CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ 1.1 Tổng quan về vât liệu sấy và công nghệ sản xuất 1.1 Giới liệu vật liệu sấy NPK là loại phân bón hỗn hợp chứa ít nhất 2 thành phần dinh dưỡng trong 3 thành N, P, K trở lên. Phân NPK có 2 loại đó là dạng phân trộn và phân phức hợp. Trong đó, phân trộn là loại phân trộn lẫn cỡ học các nguyên liệu ban đầu N,P,K,…Phân phức hợp là phân được điều chế dưới tác dụng hóa học của những nguyên liệu ban đầu. Tác dụng của phân NPK : − Giúp cây bổ sung chất dinh dưỡng: Với hàm lượng dinh dưỡng được chứa trong các sản phẩm phân bón NPK kết hợp với đạm, lân, kali bổ sung một cách toàn diện nhất để cây có thể sinh trưởng ổn định, khỏe mạnh để gia tăng năng suất.
− Kích thích ra lá, hoa, quả: Phân NPK cũng là giải pháp hàng đầu để giúp cho cây có thể xanh tốt cũng như sinh trưởng chiều cao. Đặc biệt, phân bón còn giúp kích thích ra hoa, lá, quả để phù hợp với nhu cầu của người dùng trong từng giai đoạn hiện nay. − Tăng sức đề kháng cho cây: Sử dụng phân NPK còn giúp cây gia tăng sức đề kháng để chống chọi được với thời tiết khắc nghiệt để giữ cho cây ổn định trong quá trình phát triển của cây. − Cải thiện độ phì nhiêu cho đất: Thành phần phân bón có chưa độ dinh dưỡng cao sẽ giúp đất được cải thiện độ phì nhiêu sau nhiều lần canh tác, điều này sẽ giúp bà con có thể dễ dàng trong việc canh tác.
Phân hỗn hợp được sản xuất theo 3 loại: 1) Phân bón hỗn hợp thường có dạng bột, là hỗn hợp cơ học của các phân đơn dạng bột. 2) Phân hỗn hợp dạng hạt là sản phẩm cơ học của các phân đơn dạng hạt, hoặc là sản phẩm hỗn hợp cơ học của các phân đơn dạng bột sau đó đem vê viên tạo hạt. 3) Phân hỗn hợp phức hợp, là dạng hạt thu được bằng cách hỗn hợp các phân đơn dạng bột cùng với việc đưa vào quá trình các chất phản ứng lỏng SVTH : Nguyễn Đình Dương - 20180677 5 Đồ án chuyên ngành GVHD : TS. Nguyễn Trung Dũng Phân NPK là loại phân bón hỗn hợp có các thành phần chính như : I.1 Supephotphat đơn − Supephotphat đơn là hỗn hợp của Ca(H2PO4)2 và thạch cao - CaSO4.
Công thức Ca(H2PO4)2.2CaSO4 − Supephotphat đơn hay còn lại supe lân, dạng bột màu xanh xám có vị chua, mùi hăng dễ hút ẩm. Chứa 14 – 20% P2O5, được sản xuất bằng cách cho bột quặng photphorit hoặc apatit tác dụng với axit sunfuric đặc : Ca3(PO4) + 2H2SO4 → CaSO4 + Ca(H2PO4)2 − Cây trồng chỉ đồng hóa được muối dễ tan Ca(H2PO4)2; còn CaSO4 không tan trong nước làm rắn đất. − Supe đơn tác dụng với một số muối: + Phản ứng với bazo: Ca(H2PO4)2+ Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + CaHPO4 + H2O + Hoặc tạo muối kiềm: Ca(H2PO4)2 + Fe(OH)3 → Fe(OH)3 PO4 + Ca(OH)2 + H2O − Các phản ứng này đều làm cho hàm lượng P2O5 bị thoái hóa. − Loại phân này chiếm 8% tổng lượng phân hoá học sản xuất hàng năm.
