喷浆造粒机生产有机无机复合肥工艺简介

及设备配置

1.概述

随着化工行业的迅速发展，生物化工废弃物的污染也日趋严重，特别是庞大的污水一直困扰着化工企业。目前各企业的处理方式主要是 通过生化水处理方式分离出有害物质然后达标排放，分离出的固体废弃物进行堆置、填埋、焚烧等。但是，以上方式均需要昂贵的费用，还需要占用大量的土地，破坏生态平衡，污染周围的环境和地下水体。要想有效的解决生物化工企业污水的污染问题应该变废为宝，进行无害化资、源化处理。

我国人口还在不断的增加，粮食需求将从目前的5亿吨增加到6.4-7.2亿吨。肥料一直是粮食增产的主要因素，特别是耕地面积还在不断减少的趋势下，肥料是提高粮食单位面积产量和实现粮食安全目标的重要措施之一。在短期利益的驱使下，化肥消费者往往超量使用化肥（特别是氮肥），作物吸收不了，又不易在土壤中保留随水流失，造成土壤板结农产品的品质下降。传统农家肥尽管可以改良土壤，也有一定的肥力，但是施用不方便，周期长，见效慢。有机-无机肥恰好综合了二者的优点，长期施用，即能改良土壤，又有速效功能。随着人们环保意识的增加有机-无机肥料的生产越来越受到人们的重视，我们通过调查和分析，利用生物化工产生的废液生产有机-无机复合肥，不但 能有效的消除污染，而且能产生明显的经济效益。

2.基础资料    

2.1.浓缩前水质水量资料

2.1.1.废液量                                     288 m3/d

2.1.2.硫酸根含量                                    30 g/l

2.1.3.氨氮含量                                      3-4g/l

2.1.4. 废液的                                       5-6PH

2.1.5. 废液中有机物含量                           ≤  g/l

2.1.6. 废液中固型物含量                              20%

2.2.浓缩后的废液资料

2.2.1. 有机质                                   

2.2.2. 无机

2.2.3. 波美度                                        22-24

2.2.4. 干物                                          40-44%

2.2.5. 含水                                          56-60%

2.2.6.                                               3-4 PH                                          

2.2.7. 糖分

3.造粒工艺

3.1.物理涂布粘合造粒

3.2.喷浆造粒的成粒机理

含水40%--45%的硫酸铵（生物工程生产中废水）浓缩料浆，借助于压缩空气通过喷雾使之雾化。不断喷洒在主要由返料形成的料幕上。硫酸铵颗粒不断形成和长大，同时在并流进入的热气流中蒸发除去水分。根据观察，喷浆造粒干燥过程中，颗粒的形成主要通过下述三种途径。

1.涂布成粒  雾化了的硫酸铵浓缩料浆均匀涂布在返料粒子或细颗粒的表面上，在

热的烟道气流中水分迅速汽化后又重新涂布。多次重复涂布-汽化过程之后，细颗粒逐步长大成合格的颗粒或更大的颗粒。

2.粘合颗粒  雾化了的硫酸铵料浆作为一种粘合剂，把若干个小颗粒粘结在一起成

为大颗粒。

3.自成颗粒  经喷枪雾化后的料浆小滴，如果在其飞行途中尚未碰到其他固体物之

前既已干燥，则会失去粘合能力而自成小颗粒存在。在料将水分含量低时，这种成粒作用就更强烈，形成细粉量增多。

在喷浆造粒干燥过程中，涂布成粒的产品颗粒表面光滑、机械强度高。特别是硫酸铵中的铁、钠等杂质，对成粒和颗粒质量均起良好作用。自成粒产生的细粉作为返料，是其他成粒作用的基础。因此，各种成粒作用需要保持一定的比例，才能维持生产过程的稳定和保证产品颗粒质量。

3.3..喷浆造粒干燥过程分析

（1）喷浆造粒干燥过程的质量与热量交换  喷浆造粒干燥机是把造粒和干燥合并在

一个回转筒中完成的复肥生产设备。作为干燥介质的烟道气与喷洒的料浆从回转筒的一端并流通过干燥机，二者直接接触，进行着比较快速的质量和热量交换，但交换速度在回转筒的各区段是不同的。转筒从头到尾可大致分为三个区域。喷雾-干燥区：料浆出喷嘴既迅速闪蒸，含水量急剧降低，喷舌自由扩展，同时热气温度也迅速下降。喷舌-料幕区：在此区域内，细分散的料浆微滴粘附在主要由返料形成的料幕中的细颗粒上，使颗粒长大。料幕中的颗粒与干燥介质之间进行强烈的传质和传热。再干燥区：已基本干燥的颗粒在此区域内继续干燥达到产品要求。这三个区域的干燥强度有很大差别。喷雾-干燥区的容积传热系数约1200-2000KJ/(m3-h-k)；喷舌-料幕区是2500-8000 KJ/(m3-h-k)；再干燥约区为800—1200 KJ/(m3-h-k).显然喷舌-料幕区的干燥强度是最大的，因为这个区中相际接触面最大。

