专利名称：一种共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法
技术领域：
本发明涉及一种复合肥制造方法，特别涉及一种采用尿素(硝铵或硝铵磷)与
MAP等共同溶解在一定量的水中，然后在管式反应器中与加入的硫酸和合成氨一起
反应、造粒制造复合肥的方法，属于肥料领域。
背景技术：
目前国内外生产复合肥的工艺主要有以萃取磷酸和硫酸与合成氮反应为基础的 转鼓喷浆造粒和转鼓氨化粒化造粒工艺(包括槽式反应器工艺、单管反应器工艺、双 管反应器工艺、槽式反应器+管式反应器的混合反应器工艺)；以KCL与硫酸低温转 化成KHS04后再与磷酸混合的转鼓喷浆造粒工艺；以含磷、含氮、含钾固体肥料为 基础的团粒法复混造粒工艺；以含磷、含氮、含钾等固体肥料为基础的塔式熔体造粒 工艺。
以含磷、含氮、含钾固体肥料为基础的团粒法复混造粒工艺，是以尿素、硝铵(或 硝铵磷)、氯化铵、硫铵、磷铵磷酸一铵、磷酸二铵、重钙、普转)、氯化钾(或硫酸 钾)等为原料，经粉碎至一定细度后，物料在转鼓造粒机(或圆盘造粒机)的滚动床 内通过增湿、加热进行团聚造粒。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，早期在美国及印度、日本、泰国等东南亚 国家均采用此法生产。
1990年代至2000年代初期，我国团粒法复混肥工艺由于其具有投资少，见效快， 生产配方灵活等优点，得到了迅速发展，初期以3万吨左右规模为主，后期以5 — 10 万吨规模为主，少数单套装置规模达到了 20 — 30万吨，20年左右的时间，全国建成 了各种生产规模和生产方法的氮磷钾复混肥工厂2000多家，形成的生产能力达到千 万吨以上。但是，该类生产技术有也存在一些不足和弱点，主要是造粒水分含量高， 需要消耗较多的蒸汽和燃料动力，特别是产品的颗粒强度较低，易碎易结块等问题， 一直是团粒法复混肥工艺急需解决的技术难题。为克服这些缺点，有些企业对团粒法 复混肥造粒工艺也进行过一些改进，例如将尿素熔融液送入造粒机造粒，但这种方法 因尿素熔融液温度较高，生产操作较难控制，易产生縮二脲对植物有害等问题，且产 品的颗粒强度等物理性状也难以得到根本上的改善。大量的团粒法复混肥造粒装置， 目前面临着装置性能和产品质量等方面的技术难题急待解决。
发明内容
本发明的目的，是针对目前以含磷、含氮、含钾固体肥料为基础的团粒法复混造 粒工艺存在的造粒水分含量高，蒸汽和燃料动力消耗高，产品的颗粒强度较低，易碎 易结块等问题，利用某些物质共同溶解，能较大幅度降低其溶解温度并较大幅度提高 其溶解度的物理化学特性；充分利用管式反应器技术并充分利用合成氨与硫酸和磷酸 一铵(MAP)的反应热，充分利用尿素(硝铵或硝铵磷)与MAP共溶料浆与硫酸和合 成氨反应形成的高温料浆，其粘度随温度的变化特别明显，特别适合于转鼓造粒机的 涂布和粘结造粒的特性，提供一种共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的
方案之一
一种共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其步骤如下
(1) 将重量(干基，下同)占原料总重量10 — 25%的尿素和10—25%的磷酸一铵 (MAP)加入共溶槽，并加入适量的含水量60 — 80%的系统洗涤液，在搅拌状态下，
通过蒸汽间接加热到80 — 9(TC，制成含水量为15 — 20%的共溶料浆I ;
(2) 在转鼓造粒造粒机内投入一定量的底料，底料的循环量达到共溶料浆I投 入转鼓造粒装置瞬时量的2 — 4倍(底料配方根据生产复合肥的不同规格品种确定)， 起动造粒返料循环系统，并对系统进行预热至底料温度达到75 — 85'C;
