干燥设备挤压造粒生产复混肥技术方案

1、生产方法的特点及描述 　　挤压造粒是一种较新的干法造粒生产复合肥料的工艺。挤压造粒在肥料领域最早应用于氯化钾的造粒，由于氯化钾物理化学性质的特殊性，国外用于掺混肥料（BB肥）所需的颗粒状（1-4mm）氯化钾基本都采用挤压法生产。近年来，挤压造粒用于生产复混肥料在国外得到了较快的发展。 　　挤压造粒的形式可以有对辊式和轮辗式两种，对辊式挤压是先压成大块，再破碎成颗粒，这样装置的能力大、颗粒强度高、能耗低，对辊挤压在国外使用广泛。而轮辗式是将物料在压模盘中直接挤压成园柱条形，再切断成柱形颗粒，国内目前采用的挤压造粒方法多是轮辗造粒法，由于其生产规模小，单台机器最大只能达3-5吨/小时，且造粒强度有限、模具易损坏，生产的是园柱形颗粒，流动性差，国内发展较缓慢。在国外已淘汰了轮辗造粒工艺。本报告所论述的挤压造粒指对辊式挤压造粒。 　　对辊式挤压造粒的工艺原理是：干物料在压力作用下团聚成致密坚硬的大块（饼料），称为挤压过程；饼料再被破碎筛分后成为颗粒料称为造粒过程。挤压的作用一是将颗粒间的空气挤掉，另外是使颗粒间距达到足够近，以产生如范德华力、吸附力、晶桥及内嵌连接等吸引力。挤压造粒的颗粒主要是靠分子之间的作用力形成的颗粒强度。 　　挤压造粒生产复混肥料主要有以下的工艺特点： 　　低能耗 　　挤压造粒是物料在常温下进行造粒，与其它方法相比，不需要燃油、燃气等干燥措施。生产仅需耗电和极少量的冷却水（用于辊轴冷却），每吨产品仅耗电约30kwh。 　　无需另外添加粘合剂 　　国内常用的复混肥生产方法是蒸汽造粒。水蒸汽在物料分子间凝结、结晶后，在造粒过程中起粘合剂的作用。但在干燥过程中又必须将颗粒内部和表面的水赶出来，否则化肥在贮存过程中易粘结、结块。而干法造粒不需另外的添加剂，只需利用物料本身的分子间力，简化了流程、降低了能耗。 　　投资较低 　　由于省去了干燥过程，同时返料比低（占挤压机总进料量的35%左右），工艺流程简单，投资较低。据IFDC（国际肥料发展中心）在1987年的曾经进行过详细的研究，证明在发展中国家，对一套新建复肥装置来说，挤压造粒在经济上要优于蒸汽造粒和化学造粒或料浆造粒。对于一个年产12万吨的NPK复肥装置，蒸汽造粒的投资高出挤压造粒19.5%，而化学造粒或料浆造粒的投资则高出88.8%，而在生产成本上（对15-15-15）配方，蒸汽造粒高出3%，而化学或料浆造粒则高12%。 　　原料组成灵活 　　挤压造粒生产复混肥的原料路线较广泛，目前已经成功地用于挤压造粒的物料有二十多种：氮肥中的硝铵、尿素、氯化铵、硝酸钙等，磷肥有磷铵、普钙、重钙、磷矿粉等，钾肥有氯化钾、硫酸钾等，并可添加微量元素如硼、铁、铜、锌、锰等。 　　此外，采用挤压造粒工艺可在极短的时间内灵活实现产品配方的更换，国外一套装置可生产30多种配方的产品。 　　适用的原料颗粒尺寸范围大 　　挤压造粒对原料的粒度无特殊的要求，1-4mm颗粒状物料和细粉状物料都可用，粒度不合格粉状物料和粉状产品更好用，用粉状物料可以降低成本。 　　能力范围宽 　　对于挤压造粒装置，经济规模的效应不明显，装置能力从12吨/时.台到35吨/时.台都可以进行较经济的设计，因此适用的能力范围广。 　　产品灵活，操作变化的范围广 　　挤压造粒一套装置可以生产多到几十种产品，小批量的生产也可行。