兗礦集團(tuán)魯南化肥廠年產(chǎn)10萬(wàn)噸大顆粒尿素預(yù)可行性研究報(bào)告

1、兗礦集團(tuán)魯南化肥廠年產(chǎn)10萬(wàn)噸大顆粒尿素預(yù)可行性研究報(bào)告北京達(dá)立科公司2003年12月27日目 錄一、概述二、生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格三、方案比較及技術(shù)選擇四、工藝技術(shù)敘述五、原材料及動(dòng)力供應(yīng)六、儀表及自控說(shuō)明七、土建八、公用工程九、環(huán)保及消防十、定員十一、投資估算十二、產(chǎn)品成本及經(jīng)濟(jì)效益分析附表：主要設(shè)備一覽表附圖：工藝流程圖一、概述尿素是一種在國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)上廣泛使用的優(yōu)質(zhì)氮肥。與其它氮肥相比，尿素的有效養(yǎng)分濃度高(含氮量為46)，具有一定的吸濕性，性能良好，長(zhǎng)期使用對(duì)土壤無(wú)不良影響。但是目前國(guó)內(nèi)外采用造粒塔生產(chǎn)的普通噴灑造粒尿素顆粒較小，抗破碎強(qiáng)度較低，在運(yùn)輸貯存中易破碎形成尿素粉塵，因而損耗較大

2、；另外存在粉塵的尿素在潮濕的環(huán)境中易吸濕結(jié)塊影響肥效。近年來(lái)對(duì)肥效的研究發(fā)現(xiàn)，化學(xué)肥料施入土壤后，氮的利用率很低，碳銨中氮利用率僅20，尿素中氮利用率也只有35，雖然尿素比其它氮肥品種在性能上有優(yōu)勢(shì)，但迫切需要解決的問(wèn)題是如何提高氮的利用率。針對(duì)上述問(wèn)題，世界上各大公司和科研部門(mén)都在致力于改進(jìn)尿素質(zhì)量和尿素造粒工藝，以提高市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。采用不同技術(shù)生產(chǎn)的大顆粒尿素，產(chǎn)品質(zhì)量得到很大改善。尿素水分含量低，不結(jié)塊，流動(dòng)性好；顆粒強(qiáng)度高，2.5mm粒度的顆?？顾閺?qiáng)度是造粒塔噴淋造粒的5倍，而且可以在28mm范圍內(nèi)任意決定顆粒大小；由于顆粒強(qiáng)度高，有利于包裝貯存和運(yùn)輸。有資料報(bào)導(dǎo)使用大顆粒尿素比普通小

3、顆粒尿素的肥效高10.9%，不論用基肥或追肥，采用撒施或拋施大顆粒尿素均明顯優(yōu)于普通小顆粒尿素。在復(fù)配肥料（bb肥）中，由于顆粒的物理性質(zhì)所致，塔式小顆粒尿素與磷、鉀肥摻混時(shí)后，在運(yùn)輸和施肥中很容易分層。只能使用大顆粒尿素作為原料，才能滿足復(fù)配肥料（bb肥）的需要。目前大顆粒尿素生產(chǎn)在世界上發(fā)展很快，產(chǎn)品越來(lái)越受到廣大用戶的青睞。目前北美總生產(chǎn)量的大顆粒尿素和普通小顆粒尿素的比例約為1：1，中東大顆粒尿素生產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，沙特、科威特等國(guó)近7年以來(lái)，全部新建裝置均生產(chǎn)大顆粒尿素；中美和南美的巴西、委內(nèi)瑞拉等國(guó)出口的尿素均為大顆粒尿素；亞洲原來(lái)主要是造粒塔噴淋造粒生產(chǎn)普通小顆粒尿素，現(xiàn)在對(duì)大顆粒尿

