极端环境下多孔硝酸铵颗粒形成机理推断及工艺参数优化

极端环境下多孔硝酸铵颗粒形成机理推断及工艺参数优化

何天天

（河南晋开化工投资控股集团有限责任公司，河南 开封475002）

［摘  要］结合硝酸铵多孔形成机理，从硝酸铵颗粒晶型转变等方面入手，探讨在多种极端环境条件下如何调整工艺参数，以生产出质量较好的多孔硝酸铵产品。

［关键词］ 多孔硝酸铵；极端环境；晶型转变；干燥转筒；流化床冷却器；工艺参数调整

［中图分类号］ TQ 441.12  ［文献标志码］ B  ［文章编号］1004-9932（2015）04-0054-03

多孔硝酸铵（松密度在0.76～0.86 g/cm³的硝酸铵）颗粒在夏季因高温、长时间运输、长期储存、潮湿等极端环境（雨季、雾、阴霾等空气相对湿度比较大的环境）下易出现大面积颗粒变为粉末、大面积假性结块、结块等不良现象；在冬季因低温、长时间运输、长期储存等极端环境下易出现大面积假性结块、结块等不良现象，为多孔硝酸铵的正常使用带来了极大的隐患。本文结合多孔硝酸铵颗粒低密度形成机理，从硝酸铵颗粒晶型转变等方面入手，研究在开封当地不同季节不同气候的前提下，如何调节工艺参数，以生产出令顾客满意的产品。

1         硝酸铵多孔形成的理论

1.1        硝酸铵常见晶型

硝酸铵常见晶型见表1。

    表1  硝酸铵常见晶型

 注：Ⅳ相被认为是在室温下最稳定的晶型^[1]。

1.2 硝酸铵相转变的物理参数

硝酸铵相转变的物理参数见表2。

    表2  硝酸铵相转变的物理参数

1.3吸湿速率

间隔等体积称取流化床冷却器进、出口的硝酸铵的质量，可计算多孔硝酸铵在一定时间内一定温度和湿度下的吸湿速率。吸湿速率=（出口的硝酸铵质量-进口的硝酸铵质量）/进口的硝酸铵质量×100%

1.4 添加剂

添加剂对于促进硝酸铵晶变往有益方向发展是有一定效果的，添加剂中的表面活性剂分子极性基团通过静电作用与硝酸铵分子中的离子结合，在一定程度上扰乱了原先硝酸铵分子中2种离子间的相互作用，使硝酸铵不易因温度的变化产生原先固有的晶变而阻止了硝酸铵的某些不利晶变。

2         常见的不合格颗粒形成机理推断

2009年2月我公司多孔硝酸铵装置开车以来，干燥转筒出口常见的不合格硝酸铵颗粒的分为（据成品分析指标——游离水分、酸碱度、松密度、吸油率、生产温度、产品性状等）以下3种。

2.1 珍珠状表面硝酸铵颗粒

珍珠状表面硝酸铵颗粒含水量＞1%，喷涂包裹剂后，长时间运输、储存会有大面积硝酸铵颗粒变为粉末，并出现假性结块、结块等异常现象。其形成机理推断：此种硝酸铵颗粒进入干燥转筒前的水分＞3%、添加剂含量（600～800）×10^-6；进入干燥转筒后，预干燥温度在80 ℃左右时，硝酸铵颗粒表面会转为Ⅱ型结晶，Ⅱ型结晶会在颗粒表面暂时形成隔水层，颗粒内部大量的水分不会向颗粒表面移动；在转筒中部当温度达到100 ℃时，颗粒内的水分形成的蒸汽压急剧升高挤压颗粒表面并形成珍珠状表面，颗粒体积增大；出流化床冷却器颗粒表面温度再次降低，至50 ℃左右时，晶型由Ⅱ⇌Ⅳ，直至温度达到32～38 ℃时，颗粒内部的水分向表面渗透，在运输、储存过程中致使珍珠状表面形成粉末，因表面不是绝对球体、包裹剂覆盖不全整个颗粒表面，当珍珠状表面消失使颗粒出现溃烂面后会加剧颗粒内部水分的扩散，直至形成粉末，而在冬季因室外温度过低，晶型由Ⅴ⇌Ⅳ，在粉末中形成四方晶系，并形成极难破碎的结块，这对多孔硝酸铵的使用造成极大的困难。

2.2 中密度硝酸铵颗粒

更多内容请见《中氮肥》2015年第4期