− Phân đạm SA có dạng tinh thể, mịn, màu trắng ngà hoặc xám xanh. Phân có mùi nước tiểu (mùi amôniac), vị mặn và hơi chua. Cho nên nhiều nơi gọi là phân muối diêm. − Đạm SA phản ứng thủy phân bởi nhiệt khi đốt nóng ở nhiệt độ 513oC xảy ra phản ứng: (NH4)2SO4 → NH3 + H2SO4 + Khi đốt nóng ở 218oC thì SA có dạng: (NH4)2SO4 → NH4HSO4 + NH3 SVTH : Nguyễn Đình Dương - 20180677 6 Đồ án chuyên ngành GVHD : TS.
Nguyễn Trung Dũng + Trong nước SA bị phân ly: (NH4)2SO4 → 2NH+4 + SO2− 4 I.3 Kali clorua − Có công thức hóa học là KCl − Là một chất hóa học không mùi và có tinh thể thủy tinh màu trắng hoặc không màu. Còn ở dạng chất rắn, nó tan trong nước và dung dịch của nó có vị giống muối ăn. − Tác dụng với muối : KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3 Các phương pháp sản xuất phân NPK chính bao gồm : − Phương pháp phối trộn tạo hạt + Ưu điểm : o Không yêu cầu quy mô và vốn đầu tư lớn. o Chất lượng ổn định hơn, bổ sung được các nguyên tố trung và vi lượng.
+ Nhược điểm : o Sản phẩm bị giới hạn về chủng loại, hàm lượng đạm, lân trong mỗi hạt bị hạn chế (N ≤ 20%, P2O5 ≤ 16%). − Phương pháp hóa học + Ưu điểm : o Sản phẩm chứa đủ chất dinh dưỡng theo tỉ lệ định trước, đảm bảo chất lượng cả về mặt lý hóa. + Nhược điểm : o Chi phí đầu tư lớn, vận hành phức tạp. o Yêu cầu sự chủ động về mặt nguyên liệu.2 Công nghệ sản xuất NPK theo phương pháp phối trộn Quy trình sản xuất phân NPK (theo sơ đồ khối):Công nghệ sản xuất phân NPK gồm nhiều công đoạn, chủ yếu bao gồm cả công đoạn vê viên tạo hạt (kiểu đĩa hoặc thùng quay).
Một số nhà máy chỉ sản xuất phân NPK dạng trộn thô (chỉ phối trộn rồi đóng bao). Các công đoạn chính trong công nghệ sản xuất NPK được chia SVTH : Nguyễn Đình Dương - 20180677 7 Đồ án chuyên ngành GVHD : TS. Nguyễn Trung Dũng thành 07 công đoạn chính bao gồm :Nghiền nguyên liệu, Phối trộn nguyên liệu, Vê viên tạo hạt, Sấy, Sàng, Làm nguội và đóng bao sản phẩm. Sơ đồ quy trình sản xuất NPK Nguyên liệu được vận chuyển và nạp vào máy nghiền.
Nguyên liệu sau nghiền được băng tải vận chuyển vào các bunke riêng biệt, được rót vào băng tải phối liệu, qua cân định lượng, qua gầu tải và vào máy phối trộn. Sau quá trình trộn, phối liệu sẽ theo băng tải đến thiết bị tạo hạt. Ở đây nguyên liệu được trộn đều, đồng thời phun nước dạng mù, tạo độ ẩm cho hỗn hợp phối liệu vê viên thành hạt NPK. Các hạt NPK trên đĩa (hoặc thùng vê viên) sẽ được gạt dần xuống băng tải để đưa bán thành phẩm NPK từ máy vê viên sang máy sấy thùng quay.
Tại máy sấy thùng quay, NPK sẽ được sấy khô từ độ ẩm 4 - 5 % xuống còn 0,5 - 1,5% nhằm tăng độ bền cơ học của hạt và tạo độ ẩm tối ưu cho hạt. Sau khi sấy xong, NPK được băng tải chuyển đến sàng rung phân loại theo cỡ hạt. Phần hạt có kích tước tiêu chuẩn 2 – 5 mm sẽ được đưa sang thiết bị làm nguội thùng quay, trở thành sản phẩm phân NPK. Phần hạt quá cỡ sẽ qua máy nghiền búa, qua băng tải SVTH : Nguyễn Đình Dương - 20180677 8 Đồ án chuyên ngành GVHD : TS.
