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专家观点|陈明良:高塔造粒三十年,中国复合肥主力工艺的进阶之路
2026-09-306


- 专家观点 -

陈明良


高塔造粒三十年,中国复合肥主力工艺的进阶之路


一、塔式造粒:从实验室到产业主力,中国走了三十年

高塔熔体造粒技术在中国落地,经历了漫长的探索。上海化工研究院从1996年联合企业开发熔体造粒技术起步,先后解决了专用喷头、料浆理化性质、造粒过程控制等一系列工程问题,其间也走过弯路——例如油冷造粒工艺经工程化验证存在难以克服的缺陷。2004年,熔体塔式造粒装置在山东开车一次成功,随后在国内掀起高塔复合肥建设高潮。为什么高塔工艺能成为氮肥企业调整产品结构、甚至成为非氮肥企业二次熔融再造粒的战略首选?因为熔体法无需干燥工序,节省投资与能耗,产品颗粒光滑圆润、不易结块,肥效更持久;而尿素熔点低、临界相对湿度低,团粒法生产高浓度尿基复肥在造粒干燥上困难重重,不带干燥系统的熔体法对尿基复肥具有天然吸引力。二十多年热度不减,高塔造粒以强大产能、快捷转产和稳定的产品含量,已成为我国复合肥生产的主力军。


二、设备选型优化的核心:让"料浆"始终处于最佳造粒状态

高塔工艺看似简单,实则影响因素众多:熔融温度、原料成分、料浆粘度与温度、熔液压力、喷嘴转速、冷风流速等相互交织,任一环节失配都会导致喷头堵塞、塔壁粘连、颗粒吸湿。整个设备优化的主线,就是让高粘度、含固体悬浮颗粒的复合料浆始终保持良好的流动性和稳定的喷洒状态。造粒机是全工艺的关键设备,我们开发的差动旋转造粒喷头,通过内外轴独立传动,将料液从喷孔均匀射出,有效防止固液相分层离析;进料方式从"喂食"变为"吸食",喷篮锥度、刮刀结构、叶片数量、转速配比逐一迭代,布料、刮料、搅拌能力成倍提升。混合制浆方面,利用尿素与钾盐、硝铵与磷铵的低共熔点特性降低料浆温度、增加液相量,混合槽从无盘管到内置盘管,搅拌从单一直桨升级为多层螺旋桨叶,并引入高转速剪切乳化设备,让返料颗粒均质化。造粒塔的投资占大头,塔径塔高必须与产能、物料特性匹配,我们通过工程实测发现颗粒降落集中在塔半径中段区域、有效通风量偏少的问题,推动新塔普遍加大塔径、大幅增加进风面积,改善颗粒与冷空气的热交换。


三、全链条精细化:从原料到环保,处处皆工程

高塔生产是系统工程,改进必须覆盖全链条。原料端,用吨包替代敞口拆包减少粉尘,封闭式螺旋、板式输送取代敞开皮带,前置永磁筒与振动筛杜绝硬质杂物进入熔融系统,集控变频自动配料保证养分比例稳定;尿素熔融由塔底快速熔融泵送改为塔顶熔融槽,硝酸铵浓缩由塔顶改为塔底浓缩泵送,兼顾安全与缩二脲控制。成品端,粉体流冷却器加滚筒冷却器组合,替代单一的滚筒和流化床冷却,能耗大幅下降、无粉尘排放、可靠性高;环保端,旋风加布袋除尘组合,实测塔顶尾气含尘量明显低于尿素装置,满足日益趋严的排放要求。同时,返料量从早期的高比例压降到很低水平,标准化作业、可视化中控与DCS控制让操作从"靠经验"走向"靠体系"。


四、发展趋势:安全约束、品类扩容与全自动化

展望未来,高塔工艺呈现三个清晰方向。一是安全约束重塑布局,随着国家对硝酸铵安全管理的强化,硝基复合肥装置将更多配套建设在硝酸铵生产企业周边,塔式硝基造粒必须严格遵循安全规范。二是品类全面扩容,高塔不仅能生产高氮产品,还可生产差异化新型肥料,甚至其他工艺难以生产的颗粒全水溶肥。三是自动化与无人化,农业用肥季节性要求装置具备临时大产量能力,而用工成本上升、重体力劳动人员难求,倒逼企业推进全自动化——高塔工艺流程相对集中,比团粒法更容易实现整条生产线的无人化运行,未来除了日常巡检维护,将实现没有操作工、没有造粒工的智能化工厂。高塔工艺三十年,我们始终相信:把每一个细节做扎实,工艺的生命力自然长久。




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