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1、随着尿素行业的不断发展，尿素颗粒的粒径有了不同程度的变化，从以前的小颗粒尿素，发展到如今粒径较大的大颗粒尿素。由于大颗粒尿素可节约人工，并可以采用机械施肥，在发达国家因此得到了推广使用，而发展中国家也在近年来开始认识和接受了大颗粒尿素。而两者的区别也主要体现在颗粒的规格上，小颗粒尿素粒径一般为 0.82.8mm，大颗粒尿素的粒径一般为 2.88.0mm。随着国外大颗粒尿素技术的逐渐成熟，其自身优势也得到了逐步的体现，也逐步被国内消费者所接受，而由于我国小颗粒尿素技术较为成熟，两者在功效和市场方面各有千秋。1 大、小颗粒尿素优势对比大颗粒尿素与小颗粒尿素相比具有以下几点优势：1） 产品粒度分布范
2、围广颗粒大小的差异，源自于工厂中尿素生产出来后采用造粒工艺与设备的区别。2001 年中国发布的尿素产品标准（GB 24402001）中，对于粒径合格范围的规定共有 4 个，分别为：0.852.80 毫米；1.153.35 毫米；2.004.75 毫米；4.008.00 毫米。目前消费者常见的小颗粒尿素粒径约为 1.5 毫米左右，大颗粒尿素一般为 2.004.75 毫米，此外还有 7毫米以上的尿素丸。2） 产品肥效持久大颗粒尿素由于粒径较大，相对于小颗粒尿素，其比表面积较小，在土壤中，溶解速率较慢，肥效较高，但也使其起效时间较小尿素颗粒较长。不过，由于大颗粒尿素颗粒本身较重，使得其在水田中能够深
3、入较深下部土壤，挥发损失减少，肥效更加持久有效。3） 粉尘含量低、产品颗粒强度较高由于生产工艺的不同，大颗粒尿素的抗压强度较高，在同等条件下，方便运输，不易破碎和结块。而且粉尘含量较同等条件下的小颗粒尿素粉尘含量低。4） 产品中缩二脲含量较低丸粒尿素生产工艺要求尿液蒸发增浓至 99.7%，而大颗粒尿素生产工艺大多采用95%96%浓度的尿液，这样可以有效的减少过程中缩二脲的产生，使得产品对于农作物的有害成分明显减少。目前市场上大颗粒尿素作为水稻的底肥、深施具有显著的农学和经济方面的优势，可以提高氮肥利用效率。水稻田大颗粒尿素深施可以减少温室气体 N2O 的排放。大颗粒尿素的直接施用并不多，究其原
4、因主要是在于认知度问题，即人们对施肥目标的偏移和施肥方法的误导，从发展看，大颗粒尿素在作物产量、养分效率和控制农业面源污染等方面的作用也需要市场加以关注。2 工艺对比2.1小颗粒尿素造粒工艺小颗粒尿素造粒技术实际上是熔融尿素在自由落体作用下形成球状液滴，接着被逆流方向来的冷却空气冷却结晶。大颗粒尿素技术是熔融尿素喷涂在预同化颗粒的表面，多次成层，形成球形颗粒，最后冷却。很难在技术上对“大颗粒尿素”和“小颗粒尿素”进行严格的区分。目前小颗粒尿素主要依靠塔式喷淋造粒方法。其将尿液通过蒸发增浓至99.7%后送至造粒塔顶部喷头，在喷头的旋转作用下，利用离心力尿液从喷头的小孔喷出形成液滴，液滴在下落的过
5、程中，与空气逆流接触，逐步冷却结晶成粒，落至塔底后，通过刮料机送至下料斗。另外，塔式自然通风造粒仍是我国目前普遍采用的一种尿素成型方式，它具有运行成本低、维护检修简单方便等特点，但其固有的一系列因素却是造成尿素二次成型，致使产品存在空心、粘连、强度低、微粒和粉尘含量大等问题。其中，喷孔直径是直接形成尿素粒子大小的关键参数，喷孔直径大、密度小，有利于避免粒子的交叉碰撞，但过大的喷孔直径却会造成尿素粘塔等现象，且较大粒子出塔温度高，易造成尿素吸湿粉化现象。而喷孔直径小、数量多、密度大，在实际生产过程中又容易造成粒子的交叉碰撞，导致二次成型。以美国“TUTTLE”为例，其梯形圆台有 3左右的锥度，可
