ドライロールぞうりゅうプロセス肥料分野で塩化カリウムの造粒に最も早く応用され、塩化カリウムの物理化学的性質の特殊性から、肥料(BBP)の配合に必要な顆粒状(1-4mm)塩化カリウムは基本的にロールプレス法で生産する。近年、ロールプレス造粒による複合肥料の生産は急速に発展した。
ロールプレス造粒の仕組みは、
乾物は高圧作用の下で緻密で硬いものに凝集するプレート、ロールと呼ぶ圧力過程プレートさらに破砕され、整粒され、篩分けされて粒子となることを造粒過程と呼ぶ。ロールプレスの役割は、粒子間の空気を押し出すことであり、また、ファンデルワールス力、吸着力、結晶橋、インライン接続などの吸引力を発生するために粒子の間隔を十分に近くすることである。ロールプレス造粒された粒子は主に分子間の力で形成された粒子強度である。
このプロセスは作成時間が短く、操作が簡単で、製品の品種交換が便利で、投資が低く、効果が速い。特に基礎肥料の二次加工として、測土施肥を配合し、農地コストを低減し、農業効果を高めたことが広く歓迎されている。
技術特徴:
1、接着剤不要
国内でよく使われる復混肥の生産方法は蒸気/スラリー造粒である。水蒸気は物質の分子間で凝結し、結晶化した後、造粒過程で接着剤の役割を果たす。しかし、乾燥中には粒子の内部と表面の水を追い出さなければならない。そうしないと、化学肥料は貯蔵中に固まりやすい。乾式造粒には追加の添加剤は必要なく、材料自体の分子間結合力を利用するだけで、プロセスを簡略化し、エネルギー消費を低減することができる。
2、原料の出所は多様である
ロール造粒による複合混肥の生産には原料ルートが広く、現在すでに押出造粒に成功しているものは20種類以上ある:窒素肥料中のニトロアンモニウム、尿素、塩化アンモニウム、りゅうさんアンモニウムなどがあり、リン肥料にはリンアンモニウム、カルシウム、重カルシウム、リン鉱粉などがあり、カリウム肥料には塩化カリウム、硫酸カリウムなどがあり、ホウ素、鉄、銅、亜鉛、マンガンなどの微量元素を添加することができる。
また、ローラ圧造粒プロセスを採用することで、極めて短時間で製品処方の交換を柔軟に実現することができ、1セットの装置で30種類以上の処方の製品を生産することができる。
混合肥料において、ある成分の性質は、混合物の押出にプラスまたはマイナスの影響を与える可能性があります。例えば、尿素の融点が低く、過リン酸カルシウムは押出時に柔らかくなりやすい。この2つの成分は含有量が低い場合、接着剤を作ることができるの双曲線コサインを返します。しかし、化学肥料配合物中のこの2つの成分の含有量が大きいと、プレートが柔らかくなります。その際に必要なのは押し出し、つくるりゅうたいの連続操作中、プレート輸送帯や老朽化倉庫には30分の硬化時間で、プレートを硬くして脆くする。
化学肥料組成物の硬度は押出に必要なエネルギー消費量を決定し、混合肥料の平均硬度は処方によって決定される。例えば:非常に小さい硬度の大きい成分は、非常に大きい硬度の小さい成分を添加する場合、硬度の高い成分はエネルギー消費に与える影響が小さい。逆に、混合物中の硬度の高い成分の100%含有量が大きい場合(例えば、水マグネシウムバナジウム、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム)、プレートを生産する際に必要な押圧力が大きく、消費電力も大きい。
もう一つの重要な特性パラメータは成分の耐摩耗指数であり、耐摩耗と押圧力はロール軸表面を摩耗させる主要な要素であり、摩耗表面の寿命を保証するために、非常に耐摩耗性の化学肥料原料(トーマス鋼スラグ)のように、ロール軸のブッシュは高度に耐摩耗性の特殊な鋼材を用いて生産しなければならない。
化学肥料原料の実際の密度はプレートの見掛け密度とロールプレスの生産能力を決定した。混合肥料の生産において、プレートの見かけ密度は各成分の密度と混合物中の含有量によって決まるので、化学肥料の配合が変わるにつれて、ロールプレスの能力も変わりつつある。
げんりょう | 簡略化 | N(%) | P2O5(%) | K2O(%) | MGO(%) |
えんかアンモニウム | AC | 25-26 | 0 | 0 | 0 |
