三、我国复合肥生产中存在的主要问题
(1)引进的大、中型料浆法磷铵、复合肥生产设备
磷酸和氨的配套问题
我国引进的大、中型料浆法磷肥、复合肥生产技术和装备,这些引进技术和装备在我国经过工程技术人员的不断消化吸收和努力,已在我国有关工厂转化为生产力,有些装置已经达到和超过设计能力,在我国的化肥生产中发挥着重要的带头作用。要是说全部这些装置目前生产能力不能充分发挥的原因很多,主要存在着与装置配套的磷酸或氨的供应问题或供矿质量没有保证,同时还存在着生产管理经验不足,资金周转困难等问题,由于这些问题的存在,造成了有些装置开工率低下。这方面有代表性的工厂如:中-阿化肥有限公司的磷酸以前主要由突尼斯进口,进口磷酸的质量、数量、价格和船期等这些因素都不同程度的影响着正常生产。不得已只好采取改变生产管理模式和立足国内磷酸和收购、兼并部分国内的MAP工厂的方法,目前中-阿化肥的第二套60万吨/年装置已经投产。再如江西贵溪化肥厂也受到氨的供应和供矿质量是否稳定的影响。
环保和污染问题
料浆法磷肥复合肥由于涉及到磷酸的加工过程,因此不可避免的存在着磷石膏、含氟废水和含氟废气、酸泥等污染问题,在工厂布局全国分散的情况下,这个问题显得更加突出。世界上西方一些发达国家由于环保问题,有些工厂已经被迫关闭。今天在我国环保法规进一步严格的情况下,工厂要花大量的资金解决上述环保问题这是目前面临的主要问题。

(2)肥料二次加工企业(固体团粒法工厂)生产中存在的主要问题
肥料二次加工企业(固体团粒法工厂)目前在我国共有近3000家,普遍存在着如下问题:
意识、认识上的问题
固体团粒法,由于具有技术适应性强,原料来源广泛易得,加工过程较为简单,投资少,生产成本低、上马快,生产灵活性大,产品的品位调整简单容易,通用性较强等特点,因此,被国内生产厂家广为采用,生产流程主要以转鼓造粒和盘式造粒流程为主。转鼓造粒流程可生产高、中、低三种规格的复合肥产品,是一种对原料体系和产品规格适应性较强的生产流程。盘式造粒流程由于造粒设备的局限性,生产的产品品位仅限中、低浓度二种规格,但是盘式造粒流程装置的投资费用比转鼓造粒流程低,盘式造粒流程在我国的南方较多。这二种流程,应该说都是比较好且实用的生产流程。
一些企业建设时为了节约投资和加快建设速度采取了能简就简的做法,"一个园盘、几把铁锹就能生产复合肥"就是这种错误认识的典型写照,生产流程、生产装备等都进行简化,生产机械及自动化控制水平很低,采用人工作业,最后的结果导致了产品质量的不合格和不稳定等问题。
也有的企业认为技术和流程较为简单,建设时找到主要设备供应厂把设备买来安装就可以生产了,但不知复合肥的生产除了生产设备这个主要因素以外,还与生产体系、生产配方、生产管理、质量检测、原料性能都有关系,根据具体的要求流程必须进行适当的调整,因此往往生产后就发现生产复合肥并不是所说的那么简单,结果造成装置的生产能力低,开工率低,生产设备不合适或不配套,产品的合格率低等问题。
上述问题的结果:主要表现为生产车间环境粉尘大,工人的劳动条件差、劳动强度大;产品的含水量偏高;抗压强度不高;产品结块严重;市场销售不好;经济效益差;甚至亏损等问题。于是就急着要对装置进行改造,浪费了很多宝贵资金和生产的黄金时间。像类似的情况我们在近年来遇到很多。
还有对复合肥产品结块的认识原因理解上的问题:我们遇到了很多的咨询单位,他们共同提到了一些大家关心的问题:生产出的复合肥(高或中或低)有结块现象,生产中已经增加了防结块处理,但是产品的结块情况仍未得到改善,因此,要了解有没有效果好的防结块剂和防结块技术。其实,在高浓度复合肥生产流程中增加防结块处理设备、添加防结块剂的做法完全正确,因为复合肥产品除了众多的优点以外,产品的溶解度大吸湿性强也一个很显著的特点。有数据显示,在30℃时,单独基础肥料的临界相对吸湿点为~80%左右,而一旦这几种基础肥料加工成了复合肥产品,同样在30℃时,复合肥产品的临界相对吸湿点为~50%左右,可见,复合肥产品比单独基础肥料的吸湿性更强。特别是尿素系(尿基NPK)和硝铵系(硝基NPK)复合肥产品。引起复合肥产品吸湿、结块的因素很多,并非在流程中增加防结块处理设备、产品中添加防结块剂就可以完全解决问题的。关系这个问题正确的做法是:除了在生产流程中增加防结块处理设备、产品中添加防结块剂以外,还和以下五个主要因素密切有关:①肥料的组成和水含量,②颗粒的大小和强度,③储存温度,④储存压力,⑤储存时间。
