作为主要的氮肥, 尿素按照其用途分为工业尿素和农用尿素两种。伴随尿素行业的不断发展, 尿素颗粒的粒径也发生了一定的变化, 从曾经的小颗粒尿素, 发展成如今的大颗粒尿素。因此按照粒径大小, 尿素又分为小颗粒尿素和大颗粒尿素。通常情况下, 大颗粒尿素即是指粒径在4.00mm~8.00mm或2.00~4.75mm的尿素。
大颗粒尿素其产品特性主要包含以下几个方面:首先, 产品质量佳。在含水量、含缩二脲含量、含氮量等内在质量方面大颗粒尿素与普通尿素相当, 但是大颗粒尿素在颗粒外形、均匀程度、产品颗粒大小、表面光洁圆滑程度等外在质量方面就远远优于普通尿素, 因此也就具有更强的市场竞争力。尤其是与普通尿素相比, 大颗粒尿素其抗碎强度要高2倍以上, 不易出现粉碎情况, 而且不容易发生吸潮结块情况, 能够满足长距离散装运输以及存储的要求。不仅有助于尿素包装、运输以及存储成本的降低, 而且也为商家与用户增添了便利。其次, 氮利用率高。深施大颗粒尿素能够使氮利用率提升18%~34%, 加之尿素水解速度减缓, 因此农作物将具有明显的增产增收效果。据相关研究表明, 大颗粒尿素氮损失小, 肥效持久。将6.0mm~8.0mm的大颗粒尿素用于水稻田施肥, 与施用普通尿素相比, 肥效至少能够提升10%以上, 而且稻谷产量将增产10%左右, 此外还能够使得稻谷籽粒的粗蛋白品质含量提高。
再次, 具有较高的颗粒强度, 粉尘含量低。大颗粒尿素在生产过程中由于采用了强制造粒技术, 而且将微量甲醛工艺助剂加入其中, 因此不仅在造粒过程中粉尘较少, 由于颗粒强度高, 也避免了颗粒之间相互碰撞而产生额外的粉尘。最后, 用途广泛。不同颗粒直径的大颗粒尿素能够用于各种不同的用途。比如6mm~12mm的大颗粒尿素适合用于稻谷深施底肥, 3mm~5mm的大颗粒尿素适合用于草原施肥以及飞机播撒森林, 2mm~4mm的大颗粒尿素适用于掺混肥料或用作单一肥料。
大颗粒尿素其生产原料应当选择含有中量元素的产品肥料和中量元素的矿物质, 其中矿物质原料尽量选择价廉易得的。基于生产和造粒方法的不同, 对原料的粒径也有不同的要求, 当通常情况下, 原料的粒径应≦0.4mm, 如果不满足该条件, 还需要对原料进行一定的工艺处理, 才能够符合生产要求。
大颗粒尿素生产工艺主要取决于造粒工艺, 世界上目前的大颗粒尿素生产工艺主要有流化床造粒技术 (日本东洋、荷兰海德鲁) 、滚筒造粒技术 (法国KT) 、钢带直冷造粒技术、圆盘造粒技术等 (详见表1) 。国内的四川泸天化股份有限公司、宁夏化工厂、海南富岛化工有限公司等企业已经从国外引进了几套流化床造粒技术用以生产大颗粒尿素, 工艺技术先进, 自然产品质量佳, 但是不论是技术转让费还是生产设备上的投资都相当高。这对于产量较小的中小型企业而言, 无疑是不适合的。因此对于中、小型滚筒式复合肥生产企业而言, 可以选择利用原有造粒生产工艺来生产制备大颗粒尿素。比如双滚筒流化生产制备工艺, 它就是以国内专利为基础开发出来的大颗粒生产制备技术。其突出特点是滚筒与流化床结合、新装置与老造粒塔结合、尿素熔融物与固体小颗粒结合、空冷与水冷结合, 具有投资少、流程简单、能耗低、设备效率高等诸多优点, 与其他生产制备工艺相比, 具有较强的优越性。这里主要介绍荷兰雾化流化床生产制备工艺。
将标准甲醛溶液加入尿液 (含尿素96%) 中, 然后将其送入雾化流化床造粒机中, 在雾化流化床造粒机中雾化空气会将尿液雾化成为一滴滴细小的液滴, 然后悬浮于流化床中的晶种会受到液滴的反复涂布包裹, 最终不断增大成为颗粒。颗粒尿素从造粒机中出来后, 经过初步冷却以及斗式提升机提升后, 颗粒尿素会被送入振动筛进行筛分, 将符合要求的颗粒尿素分离出来, 分离出来的这部分颗粒尿素经过最终冷却器冷却后, 就可以进行包装了。而分离出来的细小颗粒尿素以及大型颗粒尿素 (经破碎后) 会重新被送进造粒机, 再次作为造粒机晶种。生产制备过程中产生的含尿素粉尘的空气会经洗涤塔进行回收成尿液, 最终再次被送至尿素装置。
