復(fù)混肥以其適應(yīng)性強(qiáng)、配方靈活、肥效明顯和施用方便，越來(lái)越受到用戶的歡迎，市場(chǎng)廣闊。20世紀(jì)80年代我國(guó)開(kāi)始普及復(fù)混肥生產(chǎn)，至今已成為肥料生產(chǎn)的重要力量，形成了多種具有特色的專用肥料，裝置規(guī)模也從初期的10～20 kt/a逐漸擴(kuò)大至100 kt/a或更大，詢問(wèn)建設(shè)更大規(guī)模的廠商近年來(lái)也明顯增多。應(yīng)東北某廠要求，我廠于1999年承擔(dān)了該廠一期建設(shè)300 kt/a、總規(guī)模年產(chǎn)百萬(wàn)噸裝置的主體設(shè)計(jì)，現(xiàn)已投產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
    因低濃度磁化肥的價(jià)格易被當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶接受，初始委托我們?cè)O(shè)計(jì)的裝置按生產(chǎn)磁化肥考慮，其原料磷素采用過(guò)磷酸鈣或重過(guò)磷酸鈣，氮素采用尿素為主，鉀素為氯化鉀。因此設(shè)計(jì)內(nèi)容包括從粉煤灰加工（該廠自有煤渣）、過(guò)磷酸鈣、重過(guò)磷酸鈣預(yù)處理，原料破碎與計(jì)量，造粒、干燥、篩分、大塊料破碎至成品包裝、運(yùn)輸全套設(shè)計(jì)，采用DCS控制。隨著用戶及資金變化，工程后期將主產(chǎn)品改為N-P?,Os～K20總量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）為45%的高濃度復(fù)混肥料。
    從整個(gè)工程的設(shè)計(jì)、施工、開(kāi)車情況看，在國(guó)內(nèi)建設(shè)單線生產(chǎn)能力為300～400 kt/a的NPK混肥裝置不僅完全可能，而且很有必要。300 kt/a復(fù)混肥裝置流程見(jiàn)圖1示意，現(xiàn)將設(shè)計(jì)及運(yùn)行情況總結(jié)如下。
1、工藝流程、設(shè)備布置及主要設(shè)備
1.1磁化肥流程
    1、原料預(yù)處理
    過(guò)磷酸鈣（或重過(guò)磷酸鈣）氮化后，經(jīng)破碎、干燥、氨化制成水含量為3%～6%的磷素原料，由帶式輸送機(jī)送往主裝置。
    煤渣烘干后將水含量由30%降為6%～10%，經(jīng)兩級(jí)粗碎后進(jìn)入粉磨機(jī)，獲得粉煤灰（粒度<0.104 mm的占80%）供生產(chǎn)磁化肥作磁載體。
    其他原料如尿素、氯化鉀等與其他復(fù)混肥流程一樣，經(jīng)破碎后備用。
2、原料計(jì)量
  原料計(jì)量按電子秤配制系統(tǒng)與體積計(jì)量備用方式進(jìn)行，以保證生產(chǎn)連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。
3、主流程
    采用轉(zhuǎn)鼓蒸汽造粒，回轉(zhuǎn)窯干燥、冷卻，振網(wǎng)篩篩分、錘式破碎機(jī)破碎，成品磁化后包裝、入庫(kù)。

1.2高濃度復(fù)混肥流程
    在磁化肥流程的基礎(chǔ)上，增加一套尿素熔融、溶液噴漿系統(tǒng)，取消過(guò)磷酸鈣和粉煤灰系統(tǒng)，停開(kāi)過(guò)磷酸鈣預(yù)處理工序，其余部分基本不變。
1.3設(shè)備布置
    我們根據(jù)就地加工與集中加工相結(jié)合的原則，需專門加工的如過(guò)磷酸鈣、煤渣在卸車點(diǎn)就地分區(qū)加工后集中使用，集中加工區(qū)按作業(yè)特點(diǎn)、環(huán)境特點(diǎn)再予以分區(qū)。根據(jù)復(fù)混肥的原料多、勞動(dòng)力密集，車輛、人流作業(yè)頻繁，粉塵相對(duì)較大，勞動(dòng)強(qiáng)度大等特點(diǎn)，獨(dú)立設(shè)區(qū)；而造粒、干燥、冷卻、篩分、破碎、返料等制成品區(qū)域，將包裝庫(kù)房與轉(zhuǎn)運(yùn)線聯(lián)合布置。不僅走向合理、順暢、區(qū)域功能明顯，環(huán)境也較好，避免了相互交叉。安裝、操作檢修按各自區(qū)域功能特點(diǎn)，都留有充分余地。