6、辅助喷头造粒的截面分布，但主要还是靠喷孔的斜角来完成的，生产中顺喷头运行方向的上部喷孔离心力大，与喷头运行方向相反的下部喷孔离心力小，尿素粒子由里向外分布于造粒塔内截面。因此，“TUTTLE”斜孔造粒喷头必须保证精确的斜角和方向，任一喷孔角度和方向的偏离，都将导致尿素粒子的交叉碰撞。图 1 造粒塔示意图2.2 大颗粒尿素造粒工艺流化床涂敷造粒的基本原理是将溶液、悬浮液或熔融液喷到已干燥或部分干燥颗粒的流化床床层内，在同一设备内一步完成蒸发、结晶、干燥的造粒过程。液体喷涂到床层颗粒表面后，热空气和颗粒本身显热足以使涂层物料水分迅速蒸发干燥，这样就产生了颗粒表面逐层涂敷而形成大颗粒，称为涂敷造粒机
7、理。如果热空气和颗粒本身显热不足以使涂层物料水分迅速蒸发干燥，那么颗粒间便容易形成液桥，液桥固化后，产生了多个颗粒粘结团聚的大颗粒，称为团聚造粒机理。利用流化床涂敷造粒机理生产的大颗粒尿素，颗粒密实，粒径大，缓释性强，可以大大提高氮的利用率，通过在水稻上的肥效实验表明，大颗粒尿素肥效比小颗粒尿素提高10.9%， 且谷物产品产量、品质的改善都比碳铵、普通尿素好。另外，利用流化床涂敷造粒生产尿素与用传统喷淋方法生产的尿素相比具有更大的强度和密度，适用于飞机撒洒等多种施肥方式。由于大颗粒尿素具有多种优异性能，天津大学化工学院也对流化床涂敷造粒工艺进行了研究开发，得到了粒径为6 8mm 的球形大颗粒尿
8、素。以海德鲁公司的流化床造粒技术为例。其流化床造粒机为矩形设备，由上室、下室、多孔分布板和溶液喷嘴组成，上室用挡板隔成若干部分，挡板的作用是防止尿素粒子返混；多孔分布板起到均匀分配流化空气的作用；溶液喷嘴位于多孔分布板上方，具有一定的高度，并和器壁保持一定的距离，防止尿液雾滴黏附在器壁上。95%96%的添加有甲醛的尿液经喷嘴被低压空气雾化后喷洒到流化床内形成一个倒锥形的细雾区，为避免喷嘴堵塞，雾化用的低压空气需先加热到略高于尿液结晶温度；返料的小颗粒尿素被流化空气吹起后，在流化床内剧烈搅动，形成一个沸腾区；2个区域互相交错，尿液细雾喷涂在尿素颗粒上，经冷却与干燥作用，成为一个较大的粒子。在流化
9、床搅动过程中，又产生另一个喷涂过程，使大颗粒尿素由于重力作用沉降到底部的多孔分布板上，借助于流化空气在多孔板锥形孔产生的水平推力进到下一室。根据所需粒径的要求，可在若干室内依次喷涂、依次沉降后推到下一室，直到达到要求的粒径，再从造粒机内排出。图 2 海德鲁流化床工艺3 产品质量对比项目 塔式喷淋 Hydro 流化床产品形状 球形 接近球形缩二脲含量% 0.81.0 0.81.0平均粒径 mm 1.7 2.5含水量% 0.3 0.2静态强度 N/粒 1013 3035大块 不产生 产生筛分 不要求 要求(1)小颗粒尿素较大颗粒尿素来讲形状更加规整。小颗粒尿素是球形，而大颗粒尿素不是球形，只是接近
10、球形。而对农业用途而言，尿素的形状至关重要，因为它影响着肥料的掺和、均匀施入土壤等。但实验表明相对于南方的水田，大颗粒尿素往往会发挥更好的肥效。(2)两者成品中的缩二脲含量和含水量差不多。(3)大颗粒的平均粒径较大，其粒径分步也就相对较大。如能经过细致筛分，可以用于不同的施肥环境。(4)大颗粒尿素的静态强度是小颗粒尿素的3倍。坚硬的颗粒在土壤中溶解缓慢，这非常有益于供给水稻和其他农作物养分。但从运输和储存期间机械荷载阻力的角度来说，大颗粒尿素和小颗粒尿素差不多。(5)大颗粒尿素在生产过程中会产生大块，因此大颗粒尿素装置需配备筛分和破碎装置。小颗粒尿素生产过程中不产生大块，因而不需要筛分和破碎装
