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1、兖矿集团鲁南化肥厂年产10万吨大颗粒尿素预可行性研究报告北京达立科公司2003年12月27日目 录一、概述二、生产规模及产品规格三、方案比较及技术选择四、工艺技术叙述五、原材料及动力供应六、仪表及自控说明七、土建八、公用工程九、环保及消防十、定员十一、投资估算十二、产品成本及经济效益分析附表：主要设备一览表附图：工艺流程图一、概述尿素是一种在国内外农业上广泛使用的优质氮肥。与其它氮肥相比，尿素的有效养分浓度高(含氮量为46)，具有一定的吸湿性，性能良好，长期使用对土壤无不良影响。但是目前国内外采用造粒塔生产的普通喷洒造粒尿素颗粒较小，抗破碎强度较低，在运输贮存中易破碎形成尿素粉尘，因而损耗较大
2、；另外存在粉尘的尿素在潮湿的环境中易吸湿结块影响肥效。近年来对肥效的研究发现，化学肥料施入土壤后，氮的利用率很低，碳铵中氮利用率仅20，尿素中氮利用率也只有35，虽然尿素比其它氮肥品种在性能上有优势，但迫切需要解决的问题是如何提高氮的利用率。针对上述问题，世界上各大公司和科研部门都在致力于改进尿素质量和尿素造粒工艺，以提高市场的竞争力。采用不同技术生产的大颗粒尿素，产品质量得到很大改善。尿素水分含量低，不结块，流动性好；颗粒强度高，2.5mm粒度的颗粒抗碎强度是造粒塔喷淋造粒的5倍，而且可以在28mm范围内任意决定颗粒大小；由于颗粒强度高，有利于包装贮存和运输。有资料报导使用大颗粒尿素比普通小
3、颗粒尿素的肥效高10.9%，不论用基肥或追肥，采用撒施或抛施大颗粒尿素均明显优于普通小颗粒尿素。在复配肥料（BB肥）中，由于颗粒的物理性质所致，塔式小颗粒尿素与磷、钾肥掺混时后，在运输和施肥中很容易分层。只能使用大颗粒尿素作为原料，才能满足复配肥料（BB肥）的需要。目前大颗粒尿素生产在世界上发展很快，产品越来越受到广大用户的青睐。目前北美总生产量的大颗粒尿素和普通小颗粒尿素的比例约为1：1，中东大颗粒尿素生产量不断增长，沙特、科威特等国近7年以来，全部新建装置均生产大颗粒尿素；中美和南美的巴西、委内瑞拉等国出口的尿素均为大颗粒尿素；亚洲原来主要是造粒塔喷淋造粒生产普通小颗粒尿素，现在对大颗粒尿
4、素的兴趣愈来愈浓，新建装置都在考虑生产大颗粒尿素。根据资料报导1997年全世界尿素产量约为4000万吨，其中大颗粒尿素产量约为860万吨，已占当年世界尿素总产量的21.5。由于大颗粒尿素强度高、均匀性好、尿素中无粉尘、肥效长、贮存容易、施肥方便等优点，越来越受到广大农户的欢迎。二、生产规模及产品规格1、生产规模年产：大颗粒尿素10万吨。年生产天数：300天2、大颗粒产品规格粒径(2-4mm):95(w)水含量：0.3%(w)缩二脲含量：与原装置喷淋尿素相关颗粒抗压强度：2.7kg/3mm颗粒N含量：与原装置喷淋尿素相关三、方案比较与技术选择目前世界上大颗粒尿素的制备技术方案很多，应用较为广泛的