    造粒機(jī)布置在+11.00 m平面上，其出口直接與干燥機(jī)相連，沸騰床熱風(fēng)爐通過(guò)煙氣管道與干燥機(jī)相連，中間未設(shè)噴射風(fēng)機(jī)或熱風(fēng)機(jī)，干燥機(jī)出料口設(shè)置帶式輸送機(jī)，供監(jiān)測(cè)物料粒度、溫度等。造粒、干燥、冷卻、篩分工序按一直線布置，順暢、明快。除塵器，風(fēng)機(jī)、煙囪依次布置在室外，只要操作時(shí)稍加注意，也可做到比較協(xié)調(diào)、合理。
1.4主要設(shè)備規(guī)格
    主要設(shè)備按300 kt/a磁化肥選型、設(shè)計(jì)，并考慮今后可改為生產(chǎn)300 kt/a NPK高濃度復(fù)混肥。根據(jù)原料特性，考慮到過(guò)磷酸鈣雖經(jīng)氨化、調(diào)理，但在大裝置中原料混合后的均勻性仍將出現(xiàn)偏差，它在與尿素配伍加工中將有水合物產(chǎn)生，以及操作條件波動(dòng)等都對(duì)主要設(shè)備，尤其是成品干燥機(jī)會(huì)有較大的影響，因此我們進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)。主要設(shè)備規(guī)格如下：
    過(guò)磷酸鈣干燥機(jī)    +4.0 m×16 m
    造粒機(jī)    +3.6 m×10 m
    成品干燥機(jī)    +5.0 m×39 m
    成品冷卻機(jī)    Ø 6 m×20 m
    成品包裹機(jī)    Ø4 m×10 m
    過(guò)磷酸鈣沸騰床熱風(fēng)爐    1.67×l06kJ/1i
    成品沸騰床熱風(fēng)爐    1. 67×l06 kJ／h
    組式旋風(fēng)除塵器
    過(guò)磷酸鈣用    2- Ø 400 mm
    過(guò)磷酸鈣成品用    4- Ø 400 mm
    過(guò)磷酸鈣冷卻用    2-Ø200 mm
    過(guò)磷酸鈣破碎機(jī)各1臺(tái)    4WLPA - 100
    4WLPA - 30
    成品大塊破碎機(jī)1臺(tái)    4WLPA - 30
    振網(wǎng)篩（2臺(tái)、雙層）    1.8 mm×6m
1.5流程特點(diǎn)
    固體原料經(jīng)人工倒包，斗式提升機(jī)提升或直接入斗，或經(jīng)破碎后落入斗內(nèi)，沒(méi)有二次轉(zhuǎn)運(yùn)，機(jī)械化程度較高。
    本裝置的規(guī)模在國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)，整套設(shè)備制作安裝頗為順利，為工程設(shè)計(jì)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。開(kāi)車中除干燥窯齒輪、軸承發(fā)生機(jī)械故障經(jīng)修理恢復(fù)正常外，其余均運(yùn)行正常。運(yùn)行結(jié)果如下：過(guò)磷酸鈣干燥后，含水0.8%～1.5%、顆粒強(qiáng)度12～18 N；造粒機(jī)出口的成粒率為31%～40%，干燥機(jī)出口的成粒率為30%～60%；成品破碎機(jī)出口料粒度<1 mm的占40%～50%（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）；返料比為1：(1.5～2)。
2、設(shè)計(jì)要點(diǎn)
    因本裝置規(guī)模較大，設(shè)計(jì)中除應(yīng)考慮復(fù)混肥裝置的共性問(wèn)題外，其要點(diǎn)如下。
2.1成品干燥機(jī)
