高塔噴淋生產(chǎn)粒狀硝酸銨鈣

永桃

（四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610000）

2002年，農(nóng)用硝酸銨產(chǎn)品因其易燃易爆而被公安部納入民爆物品系列，國(guó)家禁止了硝銨的生產(chǎn)。面對(duì)大量硝銨生產(chǎn)設(shè)備的閑置以及硝態(tài)氮市場(chǎng)的大量需求，國(guó)家允許將現(xiàn)有的硝銨添加適量防爆劑與中、微量元素，繼而生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品延用以前的名字但又有所區(qū)別，故稱為 “硝基復(fù)合肥”。為了增加硝態(tài)氮肥在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，充分發(fā)揮硝酸銨生產(chǎn)裝置的特點(diǎn)，瀘天化擬定生產(chǎn)硝酸銨鈣。本文介紹用熔融硝銨與白云石粉混合，高塔噴淋造粒生產(chǎn)硝酸銨鈣的情況。生產(chǎn)硝鈣工藝流程變動(dòng)不大，不增加裝備資金，且產(chǎn)品適應(yīng)范圍廣，是我公司硝銨車間硝銨改型改產(chǎn)的一條途徑。

1 硝酸銨鈣的性能

土壤條件對(duì)植物生長(zhǎng)十分重要，高含鹽量土壤中的鈣常常被鈉置換，施用硝酸銨鈣可增加鈣的供應(yīng)。鈣還可使硬質(zhì)土壤變得疏松，幫助維持土壤良好的結(jié)構(gòu)，給植物和微生物提供最佳的生長(zhǎng)條件。

1.1 硝酸銨鈣中硝態(tài)氮的肥效

硝酸銨鈣中硝態(tài)氮無(wú)需土壤轉(zhuǎn)化就能立即被植物吸收利用，適用于各種土壤，可迅速溶于水中并直接被植物根部吸收。作基肥和追肥均可，最適宜作追肥。作追肥時(shí)，其氮素可很快到達(dá)根部，不會(huì)像銨態(tài)氮作追肥時(shí)，遇石灰性或堿性土壤，銨態(tài)氮反應(yīng)生成氨揮發(fā)而損失［1］。

1.2 鈣營(yíng)養(yǎng)素對(duì)植物和土壤的作用

鈣對(duì)植物生長(zhǎng)至關(guān)重要。硝酸銨鈣不僅能給土壤和植物提供氮素，而且還提供水溶性鈣。許多地區(qū)的多種作物曾發(fā)現(xiàn)因缺鈣出現(xiàn)病害。如蘋果的苦味斑、軟木斑，西紅柿和柿子椒的爛頭病、枯萎病，芹菜的黑心病，均是缺鈣造成的。施用硝酸銨鈣可有效防治這些病害，提高植物抗病害的能力［2］。

1.3 硝酸銨鈣的分類

硝酸銨鈣是硝銨與白云石粉按一定比例混合而成的硝銨類復(fù)合肥料。與純硝銨相比，主要是改善了硝銨的結(jié)塊和熱穩(wěn)定性，從而減少了貯存和運(yùn)輸中火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)性，此外還因添加了鈣質(zhì)，使養(yǎng)分成為多元。植物是以硝態(tài)氮的形式吸收硝酸銨鈣中的氮，氮損失小，而尿素、碳銨中的氮全部為銨態(tài)氮，所以氮損失大。現(xiàn)市場(chǎng)上有兩種類型的硝酸銨鈣產(chǎn)品，主要參數(shù)如表1。

表1 市場(chǎng)上硝酸銨鈣產(chǎn)品物性對(duì)比

2 市場(chǎng)前景

2.1 國(guó)際市場(chǎng)

