現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是精耕細(xì)作的農(nóng)業(yè),需要針對(duì)作物和土壤的要求,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的配肥,近幾年化肥生產(chǎn)技術(shù)也發(fā)生了很大的變化,使高濃度復(fù)合肥成為市場(chǎng)的主流,摻混肥料的產(chǎn)量越來(lái)越高。
與傳統(tǒng)的濕法造粒不同,對(duì)輥擠壓造粒機(jī)的工藝要求水分低,進(jìn)入造粒機(jī)的水分為2.5-3,出口造粒機(jī)的水分為1.5-2,大大降低了干燥能耗和成本,零污染物排放,是一種節(jié)能環(huán)保的造粒工藝。對(duì)輥擠壓造粒機(jī)是一種利用機(jī)械壓力將材料(原則上不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),經(jīng)過(guò)一定比例的粉末混合物)團(tuán)聚成型的造粒過(guò)程。
利用常規(guī)復(fù)合肥裝置增設(shè)一套對(duì)輥擠壓造粒機(jī)設(shè)備,使其既能生產(chǎn)復(fù)合肥,又能生產(chǎn)粒狀氯化銨、硫酸銨等單一肥料。同時(shí)還可以生產(chǎn)高氮、高鉀復(fù)合肥,彌補(bǔ)滾筒式造粒設(shè)備配方的局限性,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線多品種生產(chǎn)技術(shù),滿足市場(chǎng)多樣化需求,利用了原復(fù)合肥在原有生產(chǎn)線上的投料、混合、篩、干燥、冷卻、包膜等裝置,降低投資成本。
1.對(duì)輥擠壓造粒機(jī)的工作原理被強(qiáng)制送入一對(duì)大小相等、速度相等、相向旋轉(zhuǎn)的擠壓輥之間。在強(qiáng)擠壓力的作用下,材料被擠壓成密實(shí)的碎片。碎片和篩分后,可獲得所需粒度的顆粒肥料。
擠出滾筒一般為水平排列,一輥固定,一輥浮動(dòng)(由液壓缸加壓的浮動(dòng)輥),在普通滾筒表面上有排列整齊的形狀、大小一致的凹槽、穴孔或凸起,配比的粉末狀物料從上面均勻地加入兩輥之間,到達(dá)加壓角(α)內(nèi)的加壓角(α)內(nèi),在擠壓角(β=1/2α)中,物料被添加到上面,然后就是在10~15°之間。由于滾筒連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),物料被擠出,當(dāng)兩滾筒半徑連線成水平位置時(shí),壓力達(dá)到較大(Pmax),然后壓力迅速下降,此時(shí)成型物料在回彈力作用下脫離與輥面的貼合,順利進(jìn)入下一工序。
2.材料在擠壓成型機(jī)理中的成型機(jī)理一般是:材料受擠壓后,其顆粒會(huì)重新排列,并排出顆粒之間的空氣,從而縮小材料之間的間隙。它的過(guò)程是: a、材料的重新排列; b、破碎; c、塑性流動(dòng)三個(gè)階段。這些階段并不需要連續(xù)進(jìn)行,也可能會(huì)穿插發(fā)生。結(jié)果:該材料的壓縮系數(shù)為2.5:1,氣體去除率大于60。
3.擠壓效果的影響因素為獲得更好的擠壓效果,進(jìn)料的粒度應(yīng)該有不同的尺寸,其適宜范圍應(yīng)控制在0.1~1 mm。過(guò)細(xì)(<0.1 mm)的物料中含有過(guò)多的空氣,影響到成品的密實(shí)度,并且會(huì)影響擠壓加工(使擠出機(jī)振動(dòng)加劇);過(guò)大的物料需要消耗較多的壓碎能量。因此要很好地控制原料的粒度。在擠壓過(guò)程中,材料的硬度或塑性對(duì)壓力的影響。部分物料如氯化鉀、磷酸二銨、尿素等,塑性較好,擠壓成粒效果較好。而且硫酸氨、氯化銨的塑性差,不易擠成顆粒。為獲得更好的效果,可以加入適當(dāng)?shù)哪z粘劑。
