挤压造粒生产复混肥技术方案

1、生产方法的特点及描述  

挤压造粒是一种较新的干法造粒生产复合肥料的工艺。挤压造粒在肥料领域最早应用于氯化钾的造粒，由于氯化钾物理化学性质的特殊性，国外用于掺混肥料（BB肥）所需的颗粒状（1-4mm）氯化钾基本都采用挤压法生产。近年来，挤压造粒用于生产复混肥料在国外得到了较快的发展。  

挤压造粒的形式可以有对辊式和轮辗式两种，对辊式挤压是先压成大块，再破碎成颗粒，这样装置的能力大、颗粒强度高、能耗低，对辊挤压在国外使用广泛。而轮辗式是将物料在压模盘中直接挤压成园柱条形，再切断成柱形颗粒，国内目前采用的挤压造粒方法多是轮辗造粒法，由于其生产规模小，单台机器最大只能达3-5吨/小时，且造粒强度有限、模具易损坏，生产的是园柱形颗粒，流动性差，国内发展较缓慢。在国外已淘汰了轮辗造粒工艺。本报告所论述的挤压造粒指对辊式挤压造粒。  

对辊式挤压造粒的工艺原理是：干物料在压力作用下团聚成致密坚硬的大块（饼料），称为挤压过程；饼料再被破碎筛分后成为颗粒料称为造粒过程。挤压的作用一是将颗粒间的空气挤掉，另外是使颗粒间距达到足够近，以产生如范德华力、吸附力、晶桥及内嵌连接等吸引力。挤压造粒的颗粒主要是靠分子之间的作用力形成的颗粒强度。  

挤压造粒生产复混肥料主要有以下的工艺特点：  

l低能耗  

挤压造粒是物料在常温下进行造粒，与其它方法相比，不需要燃油、燃气等干燥措施。生产仅需耗电和极少量的冷却水（用于辊轴冷却），每吨产品仅耗电约30kwh。  

l无需另外添加粘合剂  

国内常用的复混肥生产方法是蒸汽造粒。水蒸汽在物料分子间凝结、结晶后，在造粒过程中起粘合剂的作用。但在干燥过程中又必须将颗粒内部和表面的水赶出来，否则化肥在贮存过程中易粘结、结块。而干法造粒不需另外的添加剂，只需利用物料本身的分子间力，简化了流程、降低了能耗。  

l投资较低  

由于省去了干燥过程，同时返料比低（占挤压机总进料量的35%左右），工艺流程简单，投资较低。据IFDC（国际肥料发展中心）在1987年的曾经进行过详细的研究，证明在发展中国家，对一套新建复肥装置来说，挤压造粒在经济上要优于蒸汽造粒和化学造粒或料浆造粒。对于一个年产12万吨的NPK复肥装置，蒸汽造粒的投资高出挤压造粒19.5%，而化学造粒或料浆造粒的投资则高出88.8%，而在生产成本上（对15-15-15）配方，蒸汽造粒高出3%，而化学或料浆造粒则高12%。  

l原料组成灵活  

挤压造粒生产复混肥的原料路线较广泛，目前已经成功地用于挤压造粒的物料有二十多种：氮肥中的硝铵、尿素、氯化铵、硝酸钙等，磷肥有磷铵、普钙、重钙、磷矿粉等，钾肥有氯化钾、硫酸钾等，并可添加微量元素如硼、铁、铜、锌、锰等。  

此外，采用挤压造粒工艺可在极短的时间内灵活实现产品配方的更换，国外一套装置可生产30多种配方的产品。  

l适用的原料颗粒尺寸范围大  

挤压造粒对原料的粒度无特殊的要求，1-4mm颗粒状物料和细粉状物料都可用，粒度不合格粉状物料和粉状产品更好用，用粉状物料可以降低成本。  

l能力范围宽  

对于挤压造粒装置，经济规模的效应不明显，装置能力从12吨/时.台到35吨/时.台都可以进行较经济的设计，因此适用的能力范围广。  

l产品灵活，操作变化的范围广  

挤压造粒一套装置可以生产多到几十种产品，小批量的生产也可行。根据切换时需清除原料总量的要求和原有物料对新配方的影响程度，最大可达每班（8小时）生产3批产品。因此，挤压造粒生产的复合肥可适应小批量、多品种复合肥料的需要。  

挤压造粒生产复合肥料的唯一缺点是产品的形状是不规则的颗粒，但不规则的颗粒形状对化肥的施用并没有影响。用挤压造粒生产的化肥有足够的强度、粉尘少、不结块、颗粒尺寸分布范围窄、流动性好。挤压造粒生产的肥料，尤其是颗粒钾肥，在国外的机械施肥中得到了广泛的应用，证明其颗粒形状不会成为化肥施用的影响因素。国内用挤压法造粒的压力较低，因此产品抗压强度较低，而国外先进挤压设备的挤压压力比国内高2-3倍，因此产品的抗压强度较高，产品性能较好。  

