柳化30萬噸合成氨點(diǎn)火成功-

柳化30萬噸合成氨點(diǎn)火成功

1月21日柳化30萬噸合成氨點(diǎn)火儀式順利舉行，標(biāo)志著總投資15億元廣西重點(diǎn)工程——以殼牌煤氣化技術(shù)為核心柳州化學(xué)工業(yè)集團(tuán)30萬噸合成氨技改工程完工投產(chǎn)。此工程完工也說明了柳化已經(jīng)掌握了當(dāng)今世界上最先進(jìn)煤氣化技術(shù)，為公司今后進(jìn)一步做強(qiáng)做大主業(yè)、重點(diǎn)發(fā)展煤化工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。柳化合成氨技改工程包括鍋爐、空分、氣化、污水處理、供電、信息自動化控制等12個(gè)子項(xiàng)目，是當(dāng)今世界上以煤為原料生產(chǎn)合成氨技術(shù)最先進(jìn)工程。該工程所有工序均采納了當(dāng)今合成氨生產(chǎn)工藝中高新技術(shù)。其中信息系統(tǒng)采納基于浙大中控ESP-iSYS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中控實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)?？偼顿Y15億元，經(jīng)過3年多的時(shí)間，廣西重點(diǎn)工程——以殼牌煤氣化(25.82,-0.44,-1.68%)技術(shù)為核心的柳州化學(xué)工業(yè)集團(tuán)30萬噸合成氨技改工程，昨日完工投產(chǎn)。這標(biāo)志著柳化已經(jīng)掌握了當(dāng)今世界上最先進(jìn)的煤氣化技術(shù)，為公司今后進(jìn)一步做強(qiáng)做大主業(yè)、重點(diǎn)發(fā)展煤化工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該項(xiàng)目是廣西目前最大的國債貼息技改項(xiàng)目、國家重點(diǎn)示范項(xiàng)目；是廣西化工史上投資最大、技術(shù)最先進(jìn)的工程。其將國際上最先進(jìn)的殼牌粉煤加壓氣化技術(shù)用于生產(chǎn)化肥，在我國尚屬首次。項(xiàng)目投產(chǎn)后，使該公司合成氨產(chǎn)量由過去的30萬噸增加到60萬噸，各種化肥化工產(chǎn)品將達(dá)到200萬噸，產(chǎn)品品種多達(dá)近40種。為柳化躋身全國氮肥龍頭企業(yè)行列，參加國際競爭打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。柳化合成氨技改工程包括鍋爐、空分、氣化、污水處理、供電、信息自動化控制等12個(gè)子項(xiàng)目，是當(dāng)今世界上以煤為原料生產(chǎn)合成氨最先進(jìn)、最完美的工程。該工程所有工序均采納了當(dāng)今合成氨生產(chǎn)工藝中的高新技術(shù)。工程工藝復(fù)雜、設(shè)備龐大、單體設(shè)備最重超過1000噸，最高達(dá)78米。在此之前已取得了試車成功，而且運(yùn)行平穩(wěn)。柳化是廣西最大的氮肥生產(chǎn)基地，也是華南地區(qū)最大的化工化肥生產(chǎn)基地，氮肥生產(chǎn)占全區(qū)產(chǎn)量的一半以上，總資產(chǎn)32億元。熔體塔式造粒制高濃度氮磷鉀復(fù)混肥料技術(shù)1、項(xiàng)目概況

熔體塔式造粒制高濃度尿基氮磷鉀復(fù)合肥料是上?；ぱ芯吭航暄芯块_發(fā)的合適于尿素生產(chǎn)廠和復(fù)合肥生產(chǎn)廠技術(shù)改造和產(chǎn)品升級的新技術(shù)，為國內(nèi)首創(chuàng)，具有國際先進(jìn)水平。2、技術(shù)特點(diǎn)

