論大顆粒尿素生產(chǎn)制備及發(fā)展前景

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

論大顆粒尿素生產(chǎn)制備及發(fā)展前景

趙隆顥1馬存彪2(1.青海鹽湖工業(yè)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(lán)科鋰業(yè)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(chǎn)品特性，將大顆粒尿素的相對優(yōu)勢進(jìn)一步體現(xiàn)了出來，然后對荷蘭海德魯霧化流化床生產(chǎn)工藝進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并探究了大顆粒尿素防結(jié)塊技術(shù)，最后對大顆粒尿素在尿素市場的發(fā)展前景進(jìn)行了分析，指出大顆粒尿素在當(dāng)前階段的國內(nèi)市場具有較好的發(fā)展前景。

大顆粒尿素；產(chǎn)品特性；生產(chǎn)制備；發(fā)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(yè)尿素和農(nóng)用尿素兩種。伴隨尿素行業(yè)的不斷發(fā)展，尿素顆粒的粒徑也發(fā)生了一定的變化，從曾經(jīng)的小顆粒尿素，發(fā)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(chǎn)品特性

大顆粒尿素其產(chǎn)品特性主要包含以下幾個方面：首先，產(chǎn)品質(zhì)量佳。在含水量、含縮二脲含量、含氮量等內(nèi)在質(zhì)量方面大顆粒尿素與普通尿素相當(dāng)，但是大顆粒尿素在顆粒外形、均勻程度、產(chǎn)品顆粒大小、表面光潔圓滑程度等外在質(zhì)量方面就遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通尿素，因此也就具有更強(qiáng)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(qiáng)度要高2倍以上，不易出現(xiàn)粉碎情況，而且不容易發(fā)生吸潮結(jié)塊情況，能夠滿足長距離散裝運(yùn)輸以及存儲的要求。不僅有助于尿素包裝、運(yùn)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(nóng)作物將具有明顯的增產(chǎn)增收效果。據(jù)相關(guān)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(chǎn)量將增產(chǎn)10%左右，此外還能夠使得稻谷籽粒的粗蛋白品質(zhì)含量提高。

再次，具有較高的顆粒強(qiáng)度，粉塵含量低。大顆粒尿素在生產(chǎn)過程中由于采用了強(qiáng)制造粒技術(shù)，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(qiáng)度高，也避免了顆粒之間相互碰撞而產(chǎn)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(jī)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(chǎn)制備工藝

2.1 生產(chǎn)原料選擇

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

2.2 生產(chǎn)工藝方案選擇

大顆粒尿素生產(chǎn)工藝主要取決于造粒工藝，世界上目前的大顆粒尿素生產(chǎn)工藝主要有流化床造粒技術(shù)(日本東洋、荷蘭海德魯)、滾筒造粒技術(shù)(法國KT)、鋼帶直冷造粒技術(shù)、圓盤造粒技術(shù)等(詳見表1)。國內(nèi)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(yè)已經(jīng)從國外引進(jìn)了幾套流化床造粒技術(shù)用以生產(chǎn)大顆粒尿素，工藝技術(shù)先進(jìn)，自然產(chǎn)品質(zhì)量佳，但是不論是技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)還是生產(chǎn)設(shè)備上的投資都相當(dāng)高。這對于產(chǎn)量較小的中小型企業(yè)而言，無疑是不適合的。因此對于中、小型滾筒式復(fù)合肥生產(chǎn)企業(yè)而言，可以選擇利用原有造粒生產(chǎn)工藝來生產(chǎn)制備大顆粒尿素。比如雙滾筒流化生產(chǎn)制備工藝，它就是以國內(nèi)專利為基礎(chǔ)開發(fā)出來的大顆粒生產(chǎn)制備技術(shù)。其突出特點(diǎn)是滾筒與流化床結(jié)合、新裝置與老造粒塔結(jié)合、尿素熔融物與固體小顆粒結(jié)合、空冷與水冷結(jié)合，具有投資少、流程簡單、能耗低、設(shè)備效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，與其他生產(chǎn)制備工藝相比，具有較強(qiáng)的優(yōu)越性。這里主要介紹荷蘭霧化流化床生產(chǎn)制備工藝。

表1 青海鹽湖工業(yè)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(chǎn)制備工藝流程

將標(biāo)準(zhǔn)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(jī)中，在霧化流化床造粒機(jī)中霧化空氣會將尿液霧化成為一滴滴細(xì)小的液滴，然后懸浮于流化床中的晶種會受到液滴的反復(fù)涂布包裹，最終不斷增大成為顆粒。顆粒尿素從造粒機(jī)中出來后，經(jīng)過初步冷卻以及斗式提升機(jī)提升后，顆粒尿素會被送入振動篩進(jìn)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(jīng)過最終冷卻器冷卻后，就可以進(jìn)行包裝了。而分離出來的細(xì)小顆粒尿素以及大型顆粒尿素(經(jīng)破碎后)會重新被送進(jìn)造粒機(jī)，再次作為造粒機(jī)晶種。生產(chǎn)制備過程中產(chǎn)生的含尿素粉塵的空氣會經(jīng)洗滌塔進(jìn)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(chǎn)制備工藝特點(diǎn)

