論大顆粒尿素生產制備及發展前景

趙隆顥馬存彪(.青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司， 青海 格爾木 86000; .青海鹽湖佛照藍科鋰業股份有限公司， 青海 格爾木 86000)

論大顆粒尿素生產制備及發展前景

趙隆顥1馬存彪2(1.青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司， 青海 格爾木 816000; 2.青海鹽湖佛照藍科鋰業股份有限公司， 青海 格爾木 816000)

本文先是介紹了大顆粒尿素的產品特性，將大顆粒尿素的相對優勢進一步體現了出來，然后對荷蘭海德魯霧化流化床生產工藝進行了詳細介紹，并探究了大顆粒尿素防結塊技術，最后對大顆粒尿素在尿素市場的發展前景進行了分析，指出大顆粒尿素在當前階段的國內市場具有較好的發展前景。

大顆粒尿素；產品特性；生產制備；發展前景

1 大顆粒尿素概述

1.1 大顆粒尿素概念

作為主要的氮肥，尿素按照其用途分為工業尿素和農用尿素兩種。伴隨尿素行業的不斷發展，尿素顆粒的粒徑也發生了一定的變化，從曾經的小顆粒尿素，發展成如今的大顆粒尿素。因此按照粒徑大小，尿素又分為小顆粒尿素和大顆粒尿素。通常情況下，大顆粒尿素即是指粒徑在4.00mm～8.00mm或2.00～4.75mm的尿素。

1.2 大顆粒尿素產品特性

大顆粒尿素其產品特性主要包含以下幾個方面：首先，產品質量佳。在含水量、含縮二脲含量、含氮量等內在質量方面大顆粒尿素與普通尿素相當，但是大顆粒尿素在顆粒外形、均勻程度、產品顆粒大小、表面光潔圓滑程度等外在質量方面就遠遠優于普通尿素，因此也就具有更強的市場競爭力。尤其是與普通尿素相比，大顆粒尿素其抗碎強度要高2倍以上，不易出現粉碎情況，而且不容易發生吸潮結塊情況，能夠滿足長距離散裝運輸以及存儲的要求。不僅有助于尿素包裝、運輸以及存儲成本的降低，而且也為商家與用戶增添了便利。其次，氮利用率高。深施大顆粒尿素能夠使氮利用率提升18%～34%，加之尿素水解速度減緩，因此農作物將具有明顯的增產增收效果。據相關研究表明，大顆粒尿素氮損失小，肥效持久。將6.0mm～8.0mm的大顆粒尿素用于水稻田施肥，與施用普通尿素相比，肥效至少能夠提升10%以上，而且稻谷產量將增產10%左右，此外還能夠使得稻谷籽粒的粗蛋白品質含量提高。

再次，具有較高的顆粒強度，粉塵含量低。大顆粒尿素在生產過程中由于采用了強制造粒技術，而且將微量甲醛工藝助劑加入其中，因此不僅在造粒過程中粉塵較少，由于顆粒強度高，也避免了顆粒之間相互碰撞而產生額外的粉塵。最后，用途廣泛。不同顆粒直徑的大顆粒尿素能夠用于各種不同的用途。比如6mm～12mm的大顆粒尿素適合用于稻谷深施底肥，3mm～5mm的大顆粒尿素適合用于草原施肥以及飛機播撒森林，2mm～4mm的大顆粒尿素適用于摻混肥料或用作單一肥料。

2 大顆粒尿素生產制備工藝

2.1 生產原料選擇

大顆粒尿素其生產原料應當選擇含有中量元素的產品肥料和中量元素的礦物質，其中礦物質原料盡量選擇價廉易得的。基于生產和造粒方法的不同，對原料的粒徑也有不同的要求，當通常情況下，原料的粒徑應≦0.4mm，如果不滿足該條件，還需要對原料進行一定的工藝處理，才能夠符合生產要求。

2.2 生產工藝方案選擇

大顆粒尿素生產工藝主要取決于造粒工藝，世界上目前的大顆粒尿素生產工藝主要有流化床造粒技術(日本東洋、荷蘭海德魯)、滾筒造粒技術(法國KT)、鋼帶直冷造粒技術、圓盤造粒技術等(詳見表1)。國內的四川瀘天化股份有限公司、寧夏化工廠、海南富島化工有限公司等企業已經從國外引進了幾套流化床造粒技術用以生產大顆粒尿素，工藝技術先進，自然產品質量佳，但是不論是技術轉讓費還是生產設備上的投資都相當高。這對于產量較小的中小型企業而言，無疑是不適合的。因此對于中、小型滾筒式復合肥生產企業而言，可以選擇利用原有造粒生產工藝來生產制備大顆粒尿素。比如雙滾筒流化生產制備工藝，它就是以國內專利為基礎開發出來的大顆粒生產制備技術。其突出特點是滾筒與流化床結合、新裝置與老造粒塔結合、尿素熔融物與固體小顆粒結合、空冷與水冷結合，具有投資少、流程簡單、能耗低、設備效率高等諸多優點，與其他生產制備工藝相比，具有較強的優越性。這里主要介紹荷蘭霧化流化床生產制備工藝。

