飼料級粒狀磷酸二氫鈣裝置技術(shù)改造

方竹堃，何賓賓，牛司江

（云南磷化集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650600）

飼料級磷酸二氫鈣（MCP）是一種高效、優(yōu)良的磷酸鹽類飼料添加劑，用于給水產(chǎn)動物和禽畜補(bǔ)充磷、鈣等礦物質(zhì)營養(yǎng)元素，具有含磷量高、水溶性好、吸收率高的特點(diǎn)，是目前生物學(xué)效價(jià)最高的一種飼料級磷酸鈣鹽［1-3］。2017年我國飼料級磷酸二氫鈣產(chǎn)量在82萬t左右。由于國家產(chǎn)業(yè)政策的限制，飼料級磷酸氫鈣（DCP）逐漸退出市場，將會為飼料級磷酸二氫鈣讓出更多的市場。盡管目前整個(gè)行業(yè)存在一定的產(chǎn)能過剩，但是隨著在禽畜幼崽飼料領(lǐng)域應(yīng)用增多以及生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)，飼料級磷酸二氫鈣還會進(jìn)一步發(fā)展［4］。

云南磷化集團(tuán)有限公司（以下簡稱公司）的飼料級磷酸鈣裝置2010年建設(shè)時(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)能為50萬t/a，包含25 萬t/a DCP/磷 酸 二 鈣（MDCP）、15 萬t/a MDCP/MCP 2條直接法生產(chǎn)線和1條10萬t/a MCP料漿法生產(chǎn)線。

1 料漿法MCP生產(chǎn)存在的問題

料漿法MCP 的生產(chǎn)工藝：將脫氟磷酸和鈣乳液按比例添加到反應(yīng)槽中進(jìn)行反應(yīng)；生成的反應(yīng)料漿用高壓柱塞泵送到噴霧干燥塔頂部的霧化噴頭中，經(jīng)霧化后噴出，下落過程中與底部進(jìn)入的熱空氣進(jìn)行逆流換熱；干燥后的粉料從噴霧干燥塔底部用耙子卸到皮帶機(jī)上輸送出來，再用裝載機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到熟化庫中進(jìn)行堆存熟化；熟化后烘干、篩分，篩下物作為產(chǎn)品包裝，篩上物進(jìn)入破碎后再循環(huán)。

10 萬t/a MCP 生產(chǎn)線由于自主開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)軟件包存在缺陷，在試生產(chǎn)過程中，雖然通過業(yè)主、設(shè)計(jì)方、總包方等共同努力，打通了工藝流程，生產(chǎn)出合格的粉狀MCP產(chǎn)品，但裝置生產(chǎn)能力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不具備72 h性能考核條件。

10 萬t/a MCP 生產(chǎn)線存在的主要問題：（1）干燥塔生產(chǎn)能力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，正常日產(chǎn)能只能達(dá)90～100 t，年產(chǎn)能3 萬t；（2）干燥塔出口物料經(jīng)熟化后，水分未達(dá)設(shè)計(jì)要求，須占用15 萬t/a 生產(chǎn)線進(jìn)行二次干燥才能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，造成2條生產(chǎn)線不能獨(dú)立生產(chǎn)，在進(jìn)行MCP二次干燥時(shí)，15萬t/a生產(chǎn)線只能停車，影響了裝置產(chǎn)能的正常發(fā)揮。

2 技改目標(biāo)

50 萬t/a 飼料級磷酸鈣裝置10 萬t/a MCP 料漿法生產(chǎn)線，未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要對裝置進(jìn)行必要的技改。技改擬達(dá)到的目標(biāo)如下。

（1）徹底解決15 萬t/a、10 萬t/a 2 條生產(chǎn)線不能獨(dú)立生產(chǎn)的問題，釋放2條生產(chǎn)線的獨(dú)立產(chǎn)能，進(jìn)一步降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

（2）將飼料級磷酸鈣裝置產(chǎn)量從33 萬t/a 提升到43 萬t/a，隨著市場開拓、培育及生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，通過對3 條生產(chǎn)線進(jìn)一步挖潛改造最終裝置產(chǎn)量將達(dá)到50 萬t/a，與上游磷酸產(chǎn)量較好匹配。

（3）調(diào)整“835”（80 萬t/a 硫黃制硫酸、30 萬t/a濕法磷酸及凈化、50 萬t/a 飼料級磷酸鈣）項(xiàng)目裝置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，新增粉狀MDCP 產(chǎn)品。能在新建7萬t/a MCP 生產(chǎn)線上靈活切換生產(chǎn)粒狀/粉狀MCP，產(chǎn)量達(dá)到7萬t/a；也能切換生產(chǎn)粒狀/粉狀MDCP產(chǎn)品，產(chǎn)量達(dá)到10萬t/a。

3 技改工藝方案、特點(diǎn)

3.1 技改工藝方案

2017年根據(jù)公司安排及市場需求，結(jié)合50萬t/a飼料級磷酸鈣裝置特點(diǎn)，利用25 萬t/a、15 萬t/a2條生產(chǎn)線，采用直接法工藝試生產(chǎn)出粒狀MCP 產(chǎn)品。生產(chǎn)實(shí)踐證明，這2條生產(chǎn)線都能生產(chǎn)出質(zhì)量滿足市場要求的粒狀MCP 產(chǎn)品，裝置運(yùn)行較為穩(wěn)定，2017年共生產(chǎn)2萬多噸粒狀MCP。在生產(chǎn)粒狀MCP時(shí)，15萬t/a生產(chǎn)線產(chǎn)量為180～200 t/d，25萬t/a 生產(chǎn)線產(chǎn)量為360 ～ 400 t/d，由于生產(chǎn)時(shí)間較短，裝置生產(chǎn)技術(shù)控制水平還有待提高。

