近年來，隨著國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，肥料用量不斷增加，然而我國肥料利用率卻普遍偏低。硝銨肥料因其含氮量高、養(yǎng)分全面、利用率高、肥效快等優(yōu)點得以廣泛應(yīng)用[1]。硝銨屬于有機(jī)化合物，在使用過程中易結(jié)塊，同時也是一種天然的包膜肥料，因此高塔硝基復(fù)合肥在使用過程中極易結(jié)塊，影響肥料的利用率和農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入[2]。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的硝銨肥料主要有復(fù)合肥和硝酸銨復(fù)合肥料兩種。復(fù)合肥又稱二元復(fù)合肥或三元復(fù)合肥，是由氮、磷、鉀三種主要元素組成的具有不同比例的三元復(fù)合肥；而硝酸銨復(fù)合肥則是以硝酸或銨態(tài)氮肥為主要原料，經(jīng)過一次造粒后，再次造粒而成。高塔硝基復(fù)合肥是硝銨復(fù)合肥的一種，其生產(chǎn)工藝涵蓋混合、造粒、篩分、包裝等工序。在高塔硝基復(fù)合肥生產(chǎn)過程中，混合和造粒工序過程中發(fā)生的物料流動和物料分布不均勻所引發(fā)的結(jié)塊是影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素之—[3]

1生產(chǎn)過程中影響結(jié)塊的因素分析

形成一層水膜。水膜在熱和機(jī)械力的作用下易被破壞，致使顆粒表層粉料松散，導(dǎo)致顆粒相互粘連而結(jié)塊。當(dāng)含水率過低時，顆粒間的水分子數(shù)量減少，增大了顆粒間的摩擦系數(shù)，從而使得顆粒間更容易粘結(jié)在一起。

為了使高塔硝基復(fù)合肥保持良好的外觀和貯存性能，在生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制原料水分。實際生產(chǎn)中，為保證高塔硝基復(fù)合肥產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，原料水分一般控制在 10% 左右。當(dāng)原料水分超標(biāo)時，可通過增加干燥塔冷卻段空氣流量、延長干燥塔冷卻段長度、提高物料進(jìn)人烘干塔溫度等方式，將物料水分降至產(chǎn)品指標(biāo)要求。

1.2 物料配比不合理

在高塔硝基復(fù)合肥生產(chǎn)中，需精準(zhǔn)配比原料，以滿足后續(xù)設(shè)備的要求。原料混合時，如果物料的水分含量過高，易造成物料粘結(jié)，無法成球。而物料的水分含量過低時，則易造成粉料在造粒過程中產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象。若物料配比不合理，會顯著降低生產(chǎn)效率。為此，生產(chǎn)時應(yīng)依據(jù)原料特性和產(chǎn)品特點，動態(tài)調(diào)整物料配比。

1.1 原料水分高

用于生產(chǎn)高塔硝基復(fù)合肥的原料中水分含量較高，隨著含水率上升，原料中的水分在顆粒表面

1.3 機(jī)械設(shè)備不匹配

在高塔硝基復(fù)合肥的生產(chǎn)過程中，振動篩的篩分能力有限，不能完全篩分出所需的細(xì)料。此外，篩分機(jī)還存在密封不嚴(yán)、易堵塞等問題，這都會對高塔的正常生產(chǎn)造成一定影響。如果振動篩的篩孔尺寸過小，且篩孔與顆粒的大小不匹配，會使顆粒中的粗料進(jìn)入篩孔形成堵塞，導(dǎo)致高塔內(nèi)結(jié)塊；如果篩孔尺寸過大，則會導(dǎo)致篩上物料堆積過多，出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

因此在使用振動篩時要根據(jù)高塔硝基復(fù)合肥生產(chǎn)實際情況選擇合適尺寸的振動篩。烘干塔風(fēng)機(jī)葉輪與風(fēng)道結(jié)合處易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。一方面是由于風(fēng)機(jī)葉輪與風(fēng)道結(jié)合處設(shè)計不合理，運行中易發(fā)生堵塞，另一方面是由于風(fēng)機(jī)葉輪與風(fēng)道結(jié)合處未采用有效的密封措施。發(fā)生堵塞后，高塔硝基復(fù)合肥在烘干塔內(nèi)結(jié)塊。

2 結(jié)塊預(yù)防措施

2.1采用先進(jìn)的造粒設(shè)備

采用先進(jìn)的造粒設(shè)備，提升顆粒流動性。隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展，新型造粒設(shè)備不斷問世。新型造粒設(shè)備能大幅減少顆粒結(jié)塊，減少包裝、運輸和儲存時出現(xiàn)的破損、散堆等問題。因此，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身實際情況，選擇適合自身的造粒設(shè)備，并通過實驗摸索合適的生產(chǎn)工藝參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2加強原料成分控制

