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1、年产5 万吨高浓度复合肥工艺设计要求1 设计任务及设计条件：1.1 目的选择年产5万吨高浓度复合肥工艺设计作为设计项目，让学生对工 艺设计进行实战训练，熟悉主要的设计过程及设计方法，提高学生的工程设计能力。1.2 规模：年产5 万吨高浓度复混肥。 产品方案：15-15-15为设计基础。1.3 生产方法原料全部破碎，混合后，计算机自动配料，采用加蒸汽滚筒造粒，滚筒干燥机，滚筒冷却机，筛分后，产品自动包装，非成品破碎后返回造粒。1.4 设计原则：原料和产品机械运送，原料采用电子秤计量，产品自动包装。自动化水平一般，运行可靠，生产灵活。1.5 原材料氮肥：尿素，含氮46%，氯化铵，含氮24%；磷肥：
2、过磷酸钙，含五氧化二磷为15%；钙镁磷肥，含五氧化二磷为15%；磷酸一铵，含氮11%，含五氧化二磷为44%钾肥：氯化钾，含氧化钾60%；硫酸钾，含氧化钾50%燃料：无烟煤水： 外部共给，至界区内；电：外部共给，至界区内； 厂内运输：叉车1.6 环保及三废治理：达到国家排放标准1.7占地面积：占地20亩，每亩15万。1.8 投资额：每亩15万，1000万。1.9 劳动定员：待确定。1.10投资核算和经济效益分析1.11 每天工作20小时，每年300天项目建议书l 项目建设目的和意义当前中国正经历两个转变，计划经济相关市场经济转变，和从农村、农业社会向城市、工业社会的转变。 中国人口众多、人均资源
3、相对不足，后备资源十分短缺，人多地少的矛盾突出。中国以不到世界10%的耕地，承载着世界22%的人口。目前，中国耕地只有18.27亿亩，人均仅有1.39亩，还不到世界人均水平的40%，更为严峻的是，中国有限的耕地资源还面临数量持续减少和质量下降两大问题。究其原因是政府保护政策不足，主要还是化肥使用不足和不当。土壤是农业的基础，肥料是作物的“粮食”-化肥是当前粮食生产增长不可缺少的重要的物质支持。大多地区还使用单一组分的尿素、合成氨等肥料，影响了土地的利用率和质量。要解决人多地少的矛盾，就必须大幅度提高农业的单位面积产量，而增加高浓度复合肥的使用量是提高农业产量的关键措施之一。因此发展高浓度复合肥
4、，尤其是系列产品：含微量元素、含农药、含激素的专用型复合肥料，含磁，含生物菌缓释绿色环保复合肥料等多品种、多等级肥料，是发展方向。为推进经济结构的战略性调整，促进产业升级，提高竞争力，国家颁布了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录（2000年修订），第十六项化工目录中专门指出要大力发展.高浓度磷复肥、钾肥及各种专用复混肥料生产和各种新型化肥的开发利用。因此发展高浓度复合肥属于国家支持发展的产业。复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。根据全国化肥试验网的测试结果：合理的氮磷钾配合，可使水稻增产40.8%，玉米增
5、产46.1%，小麦增产56.6%，棉花增产48.6%，油菜籽增产64.4%，大豆增产17.9%。因此发展高浓度复合肥势在必行。目前，复合肥的发展具有三大趋势：第一是多品种专用化。不同作物有不同的专用肥。第二是多功能药用化。将农药和化肥结合到一起，可起到多重效果。第三是高浓度长效化。这种类型肥料的应用减少了施肥用量，可提高肥料利用率，省工、省力、省时，提质增效。复合肥生产是国家鼓励发展的产业之一，其产品直接为农业生产服务，对发展农业，提高粮食和经济类作物产量有着重要的现实意义，符合国家产业政策和发展方向。目前，我国农作物生产多施用单质肥料，施肥中氮、磷、钾比例不平衡，造成土地板结，地力下降，施肥
