1、3 液体肥料液体肥料3.1 液体肥料的生产液体肥料的生产 3.1.1 概述概述 液体肥料也称流体肥料 ，简称液肥。可分为液体单一肥料液体单一肥料和液体复混肥料液体复混肥料。液体单一肥料液体单一肥料液体复混肥料液体复混肥料液体氮肥液体氮肥清液肥料清液肥料悬浮液肥料悬浮液肥料液体肥料液体肥料 3.1.2 液体肥料的特点液体肥料的特点 （1）优点）优点 1） 生产成本低。 2） 环境污染小。 3） 产品质量稳定。 4） 施用方法较多。 5） 容易添加其它制剂。 6） 肥效均匀。 7） 产品功能多。 8） 提高作物肥料利用效率。 9） 贮运、装卸、施用省时省力。 （2）缺点）缺点1）选择原料有局限性。
2、2）低温易结晶沉淀。3）贮存和运输费用高。4）运费高（按有效组分计）。5）悬浮液肥料易产生沉降和离析。6）要求特定的运输、堆放场所和系统。3.1.3 主要原料及生产主要原料及生产 清液肥料原料：清液肥料原料：氨、尿素、氮溶液、氯化钾、湿法正磷酸、过磷酸、热法磷酸、微肥。生产清液肥料的原料生产清液肥料的原料基础液肥基础液肥即时液肥即时液肥含氮溶液、氮磷液肥含氮溶液、氮磷液肥 磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸一铵、磷酸二铵、 钾肥、微肥、氮肥钾肥、微肥、氮肥悬浮肥料原料：悬浮肥料原料：生产悬浮肥料的原料生产悬浮肥料的原料液态原料液态原料固态原料固态原料磷酸、液氨、氨水、磷铵磷酸、液氨、氨水、磷铵料浆、液态
3、农药料浆、液态农药 磷酸铵、尿素、硫酸铵、硝磷酸铵、尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵、重过磷酸铵、碳酸氢铵、重过磷酸钙、氯化钾、硫酸钾、酸钙、氯化钾、硫酸钾、微量元素、悬浮剂。微量元素、悬浮剂。硫酸钾尿素氯化钾磷酸铵 （1）氮溶液的生产）氮溶液的生产 氮溶液的生产方法有间歇法间歇法和连续法连续法两种。尿素溶液尿素溶液硝铵溶液硝铵溶液脱脱 盐盐 水水混合混合第一水冷却第一水冷却第二水冷却第二水冷却中间中间成品成品成品成品冷却冷却 硝硝 酸酸 间歇式生产含氮溶液的工艺流程框间歇式生产含氮溶液的工艺流程框 TVA连续生产尿素硝酸铵溶液装置 （2）聚磷酸铵溶液的生产）聚磷酸铵溶液的生产 聚磷酸铵溶液的生
4、产方法有热法磷酸生产、热法磷酸生产、聚磷酸生产、磷酸脲法生产聚磷酸生产、磷酸脲法生产。 TVA管式反应器生产聚磷酸铵溶液氨气流程图 TVA管式反应器生产聚磷酸铵溶液液氨流程图 3.2 清液复混肥料生产清液复混肥料生产 清液复混肥料的基本原料是尿素或尿素清液复混肥料的基本原料是尿素或尿素硝酸铵（硝酸铵（UAN）溶液、正磷酸铵或聚磷）溶液、正磷酸铵或聚磷酸铵和全溶性氯化钾。酸铵和全溶性氯化钾。 清液复混肥料的一个重要特性是出现结清液复混肥料的一个重要特性是出现结晶的温度，一般称作晶的温度，一般称作“盐析点盐析点”。 3.2.1配方的设计配方的设计 （1）清液肥料配方计算）清液肥料配方计算 假设农业
5、生产部门根据当地的土壤、作物及气候条件等实际情况，经过测土配方推荐某种作物施肥量为：N 217.5 kg/h、P2O5 251.25 kg/h 、K2O 168.75 kg/h 。以氨水、尿素-硝酸铵溶液、聚磷酸铵（15-62-0）和氯化钾为原料，计算配制该种清液肥料的品位及各种原料用量。1）清液肥料的总养分量： 217.5+251.28+168.75=637.5 kg2）总养分中各养分的含量（质量分数，%）： N 217.5/637.5100%=34.12% P2O5 251.25/637.5100%=39.41% K2O 168.75/637.5100%=26.47% 3）确定0不发生盐析
