硝酸銨與碳酸鈣反應(yīng)造粒生產(chǎn)硝酸銨鈣，主要采用中和反應(yīng)結(jié)合造粒技術(shù)的工藝，其核心步驟包括反應(yīng)體系構(gòu)建、蒸發(fā)濃縮、造粒成型及后處理，具體如下：

一、反應(yīng)體系構(gòu)建

原料選擇

硝酸銨：作為氮源，通常以溶液形式參與反應(yīng)，濃度需控制在合理范圍(如質(zhì)量分數(shù)96%-99%)以確保反應(yīng)效率。

碳酸鈣：作為鈣源，需粉碎至特定粒度(如20-40目或更細)，以增大反應(yīng)接觸面積，促進中和反應(yīng)進行。

水：用于溶解硝酸銨并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系濃度。

中和反應(yīng)

反應(yīng)原理：硝酸銨溶液與碳酸鈣細粉混合，發(fā)生中和反應(yīng)生成硝酸鈣、氨氣、二氧化碳和水。反應(yīng)方程式可表示為：NH4NO3+CaCO3→Ca(NO3)2+NH3↑+CO2↑+H2O

實際工業(yè)中會控制條件使氨氣重新溶解，形成硝酸銨鈣溶液。

反應(yīng)條件：

溫度：通?？刂圃?75℃左右(二段蒸發(fā)壓力0.017 MPa)，以防止氨分解或爆炸。

攪拌速度：需均勻以確保反應(yīng)充分。

原料配比：根據(jù)化學(xué)計量比精確控制硝酸銨與碳酸鈣的比例，避免某一種原料過量或不足。

二、蒸發(fā)濃縮

目的：將中和反應(yīng)后的硝酸銨鈣溶液蒸發(fā)濃縮至一定濃度，以便后續(xù)造粒。

方法：采用二段蒸發(fā)或多效蒸發(fā)器進行濃縮。例如，先使用三效降膜蒸發(fā)器將溶液濃縮到一定濃度，再依次通過二效、一效和單效蒸發(fā)器進一步濃縮至所需密度(如質(zhì)量分數(shù)96%-99%)。

濃縮過程中需控制溫度和壓力，防止溶液分解或結(jié)垢。

三、造粒成型

塔式造粒

原理：將濃縮后的硝酸銨鈣熔融液噴淋至造粒塔頂，通過旋轉(zhuǎn)造粒器(錐形多孔噴頭)形成顆粒。

設(shè)備：造粒塔、旋轉(zhuǎn)造粒器、高位槽、泵等。

操作：熔融液通過噴頭噴淋成細滴，在塔內(nèi)自由落體過程中冷卻固化成顆粒。

特點：生產(chǎn)出的產(chǎn)品抗壓強度高且水溶快，中微量元素更易被作物吸收。

滾筒流化床造粒

原理：將硝酸銨鈣料漿噴涂在流化床內(nèi)的料簾上，通過逐層涂布形成球形顆粒。

設(shè)備：轉(zhuǎn)鼓流化床造粒機、料漿管、霧化空氣系統(tǒng)等。

操作：料漿經(jīng)霧化空氣霧化后噴涂在料簾上，顆粒在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)逐層長大并冷卻。

特點：顆粒球形度好，冷卻效果好，抗壓強度大，且設(shè)備小、顆粒大小可調(diào)、產(chǎn)品不含油。

四、后處理

干燥與冷卻

干燥：造粒后的顆粒需進行干燥處理以降低水分含量(如降至0.3%以下)。常用設(shè)備包括回轉(zhuǎn)干燥爐、流化床干燥器等。

冷卻：干燥后的顆粒需進行冷卻處理以防止結(jié)塊。常用設(shè)備包括流化冷卻器、振動冷卻機等。

篩分與打包

篩分：將冷卻后的顆粒進行篩分，分離出合格粒度(如1-4mm)的產(chǎn)品和細粉。細粉可返回混合槽重新造粒。

打包：將合格顆粒送敷粉筒內(nèi)進行涂層、敷粉(如使用石灰石粉作為防結(jié)塊劑)，然后進行打包、貯存。打包形式包括袋裝和散裝等。