作为硫酸铵料浆在喷浆造粒干燥机中的水分和温度随转筒长度的变化。可以看出，在喷雾-干燥区料浆骤然雾化，借助料将而后热气体的显热，水分极具蒸发，料浆很快即降到转筒物料层温度。从喷嘴起算，这段距离不过350mm.继后到喷舌-料幕区，从料浆水分和热气温度也很快降低，自喷嘴起的2-3m内已基本上完成了颗粒的成型和干燥。其后的一长段转筒中，物料的水分、温度及热气温度都变化不大，这里主要完成产品的最后干燥。

（2.）料幕密度与筒体最佳转速   对喷浆造粒干燥机来说，保持料幕密度合适而且

分布均匀是十分重要的。如果没有形成良好料幕，或料幕密度太小，则喷出的雾化料浆会穿过料幕，粘附在转筒壁上或挡圈上，造成结疤。如果料幕密度太大，则会阻碍喷舌伸展，使料幕中的部分粒子被遮蔽，无法与料浆接触。合适的料幕密度大约9-10kg/(m3-s).料浆分布不均还会使气体因阻力不均而分布不好，影响干燥效果。

料幕在转筒截面上的分布可以实际测定。方法是沿转筒水平径向放置多格方盒收集撒下的颗粒，用盒中颗粒料的高度表示所在位置的料幕密度。可以看出，中心部分的料幕密度较周边小。这是转筒的抄板形式及物料转动到不同位置的倾注特性决定的。

         料幕的均匀度与筒体转速的关系可以从两个参数的关联求得即料幕的均匀度ε和弗鲁特准数

式中  v——————转筒线速度

      D——————转筒直径

      g—————重力加速度

弗鲁特准数表示作用在抄板上的粒子的离心力与粒子的重力之比。料幕均匀度ε与弗鲁特准数的关系式一抛物线。与最大值对应的转速就是喷浆造粒干燥机的最佳速度。在此转速下的质、热交换进行的最充分，产品含水率最低。

（3）喷浆造粒干燥机的填充系数

填充系数又称装载系数，以干燥机内物料体积占干燥机的总容积的百分率表示。喷浆造粒的干燥机内大部分质、热交换是在喷舌-料幕区进行的，在这里需要保持较高的料幕密度，以增大参加质、热交换的表面积，因而也就要求有相应的填充系数，以满足料幕密度的要求。故在转筒的进料端和造粒区末端装有挡圈来控制填充系数。当然，料幕密度过大也会增大气流阻力，不利传热。喷浆造粒干燥机的填充系数以15%-20%较合适。

（4）加热烟道气在干燥机中的分布    由于喷浆造粒干燥机的长、径比3-4较一般转筒干燥机小，而它的传质传热主要是在转筒前部分进行的，因此要求烟道气一进入机头立即在整个转筒截面均匀分布。如果因热气分布不均而使部分粒子过湿，则它们有可能滚成大球体而影响稳定操作。烟道气进口管要有足够截面积。切向进气比中心引进好。在进料箱处安装环形烟道气分布器也是比较好的。

（5.）喷浆造粒干燥过程中的稳定性  当喷浆造粒干燥系统操作条件稳定之后，整个系统的热平衡、水平衡和粒度分布都达到相对稳定状态，其中任一平衡受到破坏，都会使操作发生混乱。实践证明，维持好物料粒度分布相对稳定是非常重要的。因为粒度分布的变化过程缓慢，容易被忽视，恢复平衡也需要较长时间。当发现合格粒度产品量减少时，实际上系统成粒率过低、返料粒度偏小的现象已存在很久了。如不及时处理，则细颗粒愈来愈多，形成恶性循环，这时不得不取出部分细颗粒作产品。为了纠正成粒率过低的现象，需要重新调整系统的水平衡和热平衡，例如可增大喷浆量或提高料将含水率，以提高颗粒涂布量或料浆的粘结成粒作用。