6、液体肥的总养分：24% 4）清液肥料品位的计算： N 24%0.3412=8.19% P2O5 24%0.3941=9.46% K2O 24%0.2647=6.35%由此得出清液肥料的品位为：8.19-9.46-6.35 1）聚磷酸铵用量：）聚磷酸铵用量： 10000.0946/0.62=152.6kg 2）氯化钾用量（以）氯化钾用量（以 K2O 含量含量 60% 为例）：为例）： 10000.0635/0.60=105.8kg 计算基准：8.19-9.46-6.35品位的清液肥料1t。 3）氮用量。 由15-62-0提供 N 量：152.60.15=22.89kg 清液肥料中以氨水提供 N，
7、按 N 计，则 20%氨水用量：（10000.0946 22.89）/0.2=43.22kg 尿素-硝酸铵溶液用量（32-0-0）：（10000.0819 22.8943.220.2）/0.32=157.39kg 4）用水量：）用水量：1000152.6105.843.22157.39=540.99kg （2）不同原料生产不同品位清液肥料）不同原料生产不同品位清液肥料的系列配方的系列配方 清液肥料的生产艺一般分为冷混冷混、热热混混和热混兼冷混热混兼冷混三种。绝大多数清液肥料以尿素-硝酸铵、氯化钾及聚磷酸铵等为主要原料。 （1）冷混法生产工艺）冷混法生产工艺项目项目指标指标项目项目指标指标磷酸铵
8、溶液中磷酸铵溶液中P2O5/%3437混合温度混合温度/2535磷酸铵溶液中磷酸铵溶液中N/%1011混合时间混合时间/min1520清液肥中转化率清液肥中转化率/%5570混合器装载系数混合器装载系数0.70.8钾肥中钾肥中K2O%4660混合器生产能力混合器生产能力/(t/h) 20钾肥粒度钾肥粒度mm2.5冷混清液复合肥料生产工艺指标冷混清液复合肥料生产工艺指标化合物化合物8-24-0 （含正磷酸铵）（含正磷酸铵）10-34-0 （含聚磷酸铵）（含聚磷酸铵）11-37-0 （含聚磷酸铵）（含聚磷酸铵）Cu0.030.550.7CuSO45H2O0.131.131.5Fe2(SO4)39H
9、2O0.080.801.0MnO0.020.150.2ZnO0.052.253.0ZnSO4H2O0.051.503.0Na2B4O710H2O0.90.9Na2MoO42H2O0.50.5部分微量元素化合物在基础液肥中的溶解度部分微量元素化合物在基础液肥中的溶解度/% 冷混清液复合肥料生产流程冷混清液复合肥料生产流程 容器容器泵泵泵泵转子流量计混合器混合器料仓料仓计量器计量器混合器混合器运输带运输带转子流量计转子流量计 （2）热混法生产工艺）热混法生产工艺热法磷酸生产聚磷酸铵清液复混肥料热法磷酸生产聚磷酸铵清液复混肥料 项目项目指标指标项目项目指标指标含量含量/%水水1520热法磷酸中热法磷
10、酸中53中和溶液中和溶液5060中和溶液中中和溶液中12.513.0尿素和氯化钾溶解过程尿素和氯化钾溶解过程2050氨水浓度氨水浓度/%20.5NH3:H3PO4（物质的量比）（物质的量比）1.87.9温度温度/反应器中溶液的反应器中溶液的pH值值6.57.5热法磷酸热法磷酸20溶解时间溶解时间/min2030热法磷酸生产聚磷酸铵清液复混肥料的工艺指标热法磷酸生产聚磷酸铵清液复混肥料的工艺指标清液复合肥料的生产流程清液复合肥料的生产流程 离心泵离心泵铁路槽车铁路槽车磷酸贮槽磷酸贮槽真空泵真空泵高位槽高位槽转子流量计转子流量计料仓料仓磷酸中和器磷酸中和器盐溶解槽盐溶解槽最终混合槽最终混合槽清液复
