硫酸脲氨化法復(fù)合肥料

1、硫酸脲氨化法復(fù)合肥料1.1項(xiàng)目名稱：10萬(wàn)噸/年硫酸脲復(fù)合肥項(xiàng)目1.2擬建單位：山東新沭化化肥有限公司1.3擬建地點(diǎn)：山東新沭化化肥有限公司1.4建設(shè)內(nèi)容：在常規(guī)復(fù)混肥料生產(chǎn)設(shè)備基礎(chǔ)上，新增硫酸脲配制、尿素輸送設(shè)備及附屬管道、閥門、自動(dòng)化儀表。1.5項(xiàng)目投資:該項(xiàng)目總投資約為：560 萬(wàn)元。1.6項(xiàng)目建設(shè)的必要性優(yōu)勢(shì)必要性:因現(xiàn)階段我國(guó)復(fù)混肥料（復(fù)合肥料）產(chǎn)量供大于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，常規(guī)生產(chǎn)工藝亦不能滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品高質(zhì)量的要求，需引進(jìn)新工藝對(duì)常規(guī)生產(chǎn)裝置進(jìn)行升級(jí)改造，硫酸脲工藝是我公司最新引進(jìn)研發(fā)的復(fù)合肥制造方法，利用該工藝進(jìn)行裝置升級(jí)，具有投資小，生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)，生產(chǎn)品種多樣性，工藝適應(yīng)性強(qiáng)等

2、優(yōu)點(diǎn)。項(xiàng)目介紹：.1生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)述 將尿素、硫酸按一定比例進(jìn)行反應(yīng)生成性質(zhì)穩(wěn)定的硫酸脲溶液，再將硫酸脲料漿噴到造粒機(jī)料床表面，依靠溶液高黏性與造粒機(jī)內(nèi)的其它氮、磷、鉀基礎(chǔ)原料粘結(jié)成粒，加入碳酸氫銨調(diào)節(jié)物料PH值，經(jīng)干燥、篩分、冷卻、包裹等正常生產(chǎn)工序，最終形成復(fù)合肥產(chǎn)品。.2建設(shè)必要性目前硫酸脲復(fù)合肥工藝已被撒可富成功應(yīng)用，利用該工藝可以進(jìn)行普通復(fù)混肥生產(chǎn)裝置的升級(jí)，該技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保效果好、投資低、產(chǎn)量高、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低、產(chǎn)品肥效好、產(chǎn)品品種多樣化、工藝適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。.3建設(shè)周期：建設(shè)周期80天，其中建設(shè)施工階段70天，試車驗(yàn)收10天。.4項(xiàng)目?jī)?yōu)點(diǎn)a）可行性：該技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，易移植于

3、現(xiàn)有普通復(fù)混肥生產(chǎn)裝置。b）生產(chǎn)成本:本技術(shù)節(jié)能、提產(chǎn)量，故能降低生產(chǎn)成本.c）產(chǎn)量: 相對(duì)普通蒸汽造粒復(fù)合肥工藝，可以提高10%-30%左右的產(chǎn)量。d）質(zhì)量：顆粒強(qiáng)度：顆?？箟簭?qiáng)度提高50左右；縮二脲含量：由于硫酸脲操作溫度（）低，尿素溶液不發(fā)生水解及縮合反應(yīng)，無(wú)縮二脲生成；圓潤(rùn)度：表觀好于氨酸法。e）防結(jié)塊:產(chǎn)品性質(zhì)變好（水分低、強(qiáng)度高），故產(chǎn)品防結(jié)性能大大改善.f）節(jié)能: 本工藝?yán)酶鞣N反應(yīng)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(jié)能效果明顯。g）造粒成粒率: 造粒機(jī)出口成粒率大大提高,達(dá)80-95%.h）高氮肥生產(chǎn): 部分尿素質(zhì)變?yōu)榱蛩犭?高氮肥生產(chǎn)時(shí),需低溫大風(fēng)

4、量,用該技術(shù),可適度提高干燥機(jī)頭部溫度20度左右，增加產(chǎn)量.i）系統(tǒng)結(jié)疤：顆粒脆性增強(qiáng)，破碎、篩分等相應(yīng)設(shè)備結(jié)疤減緩，系統(tǒng)結(jié)疤減少。2硫酸脲技術(shù)為氨酸法的升級(jí)技術(shù)2.1硫酸脲的基本性質(zhì)。硫酸脲技術(shù)最早應(yīng)用于法國(guó)，1934年法國(guó)肥料專家研究了CO(NH2)2-H2SO4-H2O三元系統(tǒng)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(diǎn)為10。尿素與硫酸的加合為放熱反應(yīng)，且第一個(gè)摩爾尿素與硫酸結(jié)合時(shí)放出大量熱量，導(dǎo)致溫度劇升，而第2個(gè)摩爾的尿素溶解時(shí)放熱則較少，另外，由于尿素與硫酸加合過(guò)程的放熱，酸解液配制時(shí)所產(chǎn)生的熱量可能使系統(tǒng)過(guò)熱而發(fā)生副反應(yīng)。因而要求酸解液配制溫度最高不超過(guò)