設(shè)計(jì)單位根據(jù)公司50 萬t/a 飼料級磷酸鈣裝置生產(chǎn)運(yùn)行狀況、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及料漿法MCP 生產(chǎn)主要存在問題等，先后提出料漿法和直接法兩套不同的工藝改造方案。

采用直接法生產(chǎn)粒狀MCP 每生產(chǎn)1 t 產(chǎn)品需干燥420 kg 水，采用料漿法生產(chǎn)MCP 每生產(chǎn)1 t 產(chǎn)品需干燥980 kg 水，可得出采用直接法生產(chǎn)MCP 比料漿法產(chǎn)品煤耗低120～130 kg/t。

分析2017 年生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出，直接法工藝生產(chǎn)的MCP 產(chǎn)品水溶性磷占比較料漿法工藝生產(chǎn)的MCP 產(chǎn)品高，游離酸含量也相應(yīng)偏低，這說明采用直接法工藝對原料磷酸的適應(yīng)性較好，可適當(dāng)降低對原料磷酸MER值的要求。

通過對料漿法和直接法在工藝成熟度、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品能耗、裝置產(chǎn)品適應(yīng)性、排污、投資、施工期間對生產(chǎn)的影響等方面的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行全面對比，確定采用直接法工藝生產(chǎn)MCP。

詳細(xì)技改措施：利用現(xiàn)有25 萬t/a DCP/MDCP裝置的碳酸鈣乳液槽和配酸槽，新增磷酸泵、碳酸鈣乳液泵、預(yù)混器、反應(yīng)槽、造粒機(jī)、干燥機(jī)、破碎機(jī)、篩分機(jī)、冷卻機(jī)、包裝機(jī)以及配套的返料、收塵、尾洗等物料輸送設(shè)備管線。工藝路線如圖1所示。

圖1 直接法MCP生產(chǎn)工藝路線

3.2 技改項(xiàng)目特點(diǎn)

本技改方案是在充分總結(jié)公司現(xiàn)有裝置生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)；充分利用10萬t/a、15萬t/a裝置現(xiàn)有廠房及設(shè)備（不需新建廠房），項(xiàng)目實(shí)施過程中不影響現(xiàn)有裝置正常生產(chǎn)。采用直接法生產(chǎn)粒狀MCP，不需要料漿反應(yīng)結(jié)晶槽和噴霧干燥塔，生產(chǎn)過程不需要熟化，節(jié)省了噴霧塔、熟化庫等的占地空間。新工藝流程短，不需要二次造粒和二次烘干，降低了產(chǎn)品能耗，提高了產(chǎn)品產(chǎn)量。技改設(shè)備總投入低，生產(chǎn)操作簡單，容易控制，裝置產(chǎn)能高。

改造后飼料級磷酸鈣裝置各生產(chǎn)線產(chǎn)能見表1。項(xiàng)目建成后可生產(chǎn)粒狀、粉狀MCP，也可根據(jù)市場需求生產(chǎn)粒狀、粉狀MDCP。

表1 改造后飼料級磷酸鈣裝置各生產(chǎn)線產(chǎn)能

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

“835”項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資206 000 萬元，項(xiàng)目投入生產(chǎn)后，由于裝置折舊、人工工資、期間費(fèi)用等固定費(fèi)用較高，如裝置不能在短期內(nèi)達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，會使裝置產(chǎn)品沒有市場競爭力，不利于公司生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)展。2017 年公司“835”裝置共生產(chǎn)了MDCP 16.94 萬t 和MCP 3.55 萬t，裝置折舊、人工工資、期間費(fèi)用3 項(xiàng)費(fèi)用攤銷為：MDCP 754.68 元/t，MCP 802.97 元/t，由于“835”項(xiàng)目裝置產(chǎn)能未能較好發(fā)揮，產(chǎn)品成本較高，造成公司嚴(yán)重虧損。

技改后，隨著各套裝置逐漸正常運(yùn)行，飼料級磷酸鈣產(chǎn)量上升，電、水和煤的消耗比技改前明顯下降。技改后每月產(chǎn)品平均產(chǎn)量增加了13 100 t，每噸產(chǎn)品能耗成本降低5.2 元，裝置折舊、人工工資、期間費(fèi)用3 項(xiàng)費(fèi)用攤銷平均每噸下降210 元。綜合后每噸產(chǎn)品費(fèi)用降低215.2 元，每年按生產(chǎn)10個(gè)月計(jì)算，技改后每年可多生產(chǎn)產(chǎn)品13.1 萬t，全年可減少支出2 819.12萬元，為企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益。

通過近3年的市場開拓和培育，公司已培育出較多產(chǎn)品的市場客戶，技改前“835”項(xiàng)目裝置產(chǎn)能及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)難以滿足市場客戶需求。通過直接法粒狀MCP 生產(chǎn)裝置技改后，一方面提升了裝置飼料級磷酸鈣產(chǎn)能，在生產(chǎn)經(jīng)營中可盡量少銷售低附加值的磷酸產(chǎn)品，多生產(chǎn)高附加值MDCP/MCP 產(chǎn)品；另一面增加了粉狀MDCP產(chǎn)品，可更好地服務(wù)市場客戶，提升裝置經(jīng)濟(jì)效益。