硫酸脲氨化法复合肥料
硫酸脲氨化法复合肥料
1.1项目名称：
10万吨/年硫酸脲复合肥项目
1.2拟建单位：
山东新沭化化肥有限公司
1.3拟建地点：
山东新沭化化肥有限公司
1.4建设内容：
在常规复混肥料生产设备基础上，新增硫酸脲配制、尿素输送设备及附属管道、阀门、自动化仪表。
1.5项目投资:该项目总投资约为：560 万元。
1.6项目建设的必要性\优势
1.6.1必要性:因现阶段我国复混肥料（复合肥料）产量供大于求，市场竞争激烈，常规生产工艺亦不能满足市场对产品高质量的要求，需引进新工艺对常规生产装置进行升级改造，硫酸脲工艺是我公司最新引进研发的复合肥制造方法，利用该工艺进行装置升级，具有投资小，生产技术先进，生产品种多样性，工艺适应性强等优点。
1.6.2项目介绍：
1.6.
2.1生产工艺简述
将尿素、硫酸按一定比例进行反应生成性质稳定的硫酸脲溶液，再将硫酸脲料浆喷到造粒机料床表面，依靠溶液高黏性与造粒机内的其它氮、磷、钾基础原料粘结成粒，加入碳酸氢铵调节物料PH值，经干燥、筛分、冷却、包裹等正常生产工序，最终形成复合肥产品。
1.6.
2.2建设必要性
目前硫酸脲复合肥工艺已被撒可富成功应用，利用该工艺可以进行普通复混肥生产装置的升级，该技术具有节能、环保效果好、投资低、产量高、运转成本低、产品肥效好、产品品种多样化、工艺适应性强等优点。
1.6.
2.3建设周期：建设周期80天，其中建设施工阶段70天，试车验收10天。
1.6.
2.4项目优点
a）可行性：该技术工艺简单，操作简易，易移植于现有普通复混肥生产装置。
b）生产成本:本技术节能、提产量，故能降低生产成本.
c）产量: 相对普通蒸汽造粒复合肥工艺，可以提高10%-30%左右的产量。
d）质量：颗粒强度：颗粒抗压强度提高50％左右；缩二脲含量：由于硫酸脲操作温度（６０℃～８０℃）低，尿素溶液不发生水解及缩合反应，无缩二脲生成；圆润度：表观好于氨酸法。e）防结块:产品性质变好（水分低、强度高），故产品防结性能大大改善.
f）节能: 本工艺利用各种反应热，溶解尿素不用蒸汽,且造粒用蒸汽也因硫酸脲具有粘性而降低，故节能效果明显。
g）造粒成粒率: 造粒机出口成粒率大大提高,达80-95%.
h）高氮肥生产: 部分尿素质变为硫酸脲,高氮肥生产时,需低温大风量,用该技术,可适度提高干燥机头部温度20度左右，增加产量.
i）系统结疤：颗粒脆性增强，破碎、筛分等相应设备结疤减缓，系统结疤减少。
2硫酸脲技术为氨酸法的升级技术
2.1硫酸脲的基本性质。硫酸脲技术最早应用于法国，1934年法国肥料专家研究了
CO(NH2)2-H2SO4-H2O三元系统相图，提出尿素和硫酸可以形成不同的加合物，可以形成低温共熔物，共熔点为10℃。
尿素与硫酸的加合为放热反应，且第一个摩尔尿素与硫酸结合时放出大量热量，导致温度剧升，而第2个摩尔的尿素溶解时放热则较少，另外，由于尿素与硫酸加合过程的放热，酸解液配制时所产生的热量可能使系统过热而发生副反应。因而要求酸解液配制温度最高不超过100℃，并在配制过程中控制合适的尿素和硫酸的比例，同时加入适量的水以降低硫脲的粘度和保持硫脲的稳定。
硫酸脲均匀喷洒在料层上作为粘结剂强化造粒，在造粒过程中发生化学反应增加物料间的溶解、吸附、分子间作用力等作用，使得物料的粘性增加，产品的致密度和强度提高，尤其是可以降低物料存储过程中的再次反应和晶型转变，使得产品的性质稳定，不容易发生粉化和结块。
2.2硫酸脲法与氨酸法比较
a）投资：无氨站、尾洗工段，投资低,胜于氨酸法。
b）运转费用低:氨酸法液氨利用率较低，硫酸脲技术无氨损，且没有尾气洗涤系统的高运转电耗。
c）环保：氨酸法造粒氨挥发量大，环境恶劣，尾气洗涤不能达标排放。
d）品种的多样性:氨酸法生产时,一些配方效果不佳,硫酸脲因具备高黏性,故产品配方多样化，有效解决了氨酸法生产高浓度、磷含量低品种时造粒效果差的弊病。
3工艺可行性
硫酸脲复合肥工艺是国内新工艺，该工艺于2002年在中阿化肥有限公司(撒可富)进行了工业化试生产及产成品田间试验，得出结论为该工艺生产复合肥系统结疤少，生产综合成本低（同
比其他脲基肥工艺），产成品颗粒圆润度高，缩二脲含量低，颗粒强度高等诸多优点，是尿素熔融工艺，氨酸法的升级。
