本发明属有机肥技术领域，特别是涉及一种颗粒有机肥生产中的节能生产工艺。
背景技术：
由于现农业的现代化水平越来越高，有机食品越来越受到了人们的重视；随之重视的便是生态农业，因为只有生态的农业才能生产出生态的食品。在这一方面，无论是从政策支持的力度上，还是在实际的行动中，国家都对此投入大量的支持。目前有机肥的广泛应用就是一个最好的说明，有机肥以后将逐渐取代其他的肥料，而成为农作物生长中的一个必备的肥料。
据不完全统计，全国共有有机肥生产企业两千余家，但是企业的平均年产能仅为九千余吨，充分体现了各个企业的产能规模参差不齐，尤其在颗粒有机肥生产中凸显出的燃料能耗占成本比重特别大，综合各个企业在使用天然气作为颗粒有机肥烘干的工艺中，燃气成本占据总成本的35~38%左右。
有机肥产业原本是一个环保产业，却呈现了高能耗现状。究其原因，主要是由于有机肥产业发展过快，而生产工艺多数是由成熟的复合肥生产工艺演变而来，虽然从大体上解决了有机肥的产能要求。但是有机肥与复合肥在生产工艺细节上的差异还是比较大的，如配料工艺和造粒工艺尤其明显。因为有机肥的主要原料是富含有机质的物料，这些物料中纤维含量高吸水能力强。且有机肥造粒主要是雾化喷水造粒，这就导致了造粒过程中的成品颗粒的含水率远大于复合肥，其水分含量一般都在30%以上，甚至有的高达50%左右。最终导致后续工艺中在对颗粒进行烘干干燥时的能耗需量大增，按2017年末至2018年初的工业用天然气均价3.02元/立方米（河南中原地区）计算，每生产一吨有机肥的吨耗气费折合人民币约为90~160元/吨。一个企业若按日产100吨的有机肥生产线计，仅日耗气9000~16000元，按年生产300天计，年产3万吨有机肥总耗气费就是2700000~4800000元。该项费用由于工艺原因，其能耗指标与产能呈正比关系，产能越高能耗越大，最终能耗数据竟是大得惊人，对企业来讲更是成本高昂。
如图1所示现有的有机肥生产工艺流程，是一个循环大闭路系统，按市场常规要求成品颗粒粒径要控制在2.5～4.7mm之间，由于造粒机械原理和物料特性的原因，现实中造粒机的造粒成品率仅能保持在30～60%的范围内；若原始物料一旦经过“自动称量配料仓”配料混合后，将经过造粒机雾化喷水造粒后，直接进入烘干机进行干燥，其中包含30～60%的成品颗粒和70～40%的待返废品颗粒或粉末；在经过使用大量燃料产生的热源热空气于烘干机中，将混杂的颗粒物料烘干后；才进入一次筛分机剔除＜2.5mm以下的颗粒或粉末，并返回再次混合、再次喷水、再次造粒；＞2.5mm以上的颗粒物料，依次经过第二烘干机（或第一冷却机，此处各个厂家的工艺设备配置功能略有不同）和最后一道冷却机之后，才进入二次筛分机剔除＞4.5mm以上的废品大颗粒，并经过破碎后返回，再次混合、再次喷水、再次造粒；介于2.5～4.5mm之间的成品颗粒经过包膜机，进入最后成品包装工序。期间＜2.5mm和＞4.5mm的物料，由于受限于造粒机颗粒成品率的影响，因为没有哪家的造粒机可以达到100%的成品率，所以周而复始的经历着再破碎、再混合、再喷水、再造粒、再烘干、再冷却等整个系统的循环流程，直到成为合格粒度的颗粒之后，才能排出系统；故此我们将这个工艺流程称之为“循环大闭路系统”。此类系统存在的最大缺陷，就是废品颗粒和粉末，参与的系统循环路程和环节，过长和过多，期间经历喷水打湿、烘干、再打湿、再烘干，所需的烘干能耗高达106%～303%，直接浪费的能耗是40～70%，如此大的浪费，对企业是一种经济损失，对社会是一种能源损失，对农民用肥是一种额外的负担。
