压球机技术与化肥挤压造粒 |
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复合肥料的常规造粒工艺是采用湿法，该法需先把湿的单一原料混合，然后再干燥，能耗较高。大部分的能量都用于干燥系统，只有一小部分用于超大颗粒的破碎和产品的运输。对于湿法工艺，干燥过程非常关键，因为需将颗粒内部的水份干燥出来，否则水会在贮存过程中迁移到颗粒表面，产生结块。同时，多孔状的颗粒物料在造粒过程中因重结晶而结壳，这也有碍于造粒。因此，干燥过程十分缓慢，而且操作不便。
干粉状物料的直接挤压造粒则避免了干燥这一昂贵的过程。因而降低了能耗和生产成本，干法造粒过程一般是：先在压球机中将物料挤压成致密的大块，然后经常规的破碎筛分后得到产品。筛分后的超大颗粒则循环回破碎机，不合格的小颗粒则回到挤压机中。有时根据需要产品还经过进一步处理，如产品颗粒的圆整，用农药包裹或用缓释剂包裹，以改善缓释性能。 化肥混合物的结块性能随着以下因素而不同，即：物料的物理化学性能、混合的方法、最终产品的贮存条件。因为破碎强度与单位体积的晶桥数量有关，它随颗粒体积增大而增加。因此，粒状肥料与粉状肥料相比一般不易结块，如果造粒过程是通过干法（即没有液体粘合剂）时，更不易结块。 挤压成型造粒最先进的设备之一，辊轴的宽度达到1000 mm，直径为1000 mm，有四个螺旋给料机，辊轴间的最大压力约在6800 KN，根据设计轴承寿命和辊轴速度（6000-9000 KN），辊轴转速约12转/分。该设备能力约50-80 t/h的化肥原料，挤压的波浪形大块的厚度约为14~16 mm，当然，较小直径和宽度辊轴的辊压机，带有一个螺旋或重力给料器，及可调节的辊轴转速及板块厚度，其能力比较小。还有更大的设备可处理100 t/h的钾肥，这些机器的设计原则基本相同，都有专利设计的、高强的、预制的框架，上有控制浮动辊轴的水力加压系统；自调整带并自动润滑的辊轴轴承；双倍输出功率的轴承减速箱；其上有浮动的齿轮、联轴节和垫片，以允许辊轴从框架上水平卸出，设备上还有计时系统，这对于成型非常重要。辊轴的中心有内部齿轮和驱动轴颈，由高强度铸钢制造，压块设备（环或模块）有不同的方式与轴心结合，如带或不带有销的热烧嵌或夹紧方式。压模通过切削、轧制、磨削、电化学洗削。其它可选择的机器性能包括辊轴和其它关键部分的水冷、辊轴室（如粉尘）及不同操作条件的电控系统。
挤压后的物料必须破碎到一定的颗粒范围，破碎设备的性能很重要，因为一般合格产品颗粒的比例往往是决定一套装置是否成功运行的关键。挤压物料的打片、磨碎和优化，是根据粘合后的固体物料经破碎后的要求而不同。挤压后的大片，内部含有不同密度和强度的区域，其特性由原料决定。有一些产品，如钾肥，其大片很快就有高强度和脆性，而其它大部分化肥，如含磷肥料和有机成分的NPK复合肥，它们产生的大片在贮存中通过化学反应发生硬化，因此，为得到较窄的颗粒分布范围和较高的产量，必须选择不同的打片方法和设备。 由于颗粒肥料在运输、贮存、施用时不能产生过多的细粉，高强度和脆性大片在破碎时，要采用较强的冲击力以破坏颗粒中较软的部分，这时可采用冲击磨。如果挤压后的物料较软或是塑性的，需采用其它磨机，如带有沟绞的滚压机、配合或交错盘、不同形状的螺纹。因为在打片和研磨阶段，循环回路的细粉量必须最少，颗粒形状也应尽量呈圆形或方形，所以造粒设备的选择和优化对每套化肥挤压/造粒装置是非常重要的，为了提高产量，可采用二级或更高级的造粒系统。 在辅助设备中最重要的是筛分，因为其在很大程度上决定了产品的实际产量和质量。筛分设备必须有精确的分离效果，使筛上不留有产品颗粒，并且产品中没有超大颗粒和不合格的细粉。为了达到些目的，一般使用多级筛，而且带有振动框架的筛则己被振动的筛所取代。大部分挤压能量都转化为潜热，因此使许多肥料产生塑性和粘性，这些物料会粘结在筛子和运输设备上，而且使物料的流动性变差。在装置设计时需考虑这些特性和条件，一般在理论上完全解决这些问题几乎是不可能的，所以只有通过试验装置上的测试或通过经验解决。这也表明对每套装置的设计必须适应特定的肥料配方和当地条件。然而，化肥挤压造粒装置的最大特点是许多参数都可以调整，这就可适应很大的原料范围。 虽然许多常规化肥装置仍在采用湿法造粒流程生产类似球形的颗粒化肥，挤压造粒流程具有许多优势，其中重要的有： 低能耗 无需液体粘合剂 可采用很宽颗粒分布范围的原料 进料组成灵活 能力适用范围广，大型或小型装置均适用 因此，该技术己越来越引起人们的兴趣，许多国家在建设新装置时，均在考虑干法挤压造粒工艺。 |