11、置。4 市场及其前景分析据统计，我国 2012 年尿素总产量为 6192 万吨，2013 年为 6707 万吨，呈上涨趋势；而国内需求方面，2012 年尿素需求量为 5400 万吨， 2013 年增长至 5730 万吨。而从另外一方面，尿素产能过剩问题却日趋严重，20142015 年，尿素产能过剩预计将达到 2000 万吨。产能过剩造成尿素市场的供给远远大于实际需求。2014 年春季市场，随着国内新增产能的释放，天然气装置逐渐恢复生产，国内尿素供给量必然增多。国际小颗粒尿素市场已经连续数周走弱，需求不旺。大颗粒尿素市场也出现了触顶回落的态势。四月底，尽管小颗粒尿素市场活跃，大颗粒尿素价格所面临
12、的压力还在加大。一家阿拉伯湾生产商把对印度市场的离岸价下调至 360 美元，以和伊朗货源竞争。有 9 万吨印尼产大颗粒尿素也在 4 月 17 日举行的招标中以离岸价 360 美元成交， 这是两年内中东货源的最低价位。随着恶劣天气导致的美国市场停滞，供应商不得不争夺其他市场，价格也随之下降。上周，美国市场离岸价下滑至 350 美元，泰国价格也下滑至合中东离岸价 360365 美元。 就海南而言，海南岛内尿素施用以大颗粒为主，小颗粒做补充。价格走势方面，春节以来，海南岛内市场价格小幅波动，主流批发价位在 1900-2000 元/ 吨。 随着春季作物用肥的展开，需求放量，但受持续到货影响，价格预计以
13、小幅震荡为主。而目前尿素价格已经跌到了十年来的最低点。据生意社监测数据显示，近三个月来，国内尿素出厂价格下跌-9.91%，至 4 月 16 日，国内出厂均价为 1447.50 元/吨，然而去年 4 月同期国内主流尿素出厂报价为 2000 元/ 吨。市场研究人员预计今年尿素价格难以出现大的转机。生意社尿素分析师张明指出，目前国内农业市场处于用肥淡季，下一波需求将最早在 5 月下旬出现。尿素产业走到如今的窘境并非偶然。作为重要的农资产品，门槛不高，长久以来广受投资者追捧。企业装置规模从以前年产不到 10 万吨发展到如今单套装置超百万吨水平; 国内供销局面也从需要进口发展到产量过剩寻求出口。产业的巨
14、变无疑是值得肯定的，但是，近几年一方面新增产能不断增加;另一方面缺少退出机制管理老旧产能。不得不承认，全国多于 200 家的尿素装置年产能已超 8000 万吨，供应过剩不言而喻。虽然价格竞争以及地域限制，将尿素装置开工率控制在 80%左右，但仍使有限的内需市场难以承受。特别是今年出口受挫，这种失衡局面愈发凸显，以至于当前尿素价格持续走低，河北、山西尿素出厂价甚至不足 1400 元。综上所述，无论大颗粒尿素还是小颗粒尿素，随着尿素产业产能过剩所带来的问题已经不言而喻。而相较于小颗粒尿素，目前主要生产大颗粒尿素的公司海油富岛、赤天化、泸天化、云天化、川化、宁夏石化、湖北宜化、天脊中化、山东华鲁恒升、山西丰喜以及其他小氮肥公司等，总产能约为9911 0 4ta，加上即将建成的塔里木石化8010 4ta大颗粒尿素，国内产能约为1110 6ta。根据中国氮肥工业协会分析预测，预计到2015年大颗粒尿素产量达到18 106t a，大颗粒尿素所占比例增加到25，而大颗粒尿素需求达到23106ta，缺口达 5106t a。因此，大颗粒尿素产品在国内市场仍具有一定的发展空间。