4、素的興趣愈來(lái)愈濃，新建裝置都在考慮生產(chǎn)大顆粒尿素。根據(jù)資料報(bào)導(dǎo)1997年全世界尿素產(chǎn)量約為4000萬(wàn)噸，其中大顆粒尿素產(chǎn)量約為860萬(wàn)噸，已占當(dāng)年世界尿素總產(chǎn)量的21.5。由于大顆粒尿素強(qiáng)度高、均勻性好、尿素中無(wú)粉塵、肥效長(zhǎng)、貯存容易、施肥方便等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到廣大農(nóng)戶的歡迎。二、生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格1、生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)：大顆粒尿素10萬(wàn)噸。年生產(chǎn)天數(shù)：300天2、大顆粒產(chǎn)品規(guī)格粒徑(2-4mm):95(w)水含量：0.3%(w)縮二脲含量：與原裝置噴淋尿素相關(guān)顆?？箟簭?qiáng)度：2.7kg/3mm顆粒n含量：與原裝置噴淋尿素相關(guān)三、方案比較與技術(shù)選擇目前世界上大顆粒尿素的制備技術(shù)方案很多，應(yīng)用較為廣泛的

5、造粒技術(shù)有挪威海德魯(hydro)公司的流化床造粒技術(shù)、snamprogetti的轉(zhuǎn)鼓造粒技術(shù)、tec的噴流床造粒技術(shù)和kalten-thuring公司的流化床轉(zhuǎn)鼓造粒技術(shù)。其中hydro公司的流化床造粒技術(shù)及tec的噴流造粒技術(shù)最具有代表性，建廠最多。近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)也有幾套大型的大顆粒尿素裝置和幾套中型的大顆粒尿素裝置相繼建成投產(chǎn)，但這些裝置都采用國(guó)外技術(shù)，如某流化床造粒技術(shù)，采用較高壓力的霧化空氣造粒，電耗達(dá)45kwh/t尿素，而采用另一技術(shù)的某化肥廠，雖然噴射空氣壓力較低電耗約36kwh/t尿素，但蒸汽耗量較為多220kg/t。采用國(guó)外技術(shù)，不但要支付昂貴的專(zhuān)利費(fèi)，而且還要進(jìn)口專(zhuān)利設(shè)備，外

6、匯額度過(guò)大，致使經(jīng)濟(jì)效益下降。采用我國(guó)自行研制的大顆粒轉(zhuǎn)鼓造粒技術(shù)，主要特點(diǎn)是能耗低，投資省，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。四、工藝技術(shù)敘述1、轉(zhuǎn)鼓流化床造粒技術(shù)造粒轉(zhuǎn)鼓內(nèi)設(shè)有流化床，利用流化床良好的氣固相接觸，使包復(fù)在晶種顆粒表面的熔融尿素由于固化和冷卻所放出的熱量，能快速及時(shí)地在流化床中冷卻移出，使尿素液滴逐層包復(fù)在晶種尿素顆粒上，在轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中，返料顆粒和熔融尿素從一端通入，流化空氣從兩端通入，另一端排出大顆粒尿素產(chǎn)品，轉(zhuǎn)鼓兩端設(shè)有排氣出口。熔融尿素經(jīng)噴咀噴灑在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的懸浮顆粒上，在不斷的滾動(dòng)、流化床造粒和冷卻過(guò)程中，顆粒由內(nèi)層到外層，形成均勻緊密的結(jié)構(gòu)，尿素顆粒直徑不斷增大，直至達(dá)到要求的粒度。2

