肥料生产工艺与原理实习报告.doc

青 岛 农 业 大 学
学 生 实 习 报 告

实 习 名 称： 肥料生产原理与工艺课程实习
专 业 班 级 ： 资环专业 09级4班
姓 名（学号）： 赵伟丽 20091856
实 习 时 间： 2012年4月23日 ——5月13日

2012年 6月25日

实 习 报 告 评 阅 意 见
批阅
教师
对报
告情
况的
概述

批阅人签名：
年 月 日
报告成绩

一、实习目的 《肥料生产原理与加工工艺》是我们农业资源与环境专业的一门专业必修课，课程安排了为期三周的实习，其主要目的：
1.参观有机肥料厂和化肥厂生产车间以及尿素、碳铵、过磷酸钙、液体肥料等产品的生产工艺流程和特点，了解相关的生产设备和仪器仪表的工作、操作原理，增加感性认识。
2.运用自己的专业知识了解生产工艺和生产设备，将理论联系实际，学以致用，进一步巩固、深化已学过的课堂理论知识
3．沸腾流化床包膜工艺应用与实践是鼓励大家根据试验的目的自行设计方案，自己确定实验参数，调整包膜材料的用量，自己制造包膜控释肥料，自己评价包膜控释肥料的性能，并对比讨论结果，以提高大家的动手能力和创新思维。
二、实习安排
1、指导教师：杜志勇、史衍玺、刘树堂
2、实习对象：全体09级资环专业学生
3、实习时间：2012年4月23日——5月13日
4、实习地点：
1）室外实习：阳煤集团烟台巨力有限公司、寿光稻田镇利丰公司、寿光蔡伦中科、潍坊昌乐的“乐多收”公司等
2）室内试验：转鼓法自制作物专用控释肥料
三、实习内容
1、莱阳巨力化工厂的尿素生产工艺（单质肥料）：
阳煤集团烟台巨力化肥有限公司是胶东半岛最大的尿素生产企业，前身为莱阳化肥厂，始建于1966年。现装置能力年产氨醇15万吨，尿素16万吨（大颗粒尿素装置能力10万吨/年），甲醇3万吨，食品级液体二氧化碳3万吨，为满足合成氨配套改造工程公司对尿素进行节能增产技术改造，改造完成后尿素装置能力将达到25万吨/年，预计项目将于2012年6月建设完成。
该公司老板是山西煤矿老板，刚好将煤矿中废弃的煤渣运过来生产水煤气，作为生产尿素的原料，以最廉价的资本投入获得最好的效益，较其他化肥生产公司更具有竞争力！同时，煤矿与化肥工艺的有效结合减少了煤矿区的煤渣污染和浪费问题，利于和谐社会的建设。
尿素的生产过程可分为三个部分：尿素合成部分 、未反应物分离和回收部分、蒸发造粒部分
该公司工艺流程特点是以煤为原料，制成水煤浆，配置大型空分装置，其氧气供气化，氮气在氮洗配入合成气中，气化后饱含水的合成气先进入变换，使得CO与H2O反应生成H2和CO2，经过甲醇洗脱除去CO2和H2S，再经液氮洗脱除去微量的CO和CO2以及其他杂质，配以N2制成纯净的净化合成气去氨合成工艺。半水煤气由煤气气柜进入电除尘器，除去固体颗粒后一次进入压缩机的一二三段，加压到1.9——2.0Mpa，送入脱硫塔，用ADA溶液或者其他的脱硫溶液洗涤，其目的是除去硫化氢。随后，气体经饱和塔进入热交换器，加热升温后进入一氧化碳变换炉。用水蒸气使气体中的一氧化碳还原出氢气。变化后的气体返回热交换器进行降温，并经过热水塔进一步降温后，进入变换气脱硫塔，一除去变换时产生的硫化氢。然后，气体进入CO2吸附塔，用水洗法除去大部分的二氧化碳。脱碳后的原料气进入压缩机四五阶段，压强升到12——13Mpa，一次进入铜洗塔和碱洗塔，使气体中残余的CO和CO2含量进一步降至20mg/kg以下，满足合成氨的需求。
