复合肥挤压造粒技术及工艺

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时间:2018-07-24

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1、复合肥挤压造粒技术及工艺王宇航赵玉良崔冬(中国重型机械研究院有限公司、陕西西安710032)摘要:阐述了复合肥造粒技术概况、挤压造粒原理及其影响因素,介绍了挤压机的主要性能参数及挤压造粒法的基本工艺流程,并指出了造粒技术的发展方向。关键词:复合肥;挤压造粒;挤压机;工艺流程MakinggranuletechnologyandprocessofcompoundfertilizerWANGYu-hangZHAOYu-liangCUIDongAbstract:Thispaperelaboratedthegeneralsituationofmaki

2、nggranuletechnologyofcompoundfertilizer,theprincipleofpressandmakinggranuleandtheirinfluencefactors.Italsoproposedthemaintechnologyfunctionofextruderandtheprocessflowofpressandmakinggranule.Furthermore,itpointedoutthedirectionofmakingthegranuletechnology.KeyWords:compoundf

3、ertilizer;pressandgranule;extruder;processflow1前言现代化农业是精耕细作的农业,需要施加各种复合肥。化肥生产技术在近些年发生了很大的变化,低养分的产品越来越不受欢迎,而高浓度、复合养份肥料成为市场的主流。以前,高浓度养份肥料都是细粉状的,在贮存、运输时原料会分层或结块;另外,粉状肥料施用时,相当多的肥料会被风吹走,或被雨水从植物根部冲走,肥效释放过快,造成很大的浪费。为了克服以上的不足,使粉状肥变成易于运输和使用、并具有缓释功能的颗粒肥,需要使用造粒技术。复合肥造粒技术由此应运而生并且得到了迅猛

4、的发展。传统的复合肥造粒采用湿法造粒工艺,湿法造粒工艺也称化学造粒法。自上世纪30年代以来,化学造粒经历了漫长的发展过程。从最初的向造粒器内物料喷洒水发展到喷硫酸、磷酸或氨溶液,然后再干燥处理。在干燥过程中,通过化学反应、溶解物结晶、粘合剂固化而达到造粒效果。湿法造粒工艺能耗高,大部分能量都用于干燥系统,而且有大量的腐蚀性污水排放,污染环境。与传统的湿法造粒不同,挤压造粒工艺则避免了干燥过程,因而降低了能耗和成本,并且没有污染物排放,是一种节能、环保的造粒工艺。挤压造粒是借助于机械压力而使物料(原则上不起化学反应、并经一定配比的粉料混合物)

5、团聚成型的造粒过程,亦称干法造粒。干法造粒工艺由于节能、环保,近些年得到了长足的发展。2复合肥的挤压造粒挤压造粒法在化肥行业上的应用起始于上世纪50年代对氯化钾造粒的研究,直到80年代初,复合肥的挤压造粒法才得以工业化生产并迅速推广。现在挤压造粒工艺已成为复合肥造粒技术的发展潮流。2.1挤压造粒的工作原理经过配比的混合物料被强制送入一对大小相等、转速相等、相向旋转的挤压辊辊缝之间,在强大的挤压力作用下,物料被挤压成密实的片料。此片料经破碎、筛分后即可得到所需粒度的颗粒肥料。其基本工作原理如图1所示。挤压辊一般呈水平布置,一辊固图1挤压造粒原

6、理示意图定、一辊浮动(浮动辊即加压辊,由液压缸加载),一般辊面上有规则排列的形状、大小一致的凹槽、穴孔或凸起,经过配比的粉状物料从上方均匀连续地加入两辊之间,到达加压角(α)内即进入挤压角β(β=1/2α),物料被强制喂入,一般β=10~15°。随着辊子的连续旋转,物料被挤压,当处于两辊半径连线成水平位置时,压力达到最大(Pmax),然后压力迅速降低,此时成型物料在回弹力的作用下脱离与辊面的贴合,顺利落下进入下一工序。2.2物料的成型机理挤压过程中物料的成型机理一般为:物料受到挤压后,其颗粒将进行重排,并排出颗粒间的空气,从而减小物料间的空

7、隙。其过程为:a、物料的重排;b、碎裂;c、塑性流动三个阶段。这几个阶段不一定是顺序进行的,可能穿插发生。挤压的结果:物料的压缩比接近2.5:1,气体的去除率在60%以上。2.3影响挤压效果的因素为了得到较好的挤压效果,进料的粒度应是大小不一的,其合适的范围应控制在0.1~1mm。过细的物料(<0.1mm)含空气太多,影响成品料片的密实度,而且会对挤压过程产生影响(造成挤压机振动加剧);过大的物料又需消耗更多的压碎能量。所以要很好的控制进料粒度。物料的硬度或塑性影响挤压过程所采用的压力。有些物料如氯化钾、磷酸二铵及尿素,塑性较好,挤压成粒的

8、效果较好。而硫酸钾、硫酸氨、磷矿粉的塑性差,不易挤压成粒。为了达到较好的效果,可配加适量的粘合剂。尿素、氯化钾或少量的水份均能起到粘合剂的作用。物料温度的影响。在挤压过程中,粒子

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