年产5-万吨高浓度复合肥工艺设计.docx
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1、年产5 万吨高浓度复合肥工艺设计(项目建议书)班级:08级化学工程与工艺2班姓名: 俞 绍 权 学号: 20080300422 日期: 2011年4月8日 年产5 万吨高浓度复合肥工艺设计(项目建议书)1. 建设项目的目的和意义本项目是为了投资建设一个年产5万吨的高浓度复合肥我国是世界人口大国,也是农业大国,人多地少。如何提高粮食产量,满足人民生活需要,已经成为举国关注的焦点。化肥在粮食增产中起着巨大作用,在各项增产措施中,肥料增产作用大约占40%-65%。我国化肥使用发展很快,1980年化肥施用量为1269万吨(养分),1998年达到4085万吨,增长2.2倍,为我国的国民经济发展起到了巨大
2、的推动作用。而这些年来,无论国际海事国内都开始大面积使用复合肥, 因为复合肥养分齐全,副成分少。不仅复合肥的总养分含量较高,而且营养元素的种类也比较多,一般来说,复合肥含有二三种以上营养元素,这些营养元素都是农作物必需的营养成分。复合肥中含氮、磷、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯等农作物所必需的营养元素,可满足作物对各种养分的需求。同时,由于复合肥副成分少,一般不含任何无用的副成分,对作物土壤无毒害作用,可减少甚至消除副成分带来的不良影响。土壤是农业的基础,肥料是作物的“粮食”。化肥是当前粮食生产增长不可缺少的重要的物质支持。复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点,对于平衡施肥
3、,提高肥料利用率,促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。根据全国化肥试验网的测试结果:合理的氮磷钾配合,可使水稻增产40.8%,玉米增产46.1%,小麦增产56.6%,棉花增产48.6%,油菜籽增产64.4%,大豆增产17.9%。因此发展高浓度复合肥势在必行。而目前国内复合肥生产技术离国际先进水平还有一定差距,而国内复合肥也满足不了需求,需要大量进口,因此,投资此项目的前景还是比较乐观,有很好的投资潜力。2. 市场预测及分析 复合肥料作为化肥品种之一,由于其养分利用率高、平衡吸收、节省劳力等优点,已被人们广泛接受。而且,肥料行业总的趋势向着高浓度、复合化的方向发展。根据IFA1997年的统计资
4、料,1997年世界化肥产量中,复(混)合肥的比重已达30%,其中氮肥15%,磷肥66%,钾肥30%被加工成复合肥使用。我国目前复合肥的消费水平逐年增长,近年来我国每年进口复合肥量约占化肥总消耗量的1/3,为此耗费大量外汇。随着我国农业的发展,以及加入WTO后,迎接国际竞争的挑战,农业种植结构的调整已成为必然趋势。从产品安全、质量角度出发,农民的施肥习惯正逐步改变,从单施某一品种的单质化肥,过渡到平衡施肥,测土配肥,这不仅提高了肥料利用率,而且保护了生态环境。目前,国内氮肥消费已经基本饱和,单一的磷肥如普通过磷酸钙等发展前景已比较暗淡。发达国家复合肥使用量占总化肥用量的80%左右,而我国不到30
5、%,因此复合肥是未来化肥行业发展的方向。在国际上,复合肥的主要品种有磷酸二铵及根据用户要求将氮、磷、钾按一定比例调配在一起的复合肥和混配肥。在国内,高档复合肥产量尚不能满足需求,每年要大量进口,复合肥行业目前在中国正处于发展期。近几年,复合肥作为化肥市场中的“亮点”,对促进农业生产和提升化肥市场起到了重要作用,复合肥的产量和消费量增长都十分迅速。按照农业部的要求,到2011年我国化肥的复合化率将达到60%,2005 年国内化肥施用量约4700 万吨,按60%复合化率计算,复合肥施用量将达到2820 万吨,即复合肥施用量由现在的1304 万吨纯养分增加到2820 万吨纯养分。我国复合肥需求量到2
6、011年的年均增长率将保持在7%以上。3. 生产规模及生产方案1) 生产规模:年产5万吨高浓度复合肥。2) 生产方案:15-15-15为设计基础生产复合肥,其中氮,磷,钾含量分别占15%。 4. 工艺技术初步方案,采用原料路线,生产方法1) 工艺技术的初步方案:原料全部破碎,混合后,计算机自动配料,采用加蒸汽滚筒造粒,滚筒干燥机,滚筒冷却机,筛分后,产品自动包装,非成品破碎后返回造粒。a) 原料配料:尿素、硝铵、氯化铵、硫铵、磷铵(磷酸一铵、磷酸二铵、重钙、普钙)、氯化钾(硫酸钾)等原料按一定比例配备(根据市场需求和各地土壤检测结果)。b) 原料搅拌: 将配好的原料搅拌均匀提高肥料颗粒整体的均
