CN204151247U - 一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置 - Google Patents

Abstract

一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置，其所述造粒装置是在中和料浆蒸发装置上进一步增设有高塔造粒装置，在硝钙过滤装置上进一步增设了硝酸钙处理装置，其中硝酸磷肥和钙钾肥分别经干燥机和破碎机后，按比例加入高塔顶部料仓中进行混合，经高塔熔融槽熔融，最后经高塔造粒喷头造粒获得球形颗粒氮磷钾复合肥。本装置不仅充分利用了中间产品钙元素，增加了肥料的有效成分，而且由于副产硝钙的加入，还有效降低了高塔熔融槽中料浆的温度，同时由于料浆是在熔融状态下混合造粒，故产品养分均一。本装置既改善了产品的物化性能和外观形貌，又简化了生产工艺、降低了生产成本，为硝酸磷肥生产开辟了新途径。

Description

一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置

技术领域

本实用新型涉及一种硝酸磷肥的生产装置，具体是一种在硝酸磷肥生产装置的基础上进一步增设有硝酸钙处理装置和高塔造粒装置。

背景技术

硝酸磷肥作为一种高浓度氮磷复合肥，因其良好的物理性能，高水溶率，不易结块，便于运输、储存及机械化施肥等优点，被广泛的应用于小麦、玉米、水稻等粮食作物以及油菜、茶叶、棉花、大蒜、香蕉、荔枝等经济作物，在农业生产中深受喜欢。而在其各类生产装置中，冷冻硝酸磷肥生产装置又因经济效益、养分含量以及环保等方面的优势，成为了目前较为理想的一种生产装置，该装置主要以硝酸、磷矿和氨气为原料，采用冷冻法生产工艺，经酸解、酸不溶物沉淀分离、冷冻结晶、硝酸钙过滤、母液氨中和、中和料浆蒸发、造粒、干燥、冷却等工序而最终制得硝酸磷肥产品，其中，N/P₂O₅=2/1，N含量26%，P₂O₅含量13%，现有技术见[荆宏键， 陈明良，陈靖宇等. 冷冻法硝酸磷肥生产技术[M]. 北京: 化学工业出版社，2002]。

上述生产硝酸磷肥装置的造粒设备因料浆的物理化学性能以及对最终产品的要求不同而不同，现有的造粒设备有以下几种：喷浆造粒设备、滚筒造粒设备、双轴造粒设备和塔式喷淋造粒设备等，其中喷浆造粒设备所造颗粒粒度坚硬，造粒过程中氮素易流失，一般需要进行二次加氮工艺，生产成本较高；滚筒造粒设备所得产品质量和效果参差不齐，水溶率和利用率较低，肥料易流失；双轴造粒设备则因其对料浆的流体性能与浓度适应性强，而被广泛的用于冷冻法硝酸磷肥生产工艺中，但此种造粒设备存在着影响因素较多、返料比较大、设备尺寸要求大、能耗高、操作费用高等缺陷，且生产出的颗粒形状不均匀，如说明书附图4所示，使得颗粒之间的比重相差较大，从而容易导致产品的偏析现象严重，最终使得植物吸收养分不均。

在现有技术中，副产中间产品硝酸钙，为了处理硝酸钙，还增设有生产水泥的一整套设备，无形中增加了设备投资，增大了生产成本。

因此，迫切需要寻找出一种造粒技术来解决冷冻法硝酸磷肥的成粒及形状不均的问题。通过相关文献如 [包同力. 高塔造粒复合肥的生产和质量控制[J]. 中氮肥，2006 (5): 32-33.]，了解到高塔造粒设备集造粒、干燥、冷却于一体，不仅简化了生产流程、减少了控制因素、降低了生产成本；而且所造颗粒外观晶莹剔透、粒度均匀、成球率高、几乎无返料，同时自身还带有中空防伪标志，难以假冒，更重要的是在此种造粒设备中物料是在熔融状态下通过搅拌作用混合而成，肥料的每一个颗粒都是多种营养元素的均匀体，含量均衡，肥效快。但该设备只适用于全水溶性复肥的造粒，若将其用于冷冻法硝酸磷肥，则由于NP浓缩料浆组成复杂、比较粘稠，极易堵塞管道与设备，从而使得料浆送往高塔的输送难于实现，此外在输送过程中的保温设施也需要保障，使得生产成本增加。因此，将高塔造粒设备与硝酸磷肥生产装置集于一起，配套生产是硝酸磷肥生产的一重要途径。