尿素的合成首先是NH3和CO2在合成塔中混合形成液相，生成氨基甲酸铵（甲铵）； 其次是甲铵在液相中进行脱水反应生产尿素。其反应式如下：
2NH3(l)+CO2(g) = NH4COONH2(l)+ 97.8kJ/mol
NH4COONH2(l) = NH2CONH2(1)+H2O(l) - 20kJ/mol
在尿素合成的反应中，第一步反应：氨和二氧化碳生成甲铵的反应很快而且是完全进行的，并放出大量的热。但第二步反应：甲氨脱水生产尿素的反应较慢，需要一定的反应时间，且反应是不完全的，投入的原料NH3和CO2，生成甲铵后，仅部甲铵分转化尿素和水，以二氧化碳计的转化率为50%—72% ，因此合成塔排出液是尿素、氨、二氧化碳和水的混合液溶液。然后进入分离、循环回收系统。
气体的CO2和NH3是在水中生成的，此过程中要求原料浓度较低，浓度高时在150℃时生成缩二脲，影响作物种子的发芽率。为提高造粒合格率（>2mm粒径）达99%以上，工艺采用高温高压低毒条件。58米的造粒塔，138℃加压，经过旋转的造粒喷头，自然风的作用下使其降温至60℃落下至承接漏斗中，经传送带运送至筛分机处，温度刚好降至可以封装温度。能耗低，生产效益高！
2、寿光稻田镇利丰公司的肥料生产工艺（复合肥料生产加工）
利丰公司坐落在中国蔬菜之乡—寿光市稻田镇工业园，该公司已投资建成年产30万吨氨态氮高塔复合肥、30万吨硝硫基高塔复合肥；40万吨氨化造粒复合肥项目、20万吨硫基氨化造粒复合肥、。主要拥有高塔造粒高浓度复合肥、氨化造粒复合肥、各种专用肥、冲施肥和生物有机肥五大系列二十多个品种和“百利丰盛”、“菜乡”、“瑞旺”、“圣德源”、“金福莱”五大品牌。该公司产品在采用国际先进高塔熔融喷淋造粒工艺和氨化双烘双冷工艺的基础上，加入美国进口的新型含有机肽激活因子的金属蛋白酶。
我很欣赏该公司的宣传语“宁可停工停产，绝不违章冒险”，保证生产环节的绝对安全！
高塔造粒工艺：该公司将山东最高的高塔从120米提高到了180米。拥有盛粒喷头、真空或者空气喷P，借用自然风的作用使肥料颗粒冷却。以尿素作溶剂，提高N含量。严格的计料计量，采用电脑配料、低温转化，制造出粒度均匀、速溶、全溶、高效的硫酸钾复合肥。高塔造粒复合肥生产装置，包括高塔和设置在高塔顶部的造粒机，高塔的底部设有用来称量原料的原料计量称，可以准确称量原料的所需用量，高塔的顶部设有原料仓，原料仓与原料计量称之间设有用来提升原料的原料斗提机，原料仓的下部连接有原料熔融器，尿素或硝铵磷在塔顶熔解，过程中产生的缩二脲、氨气等有害气体通过塔顶风机直接排入高空，原料熔融器的下部管道连接有混合槽，尿素或硝铵磷熔化后直接流入混合槽内，减少了缩二脲、氨气等有害气体的生成，提高了产品的品质，混合槽与造粒机连接，新型设备既适用于硝基复合肥生产又适用于尿基复合肥生产，可满足不同客户需求。
脲甲醛工艺：原料是尿素和甲醛。首先使尿素在130-140℃时熔融，与甲醛结合，在粘合剂的作用下使得甲醛能很好的粘附在尿素表面，添加粉状P、K肥，经过滚筒造粒，烘干之后包装即可作为产品销售。
此脲甲醛复合肥的特点：采用先进的脲甲醛技术经高塔造粒而成，提高养分利用率；内含微量元素，养分释放吻合作物生长需要，前期不徒长，中期不缺肥，后期不脱肥；养分释放周期长，一次施足底肥，不计追肥；减少投入，降低成本，增产效果明显。