根据切换时需清除原料总量的要求和原有物料对新配方的影响程度，最大可达每班（8小时）生产3批产品。因此，挤压造粒生产的复合肥可适应小批量、多品种复合肥料的需要。 　　挤压造粒生产复合肥料的唯一缺点是产品的形状是不规则的颗粒，但不规则的颗粒形状对化肥的施用并没有影响。用挤压造粒生产的化肥有足够的强度、粉尘少、不结块、颗粒尺寸分布范围窄、流动性好。挤压造粒生产的肥料，尤其是颗粒钾肥，在国外的机械施肥中得到了广泛的应用，证明其颗粒形状不会成为化肥施用的影响因素。国内用挤压法造粒的压力较低，因此产品抗压强度较低，而国外先进挤压设备的挤压压力比国内高2-3倍，因此产品的抗压强度较高，产品性能较好。 　　2、生产流程图及流程的叙述 　　挤压系统共有四个部分组成，叙述如下： 　　1．贮存、计量、混合 　　化肥原料如尿素、磷铵、氯化钾等由斗式提升机及皮带输送到贮料仓中。贮料仓的数量，计量与混合技术的复杂程度，与产品配方中组分的数目有关。 　　生产复肥时，一般用间歇式混合操作，配方中的各组分原料在称重仓内称重，达到配方要求后，全部加入间歇式混合器中混合，在系统中安装有平衡仓，平衡仓后的其它设备则连续操作。 　　在混合器中还可加入微量元素。为了保障微量元素的颗粒分布均匀，选用高强度的混合器。 　　混合后的物料和返料经斗提机提升后，在双轴桨式混合器中与返料混合，返料是经破碎和筛分后的不合格颗粒，循环物料与新料比约35:65（生产1-4mm的产品时）。 　　2．挤压 　　混合后的化肥混合物经辊轴式挤压机挤压，其原理是通过挤压使物料成形。 　　混合物料通过一个垂直螺旋加料机加入两个反方向旋转的辊轴间的缝隙中，在挤压过程中，物料的受压逐渐增大，当两轴之间的缝隙最小位置时，物料受压最大，然后又逐渐减少，直到0。在挤压过程中，由于物料空体积的减少，混合物的表观密度能增大1.5-3倍。 　　挤压后的产物一般是一块厚5-20mm的平板（大块）。辊轴挤压机的结构和尺寸是由于许多参数来确定的，这些参数一般根据物料性质和实验来确定。 　　3．破碎、分级 　　在辊轴挤压机中形成的板块要进一步破碎，并通过分级才能得到需要的颗粒尺寸。在辊轴式挤压机下有一台经特殊设计的板块破碎机，在此，板块被预破碎成若干小的碎片（薄片）。薄片比较容易运输，且易被后续的破碎机进一步破碎。 　　破碎后的原料在多级筛上被分成超大颗粒、产品颗粒和细小颗粒。在最低筛上的细小颗粒，经循环回收到混合机中，再挤压成形。而在多级筛上层被滞留的超大颗粒需进一步破碎。破碎后再返回到筛分。 　　在高强度的破碎机中，薄片中较软的部分被破碎成高强度而且耐磨的颗粒，这些产品在运输和使用时不会被磨细。 　　正确选择破碎和筛分设备对于化肥挤压/造粒系统的经济性至关重要。颗粒的形状（一般为立方体）、颗粒的尺寸范围（1-5毫米或2-4毫米）以及破碎和筛分后的循环量决定了一套装置的产量和能力。 　　3．抛光修整 　　在通常情况下，最终产品需经过一到两步的抛光修整。不规则形状的颗粒经磨圆滚筒将边角等处磨圆。在抛光过程中产生的细粉通过筛分（一层筛网）后循环。修整时，一般还要加入防结块剂。 　　装置的最终产品是在一定粒度范围内的颗粒状化肥（1-4mm）。 · 行业聚焦： 本标准规定了干燥技术的有关术语。 　　本标准适用于干燥技术与干燥设备的生产、科研、教学及应用等领域。 　　2一般术语2.1干燥drying 　　泛指使物料中所含湿分(水分或其他溶剂)汽化并去除的处理过程。 　　