利用尿液或硝铵溶液的喷浆造料工艺即部分料浆法，利用尿液或硝铵溶液的液相与其它固体基础肥料和返料一起进行涂布造料。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到(尿基或硝基)肥料产品，但该法在尿素生产企业通常具有较强的优势，若购买成品尿素再熔融，则其优势并不明显，并且该法所用的氮为氮肥企业加工好的产品氮，其生产成本相对较高。4、掺混法根据养分配比要求，以各种不发生明显化学反应、颗粒度和圆度基本一致的氮、磷、钾或中微量元素各固体基础肥料为原料，通过一定的掺混方法配制成养分分布均匀的掺混肥料，该法加工过程简单，装置投资费用及加工费用比较低，是一种非常实用易于推广的方法。掺混肥料行业是化肥生产、销售和农业生产达到较高的水平后才得以实现的产肥、用肥的方式。它可以降低化肥分配、销售和运输费用，使农业施肥科学化，有益于解决过度施肥造成的资源浪费和化肥污染的问题。但该法在农业科学施肥水平提高后方能很好的得到推广，且必须各单体肥料加工成颗粒，方能满足国家肥料标准要求，适合农业的机械化施肥要求，该法目前还市场认可和推广的过程。5 、挤压造粒挤压造粒是固体物料依靠外部压力进行团聚的干法造粒过程。生产过程一般不需要干燥和冷却过程，特别适应于热敏性物料，同时可节约投资和能耗，能生产出比一般复合肥浓度更低的低浓度复合肥，生产中也可根据需要添加有机肥和其他营养元素。目前我国使用该法的企业一般都是年产3万吨以下的生产规模的小型企业，德国魁泊恩机械制造公司最新开发研制了每小时可生产75吨复混肥的辊压造粒装置。该装置在我国刚刚属于推广阶段。 6、高塔熔体造粒工艺熔体造粒工艺在化肥生产中己得到应用，如尿素塔式喷淋造粒、硝酸磷肥塔式喷淋造粒和双轴造粒、硝铵塔式喷淋造粒、硝磷铵塔式喷淋造粒等。但该工艺用于制造高浓度尿基复合肥料在国内相对较少，这一工艺由于不需要传统复合肥生产装置中投资及能耗最大的干燥系统，而且根据尿素及尿基复合肥的特性，特别适合尿基高氮比的三元二元高浓度复合肥的生产。综合以上方法，史丹利化肥股份有限公司通过考察、分析论证，选用了在原转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置上，通过技术改造，增加管式反应器、文丘里洗涤器、DCS控制系统等装备，采用氨酸法转鼓造粒装置，利用液态硫酸铵粘结滚动成粒，降低烘干机的生产负荷，提高了产能，且其产品均匀质量好，养分均匀，颗粒光滑圆润，设备改造投资少，生产成本低，工艺操作稳定，在生产过程中节能降耗效果显著的特点。改造后，产品质量按GB15063-2001国家质量标准检测。表4.2：转鼓氨酸法造粒复合肥质量技术指标表序号检验项目名称标准要求及标明值要求备注1外观条状、粒状或片状产品，无机械杂质2总养分（N+P2O5+K2O）%513水溶性磷占有效磷百分率 704水分（H2O）2.05粒度（1.004.75）906总氮（N）含量171.57有效磷（P2O5）171.58氧化钾（K2O）171.54.3工艺改造方案液氨蒸发器洗涤浓硫酸放空 计量混合 气氨计量管反 热风炉空气 水氯化钾尿素磷一铵氯化铵上料 一级冷却机一级烘干机造粒机 空气热风炉 返料包装入库包裹机筛分机二级冷却机二级烘干机筛分机