发明内容

为了克服上述高塔造粒在生产硝酸磷肥中所存在的不足，本实用新型提供一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置。

上述所提供的一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置，是在现有生产硝酸磷肥的基础上，进一步增设有对副产中间产品硝酸钙的处理设备，增设有对蒸发工艺后的高塔造粒设备。具体的技术方案如下。

一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置，包括磷矿酸解装置、酸不溶物沉淀分离装置、冷冻结晶装置、硝酸钙过滤装置、母液氨中和装置、中和料浆蒸发装置；其特征在于:

所述中和料浆蒸发装置，包括第一干燥机、第一干燥机空气加热器、第一破碎机、第一皮带计量输送机和第一斗提机，其中：

第一干燥机，其顶部入口位于第一除尘***中第一返料皮带下方，其顶部出口通过排气管道与第一干燥机旋风收集器相连通；其底部入口通过干燥管道与第一干燥机空气加热器相连通，其底部出口通过溢流管与第一破碎机相连通；

第一干燥机空气加热器位于第一干燥机的下侧，干燥蒸汽的出口与第一干燥机通过蒸汽管道相连通；

第一破碎机，位于第一干燥机底部出口的下侧、第一皮带计量输送机上方，且三者通过溢流管道相连通；

第一皮带计量输送机，位于第一破碎机下方、出口位于第一斗提机入口的正上方；

第一斗提机，其入口位于第一皮带计量输送机出口的正下方，出口则通过硝酸磷肥输送管道与高塔顶部料仓相连通；

所述硝酸钙过滤装置，包括第二干燥机、第二干燥机空气加热器、第二破碎机、第二皮带计量输送机和第二斗提机；其中：

第二干燥机，顶部入口位于第二除尘***中第二返料皮带下方，顶部出口通过排气管道与第二干燥机旋风收集器相连通；其底部入口通过干燥管道与第二干燥机空气加热器相连通，底部出口通过溢流管与第二破碎机相连通；

第二干燥机空气加热器，位于第二干燥机下侧，干燥蒸汽的出口与第二干燥机通过蒸汽管道相连通；

第二破碎机，位于第二干燥机部出口的下侧、第二皮带计量输送机上方，且三者通过溢流管道相连通；

第二皮带计量输送机，位于第二破碎机下方、出口位于第二斗提机的入口正上方；

第二斗提机，其入口位于第二皮带计量输送机出口的正下方，出口则通过硝酸磷肥输送管道与高塔顶部料仓相连通；

所述高塔造粒装置，包括高塔顶部料仓、高塔熔融槽、高塔造粒缓冲槽、高塔旋转造粒喷头、高塔熔融槽支撑板、高塔进风装置、高塔底部进风装置支架、高塔底部进风装置支架、NPK振动筛、高塔返料斗提机、高塔塔底冷却器、包裹桶；其中：