    回轉(zhuǎn)干燥機(jī)的功率一般參照GB/TZ 0566 - 94進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果往往偏于保守。這不僅在大型設(shè)備中如此，在中小型設(shè)備中也是這樣，尤其在復(fù)混肥裝置中更顯偏大。其原因在于復(fù)混肥生產(chǎn)中因返料倍數(shù)一般不高（1～2倍），遠(yuǎn)低于磷銨生產(chǎn)。造粒后出口料中的水含量在生產(chǎn)低濃度復(fù)混肥時(shí)較高，且會(huì)有水合物產(chǎn)生，因此在相同干燥強(qiáng)度、相同生產(chǎn)能力的情況下，干燥機(jī)的填充系數(shù)比噴漿干燥機(jī)低，也較轉(zhuǎn)鼓法生產(chǎn)磷銨的干燥機(jī)低。除回轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)的結(jié)疤事故外，在配有合理振打強(qiáng)度情況下，筒壁結(jié)疤情況并不嚴(yán)重，故在選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí)可按計(jì)算值中取低值，甚至降低1—2檔確定電動(dòng)機(jī)功率。
    目前國(guó)內(nèi)的復(fù)混肥干燥窯齒輪潤(rùn)滑絕大多數(shù)采用油脂潤(rùn)滑，以圖簡(jiǎn)便。油脂潤(rùn)滑易造成人為因素缺油，損傷齒面，但不影響近期壽命，一般也能滿足使用要求。采用機(jī)油潤(rùn)滑，對(duì)齒面保護(hù)無(wú)疑是有益的，但油槽、罩等處易漏油、滲油，不甚雅觀。我們認(rèn)為大型回轉(zhuǎn)干燥機(jī)還是采用機(jī)油潤(rùn)滑為好。
    其他如物料停留時(shí)間、內(nèi)部抄板排列組合、二次造粒，甚至料箱、進(jìn)料溜子等，在過(guò)磷酸鈣一尿素型的復(fù)混肥生產(chǎn)中其規(guī)格宜適當(dāng)放大。它對(duì)大型復(fù)混肥裝置形成新的設(shè)計(jì)焦點(diǎn)，不可忽視。
2.2造粒機(jī)
    復(fù)混肥裝置要求其適應(yīng)范圍廣，尤其對(duì)轉(zhuǎn)鼓造粒工藝而言，控制要求更高。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，造粒機(jī)不宜太小，轉(zhuǎn)速宜適中。本設(shè)計(jì)中我們選用Ø3.6mx10m的轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)，配以適當(dāng)?shù)膬?nèi)部構(gòu)件及特殊的擋板，可以滿足較高的使用要求。
2.3破碎機(jī)
    破碎機(jī)對(duì)復(fù)混肥生產(chǎn)至關(guān)重要，涉及開(kāi)車率高低、成品外觀、產(chǎn)量大小、清理強(qiáng)度等。縱觀大小復(fù)混肥裝置的破碎機(jī)都存在一些不足：鏈?zhǔn)狡扑闄C(jī)效率不高，且出料粒度不穩(wěn)定；刀片式破碎機(jī)的效率、生產(chǎn)能力、抗堵、抗?jié)窳闲阅芏即嬖诓蛔悖换\式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)低于其額定值，對(duì)大塊料的適應(yīng)性不強(qiáng)、粉塵大、能耗大；輥壓式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力及操作彈性均不理想。破碎機(jī)的選型是300 kt/a復(fù)混肥裝置設(shè)計(jì)中較為困難的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)采用4WLPA - 30型破碎機(jī)，其結(jié)構(gòu)為帶有旋轉(zhuǎn)刀片及錘頭的破碎機(jī)，開(kāi)始使用時(shí)效果并不理想，經(jīng)改進(jìn)后，情況雖有好轉(zhuǎn)，但仍不理想。
2.4熱風(fēng)爐
    設(shè)計(jì)采用沸騰床型的熱風(fēng)爐。因原設(shè)計(jì)條件為烘干過(guò)磷酸鈣一尿素型的磁化肥，后期改為烘干NPK高濃度復(fù)混肥料，兩者的熱負(fù)荷相差太大，始終在低負(fù)荷下運(yùn)行。盡管所選用的熱風(fēng)爐標(biāo)稱可在25%額定負(fù)荷下工作，但畢竟影響熱效率，易產(chǎn)生黑煙。較好的處理方法應(yīng)按這兩種肥料設(shè)置2臺(tái)不同規(guī)格的熱風(fēng)爐，以適應(yīng)不同需要。