熔體造粒工藝的特點(diǎn)是物料處于高溫熔融狀態(tài)，含水量很低且可流動的熔體直接噴入冷媒〔冷媒通常是空氣或熔體物料不溶解的液體，如礦物油等〕中，物料在冷卻時(shí)固化成球形顆粒；或者可流動的熔體噴入機(jī)械造粒機(jī)內(nèi)的返料粒子上，使之在細(xì)小的粒子表面涂布或粘結(jié)成符合要求的顆粒。溶液的蒸發(fā)或濃縮固要需要消耗能量，但在能量利用方面遠(yuǎn)較干燥顆粒產(chǎn)品有效，更何況在某些生產(chǎn)工藝中還可以充分利用反應(yīng)熱來蒸發(fā)部分甚至全部水分；一般的造粒工藝，干燥機(jī)通常是造粒裝置中最大的而且也是最昂貴的設(shè)備，熔體造粒工藝無需干燥，節(jié)省了投資和能耗。

熔體造粒法治復(fù)合肥技術(shù)最早應(yīng)用于磷酸一銨〔MAP〕、硝酸磷酸銨〔APN〕，尿素磷酸銨〔UAP〕，在這些生產(chǎn)方法中，可以加入鉀鹽或其它固體物料生產(chǎn)顆粒狀氮磷鉀復(fù)合肥產(chǎn)品。按造粒方式的不同，熔體造粒法治復(fù)合肥工藝主要可分為：造粒塔噴淋造粒工藝，油冷造粒工藝，雙軸造粒工藝，轉(zhuǎn)鼓造粒工藝，噴漿造粒工藝，盤式造粒工藝，鋼帶造粒工藝等。

造粒塔噴淋造粒工藝應(yīng)用最早、最廣泛的是單一氮肥〔如尿素、硝酸銨等〕的造粒，現(xiàn)已擴(kuò)展到氮磷及氮磷鉀復(fù)合肥料的造粒。荷蘭斯塔米卡本公司曾用造粒塔噴淋造粒工藝生產(chǎn)硝酸磷酸銨鉀；挪威海德魯用造粒塔噴淋造粒制尿素磷酸銨及尿素磷酸銨鉀。

