擠壓造粒生產復混肥技術方案

1、生產方法的特點及描述  

擠壓造粒是一種較新的干法造粒生產復合肥料的工藝。擠壓造粒在肥料領域最早應用于氯化鉀的造粒，由于氯化鉀物理化學性質的特殊性，國外用于摻混肥料（BB肥）所需的顆粒狀（1-4mm）氯化鉀基本都采用擠壓法生產。近年來，擠壓造粒用于生產復混肥料在國外得到了較快的發展。  

擠壓造粒的形式可以有對輥式和輪輾式兩種，對輥式擠壓是先壓成大塊，再破碎成顆粒，這樣裝置的能力大、顆粒強度高、能耗低，對輥擠壓在國外使用廣泛。而輪輾式是將物料在壓模盤中直接擠壓成園柱條形，再切斷成柱形顆粒，國內目前采用的擠壓造粒方法多是輪輾造粒法，由于其生產規模小，單臺機器最大只能達3-5噸/小時，且造粒強度有限、模具易損壞，生產的是園柱形顆粒，流動性差，國內發展較緩慢。在國外已淘汰了輪輾造粒工藝。本報告所論述的擠壓造粒指對輥式擠壓造粒。  

對輥式擠壓造粒的工藝原理是：干物料在壓力作用下團聚成致密堅硬的大塊（餅料），稱為擠壓過程；餅料再被破碎篩分后成為顆粒料稱為造粒過程。擠壓的作用一是將顆粒間的空氣擠掉，另外是使顆粒間距達到足夠近，以產生如范德華力、吸附力、晶橋及內嵌連接等吸引力。擠壓造粒的顆粒主要是靠分子之間的作用力形成的顆粒強度。  

擠壓造粒生產復混肥料主要有以下的工藝特點：  

l低能耗  

擠壓造粒是物料在常溫下進行造粒，與其它方法相比，不需要燃油、燃氣等干燥措施。生產僅需耗電和極少量的冷卻水（用于輥軸冷卻），每噸產品僅耗電約30kwh。  

l無需另外添加粘合劑  

國內常用的復混肥生產方法是蒸汽造粒。水蒸汽在物料分子間凝結、結晶后，在造粒過程中起粘合劑的作用。但在干燥過程中又必須將顆粒內部和表面的水趕出來，否則化肥在貯存過程中易粘結、結塊。而干法造粒不需另外的添加劑，只需利用物料本身的分子間力，簡化了流程、降低了能耗。  

l投資較低  

由于省去了干燥過程，同時返料比低（占擠壓機總進料量的35%左右），工藝流程簡單，投資較低。據IFDC（國際肥料發展中心）在1987年的曾經進行過詳細的研究，證明在發展中國家，對一套新建復肥裝置來說，擠壓造粒在經濟上要優于蒸汽造粒和化學造粒或料漿造粒。對于一個年產12萬噸的NPK復肥裝置，蒸汽造粒的投資高出擠壓造粒19.5%，而化學造粒或料漿造粒的投資則高出88.8%，而在生產成本上（對15-15-15）配方，蒸汽造粒高出3%，而化學或料漿造粒則高12%。  

l原料組成靈活  

擠壓造粒生產復混肥的原料路線較廣泛，目前已經成功地用于擠壓造粒的物料有二十多種：氮肥中的硝銨、尿素、氯化銨、硝酸鈣等，磷肥有磷銨、普鈣、重鈣、磷礦粉等，鉀肥有氯化鉀、硫酸鉀等，并可添加微量元素如硼、鐵、銅、鋅、錳等。  

此外，采用擠壓造粒工藝可在極短的時間內靈活實現產品配方的更換，國外一套裝置可生產30多種配方的產品。  

l適用的原料顆粒尺寸范圍大  

擠壓造粒對原料的粒度無特殊的要求，1-4mm顆粒狀物料和細粉狀物料都可用，粒度不合格粉狀物料和粉狀產品更好用，用粉狀物料可以降低成本。  

l能力范圍寬  

對于擠壓造粒裝置，經濟規模的效應不明顯，裝置能力從12噸/時.臺到35噸/時.臺都可以進行較經濟的設計，因此適用的能力范圍廣。  

l產品靈活，操作變化的范圍廣  

擠壓造粒一套裝置可以生產多到幾十種產品，小批量的生產也可行。根據切換時需清除原料總量的要求和原有物料對新配方的影響程度，最大可達每班（8小時）生產3批產品。因此，擠壓造粒生產的復合肥可適應小批量、多品種復合肥料的需要。  

擠壓造粒生產復合肥料的唯一缺點是產品的形狀是不規則的顆粒，但不規則的顆粒形狀對化肥的施用并沒有影響。用擠壓造粒生產的化肥有足夠的強度、粉塵少、不結塊、顆粒尺寸分布范圍窄、流動性好。擠壓造粒生產的肥料，尤其是顆粒鉀肥，在國外的機械施肥中得到了廣泛的應用，證明其顆粒形狀不會成為化肥施用的影響因素。國內用擠壓法造粒的壓力較低，因此產品抗壓強度較低，而國外先進擠壓設備的擠壓壓力比國內高2-3倍，因此產品的抗壓強度較高，產品性能較好。  