(3) 将步骤(1)所得共溶料浆I通过料浆泵送入管式反应器，同时在管式反应 器中加入占原料总重量10 — 30%的硫酸和占原料总重量5 — 15%的合成氨(氨和硫酸及 MAP中的PA等在管式反应器中进行反应，控制MAP的中和度为1.0 — 1.7)，形成一 定压力的高温料浆在步骤(2)所述装有底料的转鼓造粒装置内，经喷头喷洒在返料 床上，同时在转鼓造粒装置的返料系统加入占原料总重量30 — 65%的钾盐和制备共溶 料浆I剩余的MAP和尿素，在转鼓造粒装置内的固体物料随着筒体的转动，在高温料 浆均匀的喷洒时通过涂布和粘结作用，在不断滚动中形成含水量2 — 5%的半成品物料 II ;
(4) 将步骤(3)所得的半成品物料n经干燥(来自燃烧炉的热气温度为ioo—
40(TC，干燥后产品的温度为80—9(TC)、筛分(上下层筛网的孔径分别为4. 75和2. 00
mm)、冷却(产品冷却后为《5(TC)等工序，得到粒径为2 — 4. 75mm的复合肥料
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方案之二
一种共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其步骤如下-(1)将重量(干基，下同)占原料总重量10 — 25%的硝铵或硝铵磷和10 — 25%的磷
酸一铵(MAP)加入共溶槽，并加入适量的含水量60 — 80%的系统洗涤液，在搅拌状 态下，通过蒸汽间接加热到110—13(TC，制成含水量为15 — 20%的共溶料浆1 ;
(2) 在转鼓造粒造粒机内投入一定量的底料，底料的循环量达到共溶料浆I投 入转鼓造粒装置瞬时量的2 — 4倍(底料配方根据生产复合肥的不同规格品种确定)， 起动造粒返料循环系统，并对系统进行预热至底料温度达到75 — 85t;;
(3) 将步骤(1)所得共溶料浆I通过料桨泵送入管式反应器，同时在管式反应 器中加入占原料总重量10 — 30%的硫酸和占原料总重量5 — 15%的合成氨(氨和硫酸及 MAP中的PA等在管式反应器中进行反应，控制MAP的中和度为1.0—1.7)，形成一 定压力的高温料浆在步骤(2)所述装有底料的转鼓造粒装置内，经喷头喷洒在返料 床上，同时在转鼓造粒装置的返料系统加入占原料总重量30 — 65%的钾盐和制备共溶 料浆I剩余的MAP和硝铵或硝铵磷，在转鼓造粒装置内的固体物料随着筒体的转动， 在高温料浆均匀的喷洒时通过涂布和粘结作用，在不断滚动中形成含水量2 — 5%的半 成品物料II;
(4) 将步骤(3)所得的半成品物料II经干燥(来自燃烧炉的热气温度为IOO — 40(TC，干燥后产品的温度为80 — 9(TC)、筛分(上下层筛网的孔径分别为4. 75和2. 00 mm)、冷却(产品冷却后为《5(TC)等工序，得到粒径为2 — 4. 75mm的复合肥料 广口n o
一种优选技术方案，其特征在于所述反应尾气、造粒尾气和设备通风尾气，经 洗涤吸收后排放，洗条液送入共溶槽。
一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(3)中所述主反应方程式如下
NH3 + H2S04 = (NH4) 2S04 NH3+NH4H2P04 = NH4HP04。
有益效果
本发明所制备的复合肥肥料，具有如下几个突出的优点
① 与目前大量采用的团粒法生产复混肥的工艺技术比较，产品的颗粒强度高，可 克服团粒法复混肥产品易碎，易粉化，易结块的不良物理性状，且产品颗粒各种养分 的分布更加均匀，更有利于植物的吸收，可提高养分的利用率。
② 与目前将团粒法复混肥生产装置改造成加入一部分尿素熔融液造粒的工艺比 较，可从根本上解决因尿素熔融温度高，生产控制较困难，易产生对植物有害的物质
(縮二脲)的技术难题。
③ 对缺磷地区，特别是不具备采用磷矿生产磷酸来生产复合肥的地区，可以比较 经济地实现类似于以萃取磷酸和硫酸与合成氨反应为基础的转鼓喷浆造粒工艺生产
NPK复合肥产品(本发明的技术与该工艺生产的产品物理化学性能和产品质量相当， 对高氮复合肥产品而言，则采用本发明的技术生产的产品，其物理化学性能和产品质 量更好)。
与以含磷、含氮、含钾等固体肥料为基础的塔式熔体造粒工艺比较，可避免需 将全部原料经加热熔融后再造粒的情况，可较大幅度地节省蒸汽动力消耗；可避免塔 式熔体造粒工艺，在阴雨天或气候潮湿地区熔体造粒不能正常运行或需将进入造粒塔 的冷空气经干燥除湿处理，增加能源消耗的问题。