上?；ぱ芯吭哼M(jìn)行了以熔融尿素、磷酸一銨、氯化鉀等為原料，造粒塔噴淋造粒制尿基氮磷鉀復(fù)合肥的生產(chǎn)技術(shù)研究和開發(fā)，并已實(shí)現(xiàn)了工程化。造粒塔式離心噴淋造粒工藝生產(chǎn)高濃度復(fù)合肥的差動造粒裝置孔亦周一、粒狀氮肥的生產(chǎn)簡介：目前粒狀的氮肥〔尿素或硝酸銨〕產(chǎn)品其成粒方式大致分為兩大類，一類是造粒塔式的噴淋造粒工藝，另一類是沸騰流化床造粒工藝。我國絕大部分的中小型尿素或硝酸銨生產(chǎn)廠商采納的是第一類即造粒塔式的噴淋造粒工藝。造粒塔式的噴淋造粒工藝又分為兩大類形式，一類是空心圓柱形結(jié)構(gòu)的造粒塔，其頂部中心配置機(jī)械旋轉(zhuǎn)式造粒噴頭，采納的是離心噴淋造粒工藝；另一類是空心矩形結(jié)構(gòu)的造粒塔，其頂部等間距配置多臺的靜止噴壺式造粒噴頭，采納的是靜壓噴淋造粒工藝。我國的尿素或硝銨生產(chǎn)廠商絕大部分采納的是第一類即空心圓柱形造粒塔頂部中心配置機(jī)械旋轉(zhuǎn)式造粒噴頭離心噴淋造粒工藝。現(xiàn)以第一類造粒塔式噴淋造粒工藝為例：符合各項(xiàng)工藝指標(biāo)〔如熔融溫度、濃度等〕的尿素C0(NH2)2或硝酸銨NH4NO3熔融液進(jìn)入位于數(shù)十米高的造粒塔頂部，經(jīng)過濾裝置后進(jìn)入其安裝軸線與塔軸線相重合的旋轉(zhuǎn)著的且已經(jīng)充分預(yù)熱過的造粒噴頭，熔融液受造粒噴頭旋轉(zhuǎn)作用產(chǎn)生一個(gè)水平狀的離心力，經(jīng)造粒噴頭的空心回轉(zhuǎn)錐體母面上分布的假設(shè)干個(gè)噴孔呈圓周切線方向射出。經(jīng)噴孔射出的細(xì)流狀態(tài)的熔融液受細(xì)流在空氣中的波動特性、遇空氣的阻力以及熔液自身粘度和表面張力等原因而斷裂成一定體積的液滴，液滴在降落過程中與造粒塔內(nèi)的上升氣流進(jìn)行接觸的過程中被迅速冷卻收縮成球狀顆粒。二、高塔熔體工藝粒狀高濃度復(fù)合肥的生產(chǎn)簡介：我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，同時(shí)也是一個(gè)化肥生產(chǎn)和使用大國。當(dāng)前我國化肥工業(yè)正處于產(chǎn)品升級換代、技術(shù)不斷革新、肥料生產(chǎn)朝深層次的二次加工和農(nóng)化服務(wù)、科學(xué)施肥等方向發(fā)展的新時(shí)期。隨著國內(nèi)尿素或硝酸銨產(chǎn)成品生產(chǎn)能力的日趨擴(kuò)展以及化肥使用者對科學(xué)施肥熟悉的提升，單一養(yǎng)份的化學(xué)肥料〔尿素或硝酸銨〕直接施肥已不能適應(yīng)現(xiàn)今科學(xué)施肥的要求：比如化肥中有效元素的利用率偏低、環(huán)境污染、土壤板結(jié)以及農(nóng)作物對其他元素的日益需求等，這些不夠之處隨著多元素的復(fù)合肥料的不斷推出，勢必將縮小這類產(chǎn)品在化肥市場上的份額比例，故而將尿素或硝酸銨用于二次深加工以生產(chǎn)高濃度高氮比的高效復(fù)合肥便是國內(nèi)中小型氮肥企業(yè)勢在必行的發(fā)展趨勢。用傳統(tǒng)的生產(chǎn)單一養(yǎng)份氮素化學(xué)肥料〔尿素或硝酸銨〕的造粒塔噴淋造粒工藝加以改善后用以生產(chǎn)復(fù)合的氮-磷〔N-P〕或氮-鉀(N-K)兩元肥以及三元的氮-磷-鉀(N-P-K)復(fù)合肥技術(shù)在國外早已獲得商業(yè)成功，上海化工研究院于1996年起開始了熔體法治高濃度復(fù)合肥技術(shù)的研發(fā)工作并相繼開發(fā)成功多項(xiàng)熔體造粒工藝技術(shù)，這些技術(shù)的關(guān)鍵是制備流動性能優(yōu)良的熔體料漿和將這一熔體料漿通過專用設(shè)備制成顆粒產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)裝置。本文作者供職的企業(yè)—寶雞建光流體設(shè)備廠是國內(nèi)生產(chǎn)塔式離心噴淋造粒設(shè)備的專業(yè)制造廠，至今已為國內(nèi)近200家中小型尿素或硝酸銨生產(chǎn)廠商提供了多種型號或規(guī)格的造粒設(shè)備。1998年我們有幸應(yīng)邀參加了上海化工研究院N-P-K熔體造粒工藝項(xiàng)目的有關(guān)造粒生產(chǎn)裝置的研發(fā)工作。生產(chǎn)粒狀復(fù)合肥的方法有很多種，本文僅就在造粒塔上、采納上?