Nguyễn Trung Dũng hồi lưu để trở lại quá trình vê viên tạo hạt. Phần hạt nhỏ hơn tiêu chuẩn sẽ rơi thẳng xuống băng tải thu hồi và cũng tuần hoàn lại như trên. Sau khi làm nguội, NPK đạt tiêu chuẩn sẽ theo băng tải vào si lô chứa, phía dưới si lô chứa tiến hành cân đong và đong gói phân NPK thành phẩm. Nghiền nguyên liệu Nguyên liệu ban đầu cho sản xuất NPK hầu hết tồn tại ở dạng hạt bao gồm các nguyên liệu chính sau: − Nguyên liệu chứa đạm (N): amon sunfat, ure, Di amon photphat, amon clorua,… − Nguyên liệu chứa lân (P): supe photphat đơn, phân lân nung chảy, DAP, MAP, photphorite,… − Nguyên liệu chứa kali: kali clorua, kali sunphat,… Mục đích của quá trình nghiền nguyên liệu nhằm đảm bảo yêu cầu kĩ thuật về độ mịn (< 2mm) tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vê viên tạo hạt đồng thời sản phẩm sau này có hình thức đẹp, tăng độ cứng vứng cũng như đảm bảo đồng đều các thành phần trong hạt phân và đảm bảo chất lượng phân.
Nguyên liệu được nghiền bằng máy nghiền búa, sau đó được băng tải vận chuyển nạp vào các phễu chứa liệu theo từng loại riêng biệt. Trong quá trình này có phát sinh bụi, bụi từ lúc cấp liệu vào máy nghiền, và phát sinh ở băng tải sau nghiền. Phối trộn nguyên liệu. Mục đích của quá trình này là trộn đều các nguyên liệu trước khi đưa sang công đoạn vê viên tạo hạt, nhằm đảm bảo tỉ lệ các thành phần dinh dưỡng trong hạt phân.
Các loại nguyên liệu tùy theo yêu cầu về tỉ lệ thành phần dinh dưỡng của sản phẩm mà chúng được trộn với tỉ lệ phối liệu khác nhau. Các loại nguyên liệu được dùng cân điện tử tự động hoặc cân thủ công để xác định khối lượng từng loại sau đó được đưa vào thùng trộn. Thùng trộn thường ở dạng thùng quay, đặt nghiêng, có mục đích là đảo trộn đều các nguyên liệu, đảm bảo nguyên liệu được trộn đều với nhau trước khi đưa sang công đoạn vê viên tạo hạt. Quá trình vận chuyển liệu trên băng tải sau SVTH : Nguyễn Đình Dương - 20180677 9 Đồ án chuyên ngành GVHD : TS.
Nguyễn Trung Dũng khi cân vào thùng trộn có phát sinh bụi. Tạo hạt, vê viên. Mục đích của quá trình này là tạo các hạt có kích thước mong muốn (2 - 5 mm), có thành phần dinh dưỡng và kích thước hạt đồng đều, có độ ẩm thích hợp (4,5 - 5%) để tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tiếp theo. Hỗn hợp nguyên liệu sau khi đã trộn đều được băng tải đưa xuống máy vê viên dạng đĩa quay hoặc thùng quay.
Thông thường đĩa viên được đặt nghiêng một góc khoảng 40 đến 50 độ so với phương ngang. Nước được đưa vào thiết bị này bằng phun nhằm tạo độ ẩm thích hợp cho nguyên liệu. Tại đây, nhờ lực ly tâm và trọng lực của các nguyên liệu, độ ẩm do nước đưa vào, các hạt NPK dần dần được hình thành. Quá trình tạo hạt được phân ra 3 giai đoạn chính: 1 - tạ o mầ m hạ t 2 - nâng kích thước hạt 3 - bọc tạo áo sản phẩm; Quá trình tạo mầm hạt sản phẩm được thực hiện trong khoảng 10 đến 15 phút, cho đến khi các hạt có kích thước đồng đều nhau (1,5 - 2,0 mm).
Kích thước và độ đồng nhất của mầm hạt là nhân tố quan trọng quyết định kích cỡ và độ đồng đều của sản phẩm cuối cùng. Các hạt nhỏ sau sàng được tuần hoàn lại cũng có khả năng tạo mầm, chính các hạt này giúp quá trình hình thành mầm nhanh hơn và nhiều hơn.