技术实现要素：
本发明的目的就在于克服现有的技术问题，提供了一种颗粒有机肥生产中的节能生产工艺。
本发明是采用以下技术方案进行：
一种颗粒有机肥生产中的节能生产工艺，所述颗粒有机肥的原材料包括有机腐熟料、粘合剂、有机辅料、无机辅料；所述生产工艺包括以下步骤：
a、原材料处理与称量；
a1，首先将有机腐熟料粉碎后进行筛分，得到有机料；所述未过筛的腐熟料重新返料粉碎，直至过筛；
a2，将步骤a1中筛分好的有机料进行陈化缓存，得到有机陈化料；
a3，将粘合剂、有机辅料、无机辅料、有机陈化料送入自动称量配料仓按照一定配比进行称量；
a4，将步骤a3中称量好的粘合剂、有机辅料、无机辅料、有机陈化料送入混合机中进行搅拌混合，得到混合料；
b、造粒
b1，将步骤a4中得到的混合料送入造粒机进行造粒，得到湿颗粒；
b2，将步骤b1得到的湿颗粒使用双层圆辊筛分机进行筛分，筛分出的湿颗粒分别为标准粒径湿颗粒，大粒径湿颗粒和小粒径湿颗粒三部分；所述大粒径的湿颗粒经过粉碎后和小粒径的湿颗粒重新返回造粒机进行造粒；
c、烘干
c1，步骤b2中筛分出的标准粒径湿颗粒经过成品颗粒称量皮带后，送入一级烘干机进行一次烘干；
c2，经过一次烘干后的颗粒再送入二级烘干机中进行二次烘干；
c3，经过二次烘干的颗粒最后送入冷却机，进行冷却，得到干燥颗粒；
d、成品筛查
将步骤c3得到的干燥颗粒送入成品检查筛，得到合格干燥颗粒；所述筛查未合格的微量干燥颗粒送入混合机中；
e、包装
将步骤d中的合格干燥颗粒进行包膜，然后送入成品料包装机中进行包装。
优选的，所述步骤b1的双层圆辊筛分机包括两层筛床；所述两层筛床分别为辊隙较大的上筛床和辊隙较小的下筛床。
优选的，所述步骤b1中的湿颗粒先经过上筛床的上面筛出大粒径湿颗粒；所述大粒径颗粒输送到破碎机中粉碎；所述上筛床与下筛床之间筛出标准粒径湿颗粒；所述下筛床的下面筛出小粒径湿颗粒。
优选的，所述标准粒径湿颗粒的粒径为2.5～4.5mm；所述大粒径湿颗粒的粒径大于4.5mm；所述小粒径湿颗粒的粒径小于2.5mm。
优选的，所述一级烘干机、二级烘干机内使用热风来进行烘干；所述一级烘干机、二级烘干机内使用的热风来自热风炉或者天然气烧嘴。
优选的，所述一级烘干机、二级烘干机、冷却机通过管道连接除尘室；所述除尘室内连接大功率引风机；所述大功率引风机引动一级烘干机、二级烘干机、冷却机内空气流动。
优选的，所述造粒机为转鼓造粒机或者圆盘造粒机。
本发明的作用原理如下：
本发明的生产工艺包括原材料处理与称量、造粒、烘干、成品筛查、包装以上五个步骤，其中在造粒的过程中增加了一个筛分机，该筛分机与造粒机形成了一个开路循环小系统，并有机的融合在了整个制肥线的循环大闭路系统中，因此可将本工艺过程称之为“小开大闭路工艺流程”。