；ぱ芯吭旱娜垠w法復(fù)合肥制漿工藝，生產(chǎn)顆粒狀的兩元N-P或N-K復(fù)合肥以及三元N-P-K復(fù)合肥所需的專用噴淋造粒設(shè)備作一簡單闡述。在尿素或硝銨熔融液中配入一定比例的經(jīng)過加熱的磷、鉀元素以及填料等固態(tài)的粉狀物料使其與熔融液混合，在熔融液自身的溫度及機(jī)械攪拌的作用下迅速復(fù)合成具有一定流動性的低溫共熔體，然后經(jīng)造粒噴頭噴淋造粒，復(fù)合熔融液出造粒噴孔后的成粒原理和過程與尿素的制造工藝相同。由于熔體法復(fù)合肥工藝的三元素物質(zhì)在熔融復(fù)合過程中其粘度比純硝銨或尿素熔液的粘度大數(shù)百乃至數(shù)千倍且含有相當(dāng)數(shù)量的固相懸浮顆粒，因此傳統(tǒng)噴淋造粒工藝的造粒設(shè)備根本無法維持生產(chǎn)〔噴孔很快即被堵塞〕，常規(guī)的離心式造粒噴頭用加大噴孔直徑的方法，也可以相對的延長設(shè)備的工作時(shí)間,但隨之而來的問題是增大孔眼必定增大液滴斷裂后的體積，增大液滴體積的后果是必定延長了顆粒冷卻的時(shí)間，延長顆粒冷卻的時(shí)間即等于要延長顆粒降落的路徑〔造粒塔的有效高度〕，為了確保顆粒不致于在未完全固化時(shí)就落至塔底而形成所謂的粘塔底事故，就必需增加造粒塔的直徑、高度或通風(fēng)量〔但這一方案關(guān)于肥料生產(chǎn)廠商來講肯定不是首選的方案〕。為解決高粘度的、含有一定比例的固相懸浮顆粒的熔融物料在塔式旋轉(zhuǎn)噴淋造粒工藝中既能達(dá)到對產(chǎn)量、粒徑、合格率以及顆粒強(qiáng)度、粉塵排放等指標(biāo)，又能滿足工業(yè)化生產(chǎn)對單機(jī)連續(xù)工作時(shí)間的要求，除了需要研制相應(yīng)的工藝流程和指標(biāo)外，還必需研發(fā)一種能適應(yīng)上述要求的全新結(jié)構(gòu)的造粒裝置。從1998年至今，經(jīng)過不間斷的艱難努力，經(jīng)過上?；ぱ芯吭阂约氨姸嘤脩魪S商的無私援助，借鑒國外的成功經(jīng)驗(yàn)，我們相繼開發(fā)出了幾款不同型號規(guī)格的差動造粒機(jī)。三、差動造粒機(jī)特點(diǎn)：差動造粒機(jī)有兩個(gè)工作主軸，我們把它叫做內(nèi)軸和外軸，內(nèi)軸負(fù)責(zé)驅(qū)動布料機(jī)構(gòu)〔物料分配裝置〕，外軸負(fù)責(zé)驅(qū)動造粒噴頭，二軸同心設(shè)置，通過各自的電器裝置來控制兩個(gè)傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動其各自的主軸以工藝需要的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)方向工作。為其配套的造粒噴頭的噴孔直徑較傳統(tǒng)的尿素造粒噴頭的噴孔直徑大了許多，視工藝配方的不同〔配方與熔融液的粘度有關(guān)〕差動造粒噴頭的單個(gè)噴孔開孔面積較傳統(tǒng)的尿素造粒噴頭噴孔開孔面積約大3至10倍。四、差動造粒噴頭的造粒原理：在介紹差動旋轉(zhuǎn)造粒噴頭的成粒原理前，有必要簡單介紹一下傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)造粒噴頭的成粒原理：當(dāng)熔融液進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的造粒噴頭空心回轉(zhuǎn)錐體的內(nèi)腔時(shí)，由于受旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的作用而產(chǎn)生一個(gè)與噴頭旋轉(zhuǎn)軸線垂直的離心力，從而在造粒噴頭空心錐體的內(nèi)腔形成一個(gè)其斷面近似拋物線狀的液態(tài)回轉(zhuǎn)體〔如圖一〕，該液態(tài)回轉(zhuǎn)體的液層厚度取決于造粒噴頭的轉(zhuǎn)速、進(jìn)料量及噴出量的大小等因素的變化，造粒噴頭的錐體內(nèi)壁面將承受這一液層的離心壓力，液層越厚其造粒噴頭錐體內(nèi)壁面承受的離心壓力也就越大，熔融液正是在此離心壓力下自造粒噴頭空心錐體母面放射狀開設(shè)的假設(shè)干噴孔中噴出的。我們已知：①、不管是固態(tài)、液態(tài)、還是氣態(tài)的流體，在脫離旋轉(zhuǎn)體時(shí)的運(yùn)動軌跡均是沿旋轉(zhuǎn)體端點(diǎn)呈切線方向運(yùn)動的〔如圖二〕。