5、100，并在配制過(guò)程中控制合適的尿素和硫酸的比例，同時(shí)加入適量的水以降低硫脲的粘度和保持硫脲的穩(wěn)定。硫酸脲均勻噴灑在料層上作為粘結(jié)劑強(qiáng)化造粒，在造粒過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(chǎn)品的致密度和強(qiáng)度提高，尤其是可以降低物料存儲(chǔ)過(guò)程中的再次反應(yīng)和晶型轉(zhuǎn)變，使得產(chǎn)品的性質(zhì)穩(wěn)定，不容易發(fā)生粉化和結(jié)塊。2.2硫酸脲法與氨酸法比較a）投資：無(wú)氨站、尾洗工段，投資低,勝于氨酸法。b）運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低:氨酸法液氨利用率較低，硫酸脲技術(shù)無(wú)氨損，且沒(méi)有尾氣洗滌系統(tǒng)的高運(yùn)轉(zhuǎn)電耗。c）環(huán)保：氨酸法造粒氨揮發(fā)量大，環(huán)境惡劣，尾氣洗滌不能達(dá)標(biāo)排放。d）品種的多樣性:氨酸法生產(chǎn)

6、時(shí),一些配方效果不佳,硫酸脲因具備高黏性,故產(chǎn)品配方多樣化，有效解決了氨酸法生產(chǎn)高濃度、磷含量低品種時(shí)造粒效果差的弊病。3工藝可行性硫酸脲復(fù)合肥工藝是國(guó)內(nèi)新工藝，該工藝于2002年在中阿化肥有限公司(撒可富)進(jìn)行了工業(yè)化試生產(chǎn)及產(chǎn)成品田間試驗(yàn)，得出結(jié)論為該工藝生產(chǎn)復(fù)合肥系統(tǒng)結(jié)疤少，生產(chǎn)綜合成本低（同比其他脲基肥工藝），產(chǎn)成品顆粒圓潤(rùn)度高，縮二脲含量低，顆粒強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，是尿素熔融工藝，氨酸法的升級(jí)。3.1工藝簡(jiǎn)述磷銨、氯化鉀/硫酸鉀、氯化銨/硫酸銨、碳酸氫銨及填充料經(jīng)皮帶計(jì)量進(jìn)入造粒機(jī)；硫酸、尿素分別經(jīng)計(jì)量進(jìn)入反應(yīng)釜反應(yīng)生成硫酸脲，硫酸脲噴射到造粒機(jī)固體物料層進(jìn)行造粒；造粒后的物料經(jīng)烘干機(jī)

7、、冷卻、篩分產(chǎn)出成品。a）主要化學(xué)反應(yīng)：CO(NH2)2+H2SO4= H2SO4CO(NH2)22CO(NH2)2+H2SO4= H2SO42CO(NH2)2H2SO4+(NH2)2co3=(NH2)2 SO4+co2+H2Ob）工藝流程混合碳銨及氮磷鉀原料配料 一級(jí)冷卻一級(jí)烘干尿素緩沖槽造粒機(jī) 水反應(yīng)器硫 酸一級(jí)篩分 返料 大顆粒經(jīng)粉碎三級(jí)篩分二級(jí)篩分二級(jí)篩分二級(jí)冷卻二級(jí)烘干 成品硫酸脲的配置工藝水經(jīng)計(jì)量后加入配置罐，硫酸經(jīng)計(jì)量后自硫酸罐用泵打入配置罐，固體尿素經(jīng)電子皮帶秤計(jì)量后按比例加入配置罐在攪拌的作用下，加和形成硫酸脲溶液，并放出反應(yīng)熱。通過(guò)配置罐的內(nèi)盤管調(diào)溫裝置（或外部換熱器調(diào)溫裝

8、置）手動(dòng)調(diào)節(jié)溫度在正常的范圍內(nèi)。硫脲工藝流程圖：尿素主要設(shè)備：硫酸罐、硫酸流量計(jì)、硫酸泵、硫酸脲制備罐、尿素斗提機(jī)、料倉(cāng)、尿素皮帶計(jì)量稱溫控系統(tǒng)、工藝水流量計(jì)、硫酸脲緩沖槽、硫酸脲噴射器、硫脲泵A、B、空氣壓縮機(jī)等緩沖槽造粒機(jī) 水反應(yīng)器硫 酸造粒固體原材料與返料混合進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)，洗滌液經(jīng)計(jì)量后加入造粒機(jī)噴撒在料層上，硫酸脲溶液經(jīng)計(jì)量后與壓縮空氣混合加壓噴入造粒機(jī)料層上，通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽用量來(lái)控制造粒機(jī)物料的溫度和濕度。干燥與冷卻造粒后由皮帶機(jī)送入干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥機(jī)出料采用雙冷卻處理，在兩級(jí)冷卻中進(jìn)行初篩處理。一級(jí)冷卻后的物料經(jīng)皮帶機(jī)和提升機(jī)送入并聯(lián)的二臺(tái)初篩（振動(dòng)篩），篩上大粒進(jìn)行破碎篩分，