氨化工艺：主要湿式反应器，关键的酸是H3PO4，H2SO4和HCl可有可无，将酸加压，首先使粉料经过很长的烘干桶，经过计量装置配料，然后包膜，将湿物料表面喷上干粉，冷却成颗粒。
利丰公司生产的产品具有见效快、肥效久、绿色环保等特点，能有效改善环境中氮磷钾养分的失衡状况，是新概念绿色肥料产品。利丰化工为进一步提高市场竞争力，公司与美国伊利诺州纳米化学公司合作，采用美国目前国际上最先进的技术在氨化造粒的基础上加入美国金属蛋白酶，这种蛋白酶具有长链蛋白质和阴离子表面活性剂的特征，与土壤中的阳离子具有极强的螯合作用。除具有一般复合肥的作用外还有如下特点：一是控制肥料分子的释放速度以达成与植物生长周期中对肥素要求的同步。因为植物对肥素的吸收在离子状态存在时最有效，该复合肥能够维持肥素的离子状态，延长肥料的有效性,提高产品的利用率。二是能有效的把土壤中没有被利用的养分富集起来，让作物进一步吸收，有聚合作用。三是金属蛋白酶有促进根部生长的作用，使之长出更多更长的根和根毛，增加根部的表面积，提高作物吸收养分的能力，使植物根深叶茂、茁壮成长，从而提高作物的抗病能力，增产增收。四是降解作用。目前，我国蔬菜由于过量使用化学肥料造成硝酸盐及亚硝酸盐含量不断增加。硝酸盐正是强致癌物的前提物，而金属蛋白酶可以在一个标准生长季可完全将有害毒素降解。我们与美国伊利诺州的合作，使我们创造了国内最好的肥料。在化肥市场竞争日趋激烈的今天，我们相信只有最好的产品才会有最好的市场。
    利丰化工硫基氨化造粒复合肥项目的试车成功，标志着公司的发展又进入一个新的阶段，有利于促进农业作物及无公害蔬菜的发展，有着较好的社会效益和经济效益，公司争取在最快的时间内生产出高质量的产品，为中国绿色农业的发展作出应有的贡献。
3、蔡伦中科利用造纸余料生产有机无机复合肥，进行无害化处理（有机无机肥料生产）
寿光蔡伦中科肥料有限责任公司致力于生态、环保肥料生产的大型肥料生产企业，是我国第一家采用现代高新技术处理生化有机物并产业化生产有机肥系列产品的大型企业。生产销售代表21世纪肥料发展方向的系列产品。
    公司拥有颗粒肥、膏肥两条先进的肥料生产线，采用了中科院五项国家发明专利，应用了有机物快速堆肥及专用肥生产技术和高温好氧发酵的高科技工艺流程，整个生产过程实现了自动化控制。由电脑控制温度在60℃左右，自堆有上往下通氧气，大约15天左右可以完全腐熟。堆肥过程中堆的外侧是封闭的，防止侧漏和二次污染，重金属含量水平均达到国家标准。 
该公司产品将生化有机物、豆粕、腐植酸、有益菌，采用国际先进水平的现代化自动控制专利生物发酵技术，经机械化翻抛，充氧，高温发酵杀灭病菌，病虫卵，达到无害化处理，同时将速效化肥、中微量元素按科学的配方，用独特的工艺糅合而成，真正做到了低碳融于原料、生产及功效中，环保高效，培植地力，造福一方百姓。发展低碳农业已是刻不容缓，并且潜力巨大、大有可为。蔡伦中科积极响应“科学施用化肥，引导增施有机肥，全面提升地力”号召，秉承坚定为农的理念，投身有机肥生产行业，致力于还农民沃土，使农民增收，发展低碳农业。木质素的储量仅次于纤维素，而且每年都以500 亿吨的速度再生。单是制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约 1.4 亿吨纤维素，同时得到 5000万吨左右的木质素副产品，但迄今为止，超过95 %的木质素仍以“黑液”直接排入江河或浓缩后烧掉，造成了极度的资源浪费与二次污染。蔡伦中科变废为宝，“收集废弃木料做资源化整合与可再生利用，从中提炼木质素”，真正从有机肥原料利用着手，秉承节约资源、减少污染、清洁生产的理念，走出了一条既环保又高效的低碳路。