圖1 硝酸銨鈣國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格變化

從圖1中看出，國(guó)際上硝酸銨鈣價(jià)格一直在上升，目前基本維持在280～290歐元／t，但隨著主要原料液氨價(jià)格的攀升，預(yù)計(jì)其未來(lái)價(jià)格將會(huì)升高。國(guó)外在20世紀(jì)80年代開發(fā)成功硝酸銨鈣肥料，現(xiàn)生產(chǎn)工藝已相當(dāng)成熟，裝置規(guī)模可達(dá)400kt／a。目前，硝酸銨鈣肥料在西歐、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)家和地區(qū)已得到了廣泛的應(yīng)用。在西歐一些國(guó)家中，硝酸銨鈣的消費(fèi)量已占整個(gè)硝銨類肥料市場(chǎng)消費(fèi)總量的60%。西方發(fā)達(dá)國(guó)家及中東、東南亞廣大地區(qū)，由于勞動(dòng)力和資源的相對(duì)缺乏，硝酸和硝酸鹽工業(yè)已經(jīng)極度萎縮，生產(chǎn)能力減小，但需求量很大。從一些國(guó)內(nèi)外研究報(bào)告可以看出，未來(lái)硝酸銨鈣在國(guó)際市場(chǎng)上需求缺口較大，市場(chǎng)前景廣闊。

2.2 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上需求量逐年上升

在國(guó)內(nèi)，前幾年硝酸銨鈣的生產(chǎn)企業(yè)不多，近年來(lái)由于農(nóng)用硝酸銨的生產(chǎn)和銷售受到限制，為了滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)硝態(tài)氮肥的缺口，一些硝酸銨生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)硝酸銨鈣。如云南解化集團(tuán)有限公司的原硝酸銨生產(chǎn)裝置，于2003年轉(zhuǎn)產(chǎn)硝酸銨鈣，工藝流程變動(dòng)不大、投資費(fèi)用增加不多，充分利用了原有的硝酸銨生產(chǎn)裝置。轉(zhuǎn)產(chǎn)的硝酸銨鈣產(chǎn)品既降低了硝酸銨的含量，不具備爆炸性，同時(shí)也增添了有效養(yǎng)分鈣，產(chǎn)品投放市場(chǎng)后供不應(yīng)求，深受廣大用戶的好評(píng)。

3 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

3.1 工藝流程說(shuō)明

將溫度169℃，濃度為96%～97.5%的硝銨熔液送入緩沖槽備用，通過(guò)磁力泵進(jìn)入帶攪拌器的混合槽內(nèi)與白云石按一定比例混合，比例為（75%～83%）∶（25%～17%）。白云石物性指標(biāo)：碳酸鈣CaO≥20%；MgO≥20%；Fe2O3≤0.2%；水分≤0.3%；粒度100%過(guò)60～80目。白云石通過(guò)加料機(jī)經(jīng)負(fù)壓管道進(jìn)入混合槽。混合后的硝酸銨鈣料漿中含水3%～4%，用泵將此料漿送至造粒塔頂旋轉(zhuǎn)造粒器內(nèi)，進(jìn)行噴淋造粒。造粒器為錐形多孔噴頭，噴頭高度約300mm，內(nèi)噴頭轉(zhuǎn)速29Hz，外噴頭轉(zhuǎn)速28Hz。內(nèi)外噴頭以不同速度旋轉(zhuǎn)，將料漿切割成粒子，利用造粒塔的高度自然冷卻。工藝流程簡(jiǎn)圖如圖2。

從造粒塔出來(lái)的硝酸銨鈣顆粒溫度約為80℃，必須進(jìn)行再次冷卻，至40℃以下，這樣才能防止溫度變化引起產(chǎn)品板結(jié)。可采取沸騰冷卻和振動(dòng)篩分，將水分降到0.2%。粒度小于1mm的細(xì)粉返回混合槽；合格的顆粒，在外噴涂復(fù)合肥防結(jié)塊劑，所得成品送倉(cāng)庫(kù)包裝、貯存。

3.2 裝置運(yùn)行情況

公司于2011年進(jìn)行試生產(chǎn)，在整個(gè)試生產(chǎn)過(guò)程中，各主要工藝參數(shù)基本穩(wěn)定，具體運(yùn)行參數(shù)見表2。