9、篩下物料進(jìn)入二級(jí)振動(dòng)篩，小粒與破碎后的物料一起返料。以回收返料熱量，降低裝置的能耗。初篩后得到的近合格的粒子送入二級(jí)冷卻機(jī)，經(jīng)冷卻后進(jìn)入二級(jí)單層振動(dòng)篩，進(jìn)行細(xì)篩處理，以保證粒子的合格率。合格的顆粒送入包裹機(jī)進(jìn)行涂層處理，然后包裝出廠。除塵裝置除塵采用除塵室。干燥和冷卻的尾氣經(jīng)除塵室除塵，然后經(jīng)煙囪放空。 3.2主要工藝指標(biāo)：3.1造粒機(jī)內(nèi)物料溫度：60-75，造粒后物料含水量3-4%左右。3.2干燥機(jī)進(jìn)口溫度110-200（根據(jù)配方需要，靈活掌握）。3.3配置罐溫度：100。3.4干燥機(jī)排氣溫度：50-60。3.3硫酸脲工藝特點(diǎn)提高產(chǎn)品質(zhì)量，顯著降低能耗硫酸與尿素的反應(yīng)產(chǎn)生了大量的反應(yīng)熱，利用

10、該反應(yīng)熱熔融尿素可節(jié)省大量蒸汽，使洗滌液得以部分回收利用，既解決了濕法除塵系統(tǒng)的污水排放問(wèn)題，又降低了消耗。同時(shí)，硫酸脲，磷酸一銨在造粒機(jī)與碳酸氫銨反應(yīng)使造粒床層溫度升高15-20度，床層溫度的上升至60-70度，使造粒出口水份含量降低到3%左右，不僅降低了干燥系統(tǒng)負(fù)荷，提高了裝置的生產(chǎn)能力，而且造粒的成粒率上升，顆粒外型光滑度、強(qiáng)度提高。利于產(chǎn)品中縮二脲含量的控制：硫酸脲的配置過(guò)程中，反應(yīng)溫度可較易的控制在的范圍內(nèi)，相對(duì)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(yīng)，使產(chǎn)品中縮二脲的含量更低，更加有效地保證產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。硫酸脲工藝適應(yīng)性相對(duì)較強(qiáng)。在空氣的溫度及相對(duì)濕度較大的情況下，

11、其他工藝生產(chǎn)尿基復(fù)合肥基本保證不了連續(xù)開車，但用本工藝進(jìn)行生產(chǎn)，基本能實(shí)現(xiàn)連續(xù)開車。返料比優(yōu)勢(shì)：硫酸脲工藝試生產(chǎn)過(guò)程中，返料比在23范圍內(nèi)，優(yōu)于尿素溶解法返料比在4.56。從此方面講，該工藝可以更好的發(fā)揮設(shè)備能力、節(jié)約能源、提高生產(chǎn)能力。水平衡較易實(shí)現(xiàn)：生產(chǎn)過(guò)程中，洗滌系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)良性的循環(huán)，即洗滌液的濃度不超標(biāo)，各洗滌槽能保證出入平衡，液位不上漲?？梢缘贸鱿到y(tǒng)能較易實(shí)現(xiàn)水平衡的結(jié)論?？菇Y(jié)塊能力增強(qiáng)，產(chǎn)品的顆粒強(qiáng)度更高，抗結(jié)塊能力增強(qiáng)，緩釋長(zhǎng)效作用提高。4.5、設(shè)備及控制系統(tǒng)主要設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)數(shù)量單位價(jià)格（萬(wàn)元）1硫脲配制罐1臺(tái)2硫脲輸送泵2臺(tái)3硫脲循環(huán)泵1臺(tái)4搪瓷反應(yīng)釜（帶有換熱管）1臺(tái)5硫酸脲噴射器1套7尿素料倉(cāng)18尿素輸送帶19斗提機(jī)110計(jì)量皮帶111硫酸脲過(guò)濾組合112配制罐攪拌113硫酸罐114硫酸泵2合計(jì)4、投資概算（略）5、效益分析本工藝相對(duì)于蒸汽造粒工藝成本有顯著降低，但相對(duì)于氨酸法生產(chǎn)成本沒(méi)有明顯的降低，降低了造粒機(jī)出口水分含量，降低了干燥能耗；由于提前將硫酸和尿素進(jìn)行充分反應(yīng)生成了硫酸脲，料床上的化學(xué)反應(yīng)溫和，操作簡(jiǎn)單，造粒成粒率和生產(chǎn)控制較氨酸法均有明顯改善。品種適應(yīng)性更強(qiáng)，產(chǎn)品的強(qiáng)度、致密度提高