嚴(yán)格把控原料成分，合理設(shè)定生產(chǎn)工藝參數(shù)，盡量減少原料水分含量。控制原料水分是防止高塔顆粒硝基復(fù)合肥結(jié)塊最基本最有效的措施。實踐證明，控制好原料水分可有效地防止顆粒結(jié)塊。企業(yè)在進(jìn)行高塔造粒工藝設(shè)計時，盡量降低顆粒水分。同時在高塔造粒過程中嚴(yán)格控制好造粒溫度、造粒速度和造粒機(jī)篩分率等生產(chǎn)工藝參數(shù)[4]

2.3優(yōu)化高塔硝基復(fù)合肥造粒工藝

優(yōu)化高塔硝基復(fù)合肥造粒工藝，合理調(diào)控造粒溫度、造粒速度和造粒機(jī)篩分率。目前國內(nèi)高塔硝基復(fù)合肥生產(chǎn)多采用噴漿法生產(chǎn)工藝，這種生產(chǎn)工藝在一定程度上可以防正顆粒結(jié)塊。但存在諸多問題，在生產(chǎn)過程中要用大量水沖刷噴漿管及噴嘴，致使大量水分混入漿體；由于水流動性較差，易黏附在噴嘴、噴嘴周邊及管道壁上；由于噴漿管堵塞及噴嘴堵塞等原因造成噴漿管及噴嘴周邊壓力過大，導(dǎo)致粉塵飛揚、結(jié)塊。因此為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，可通過增加一臺立式噴槍使用噴嘴噴出流道裝置來解決上述問題。

2.4采用機(jī)械設(shè)備對高塔硝基復(fù)合肥造粒效果進(jìn)行檢測和分析

用測厚儀對高塔顆粒硝基復(fù)合肥造粒過程中的含水量進(jìn)行檢測；用激光測距儀對高塔硝基復(fù)合肥造粒過程中的高度進(jìn)行測量；采用天平測量高塔顆粒硝基復(fù)合肥顆粒的總質(zhì)量；用測厚儀測量高塔顆粒硝基復(fù)合肥顆粒的外表面積；用激光測距儀測量高塔顆粒硝基復(fù)合肥顆粒的直徑；用天平測量高塔顆粒硝基復(fù)合肥顆粒的高度；用激光測距儀測量高塔顆粒硝基復(fù)合肥顆粒的直徑。

從測得結(jié)果可知：當(dāng)造粒溫度為 313°C 時，造粒后的平均直徑為 0.72mm ;當(dāng)造粒溫度為 320^°C 時，造粒后的平均直徑為 0.64mm ;當(dāng)造粒溫度為 340^°C 時，造粒后的平均直徑為 0.61mm 。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)：造粒溫度越低，造粒后的平均直徑越大；造粒溫度越低，造粒后的平均直徑越小。因此，要降低高塔硝基復(fù)合肥在使用過程中的結(jié)塊率，應(yīng)盡量將其控制在合理范圍內(nèi)。

2.5 設(shè)計防結(jié)塊篩網(wǎng)

當(dāng)復(fù)合肥顆粒進(jìn)入篩網(wǎng)時，其表面會形成一層薄膜，這層薄膜具有很好的吸水性能。造粒機(jī)出口溫度越高，顆粒表面的薄膜就越厚，顆粒表面的水分越多，水分也就越容易擴(kuò)散到顆粒內(nèi)部。造粒機(jī)出口溫度由造粒工藝控制，而物料溫度控制則由篩網(wǎng)控制。由于物料溫度越高，顆粒表面的水化速度就越快，從而使顆粒表面形成一層很厚的水膜，該水膜在重力和慣性作用下迅速向外擴(kuò)散。在造粒過程中加入防結(jié)劑，防結(jié)劑與物料混合均勻后會形成一層薄膜，該薄膜同樣具有很好的吸水性能，從而阻止鹽類在顆粒表面擴(kuò)散。在加入防結(jié)劑后，可以減少物料中鹽類含量和造粒溫度。為增強防結(jié)劑的效果，可將防結(jié)塊篩網(wǎng)設(shè)計成圓筒形或橢圓筒形。防結(jié)塊篩網(wǎng)孔徑為 40～50mm 。如果采用圓孔篩網(wǎng)，其孔徑應(yīng)控制在 40～50mm 范圍內(nèi)；如果采用橢圓孔篩網(wǎng)時，其孔徑應(yīng)控制在 40～50mm 范圍內(nèi);如果采用特殊工藝的圓孔篩網(wǎng)時，其孔徑應(yīng)控制在50～60mm 范圍內(nèi)[5]