2.5運(yùn)輸機(jī)械
    設(shè)計(jì)中斗式提升機(jī)、帶式輸送機(jī)的輸送能力都應(yīng)留有較大的富裕度，同時(shí)應(yīng)考慮低濃度磁化肥、高濃度NPK以及有機(jī)肥間的密度差異。在中小型裝置中常用規(guī)格的運(yùn)輸機(jī)械其輸送能力一般能滿足要求，但在大型裝置中因密度差異而產(chǎn)生的波動(dòng)直接影響生產(chǎn)能力，設(shè)計(jì)中不可忽視。
2.6篩分設(shè)備
    從我們使用過(guò)的各種篩子看，振網(wǎng)篩有其獨(dú)到之處，對(duì)大型裝置最好設(shè)置2臺(tái)一用一備。單臺(tái)篩子的篩分能力因篩分介質(zhì)不同，隨物料含水量、溫度、網(wǎng)孔大小、篩網(wǎng)類型和角度不同差異大。篩分設(shè)備制造廠大都無(wú)復(fù)混肥方面的使用經(jīng)驗(yàn)，故設(shè)計(jì)手冊(cè)、廠家產(chǎn)品樣本一般都不能提供可靠的數(shù)據(jù)供采用。我們根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)，對(duì)300 kt/a復(fù)混肥裝置的篩分設(shè)備，將篩寬擴(kuò)大至1.8 m，并調(diào)整篩面角度，取得了較好效果。實(shí)踐證明，只要措施得當(dāng)，完全可達(dá)到較理想的使用要求。
2.7干燥尾氣處理
    復(fù)混肥生產(chǎn)中，干燥尾氣處理的常用流程有兩種：一種是干濕結(jié)合流程，一級(jí)旋風(fēng)或一級(jí)沉降加一級(jí)濕法除塵（常用水膜除塵器）；另一種是干法流程，旋風(fēng)除塵器加一級(jí)沉降室。因建設(shè)地的冬季氣溫低達(dá)- 20～30℃，又缺水，采用濕法除塵有明顯弊端。要解決這些弊端需采取措施，使流程復(fù)雜化。最后確定采用干法除塵。經(jīng)與廠家磋商，同意采取兩級(jí)干法除塵。因裝置規(guī)模大，處理氣量大，沉降室方案不予考慮。第一版設(shè)計(jì)中采用組式旋風(fēng)除塵器加過(guò)濾式除塵器（非布袋式），以期達(dá)到除塵效率>98%。施工中因工期、資金等問(wèn)題，廠家擅自將二級(jí)除塵設(shè)備取消，使一級(jí)組式旋風(fēng)除塵器的運(yùn)行效果不理想，實(shí)際運(yùn)行情況偏離風(fēng)機(jī)特性曲線上設(shè)計(jì)確定的工作點(diǎn)甚遠(yuǎn)，工作不正常。后來(lái)改進(jìn)為兩級(jí)組式旋風(fēng)除塵器，由我們承擔(dān)設(shè)計(jì)，風(fēng)機(jī)在原基礎(chǔ)上作相應(yīng)修改、調(diào)整。改進(jìn)后干燥尾氣處理系統(tǒng)的除塵效率令人比較滿意。據(jù)我們所知，全國(guó)復(fù)混肥企業(yè)尚無(wú)如此大的組式旋風(fēng)除塵器。復(fù)混肥干燥尾氣處理系統(tǒng)要求在較高除塵效率的前提下，對(duì)防堵、防結(jié)露要求較高，我們的經(jīng)驗(yàn)是：組式旋風(fēng)除塵器中的旋風(fēng)個(gè)數(shù)不宜多，而宜少；直徑不宜太小，而應(yīng)適當(dāng)。當(dāng)然，最好是采用過(guò)濾式的，但因袋濾器中布袋的抗黏結(jié)性能欠佳而無(wú)法長(zhǎng)期使用。本裝置設(shè)計(jì)時(shí)我們采用的方法是較為獨(dú)特的，若不是因工期、資金原因未上，確是一種新的嘗試，有望突破。
3、存在問(wèn)題
    1、回轉(zhuǎn)干燥機(jī)因其設(shè)備龐大，不僅整體運(yùn)輸困難多，部件運(yùn)輸也有難度，大齒輪可分片，滾圈運(yùn)輸不方便，運(yùn)輸費(fèi)用也較高。此次運(yùn)輸跨越7省約2 000 km，沿途碰到的困難也不少。
    2、破碎機(jī)選型困難。目前單臺(tái)能達(dá)到抗堵、抗黏、易清理、彈性大、出料粒度細(xì)而穩(wěn)定的理想破碎機(jī)還不易選到，需專門設(shè)計(jì)、制造，并在型式上有待開(kāi)發(fā)適合復(fù)混肥行業(yè)用的新型破碎機(jī)。