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有机无机复合肥产品技术工艺应用与现状分析(有机无机复合肥项目市场投资可行性研究报告-节选)

第一节 有机无机复合肥产品分类与构成分析

一、有机无机复合肥行业产品分类标准

目前我国有机无机复合肥并没有明确的分类标准,仅是一些生产厂商根据产品特点对其划分,有机无机复混肥包括腐植酸类复混肥和废弃物类复混肥.。腐植酸类复混肥即在生产过程中掺入大量腐植酸类物料后产出的复混肥,它既具无机肥的有关特性,也具腐植酸类物质生物活性的特点.废弃物类复混肥包括鸡粪,猪粪等各种废弃物类肥料。

二、有机无机复合肥产品国内市场份额

有机无机复合肥产品国内区域市场份额图

第二节 国内有机无机复合肥产品技术工艺应用分析

1、采用畜禽粪便原料生产有机无机复合肥

1)好氧发酵“二阶段堆肥”的快速堆肥工艺

通常畜禽粪便好氧发酵堆肥工艺的选择上,北方地区采用槽式堆肥工艺居多,南方地区则采用条垛翻堆工艺较多。为提高堆肥效率和品质,缩短发酵周期,最好将两种堆肥工艺方式结合起来,分成一次发酵、二次发酵两个堆肥阶段,称作“二阶段堆肥”。即先在发酵槽内完成10~15 d一次发酵,依靠高温堆肥进行无害化处理,平均槽式翻抛机每日翻抛1次,堆肥水分由入槽时50% ~60%降至40% ~45%出槽。然后再将物料从发酵槽移至露天或室内的条垛堆肥场进行二次发酵,约经15~20d条垛式翻堆机翻堆搅拌,物料充分腐熟,进一步降低水分至25% ~30%。采用“二阶段堆肥”快速堆肥工艺,发酵周期一般25~35 d,若单独采用槽式堆肥或者条垛式堆肥,发酵周期多为4O~60d。

需要指出的是,理想的堆肥过程离不开原料的合理搭配,必须通过堆肥原料预处理环节将物料水分、碳氮比、粒径、pH值和孔隙率等指标调整到合理的水平。同时,应将大幅度降低堆肥水分作为堆肥系统设计的一个重要目标,要充分利用堆肥发酵产生热量来降低水分。

2)以平模制粒技术为核心的有机无机复混肥连续制肥工艺

有机无机复混肥制肥工艺主要包括粉碎、配料、混合、制粒、烘干、冷却、筛分和包装等环节。推荐建立以平模挤压制粒技术为核心,集连续配料、连续制粒、连续烘干冷却、连续筛分包装于一体的一条龙式工艺系统。平模挤压制粒工艺的特点是:原料无需细粉碎,颗粒成形率高,制粒过程无需加水,成品水分低,烘干费用低。圆盘造粒工艺和转鼓造粒丁艺属于滚球制粒方式,在制粒过程中,要求原料细粉碎(1mm),另需喷入l0%~15%的水分,产品水分高导致后续干燥负荷大,煤电消耗增加,且其敞开式制粒方式导致车间环境较差。

2、园林树枝生产有机无机复合肥

1)树枝粉碎

树枝经过粉碎,为发酵环节提供合格的物料粒度以缩短发酵时间,提高发酵速率。园林树枝粒度越小,表面积越大,微生物新陈代谢越快,园林树枝堆肥的发酵速率就越高。采用鼓式削片机进行一次粗粉碎,粒度为10~20 mm;二次粉碎采用环式刨片机进行细粉碎,粒度为1~3 mm 以下,满足园林树枝堆肥化过程要求的粒度条件。

2)混合调质

园林树枝混合调质的主要目的是调整树枝堆肥的水分和碳氮比,同时需添加菌种以促进发酵过程快速进行。实践证明园林树枝好氧堆肥原料的水分在50%~60% ,碳氮比在(25/1)~(30/1)时最有利于微生物降解过程。由于园林树枝湿度较低,常用粪水和城市污泥或生活垃圾作为调理剂调整水分和碳氮比,同时可增加堆肥原料的有机物含量。解决这个环节由双轴桨叶式搅拌机等设备来完成。

3)好氧发酵

完成调质后,将物料送进在宽3.6 m、深1.2m、长40~50 m 的发酵槽中进行好氧发酵。通过混合物料中存在的好氧性微生物的生物代谢作用,不断分解有机物料,产生二氧化碳和水,同时产生热量使温度上升,一般在24~48 h内,堆肥物料内温度就可以升至55~65℃左右,维持此温度一段时间,就可以杀死蛔虫卵、大肠杆菌等有害病菌(这些病菌在55℃左右时被杀死),去除杂草种子。当超过该温度一定范围,大多数微生物就失去活力或死亡,混合物料发酵活动减慢或停止,必须控制温度的持续升高,这时就要利用翻堆设备对物料堆进行翻拌,打散团块物料,迅速排出水分和二氧化碳,使所有的物料均能充分的接触到新鲜的空气,大量充氧曝气为有益菌群增加活动空间和氧气,同时调整温度,促使物料快速发酵腐熟。