⑤与缺磷地区采用磷矿制酸生产复合肥的工艺比较，因MAP的运输成本远低于 磷矿石的运输成本，且生产装置的建设投资少，故本发明的技术实现工业化生产之后， 能产生较好的经济效益和社会效益。
共溶料浆管式反应器制造复合肥方法，用于复合肥生产装置的技术改造，可全面 提高团粒法复混合装置的技术水平，促进行业的技术进步，产生巨大的社会效益。
下面通过具体实施方式
对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围 的限制。
具体实施例方式
实施例1
"20-16-6"尿基一氯基NPK复合肥的生产，原料配方为MAP 363.64 kg/t (PA%44.00; N%11. 0);尿素190. 52 kg/t (腿6. 0);硫酸256. 76kg/t (98%H2S04); 合成氨89. 01kg/t (99. 5%HN3);氯化钾100. 0kg/t (60%KCL)。 制造方法如下
(1) 、在共溶槽中加入一定量的水(正常生产时为系统内部的洗涤液)，并起动
搅拌桨，通入蒸汽加热至约8(TC。
(2) 、在共溶槽中顶部的尿素、MAP的不同下料处，按照"20-16-6"的配方， 同时分别加入尿素190. 52 kg/t 、 MAP127. 01 kg/t (MAP与尿素的比例为40%: 60%); 制取合格的尿素和MAP共溶料浆(温度80 — 9(TC;含水量15 — 20%)。
(3) 、在转鼓造粒装置投入一定量的底料(底料的循环量达到共溶料浆投入转鼓 造粒装置瞬时量的2—4倍，底料配方为MAP 363.64 kg/t (P2O5%44.00;腦1.0); 尿素190.52 kg/t(N%46. 0);硫酸铵345. 71kg/t (21%N);氯化钾100. Okg/t (60%KCL)。
(4) 、起动料浆泵，将共溶料浆送入管式反应器，同时在管式反应器中加入 256. 76 kg/t的硫酸和89. 78kg/t的合成氨，氨和硫酸及MAP中的PA等在管式反应器 中进行反应(控制MAP的中和度为l.O — l. 1)，形成一定压力的高温料浆经喷头喷洒 在转鼓造粒装置内的返料床上，同时在转鼓造粒装置的返料系统加入100.0kg/t和
363.64—127.01 = 129.75 kg/t的MAP，转鼓造粒装置内的固体物料随着筒体的转动，在 高温料浆均匀的喷洒时通过涂布和粘结作用，在不断滚动中形成含水量2 — 5%的半成 品物料。
(5) 、造粒化后的物料，经干燥(干燥机来自燃烧炉的热气温度为100 — 40(TC， 干燥后产品的温度为80 — 9(TC，物料在干燥机内的停留时间为30 — 50分钟)、筛分
(上下层筛网的孔径分别为4.00和2.00mm)、冷却(产品冷却后为《50。C ，产品 在冷却机内的停留时间为20—30分钟)，即得到粒径为2 — 4. 75mm的复合肥料产品。
(6) 反应尾气、造粒尾气和设备通风尾气，经洗涤吸收后排放，洗条液送入共溶槽。
按此原料配方生产的产品规格为(20—16 — 6)， N%=20.06; P205%= 16.00; K20% =6.00; H20%=1.85;粒度(2—4.75mm%)》90;颗粒强度二25N。 本发明实施例的NPK复合产品的突出优点是-
与目前团粒法复混肥工艺生产的NPK产品比较，产品的颗粒强度高，中试达25N (工业化装置生产时还会更高一些)，而复混肥产品的颗粒强度一般《15N，可克服 团粒法复混肥产品易碎，易粉化，易结块的不良物理性状；产品颗粒各种养分的分布 更加均匀，更有利于植物的吸收，可提高养分的利用率。 实施例2
"17-7-17"硝基一硫基(氯根含量《2.5%) NPK复合肥的生产，原料配方为 MAP 123.12 kg/t (P205%44. 28;腿1.0);硝铵磷395.66 (N%32.00， P205%4.00); 硫酸钾280. OOkg/t (K20%50);氯化钾50 kg/t (60%KCL);合成氨38.95kg/t (99.5%HN3);硫酸112.27 kg/t (98%H2S04)。 制造方法如下
