杨映平 张雪峰
云南云天化股份有限公司，云南昆明 650228
云南天腾化工有限公司 云南 楚雄 675000
摘 要：高塔造粒生产中，为料浆混合充分，质量控制好，会采取措施调整工艺控制，其中，返料添加的控制调整，是重要的调整措，调整的好坏，将影响到产品质量，本文结合理论和实践分析高塔复合肥工艺制浆工序，通过试验摸索，总结出通过调节返料进料方式，来提高料浆质量的方法，保证产品质量。
关键词：高塔造粒生产技术、返料、复合肥料浆
A discussion on the adjustment of the two stage mixed tank with high tower compound fertilizer
Yunnan Yuntianhua Co., Ltd YANG YING PING ZHENG XUE FENG
Abstract：In the production of high tower granulation, it is inevitable to add the return material. The control and adjustment of the return material addition will affect the product quality. This paper analyzes the pulping process of high tower compound fertilizer process combined with theory and practice, and sums up the method of improving the slurry quality by adjusting the return material feeding mode, so as to ensure the product quality.
Key words：technology of compound fertilizer production by high tower granulation、Nonconforming product、 the slurry of compound fertilizer
高塔工艺是利用熔融氮、磷、钾作物大量元素，其他有益作物中微量元素及有益的填充剂可以形成低共熔点化合物的特点,将塔顶硫酸贮槽中硫酸和氨水贮槽中氨水按一定比例通过管式反应器反应后的混合物和磷酸一铵、硫酸钾（或氯化钾）及其他元素与熔融尿素（或硝酸铵）充分混合, 通过混合生成流动性良好的熔融料浆。料浆经过充分混合和反应后通过不同的专用喷头喷入造粒塔后, 在造粒塔内与向上逆流空气接触冷却固化成颗粒, 从而获得养分分布均匀、颗粒形状良好的复合肥。
该技术的关键点在于前期原料选择，使原料配伍性好，溶体料浆制备充分、流动性好，精准控制合适的混合槽料浆稳定、料浆液固比及尽量短的料浆停留时间。这些工艺参数控制得好能保证料浆的黏度合适, 保证料浆流动性, 反应充分避免副反应, 降低氨损[1]。造粒设备各个复合肥厂家大致相同，分别为溶解槽、一级混合槽、二级混合槽，区别只在溶解槽上，有尿素装置的公司没有溶解槽。
高塔装置可生产配方较多，配方包含面广，主要分为低磷、高磷、高钾、低钾、平衡肥料等等，生产中料浆的粘度对颗粒的影响较大，往往通过调节温度的方式来调节料浆的粘稠度，从而达到调节颗粒外观的目的。高塔复肥料浆生产操作重点是操作温度的控制，作为关键的操作指标，根据产品规格及料浆配置的特性，对应而适宜的温度可确保物料具有良好的流动性和造粒性能。温度超高限，料浆显“稀” ，液固不粘合，难以造粒、或导致扁粒、碎粒、粉粒多；温度过低，料浆显“稠” ，混合不均，料浆流动性不好，严重时混合槽内发固、不熔物堵塞喷头等。
不同物料配方、不同原料的料浆控制温度是不同的[2]，液相量是高塔复合肥工艺制浆步骤的重要控制点，一般尿液达到35-40%时，料浆流动性较好，故配方制定中会根据国标范围适当做低磷和钾的含量，来达到料浆流动性的最大化，最终决定料浆良好的流动性是物料进造粒机时的状态，故二级槽才是制浆的关键，生产表面尿液w （ （NH 2 ） 2 CO） ：二级槽的固体粉料（如磷酸一铵等）比例在1.8:1有较好的流动性，生产表明，高塔颗粒一般会存在以下几种形态：异形粒、空壳粒、破粒、粉料，前三种颗粒形态基本是由于物料料浆较差造成的。