2.6改造后的防結(jié)塊篩網(wǎng)

2.6.1 篩網(wǎng)材質(zhì)

采用304不銹鋼制作，篩網(wǎng)直徑為 30mm ，孔徑為 10mm ，厚度為 3mm 。

2.6.2安裝方式

將篩網(wǎng)的兩個邊分別固定在下料溜子上，并用螺栓擰緊。篩網(wǎng)安裝后，先將原料經(jīng)過篩網(wǎng)均勻分布，然后造粒。

2.6.3改造后的篩網(wǎng)使用情況

經(jīng)試驗驗證，添加防結(jié)劑后的肥料顆粒表面結(jié)塊現(xiàn)象明顯減少。造粒溫度從 100^qC 降低到 以下，同時造粒機(jī)的造粒壓力和功率也得到了降低。

2.6.4防結(jié)塊篩網(wǎng)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

（1）將復(fù)合肥造粒工序中的原料加到主料倉內(nèi)，經(jīng)造粒機(jī)造粒后直接進(jìn)入下道工序。采用此方法可有效降低造粒機(jī)溫度，使造粒時原料中的鹽類成分不能擴(kuò)散到顆粒內(nèi)部，從而防止結(jié)塊現(xiàn)象發(fā)生。（2）將肥料加入主料倉后，由于肥料顆粒表面已有一定的水化速度，故不會因顆粒表面溫度過高而造成結(jié)塊現(xiàn)象。（3）安裝防結(jié)塊篩網(wǎng)后，能有效減少結(jié)晶水的產(chǎn)生。

2.7 原料中加入防結(jié)塊添加劑

為解決高塔硝基復(fù)合肥結(jié)塊問題，可在造粒工序中加入防結(jié)塊添加劑，使顆粒表面的水化速度快于顆粒內(nèi)部，從而防止結(jié)塊的產(chǎn)生。在生產(chǎn)過程中，將防結(jié)劑與尿素混合均勻后，添加到高塔硝基復(fù)合肥原料中進(jìn)行造粒。經(jīng)過分析可知，防結(jié)劑在顆粒表面形成一層膜，使顆粒表面的水化速度高于顆粒內(nèi)部。此外，防結(jié)劑還可以吸附在顆粒表面，形成一層保護(hù)膜，使顆粒表面的水分子不易擴(kuò)散到顆粒內(nèi)部，從而達(dá)到防結(jié)作用。實驗數(shù)據(jù)表明，加入防結(jié)劑后，高塔硝基復(fù)合肥造粒后的粒度為 200～ 250μm ，結(jié)塊率為 0.45% ;若粒度為 100～150μm ，結(jié)塊率可降為 0.04% 。

3結(jié)語

高塔硝基復(fù)合肥結(jié)塊受原料雜質(zhì)含量、造粒機(jī)主電機(jī)和主泵轉(zhuǎn)速等因素影響。因此，在原料采購環(huán)節(jié)，應(yīng)選擇雜質(zhì)含量少、利于造粒的肥料產(chǎn)品。

造粒機(jī)溫度過高會導(dǎo)致造粒后顆粒表面的鹽類在顆粒內(nèi)部擴(kuò)散，從而產(chǎn)生結(jié)塊；造粒機(jī)壓力過大，也會導(dǎo)致顆粒表面的水化速度下降，產(chǎn)生結(jié)塊。因此，在高塔硝基復(fù)合肥生產(chǎn)過程中，應(yīng)合理控制造粒機(jī)壓力和溫度。同時，在生產(chǎn)過程中應(yīng)加強設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作，及時清理堵塞的物料，保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。如降低造粒機(jī)主電機(jī)和主泵轉(zhuǎn)速、降低造粒機(jī)溫度和壓力等。在實際生產(chǎn)過程中可采用間歇式生產(chǎn)工藝或一段式生產(chǎn)工藝來提高生產(chǎn)效率，減少設(shè)備維修時間。

參考文獻(xiàn)：

［1］金杰理，曹瀟.高塔硝基復(fù)合肥結(jié)塊原因分析及應(yīng)對措施[J].磷肥與復(fù)合肥，2021，36(6)：12-14.

[2］唱潤宏，肖占梅.復(fù)合肥結(jié)塊影響因素及防結(jié)塊措施[J].煤炭與化工，2020，43(3)：142-144.

［3］梁虎.肥料結(jié)塊原因與防結(jié)塊研究[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2020，223(7) :95-96.

［4］高偉.利用硝銨磷制備硝基復(fù)合肥防結(jié)塊探討[J].技術(shù)與市場，2019，26(6):194.

[5］林海能，盧鴻，陸星任.降低復(fù)混肥產(chǎn)品結(jié)塊程度的改善措施[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2019，360(12)：95-96.