2、生产流程图及流程的叙述  

挤压系统共有四个部分组成，叙述如下：  

1．贮存、计量、混合  

化肥原料如尿素、磷铵、氯化钾等由斗式提升机及皮带输送到贮料仓中。贮料仓的数量，计量与混合技术的复杂程度，与产品配方中组分的数目有关。  

生产复肥时，一般用间歇式混合操作，配方中的各组分原料在称重仓内称重，达到配方要求后，全部加入间歇式混合器中混合，在系统中安装有平衡仓，平衡仓后的其它设备则连续操作。  

在混合器中还可加入微量元素。为了保障微量元素的颗粒分布均匀，选用高强度的混合器。  

混合后的物料和返料经斗提机提升后，在双轴桨式混合器中与返料混合，返料是经破碎和筛分后的不合格颗粒，循环物料与新料比约35:65（生产1-4mm的产品时）。  

2．挤压  

混合后的化肥混合物经辊轴式挤压机挤压，其原理是通过挤压使物料成形。  

混合物料通过一个垂直螺旋加料机加入两个反方向旋转的辊轴间的缝隙中，在挤压过程中，物料的受压逐渐增大，当两轴之间的缝隙最小位置时，物料受压最大，然后又逐渐减少，直到0。在挤压过程中，由于物料空体积的减少，混合物的表观密度能增大1.5-3倍。  

挤压后的产物一般是一块厚5-20mm的平板（大块）。辊轴挤压机的结构和尺寸是由于许多参数来确定的，这些参数一般根据物料性质和实验来确定。  

3．破碎、分级  

在辊轴挤压机中形成的板块要进一步破碎，并通过分级才能得到需要的颗粒尺寸。在辊轴式挤压机下有一台经特殊设计的板块破碎机，在此，板块被预破碎成若干小的碎片（薄片）。薄片比较容易运输，且易被后续的破碎机进一步破碎。  

破碎后的原料在多级筛上被分成超大颗粒、产品颗粒和细小颗粒。在最低筛上的细小颗粒，经循环回收到混合机中，再挤压成形。而在多级筛上层被滞留的超大颗粒需进一步破碎。破碎后再返回到筛分。  

在高强度的破碎机中，薄片中较软的部分被破碎成高强度而且耐磨的颗粒，这些产品在运输和使用时不会被磨细。  

正确选择破碎和筛分设备对于化肥挤压/造粒系统的经济性至关重要。颗粒的形状（一般为立方体）、颗粒的尺寸范围（1-5毫米或2-4毫米）以及破碎和筛分后的循环量决定了一套装置的产量和能力。  

3．抛光修整  

在通常情况下，最终产品需经过一到两步的抛光修整。不规则形状的颗粒经磨圆滚筒将边角等处磨圆。在抛光过程中产生的细粉通过筛分（一层筛网）后循环。修整时，一般还要加入防结块剂。  

装置的最终产品是在一定粒度范围内的颗粒状化肥（1-4mm）。  

化肥挤压造粒系统的简明流程参见流程图。  

化肥挤压造粒系统的简明流程如下：  

原料  

贮料仓  

计量  

混合  

挤压  

一级或多级破碎  

小颗粒  

超大颗粒  

多级筛分  

抛光  

过筛的  

一级筛分  

未过筛的  

修整  

颗粒产品  

3、主要设备规格  

本装置关键设备从国外进口，辅助设备等由国内采购。能力：25t/h.  

表1主要国内供货设备  

序号设备名称流程图号能力t/h数量台  

备料仓1010m36  

缓冲料仓6015m31  

循环料仓14015m31  

空气炮1432  

返料仓22035m31  

料仓出口阀20106  

除铁器90701  

振动给料器30101  

振动给料器70301  

振动给料器230701  

输料绞龙65301  

输料绞龙130701  

输料绞龙135701  

输料绞龙150351  

输料绞龙275101  

带式输料机170651  

带式输料机1901501  

带式输料机250401  

带式输料机280301  

斗式提升机80701  

斗式提升机2001501  

双轴混合机100701  

链式输料机110701  

转鼓磨圆机260401  

收尘系统30050000m3/h1  

桥式起重机34020t1  

合计  

表2国外供货设备  

序号设备名称流程图位号能力t/h数量台  

1称重仓455m31  

2间歇混合器55301  

3粉碎机75301  

4流量计12041  

5旋转卸料盘145351  

6挤压机160651  

7板快破碎机180651  

8多级筛分器2101501  

9破碎机240701  

10多级筛分器270401  

11计量器285301  

l公用工程消耗(吨产品)：  

电：~30kwh（根据原料不同有一定的变化范围）  

4、装置占地  

主厂房占地：22×12×23（高）m  

如果生产单一产品的大颗粒肥料，如颗粒钾肥、颗粒硫铵或颗粒氯化铵等，由于省去了称重、计量、原料粉碎、混合等工序，工艺更简单，投资进一步降低。