高塔顶部料仓，位于高塔熔融槽上方，入口分别与第一斗提机和第二斗提机的出口通过管道相连通，并在料仓顶部设有进水口装置，出口与高塔熔融槽通过溢流管相连通；

高塔熔融槽，设在高塔顶部料仓下方，入口和出口分别通过溢流管与高塔顶部的料仓以及高塔造粒缓冲槽相连通；

高塔造粒缓冲槽，通过溢流管连接在高塔熔融槽底部，出口则与高塔旋转造粒喷头相通；

高塔旋转造粒喷头，位于高塔熔融槽支撑板正中，与高塔造粒缓冲槽通过溢流管相连通；

高塔进风装置，通过高塔底部进风装置支架和高塔底部进风装置支架固定在高塔底部，上分布有进风风窗；

NPK振动筛，其入口与高塔NPK颗粒出口相接，合格颗粒出口通过输送管道与高塔塔底冷却器相接，大颗粒及细小颗粒的出口通过输送管道与高塔返料斗提机入口相连；

高塔返料斗提机，位于NPK振动筛下方，入口通过管道与NPK振动筛大颗粒及细小颗粒的出口相连通，出口通过管道与高塔熔融槽相连通；

高塔塔底冷却器，位于NPK振动筛下方，入口与NPK振动筛出口通过管道相连通，出口通过管道与包裹桶相连通；

包裹桶，位于高塔塔底冷却器旁，入口与高塔塔底冷却器出口通过管道相连。

在上述技术方案中，所述中和料浆蒸发装置与所述硝酸钙过滤装置上增设有第一干燥机旋风收集器、第一干燥机袋滤器、第一返料皮带、第二干燥机旋风收集器、第二干燥机袋滤器和第二返料皮带，其中：

第一干燥机旋风收集器和第二干燥机旋风收集器，分别位于第一干燥机和第二干燥机顶部，并通过排风管道相连；

第一干燥机袋滤器和第二干燥机袋滤器，分别位于第一干燥机旋风收集器和第二干燥机旋风收集器旁边同一高度处，并通过排风管道相连；

第一返料皮带和第二返料皮带，分别位于第一干燥机旋风收集器、第一干燥机袋滤器和第二干燥机旋风收集器、第二干燥机袋滤器的底部出口处。

在上述技术方案中，所述高塔高度是110-125米，直径为18-25米。

在上述技术方案中，所述高塔旋转造粒喷头的喷头喷孔是由下往上逐渐加大，直径为3.0-4.5毫米，孔距5-10毫米，喷头造粒旋转速度为320转/分。

在上述技术方案中，所述进风风窗的风量是离心式鼓风机鼓入，并均匀分布在距塔底16m的横截面上，且数目为13个，尺寸为2×3米，进风量为320立方米每秒，温度为20-25℃，料浆的最大下降速度是7-9 m/s。

实现本实用新型上述所提供的一种生产硝酸磷肥的改进装置，是在现有冷冻法生产硝酸磷肥装置的基础上，针对冷冻法生产硝酸磷肥装置的不足所进行的改进，其改进是在料浆造粒装置中新增了高塔造粒工序，成功地将硝酸磷肥生产装置和高塔造粒技术设备相结合，将高塔造粒装置应用于了不全水溶性肥料的制备中，制得的球形颗粒硝酸磷肥外观形貌好，易流动，易施用，制造过程简单易控制，且目前尚无球形颗粒硝酸磷肥产品。同时省去了原装置中的硝酸钙处理***，直接将硝酸钙和钾肥作为高塔造粒的添加剂加入了高塔造粒机顶部料仓中，简化了硝钙处理***，降低了成本，充分的利用了副产硝酸钙，做到了无副产品排放，而且由于低温硝酸钙物料的加入，降低了高塔熔融槽中硝酸磷肥料浆的温度，节约了能耗和操作费用、优化了***的装置结构、增加了肥料的有效成分、提高了其经济效益。

与现有冷冻法生产硝酸磷肥装置相比，其所具有的积极效果如下：

本装置中所增的硝酸钙处理装置以及高塔造粒装置，结构简单、自成体系，很好的与原有的冷冻法硝酸磷肥生产装置相应适应。

本装置与现有硝酸钙处理装置相比较，本装置省去了硝钙处理***，而将其直接作为高塔造粒的添加剂，简化了硝钙处理***，降低了生产成本；而且做到了废物循环利用，无副产品排放的要求。此外，由于低温硝酸钙物料的加入，降低了高塔熔融槽中硝酸磷肥料浆的温度，节约了能耗和操作费用，降低了料浆中泡沫逸出量，优化了设备结构，增加了肥料的有效成分，提高了经济效益。