3.1工艺简述
3.1.1磷铵、氯化钾/硫酸钾、氯化铵/硫酸铵、碳酸氢铵及填充料经皮带计量进入造粒机；硫酸、尿素分别经计量进入反应釜反应生成硫酸脲，硫酸脲喷射到造粒机固体物料层进行造粒；造粒后的物料经烘干机、冷却、筛分产出成品。
a）主要化学反应：
CO(NH2)2+H2SO4= H2SO4?CO(NH2)2
2CO(NH2)2+H2SO4= H2SO4?2CO(NH2)2
H2SO4+(NH2)2co3=(NH2)2 SO4+co2+H2O
b）工艺流程
3.1.2硫酸脲的配置
工艺水经计量后加入配置罐，硫酸经计量后自硫酸罐用泵打入配置罐，固体尿素经电子皮带秤计量后按比例加入配置罐在搅拌的作用下，加和形成硫酸脲溶液，并放出反应热。通过配置罐的内盘管调温装置（或外部换热器调温装置）手动调节温度在正常的范围内。
3.1.3硫脲工艺流程图：
3.1.4造粒
固体原材料与返料混合进入转鼓造粒机，洗涤液经计量后加入造粒机喷撒在料层上，硫酸脲溶液经计量后与压缩空气混合加压喷入造粒机料层上，通过调节蒸汽用量来控制造粒机物料的温度和湿度。
3.1.5干燥与冷却
造粒后由皮带机送入干燥机进行干燥，干燥机出料采用双冷却处理，在两级冷却中进行初筛处理。一级冷却后的物料经皮带机和提升机送入并联的二台初筛（振动筛），筛上大粒进行破碎筛分，筛下物料进入二级振动筛，小粒与破碎后的物料一起返料。以回收返料热量，降低装置的能耗。初筛后得到的近合格的粒子送入二级冷却机，经冷却后进入二级单层振动筛，进行细筛处理，以保证粒子的合格率。合格的颗粒送入包裹机进行涂层处理，然后包装出厂。
3.1.6除尘
装置除尘采用除尘室。干燥和冷却的尾气经除尘室除尘，然后经烟囱放空。
3.2主要工艺指标：
3.1造粒机内物料温度：60-75℃，造粒后物料含水量3-4%左右。
3.2干燥机进口温度110-200℃（根据配方需要，灵活掌握）。
3.3配置罐温度：100℃。
3.4干燥机排气温度：50-60℃。
3.3硫酸脲工艺特点
3.3.1提高产品质量，显著降低能耗
硫酸与尿素的反应产生了大量的反应热，利用该反应热熔融尿素可节省大量蒸汽，使洗涤液得以部分回收利用，既解决了湿法除尘系统的污水排放问题，又降低了消耗。同时，硫酸脲，磷酸一铵在造粒机与碳酸氢铵反应使造粒床层温度升高15-20度，床层温度的上升至60-70度，使造粒出口水份含量降低到3%左右，不仅降低了干燥系统负荷，提高了装置的生产能力，而且造粒的成粒率上升，颗粒外型光滑度、强度提高。
3.3.2利于产品中缩二脲含量的控制：
硫酸脲的配置过程中，反应温度可较易的控制在℃～℃的范围内，相对其他高温熔融尿素的方法，更能有效的减轻尿素间的缩合反应，使产品中缩二脲的含量更低，更加有效地保证产品的内在质量。
3.3.3硫酸脲工艺适应性相对较强。
在空气的温度及相对湿度较大的情况下，其他工艺生产尿基复合肥基本保证不了连续开车，但用本工艺进行生产，基本能实现连续开车。
3.3.4返料比优势：
硫酸脲工艺试生产过程中，返料比在2～3范围内，优于尿素溶解法返料比在4.5～6。从此方面讲，该工艺可以更好的发挥设备能力、节约能源、提高生产能力。
3.3.5水平衡较易实现：
生产过程中，洗涤系统能实现良性的循环，即洗涤液的浓度不超标，各洗涤槽能保证出入平衡，液位不上涨。可以得出系统能较易实现水平衡的结论。
3.3.6抗结块能力增强，产品的颗粒强度更高，抗结块能力增强，缓释长效作用提高。
4.5、设备及控制系统
主要设备
5、效益分析
本工艺相对于蒸汽造粒工艺成本有显著降低，但相对于氨酸法生产成本没有明显的降低，降低了造粒机出口水分含量，降低了干燥能耗；由于提前将硫酸和尿素进行充分反应生成了硫酸脲，料床上的化学反应温和，操作简单，造粒成粒率和生产控制较氨酸法均有明显改善。品种适应性更强，产品的强度、致密度提高，产品外观圆润度强，产品比氨酸法更具市场竞争力。6结论
硫酸脲工艺较其他尿基肥生产工艺而言，具有生产成本低、产品质量高、工艺适应性强等诸多优点，在产品质量、产量和操作上可控性都有明显的提高，是尿素溶液喷浆和氨酸法工艺的升级优选技术。随着我国化肥行业的发展，市场对产品质量的要求不断提高，硫酸脲氨化法尿基复合肥生产技术以其独特的工艺，优越的特性必将成为尿基复合肥发展的方向。