通過(guò)此次試生產(chǎn)1600t硝酸銨鈣產(chǎn)品，可以確定現(xiàn)有裝置生產(chǎn)該產(chǎn)品基本可行，在工藝上與生產(chǎn)硝基復(fù)合肥區(qū)別不大，制漿和造粒均能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，但由于添加劑白云石粉不容易和液體混合，添加比例不易控制，產(chǎn)品含量難以準(zhǔn)確控制；且在該產(chǎn)品試生產(chǎn)過(guò)程中各主要設(shè)備均出現(xiàn)不同程度的故障，在現(xiàn)有設(shè)備下生產(chǎn)該產(chǎn)品，不僅大大增大勞動(dòng)強(qiáng)度且無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。因此，若要長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)該產(chǎn)品，裝置中混合罐、造粒機(jī)噴頭、包裝機(jī)皮帶、鏈板機(jī)等有待進(jìn)一步改進(jìn)。

圖2 硝酸銨熔融液添加白云石工藝流程示意圖

表2 不同造粒量及配比下各產(chǎn)品運(yùn)行參數(shù)

4 組分分析

分析標(biāo)準(zhǔn)為HG／T 3790－2005，結(jié)果見表3。

4.1 外 觀

粒子外觀乳白透明，中間有一個(gè)小孔，粒子大小均勻，沒有相互粘連現(xiàn)象。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作人員說(shuō)，這與生產(chǎn)NP復(fù)合肥的情況相似，說(shuō)明此生產(chǎn)系統(tǒng)能滿足硝酸銨鈣的生產(chǎn)。由于高溫條件下，硝酸銨有少量分解成氨氣，冷卻過(guò)程中揮發(fā)就會(huì)在粒子中間形成小孔，后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做造粒進(jìn)行驗(yàn)證。

4.2 結(jié)塊測(cè)定

稱取相同重量的硝酸銨、NP復(fù)合肥、硝酸銨鈣100g，采用30kg重量的物體壓制在結(jié)塊器上方，讓其快速結(jié)塊。實(shí)驗(yàn)室放置一個(gè)周后取出，把結(jié)塊樣品從高度為1.0m的地方自然落下，觀測(cè)其破碎情況。見表4。

表3 瀘天化硝酸銨鈣分析

表4 結(jié)塊篩分結(jié)果（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)） %

從表4中看到，硝酸銨與NP復(fù)合肥經(jīng)快速結(jié)塊后，篩分后大于4.75mm的團(tuán)粒較多，說(shuō)明在壓力相同情況下，硝酸銨鈣結(jié)塊比硝酸銨輕。從1m高處把結(jié)塊復(fù)合肥摔落來(lái)看，硝酸銨鈣粒子分散較好，再用力就能捏松散，不影響肥效。還有就是要求包裝溫度要低，取樣時(shí)發(fā)現(xiàn)，包裝車間溫度約為80℃，結(jié)果，樣品密封放置2h就結(jié)塊了。

4.3 吸潮性測(cè)定

分別取10.000g樣品在表面皿內(nèi)，放置在空氣中，吸潮，3d后測(cè)定重量，見表5。

表5 三種肥料吸潮結(jié)果

三種肥料在空氣中放置三天后，都變成水溶狀態(tài)，稱吸有水量相當(dāng)。說(shuō)明硝酸銨鈣肥料與硝酸銨一樣極易吸潮。因此，要求包裝前噴防結(jié)塊劑，并且必須有內(nèi)塑料袋。

5 結(jié) 論

（1）硝酸銨鈣在施用方面具有硝態(tài)氮肥的特點(diǎn)，既能填補(bǔ)因農(nóng)用硝酸銨停產(chǎn)而產(chǎn)生的市場(chǎng)缺口，又增加了國(guó)內(nèi)多元硝基復(fù)合肥料的品種，在農(nóng)作物增產(chǎn)、農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增效及提高農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力方面都能發(fā)揮重要的作用。

（2）利用現(xiàn)有硝酸銨生產(chǎn)裝置完全可以生產(chǎn)硝酸銨鈣，不增加設(shè)備，生產(chǎn)原料易得，產(chǎn)品成本低，投資少，裝置利用率高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)等，又能增加瀘天化硝基復(fù)合肥料的品種。

［1］高之江.造粒硝酸銨裝置改產(chǎn)硝酸銨鈣 ［J］.中氮肥，2003，19 （2）：10～12.

［2］汪家銘.新型高效復(fù)合肥料硝酸銨鈣生產(chǎn)及市場(chǎng)概況 ［J］.大氮肥，2006.29 （3）：154～156.