②、由于熔融液在出噴孔時(shí)受到液層的離心壓力，故此時(shí)的熔融液必將是完全充滿噴孔的。③、經(jīng)噴孔射出的細(xì)流狀態(tài)的熔融液受細(xì)流的運(yùn)動速度、細(xì)流在空氣中的波動特性、遇空氣的阻力以及熔液自身的粘度和表面張力等原因而很快就斷裂成了一定體積范圍內(nèi)的液滴，液滴收縮冷卻后即成為固態(tài)的球狀顆粒。液滴的體積決定了成品顆粒的圓球直徑。④、液滴從熔融狀態(tài)到固體狀態(tài)的過程就是從造粒塔頂部向塔底降落的過程，在這一過程中液滴需要同造粒塔內(nèi)的上升空氣充分地進(jìn)行熱交換來冷卻自身。液滴的體積即顆粒的圓球直徑?jīng)Q定著其從液態(tài)冷卻到固態(tài)所必需的時(shí)間，而造粒塔的有效高度則決定著液滴降落的時(shí)間。從上述幾個(gè)已知中我們就基本可以知道了高塔噴淋造粒工藝的顆粒成粒原理，同時(shí)我們還可以總結(jié)出：在造粒塔的有效高度已確定的狀況下液滴的體積將受到限制！超出造粒塔冷卻能力的顆粒將由于其內(nèi)部仍未完全冷卻固化而將粘附在造粒塔的底部，粘附在造粒塔底部的現(xiàn)象就是化工生產(chǎn)常說的“粘塔底事故〞，這是一個(gè)必需馬上停產(chǎn)處理的事故。差動旋轉(zhuǎn)造粒噴頭成粒原理：差動旋轉(zhuǎn)造粒機(jī)有兩套〔內(nèi)軸和外軸〕各自獨(dú)立的傳動機(jī)構(gòu)，兩套傳動機(jī)構(gòu)在同一軸心上工作，視工藝需要，兩套機(jī)構(gòu)可同向異步差動旋轉(zhuǎn)，或可逆向差動旋轉(zhuǎn)，當(dāng)然也可以像傳統(tǒng)的塔式旋轉(zhuǎn)造粒機(jī)那樣同向同步旋轉(zhuǎn)。差動造粒機(jī)的內(nèi)軸負(fù)責(zé)將高粘度的帶有固相懸浮顆粒的復(fù)合熔液分配給造粒噴頭的布料機(jī)構(gòu)，外軸則負(fù)責(zé)將熔液從噴頭錐體母面上開設(shè)的噴孔內(nèi)射出。射出的熔液在降落過程中斷裂并收縮成一定直徑范圍的球型顆粒。由于熔融液的高粘度以及帶有固相懸浮顆粒的特征，極易造成造粒噴頭噴孔的堵塞，故造粒噴頭的噴孔直徑還必需盡量的加大才干比較容易通過這種高粘度的流體，同時(shí)大直徑的噴孔還不得出現(xiàn)造粒塔的高度不夠以能夠冷卻的液滴，這就要從差動造粒獨(dú)特的造粒原理來解釋了〔請參照圖三和圖四〕：由于造粒噴頭的內(nèi)部還有一個(gè)同軸的旋轉(zhuǎn)體，故差動旋轉(zhuǎn)造粒噴頭的腔體里面沒有像傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)造粒噴頭那樣的液態(tài)回轉(zhuǎn)體液層。從圖三可以看出，造粒噴頭的內(nèi)壁面主要承受的是布料機(jī)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的熔融液自布料機(jī)構(gòu)端點(diǎn)呈切線方向射出的液體沖刷力而不是傳統(tǒng)造粒噴頭那樣的液體離心壓力。①、