4、潍坊乐多收公司
乐多收公司生产的主要产品有水溶肥、有机肥、冲施肥、叶面肥、糖醇钙等类别，其中主要产品有花果护士、海藻肥、蓝精灵作物专用肥、根满地、根先生、乐多收捕快等等。随着中国农业的集约化、规模化发展，水资源的进一步匮乏，以及大型农场不断涌现，滴灌、喷灌节水设施农业面积迅速扩大，更多的人认识到水溶性肥料和水溶肥料产品的重要性。水溶肥料符合更加环保，更加可持续发展的新一代肥料，也是中国肥料工业和产业未来的的重点发展的产业之一。
乐多收生产液体肥料的生产设备：液剂大吨位调配槽；液剂自动充填包装流水线；液剂铝箔包装充填机。流水线操作生产效率高，人工资源配备节约。
产品测定仪器：全进口日立高效液相色谱仪、岛津液相色谱仪、气相色谱仪、紫外/可见光光谱及其他配套仪器和化学测试仪器等。
针对不同作物及土壤养分状况等因素，设计不同配方，因此具有多样性。生产原料要求水不溶物小于5%，对作物、土壤和人畜没有毒害作用，对作物起主要作用的是营养元素，添加的激素等生长调节物质只起辅助作用。
5、室内试验：作物专用控释肥的生产与肥效评价
小组成员： 赵建坤 赵涛涛 赵伟丽 任衍珍 孙雪 李秀云 秦栋菊 许耀华
杨传龙 王顺 张浩 孙屹焜 栾鹏
组内分工：（每个成员都参与了方案讨论）
配方设计
赵建坤
配方计算
赵伟丽
称 量
李秀云 秦栋菊 孙雪
研磨制粉
赵涛涛 孙屹焜 王顺
混匀造粒
许耀华 杨传龙 栾鹏
水分控制
张浩
颗粒筛分
任衍珍 赵伟丽

实验目的：熟悉肥料新产品的开发过程；掌握肥料生产工艺设计；学会运用新型肥效评价的一般方法。
实验原理：参考《植物营养》的相关知识归纳作物的养分规律，并结合作物的生长环境和土壤养分状况，确定肥料的养分配比，选择合适的生产工艺，生产控释肥料产品，并且对生产的新型肥料产品进行肥效评价。其中，生产工艺的一般工艺为选料、混料、造粒、筛分、烘干、包膜等等。
仪器设备：转股流化床、挤压造粒机、沸腾式流化床、颗粒粉碎机、圆盘造粒机、颗粒整形抛光机、电子天平、烘箱、喷水壶等
实验材料：尿素、过磷酸钙、硫酸钾、滑石粉、水
实验步骤：1、配方选择：选择西瓜专用控释肥 西瓜对N、P、K的养分配比一般为N:P2O5:K2O=3:1:4
2、配方设计及配料计算：根据养分配比情况算的养分极限配方为39.7%，一般采用极限配方的80%作为总养分含量即为31.76%，为了计算方便和满足西瓜对养分需求，使得总养分含量选为30%。3+1+4=8
30×3/8=11.25 30×1/8=3.75 30×4/8=15
则需要纯N:P2O5:K2O含量按照每1000g计算为：
N:1000×30%×11/30=110g
P2O5:1000×30%×4/30=40g
K2O：1000×30%×15/30=150g
配制3kg的控释肥各需尿素、过磷酸钙、硫酸钾的量分别为：
尿素：110÷46%×3=717g
过磷酸钙：40÷18%×3=666g
硫酸钾：150÷50%×3=900g
填料即滑石粉的量为：3000-717-666-900=717g
3、分别称取相应质量的原料（较实际需要质量稍多的过磷酸钙和硫酸钾）
4、粉碎、混合、造粒：将过磷酸钙和硫酸钾分别用颗粒粉碎机粉碎，然后再用电子天平称足实际需要量备足备用。将尿素先倒入转鼓包膜机内，然后倒入过磷酸钙混匀，用喷水壶往里喷足够水分，不可过多，然后再加入硫酸钾粉末，混匀后喷水。最后加入滑石粉，混匀，待颗粒大小适中时取出。