5、造粒技术有挪威海德鲁(Hydro)公司的流化床造粒技术、Snamprogetti的转鼓造粒技术、TEC的喷流床造粒技术和Kalten-Thuring公司的流化床转鼓造粒技术。其中Hydro公司的流化床造粒技术及TEC的喷流造粒技术最具有代表性，建厂最多。近几年来国内也有几套大型的大颗粒尿素装置和几套中型的大颗粒尿素装置相继建成投产，但这些装置都采用国外技术，如某流化床造粒技术，采用较高压力的雾化空气造粒，电耗达45kWH/T尿素，而采用另一技术的某化肥厂，虽然喷射空气压力较低电耗约36kWH/T尿素，但蒸汽耗量较为多220kg/t。采用国外技术，不但要支付昂贵的专利费，而且还要进口专利设备，外
6、汇额度过大，致使经济效益下降。采用我国自行研制的大颗粒转鼓造粒技术，主要特点是能耗低，投资省，具有较强的竞争力。四、工艺技术叙述1、转鼓流化床造粒技术造粒转鼓内设有流化床，利用流化床良好的气固相接触，使包复在晶种颗粒表面的熔融尿素由于固化和冷却所放出的热量，能快速及时地在流化床中冷却移出，使尿素液滴逐层包复在晶种尿素颗粒上，在转鼓造粒机中，返料颗粒和熔融尿素从一端通入，流化空气从两端通入，另一端排出大颗粒尿素产品，转鼓两端设有排气出口。熔融尿素经喷咀喷洒在转鼓内的悬浮颗粒上，在不断的滚动、流化床造粒和冷却过程中，颗粒由内层到外层，形成均匀紧密的结构，尿素颗粒直径不断增大，直至达到要求的粒度。2
7、、转鼓冷却机这是一种全新的冷却设备，在转鼓内有一台设计独特尿素/水冷却器，从转鼓造粒器出来的大颗粒尿素进入水冷器，被冷却水冷却至50，出冷却转鼓的大颗粒尿素经筛分即得到大颗粒尿素成品。其他设备见设备一览表3、工艺流程说明由尿素造粒塔和振动筛来的小颗粒尿素，经输送机送入造粒转鼓作晶种。由尿素车间来的熔融尿液送入造粒转鼓内的尿液喷咀，尿液喷至料帘上，以使晶体长大。流化空气由流化空气鼓风机送入造粒转鼓内的流化床。开车时流化空气经流化空气加热器加热后送造粒转鼓。由造粒转鼓送出的成品尿素经输送机送入双层振动筛。在最上层筛网筛出的超大颗粒尿素可直接出厂（也可经破碎后，送造粒转鼓作晶种）。在最下层筛的底部引
8、出的小颗粒尿素也去造粒转鼓作晶种。在两层筛中间引出的颗粒尿素，进入冷却转鼓用冷却水冷却后作为成品大颗粒尿素，包装出厂。尾气经洗涤器洗涤后排入大气。洗涤后尾气中尿素粉尘含量达到环保要求。工艺流程见附图。4、设备布置大颗粒尿素装置大部设备布置在长22m，宽18m的单层厂房内，顶部为轻型钢结构屋面，设备布置紧凑合理。尾气送洗涤洗涤。（厂房面积可按贵厂实际调整）五、原材料及动力供应1、尿素系统造粒装置建成后，所需的原料、辅助材料的品种、规格、单耗和动力供应等情况见下表：序号原料名称技术要求单 耗1熔融尿素浓度98.5温度1351.01T/T2蒸汽0.4MPa20kg/T3冷却水P=0.4MPa进口温度
9、t=33出口温度t=38Cl-50ppm2.53T/T4电6kV12KWH/T380V8KWH/T六、仪表和自控说明液尿采用电磁流量计测量流量，采用隔膜式压力计测量压力。造粒转鼓、冷却转鼓、各类风机、振动筛等进出口的温度、压力和流量，以及其他参数的控制采用DCS集中控制。七、土建1、设计原则根据总图布置并结合工艺流程和土建的要求，考虑到操作的方便，整个装置按单层厂房布置。依据尿素物料的特性，厂房设计时除要满足生产和当地抗震烈度等级的要求外，尽可能做到厂房设计美观。2、土建设计范围 大颗粒尿素厂房单层厂房初步考虑22m18m；采用轻型钢结构屋面，另外考虑到停车时，有用水冲洗的可能，所以在土建设计