しょうさんアンモニウム | AN | 33.0-34.5 | 0 | 0 | 0 |
りゅうさんアンモニウム | AS | 20.5-21.0 | 0 | 0 | 0 |
にょうそ | UR | 42-46 | 0 | 0 | 0 |
りん酸一アンモニウム | MAP | 11.0 | 48-52 | 0 | 0 |
りん酸二アンモニウム | DAP | 16-18 | 46 | 0 | 0 |
しょうさんカリウム | NOP | 13 | 44 | 0 | 0 |
かりんさんカルシウム | SSP | 0 | 18-20 | 0 | 0 |
じゅうかりんさんカルシウム | TSP | 0 | 44-48 | 0 | 0 |
りん鉱粉 | RP | 0 | 36.5 | 0 | 0 |
えんかカリウム | MOP | 0 | 0 | 50.0-60.0 | 0 |
りゅうさんカリウム | SOP | 0 | 0 | 50-54 | 0 |
カリウム、マグネシウム硫酸塩 | SPM | 0 | 0 | 22-26 | 5-18 |
すいマグネシウムバナジウム | 0 | 0 | 0 | 27 | |
微量元素 | ホウ素(ホウ素48)、Fe-、Cu-、Zn、りゅうさんマンガン | ||||
じゅうてんざい | 石灰石、白雲石、粘土、石膏 |
3、原料製品強度への影響:
ロールプレスぞうりゅうプロセス原料の粒度に対して特別な要求はなく、水分要求は以下である3%,顆粒状物質と微粉状物質はいずれも使用でき、粒度不合格粉末原料は時にもっと使いやすい。
粒子の形成過程において、ふんたいの形状(球形、立方体、スライス、ピン)とふんたいの寸法分布範囲はすべて影響ブランク成形の重要な要素です。
化学肥料のロールプレスプロセスには普遍的な法則があり、構造が粗い粒子には、たくさん粉体は大きな穴を埋めることができます。この場合、分子間の結合力が形成されやすい。一般的には、ファンデルワールス力だけでは十分な強度。化学肥料原料には天然の接着剤のようなものがあります粒子間に形成される結晶橋、混合成分間の化学反応、粒子間の橋つぎます。
原料にする寸法<<span=''>0.5mm時、結晶橋は重要な役割を果たしている。これらは一般的に、原料に少量の水を加え、少量の原料を溶解し、原料が乾燥する過程で固体が再結晶し、形成された結晶橋を利用することができます,高強度、低気孔率のブランク成形品。しかし、加水量は一般的に2%を超えることはできず、表に示すように、硫酸カリウムについては、供給材料中の湿潤含有量は一般的に1%を超えるが、塩化カリウムは押出造粒時に乾燥状態で行う必要がある。一部の化学肥料(尿素など)は吸水性が特に強く、空気中から吸水しやすく、混合肥料に尿素が含まれている場合、空気の臨界湿度は混合肥料の各成分よりも低く、これにより大きな粘性が生じ、粒になりにくい。そのため、湿度の高い地域では乾燥した環境下で尿素を含む原料を処理し、乾燥機を1台加える必要があります。
原料にする寸法すんぽう<1< span=''>mmの場合、原料の塑性を利用することも可能な方法である。供給材料の温度を高めると、原料の塑性が増大し、密な圧力が発生するブランク。化学肥料原料の供給温度は化学肥料の塑性を決定し、熱料は冷料よりも小さな比圧力で、同じ粒子強度と密度を得ることができ、同じエネルギー入力で、熱料は冷料よりも強度を得ることができる密度がより大きい製品を得ることができる。例えば:カリウム肥料は室温で70 KN/cmの比圧力を必要とし、120-140℃下、50 KN/cmの比圧力だけでよい。硫酸カリウムは70~100℃を押して、その比圧力は70 KN/cmです。再結晶中により多くの結晶粒が生成されるので、温度を上げることも結晶ブリッジに有利である。
一部の混合肥料にとって、各成分間の化学反応も結合の役割を果たしている。単成分の肥料原料が十分なロールを形成できない場合圧力強度の場合、それらは多成分の場合にはせいけい例えばリン鉱石と尿素の混合物。
化学肥料 | 比圧力(KN/cm) | 含水量(%) | フィード寸法(mm) |
りゅうさんアンモニウム | 100-120 | 0.5-1 | <1 |
