磷材浆体造粒干化多内技艺研发进展剖析

　　1颗粒物料在不同直径转筒内的偏析研究

　　喷浆造粒机转速是依据保证喷浆造粒所需*佳料幕原理而设计的，在目前通常使用的喷浆造粒机中，由于抄板的形状和布置改变不大，其*佳转数均根据下式设计：

　　Γ*佳=60ΠF r*佳gD（1）

　　式中Γ*佳DD造粒机*佳转数， r m in；F r*佳DD*佳佛朗得准数；gDD重力加速度，m s 2；DDD造粒机内径，m。

　　设计中F r*佳一般在0. 021～0. 023间选用。

　　另外，喷浆造粒机直径，主要依据造粒区的喷浆密度和面积蒸发强度确定，因此，喷浆造粒机的生产能力，在其它工艺参数相对稳定时，与其截面积成线性关系。而“三内”技术实现的前提条件是颗粒物料必须产生偏析和偏析的程度必须满足内分级的要求。这样，研究的重点就集中在F r准数与发生偏析的关系上。根据理论分析和实验研究，磷铵发生偏析的F r在0. 02～0. 33，在此范围内磷铵颗粒物料将发生径向偏析和轴向偏析，经进一步研究得知物料发生偏析的程度和偏析核（即细粒物料集中区）位置、大小与各操作工艺参数之间的内在详细关系，这就为设计不同生产规模的喷浆造粒机内分级装置提供了理论指导和可靠的设计依据，研究成果已成功地应用于3 000 mm和4 250 mm造粒机，使其生产能力均超过原设计能力50% ，其产品粒度质量均达国家标准。

　　2内分级技术与内筛分装置

　　喷浆造粒干燥机的转速根据公式（1）设计，按此式设计的转速，一般情况下大大低于内筛分所要求的转速。因此，内筛分装置所要求的筛分面积和筛分效率不能按一般圆筒筛的设计方法确定。另外，颗粒物料在公式（1）确定的转速下，同样在筛分段发生偏析情况，即形成物料层的外粗内细现象，这就使得筛分很难进行，特别对细物料筛分更是如此。再则，喷浆造粒干燥机的生产能力是与其直径的平方成正比，而内筛分的筛分面积却与造粒机的直径成正比，且两者比例系数相同。换句话说，造粒机直径扩大0. 41倍，内筛分面积扩大0. 41倍，而生产能力扩大1倍。这就形成在造粒机总长度不变的情况下，生产能力增加越大，内筛分能力越不够的情况，因此，对内筛分装置必须采用特殊的技术以适应生产的要求。目前采用的方法很多，主要有以下几种：（1）强化返料螺旋和内分级装置的内分级作用，减轻内筛分装置的负荷。通过对物料层的偏析强化和设置内分级导流装置，使发生偏析的颗粒物料按照预先设定的分析目标充分分级，并通过不同通道分别进入返料螺旋和内筛分区，要保证进入内筛分区的物料质量和数量满足内筛分装置的筛分能力和产品要求。

　　（2）改变物料在筛面上的运动状态以破坏偏析的产生。颗粒物料在筛面上产生偏析是影响筛分效率的主要原因之一，物料在筛面上的运动状态是产生偏析与否的关键。目前，在筛面上设置特殊的物料搅动装置和选择特殊规格和特殊形状的筛面是解决此问题行之有效的方法，这在实践中已得到应用，效果良好。

　　（3）强化筛分，提高筛分效率。通过选用开孔率更高、更适应生产物料的筛面，设置筛分强化装置以增加物料与筛面的相对速度和有效筛分面积，并采取有效的防堵手段减少筛面的堵塞，是目前采用的主要方法。目前已研究、设计出能调节振动频率的击振装置和清洗筛面的方法。

　　3喷浆造粒干燥技术生产硫基氮磷钾三元复合肥中“三内”技术的应用研究

　　采用硫酸D氯化钾转化法生成硫酸氢钾，进而生产无氯根硫基氮磷钾三元复合肥是近年来出现的一种三元复合肥生产新工艺。该工艺中，产品的造粒干燥工序采用喷浆造粒干燥技术。由于此类肥料的物性与磷酸一铵有较大的差异，因此，在采用“三内”

　　技术时，出现各单元能力不适应的问题。目前工业生产中主要采用以下措施：

　　（1）设置辅助分级装置以强化返料螺旋铲口和分级锥的分级作用，减少或替代内筛分装置作用由于硫基氮磷钾三元复合肥料浆粘度较磷铵料浆小，因此，干燥半成品中的细粒物料较多；又由于尿素的物性，使干燥后的半成品在热态时呈现较强的粘性，我们称为“热粘性”。进行筛分时，极易因堵塞筛孔使内筛分效率急剧降低，甚至无法进行筛分。

　　为解决此问题，除对喷咀结构和喷浆造粒进行改进以提高成粒率外，目前主要采取特殊的非筛分分级方法，即设计双螺旋组合铲口配以辅助分级装置，增加分级锥处的物料层高度、强化偏析等，使物料在进入内筛分装置前得到较充分的分级，使产品对内筛分装置依赖性减弱。此研究已在小型装置上实现。

　　（2）采用强化型内破碎机由于硫基氮磷钾三元复合肥物性的特殊性，原磷铵内破碎机不能满足破碎要求。破碎比下降，破碎机极易粘结物料而堵塞，致使破碎机生产周期缩短，严重制约了干燥机生产能力的提高。目前研究成功并应用于生产的内破碎机，其主要技术特点是将磷铵生产中所用的板锤式破碎机改为双转子板锤型反击式破碎机，同时增加板锤的线速度和改变板锤的型式，并采取辅助性预破碎和防堵清理措施。此外，改进破碎工艺流程以降低进入破碎机物料的温度。

　　现已完成该技术模型的研究，即将进入工业试验。

　　4转鼓造粒干燥技术中的封闭返料处理技术转鼓造粒干燥技术是目前大规模生产磷铵和三元复合肥常用的方法。西方技术先进国家多采用此法，我国引进大型磷铵和三元复合肥生产装置均为此法。在转鼓造粒干燥工艺中，造粒和干燥过程分别在两台不同的设备中完成，其造粒、干燥原理和工程技术均与喷浆造粒干燥技术不同。在转鼓造粒干燥技术中，采用“封闭返料处理技术”，实现了与“三内”

　　技术相似的取消外部筛分、破碎系统的设想。该技术主要为：在干燥机内设置两段偏析分级区并强化偏析作用，采用与偏析核相适应的特殊悬吊式螺旋铲口，按预定的分级目标（粒径和物料量）将粗粒物料和细粒物料分离，并按不同通道分流；分流出的粗粒物料直接进入成品内筛分装置进行筛分，得到成品。