5、筛分：将制造出的颗粒倒入筛网中进行筛分，使过大或过小的颗粒筛分出去，剩下的部分合适规格的颗粒放入电热箱内35℃烘干，烘干后分装。
实验中遇到的问题和注意事项
1、 配方设计中，总养分含量不可高于极限配方，以极限配方的养分含量80%为宜。
2、 选择原料需要考虑其价格，肥料当季利用率等。
3、 造粒过程中，注意水分的控制，以喷雾水壶出现武装喷洒效果为宜。防止也因生产颗粒肥料贮存提供防结块处理。
4、 实际生产中，如用小颗粒尿素生产制造大颗粒尿素时，筛分余物和筛上物都可以继续使用，一减少资源浪费，减少污染。
5、 当转鼓中的颗粒，增加到合适粒径时，及时倒入滑石粉，使颗粒间很好分离。
试验总结：试验设计了适合西瓜种植的高产配方，根据西瓜需肥比例3：1：4，然后根据极限配方原理计算出极限配方是39.7%，选择总养分含量为30%的配方比例，即N:P2O5:K2O=11：4：15。试验选择的原料是尿素、过磷酸钙、硫酸钾三种肥料，因其价格低廉，易得，含氮和钾量高，都是水溶性肥料。填料选择滑石粉，原因是使得生产中颗粒与颗粒间不易粘结成块。试验中使用了荸荠式转鼓糖衣机制造控释肥。因水分过多引起结块，同时筛分后放置在电热恒温鼓风干燥箱内干燥。
此次试验中是我们亲身体验了控释肥的制造工艺，熟悉了相关仪器设备的使用及注意事项。同时也体会到了组内合作的重要性！本次实验由于对转鼓造粒工艺不是很熟悉，因此在使用其造粒过程中对水分的控制不是很好，致使所制造的肥料颗粒粒径大小不均匀，脆硬度等不是很强。不过，经历了此次的试验使我们更加认识到了肥料生产工艺中的各项条件和指标等要求都是相当苛刻的，容不得半点马虎！只有每一道程序都严格按照标准来才可以生产出合格的产品。

（室内试验进行中。。。。。）
四、实习总结
为期三周的综合实习很快结束了，在本次的实习中我受益匪浅！我得到了一次较全面的、系统的锻炼，也学到了许多书本上所学不到的知识和技能。首先从我所掌握的专业知识层面上说，这是一个由理论到实践的升华；其次从我个人来说，实现了从未涉世的大学生得到了初步了解社会的转变，为以后工作奠定了基础。这个实习，给了我接触社会、了解社会的机会，了解了专业课程对口的行业，为我毕业后进入社会进行工作的筛选和选择奠定了基础，深切感激杜老师为我们精心设计的实习路线！
在实习过程中我深刻体会到了植物营养及肥料方面的人才培养和科技推广越来越迫切。大学期间的专业教育使我获得了许多与新时代社会相适应的理论知识储备，让我们走出校园近距离的接触了理论知识在高端技术领域的应用。
在当今国家大力扶持农业发展的今天，低碳农业、环保农业方面的技术得到了很好的施展的机会。现行的滴灌、喷灌、水肥一体化等技术不仅解决了植物不同生长阶段的营养需求，更减少了农业水资源的浪费，尽可能的减少了对环境的污染和破坏，为建设和谐友好型社会贡献力量。同时这也为有机无机复合肥料和液体肥料等的产业发展提供了很好的发展前景，也为农业资源与环境的同学送来了又一福音。这就需要我们掌握更精准更高端的肥料生产等相关的技术技能来响应国家政策下的农业发展。