這一液體沖刷力一方面將由于離心力原因而聚附在造粒噴頭內(nèi)壁面孔與孔之間的物料沖散以防止由于時(shí)間關(guān)系而可能發(fā)生的化學(xué)聚合反應(yīng)〔比如尿素同磷酸一銨接觸超出工藝規(guī)按時(shí)間則會分解和生成聚磷酸鹽，其化學(xué)反應(yīng)式是:CO(NH2)2+2NH4H2PO4→(NH4)2H2P2O7+CO2+2NH3〕。另一方面布料機(jī)構(gòu)將熔液從圓周運(yùn)動的筋板端點(diǎn)切線方向射入造粒噴頭內(nèi)壁面的噴孔〔如圖三〕。

②、

由于造粒噴頭與布料機(jī)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)方向或旋轉(zhuǎn)速度上存在著差異,加之熔液的射入角度關(guān)系，故造粒噴頭的噴孔內(nèi)并不是完全充滿著熔液，也就是說，無論差動旋轉(zhuǎn)造粒噴頭的噴孔開孔直徑較傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)造粒噴頭的噴孔開孔直徑大了許多，但由于它并不是在熔液完全充滿的狀態(tài)下工作，故自噴孔拋〔準(zhǔn)確的講在這里應(yīng)該用拋〕出的液體流并不是很粗，這一特性有兩個(gè)十分重要的意義：其一是可以最大限度的減少噴孔被堵塞的可能；其二是由此斷裂的液滴的體積仍在造粒塔對液滴冷卻能力的范圍之內(nèi)，也就是說：因?yàn)橛辛瞬顒釉炝婎^的特性，就不必為熔融液的高粘度而被迫改變造粒塔的現(xiàn)有數(shù)據(jù)〔塔高、塔徑及通風(fēng)量〕?、邸?/p>

最后，因?yàn)槿廴谝簝?nèi)帶有相當(dāng)數(shù)量的固相懸浮顆粒，由于這些固相懸浮顆粒與熔融液的比重有差異加之是在一個(gè)類似旋流器原理的旋轉(zhuǎn)錐體內(nèi)運(yùn)動故而極易形成固、液相的分層離析。大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)：固相物料的分層離析沉降亦是造成噴頭無法工作的重要原因。同時(shí)由于固、液相物料的分層沉降也將影響單顆顆粒的內(nèi)在元素含量的比例！而差動旋轉(zhuǎn)造粒噴頭的布料機(jī)構(gòu)與造粒噴頭由于在旋轉(zhuǎn)方向或旋轉(zhuǎn)速度上存在著差異，這樣布料機(jī)構(gòu)就如同是一個(gè)混合漿葉攪拌裝置，固、液相物料的分層離析和沉降現(xiàn)象將被有效的遏制。有關(guān)差動造粒噴頭的原理在國外的專利文獻(xiàn)上已有公開，但國外的專利噴頭結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜。我們通過長期的艱難施行，現(xiàn)已開發(fā)出了數(shù)種款式和規(guī)格的、在結(jié)構(gòu)上有別于國外專利的、具有我們獨(dú)到特色的差動造粒裝置。目前已投入使用的差動造粒噴頭在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有兩種形式：一種是倒塔形多層不等徑水平園盤狀排列的布料結(jié)構(gòu)，第二種是如圖三、圖四所示的自圓心放射狀等分排列的片狀筋板布料結(jié)構(gòu)。施行證實(shí)：第二種布料結(jié)構(gòu)比較有用。目前已投入使用的差動造粒噴頭在進(jìn)料方式上有兩種形式，一種是中心進(jìn)料形式，第二種是如圖四所示的側(cè)進(jìn)料形式。施行證實(shí)：側(cè)進(jìn)料結(jié)構(gòu)形式比較有用。差動造粒的有用新型專利〔專利號〕以及發(fā)明專