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1、 1 19 大量元素水溶肥大量元素水溶肥项目项目可行性可行性分析分析 二 0 一五年一月 2 19 大量元素水溶肥项目大量元素水溶肥项目可行性可行性分析分析 第一章第一章 产品特性概述产品特性概述 一 大量元素水溶肥的特点大量元素水溶肥的特点 1 概述 概述 国家标准对大量元素水溶肥料的定义是 经水溶解或稀释 用于灌溉施肥 叶面施肥 无土栽 培 浸种蘸根等用途的液体或固体肥料 水溶性肥料 Water Soluble Fertilizer 英文缩写 WSF 简 称水溶肥 是一种可以完全溶于水的多元复合肥料 水溶性好 无残渣 能迅速地溶解于水中 容 易被作物吸收 吸收利用率相对较高 可以应用于喷灌
2、 滴灌等农业设施 实现水肥同施 以水带 肥 水肥一体化 达到省水省肥省工的效能 在提高肥料利用率 节约农业用水 减少生态环境污 染 改善作物品质以及减少劳动力等方面起着重要的作用 尤其是在目前水资源短缺的情况下 水 溶肥成为保证农业持续 高效发展的有效途径之一 2 性能和特点 性能和特点 水溶肥可以含有作物生长所需要的氮 磷 钾 钙 镁 硫以及微量元素等全部营养元素 添 加的微量元素主要有硼 铁 锌 铜 钼 其中以添加螯合态微量元素最优 由于根据作物生长所 需要的营养需求特点进行科学的配方 不会造成肥料的浪费 使肥料利用显著提高 水溶肥实际上 是指水溶性的复合肥或混合肥 水溶肥主要品种有通用型
3、 高氮型 高磷型 高钾型 硫磷酸铵型 磷酸二氢钾型 硝基磷酸铵型等 目前水溶肥执行 NY 1107 2010 标准 该标准规定水溶肥的水不 溶物达到 5 以下 并规定水溶肥中的有毒 有害物质和重金属含量必须符合 NY 1110 的要求 NY 1107 对该肥料的技术指标做出以下规定 表 1 大量元素水溶肥料固体产品的技术指标 中量元素型中量元素型 微量元素型微量元素型 项目项目 指标指标 项目项目 指标指标 大量元素含量 a 50 0 大量元素含量 a 50 0 中量元素含量 b 1 0 微量元素含量 b 0 2 3 0 水不溶物含量 5 0 水不溶物含量 5 0 PH 1 250 倍稀释 3
4、 0 9 0 PH 1 250 倍稀释 3 0 9 0 水分 H2O 3 0 水分 H2O 3 0 注 a 大量元素含量指总 N P2O5 K2O 之和 产品应至少包含 两种以上大量元素 单一大量元素不低于 4 0 注 b 中量元素指钙 镁元素含量之和 产品应至少包含一种以 上中量元素 含量不低于 0 1 的单一中量元素均应计入中量元素含 量中 注 a 大量元素含量指总 N P2O5 K2O 之和 产品应至少包含 两种以上大量元素 单一大量元素不低于 4 0 注 b 微量元素是指铜 铁 锰 锌 硼 钼元素含量之和 产 品应至少包含一种微量元素 含量不低于 0 05 的单一微量元素均应 计入微量
5、中 钼元素含量不高于 0 5 3 19 表 2 大量元素水溶肥料液体产品的技术指标 中量元素型中量元素型 微量元素型微量元素型 项目项目 指标指标 项目项目 指标指标 大量元素含量 a g L 500 大量元素含量 a g L 500 中量元素含量 b g L 10 微量元素含量 b g L 2 30 水不溶物含量 g L 50 水不溶物含量 g L 50 PH 1 250 倍稀释 3 0 9 0 PH 1 250 倍稀释 3 0 9 0 注 a 大量元素含量指总 N P2O5 K2O 之和 产品应至少包含 两种以上大量元素 单一大量元素不低于 40 g L 注 b 中量元素指钙 镁元素含量之