7、匀肥效含量。c) 原料造粒:将搅拌均匀的原料送入造粒机造粒(可用转股造粒,也可选用挤压造粒)。d) 颗粒烘干:将造粒机造好的颗粒送入烘干机,将颗粒内含的水分烘干,增加颗粒强度,便于保存。 e) 颗粒冷却: 烘干后的肥料颗粒温度过高,易结块,经过冷却后的,便于装袋保存,和运输。f) 颗粒分级: 将冷却过后的颗粒分级,不合格的颗粒经粉碎重新造粒,把合格的产品筛分出来。g) 成品薄膜:将合格的产品进行涂衣包膜增加颗粒的亮度与圆润度。h) 成品包装:将包过膜的颗粒也就是成品装袋放在通风处保存。粉碎机搅拌机包膜机蒸汽滚筒造粒包装机高频振动筛滚筒式冷却机立式粉碎机回转筛滚筒式烘干机2) 原料路线:3) 生
8、产方法:目前国内国际生产复合肥的方法主要有以下几种:a) 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,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,这是国内外各大化肥公司和工厂大规模生产常采用的生产方法。 磷酸可由硫酸分解磷矿制取,有条件时也可直接外购商品磷酸,以减少投资和简化生产环节。该法的优点是既可生产磷酸铵也可生产NPK肥料,同时也充分利用了酸、氨的中和热蒸发物料水份,降低造粒水含量和干燥负荷,减少能耗。以单体基础肥料如:尿素、硝铵、氯化铵、硫铵、磷铵(磷酸一铵、磷酸二铵、重钙、普钙)、氯化钾(硫酸钾)等为
9、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,在成粒过程中,有条件的还可以在转鼓造粒机加入少量的磷酸和氨,以改善成粒条件。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到NPK复合肥料产品,这也是国际广泛采用的方法之一。b) 部分料浆法近年来,在TVA尿素、硝铵半料浆法及团粒法的基础上,国内又发展了利用尿液或硝铵溶液的喷浆造粒工艺-即部分料浆法,该技术利用了尿素和硝铵在高温下能形成高浓度溶液的特性(?95%),由于尿液或硝铵溶液温度高,溶解度大,液相量大的特点,以尿液或硝铵浓溶液直接喷入造粒机床层中,利用尿液或硝铵溶液提供的液相与其它固体基础肥料和返科一起进行
10、涂布造粒,这样可以减少水或蒸汽的加入量,减少造粒物料的水含量,同样也达到减少造粒水含量、干燥负荷和减少能耗的目的。造粒物料经干燥、筛分、冷却即得到(尿基或硝基)复合肥料产品。目前国内开发和拥有该项知识产权的生产技术的单位为上海化工研究院等二十几个单位。c) 融熔法熔体油冷造粒制高浓度尿基复合肥生产技术是利用尿素厂的中间产品尿素溶液,配以磷铵、钾盐,开发成功高质量、低能耗、少污染的高浓度尿基复合肥生产技术-熔体造粒工艺,熔体造粒工艺在化肥生产中已得到应用,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、尿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尚属空白,
11、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,而且由于尿素及尿素基复合肥的特性使然,特别适合尿基高氮比的三元(N、P、K)和二元(N、K或N、P)高浓度复合肥的生产。 d) 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,但是,此法在生产、储运、使用时十分强调各种基础原料的颗粒尺寸、重度和圆度基本一致、使不致发生混合物结块粉碎和低吸湿点的现象。目前我国基础肥料的形状和规格尚不具备这一条件,再由研究
12、表明:均匀肥中的P2O5 、K2O与掺混肥中的P2O5 、K2O被作物根部吸收的速度不同(6倍、4.6倍),在肥效上有点差异,另外我国的测土施肥的普及还不够,其产品在我国目前还没有被农民所认识和接受。因而该法的应用现阶段在我国受到一定程度的限制。目前我国仅有广东、天津等十几家小规模的工厂。总的说来,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、销售费用,使农业施肥科学化,有益于过度施肥造成的资源浪费和化肥污染的问题。e) 挤压法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。它具有如下优点: (1)生产过程一般不需要干燥和冷却过程
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