通过近几年的生产实践,我们和用户一道在此方面进行了不懈的努力,在制浆装置以及操作工艺等方面进行了有效的改进,针对不同的配比积累了宝贵的操作数据和经验,同时我们在差动造粒装置方面特别是造粒喷头方面也配合用户做了相应的工作,现以20万吨产能的18米高塔为例,在小时合格品产量达标的情况下,在企业自定的出厂标准下,高氮配比的复合肥其返料率一般低于15%,平衡肥配比的复合肥其返料率一般低于20%,目前这一指标用户认为是经济合理的,完全是用户可以接受的。
为了让更多的用户能够得到提高造粒合格率的实惠,现将我们总结出的一些经验公开出来供用户们参考,如果用户和我们通过共同努力,是完全可以大幅提高自身的造粒合格率的。
产生不合格颗粒的原因:
熔体造粒的原理是:经喷孔射出的熔体细流断裂成了一定体积范围内的液滴,液滴冷却收缩后即成为固态的球状颗粒。由于每一粒固态颗粒都是由独立的液滴固化成球状的,因此液滴的体积就决定了成品颗粒的球体体积,为直观起见化肥行业内则直接用球体直径来表述,即不同液滴的体积将产生不同直径的圆球颗粒。
目前我们的高塔复合肥差动造粒喷头的开孔直径通常在Φ2.4-Φ3.0之间,在正常情况下,理论上讲从这样的喷孔中是不可能产生小于Φ1.0和大于Φ4.75毫米的颗粒的,但在生产实践中,未筛分前的颗粒中小于Φ1.0和大于Φ4.75毫米的不合格颗粒不但有而且比例还不小,在此我们将不合格颗粒产生的原因明确为:
一、小于Φ1.0毫米的不合格颗粒产生的原因是伴生液滴。
伴生液滴如同用砂轮在磨金属时火花飞溅的效果。如果喷孔被堵塞,完全堵死只影响喷量,但不完全堵死时液滴就会四处飞溅,如同用手指去堵住水龙头且并不完全堵死时细流飞溅的效果,飞溅出来的小液滴就必然会形成微小颗粒和粉尘。
产生伴生液滴即喷孔被部分堵塞的原因大致有以下几种:
一种是由于用户系统中的超出工艺要求的固体物质如粉体原料中的的固体不溶物、编织袋拆包产生的纤维及缝包绳头甚至检修后系统中残留的固体杂物等,这是产生伴生液滴的主要原因;
第二种是水垢,也就是粉体物料中的钙镁离子在高温下形成的固体附着物在喷头某些孔眼内壁上不断积蓄;
第三种是化学聚合反应,此类原因将导致喷头内的物料粘度急剧增加。
第四种是未能完成混合就进入造粒喷头的“面疙瘩”,此类现象目前随着高效混合搅拌以及高效乳化剪切的工艺装置和作用而有了明显的缓解。
第五种是造粒喷头加工不当导致孔眼毛刺未彻底清除,熔体射流在毛刺处被分流成多股微细的伴生射流。当上述的现象发生且未完全堵死该喷孔时,则会令该喷孔的形状发生变化从而形成不规则的伴生射流,这些伴生射流是小液滴形成的主要原因。
二、大于Φ4.75毫米的不合格颗粒产生的原因是液滴溶并。
液滴溶并就是多个小液滴在未固化前碰撞在了一起进而形成了一个更大的液滴。液滴溶并的主要原因大致有以下几种:
一种是由于用户造粒喷头的开孔间距的原因,仍以20万吨产能的18米高塔为例,如按照国标GB15003-2009的复合肥一级品颗粒粒径合格率的范围为Φ1.0—Φ4.75大于等于总量的90%计,其20万吨产能设计的成品为每小时28吨(含10%的不合格品),即造粒喷量为每小时28吨,在此正常产量及合格率的情况下,造粒喷头的开孔间距还是可以勉强满足液滴不产生溶并的。但目前上述的情况基本已经不存在了,原因是用户为了满足成品产能,就必须再算上企业自定的出厂标准所产生的大量的返料量,也就是原本总造粒喷量为每小时28吨,而实际的造粒喷量则为每小时甚至40余吨时才能满足每小时28吨的成品产能,这样造粒喷头的锥体母面上就要再增加至少20%的开孔,如此在喷头锥体母面不变的情况下孔与孔之间的距离就又小了许多,液滴溶并的几率相对就又增大了许多,需要特别提醒的是,20%的返料量是理想的返料量,实际上多数用户的返料量还要大许多!如此的造粒量将导致造粒喷头的开孔间距过小,此时熔体出喷孔时就极易产生射流液滴溶并。由于目前复合肥的造粒喷头尚无一个统一的设计依据,故我们只能从实践中来修正喷头的设计参数,目前行业内的共识是造粒喷头的开孔间距过小是导致射流液滴溶并的主要原因!在不断的试错纠错过程中,我们逐渐摸索出了一套能够满足复合肥高塔造粒工艺的、针对用户不同配比不同喷量的差动造粒喷头设计依据和规律。