塩化カリウム(60%K 2 O含有)(120℃-150℃) | 50 | かわく | <1(3%<0.06)< span=''> |
塩化カリウム(60%K 2 O含有)(20℃) | 70 | かわく | <1(3%<0.06)< span=''> |
塩化カリウム(40%K 2 O含有)(90℃) | 60 | かわく | <1 |
硫酸カリウム(700~100℃) | 70 | 1 | <0.5 |
しょうさんカリウム | 100 | 0.5-1 | <1 |
にょうそ | 30-40 | かわく | 2-3 |
NPK肥料(リン含有鉱石とトーマス肥料) | 30-80 | <1 | <1 |
NPK肥料(リン含有鉱石とトーマス肥料) | 80 | <1 | <1 |
尿基NPK | 30-40 | <1 | <1 |
4、エネルギー消費量投資と:
ローラー造粒は材料が常温で造粒され、それとその方法に比べて、燃料、石炭燃焼などの乾燥対策は必要ありません。生産には消費電力だけが必要で、トンの製品消費電力は約40 kwh。
乾燥プロセスが省かれているため、プロセスが簡単で、投資が少ない。IFDC(国際肥料開発センター)によると1987年に年に詳細な研究が行われ、発展途上国では、新たに建設された復肥装置にとってローラーが圧造粒は、蒸気造粒またはスラリー造粒より経済的に優れている。年産10万トンのNPK複合肥料装置に対して、蒸気造粒の投資は押出造粒の20%より高く、化学造粒またはスラリー造粒の投資は88.8%より高く、生産コスト(15-15-15)の処方では、蒸気造粒は3%より高く、化学またはスラリー造粒は12%高い。
ローラー造粒装置に対して、経済規模の効果は明らかではなく、装置能力は1トン/時からである。台~50トン/時台はいずれも経済的な設計ができるため、適用される能力の範囲が広い。
5、処方が柔軟である
押出造粒一式装置は数十種類の製品を生産することができ、小ロットの生産も可能である。切り替え時に原料総量を除去する必要がある要求と元の材料が新配合物に与える影響の程度に基づいて、最大で1クラス(8時間)当たり3ロットの製品を生産することができる。そのため、ロール造粒生産の複合肥料は小ロット、多品種複合肥料の需要に適応することができる。
最も明らかな例は尿素であり、尿素含有量が相対的に低い場合、すなわち:10-15%であり、尿素の塑性はそれを材料の中で接着剤のような役割をさせ、このように押出過程であまり高い圧力と低いエネルギー消費を必要とせず、また、押出機の摩耗を減少させ、寿命を延長することができ、しかも製品の強度も高い。しかし、尿素100%の含有量が上昇するにつれて、押出後の薄板状材料は柔らかくて粘着性になる。したがって、調合物中の尿素の最高百分率含有量は一般的に30〜40%であり、調合物中の他の成分の性質に応じて決まる。上記の問題を克服するために、尿素含有量が25%を超える部分は、硫酸アンモニウムなどの他の窒素肥料で代用することが好ましく、硫酸アンモニウムを添加することには、配合中に硫黄が増加するという別の利点があることを提案します。
化学肥料押出装置の主な利点は窒素、リン、カリウムの多さである種類のフォーミュラはすべて適用され、フォーミュラの選択は主に市場状況に応じて決定される(すなわち、価格と供給)。但しロール圧力にも一定の限界があり、主にいくつかの原料(尿素など)が比較的に劣悪な気候条件下(湿度が大きすぎる)で他の原料と共存できないためである。そのため、尿素の100%含有量は30%以下に抑えることを提案し、湿度の高い季節にはさらに減らすべきで、そうしないと、原料が吸水によって粘り強くなり、材料タンクを塞ぐことになる。
6、不足点:
ロール造粒による複合肥料の製造の唯一の欠点は、製品の形状が不規則な粒子であるが、不規則な粒子形状は化学肥料の施用に影響を与えないことである。ロール造粒による化学肥料は十分な強度、粉末がある塵が少なく、塊にならず、粒子サイズの分布範囲が狭く、流動性が良い。ロール造粒によって生産された肥料、特に顆粒カリウム肥料は、海外の機械施肥に広く応用されており、その顆粒形状が化学肥料施用の影響要素にならないことを証明している。
プロセスプロセス:
ロール造粒プロセス4つの部分からなり、次のように述べられています。