6、和 产品应至少包含一种以 上中量元素 含量不低于 1 g L的单一中量元素均应计入中量元素 含量中 注 a 大量元素含量指总 N P2O5 K2O 之和 产品应至少包含 两种以上大量元素 单一大量元素不低于 40 g L 注 b 微量元素是指铜 铁 锰 锌 硼 钼元素含量之和 产 品应至少包含一种微量元素 含量不低于 0 5 g L 的单一微量元素 均应计入微量元素含量中 钼元素含量不高于 5 g L 二 水溶性肥料的国内外发展状况二 水溶性肥料的国内外发展状况 1 水溶肥的起源及发展 水溶肥的起源及发展 国外对水溶性肥料的研究较早 1925 年 英国公布了一项直接用各种掺混的固体原料做水溶性
7、 肥料的专利 1965 年美国公布了一项片状水溶性肥料的生产专利 1988 年美国 TVA 申请了高浓度氮 硫悬浮肥的生产专利 利用硝铵 尿素的低共溶获得高含量氮 1999 年美国公布了采用挤压造粒技 术生产颗粒水溶性肥料产品的专利 在颗粒化产品中引入了溶解助剂 在国外 水溶性肥料目前已 被广泛用于蔬菜 花卉 果树及大田作物 还有园林植物景观绿化 高尔夫球场养护等 现在国外 公司的水溶性肥料产品都相当成熟 如西班牙艾德拉 Adler 德国康朴 COMPO 挪威海德鲁 Hydro 公司 智利化学矿业 SQM 美国施可得 Scotts 以色列海法 Haifa 加拿大植物产品 Plant prod
8、公司等 其中很多品牌已进入中国 2 国内发展情况 国内发展情况 我国水溶性肥料起步于 20 世界 80 年代中后期 1996 年 凯米拉公司在中国申请了 含磷酸根 和钙或镁的悬浮液肥 专利 采用加入凹凸棒粉等悬浮剂形成高浓度的悬浮液肥 1999 年新疆农垦 科学院农机推广中心申请了喷滴灌用肥及其生产方法的专利 产品 pH 值为 4 4 6 0 水溶性好 2001 年山东省农科学院土肥所申请了高浓度多元素液体肥料及其制备方法的专利 针对蔬菜 果树 产 品养分含量全 抗盐碱性强 并且成本低 2002 年中国科学院工程研究所申请了滴灌酸性液体肥料 专利 针对新疆土壤 不堵塞滴灌设施 2007 年开始
9、 中国水溶性肥料产业迅速发展 截止 2015 年初为止 全国在农业部备案登记的各类水溶性肥料产品达到 5993 个 其中大量元素水溶肥有 1222 个品种 国内涌现出许多优秀的水溶性肥料生产公司 十二五 期间是水溶性肥料快速发展和主导 市场的新阶段 随着水溶肥行业的快速发展 国内涌现了一大批水溶肥厂家 规模较大的生产厂家有陕西巨川 富万钾股份有限公司 深圳市芭田生态工程股份有限公司 上海永通化工有限公司 山东粮源生物 4 19 有机肥有限公司 武汉格林凯尔农业科技有限公司 河北萌帮水溶肥料有限公司 南京加农和信植 物保护有限公司 四川绵阳联创化工有限公司 成都市新都化工股份有限公司等 云天化国
10、际三环分公司为配套利用精制磷酸资源 延长精制磷酸产业链 进一步适应市场需求 而设计建设的可变换原料进行多种水溶性肥料生产的多功能化工装置 具有投资成本少 建设周期 短 技术成熟等优点 产品呈结晶状 具有纯度高 全溶于水等特点 该项目 2014 年 2 月 24 日正 式开工建设 仅用 20 天就完成了主体设备的安装 并于 2014 年 3 月一次通过化工投料试车 贵州芭田 20 万吨高塔全溶灌溉复合肥项目 2014 年 3 月 19 日投产 金正大临沭基地 10 万吨水 溶肥项目 2014 年二季度投产 三 生产工艺方法概述三 生产工艺方法概述 一 一 物理混配法物理混配法生产固体肥料生产固体
11、肥料 1 概述概述 将含有氮 磷 钾等养分的基础肥料如 尿素 硫酸铵 氯化铵 硝酸铵 磷酸一铵 磷酸二 氢钾 磷酸二铵 硫酸钾 氯化钾 硫酸钾镁 硫酸镁 水溶性有机物以及各种微量元素等按照相 应的配方 通过预处理机 混料机等机械设备 采用物理混合方式直接混配成水溶肥 简单的物理 混配生产方法由于技术含量低 企业缺乏核心竞争力和可持续发展能力 而且门槛过低 导致行业 无序竞争 物理混配水溶肥产品外观不好 各种化肥原料的形状 粒度 色泽等不同 导致产品的粒度颜 色不均匀 而且很容易结块 采用磷酸一铵 硫酸钾 尿素等化肥原料直接混配出的产品 由于磷 酸一铵低端产品的水不溶物就比较高 因此达不到全水溶