经过10~15d的高温发酵过程,混合物料在菌种的分解作用下, 树枝、落叶中的结构被破坏,转化成富含植物营养物的腐殖质,其中的养分如氮、磷、钾, 以及各种微量元素钙、镁、锰、铜、锌等被释放出来, 以各种游离形态存在,供给植物养分吸收。再经过一段时间的自然堆置熟化,堆肥物料水分进一步挥发,一些难分解的有机物如木质素、纤维素得到进一步腐殖质化和矿质化, 形成稳定的有机质。

3)有机肥深加工

经过好氧发酵后的物料,体积会减小,水分也会降低,可以直接施用于园艺场、绿化地、果园或作土壤改良剂。但作为商品销售还应根据市场的需要进行深加工:可直接进行粉碎、筛分、计量包装,作为普通粉状纯有机肥销售;添加氮、磷、钾等无机化肥原料,经过粉碎、混合、造粒、干燥、冷却、筛分、计量包装等处理工序,生产加工成养分全面、养分供应均衡的颗粒状有机无机复混肥。

3、污泥生产有机—无机复混肥工艺

1)生产用原料

(1)污泥预处理

脱水间脱水后污泥晾晒至水分45%左右,制成宽1.5 米、高1 米的条形堆,堆放7-15 天,使它充分发酵。经过该工序后污泥将发生以下变化,一是部分病原菌、寄生虫卵和草籽将被杀灭;二是部分大分子有机质将被分解,分解后的产物更利于植物吸收利用;三是污泥的粘性降低,解决污泥制肥后硬度较大、不利于分解和植物吸收等特点;四是经过该工序后污泥水分一般将降到25%左右,可大大降低污泥干化成本,以利于与其它有机肥竞争。

(2)粒状无机原料粉碎过100目筛无机生产原料见表

污泥生产有机—无机复混肥无机生产原料

2)工艺说明

将预处理后污泥经高温(进口温度500-600℃,出口温度60-100℃)烘干进步杀菌至水分13%以下,粉碎至100 目以上,按一定配比将尿素、磷酸一铵、氯化钾、过磷酸钙加入搅拌机内,搅拌均匀(6 分钟左右),输入造粒机造粒,然后再送入滚筒干燥机内烘干至水分10%以下,烘干温度一般在进口500-400℃出口50-75℃,冷却包装。

3)污泥有机-无机复混肥生产条件要求

(1)控制好污泥烘干温度。温度过高:一是有机质损失较大;二是冷却时间长,影响产量,短时间物料温度降不下来,包装后放置时易发生污泥燃烧现象。

(2)严格控制投料量。根据烘干设备的烘干能力控制投料量,使成品水分符合要求。对于本工艺所采用的生产设备,以生产10 吨/小时成品的投料量较适宜。

(3)控制混料搅拌时间和搅拌过程中的加水量。一般情况下搅拌5 分钟,足以使物料混合均匀,同时物料还可吸收一定水分,利于造粒。搅拌过程中加水是污泥有机-无机复混肥不同于其它复混肥造粒过程的特点之一,首先是污泥吸水速度较慢,到造粒机内再加水影响造粒速度;二是污泥粉碎后较轻,在搅拌和输送过程中易产生较大粉尘,而且在空气中悬浮不易下沉,造成工作环境较为恶劣,为此所采取的办法是在搅拌过程中加15%左右的水。经过检验该方法较为有效,改善了工作环境,同时使生产工艺较为流畅。

(4)控制好造粒过程中的加水量。由于在搅拌过程中已加了一部分水,因此在造粒过程中必须控制好喷水量。喷水过大,易产生大球,同时使烘干负荷增大,产量降低;喷水量小,成球率低,次品增多。还有由于污泥有机-无机复混肥在烘干过程中二次造粒作用较小,因此在造粒时必须将成球率控制在80%以上;同时停留时间不宜过长,防止尿素在造粒机内溶解形成大球和粘壁。

(5)严格控制烘干温度。一般进口温度在400-500℃,出口物料温度以不超过70℃为易。温度偏低烘干效率低,成品水分超标;温度偏高,影响成品质量,浪费原料(主要是尿素)和能源。

(6)控制返料比。本生产工艺返料比经过这几年生产实践总结的经验是返料以不超过25%为易。

4)工艺过程中采取的措施

(1)粉尘问题

城市污水处理厂污泥有机质含量在35%-55%之间,干污泥比重较轻,污泥在烘干和粉碎过程中易产生粉尘,且这种粉尘在空中旋浮时间较长,从而造成生产环境的污染及物料损失,宜在烘干设备的出料口前端安装旋风除尘集料设备加以解决,在粉碎过程中产生的粉尘宜采用布袋除尘与水除尘相串联的除尘工艺加以解决。