霧化流化床生產(chǎn)制備工藝特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)造粒機(jī)采用流化床與空氣霧化相結(jié)合的技術(shù)，生產(chǎn)能力強(qiáng)，造粒效率質(zhì)量高，大顆粒尿素成品顆粒大、強(qiáng)度高、質(zhì)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(fā)濃縮，將二段蒸發(fā)升壓器省去了，簡化工藝，減少設(shè)備投入，節(jié)省投資的作用。

(3)開停車時(shí)間短，操作方便簡單，調(diào)節(jié)靈活，具有較大的彈性，適應(yīng)性較高。

(4)相比于其他機(jī)械造粒裝置，該造粒機(jī)返料較低。

(5)采用該生產(chǎn)制備工藝，流化床產(chǎn)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(shí)現(xiàn)了回收利用，節(jié)約生產(chǎn)成本。

3 大顆粒尿素防結(jié)塊技術(shù)

導(dǎo)致大顆粒尿素出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象主要?dú)w咎于兩個方面的原因：一是外部因素，比如外部環(huán)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(nèi)部因素，比如產(chǎn)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(jié)塊的應(yīng)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(dāng)設(shè)備處于中等負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)候，就無法有效確保正常尿素料位，此時(shí)就可能導(dǎo)致最終冷卻器內(nèi)大顆粒尿素的停留時(shí)間過短，由于沒有與冷卻水進(jìn)行換熱，造成進(jìn)入包裝皮帶輸送機(jī)的大顆粒尿素溫度嚴(yán)重偏高，而溫度偏高就容易導(dǎo)致大顆粒尿素出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。因此應(yīng)使用好最終冷卻器，確保其充分發(fā)揮應(yīng)有的作用，降低大顆粒尿素的溫度。二是使用軸流風(fēng)機(jī)。如果出最終冷卻器的大顆粒尿素在皮帶運(yùn)輸機(jī)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(shí)可以在皮帶輸送機(jī)上方增添數(shù)臺軸流風(fēng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步應(yīng)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(fā)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(nèi)往往通風(fēng)不良，會影響大顆粒尿素的散熱，當(dāng)散熱不良的時(shí)候，就很容易導(dǎo)致尿素在運(yùn)輸至目的地之前就出現(xiàn)了結(jié)塊情況。此時(shí)各個生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身實(shí)際情況，利用木托盤來轉(zhuǎn)運(yùn)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(fēng)散熱。此外大顆粒尿素的堆放層數(shù)也不能過多，一般堆放8層左右最好。

4 大顆粒尿素發(fā)展前景

圖1 大顆粒尿素霧化流化床生產(chǎn)制備工藝流程圖

根據(jù)上海證劵報(bào)的相關(guān)資訊，受夏季用肥需求向好和海外印度等國招標(biāo)市場推動，2015年國內(nèi)尿素市場價(jià)格持續(xù)上漲，山東、河南等地報(bào)價(jià)平均上漲近2%，再創(chuàng)近年新高。另外，由于新關(guān)稅政策刺激，尿素出口延續(xù)高增長態(tài)勢。海關(guān)數(shù)據(jù)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(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，尿素出口將占到行業(yè)總產(chǎn)量20%，有效緩解國內(nèi)產(chǎn)能過剩的局面。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，目前行業(yè)庫存相對偏低，在傳統(tǒng)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(xù)提升。相關(guān)廠家也表示，尿素漲價(jià)有望持續(xù)，合理價(jià)格應(yīng)在每噸2000元左右，相比目前還有10%以上的漲價(jià)空間。因此，從整個尿素發(fā)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(fā)展前景，但是對于國內(nèi)的大顆粒尿素生產(chǎn)企業(yè)而言，也應(yīng)避免為搶占市場而一哄而上情況的出現(xiàn)，以免造成產(chǎn)品積壓滯銷。

[1]崔文科.大顆粒尿素技術(shù)與工藝流程比較[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2012，(06)：30-32+53.

[2]崔文科，韓喜民，王小寧.大顆粒尿素技術(shù)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(jié)塊的方法研究[J].化學(xué)工程，2012，(11)：74-78.

[4]李付興,張坤,袁利劍.大顆粒尿素項(xiàng)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(yè)于青海大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)任青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司化肥廠尿素二車間工藝技術(shù)員。