壓球機技術(shù)與化肥擠壓造粒 |
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復(fù)合肥料的常規(guī)造粒工藝是采用濕法，該法需先把濕的單一原料混合，然后再干燥，能耗較高。大部分的能量都用于干燥系統(tǒng)，只有一小部分用于超大顆粒的破碎和產(chǎn)品的運輸。對于濕法工藝，干燥過程非常關(guān)鍵，因為需將顆粒內(nèi)部的水份干燥出來，否則水會在貯存過程中遷移到顆粒表面，產(chǎn)生結(jié)塊。同時，多孔狀的顆粒物料在造粒過程中因重結(jié)晶而結(jié)殼，這也有礙于造粒。因此，干燥過程十分緩慢，而且操作不便。
干粉狀物料的直接擠壓造粒則避免了干燥這一昂貴的過程。因而降低了能耗和生產(chǎn)成本，干法造粒過程一般是：先在壓球機中將物料擠壓成致密的大塊，然后經(jīng)常規(guī)的破碎篩分后得到產(chǎn)品。篩分后的超大顆粒則循環(huán)回破碎機，不合格的小顆粒則回到擠壓機中。有時根據(jù)需要產(chǎn)品還經(jīng)過進一步處理，如產(chǎn)品顆粒的圓整，用農(nóng)藥包裹或用緩釋劑包裹，以改善緩釋性能。 化肥混合物的結(jié)塊性能隨著以下因素而不同，即：物料的物理化學(xué)性能、混合的方法、最終產(chǎn)品的貯存條件。因為破碎強度與單位體積的晶橋數(shù)量有關(guān)，它隨顆粒體積增大而增加。因此，粒狀肥料與粉狀肥料相比一般不易結(jié)塊，如果造粒過程是通過干法（即沒有液體粘合劑）時，更不易結(jié)塊。 擠壓成型造粒最先進的設(shè)備之一，輥軸的寬度達到1000 mm，直徑為1000 mm，有四個螺旋給料機，輥軸間的最大壓力約在6800 KN，根據(jù)設(shè)計軸承壽命和輥軸速度（6000-9000 KN），輥軸轉(zhuǎn)速約12轉(zhuǎn)/分。該設(shè)備能力約50-80 t/h的化肥原料，擠壓的波浪形大塊的厚度約為14~16 mm，當(dāng)然，較小直徑和寬度輥軸的輥壓機，帶有一個螺旋或重力給料器，及可調(diào)節(jié)的輥軸轉(zhuǎn)速及板塊厚度，其能力比較小。還有更大的設(shè)備可處理100 t/h的鉀肥，這些機器的設(shè)計原則基本相同，都有專利設(shè)計的、高強的、預(yù)制的框架，上有控制浮動輥軸的水力加壓系統(tǒng)；自調(diào)整帶并自動潤滑的輥軸軸承；雙倍輸出功率的軸承減速箱；其上有浮動的齒輪、聯(lián)軸節(jié)和墊片，以允許輥軸從框架上水平卸出，設(shè)備上還有計時系統(tǒng)，這對于成型非常重要。輥軸的中心有內(nèi)部齒輪和驅(qū)動軸頸，由高強度鑄鋼制造，壓塊設(shè)備（環(huán)或模塊）有不同的方式與軸心結(jié)合，如帶或不帶有銷的熱燒嵌或夾緊方式。壓模通過切削、軋制、磨削、電化學(xué)洗削。其它可選擇的機器性能包括輥軸和其它關(guān)鍵部分的水冷、輥軸室（如粉塵）及不同操作條件的電控系統(tǒng)。
擠壓后的物料必須破碎到一定的顆粒范圍，破碎設(shè)備的性能很重要，因為一般合格產(chǎn)品顆粒的比例往往是決定一套裝置是否成功運行的關(guān)鍵。擠壓物料的打片、磨碎和優(yōu)化，是根據(jù)粘合后的固體物料經(jīng)破碎后的要求而不同。擠壓后的大片，內(nèi)部含有不同密度和強度的區(qū)域，其特性由原料決定。有一些產(chǎn)品，如鉀肥，其大片很快就有高強度和脆性，而其它大部分化肥，如含磷肥料和有機成分的NPK復(fù)合肥，它們產(chǎn)生的大片在貯存中通過化學(xué)反應(yīng)發(fā)生硬化，因此，為得到較窄的顆粒分布范圍和較高的產(chǎn)量，必須選擇不同的打片方法和設(shè)備。 由于顆粒肥料在運輸、貯存、施用時不能產(chǎn)生過多的細粉，高強度和脆性大片在破碎時，要采用較強的沖擊力以破壞顆粒中較軟的部分，這時可采用沖擊磨。如果擠壓后的物料較軟或是塑性的，需采用其它磨機，如帶有溝絞的滾壓機、配合或交錯盤、不同形狀的螺紋。因為在打片和研磨階段，循環(huán)回路的細粉量必須最少，顆粒形狀也應(yīng)盡量呈圓形或方形，所以造粒設(shè)備的選擇和優(yōu)化對每套化肥擠壓/造粒裝置是非常重要的，為了提高產(chǎn)量，可采用二級或更高級的造粒系統(tǒng)。 在輔助設(shè)備中最重要的是篩分，因為其在很大程度上決定了產(chǎn)品的實際產(chǎn)量和質(zhì)量。篩分設(shè)備必須有精確的分離效果，使篩上不留有產(chǎn)品顆粒，并且產(chǎn)品中沒有超大顆粒和不合格的細粉。為了達到些目的，一般使用多級篩，而且?guī)в姓駝涌蚣艿暮Y則己被振動的篩所取代。大部分擠壓能量都轉(zhuǎn)化為潛熱，因此使許多肥料產(chǎn)生塑性和粘性，這些物料會粘結(jié)在篩子和運輸設(shè)備上，而且使物料的流動性變差。在裝置設(shè)計時需考慮這些特性和條件，一般在理論上完全解決這些問題幾乎是不可能的，所以只有通過試驗裝置上的測試或通過經(jīng)驗解決。這也表明對每套裝置的設(shè)計必須適應(yīng)特定的肥料配方和當(dāng)?shù)貤l件。然而，化肥擠壓造粒裝置的最大特點是許多參數(shù)都可以調(diào)整，這就可適應(yīng)很大的原料范圍。 雖然許多常規(guī)化肥裝置仍在采用濕法造粒流程生產(chǎn)類似球形的顆粒化肥，擠壓造粒流程具有許多優(yōu)勢，其中重要的有： 低能耗 無需液體粘合劑 可采用很寬顆粒分布范圍的原料 進料組成靈活 能力適用范圍廣，大型或小型裝置均適用 因此，該技術(shù)己越來越引起人們的興趣，許多國家在建設(shè)新裝置時，均在考慮干法擠壓造粒工藝。 |
