转鼓造粒时加入适量氨水能增加粘度,其原理及操作要点如下:
一、氨水增加粘度的化学机制
中和反应与液相生成:氨水(NH₃·H₂O)与磷酸等酸性原料在转鼓内发生中和反应,生成磷酸铵类化合物(如磷酸一铵、磷酸二铵)。这些反应产物具有较高的溶解度和粘性,能够显著增加物料液相比例,从而提升粘结性。例如:
磷酸一铵生成:NH₃ + H₃PO₄ → NH₄H₂PO₄
该反应释放热量,加速水分蒸发,同时生成的磷酸一铵在料浆中形成粘性网络,促进颗粒成核与生长。
液相粘度调节:氨水的添加量直接影响料浆的液相粘度。适量氨水可优化液固比,使料浆既具有流动性(便于涂布成粒),又保持足够粘性(防止颗粒松散)。研究表明,当中和度控制在1.2~1.3时,液相粘度增加适中,气相氨蒸气分压较低,尾气含氨量仅占总氨量的0.2%~0.3%,氨损失小且造粒效果最佳。
二、转鼓造粒工艺中氨水的具体作用
促进颗粒成核与生长:在转鼓旋转过程中,氨水与原料混合形成的粘性料浆均匀涂布在返料(细颗粒)表面,通过层层包裹逐步增大粒径。例如,通达工业集团采用转鼓氨化造粒法,通过管式反应器实现氨与磷酸的快速中和(反应时间<10秒),生成高氮含量(≥14%)、高水溶磷(≥95%)的颗粒,肥效显著优于传统喷浆造粒法。
优化颗粒强度与均匀性:氨水通过调节料浆pH值和粘度,改善颗粒的机械强度。实验表明,当氨水添加量为干基物料的5%~15%时,颗粒跌落测试完好率>95%,压力测试强度>10N/粒,满足复合肥国家标准。此外,氨水还可减少颗粒养分分层现象(如氮流失),通过控制进口温度(40~60℃)和停留时间(5~15分钟),防止高温导致尿素分解等养分损失。
三、操作要点与参数控制
添加量优化:需通过小试确定最佳氨水添加量。例如,处理粘性较大的物料时,可适当降低氨水比例(如干基物料的5%~8%),避免因粘度过高导致颗粒破碎;而对于湿度较低的物料,可增加至10%~15%,以提升成粒率。
喷淋装置调试:氨水需通过喷淋装置均匀添加至转鼓内,防止局部湿度过高或过低。喷头位置和角度应调整至覆盖整个物料运动区域,喷洒流量需与转鼓转速匹配(通常5~15转/分钟),确保氨水与原料充分混合。
负压系统配合:转鼓内应保持微负压(通过旋风除尘+布袋过滤实现),回收率>98%,以减少氨气逸散和环境污染。同时,负压环境可防止外部湿空气进入,避免颗粒吸湿结块。
四、实际应用案例
通达工业集团公司转鼓氨化造粒工艺:采用浓度为36%~45%的磷酸与氨水反应,生成高氮高水溶磷的颗粒,产能达5万吨/年。该工艺通过管式反应器实现快速中和,结合转鼓造粒机的旋转剪切力,使颗粒圆润度提升20%,养分均匀性提高15%。
河南通达重工科技有限公司设备:其转鼓造粒机配备菱形衬板和智能喷淋系统,可实时监测颗粒强度与粒度分布,通过动态调整氨水添加量(5%~15%)和转速(10~20转/分钟),使成球率稳定在90%以上。
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