本装置经高塔造粒所获得的球形颗粒硝酸磷肥外观形貌好，易流动，强度大，易施用，制造过程简单易控制，且尚无球形颗粒硝酸磷肥产品。

本装置相比于现有双轴造粒工艺，由于经高塔造粒设备所得的肥料是在熔融状态下搅拌进行的，因此，料浆混合均匀、养分均一，每一个球形颗粒均是一个多种营养元素的均匀体。

本装置相比于现有的高塔造粒技术，由于我们对其进行了工艺条件及设备参数的改进，使得此装置的应用范围不在仅仅局限于全水溶性肥料的制备，而且可以对不全水溶的肥料进行生产。

本装置经高塔造粒所得的产品颗粒上有一小孔是天然的防伪标志，且严格控制生产过程，则在造粒过程中几乎无返料，生产成本较低。

本实用新型不仅简化了生产流程，减少了控制因素，而且降低了生产成本，给现有硝酸磷肥的生产提供了一条生存途径。

附图说明

图1是本实用新型硝酸磷肥改进装置的结构示意图。

图2是本实用新型硝酸磷肥改进装置生产的未经喷油处理后的氮磷钾复合肥外观形貌图。

图3是现有高塔造粒设备生产的经喷油处理后的氮磷钾复合肥外观形貌图。

图4是现有双轴造粒生产的颗粒硝酸磷肥的产品形貌图。

图中：1：第一干燥机；2：第一干燥机空气加热器；3：第一破碎机；4：第一皮带计量输送机；5：第一斗提机；6：第二干燥机；7：第二干燥机空气加热器；8：第二破碎机；9：第二皮带计量输送机；10：第二斗提机；11：高塔顶部料仓；12：高塔熔融槽；13：高塔造粒缓冲槽；14：高塔旋转造粒喷头；15：高塔熔融槽支撑板；16：高塔进风装置；17：高塔底部进风装置支架；18：高塔底部进风装置支架；19：NPK振动筛；20：高塔返料斗提机；21：高塔塔底冷却器；22：包裹桶；23：第一干燥机旋风收集器；24：第一干燥机袋滤器；25：第一返料皮带；26：第二干燥机旋风收集器；27：第二干燥机袋滤器；28：第二返料皮带。

具体实施方式

下面将结合实施方式对本发明专利具体给予说明，但本发明的内容不只局限于所列举的实施方式的范围。

实施方式1  

NP料浆通过输送管道进入第一干燥机1顶部入口，在干燥机中与来自第一干燥机空气加热器2的热空气接触进行干燥处理，使NP料浆的含水量降至0.6%以下，其中第一干燥机尾部的热空气通过顶部出口处的排气管道依次进入第一干燥机旋风收集器23和第一干燥机袋滤器24，在此分离出空气中的固体，固体通过第一返料皮带25返回到第一干燥机1中，气体则排到大气中。干燥后的NP颗粒通过溢流管道进入第一破碎机3中破碎成粒径小于5cm的颗粒，获得N含量为35.2%，P₂O₅含量为24.6%，水含量为0.6%的硝酸磷肥，并通过位于第一破碎机3下方的第一皮带计量输送机4和第一斗提机5，送到高度为120米、直径为24米高塔顶部料仓11中。

原工艺中生产得到的硝酸钙料浆与硝酸钾按质量比为6:1的比例通过输送管道进入第二干燥机6顶部入口，在干燥机中与来自第二干燥机空气加热器7的热空气接触进行干燥处理，使钾钙肥含水量降至3%以下，其中第二干燥机尾部的热空气通过顶部出口处的排气管道依次进入第二干燥机旋风收集器26和第二干燥机袋滤器27，在此分离出空气中的固体，固体通过第二返料皮带28返回到第二干燥机6中，气体则排到大气中。干燥后的钾钙肥通过溢流管道进入第二破碎机8中破碎成粒径小于5cm的颗粒，获得K₂O含量为13.45%，CaO含量为18.20%，水含量为3%的钾钙肥，并通过位于第二破碎机8下方的第二皮带计量输送机9和第二斗提机10，按与硝酸磷肥质量比为1.54:1的量送到高度为120米、直径为24米高塔顶部料仓11中。 