10、时要考虑设计不锈钢冲洗水集水槽，并考虑回流措施。八、公用工程1、电力6kV、380V/220V2、冷却水进水温度33，出水温度383、低压蒸汽主要用于开车的流化空气加热器，这一部分需要150的低压蒸汽，通过换热将流化空气加热到约120130。低压蒸汽另一用途是作为熔融尿素管道的夹套保温用，这一路低压蒸汽只要150就足够了。九、环保、安全及消防1、环保本装置没有三废产生。(1) 引风机出口含尿素粉尘的空气进入洗涤塔洗涤。 (2) 本装置的噪声一般不会超过65db；(3) 含尿素冲洗水仅在停车检修时产生，已做到回收。2、安全与消防(1) 安全本装置无有毒物质，但是，两个转鼓都有大型转动齿轮，除必须
11、安装合格的防护罩以外，装置运行时人员绝不能解除齿轮和滚轮。停车检修时必须在配电室切断电源并挂示警牌后，方能进入转鼓作业。(2) 消防本装置无易燃物，只要配备常规灭火器材即可。(3) 低压蒸汽少量使用。用于熔融尿液管道的保温和开车时流化空气的予热。十、定员由于大颗粒生产装置操作容易，每班仅需操作人员2人即可。十一、投资估算1、总投资估算为860万元人民币。其中：(1) 专利费、设计费及专利设备费，(包括流化床转鼓造粒机和转鼓冷却机)共计约410万元；(2) 其它设备费，包括鼓风机、引风机、换热器、振筛机、运输机械、仪表、电气等全部设备约210万元；(3) 土建费90万元；(4) 安装费110万元
12、；(5) 不可预见费40万元；2、投资概算不包括土地占用费。十二、产品成本及经济效益分析1、产品成本计算(增加成本)序号消耗项目单位吨大颗粒消耗单价(元)总价(元)备 注1电力消耗KWH200.48.02蒸汽消耗T/h0.0260.001.2保温用3冷却水T/h2.530.150.384人工工资0.685万元/年8人5维修费0.606大修费1.007折旧按总投资的90形成固定资产5.12折旧年限按15年8其他费用0.1如润滑油等9车间成本指每吨大颗粒比小颗粒增加的成本17.0810企业管理费0.5211工厂成本指每吨大颗粒比小颗粒增加的成本17.602、经济效益分析由产品成本计算可知，小颗粒尿
13、素加工成大颗粒尿素，每吨尿素成本增加17.60元，按每吨大颗粒尿素销售价增加55元计，年净增利润374万元。 - 11 - 主要设备一览表序号流程图上位号设 备 名 称规 格数量(台)年台设备材料量 kg图 号或标准图号备 注总数其 中备用数总重量其中包括材料重量1E01流化空气加器翅片管式换热器壳侧介质流化空气管侧介质饱和蒸汽1碳钢2J01流化空气鼓风机离心式鼓风机流量：60000m3/h压力：75009000Pa温度：3013J02空气引风机离心式引风机流号：66000Nm3/h压力：25003000Pa温度：9014L01转鼓流化床造粒机转鼓尺寸3300内有流化床，并带有滚动支撑系统及驱动系统1碳钢及不锈钢5L02冷却转鼓转鼓尺寸2000内设独特结构的冷却器，并带有滚动支撑系统及驱动系统1碳钢不锈钢6P01循环泵扬程H=50m，流量50m3/h37P02液下泵扬程30m，流量Q=5m3/h18T01进料输送机介质颗粒尿素19T02产品提升机介质颗粒尿素110T03成品输送机介质颗粒尿素111X01A.B双层振动筛介质颗粒尿素212C-01吸收塔稀尿素溶液1CS/SS13料斗介质颗粒尿素待定14溜槽介质颗粒尿素待定