雾化流化床生产制备工艺特点主要体现在以下几个方面。
(1) 造粒机采用流化床与空气雾化相结合的技术, 生产能力强, 造粒效率质量高, 大颗粒尿素成品颗粒大、强度高、质量好。
(2) 造粒所采用的原料为96%浓度的尿液。再次加工需要一、二段蒸发浓缩, 将二段蒸发升压器省去了, 简化工艺, 减少设备投入, 节省投资的作用。
(3) 开停车时间短, 操作方便简单, 调节灵活, 具有较大的弹性, 适应性较高。
(4) 相比于其他机械造粒装置, 该造粒机返料较低。
(5) 采用该生产制备工艺, 流化床产生的粉尘量少, 而且含尘尾气还能够采用分段湿式洗涤这一方式加以吸收, 既减轻了空气污染程度, 又实现了回收利用, 节约生产成本。
导致大颗粒尿素出现结块现象主要归咎于两个方面的原因:一是外部因素, 比如外部环境湿度偏大、温度较高, 或者尿素堆放高度过高且过长;二是内部因素, 比如产品自身粉尘含量偏多、粒度不均匀、含水量偏高等。
解决大颗粒尿素结块的应急措施:一是使用好最终冷却器。最终冷却器具有相对较大的裕量, 当设备处于中等负荷运行的时候, 就无法有效确保正常尿素料位, 此时就可能导致最终冷却器内大颗粒尿素的停留时间过短, 由于没有与冷却水进行换热, 造成进入包装皮带输送机的大颗粒尿素温度严重偏高, 而温度偏高就容易导致大颗粒尿素出现结块现象。因此应使用好最终冷却器, 确保其充分发挥应有的作用, 降低大颗粒尿素的温度。二是使用轴流风机。如果出最终冷却器的大颗粒尿素在皮带运输机与包装漏斗之间的输送距离过短, 就无法得到有效的冷却, 此时可以在皮带输送机上方增添数台轴流风机, 以实现进一步应急降温的目的。三是使用木托盘。大颗粒尿素刚包装后由于还散发着余热, 因此不能立即装车, 且堆放的高度不能太高, 由于车厢内往往通风不良, 会影响大颗粒尿素的散热, 当散热不良的时候, 就很容易导致尿素在运输至目的地之前就出现了结块情况。此时各个生产企业应当结合自身实际情况, 利用木托盘来转运和存储大颗粒尿素, 由于木托盘与地面之间有一定间隙, 因此有助于尿素通风散热。此外大颗粒尿素的堆放层数也不能过多, 一般堆放8层左右最好。
根据上海证劵报的相关资讯, 受夏季用肥需求向好和海外印度等国招标市场推动, 2015年国内尿素市场价格持续上涨, 山东、河南等地报价平均上涨近2%, 再创近年新高。另外, 由于新关税政策刺激, 尿素出口延续高增长态势。海关数据显示, 前4个月尿素出口量为527.8万吨, 相比去年同期327万吨激增61%。业内预计, 尿素出口将占到行业总产量20%, 有效缓解国内产能过剩的局面。业内认为, 目前行业库存相对偏低, 在传统用肥需求旺季和出口向好的推动下, 尿素市场盈利水平将延续提升。相关厂家也表示, 尿素涨价有望持续, 合理价格应在每吨2000元左右, 相比目前还有10%以上的涨价空间。因此, 从整个尿素发展前景来看, 在市场供需格局改善的推动下, 大颗粒尿素有着较好的发展前景, 但是对于国内的大颗粒尿素生产企业而言, 也应避免为抢占市场而一哄而上情况的出现, 以免造成产品积压滞销。
摘要：本文先是介绍了大颗粒尿素的产品特性, 将大颗粒尿素的相对优势进一步体现了出来, 然后对荷兰海德鲁雾化流化床生产工艺进行了详细介绍, 并探究了大颗粒尿素防结块技术, 最后对大颗粒尿素在尿素市场的发展前景进行了分析, 指出大颗粒尿素在当前阶段的国内市场具有较好的发展前景。
关键词：大颗粒尿素,产品特性,生产制备,发展前景
[1] 崔文科.大颗粒尿素技术与工艺流程比较[J].化工技术与开发, 2012, (06) :30-32+53.
[2] 崔文科, 韩喜民, 王小宁.大颗粒尿素技术与工艺流程比较[J].河南化工, 2012, (07) :21-24.
[3] 刘传政.防止大颗粒尿素结块的方法研究[J].化学工程, 2012, (11) :74-78.
[4] 李付兴, 张坤, 袁利剑.大颗粒尿素项目的前景分析[J].炼油与化工, 2010, (01) .12-15+57.