平时我们在课堂上学到的理论知识仅仅是肥料技术方面的皮毛，若想用所学到的知识就想制造出农业用肥料是远远不够的。在这个信息技术飞跃发展和传播的今天，各项技术都有被淘汰的可能性，况且我们课上学习的一些工艺等一般都是几年前的，现在早已被更高端的技术所取代了。所以“尽信书则不如无书”这句话明确的指出了当代大学生提高创新性思维的重要性。任何一种技术都可能被取代，只有不断创新才可以不断引领潮流。为此，我会在以后的学习实践中慢慢克服，不断进步，争取将自己所学知识最大限度的发挥其效用！
就目前的情况看来，中国是一个人口众多的能源资源相对缺乏的国家，却又是一个资源能源浪费严重的国家。比如农业生产中的秸秆，谷壳等许多资源大部分都以粉碎还田、焚烧等方式处理掉，没有达到资源的最大化利用。又比如畜禽养殖等产生的粪便等大部分只是经过简单的堆肥处理施到地里去了，甚至还有相当数量的此类资源排放到了沟河湖泊等造成了严重的环境污染。假如充分利用起来的话，就是一种取之不尽用之不竭的优质能源资源，但假如弃之不用的话，它就成为了一种永无尽止地污染空气污染水体污染环境的废物。再比如，现在在我们的河流中漂浮着的蓝藻，一方面说明水质出了问题，但另一方面说明那水中含有丰富的有机养分氮和磷，河下的泥土沃田最好，用这样的水灌溉农田能够增产粮食。因此，假如我们能够将原本弃之不用大量流入水中的有机废物利用科学技术来进行加工生产成为有机肥料的话，不仅能够为国家节省大量生产化肥所消耗掉的宝贵能源，更重要的是能够减少污染，逐步达到净化空气、水体和保持人类生存环境的生态平衡。
随着近几年来肥料产业的发展，以及肥料可人的增产效果，现在的农民已经不再衷情于传统的以人畜粪便为主的农家肥。多年来化肥的推广和普及已经使农民习惯了施用化肥的好处：表面上的干净、施用上的方便、效果的明显、储存上的简单等等，在他们眼里过去那种施用又脏又臭又吃力的传统农家肥已经是陈年旧事了，而现代化就是机械化、化肥化。孰不知多年来不合理的施用化肥，其增产效果是一年不如一年，其用量是一年强于一年。这就好像人感冒了习惯了打点滴，而一般的感冒药失去了相应的效用。这样多年下来，还造成土地板结化、肥力下降及地下水的严重污染，而当人们意识到这一问题时却是已经很难挽救了。 针对于此，生物有机肥料应运而生。生物有机肥是指特定功能微生物与主要以动植物残体（如畜禽粪便、农作物秸秆等）为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。生物有机肥的生产能将原本有害的事物无害化，而其使用又能提高土壤肥力、改良土壤结构，使作物增产，同时还能促进化肥的利用，提高化肥利用率。我们现在所学的农业固废处理技术中的“六化”主要就是与此相关的。实习中我们也参观了蔡伦中科以造纸业肥料生产有机无机复合肥料的工艺流程，还有“乐多收”公司等的以浒苔等为原料生产的蓝精灵等液体肥料，这都是废弃物质资源化利用的典型的例子。
实习过程中，我们不仅初步的了解了生物有机肥的制作工艺，更多的是学到了在有机肥行业的前辈们的经验指导。也得知生物有机肥的发展前景是美好的，而我们的专业将来也是有很大前途的。
通过这次实习，我了解了很多日后工作所需的基本技能，检验了平时所学习的基础知识，对《肥料生产原理与工艺》这门学科有了更深刻的理解，这于我来说无疑是受益匪浅的。我相信，这次实习让我获得的经验、心得会促进我在以后的学习、工作中寻找到合理的方法和正确的方向。实习中我深刻认识到了自己在以往的学习中存在的问题和不足，比如说不能很好的将理论知识与实践相结合，对现有的高端技术了解不是和透彻，自我学习和自我提高的意识有待加强！
最后，当今社会的各项富农政策使我更坚信了自己的选择！学农的前景光明！