2、生產流程圖及流程的敘述  

擠壓系統共有四個部分組成，敘述如下：  

1．貯存、計量、混合  

化肥原料如尿素、磷銨、氯化鉀等由斗式提升機及皮帶輸送到貯料倉中。貯料倉的數量，計量與混合技術的復雜程度，與產品配方中組分的數目有關。  

生產復肥時，一般用間歇式混合操作，配方中的各組分原料在稱重倉內稱重，達到配方要求后，全部加入間歇式混合器中混合，在系統中安裝有平衡倉，平衡倉后的其它設備則連續操作。  

在混合器中還可加入微量元素。為了保障微量元素的顆粒分布均勻，選用高強度的混合器。  

混合后的物料和返料經斗提機提升后，在雙軸槳式混合器中與返料混合，返料是經破碎和篩分后的不合格顆粒，循環物料與新料比約35:65（生產1-4mm的產品時）。  

2．擠壓  

混合后的化肥混合物經輥軸式擠壓機擠壓，其原理是通過擠壓使物料成形。  

混合物料通過一個垂直螺旋加料機加入兩個反方向旋轉的輥軸間的縫隙中，在擠壓過程中，物料的受壓逐漸增大，當兩軸之間的縫隙最小位置時，物料受壓最大，然后又逐漸減少，直到0。在擠壓過程中，由于物料空體積的減少，混合物的表觀密度能增大1.5-3倍。  

擠壓后的產物一般是一塊厚5-20mm的平板（大塊）。輥軸擠壓機的結構和尺寸是由于許多參數來確定的，這些參數一般根據物料性質和實驗來確定。  

3．破碎、分級  

在輥軸擠壓機中形成的板塊要進一步破碎，并通過分級才能得到需要的顆粒尺寸。在輥軸式擠壓機下有一臺經特殊設計的板塊破碎機，在此，板塊被預破碎成若干小的碎片（薄片）。薄片比較容易運輸，且易被后續的破碎機進一步破碎。  

破碎后的原料在多級篩上被分成超大顆粒、產品顆粒和細小顆粒。在最低篩上的細小顆粒，經循環回收到混合機中，再擠壓成形。而在多級篩上層被滯留的超大顆粒需進一步破碎。破碎后再返回到篩分。  

在高強度的破碎機中，薄片中較軟的部分被破碎成高強度而且耐磨的顆粒，這些產品在運輸和使用時不會被磨細。  

正確選擇破碎和篩分設備對于化肥擠壓/造粒系統的經濟性至關重要。顆粒的形狀（一般為立方體）、顆粒的尺寸范圍（1-5毫米或2-4毫米）以及破碎和篩分后的循環量決定了一套裝置的產量和能力。  

3．拋光修整  

在通常情況下，最終產品需經過一到兩步的拋光修整。不規則形狀的顆粒經磨圓滾筒將邊角等處磨圓。在拋光過程中產生的細粉通過篩分（一層篩網）后循環。修整時，一般還要加入防結塊劑。  

裝置的最終產品是在一定粒度范圍內的顆粒狀化肥（1-4mm）。  

化肥擠壓造粒系統的簡明流程參見流程圖。  

化肥擠壓造粒系統的簡明流程如下：  

原料  

貯料倉  

計量  

混合  

擠壓  

  

一級或多級破碎  

小顆粒  

超大顆粒  

多級篩分  

拋光  

過篩的  

一級篩分  

未過篩的  

修整  

顆粒產品  

3、主要設備規格  

本裝置關鍵設備從國外進口，輔助設備等由國內采購。能力：25t/h.  

表1主要國內供貨設備  

序號設備名稱流程圖號能力t/h數量臺  

備料倉1010m36  

緩沖料倉6015m31  

循環料倉14015m31  

空氣炮1432  

返料倉22035m31  

料倉出口閥20106  

除鐵器90701  

振動給料器30101  

振動給料器70301  

振動給料器230701  

輸料絞龍65301  

輸料絞龍130701  

輸料絞龍135701  

輸料絞龍150351  

輸料絞龍275101  

帶式輸料機170651  

帶式輸料機1901501  

帶式輸料機250401  

帶式輸料機280301  

斗式提升機80701  

斗式提升機2001501  

雙軸混合機100701  

鏈式輸料機110701  

轉鼓磨圓機260401  

收塵系統30050000m3/h1  

橋式起重機34020t1  

合計  

表2國外供貨設備  

序號設備名稱流程圖位號能力t/h數量臺  

1稱重倉455m31  

2間歇混合器55301  

3粉碎機75301  

4流量計12041  

5旋轉卸料盤145351  

6擠壓機160651  

7板快破碎機180651  

8多級篩分器2101501  

9破碎機240701  

10多級篩分器270401  

11計量器285301  

l公用工程消耗(噸產品)：  

電：~30kwh（根據原料不同有一定的變化范圍）  

4、裝置占地  

主廠房占地：22×12×23（高）m  

如果生產單一產品的大顆粒肥料，如顆粒鉀肥、顆粒硫銨或顆粒氯化銨等，由于省去了稱重、計量、原料粉碎、混合等工序，工藝更簡單，投資進一步降低。

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