本发明的原材料经过“自动称量配料仓”配料混合后，再经过造粒机雾化喷水造粒后；首先进入了双层圆辊筛分机进行颗粒分拣，将2.5～4.5mm之间的成品颗粒分拣出来后，通过称量皮带输送至烘干机，此时进入烘干机的物料几乎全是成品颗粒，颗粒成品率在90%以上，烘干机只对成品颗粒进行干燥；双层圆辊筛分机同时可以将废品大颗粒揉碎与筛下的粉末一起返回混合机，并进入造粒机进行二次造粒，造粒过程中不用额外增加喷施的水量，利用返回的＜2.5mm的晶种颗粒作核，可以提高造粒机的颗粒成型率；而进入烘干机的物料中成品颗粒含量极高，有效避免了烘干机对废品颗粒和粉末物料的浪费性干燥，该工艺与传统工艺相比，这种干燥方式可比传统方式节约燃气能源40～70%。
此工艺在经过干燥、冷却后的最终产成品中，需返回的废品物料占比不到总投料量的10%，是因为在由双层圆辊筛分机与造粒机形成的小开路循环系统中，已经有效的将造粒机产出的70～40%的待返废品颗粒或粉末，分拣出来进行了二次循环造粒，直到颗粒成长为合格粒径颗粒后，才会进入干燥工序；经过使用与成品颗粒料量相匹配的适量燃料，产生的热源热空气在烘干机中，将颗粒物料加热干燥后；依次经过第二烘干机（或第一冷却机，此处各个厂家的工艺设备配置功能略有不同）和最后一道冷却机，完成成品颗粒的加热、水分蒸发和颗粒冷却的工艺过程；才进入成品检查双网筛分机剔除＞4.5mm和＜2.5mm的微量废品大颗粒和粉末，有皮带机输送至一个小型粉碎机，经过粉碎后返回混合机，经历再次混合、再次喷水、再次造粒；介于2.5～4.5mm之间的干燥冷却后的成品颗粒经过包膜机，进入最后成品包装工序。
由于受限于造粒机颗粒成品率的影响，因为没有哪家的造粒机可以达到100%的成品率。期间占比40～70%的＜2.5mm和＞4.5mm的待返物料，通过由双层圆辊筛分机与造粒机形成的小开路循环系统，实现了经历再破碎、再混合、再造粒、再分拣的一个小的系统循环流程，直到成为合格粒度的颗粒之后，即能排出小系统进大系统的烘干、冷却、包膜和包装。
本发明中的“双层圆辊筛分机”，来自冶金行业中炼铁厂的球团烧结厂的生球造粒和生球筛分工艺，球团烧结厂的生球筛分所使用的辊轴筛（亦称为圆辊筛），是目前所有钢企普遍使用的主要的成熟筛分设备。
本发明在原有圆辊筛的结构上增加了上下两层两种辊隙（4.5mm和2.5mm）的筛床，在上层筛床筛出的大粒径湿颗粒送入破碎机与下层筛床筛出的小粒径湿颗粒一同输送回造粒机进行二次造粒。下层筛床的筛上物是介于2.5～4.5mm粒径的成品颗粒，则由成品称量输送皮带将成品颗粒输送至下工序的烘干机中去。
本发明中采用圆辊筛分机对湿颗粒进行筛分是一个突破性的装备选择。在现有技术中使用的是滚筒筛分机对有机肥颗粒进行筛分，滚筒筛分机对于干燥颗粒的筛分有显著效果；但对于湿颗粒，由于湿颗粒含有一定的水分和粘度，且强度不足，使用滚筒筛分机筛选湿颗粒会造成筛孔频繁的被湿颗粒堵塞，或者直接附着在筛筒的内壁上，然后团聚更多的湿颗粒，从而导致筛分过程效率低下，无法连续的完成筛分作业。
目前该系统已经在宗源生态肥业有限公司投入生产使用，在该公司的有机肥生产线中发挥了重要作用，并产生了如上所述的巨大节能利润经济产出，因此“小开大闭路工艺流程”技术已经由研发转化为实践，且技术是成熟、稳定、可靠的。
由于各企业设备配置情况不同，燃料消耗也存在一定的差异，平均每吨有机肥的基本燃料能耗在90～160元/吨。引用中国农资流通协会有机肥分会理事长符纯华的数据“企业数量超过3500家，商品有机肥年产量超过1600万吨，精品有机肥达到300万吨。”计算。有机肥年总产量为1900万吨，以90～160元/吨的平均值125元/吨计，全国有机肥企业所需燃料年能耗是23.75亿元。