肥料的水含量对其在贮存中的结块影响最大。任何结块机理都与肥料中的液相含量有关(不包括结晶水在内),肥料的组成不同,它的临界相对湿度也不同,几种体系肥料最高的含水量范围:尿基、硝基NPK当N:P2O5:1时,含水量小于0.5%~1%;尿基、硝基NPK当N:P2O5?1时,含水量小于1%~1.5%;其他体系的如氯化铵-磷铵系、硫铵-磷铵系等当N:P2O5?1时,水含量小于1.5%~2%,不含N或N很少时,水含量可大于2%。
温度:产品的储存温度高,则容易发生结块,因此,产品的储存温度应低,冷却到一个较低的程度,最好是低于35~40℃,不大于50℃;
储存时间:产品储存时间长,肥料表面盐溶液重结晶-溶解的过程进行次数多,长期处于一定的压力下,肥料产生的变形就大,结块趋势明显。在加工过程中是从高温到低温的,由于温度的作用物料有溶解和结晶的过程,由于产品在加工过程中很难冷却到35℃以下,况且产品在冷却过程中的停留时间有限,物料的晶型还未完全定型,因此,要保证产品有一定的停留时间,在自由空间进行定型和冷却,这一点对硝铵系和尿素系产品很重要。因此,我们提倡复合肥产品进行最后的成品包装前应该散堆,但是对于库房环境条件有一定要求; 颗粒大小和强度的影响,相对大的颗粒且不含粉将减少粒子间的接触点,因此有减少结块的趋势。强度低则在运输和储存中变形和破碎,增加了接触点,因此,增加了肥料的结块的趋势;
储存压力:一般堆包小于20包,大则引起变形和破碎增加接触面积,使晶体交联的可能性大,增加了肥料的结块趋势,故而工厂常采用定期翻包措施以缓解结块性。
产品质量上的问题
近年来,生产厂普遍对产品质量意识有了较大的提高,重视产品内在质量和产品外观成了生产厂普遍追求的目标,有一些工厂已经通过了ISO9002质量认证。以质量求效益,并忙与国际接轨,但是,目前市场上不合格的产品还是较多,举2001年2月的检查结果,除了不法行为以次充好搅乱市场外(这是由工商部门管的事),的确存在一些生产厂产品质量的问题,这里有生产装备简单陈旧落后引起的,也有生产厂不重视产品质量引起的。主要表现:产品中规定的养份及数量不合格;以非主要养份充当主要养份;产品的含水量偏高;抗压强度不符合标准;产品结块严重等。
流程、布置的不合理问题
配料:流程中配料部分是整个生产系统最为关键的,因为直接影响到产品中养份的准确性及原料的消耗,在电子斗称、皮带称等广泛应用的今天,还有一些生产厂仍采用人工拆包计量的配料方式,结果引起产品质量的不稳定问题。
返料:应该说目前的团粒法生产厂 装置中几乎都缺少返料计量和成品计量这部分,虽然在流程中增加这部分后流程和装置投资稍大,但对生产系统稳定的运行和造粒机稳定的操作是相当重要的,日前企业生产流水线的造粒机岗位是离不开操作工人,蒸汽、水阀门的动作24小时均是人工操作,可想而知,劳动强度有多大?直接影响到整个系统的生产情况有多大?系统的不稳定和造粒水份的变化,影响到了系统返料量的平衡和成品的产量,非常容易引起干燥机的结疤现象,严重时会造成停车清窑的严重问题。因此提倡控制合适的返料比以稳定系统操作。
生产尾气和车间粉尘的除尘问题:造粒机、干燥机、冷却机、包裹机等均为负压操作,有大量的含尘尾气产生,很多生产厂采用了重力沉降收尘加湿法洗涤的处理方法,由于重力沉降分离效率低,带出较多的尘埃进入洗涤系统,引起洗涤液的量大大增多,生产中无法平衡这部分洗涤液,必须排出系统,造成肥料的大量浪费和环保问题。有的生产厂干脆环保部门不来检查时采取关闭洗涤系统、含尘尾气直接排空,因此,含尘尾气排出后引起工厂周围的作物烧死等纠纷问题和环境问题。另外,生产装置设计和建设时除了引进的部分大型装置以外,很多装置没有设置生产设备的运行除尘系统,结果导致了生产车间内散布了大量的粉尘,在操作控制没有完全实现自动化前,操作环境很差,严重影响操作工人的健康。