(1) 、在共溶槽中加入一定量的水(正常生产时为系统内部的洗涤液)，并起动
搅拌桨，通入蒸汽加热至约9(TC。
(2) 、在共溶槽顶部的硝铵磷、MAP的不同下料处，按照"17-7-17"的配方， 同时分别加入硝铵磷184.68 kg /t 、 MAP123. 12 kg/t (MAP与硝铵磷的比例为40%: 60%); 制取合格的硝铵磷和MAP共溶料浆(温度110 — 130。C;含水量15 — 20%)。
(3) 、在转鼓造粒装置投入一定量的底料(底料的循环量达到共溶料浆投入转鼓 造粒装置瞬时量的2 —4倍，底料配方为MAP 123,12 kg/t (P2O5%44.00;固l.O); 硝铵磷395.66kg/t(N。/。32.0， P205%4);硫酸铵151. 22kg/t (21%N);硫酸钾280. OOkg/t (50%KCL);氯化钾50. Okg/t (60%KCL)。
(4) 、起动料浆泵，将共溶料浆送入管式反应器，同时在管式反应器中加入
112. 276kg/t的硫酸和38. 95kg/t的合成氨，氨和硫酸及MAP中的PA等在管式反应器 中进行反应(控制MAP的中和度为l.O — l.l)，形成一定压力的高温料浆经喷头喷洒 在转鼓造粒装置内的返料床上，同时在转鼓造粒装置的返料系统加入280. Okg/t的硫 酸钾、50kg/t的氯化钾和395.66—184.68 = 210.98 kg/t的硝铵磷，转鼓造粒装置 内的固体物料随着筒体的转动，在高温料浆均匀的喷洒时通过涂布和粘结作用，在不 断滚动中形成含水量2 — 5%的半成品物料。
(5) 、造粒后的物料，经干燥(干燥机来自燃烧炉的热气温度为100—40(TC， 干燥后产品的温度为80—9(TC，物料在干燥机内的停留时间为30 — 50分钟)、筛分
(上下层筛网的孔径分别为4.00和2.00mm)、冷却(产品冷却后为《5(TC，产品 在冷却机内的停留时间为20 — 30分钟)，即得到粒径为2 — 4. 75mm的复合肥料产品。
(6) 、反应尾气、造粒尾气和设备通风尾气，经洗涤吸收后排放，洗条液送入共溶槽。
按此原料配方生产的产品规格为(17 — 7 — 17):醇(Fl7.08; P2O5%=7.00; K20% =17.00; H20%=1.95;粒度(2 —4. 75mm%)》90;颗粒强度二30N。
权利要求
1.一种共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其步骤如下(1)将重量占原料总重量10—25％的尿素和10—25％的磷酸一铵加入共溶槽，并加入适量的含水量60—80％的系统洗涤液，在搅拌状态下，通过蒸汽间接加热到80—90℃，制成含水量为15—20％的共溶料浆I；(2)在转鼓造粒造粒机内投入一定量的底料，底料的循环量达到共溶料浆I投入转鼓造粒装置瞬时量的2—4倍，起动造粒返料循环系统，并对系统进行预热至底料温度达到75—85℃；(3)将步骤(1)所得共溶料浆I通过料浆泵送入管式反应器，同时在管式反应器中加入占原料总重量10一30％的硫酸和占原料总重量5—15％的合成氨，控制磷酸一铵的中和度为1.0—1.7，形成一定压力的高温料浆在步骤(2)所述装有底料的转鼓造粒装置内，经喷头喷洒在返料床上，同时在转鼓造粒装置的返料系统加入占原料总重量30—65％的钾盐和制备共溶料浆I剩余的磷酸一铵和尿素，在转鼓造粒装置内的固体物料随着筒体的转动，在高温料浆均匀的喷洒时通过涂布和粘结作用，在不断滚动中形成含水量2—5％的半成品物料II；(4)将步骤(3)所得的半成品物料II经干燥、筛分、冷却，得到粒径为2—4.75mm的复合肥料产品。