7、、轉(zhuǎn)鼓冷卻機(jī)這是一種全新的冷卻設(shè)備，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有一臺(tái)設(shè)計(jì)獨(dú)特尿素/水冷卻器，從轉(zhuǎn)鼓造粒器出來(lái)的大顆粒尿素進(jìn)入水冷器，被冷卻水冷卻至50，出冷卻轉(zhuǎn)鼓的大顆粒尿素經(jīng)篩分即得到大顆粒尿素成品。其他設(shè)備見(jiàn)設(shè)備一覽表3、工藝流程說(shuō)明由尿素造粒塔和振動(dòng)篩來(lái)的小顆粒尿素，經(jīng)輸送機(jī)送入造粒轉(zhuǎn)鼓作晶種。由尿素車(chē)間來(lái)的熔融尿液送入造粒轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的尿液噴咀，尿液噴至料簾上，以使晶體長(zhǎng)大。流化空氣由流化空氣鼓風(fēng)機(jī)送入造粒轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的流化床。開(kāi)車(chē)時(shí)流化空氣經(jīng)流化空氣加熱器加熱后送造粒轉(zhuǎn)鼓。由造粒轉(zhuǎn)鼓送出的成品尿素經(jīng)輸送機(jī)送入雙層振動(dòng)篩。在最上層篩網(wǎng)篩出的超大顆粒尿素可直接出廠（也可經(jīng)破碎后，送造粒轉(zhuǎn)鼓作晶種）。在最下層篩的底部引

8、出的小顆粒尿素也去造粒轉(zhuǎn)鼓作晶種。在兩層篩中間引出的顆粒尿素，進(jìn)入冷卻轉(zhuǎn)鼓用冷卻水冷卻后作為成品大顆粒尿素，包裝出廠。尾氣經(jīng)洗滌器洗滌后排入大氣。洗滌后尾氣中尿素粉塵含量達(dá)到環(huán)保要求。工藝流程見(jiàn)附圖。4、設(shè)備布置大顆粒尿素裝置大部設(shè)備布置在長(zhǎng)22m，寬18m的單層廠房?jī)?nèi)，頂部為輕型鋼結(jié)構(gòu)屋面，設(shè)備布置緊湊合理。尾氣送洗滌洗滌。（廠房面積可按貴廠實(shí)際調(diào)整）五、原材料及動(dòng)力供應(yīng)1、尿素系統(tǒng)造粒裝置建成后，所需的原料、輔助材料的品種、規(guī)格、單耗和動(dòng)力供應(yīng)等情況見(jiàn)下表：序號(hào)原料名稱(chēng)技術(shù)要求單 耗1熔融尿素濃度98.5溫度1351.01t/t2蒸汽0.4mpa20kg/t3冷卻水p=0.4mpa進(jìn)口溫度

9、t=33出口溫度t=38cl-50ppm2.53t/t4電6kv12kwh/t380v8kwh/t六、儀表和自控說(shuō)明液尿采用電磁流量計(jì)測(cè)量流量，采用隔膜式壓力計(jì)測(cè)量壓力。造粒轉(zhuǎn)鼓、冷卻轉(zhuǎn)鼓、各類(lèi)風(fēng)機(jī)、振動(dòng)篩等進(jìn)出口的溫度、壓力和流量，以及其他參數(shù)的控制采用dcs集中控制。七、土建1、設(shè)計(jì)原則根據(jù)總圖布置并結(jié)合工藝流程和土建的要求，考慮到操作的方便，整個(gè)裝置按單層廠房布置。依據(jù)尿素物料的特性，廠房設(shè)計(jì)時(shí)除要滿足生產(chǎn)和當(dāng)?shù)乜拐鹆叶鹊燃?jí)的要求外，盡可能做到廠房設(shè)計(jì)美觀。2、土建設(shè)計(jì)范圍 大顆粒尿素廠房單層廠房初步考慮22m18m；采用輕型鋼結(jié)構(gòu)屋面，另外考慮到停車(chē)時(shí)，有用水沖洗的可能，所以在土建設(shè)計(jì)

10、時(shí)要考慮設(shè)計(jì)不銹鋼沖洗水集水槽，并考慮回流措施。八、公用工程1、電力6kv、380v/220v2、冷卻水進(jìn)水溫度33，出水溫度383、低壓蒸汽主要用于開(kāi)車(chē)的流化空氣加熱器，這一部分需要150的低壓蒸汽，通過(guò)換熱將流化空氣加熱到約120130。低壓蒸汽另一用途是作為熔融尿素管道的夾套保溫用，這一路低壓蒸汽只要150就足夠了。九、環(huán)保、安全及消防1、環(huán)保本裝置沒(méi)有三廢產(chǎn)生。(1) 引風(fēng)機(jī)出口含尿素粉塵的空氣進(jìn)入洗滌塔洗滌。 (2) 本裝置的噪聲一般不會(huì)超過(guò)65db；(3) 含尿素沖洗水僅在停車(chē)檢修時(shí)產(chǎn)生，已做到回收。2、安全與消防(1) 安全本裝置無(wú)有毒物質(zhì)，但是，兩個(gè)轉(zhuǎn)鼓都有大型轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，除必須