上述二个问题应该联系起来解决,最根本的就是提倡采用干法收尘的方法,旋风除尘器是一种收尘效率较高的设备,它投资少,简单经过特殊设计的旋风除尘器具有收尘效率较高(85%以上)、不易结疤、阻力降小(80~100mmH2O)的特点。实践证明:旋风除尘器使用时只要为它创造了最合适的条件(保温、防结露等),它能胜任复合肥含尘尾气的除尘。除了旋风除尘器外,布袋式除尘器应该是解决问题的好手段,我们考察、参观、研究了国内外很多的布袋式除尘器,布袋式除尘器是国外生产企业常用的专用设备,国内引进装置大多配套该种设备,并且工作状况良好,其原理也就是针对复合肥的特性,按布袋式除尘器的工作条件和要求为其创造了最合适的工作条件(含尘尾气的加温和保温措施,选择合适型式、滤袋等)。我们认为:
布袋式除尘器在复合肥厂使用只要条件控制得当、管理跟上完全可行。解决了干法除尘的问题后,上述问题就容易解决了。
生产装备的问题:较早建设的生产装置和建设不合理的生产装置由于专用设备的问题也对正常生产引起了不小的麻烦,主要有破碎机、筛分机、电子称、热风炉和尾气除尘器。近十年来,我国的磷复肥(复合肥)技术、规模、和生产管理经验等有了较大的提高和发展的同时,生产磷复肥(复合肥)的专用设备和装备的水平有了较大的提高,磷复肥(复合肥)生产设备已经可实现全部国产化。但是,经过多年的生产实践证明:某些国产化的专用设备与国外先进国家的专用设备的差距还是很大的,例如:筛子,日本公司在35万吨/年团粒法装置上所用的筛子筛分面仅4平方米(2只),筛子的筛分强度很高,而且整个筛面布料均匀,安装尺寸较小。德国、美国等也生产出了高质量的大面积筛子。还有破碎机,日本、法国等均研制了针对不同破碎物料的专用破碎机,主要有DAP的滚锤式专用破碎机、可移动笼式破碎机等,这些专用破碎机为一些专门物料的破碎提供了最合适、最有效的生产设备。反观我国的筛子,面积小、筛分强度低、设备故障率高。国内的破碎机目前仅有链式破碎机和较原始的笼式破碎机,专用性不强,能力低,而且清理较麻烦。因而限制了国产团粒法的设计规模只能停留在15~20万吨/年的水平。最近,据了解国内有些专用设备厂已经着手研制开发生产与上述相近的筛子、破碎机及电子称等专用设备,已完成。】。我们期待着国产专用设备的研究、制造和使用水平的进一提高。
(3)尿素基复合肥生产技术和改造问题
近年来,全国尿素总产量不断提高,产品质量有了较大的提高,产品市场竞争异常激烈,尿素产品价格下降,这为团粒法复合肥工厂利用尿素作为N源加工复合肥提供了良好的锲机。尿素含氮量高、来源广、易得、价廉,但是也具有性能活跃的特点,它几乎能与复合肥生产中的任何基础原料发生反应,特别是磷肥(SSP、TSP、MAP、DAP等),反应生成一种溶解度极大的加成物并且放出结晶水,结果使生产系统中的物料在造粒机内自聚成大球或由于液相量过多成糊状,在干燥机内和其他设备生产中经常发生物料在加工设备严重的结壁现象,结果导致了装置连续生产不正常、生产能力低下的问题,同时,由于尿素的低熔点性,产品干燥时要求低温大风量,因此原来的干燥系统不能适应,产品的含水量不能降低,产品发生严重的结块等生产难题。很多想要以尿素为主要氮源加工生产复合肥料的工厂只能望而却步,我们认为在原有的装置上生产以尿素为主要氮源的复合肥料从工艺技术和工程技术上完全能够实现,前提是必须对原有的生产装置进行技术改造,使生产装置完全能适应尿素体系复合肥的生产条件(尿基复合肥)。因此,解决以尿素为主要氮源加工生产复合肥料生产装置的改造,目前成为普遍要求。上海化工研究院在国内率先从八十年代开始就从事该项技术的开发和工程化,通过国家"八五"攻关项目(尿素磷铵系复合肥生产技术)的研究和近年来的推广、生产实践,推出"二次干燥流程"解决了尿基复合肥的干燥问题,尿基复合肥产品的含水量可以方便的控制到1%以下,产品的结块性能有了较大的提高。同时,也推出了"以尿素(硝铵)浓溶液喷浆造粒的半料浆法"生产技术,结合"二次干燥技术"解决了尿基复合肥生产中生产能力低的问题,加工设备严重的结壁现象,产品的外观大大改善,已经为新建装置和原来装置的技术改造提供了切实可行的成套工艺技术和工程技术。