在高塔顶部料仓11中加入硝酸磷肥质量1%的水，并将第一斗提机5和第二斗提机10送来的硝酸磷肥及钾钙肥混合均匀后，通过溢流管道将混合料浆送至位于下方的高塔熔融槽12进行熔融操作，此时保持熔融槽温度为165℃，熔融时间为2小时，使含水量降至1%以下，后经溢流管路送入高塔造粒缓冲槽13中，维持温度在165℃之间，停留时间为1小时，最后进入高塔旋转造粒喷头14中，经喷洒进入造粒塔内，在下落的过程中与高塔进风装置16提供的冷风传质传热，并完成造粒，其中喷孔由下往上逐渐加大，直径为3.0-4.5毫米，孔距5-10毫米，喷头造粒旋转速度为320转/分，进风装置采用离心式鼓风机，进风风窗均匀的分布在距塔底16m的横截面圆周上，且数目为13个，尺寸为2×3米，并保证进风量为320立方米每秒，温度为20℃，使料浆的最高下降速度达到8 m/s。此时所得的未经喷油处理的氮磷钾复合肥的效果如图4所示，从中我们可以看出相比较于以往自然通风高塔造粒技术所获得的喷油后的复合肥，如图3所示，其颗粒圆整度更好，粒径更均匀，更有利于施肥。

塔底所得颗粒经输送管道进入到NPK振动筛19中进行筛分处理分成大颗粒、合格颗粒、小颗粒，其中小颗粒和大颗粒通过返料斗提机20返回来高塔顶部料仓11中，而粒径在2-4mm的合格颗粒则通过管路送入到高塔塔底冷却器21中进行冷却处理，待温度降至40℃以下后，经管道送至包裹桶22中，进行喷油、扑粉处理，即获得含量为P₂O₅：11.44%、N：24.32%、K₂O：9.36%、CaO：13.03%，其它养分为2%的球形颗粒氮磷钾复合肥，其他养分是微量元素镁、硫、铝、铁和锰。

Claims (5)

1.一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置，包括磷矿酸解装置、酸不溶物沉淀分离装置、冷冻结晶装置、硝酸钙过滤装置、母液氨中和装置、中和料浆蒸发装置；其特征在于:

所述中和料浆蒸发装置，包括第一干燥机（1）、第一干燥机空气加热器（2）、第一破碎机（3）、第一皮带计量输送机（4）和第一斗提机（5），其中：

第一干燥机（1），其顶部入口位于第一除尘***中第一返料皮带（25）下方，其顶部出口通过排气管道与第一干燥机旋风收集器（23）相连通；其底部入口通过干燥管道与第一干燥机空气加热器（2）相连通，其底部出口通过溢流管与第一破碎机（3）相连通；

第一干燥机空气加热器（2）位于第一干燥机（1）的下侧，干燥蒸汽的出口与第一干燥机（1）通过蒸汽管道相连通；

第一破碎机（3），位于第一干燥机（1）底部出口的下侧、第一皮带计量输送机（4）上方，且三者通过溢流管道相连通；

第一皮带计量输送机（4），位于第一破碎机（3）下方、出口位于第一斗提机（5）入口的正上方；

第一斗提机（5），其入口位于第一皮带计量输送机（4）出口的正下方，出口则通过硝酸磷肥输送管道与高塔顶部料仓（11）相连通；

所述硝酸钙过滤装置，包括第二干燥机（6）、第二干燥机空气加热器（7）、第二破碎机（8）、第二皮带计量输送机（9）和第二斗提机（10）；其中：

第二干燥机（6），顶部入口位于第二除尘***中第二返料皮带（28）下方，顶部出口通过排气管道与第二干燥机旋风收集器（26）相连通；其底部入口通过干燥管道与第二干燥机空气加热器（7）相连通，底部出口通过溢流管与第二破碎机（8）相连通；