对高塔熔体造粒中不同的配方产品，混合槽温度控制均有差异、有针对性。可以说，料浆的流动性或黏度是温度的函数。提高温度，料浆的流动性变好，易于造粒，但却易多产细粉，同时颗粒在塔内自由落下时，温度高不利于冷却，颗粒冷却效果不好，会带来粘塔和粘漏斗，严重时引起系统停车，不严重时易产大块肥、细粉及扁平粒，给后工序带来困难，加大生产成本；温度控制过低，料浆流动性变差，不利于造粒，严重时堵塞喷头或料浆在混合槽凝固，最终导致系统停车[3]。
尿基复合肥生产中，尿液与磷、钾形成低温共熔物，生产温度因配方不同变化较大，通常控制在 100～110 ℃，温度较高时粒子较扁，粉粒、碎粒多。有些配方由于二级混合槽的进料过少，会导致粒子较扁，粉粒、碎粒多通过控制一级操的温度对造粒料浆调节性不大，如30-5-5（尿氯基）、28-6-8（尿氯基）这个时候必须通过往二级混合槽加固固体物料进行降温处理，由于成核机理任何新球开始形成的初期都是先形成一个球核。当液态尿素与粉料混合时，在机械搅拌的作用下粒子互相靠紧，由于粒子之间的毛细作用进而聚集成核，这是任何新核形成必不可少的过程。在间断造粒中，球核的形成发生在造粒设备稍稍转动的几圈后。在连续造粒过程中，进入造粒机的原料，一部分形成球核，一部分使球核长大。然而填料一般细度较细，二级混合槽的搅拌混合能力较弱，填料不是很适合加入到二级槽降温和作为核成粒。所以系统筛回返料进入二级混合槽进行降温和成核作用是最好的选择,增加装置的成球率，降低能耗。
（1）尿素有水解作用，在酸性、碱性和中性溶液中，在60℃以下，尿素不发生水解作用，随着温度的升高，水解速度加快。其水解作用可视为如下反应：
CO（NH2）2+H2O=NH4COONH2
NH4COONH2+H2O=（NH4）2CO3
（NH4）CO3 =2NH3+CO2+H2O
（2）尿素的缩合反应：尿素在高温下可以进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。
即：2CO（NH2）2==== NH2CO·NHCONH2
+ NH3 ↑
NH2CONHCONH2+CO（NH2）→NH2CONHCONHCONH2+NH3
NH2CONHCONHCONH2→（HCNO）3+ NH3↑
（3）高温下熔融料浆与磷酸一铵会发生以下反应:
(NH4 ) 2CO3 + NH4H2PO4 —→(NH4 ) 2H2P2O7+ CO2 + NH3
该反应会导致混合物起泡冒槽和黏度急剧上升, 因此, 混合的时间应尽量短, 在保证混合均匀的前提下, 一般宜少于4 min, 最多不超过8 min。
由于磷酸一铵为酸性物质，在二级混合槽中还会发生以下反应：
H3PO4+CO（NH2）2=CO（NH2）2·H3PO4
H3PO4+NH3=NH4H2PO4
NH4H2PO4 ＋ NH3= (NH4) 2HPO4
尿素水解产生的氨被磷酸一铵吸收生成了聚磷酸铵。该反应的结果是导致混合过程产生泡沫，并使其黏度急剧上升[4]，影响喷淋造粒过程，颗粒产品中会有气孔，降低了产品的机械强度及外观质量，此法也可适用于高磷配方的生产，通过加入部分系统返料到二级混合槽后一级混合槽内返料相应减少，从而降低了系统返料在槽体内的停留时间，减少了缩合反应时间，有利于优化料浆质量，提高成球率，
结论：在高塔复合肥生产中，能充分混合均匀情况下，尽量减少料浆在槽体内的停留时间，通过系统返料部分加入二级混合槽来降低返料在槽体内的时间，达到调节料浆温度及粘性，形成均匀、圆润的颗粒。
参考文献
[1]金春永.300kt/a高塔复合肥装置工艺手册云南天腾化工有限公司企业标准,2013
[2]行景昆.冯嘉伟. 高塔复合肥生产工艺控制要点. 复磷肥与复肥,2013
[3]李晓波. 高塔复合肥熔体造粒工艺粒度成因机理及影响造粒的各种因素. 磷肥与复肥,2009
[4]方天翰.复混肥料生产技术手册[M].北京化学工业出版社,2002