王海川,杨荣鑫,杨振军
(中国-阿拉伯化肥有限公司 河北秦皇岛 066003)
复合肥生产的质量管控主要包括产品单养分、总养分、水溶磷、颜色、颗粒抗压碎强度、圆润度、溶解速率、残渣、氯离子、粒度、水分和防结块性能等方面。在复合肥生产中,有时会出现由于产品质量某一方面不符合国家标准要求而被当成废料的情况,这无疑消耗了大量的人力、物力和财力,而如果质量管控得当,则可避免此类情况的发生。中国-阿拉伯化肥有限公司(以下简称中阿公司)内部一直采用比国家标准更严格的质量管控体系(企业标准),文中所探讨的质量某方面不合格暂以企业标准为依据。
生产高氮肥(如硝基22- 8- 10MOP)时容易出现单养分氮含量不符合企业标准的情况,其原因是在生产过程中容易出现洗涤系统洗涤液pH偏高(>5.0)的现象,造成系统氨利用率降低。因此,在高氮肥的质量管控中,为避免出现单养分氮含量不合格的情况,需从3个方面进行管控:①应使用高氮含量的硝铵磷(含氮质量分数>32%);②每隔8 h测定硝态氮含量,以检验硝铵磷的投料量是否充足;③生产前期策划时,设定养分目标值时可适当降低氮养分含量而适当提高P2O5含量,以提高氨的利用率,如中阿公司一般将硝基22- 8- 10MOP的养分目标值设定为21.0- 9.0- 10.0。
高钾肥(如硝基SOP16- 8- 20)和氮钾肥(如尿基SOP 20- 0- 24)容易出现单养分K2O含量不合格的情况,其主要原因是高钾肥和氮钾肥造粒比较困难,如果造粒效果不好,虽然投入的硫酸钾和氯化钾量足够,但大量的钾会继续滞留在系统中。因此在高钾肥的质量管控中,应注意稳定造粒工况,要求系统有足够高的温度,尤其是生产初期必须将系统温度升至足够高时才能投料生产,一般高钾肥生产过程中干燥机出口物料温度需达到85 ℃以上[1]。
总养分高的复合肥(如硝基17- 17- 17SOP)容易出现总养分含量不合格的情况,主要从3个方面进行管控:①由于总养分含量高,填充料添加量很少,这要求所需的原料品质要好,否则会带入更多的填充料。②由于填充料添加量少,硫酸的投入量就很少,而硫酸与氨的反应是系统反应热的主要提供者,故需加热系统提供足够的热量。一般生产硝基高养分复合肥时造粒机出口物料温度在85 ℃以上,干燥机出口物料温度在90 ℃以上;生产尿基高养分复合肥时造粒机出口物料温度在70 ℃以上,干燥机出口物料温度在80 ℃以上。③生产过程中避免加入低养分含量的废料。
同一批次产品的颜色须均匀一致,为达到此目的可采取的措施:①生产过程中减少对产品颜色影响大的原料(如海泡石、镁粉等)的调节;若此类原料转产后不再需要,则须提前停止供料。②若同一原料的不同批次颜色差异较大,则应分开存放,同一批次产品应尽量保证采用同一颜色的原料。③同一批次复合肥产品在生产中出现某一原料更换(如固体原料磷酸一铵和液体原料磷酸的更换)时,应随时关注产品颜色,若产品颜色发生较大变化,则出料应送至废料库,待产品颜色不再变化时再向成品库出料。
复合肥抗压碎强度要达到企业标准应从3个方面加以控制:①在满足系统水平衡和热平衡的条件下,造粒过程中洗涤液的加入量不能多,一般为4~8 m3/h,且要善于用蒸汽进行造粒;②造粒尾气风机变频应适当提高(大于80%额定负荷),及时将造粒机物料的水分抽出,以提高颗粒强度;③加强水分的控制。
造粒不好、系统返料量太少、破碎机破碎效果和筛网运行状况不理想等均会导致产品的圆润度不好,故产品圆润度的管控主要从以上4个方面进行控制。稳定造粒工况、系统返料量控制在120 t/h以及破碎机、筛网等设备保持良好的运行状态,均可改善产品的圆润度。
复合肥产品在生产过程中加入过多的溶解速率较低的填充料,容易出现溶解速率不合格的情况。此种情况下应减少溶解速率低的原料的加入量,并增加产品溶解速率的检查频次。
滴灌肥和水溶肥有时会出现产品残渣量不合格的情况,此时应增加残渣量低的原料而减少残渣量高的原料。如P2O5的提供者主要有磷酸、磷酸一铵(总养分质量分数55%、60%和72%),经测定,残渣量由高到低依次为55%磷酸一铵>60%磷酸一铵>一般磷酸>72%磷酸一铵,故可通过增加72%磷酸一铵的用量来减少产品残渣量。
为降低成本,硫型肥(如硝基SOP15- 15- 15)的配方中会加入一定量的KCl,但KCl加入量大时容易出现氯离子含量超标的情况。氯离子管控的要点:①在调整K2SO4和KCl的量时,应核算氯离子含量是否超标;②K2SO4和KCl皮带秤应在停车和发现不准时及时校正;③中控岗位和上料司机加强沟通,避免出现上错料的情况。
粒度管控的要点:①每次停车检修时必须检查筛分机,发现有问题及时维修;②稳定造粒工况,保证造粒机出口物料粒度不能过小;③如果连续2个样品粒度不符合企业标准要求,则要求系统打全返料并用蒸汽吹扫精筛,依然不合格则停车采用蒸汽吹扫预筛[2]。
水分管控要点:①洗涤液加入量应适宜,不同品级复合肥的洗涤液加入量不同,应考虑热平衡和水平衡。②提高系统温度以保证产品水含量符合国家标准的要求,中阿公司企业标准规定产品含水质量分数<1.0%,一般生产硝基复合肥干燥尾气温度应大于95 ℃,造粒机出口物料温度应大于90 ℃;生产尿基复合肥时,干燥尾气温度应大于80 ℃,造粒机出口物料温度应大于70 ℃[3]。
为保证复合肥产品有良好的防结块性能,除了对上述几个指标的管控外,关键在于使用良好的防结块剂,尤其是高氮肥(如硝基22- 8- 10SOP)必须选用合适的防结块剂。中阿公司采用独特的防结块剂配方(包裹油+包裹粉),确保提高产品的防结块性能。
质量管控的关键在于生产前期产品配方的制定和生产过程中工艺控制指标的严格执行,只要对上述质量指标加以管控,就能使产品质量得到改善,从而生产出令用户满意的复合肥产品。