6、水平远远低于发达国家水平。因此，新建年产5万吨复合肥生产线具有良好的市场前景。同时近年来，各种长效专用复合（混）肥，具有营养全面，配比合理、针对性强、肥效期长，利用率高，作物增长幅度大等优点。高浓度复合肥有利于节约资源，降低农业生产成本，增加农民收入。新建年产5万吨高浓度复合肥生产线项目，是一个经济环保效益显著，符合科学发展观的高附加值项目。近年来，各种长效专用复合（混）肥，具有营养全面，配比合理、针对性强、肥效期长，利用率高，作物增长幅度大等优点。有利于节约资源，降低农业生产成本，增加农民收入。本项目年产高浓度复合肥5万吨，市场前景广阔，建设规模适当，主要原材料供应充足，建设条件优越，供水、
7、供电方便，污染少、治理措施可靠，劳动力来源充足，投资合理，效益可观，项目具有一定的抗风险能力，技术经济上可行。l 市场初步预测分析1. 复合肥简介复合肥是在一种化肥中，含有氮、磷、钾三要素中两种和两种以上的肥料。含有任何两种要素的复合肥料称二元复合肥；同时含有三要素的肥料称为三元复合肥。复合肥按其总养分含量可分为高浓度（40%）、中浓度（30%）、低浓度（25%）三类。复合肥有如下优点：(1)养分含量高，主要营养元素多。复合肥的养分总量一般比较高，营养元素种类较多，一次施用复合肥，至少同时可供应作物两种以上的主要营养元素。(2)副成分少，结构均匀。例如磷酸铵不含任何无用的副成分，其阴、阳离子均
8、为作物吸收的主要营养元素。这种肥料养分分布比较均一，在造成颗粒后与粉状或结晶状的单元肥料相比，结构紧密，养分释放均匀，肥效稳而长。由于副成分少，对土壤不利影响小。(3)物理性状好。复合肥一般多制成颗粒，吸湿性小，不易结块，便于贮存和施用，特别便于机械化施肥。(4)节省贮运费用和包装材料。由于复合肥中副成分少，有效成分含量一般比单元肥料高，所以能节省包装及贮存运输费用。2. 我国复合肥市场现状近几年中国化肥消费总量在41504300万吨(折纯)，每年需进口化肥弥补不足，历年进口化肥实物总量在1300多万吨，2003年实际进口各种化肥约1137.7多万吨(实物)，其中NPK复合肥进口224.397
9、万吨(配额为298万吨)，而2003年中国出口各类化肥(实物)443.5万吨，(其中尿素217.7万吨，DAP69.7万吨，)。如按我国现行种植结构来计算，全国氮、磷、钾肥合理消费量应分别为2483.6万吨，1276.90万吨和958.6万吨，总量达到4719.10万吨(折纯)随着农业业经济的发展，国内化肥的发展方向由单质肥料逐步向复合肥料发展。据权威部门统计，目前中国复合肥使用率已接近30%，部分经济发达区域甚至更高，农民基本认识到了平衡施肥、配方施肥的重要性。但是不可否认的是，我国距发达国家70%以上的复合肥使用率差距依然很大，因此国家农业部门在大力倡导平衡施肥、配方施肥，并做出要求：到2
10、010年，中国复合肥的使用率要达到50%。这也为复合肥行业的发展提供了广阔的空间。我国NPK三元复合（混）肥发展起步较晚，20世纪80年代初开始采用团粒法生产混配肥料。初始主要采用尿素-过磷酸钙-氯化钾、尿素-钙镁磷肥-氯化钾、氯化铵-过磷酸钙-氯化钾、硫铵-过磷酸钙-氯化钾等系列生产低浓度（二元养分20%，三元养分25%）和中浓度（养分30）混配肥料。近年来，则采用尿素-磷铵-氯化钾、硝酸磷肥-氯化钾、氯化铵-磷铵-氯化钾、硝铵-磷铵-氯化钾以及硫铵-磷铵-氯化钾系列生产高浓度（养分40%）的混配肥料。据全国复混肥协作网统计，目前我国有生产许可证的复混肥企业2700多家，其中生产规模达5万t
11、/a以上约有1000家左右，估计每年的产量在1500-2000万吨实物量，以产品平均养分35%计算，纯养分产量在525-700万吨。随着中国经济的高速发展和农民收入的提高，我国化肥用量将逐年提高。复合肥有多种养分，对农作物可产生联合效应，NPK复肥的养分含量可根据农作物和土壤条件不同需要，进行科学的比例调节，因此，其肥效比施用同等量养分单一肥料的肥效要高1015%。与低浓度肥料相比，可大大节省包装、贮存、运输和施用方面的费用，越来越受农民的欢迎。由于作物品种多样性提高，施肥技术的进步，化肥复合率增加，单质肥单独施用比例下降，复合化，配方施肥成为发展方向。测算到2010年，国内的化肥施用量将达到