11、混肥料贮槽清液复混肥料贮槽混合槽混合槽离心泵离心泵聚磷酸生产聚磷酸铵清液复混肥料聚磷酸生产聚磷酸铵清液复混肥料 项 目指 标项 目指 标聚磷酸的P2O5含量/%72停留时间/min1520温度/中和反应器内5060聚磷酸4065混合器内2050中和反应器内溶液6080清液复混肥料组成的控制指标1.87.9混合器内的溶液4060密度/（t/m3）6.57.5冷却器后的清液复混肥料2535pH值2030用聚磷酸生产聚磷酸铵清液复混肥料的工艺指标用聚磷酸生产聚磷酸铵清液复混肥料的工艺指标 湿法和热法聚磷酸生产清液复混肥料的工艺流程湿法和热法聚磷酸生产清液复混肥料的工艺流程 反应混合器反应混合器冷却蛇
12、管冷却蛇管pH计计混合器混合器泵泵泵泵喷淋式冷却器喷淋式冷却器高位槽高位槽黏土悬浮液制备槽黏土悬浮液制备槽管式反应器生产聚磷酸铵清液复混肥料管式反应器生产聚磷酸铵清液复混肥料 管式反应器生产聚磷酸铵清液复混肥料是以过磷酸与氨为原料，过磷酸可用湿法磷酸（54 P2O5）经常压或真空浓缩而得。通常过磷酸含6870P2O5，其中2035以聚磷酸存在。 混合槽、冷却器和洗涤器为一整体的管式反应器装置混合槽、冷却器和洗涤器为一整体的管式反应器装置 有分开的混合槽和蒸发型冷却器的管式反应器装置有分开的混合槽和蒸发型冷却器的管式反应器装置 冷却器冷却器分布器分布器一段蒸发器一段蒸发器氨蒸发器氨蒸发器氨入氨入
13、口口 过磷过磷酸酸无水无水氨氨成成 品品管式反应器管式反应器再循环再循环（3）热混兼冷混法生产工艺）热混兼冷混法生产工艺 同冷混装置生产相比，除多了一个冷却器装置之外，其余装置基本相同。 生产工艺条件与冷混法相同 。这种生产方式多采用正磷酸和聚磷酸铵基础液肥中一半进行氨化，可防止磷酸中杂质的沉淀。 悬浮液肥是指肥料的一部分养分在悬浮剂的作用下呈固体微粒状存在于液体中的流体肥料。 生产悬浮液肥料的主要原料：包括固体原料固体原料和液体原料液体原料。 固体原料：固体原料：大量营养元素化肥原料，还包括微量元素原料、悬浮剂、农药、含杂质的一些废弃物如含磷废渣、炼铝工业废弃磷酸。 液体原料液体原料：磷酸、
14、液氨、氨水、氮溶液、磷酸一铵、磷酸二铵、聚磷酸铵（10-34-0，10-38-0，11-55-0）和液态农药。 悬浮剂是制成悬浮液肥料不可缺少的辅助原料，主要是粘土类物质。 其功能是使悬浮液呈凝胶状，具有较高粘度，在悬浮液中经过剪切搅拌作用，使不溶解的微小颗粒物质在悬浮液相中保持悬浮状态，避免沉降分层。 常用的悬浮剂有硅镁土、海泡石、钠基膨润土、斑脱土（主要由蒙脱石、微晶高岭石组成）、黄原胶（黄单胞菌多糖）等 悬浮液的液固比在t20下贮存后，悬浮部分粘土的体积/%温度/固液比1：10的悬浮液贮存后，悬浮部分粘土占总体积百分数/%1个月后2个月后1个月后2个月后1：1076752076751：1
15、272715089881：15595890100100粘土悬浮液浓度制备温度对其贮存稳定性的影响粘土悬浮液浓度制备温度对其贮存稳定性的影响 搅拌时间搅拌时间/h粘土悬浮部分体积粘土悬浮部分体积/%贮存半个月后贮存半个月后贮存贮存1个月后个月后3969369797249998制备粘土悬浮液的搅拌时间对其贮存稳定性的影响制备粘土悬浮液的搅拌时间对其贮存稳定性的影响（t20，固液比，固液比1：10） 悬 浮 液白土含量质量/%（W）凝胶强度/（gcm）28时粘度/103Pas倾倒性/%（）最终品级起始品级硅镁土27.1-0-031-0-0UAN1.53.825010010.5-33.3-0 12-3
16、8-0APP1.50.825010011.4-33.3-0 13-38-0AOP1.56.8750100海泡土27.1-0-031-0-0UAN1.52.320010010.5-33.3-0 12-38-0APP1.50.425010011.4-33.3-0 13-38-0AOP1.54.5550100钠基膨润土27.1-0-031-0-0UAN1.511.041010010.5-33.3-0 12-38-0APP1.512.090010011.4-33.3-0 13-38-0AOP1.58.7750100几种白土悬浮剂的性质比较几种白土悬浮剂的性质比较 假设以聚磷酸铵（10-34-0）、尿素