工业生产中指去除某些原料或用这些原料加工的成品中所含的湿分的过程。 　　2.2烘干heat-drying 　　利用热能使物料升温，将物料中的湿分汽化并去除，借以降低物料中湿分的过程。 　　2.3物料materials 　　在干燥之前、干燥过程中和干燥之后的物质即本标准定义的物料，它可以是固体或液体(汁液或膏状)。 　　2.3.1新鲜物1.前言 　　目前，造粒技术已在医药、食品、建材、化工、冶金等各行各业得到了越来越广泛的应用，同时造粒技术本身也在应用的过程中不断地创新、发展和提高，并创造出了多种不同的造粒方法。如沸腾式流化床造粒法、喷雾干燥式造粒法、离心式流化床造粒法、挤出滚圆法等。这些方法各有特点和不同的用途。下面就造粒技术在制药行业中的应用情况分别介绍几种主要造粒方法，其中根据本文题目的要求着重介绍离心式流化床造粒法。 　　2.几种不同的造粒方法 　　2.1沸腾造粒法 　　沸腾造粒法在几种方法中效率最高。其原理是利用从设备底部吹入的风力将粉粒浮起与上部喷枪喷出的浆液充分接触后相互碰撞而结合成颗粒目前我国包装机械行业水平还不够高，面对国外品牌强劲冲击国内企业应该采取积极对策。包装 机械市场日趋垄断化，目前我国除了瓦楞纸箱包装机械和一些小型包装机有一定规模和优势外，其它包装机械几乎不成体系和规模，特别是市场上需求量大的一些成套包装生产线，如液体灌装生产线、饮料包装容器成套设备、无菌包装生产线等，在世界包装机械市场中均被几家大包装机械企业集团所垄断。专家预测，随着国外企业进入我国市场，国内一些无竞争力的包装机械企业将被国外企业收购、兼并或破产。一些包装产品将被几家大企业所垄断，并且垄断的范畴逐渐从香烟、饮料包装机械产品扩大到其它包装机械产品。 　　包装机械的最终目的在于提高生产率和产视觉检测方法，是一种定性的视觉法。评判炭黑的分散情况时，通过将观察到的试样切口情况与一组标准照片相比较来评定炭黑的分散等级，其结果用数值来表示。这是美国材料试验协会(ASTM,American Society for Testing and Material)推荐的一种方法。其具体做法是：将混合物试样撕开或切开（有的还要进行适当的处理），以暴露其新鲜表面，用肉眼，最好是在放大镜或低倍数双筒显微镜下对其进行观察，将炭黑的分散情况与一组共5张标准照片进行比较，然后评定其等级。所以该方法也被称为对比样本法。视觉上的分散等级与混合物的某些重要物理我有关。该方法评定炭黑的分散等级时共分5个等级。等级为5几种机器组合成功能较齐全的生产线，来完成更为复杂的包装工序。如法国CRACECRYOYA和ISTM公司研制的鲜鱼真空包装生产线，瑞典树宏国际有限公司与瑞典纺织研究所研制的纺织真空包装系统等机型均属于这一型。 　　采用新技术：在包装方法上，大量采用充气包装取代真空包装，将充气成分，包装材料与充气包装机三方面的研究紧密结合起来；在控制技术上，更多地应用计算机技术和微电子技术；在封口方面，应用热管和冷封口技术；将先进的装置直接安装在真空包装机上，如装上计算机控制的粗粒物高精度组合秤；在旋转或真空包装机上，应用先进高速的圆弧面凸轮分度机械等。所有这些新技术的采用，使得真空包装机更加高效和智能化。

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