1.原料前処理:貯蔵、計量、混合
尿素、リンアンモニウム、塩化カリウムなどの化学肥料原料はバケットエレベータとベルトによって貯蔵タンクに輸送される。貯蔵タンクの数、計量と混合技術の複雑さは、製品処方中の成分の数と関係がある。装置の柔軟性を保障するために、供給タンクは4つより大きく、好ましくは6つであることを提案します:2つは窒素肥料で、2つはリン肥料で、1つはカリウム肥料で、1つは充填剤である。
複合肥料を生産する時、一般的に間欠式または連続式の混合操作を用い、処方中の各成分原料は秤量倉庫内で秤量し、処方の要求に達した後、すべて間欠式または連続式混合器に加えて混合し、システム中に平衡倉庫が設置され、平衡倉庫後のその他の設備は連続的に操作する。ミキサーに微量元素を加えることもできます。微量元素の粒子分布を均一にするために、高強度の混合器を選択した。混合された材料と返送材料はバケット抽出機で持ち上げられた後、2軸パドル混合器で返送材料と混合され、返送材料は破砕と篩分けされた不合格粒子であり、循環材料と新材料の比は約35:65である。
2・ロールプレス
こんごうぶつ2つの逆方向に回転するローラ軸間の隙間に、垂直スクリューフィーダを介して材料を入れ、ローラ圧力過程では、材料の圧力が徐々に増加し、2軸間の隙間が最小位置になると、材料の圧力が最大になり、その後、0まで徐々に減少します。押出中、混合物の見かけ密度は、材料体積の減少により1.5〜3倍増加することができる。ロール圧縮後の生成物は厚さ5枚です-20mmのプレート。ロールプレスの構造と寸法は多くのパラメータによって決定され、これらのパラメータは一般的に材料の性質と実験に基づいて決定される。
適用可能な原料の粒度、形状、水分含有量、塑性、硬度、温度などに一定の要求がある、入る食い込み領域の品目は良好な流動性を必要とし、これで材料の含水量がある程度高くなると流動性が悪くなるので、材料の含水量が低くなることが必要です。
材料の押出プロセスには、a、材料の再配置、b、ひび割れc、塑性変形3段階。このいくつかの段階は必ずしも順序で行われているわけではなく、補間が発生している可能性があります。押出の結果、一般的な材料の圧縮比は2.5:1に近く、あるいは原料中のガスの除去率は60%以上である。より良い押出効果を得るためには、供給粒度は大きさが異なり、その適切な範囲は0.1〜1.0であるべきである。細すぎる品目(より小さい1.0mm)含気が多すぎて、大きすぎる材料はより多くのエネルギーを消費する必要があります。
材料の硬度または塑性は押出プロセスに必要な圧力に影響する。例えば、塩化カリウム、リン酸二アンモニウム、尿素、塑性が良く、押出造造粒の効果が良い、一方、硫酸カリウム、硫酸アンモニウム、硫酸マグネシウム、リン鉱粉の塑性は比較的に悪く、押出効果は比較的に悪く、押出成形しにくく、押出成形しにくい原料に対して、比較的に良い効果を達成するために、適量の接着剤を配合することができ、尿素、塩化カリウム、少量の水分は接着剤の役割を果たすことができる。
3.造粒と篩分
プレートはさらに破砕され、分級されてこそ、必要な粒子サイズが得られる。ローラーの下にはテーブル台にじくプレートブレーカ50 mmほどの小さな塊。さいころ比較的輸送しやすく、後続のぞうりゅうきさらに砕ける。破砕後の原料は分級ふるい上で大粒子、製品粒子、微粒子に分けられる。最低篩上の微粒子は、混合機に循環回収され、再押出成形される。多段ふるいの上層に滞留された超大粒子はさらに破砕される必要がある。砕けてからふるいに戻します。
破砕デバイスとふるい分けデバイスを正しく選択するにはロール造粒プロセスの経済性は極めて重要である。粒子の形状(一般に立方体)、粒子の寸法範囲(1-5 mmまたは2-4 mm)及び破砕及び篩分け後の循環量は装置セットの生産量と能力を決定した。
4.最終品目後処理:バフ仕上げ
通常、最終製品は研磨仕上げを行う必要があります。不規則な形状の粒子は、研磨円筒を介して辺角などを研磨する。研磨中に生成された微粉は、篩分け(スクリーンの層)を通過して循環する。手入れの際には、一般的にはアンチブロッキング剤を加える必要があります。
環境保護の必要性から、装置全体に袋掃除機を配置して掃除処理を行う必要がある。