第二干燥机空气加热器（7），位于第二干燥机（6）下侧，干燥蒸汽的出口与第二干燥机（6）通过蒸汽管道相连通；

第二破碎机（8），位于第二干燥机（6）底部出口的下侧、第二皮带计量输送机（9）上方，且三者通过溢流管道相连通；

第二皮带计量输送机（9），位于第二破碎机（8）下方、出口位于第二斗提机（10）的入口正上方；

第二斗提机（10），其入口位于第二皮带计量输送机（9）出口的正下方，出口则通过硝酸磷肥输送管道与高塔顶部料仓（11）相连通；

所述高塔造粒装置，包括高塔顶部料仓（11）、高塔熔融槽（12）、高塔造粒缓冲槽（13）、高塔旋转造粒喷头（14）、高塔熔融槽支撑板（15）、高塔进风装置（16）、高塔底部进风装置支架（17）、高塔底部进风装置支架（18）、NPK振动筛（19）、高塔返料斗提机（20）、高塔塔底冷却器（21）、包裹桶（22）；其中：

高塔顶部料仓（11），位于高塔熔融槽上方，入口分别与第一斗提机（5）和第二斗提机（10）的出口通过管道相连通，并在料仓顶部设有进水口装置，出口与高塔熔融槽（12）通过溢流管相连通；

高塔熔融槽（12），设在高塔顶部料仓下方，入口和出口分别通过溢流管与高塔顶部的料仓（11）以及高塔造粒缓冲槽（13）相连通；

高塔造粒缓冲槽（13），通过溢流管连接在高塔熔融槽（12）底部，出口则与高塔旋转造粒喷头（14）相通；

高塔旋转造粒喷头（14），位于高塔熔融槽支撑板（15）正中，与高塔造粒缓冲槽（13）通过溢流管相连通；

高塔进风装置（16），通过高塔底部进风装置支架（17）和高塔底部进风装置支架（18）固定在高塔底部，上分布有进风风窗；

NPK振动筛（19），其入口与高塔NPK颗粒出口相接，合格颗粒出口通过输送管道与高塔塔底冷却器（21）相接，大颗粒及细小颗粒的出口通过输送管道与高塔返料斗提机（20）入口相连；

高塔返料斗提机（20），位于NPK振动筛（19）下方，入口通过管道与NPK振动筛（19）大颗粒及细小颗粒的出口相连通，出口通过管道与高塔熔融槽（12）相连通；

高塔塔底冷却器（21），位于NPK振动筛（19）下方，入口与NPK振动筛（19）出口通过管道相连通，出口通过管道与包裹桶（22）相连通；

包裹桶（22），位于高塔塔底冷却器（21）旁，入口与高塔塔底冷却器（21）出口通过管道相连。

2.如权利要求1所述的一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置，其特征是：在所述中和料浆蒸发装置与所述硝酸钙过滤装置上增设有第一干燥机旋风收集器（23）、第一干燥机袋滤器（24）、第一返料皮带（25）、第二干燥机旋风收集器（26）、第二干燥机袋滤器（27）和第二返料皮带（28），其中：

第一干燥机旋风收集器（23）和第二干燥机旋风收集器（26），分别位于第一干燥机（1）和第二干燥机（6）顶部，并通过排风管道相连；

第一干燥机袋滤器（24）和第二干燥机袋滤器（27），分别位于第一干燥机旋风收集器（23）和第二干燥机旋风收集器（26）旁边同一高度处，并通过排风管道相连；

第一返料皮带（25）和第二返料皮带（28），分别位于第一干燥机旋风收集器（23）、第一干燥机袋滤器（24）和第二干燥机旋风收集器（26）、第二干燥机袋滤器（27）的底部出口处。

3.如权利要求1所述的一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置，其特征是：所述高塔高度是110-125米，直径为18-25米。

4.如权利要求1所述的一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置，其特征是：所述高塔旋转造粒喷头（14）的喷头喷孔是由下往上逐渐加大，直径为2.5-3.0毫米，孔距5-10毫米，喷头造粒旋转速度为320转/分。

5.如权利要求1所述的一种用于硝酸磷肥蒸发工艺后的造粒装置，其特征是：所述进风风窗的风量是离心式鼓风机鼓入，并均匀分布在距塔底16m的横截面上，且数目为13个，尺寸为2×3米，进风量为320立方米每秒，温度为20-25℃，料浆的最大下降速度是7-9 m/s。