11、安裝合格的防護(hù)罩以外，裝置運(yùn)行時(shí)人員絕不能解除齒輪和滾輪。停車(chē)檢修時(shí)必須在配電室切斷電源并掛示警牌后，方能進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓作業(yè)。(2) 消防本裝置無(wú)易燃物，只要配備常規(guī)滅火器材即可。(3) 低壓蒸汽少量使用。用于熔融尿液管道的保溫和開(kāi)車(chē)時(shí)流化空氣的予熱。十、定員由于大顆粒生產(chǎn)裝置操作容易，每班僅需操作人員2人即可。十一、投資估算1、總投資估算為860萬(wàn)元人民幣。其中：(1) 專(zhuān)利費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)及專(zhuān)利設(shè)備費(fèi)，(包括流化床轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)和轉(zhuǎn)鼓冷卻機(jī))共計(jì)約410萬(wàn)元；(2) 其它設(shè)備費(fèi)，包括鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、換熱器、振篩機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、儀表、電氣等全部設(shè)備約210萬(wàn)元；(3) 土建費(fèi)90萬(wàn)元；(4) 安裝費(fèi)110萬(wàn)元

12、；(5) 不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)40萬(wàn)元；2、投資概算不包括土地占用費(fèi)。十二、產(chǎn)品成本及經(jīng)濟(jì)效益分析1、產(chǎn)品成本計(jì)算(增加成本)序號(hào)消耗項(xiàng)目單位噸大顆粒消耗單價(jià)(元)總價(jià)(元)備 注1電力消耗kwh200.48.02蒸汽消耗t/h0.0260.001.2保溫用3冷卻水t/h2.530.150.384人工工資0.685萬(wàn)元/年8人5維修費(fèi)0.606大修費(fèi)1.007折舊按總投資的90形成固定資產(chǎn)5.12折舊年限按15年8其他費(fèi)用0.1如潤(rùn)滑油等9車(chē)間成本指每噸大顆粒比小顆粒增加的成本17.0810企業(yè)管理費(fèi)0.5211工廠成本指每噸大顆粒比小顆粒增加的成本17.602、經(jīng)濟(jì)效益分析由產(chǎn)品成本計(jì)算可知，小顆粒尿

13、素加工成大顆粒尿素，每噸尿素成本增加17.60元，按每噸大顆粒尿素銷(xiāo)售價(jià)增加55元計(jì)，年凈增利潤(rùn)374萬(wàn)元。主要設(shè)備一覽表序號(hào)流程圖上位號(hào)設(shè) 備 名 稱(chēng)規(guī) 格數(shù)量(臺(tái))年臺(tái)設(shè)備材料量 kg圖 號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)備 注總數(shù)其 中備用數(shù)總重量其中包括材料重量1e01流化空氣加器翅片管式換熱器殼側(cè)介質(zhì)流化空氣管側(cè)介質(zhì)飽和蒸汽1碳鋼2j01流化空氣鼓風(fēng)機(jī)離心式鼓風(fēng)機(jī)流量：60000m3/h壓力：75009000pa溫度：3013j02空氣引風(fēng)機(jī)離心式引風(fēng)機(jī)流號(hào)：66000nm3/h壓力：25003000pa溫度：9014l01轉(zhuǎn)鼓流化床造粒機(jī)轉(zhuǎn)鼓尺寸3300內(nèi)有流化床，并帶有滾動(dòng)支撐系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1碳鋼及不銹鋼5l