12、6076万吨，2007年，国内的复合肥施用量为1503万吨，复合化率为30%，按照农业部的部署，要求到2010年国内的化肥的复合化率要到50%，即三元复混肥需求量约为1700万吨(折纯)，其中三元复合肥900万吨(折纯)。如果按照此要求测算，那么未来三年内国内的复合肥需求年均增长率26.4%，如果按40%和35%的复合化率来计算，其年均增长率将达17.4%和12.3%，因而，综合考虑我们预计未来复合肥需求增长在20%左右，复合肥发展前景乐观。l 产品方案和生产规模项目建设内容及生产规模：新建年产5万吨高浓度复合肥生产线，氮、磷、钾比例为15:15:15.产品主要面向当地及全周边省市市场。原材料
13、为：氮肥：尿素，含氮46%，氯化铵，含氮24%；磷肥：过磷酸钙，含五氧化二磷为15%；钙镁磷肥，含五氧化二磷为15%；磷酸一铵，含氮11%，含五氧化二磷为44%钾肥：氯化钾，含氧化钾60%；硫酸钾，含氧化钾50%本项目所产复合肥执行GB15063-2001规定的高浓度复合肥标准，技术要求见表1。表1 高浓度复合肥产品技术要求（GB15063-2001）项 目指 标外观粒状条状或片状，无机械杂质总养分（N+P2O5+K2O）40%水溶性磷占有效磷比例70%水分（H2O）2.0%粒度范围(1.00-4.75mm或3.35-5.60mm)90%氯离子3.0%l 工艺技术初步方案纵观全国复合肥市场，市
14、场较容易接受的复合肥品种有喷浆造粒硫基复合肥、尿基高氮复合肥、高塔复合肥和控释复合肥。尿基复合肥是用尿素为氮源和氯化铵、氯化钾、硫酸钾、重钙、磷铵等基础肥料作为原料进行二次加工制取的高浓度氮磷钾多元复合肥，常用的生产方法有挤压法、团粒法、料浆法和熔体法等。其中常规团粒法和料浆法最为常用，而采用作为一种复合肥生产新工艺的熔体塔式造粒法生产尿基复合肥具有其它生产方法无可比拟的优势，正在成为目前国内复合肥生产领域中的一项热门技术。与团粒法、料浆法等其它的几种尿基复合肥的生产方法相比，熔体造粒法在各方面的优势仍是十分明显，其生产的尿基复合肥能达到较高的均匀粒度和均衡养分，这是采用其它生产方法很难实现的
15、。作为一种复合肥的生产新工艺，对于提高国内的复合肥生产的整体技术水平起到了积极的促进作用。但由于该方法一次性投入资金较大，因此目前在国内推广应用还有一定的难度。采用的生产方案：原料全部破碎，混合后，计算机自动配料，采用加蒸汽滚筒造粒，滚筒干燥机，滚筒冷却机，筛分后，产品自动包装，非成品破碎后返回造粒。设计原则：原料和产品机械运送，原料采用电子秤计量，产品自动包装。自动化水平一般，运行可靠，生产灵活。1.工艺简述(1)磷钾肥及填充料等原料分别送入生产线各自道口, 由计算机控制配料秤进行自动配料。(2)固体原料经破碎后送入原料料斗, 经计算机控制配料秤按配比投入溶解槽。溶解槽由数控系统控制加入一定比例的水和用内部的蒸汽盘管进行加热, 温度控制在95110 , 尿浆浓度为85%95% (质量分数, 下同)。(3)配料岗位投入的原料和系统返料一起进入造粒机, 返料比为13, 在数控系统控制下喷入设定量的尿浆, 同时喷入一定量的蒸汽补充水分和热量, 使物料达到合适的液固比, 在转鼓造粒机的转动下团聚成粒, 然后由陈化皮带送至干燥岗位。此造粒工艺利用了尿浆的液相、低水分、高粘性特点使物料成粒, 造粒机出口物料水分由6% 降到4% , 大大降低了干燥负荷。复合肥在造粒过程中是通过设置在造粒机内的数个喷头将尿浆均匀喷涂在固体物料表面, 随着物料的转动团聚成粒。因物料颗粒是随着喷浆涂布不