2、 一种共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其步骤如下(1) 将重量占原料总重量10 — 25%的硝铵或硝铵磷和10 — 25%的磷酸一铵加入共 溶槽，并加入适量的含水量60 — 80%的系统洗涤液，在搅拌状态下，通过蒸汽间接加 热到110 — 13(TC，制成含水量为15 — 20%的共溶料浆I ;(2) 在转鼓造粒造粒机内投入一定量的底料，底料的循环量达到共溶料浆I投 入转鼓造粒装置瞬时量的2_4倍，起动造粒返料循环系统，并对系统进行预热至底 料温度达到75 — 85。C;(3) 将步骤(1)所得共溶料浆I通过料浆泵送入管式反应器，同时在管式反应 器中加入占原料总重量10 — 30%的硫酸和占原料总重量5 — 15%的合成氨，控制磷酸一 铵的中和度为1.0_1.7，形成一定压力的高温料浆在步骤(2)所述装有底料的转鼓 造粒装置内，经喷头喷洒在返料床上，同时在转鼓造粒装置的返料系统加入占原料总 重量30 — 65%的钾盐和制备共溶料浆I剩余的磷酸一铵和硝铵或硝铵磷，在转鼓造粒 装置内的固体物料随着筒体的转动，在高温料浆均匀的喷洒时通过涂布和粘结作用， 在不断滚动中形成含水量2 — 5%的半成品物料11;(4)将步骤(3)所得的半成品物料II经干燥、筛分、冷却，得到粒径为2—4. 75 mm的复合肥料产品。
3、 根据权利要求1或2所述的共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其特征 在于所述反应尾气、造粒尾气和设备通风尾气，经洗涤吸收后排放，洗条液送入共 溶槽。
4、 根据权利要求3所述的共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其特征在于: 所述步骤(3)中所述主反应方程式如下NH3+H2S04 = (NH4) 2S04 NH3+NH4H2P04 = NH4HP04。
5、 根据权利要求4所述的共溶料衆管式反应器制造复合肥的方法，其特征在于所述步骤(4)所述干燥的条件为来自燃烧炉的热气温度为100 — 40(TC，干燥后产 品的温度为80 — 90。C。
6、 根据权利要求5所述的共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其特征在于 所述步骤(4)所述筛分为上下层筛网的孔径分别为4.75和2.00mm。
7、 根据权利要求6所述的共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其特征在于 所述步骤(4)所述冷却条件为产品在冷却机内的停留时间为20 —30分钟，产品冷 却后的温度《5(TC。
8、 根据权利要求7所述的共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其特征在于-所述底料的配方为磷酸一铵123.12 kg/t;硝铵磷395.66kg/t;硫酸铵151. 22kg/t; 硫酸钾280.00kg/t;氯化钾50.0kg/t。
9、 根据权利要求7所述的共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其特征在于 所述底料的配方为磷酸一铵363.64 kg/t;尿素190.52 kg/t;硫酸铵345. 71kg/t; 氯化钾100. Okg/t。
全文摘要
本发明涉及一种共溶料浆管式反应器制造复合肥的方法，其步骤如下(1)将重量占原料总重量10-25％的尿素和10-25％的磷酸一铵加入共溶槽，并加入含水量60-80％的系统洗涤液，加热到80-90℃，制成含水量为15-20％的共溶料浆I；(2)在转鼓造粒机内投入底料；(3)将共溶料浆I通过料浆泵送入管式反应器，同时加入占原料总重量10-30％的硫酸和占原料总重量5-15％的合成氨，形成含水量2-5％的半成品物料II；(4)将半成品物料II经干燥、筛分、冷却，得到粒径为2-4.75mm的复合肥料产品。本发明的方法提高团粒法复混合装置的技术水平，促进行业的技术进步，产生巨大的社会效益。
文档编号C05F9/00GK101367682SQ20081022350
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者宋安新, 张兵印, 梁江红, 王金铭, 石学勇, 苏晓明, 贲艳英, 郑秀兴 申请人:中国-阿拉伯化肥有限公司