(2)气味问题

污泥在烘干过程中,挥发性污染物和臭味随水蒸汽最终排入大气,造成大气污染。在排入大气前宜采用热交换和冷凝装置去除水蒸汽,然后进入生物滤塔脱掉污泥中令人不愉快的气味。

(3)其它问题

污泥晾晒和发酵工序该工序虽可降低生产成本、增加使用的安全性等优点,但也存在着以下几个缺点;

·占地面积较大;

·冬季加工时间长,不能满足污水厂污泥处理的需要;

·损耗部分有机质和氮;

·工人工作环境差。

第三节 国外有机无机复合肥产品技术工艺应用分析

目前世界上常用有机无机复合肥的生产工艺有团粒法、料浆法、熔体造粒法、掺混法、挤压法、涂布造粒法等。

而团粒法是国内外复合肥生产的主要方法,根据使用造粒设备的不同,可分为圆盘成粒、转鼓成粒、双浆混合成粒等工艺。前两种方法是目前复合肥料厂生产中广为采用的方法。其技术成熟、质量可靠。早期的美国及印度、日本、泰国等东南亚国家均采用此法生产。

浆料法是以磷酸、氨为原料,利用中和器、管式反应器将中和料浆在氨化粒化器中进行涂布造粒,在生产过程中添加部分氮素和钾素以及其他物质,再经干燥、筛分、冷却而得到NPK复合肥产品,这是国内外各大化肥公司和工厂大规模生产常采用的生产方法。由于通常需配套建设磷酸装置及硫酸装置,建设不仅投资大,周期长,而且涉及磷、硫资源的供应和众多的环境保护问题(如磷石膏、氟、酸沫、酸泥等),一般较适用于在磷矿加工基地和较大规模生产、产品品数不多的情况。

拥有该种生产技术的外国公司主要有挪威的norskhydro、西班牙incro、espindsea、法国的AZF、KT、美国的avy/TVA等。

第四节 我国有机无机复合肥产品技术应用成熟度解析

虽然有机无机复混肥的发展十分迅速,但就其市场来讲还不够健全和规范。首先,农民传统的施肥方式及一味的追求高产制约其发展。并且,一些小生产厂家的产品虚报养分对有机无机复混肥的市场也有很大的冲击。因此,今后规范健全有机无机复混肥市场,对其发展至关重要。

第五节 有机无机复合肥产品技术工艺与市场应用关系分析

在市场经济持续发展的今天,国内的肥料企业已逐步从价格战转向综合实力的竞争。在这种综合实力的竞争中,最重要的因素是技术。谁能掌握先进的生产技术,谁就能占据市场的主动。只有市场与技术二者有机结合,技术只有适应市场需要才能有好的发展前景。

技术创新以市场为导向,首先是适应先进生产力发展的时代要求。要想使企业保持先进,就要运用先进的技术,创造更先进的生产方式和更高的生产效率,推进结构战略性调整,形成发达的制造力。

其次,技术创新要与加快企业产品结构战略性调整相结合,做大做强特色产品,发展一批具有重大带动作用的先导性、战略性的高附加值产品。

从某种意义上讲,一个企业的成功就是一个品牌的成功,一个品牌的成功就是整个企业价值链整体的成功。企业只有明白自身的核心竞争力在价值链的哪个环节上,才能把握竞争优势。一个企业如果没有自己与时俱进的独特技术,让价值链在市场向前滚动时脱节,当然不可能满足不断攀升的市场需求。企业要长期占有市场优势,必须让自己求。企业要长期占有市场优势,必须让自己的技术及产品与时俱进。

正确恰当地处理好两者的辩证关系,顺应肥料产业的发展趋势,是维系我国有机无机复合肥业长远健康发展的必要条件。

第六节 不同类型生产工艺优缺点比较

目前国内有机无机复混肥料的生产工艺较多,大体上可分为两大类:一类为团聚法(也称团粒法)。另一类为挤压造粒工艺。相对而言,挤压造粒法有机复混肥生产技术具有工艺简单、流程短、占地面积小、操作容易、成粒率高、产品品种更换方便、投资少、效益好等优点,故一般生产厂常选择挤压造粒工艺。

目前国内技术较为先进的高塔造粒工艺与常用的复合肥料制造工艺相比,高塔造粒工艺具有以下优点:

(1)、直接利用尿素或硝铵熔体,省去了尿素熔体的喷淋造粒过程,以及固体尿素的包装、运输、破碎等,简化了生产流程。

(2)、造粒工艺充分利用圆熔融尿素或硝铵的热能,物料水分含量很低,无需干燥过程,大大节省了能耗。

(3)、生产中合格产品颗粒百分含量很高,因此生产过程中返料量几乎没有。

(4)、操作环境好,无三废排放,属清洁生产工艺。


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