12、的要求 对于滴灌系统等要求很高的设施 容易造成堵管的现象 不宜作为滴灌肥 2 工艺过程工艺过程 水溶肥物理混配生产线主要由 电脑控制系统 原料破碎系统 储料系统 电子给料 系统 电脑配料系统 原料输送部分 杂物筛选系统 高效混合系统 成品输送系统 成品储存系统 成品定量包装系统 自动封口码垛系统等组成 水溶肥生产线采用了全封闭 式结构 有效的避免了粉尘造成的污染 中央控制系统采用智能系统 自动化程度高 技术成熟 二 化学合成法生产固体肥料 二 化学合成法生产固体肥料 1 概述 概述 各种含氮 磷 钾等基础原料在一定温度 酸碱度控制条件下 经过溶解 过滤 反应 蒸发 浓缩工艺过程后 再通过冷却结
13、晶分离得到全水溶的结晶产品 磷酸二氢钾生产装置也可以副产或 者专业生产全水溶肥料 5 19 化学合成水溶肥的关键技术在于合成反应过程中 在两相多元体系中单一物质的溶解 结晶条 件难以掌握 冷却结晶过程中可能出现共结晶现象 也就是产品在析出过程中可能会形成较为复杂 的复盐 直接导致产品氮磷钾的含量波动 不会按照设想的配比析出产品 化学反应合成的水溶肥相对于物理混配的产品 具有外观好 品相均匀 纯白结晶等特点 可 以真正确保 100 全水溶 速溶性和吸收率更好 产品酸碱度也更容易控制 由于在生产过程中通过 多级过滤系统 可确保除去水不溶物和其他杂质 尿素等容易吸潮结块的原料肥通过在液相中的化 学反
14、应过程 较好地解决了产品易吸潮 易结块的问题 2 工艺过程 工艺过程 一般工艺过程包括 配料 溶解反应 过滤 冷却冷冻 结晶分离 烘干 包装等步骤 三 水溶性液体肥料 三 水溶性液体肥料 1 概述 概述 水溶性液体肥料的生产过程非常简单 主要技术还是在大量元素 N P K 元素的选择问题 原 料的选择首先要满足溶解度的问题 国标要求液体肥料的水不溶物小于等于 50g L 如果选择了溶解 度小的原料 这个指标就难以控制 中量元素应选择溶解度较大的氯化钙 硝酸钙 硫酸镁等 如 果原料选择不当 会出现固相析出液相组分含量不达标的现象 2 工艺过程 工艺过程 氮元素主要选择以尿素为主要原料 溶解度大
15、磷和钾选择螯合态的磷酸氢二钾 螯合态的磷 酸氢二钾的磷钾含量高 溶解度大 这是配置清液型大量元素水溶肥料中大量元素的最佳选择 中 量元素选择氯化钙和硫酸镁 先将配方量的水加热至 40 50 搅拌 加入尿素 加热至 30 继续搅拌 加入螯合态磷酸 氢二钾搅拌至溶解 静止 12 小时 使其充分反应 根据需要加入中量元素钙或镁 搅拌使其充分溶解 或者加入适量的微量元素原料 搅拌使其 充分溶解 定容至设计容量 分装即可 四 高塔熔浆造粒固体水溶肥 四 高塔熔浆造粒固体水溶肥 由于液体大量元素水溶肥含有一半左右的水分 大量远距离运输就不太划算 限制了产品的销 售半径 简单的物理混配生产工艺简单 门槛低
16、竞争激烈 产品外观不好 各种化肥原料的形状 粒 度 色泽等不同 导致产品的粒度 颜色不均匀 而且很容易结块 采用磷酸一铵 硫酸钾 尿素 等化肥原料直接混配出的产品 由于磷酸一铵本身水不溶物就比较高 达不到全水溶的要求 对于 滴灌系统等要求很高的设施容易造成堵管的现象 不宜作为滴灌肥 6 19 利用熔融尿素和磷酸一铵 氯化钾或硫酸钾可以形成低共熔点化合物的特点 将预热后的粉状 磷酸一铵 氯化钾或硫酸钾以及中量 微量元素与熔融尿素混合 通过反应生成流动性良好的熔体 料浆 该料浆通过专用喷头喷人造粒塔后 在空气中冷却固化成颗粒 从而获得养分分布均匀 颗 粒形状良好的复合肥 该技术的关键点在于制备流动性良好的熔融料浆 混合槽温度 停留时间及 料浆液固比是工艺过程的主要参数 参数控制得好有助于降低料浆的黏度 保证其流动性 减少副 反应 降低氨损 由于该方法生产的产品外观比较均匀一致 水溶性良好 生产过程自动化 机械化程度高 易 于形成大规模生产能力 在国内已经成为大量元素水溶肥的主流生产方法 第二章第二章 生产工艺技术方案生产工艺技术方案 通过产品对市场的适应情况 原材料资源情况以及生产能力的比