本发明的生产工艺存在的最大优点，就是废品颗粒和粉末不参与大系统循环路程和环节，期间省略了被烘干、再打湿、再烘干的无效循环，避免了烘干所需的高能耗浪费，在本公司的实际使用中可直接节约的能耗是传统工艺的40～70%。本发明的工艺对节约了社会能源，降低了企业的生产成本，对有机肥的使用者降低了使用成本。
本发明中的小开路循环系统是由造粒机、喂料输送带、双层圆辊筛分机、筛下物料输送带、成品颗粒称量输送皮带组成，以上装备均可按照本工艺的需求对现有的装备进行改装使用；大闭路系统中的设备都是成熟的技术装备；以上各个装备使用组装可根据本发明披露的工艺流程组装成完整的生产线。
本发明具有以下有益效果：
本发明的生产工艺的造粒过程采用了双层圆辊筛分机，该双层圆辊筛分机与造粒机形成了一个开路循环系统，该开路循环系统的存在使废品颗粒和粉末省略了被烘干、再打湿、再烘干的无效循环，避免了烘干所需的高能耗浪费，可直接节约的能耗是传统工艺的40～70%；本发明的工艺对节约了社会能源，降低了企业的生产成本，对有机肥的使用者降低了使用成本。
附图说明
图1为现有的有机肥生产工艺流程；
图2为本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
一种颗粒有机肥生产中的节能生产工艺，包括以下步骤：
a、原材料机腐熟料、粘合剂、有机辅料、无机辅料的处理与称量
a1，首先将有机腐熟料粉碎后进行筛分，得到有机料；所述未过筛的腐熟料重新返料粉碎，直至过筛；
a2，将步骤a1中筛分好的有机料进行陈化缓存，得到有机陈化料；
a3，将粘合剂、有机辅料、无机辅料、有机陈化料送入自动称量配料仓按照一定配比进行称量；
a4，将步骤a3中称量好的粘合剂、有机辅料、无机辅料、有机陈化料送入混合机中进行搅拌混合，得到混合料；
b、造粒
b1，将步骤a4中得到的混合料送入圆盘造粒机进行造粒，得到湿颗粒；
b2，将步骤b1得到的湿颗粒送入双层圆辊筛分机进行筛分；双层圆辊筛分机的上筛床、下筛床将湿颗粒筛分成以下三种湿颗粒：粒径大于4.5mm的大粒径湿颗粒、粒径为2.5～4.5mm的标准粒径湿颗粒、粒径小于2.5mm的小粒径湿颗粒；大粒径的湿颗粒经过粉碎机粉碎后和小粒径的湿颗粒重新返回圆盘造粒机进行造粒；
c、烘干
c1，步骤b2中筛分出的标准粒径湿颗粒经过成品颗粒称量皮带后，送入一级烘干机使用热风炉产生的热风进行一次烘干；
c2，经过一次烘干后的颗粒再送入二级烘干机中使用热风炉产生的热风进行二次烘干；
c3，经过二次烘干的颗粒最后送入冷却机，使用气流循环进行冷却，得到干燥颗粒；
d、成品筛查
将步骤c3得到的干燥颗粒送入成品检查筛，得到合格干燥颗粒；所述筛查未合格的微量干燥颗粒送入混合机中；
e、包装
将步骤d中的合格干燥颗粒进行包膜，然后送入成品料包装机中进行包装。
其中一级烘干机、二级烘干机、冷却机通过管道连接除尘室；除尘室连接有大功率引风机，大功率引风机引动一级烘干机、二级烘干机、冷却机内空气流动。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。