17、-硝铵溶液（32-0-0）及氯化钾（0-0-62）为原料，生产6-18-18的悬浮液肥料，求各原料用量（以1t为例）。 品位为6-18-18的1t悬浮液肥料含有 N 60kg、P2O5 180kg 和 K2O 180kg，聚磷酸铵提供 N 和 P2O5，尿素-硝铵溶液提供 N ，氯化钾提供 K2O 。因此，首先计算聚磷酸铵的需要量。 聚磷酸铵（10-34-0）的需要量=180/0.34=529.41kg 由聚磷酸铵（10-34-0）提供的N量=529.4110%=52.94kg 由尿素-硝铵溶液（32-0-0）提供的N量=60-52.94=7.06kg 提供7.06kg N 需要尿素-硝铵溶液
18、（32-0-0）=7.06/0.32=22.06kg 氯化钾（0-0-62）的用量=180/0.62=290.32kg 1t 6-18-18的悬浮液肥料需要的水量=1000-529.41-22.06-290.32-20=138.21kg 通常悬浮液肥料需要配用1%2%的悬浮剂（如活性白土、海泡石等），现在以1t悬浮液肥料加20kg活性白土作为悬浮剂。 生产悬浮液复混肥料有冷混法冷混法、热混法热混法以及连续氨化工艺连续氨化工艺等 。（1）热混法生产工艺）热混法生产工艺 用磷酸或聚磷酸与氨等作为原料生产悬浮液复混肥料时，在混合时会产生大量化学反应热，因此称热混生产。 项 目指 标项 目指 标温度/
19、原料组分和悬浮液的混合时间（min）30 氨化70悬浮液中粘土含量（%） 悬浮液制备90 斑脱土8 送往仓库的成品25 美国活性粘土13氨化时间/min30粘土与水的质量比（固液比）（1：8）（1：10）氨化溶液pH值6.0制备悬浮液时剧烈搅拌时间（h）36 热混法生产悬浮液复混肥料的工艺指标热混法生产悬浮液复混肥料的工艺指标 （2）冷混法生产工艺）冷混法生产工艺 将两种或多种基础肥料进行混配的过程中，不产生热量或产生的热量较少，称为冷混生产。 冷混法生产工艺冷混法生产工艺 悬浮液肥料生产用冷混装置 （3）三级连续氨化生产工艺）三级连续氨化生产工艺 第一级氨化是在104和 N/P2O5=0.2
20、3（质量比）的沸腾反应。一段氨化器的停留时间约30分钟，pH5，物料相对密度1.5。此时，由湿法磷酸（54%P2O5）带入的杂质在流体中容易以悬浮形态沉淀下来。 第二级氨化使 N/P2O5 质量比调节到0.30.33。流体在二段氨化器中高速率循环，并经泵送到冷却器迅速冷却。这样流体中生成的晶体很小，利于悬浮，其中一部分流体循环到二段氨化器，使其温度维持在8893，其余流体送入三段氨化器。 第三段氨化器加入的氨量较少，N/P2O5 质量比在0.350.365之间。此时，悬浮液中的全部结晶为磷酸二铵，因磷酸二铵的密度与结晶粒度均比磷酸一铵小。通过三段氨化器内的冷却蛇管保持温度为49。向三段氨化器中
21、加胶质粘土，使成品含有1.5粘土、13.5 N 和 38 P2O5。 三级连续氨化工艺三级连续氨化工艺 （4）冷混兼热混生产工艺）冷混兼热混生产工艺 在冷混生产悬浮液复混肥料时，先用粉状或粒状磷酸一铵与水及粘土配制成含12粘土的10-30-0悬浮液。然后按照配方将氮溶液、粘土和钾盐分别计量后加入混合罐内，开动混合罐的搅拌器及循环泵促使物料混合均匀。 冷混兼热混生产悬浮液复混肥料装置冷混兼热混生产悬浮液复混肥料装置 冷却器冷却器计量秤计量秤空气分布器空气分布器（5）间歇氨化生产工艺）间歇氨化生产工艺 间歇氨化工艺是用 54 P2O5磷酸在混合槽中进行氨化，使 N/P2O5 质量比为0.331，经过不断的搅拌混匀后泵送到冷却器冷却。