表1 青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司大顆粒尿素造粒工藝

2.3 霧化流化床生產制備工藝流程

將標準甲醛溶液加入尿液(含尿素96%)中，然后將其送入霧化流化床造粒機中，在霧化流化床造粒機中霧化空氣會將尿液霧化成為一滴滴細小的液滴，然后懸浮于流化床中的晶種會受到液滴的反復涂布包裹，最終不斷增大成為顆粒。顆粒尿素從造粒機中出來后，經過初步冷卻以及斗式提升機提升后，顆粒尿素會被送入振動篩進行篩分，將符合要求的顆粒尿素分離出來，分離出來的這部分顆粒尿素經過最終冷卻器冷卻后，就可以進行包裝了。而分離出來的細小顆粒尿素以及大型顆粒尿素(經破碎后)會重新被送進造粒機，再次作為造粒機晶種。生產制備過程中產生的含尿素粉塵的空氣會經洗滌塔進行回收成尿液，最終再次被送至尿素裝置。

2.4 霧化流化床生產制備工藝特點

霧化流化床生產制備工藝特點主要體現在以下幾個方面。

(1)造粒機采用流化床與空氣霧化相結合的技術，生產能力強，造粒效率質量高，大顆粒尿素成品顆粒大、強度高、質量好。

(2)造粒所采用的原料為96%濃度的尿液。再次加工需要一、二段蒸發濃縮，將二段蒸發升壓器省去了，簡化工藝，減少設備投入，節省投資的作用。

(3)開停車時間短，操作方便簡單，調節靈活，具有較大的彈性，適應性較高。

(4)相比于其他機械造粒裝置，該造粒機返料較低。

(5)采用該生產制備工藝，流化床產生的粉塵量少，而且含塵尾氣還能夠采用分段濕式洗滌這一方式加以吸收，既減輕了空氣污染程度，又實現了回收利用，節約生產成本。

3 大顆粒尿素防結塊技術

導致大顆粒尿素出現結塊現象主要歸咎于兩個方面的原因：一是外部因素，比如外部環境濕度偏大、溫度較高，或者尿素堆放高度過高且過長；二是內部因素，比如產品自身粉塵含量偏多、粒度不均勻、含水量偏高等。

解決大顆粒尿素結塊的應急措施：一是使用好最終冷卻器。最終冷卻器具有相對較大的裕量，當設備處于中等負荷運行的時候，就無法有效確保正常尿素料位，此時就可能導致最終冷卻器內大顆粒尿素的停留時間過短，由于沒有與冷卻水進行換熱，造成進入包裝皮帶輸送機的大顆粒尿素溫度嚴重偏高，而溫度偏高就容易導致大顆粒尿素出現結塊現象。因此應使用好最終冷卻器，確保其充分發揮應有的作用，降低大顆粒尿素的溫度。二是使用軸流風機。如果出最終冷卻器的大顆粒尿素在皮帶運輸機與包裝漏斗之間的輸送距離過短，就無法得到有效的冷卻，此時可以在皮帶輸送機上方增添數臺軸流風機，以實現進一步應急降溫的目的。三是使用木托盤。大顆粒尿素剛包裝后由于還散發著余熱，因此不能立即裝車，且堆放的高度不能太高，由于車廂內往往通風不良，會影響大顆粒尿素的散熱，當散熱不良的時候，就很容易導致尿素在運輸至目的地之前就出現了結塊情況。此時各個生產企業應當結合自身實際情況，利用木托盤來轉運和存儲大顆粒尿素，由于木托盤與地面之間有一定間隙，因此有助于尿素通風散熱。此外大顆粒尿素的堆放層數也不能過多，一般堆放8層左右最好。

4 大顆粒尿素發展前景

圖1 大顆粒尿素霧化流化床生產制備工藝流程圖

根據上海證劵報的相關資訊，受夏季用肥需求向好和海外印度等國招標市場推動，2015年國內尿素市場價格持續上漲，山東、河南等地報價平均上漲近2%，再創近年新高。另外，由于新關稅政策刺激，尿素出口延續高增長態勢。海關數據顯示，前4個月尿素出口量為527.8萬噸，相比去年同期327萬噸激增61%。業內預計，尿素出口將占到行業總產量20%，有效緩解國內產能過剩的局面。業內認為，目前行業庫存相對偏低，在傳統用肥需求旺季和出口向好的推動下，尿素市場盈利水平將延續提升。相關廠家也表示，尿素漲價有望持續，合理價格應在每噸2000元左右，相比目前還有10%以上的漲價空間。因此，從整個尿素發展前景來看，在市場供需格局改善的推動下，大顆粒尿素有著較好的發展前景，但是對于國內的大顆粒尿素生產企業而言，也應避免為搶占市場而一哄而上情況的出現，以免造成產品積壓滯銷。

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[2]崔文科，韓喜民，王小寧.大顆粒尿素技術與工藝流程比較[J].河南化工，2012，(07)：21-24.

[3]劉傳政.防止大顆粒尿素結塊的方法研究[J].化學工程，2012，(11)：74-78.

[4]李付興,張坤,袁利劍.大顆粒尿素項目的前景分析[J].煉油與化工，2010，(01).12-15+57.

趙隆顥(1986- )，男，助理工程師，2009年7月畢業于青海大學化學工程與工藝專業，現任青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司化肥廠尿素二車間工藝技術員。