硫酸脲氨化法複合肥料

2023-01-16 17:30:02 字數 3151 閱讀 6722

f)節能: 本工藝利用各種反應熱,溶解尿素不用蒸汽,且造粒用蒸汽也因硫酸脲具有粘性而降低,故節能效果明顯。

g)造粒成粒率: 造粒機出口成粒率大大提高,達80-95%.

h)高氮肥生產: 部分尿素質變為硫酸脲,高氮肥生產時,需低溫大風量,用該技術,可適度提**燥機頭部溫度20度左右,增加產量.

i)系統結疤:顆粒脆性增強,破碎、篩分等相應裝置結疤減緩,系統結疤減少。

2硫酸脲技術為氨酸法的公升級技術

2.1硫酸脲的基本性質。硫酸脲技術最早應用於法國,2023年法國肥料專家研究了co(nh2)2-h2so4-h2o三元系統相圖,提出尿素和硫酸可以形成不同的加合物,可以形成低溫共熔物,共熔點為10℃。

尿素與硫酸的加合為放熱反應,且第乙個摩爾尿素與硫酸結合時放出大量熱量,導致溫度劇公升,而第2個摩爾的尿素溶解時放熱則較少,另外,由於尿素與硫酸加合過程的放熱,酸解液配製時所產生的熱量可能使系統過熱而發生副反應。因而要求酸解液配製溫度最高不超過100℃,並在配製過程中控制合適的尿素和硫酸的比例,同時加入適量的水以降低硫脲的粘度和保持硫脲的穩定。

硫酸脲均勻噴灑在料層上作為粘結劑強化造粒,在造粒過程中發生化學反應增加物料間的溶解、吸附、分子間作用力等作用,使得物料的粘性增加,產品的致密度和強度提高,尤其是可以降低物料儲存過程中的再次反應和晶型轉變,使得產品的性質穩定,不容易發生粉化和結塊。

2.2硫酸脲法與氨酸法比較

a)投資:無氨站、尾洗工段,投資低,勝於氨酸法。

b)運轉費用低:氨酸法液氨利用率較低,硫酸脲技術無氨損,且沒有尾氣洗滌系統的高運轉電耗。

c)環保:氨酸法造粒氨揮發量大,環境惡劣,尾氣洗滌不能達標排放。

d)品種的多樣性:氨酸法生產時,一些配方效果不佳,硫酸脲因具備高黏性,故產品配方多樣化,有效解決了氨酸法生產高濃度、磷含量低品種時造粒效果差的弊病。

3工藝可行性

硫酸脲複合肥工藝是國內新工藝,該工藝於2023年在中阿化肥****(撒可富)進行了工業化試生產及產成品田間試驗,得出結論為該工藝生產複合肥系統結疤少,生產綜合成本低(同比其他脲基肥工藝),產成品顆粒圓潤度高,縮二脲含量低,顆粒強度高等諸多優點,是尿素熔融工藝,氨酸法的公升級。

3.1工藝簡述

3.1.1磷銨、氯化鉀/硫酸鉀、氯化銨/硫酸銨、碳酸氫銨及填充料經皮帶計量進入造粒機;硫酸、尿素分別經計量進入反應釜反應生成硫酸脲,硫酸脲噴射到造粒機固體物料層進行造粒;造粒後的物料經烘乾機、冷卻、篩分產出成品。

a)主要化學反應:

co(nh2)2+h2so4= h2so4co(nh2)2

2co(nh2)2+h2so4= h2so42co(nh2)2

h2so4+(nh2)2co3=(nh2)2 so4+co2+h2o

b)工藝流程

返料大顆粒經粉碎

3.1.2硫酸脲的配置

工藝水經計量後加入配置罐,硫酸經計量後自硫酸罐用幫浦打入配置罐,固體尿素經電子皮帶秤計量後按比例加入配置罐在攪拌的作用下,加和形成硫酸脲溶液,並放出反應熱。通過配置罐的內盤管調溫裝置(或外部換熱器調溫裝置)手動調節溫度在正常的範圍內。

3.1.3硫脲工藝流程圖:

3.1.4造粒

固體原材料與返料混合進入轉鼓造粒機,洗滌液經計量後加入造粒機噴撒在料層上,硫酸脲溶液經計量後與壓縮空氣混合加壓噴入造粒機料層上,通過調節蒸汽用量來控制造粒機物料的溫度和濕度。

3.1.5乾燥與冷卻

造粒後由皮帶機送入乾燥機進行乾燥,乾燥機出料採用雙冷卻處理,在兩級冷卻中進行初篩處理。一級冷卻後的物料經皮帶機和提公升機送入併聯的二台初篩(振動篩),篩上大粒進行破碎篩分,篩下物料進入二級振動篩,小粒與破碎後的物料一起返料。以**返料熱量,降低裝置的能耗。

初篩後得到的近合格的粒子送入二級冷卻機,經冷卻後進入二級單層振動篩,進行細篩處理,以保證粒子的合格率。合格的顆粒送入包裹機進行塗層處理,然後包裝出廠。

3.1.6除塵

裝置除塵採用除塵室。乾燥和冷卻的尾氣經除塵室除塵,然後經煙囪放空。

3.2主要工藝指標:

3.1造粒機內物料溫度:60-75℃,造粒後物料含水量3-4%左右。

3.2乾燥機進口溫度110-200℃(根據配方需要,靈活掌握)。

3.3配置罐溫度:100℃。

3.4乾燥機排氣溫度:50-60℃。

3.3硫酸脲工藝特點

3.3.1提高產品質量,顯著降低能耗

硫酸與尿素的反應產生了大量的反應熱,利用該反應熱熔融尿素可節省大量蒸汽,使洗滌液得以部分**利用,既解決了濕法除塵系統的汙水排放問題,又降低了消耗。同時,硫酸脲,磷酸一銨在造粒機與碳酸氫銨反應使造粒床層溫度公升高15-20度,床層溫度的上公升至60-70度,使造粒出口水份含量降低到3%左右,不僅降低了乾燥系統負荷,提高了裝置的生產能力,而且造粒的成粒率上公升,顆粒外型光滑度、強度提高。

3.3.2利於產品中縮二脲含量的控制:

硫酸脲的配置過程中,反應溫度可較易的控制在℃~℃的範圍內,相對其他高溫熔融尿素的方法,更能有效的減輕尿素間的縮合反應,使產品中縮二脲的含量更低,更加有效地保證產品的內在質量。

3.3.3硫酸脲工藝適應性相對較強。

在空氣的溫度及相對濕度較大的情況下,其他工藝生產尿基複合肥基本保證不了連續開車,但用本工藝進行生產,基本能實現連續開車。

3.3.4返料比優勢:

硫酸脲工藝試生產過程中,返料比在2~3範圍內,優於尿素溶解法返料比在4.5~6。從此方面講,該工藝可以更好的發揮裝置能力、節約能源、提高生產能力。

3.3.5水平衡較易實現:

生產過程中,洗滌系統能實現良性的迴圈,即洗滌液的濃度不超標,各洗滌槽能保證出入平衡,液位不**。可以得出系統能較易實現水平衡的結論。

3.3.6抗結塊能力增強,產品的顆粒強度更高,抗結塊能力增強,緩釋長效作用提高。

4.5、裝置及控制系統

主要裝置

4、投資概算(略)

5、效益分析

本工藝相對於蒸汽造粒工藝成本有顯著降低,但相對於氨酸法生產成本沒有明顯的降低,降低了造粒機出口水分含量,降低了乾燥能耗;由於提前將硫酸和尿素進行充分反應生成了硫酸脲,料床上的化學反應溫和,操作簡單,造粒成粒率和生產控制較氨酸法均有明顯改善。品種適應性更強,產品的強度、致密度提高,產品外觀圓潤度強,產品比氨酸法更具市場競爭力。

6結論硫酸脲工藝較其他尿基肥生產工藝而言,具有生產成本低、產品質量高、工藝適應性強等諸多優點,在產品質量、產量和操作上可控性都有明顯的提高,是尿素溶液噴漿和氨酸法工藝的公升級優選技術。隨著我國化肥行業的發展,市場對產品質量的要求不斷提高,硫酸脲氨化法尿基複合肥生產技術以其獨特的工藝,優越的特性必將成為尿基複合肥發展的方向。

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