材料溫度效應(yīng)。擠出過(guò)程中,物料的溫度上升,顆粒間的摩擦加劇,并產(chǎn)生熱。一般說(shuō)來(lái),提高溫度有利于獲得較密實(shí)的擠壓產(chǎn)品——料片,但溫度過(guò)高會(huì)帶來(lái)不利影響,尤其是含有尿素的配料要避免溫度過(guò)高,否則會(huì)出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō),氣溫要控制在70~80℃。在此基礎(chǔ)上,利用擠出機(jī)內(nèi)循環(huán)冷卻水進(jìn)行控制。
4.對(duì)輥擠壓造粒機(jī)主要工藝3.混合貯存,當(dāng)產(chǎn)品為復(fù)合肥時(shí),盡量采用間歇式混合操作,配方中各成分的原料在稱重倉(cāng)中稱重,滿足配方要求后,全部加入間歇式混合器中混合。而且單肥一般都是連續(xù)計(jì)量和混合。無(wú)論是連續(xù)混合還是間歇混合,混合器的類型都須根據(jù)化肥的配方和配方中的成分來(lái)確定,為了保證微量元素的顆粒分布均勻,應(yīng)選擇高強(qiáng)度的混合器。加入新材料時(shí),雙軸槳混合器中應(yīng)將破碎篩分后的小顆粒返回到新材料中。
5.對(duì)輥擠壓造粒機(jī)混合后的化肥混合物應(yīng)通過(guò)擠壓機(jī)擠壓,物料應(yīng)通過(guò)擠壓成型。物料通過(guò)垂直螺旋給料機(jī)加入兩個(gè)相向旋轉(zhuǎn)的擠壓輥之間。在擠壓過(guò)程中,物料的壓力逐漸增加。當(dāng)滾筒小時(shí),擠壓力達(dá)到較大,然后迅速減小到0。在擠壓過(guò)程中,混合物料的密度可以增加1.5~3倍,擠壓后的產(chǎn)品一般是厚度為5~20毫米的板材。
6.破碎篩分?jǐn)D壓機(jī)擠壓形成的板材,需要進(jìn)一步破碎,通過(guò)多級(jí)篩分才能獲得所需的顆粒尺寸。通常,擠壓機(jī)下安裝一臺(tái)板式破碎機(jī),板式材料被破碎成幾個(gè)小碎片(薄片),易于運(yùn)輸和被后續(xù)破碎機(jī)破碎。破碎后的物料在多級(jí)篩上被篩分成超大顆粒、產(chǎn)品顆粒和細(xì)小顆粒,較低篩上的細(xì)小顆粒被循環(huán)回收到混合機(jī)中,然后進(jìn)入擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓成型;但多級(jí)篩上層的超大顆粒需要進(jìn)一步破碎(二級(jí)破碎),然后繼續(xù)篩分;產(chǎn)品顆粒進(jìn)入修整過(guò)程。
7.修整一般情況下,成品需要一到兩步修整。不規(guī)則形狀的顆粒有時(shí)會(huì)通過(guò)圓筒磨圓。修整過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)粉應(yīng)經(jīng)過(guò)篩分(一層篩網(wǎng))后循環(huán)。進(jìn)一步修整時(shí),一般應(yīng)加入防結(jié)塊劑,防止肥料結(jié)塊。
修復(fù)后的成品是粒狀肥料(如2~5mm),具有一定的強(qiáng)度,每個(gè)顆粒的組成與所需的配方相同。顆粒的強(qiáng)度可以通過(guò)化肥的特殊測(cè)試方法來(lái)確定。
除上述優(yōu)點(diǎn)外,對(duì)輥擠壓造粒機(jī)還特別適用于熱敏材料的造粒。擠壓法還容易在材料中添加微量元素、生物刺激素等,使肥料在營(yíng)養(yǎng)和功效上多樣化。配合復(fù)合肥裝置,還可生產(chǎn)顆粒單質(zhì)肥,滿足日益增長(zhǎng)的BB肥原料需求,實(shí)現(xiàn)1+1>3。
設(shè)備選擇對(duì)輥擠壓造粒機(jī)重要的是選擇好的設(shè)備。壓輥是整個(gè)設(shè)備的核心部件,對(duì)材料要求很高。它不僅要保證足夠的硬度和強(qiáng)度,還要有良好的韌性,以適應(yīng)高壓下的翅膀變化,避免壓輥斷裂。此外,由于工作環(huán)境的特殊性,壓輥需要具有很強(qiáng)的耐腐蝕性,以減緩高溫高壓下化肥的腐蝕。