磷酸铵装置造粒机内部件改造总结

Sum-Up of Internal Parts Revamp of Granulator in Ammonium Phosphate Unit

王平飞 Pingfei WANG

云南云天化红磷化工有限公司云南开远 661699 Yunnan Yuntianhua Honglin Chemical Co., Ltd., Kaiyuan, Yunnan 661699, China

摘要：

为解决磷酸铵生产装置产能扩大后出现的大块料多、产品颗粒外观不光滑等问题，对造粒机的大梁、管式反应器、氨支架、内衬胶板、预中和反应器喷管等进行了改造。改造后，造粒工况得到较大的改善，既消除了大块料的出现，又降低了操作人员的劳动强度。磷酸铵装置实际产量超过300 kt/a，生产的粒子光滑圆润，产品外观质量合格率提升至100%。

关键词：

磷酸铵; 造粒机; 产品质量; 内部件; 改造;

Abstract：

In order to solve the problems of large pieces of material and unsmooth appearance of product granules due to the expansion of the production capacity of ammonium phosphate unit, a modification is made of the beam of the granulator, the tubular reactor, the ammonia support, the rubber liner, and the pre-neutralization reactor nozzle of the granulator. After the transformation, the granulation operating conditions have been greatly improved, which not only eliminates the occurrence of large pieces of material, but also reduces the labor intensity of the operators. The actual output of the ammonium phosphate unit exceeds 300 kt/a, the produced granules are smooth and round, and the product appearance quality qualification rate is increased to 100%.

Keyword：

ammonium phosphate; granulator; product quality; internal part; modification;

270 kt/a磷酸铵装置于1993年投产，原设计产能为120 kt/a。经过一系列的技改、工艺指标的优化，到2011年底，装置产能已提升至270 kt/a。装置产能扩大后，造粒机在运行中出现出大块料多、颗粒外观不光滑等问题。为了改善造粒机出料工况，降低操作人员的劳动强度，提高磷酸铵产品的外观质量，决定对该磷酸铵装置的造粒机内部件作进一步优化改造。

1 造粒机内部件改造及效果

造粒机内部件由大梁、氨支架、氨化管、管式反应器喷管(简称PR管)、预中和反应器喷管(简称PN管)、橡胶板、筒体等核心部分组成。

1.1 大梁改造及效果

造粒机的大梁(Ф 325 mm×12 mm不锈钢管)主要用来支撑内部氨化管、PR管及PN管，安装在造粒机内右上方。管式反应器安装在造粒机内左上方(从造粒机出料端看)，距大梁位置较远，管式反应器未能受到大梁的保护。在生产过程中有部分物料掉落至大梁的上表面，堆积、变硬、变大，当大梁上脱落的大块物料在造粒机内转动时，与造粒机筒体上的胶板形成剪切力，使得管式反应器槽口段、氨支架挤压变形，胶板损坏，不仅影响磷酸铵产品的外观质量，而且增大了操作人员的劳动强度。

改造内容：①将造粒机大梁整体往左上方移位500 mm，见图 1；②在大梁上安装挂皮以防结料，挂皮采用造粒机内更换下来的旧胶板，制作压板和螺栓将挂皮固定在大梁上，见图 2。

图 1

改造前后的大梁和氨支架

图 2

大梁安装防结料装置

改造效果：改造后，PR管能得到大梁的保护；大梁上安装挂皮后，物料无法在大梁上堆积，改善了造粒机出料工况，解决了管式反应器挤压变形的问题。

1.2 PR管改造及效果

PR管槽口至滚动料层距离较短，约为150 mm，PR管喷出的料浆雾化效果差，造粒机出口大块料较多。为了减少大块料的产生，基本上采取提高PR管氨酸比的方式进行调整，导致造粒机氨逸出量较大，造成造粒洗涤器、干燥洗涤器中和度超标。

改造内容：①将单槽口PR管改为双槽口PR管，并增加1根文丘里短管来强化管式反应器内的混合效果，见图 3；②将管式反应器槽口段往造粒机右边(从头部看)平移700 mm左右，以增大PR管槽口至料层的距离；③氨支架及氨化管重新固定位置，使管式反应器槽口喷出的料浆能均匀涂布在造粒机料床上，再进行二次氨化反应，改善磷酸铵产品的外观质量，见图 4。

图 3

PR管改造前后对比

图 4

PR管改造后槽口段规格尺寸

改造效果：改造后，延长了PR管至料床的距离，喷浆面积增大，喷出的料浆雾化效果好，可以更加均匀地涂布在料床上，造粒机出口大块料已消除；减轻了操作人员的劳动强度；洗涤系统各项指标都达到控制要求，磷酸铵产品颗粒光滑圆润。

1.3 氨支架改型及效果

造粒机的氨化支架由3个犁头支架组成。随着装置产能不断提高，生产负荷过高，造粒机大梁和氨支架容易结料，在生产过程中结料脱落后，造粒机内氨支架受挤压而变形扭曲，导致造粒机氨损失较大。

改造内容：对造粒机氨支架改型，见图 5。

图 5

氨支架改造前后对比

改造效果：改型后，氨支架能有效避开大料的运动轨迹，氨支架未出现挤压变形扭曲的现象，保证了氨化效果，延长了造粒机的运行周期，提高了运行效率。

1.4 胶板改造及效果

完好的造粒机胶板是保证物料在造粒机内滚动成型和颗粒稳定均匀长大的关键。由于管式反应器料浆温度高，大部分喷洒在造粒机料层上，少部分料浆飞溅至造粒机内的胶板上，造成胶板出现孔洞，而孔洞处形成局部积料，无法发挥胶板应有的作用，导致造粒机物料滚动效果差。

改造内容：选择耐高温材质的胶板，并每月定期更换使用寿命到期和损坏的胶板。

改造效果：造粒机胶板时刻保持完好状态，确保物料滚动效果良好。

1.5 PN管改造及效果

磷酸铵生产工艺分为管式反应器喷浆工艺(简称PR工艺)、预中和喷浆工艺(简称PN工艺)、管式反应器喷浆+预中和喷浆混合工艺(简称PR+PN混合工艺)，不同生产工艺对产品颗粒外表面的影响很大。PR工艺因停留时间过短，其生成的料浆干燥速率很大，在造粒机内与其他物料快速结合成球，经常出现颗粒与颗粒黏结在一起的情况。PN工艺的料浆含湿量较高，在喷洒时均匀涂布到物料表面，通过一段时间的不断干燥，物料表面可塑性较强，经摩擦滚动后显得圆整光滑。

云南云天化红磷化工有限公司采用PR+PN混合工艺，生产中视产品水分含量的变化，适当调整管式反应器与预中和喷浆的比例，生产出来的产品外观质量较好。在磷酸质量发生变化或者气氨用量不足时，只能降低预中和的喷浆量，当喷浆量低于2 m³/h时，PN喷嘴雾化效果非常差，出现喷浆不均匀现象，物料时干时潮，严重影响装置的平稳运行。

改造内容：①将PN喷嘴孔径由Ф 17 mm改成Ф 15 mm，见图 6；②调整PN喷嘴角度(约35°)对准物料最厚处。

图 6

PN喷嘴规格尺寸

改造效果：改造后，预中和喷浆量低于2 m³/h时，喷嘴雾化效果能满足要求，解决了因喷浆不均匀导致的物料时干时潮的问题。

2 结语

通过对磷酸铵装置造粒机内部件实施改造，造粒工况得到较大改善，2019年产量突破300 kt，产品外观质量合格率由95%提升至100%。