由于國標對磷酸二銨成品水分含量的要求從w(H20)3%下降到2%，在現有的設備下，要控制水分含量達標成了一大難題，嚴重制約著裝置負荷的提高。不同的磷銨工藝熱利用率差別很大，就預中和工藝和管式反應器工藝來講，后者的熱利用率遠遠高于前者，所以為了降低成本，減少煤耗，在我國的化肥生產企業中，管式反應器工藝大有后來居上的趨勢。由于國內大多數裝置的管式反應器工藝都是在預中和工藝的基礎上加以改進的，對于生產DAP，預中和工藝和混合工藝仍占有優勢，因此，為了減少煤耗，最大限度降低磷銨的生產成本，就需提高烘干機的熱利用率。云南紅磷化工有限責任公司100 kt/a NPK或90 kt/a DAP裝置在通過一些技改后，目前不僅負荷得以較大的提高，而且產品水分合格率達到了100%，DAP生產成本在2002年的基礎上有了較大的下降。現結合本套裝置烘干系統的技改情況提出一些自己的看法，富通新能源生產銷售滾筒烘干機、氣流式烘干機等烘干烘干機械設備。
1、烘干理論
    烘干過程是熱風將熱能以對流的方式直接傳給與其接觸的濕物料，使濕物料中水分氣化，并將水蒸氣帶走的過程。當熱風爐所提供的高溫氣流與造粒機下來的濕物料接觸時，氣固兩相間所發生的熱、質同時傳遞。造粒機的物料到達烘干機頭部時，粒子的表面溫度低于熱風的溫度，熱風將熱量傳遞給粒子。同時熱風中的水氣分壓低于粒子表面的水氣分壓，粒子中的水被氣化并進入氣相，粒子內部的水分以液態或水氣的形式擴散至表面。因此，對流烘干是一熱、質反向傳遞的過程。
    造粒機來的物料所帶水分有結合水和非結合水2種，整個烘干過程可分為恒速烘干與降速烘干2個階段，每個階段的傳熱、傳質各有特點。物料中的非結合水無論其數量多少，所表現的性質均與液態純水相同，此時的氣一固接觸同大量空氣與大量水接觸一樣，經較短的接觸時間后，物料表面即達到空氣的濕球溫度，只要物料表面全部被非結合水所覆蓋，烘干速率為定值，物料表面溫度也維持在定值。因此，在此階段即使是在高溫下易于變質、破壞的物料仍然允許在恒速階段采用較高的烘干氣流溫度，以提高烘干速度和熱利用率。而在降速階段，物料溫度逐漸升高，故在烘干后期必須注意不使物料的溫度過高，應對降速階段的烘干條件嚴格加以控制，防止物料硬化、干裂、起皺等不良現象的發生。
2、提高烘干機熱利用率，降低磷銨成品水分的措施
2.1提高烘干機的熱效率
    烘干機的熱效率是用來衡量烘干過程熱量利用，率的指標，其值是烘干機內水分汽化所需熱量加上物料升溫耗熱與空氣在預熱器中所獲得的熱量的比值，如果烘干機內未補充加熱，烘干機熱損失也可忽略的情況下可用下面的公式計算熱效率：
    很顯然，要想提高熱效率就需提高烘干機進出口氣體溫度差，也就是從提高預熱溫度t，及降低廢氣出口溫度。人手，而降低廢氣出口溫度就應延長烘干時間或增加烘干機的填充率。若延長烘干時間則須增加設備容積，這樣做投資大，原則上是不可取的，因此，只有增加烘干機的填充率，使物料在烘干機內形成完整的料幕，能與熱空氣最大限度地接觸，提高熱利用率。烘干機內物料料幕形成的好壞主要由烘干機內物料量、烘干機抄板數、烘干機抄板結構、烘干機轉速決定，而烘干機物料的多少及烘干機轉速受設備容積及電機的影響。因此，我廠對烘干機抄板的數量及結構做了改進，首先增加部分抄板，其次對抄板的結構做如下改動，中間間隔1塊2折抄板，2邊的將2折抄板改為3折，使得烘干機內的物料可以在左右2面都產生料幕。目前在返料量、電機轉速不變的情況下，烘干機內形成的料幕相當好。同時過程中也必須注意尾氣溫度不能過低，以防達到尾氣的露點，堵塞管道，因此，應控制尾氣溫度比烘干機進口氣體的濕球溫度高20—50℃。
    同樣，提高烘干機進口氣體溫度也可以提高熱效率，但溫度過高會使物料逸出過多的氨，將增大烘干洗滌器中的n(N)/n(P)，給洗滌系統的運行帶來困難。設計時烘干機的進口氣體溫度在200℃以下，如果用預中和工藝生產DAP，在維持負荷不變的情況下，如此低的進口氣體溫度要使成品水分降到2%是不可能的。目前此套裝置所用工藝為單管式反應器工藝，進口氣體溫度控制在180～250℃之間就能使成品水分達到國標。但有時因酸質發生變化，導致烘干機進口氣體溫度可能超過250℃，由于溫度高可能導致熱風風管結料，也可能使烘干機頭物料局部過熱而生成焦磷銨，影響產品質量，并使烘干機頭部抄板結料。因此，將烘干機頭部抄板數從12塊減為6塊，適當降低烘干機進口處物料的料幕，同時通過對烘干風管先擴大后縮小的改造，熱風風速增大后，烘干系統的運轉率得到了較大幅度的提高。
2.2減少濕線帶入造粒機的水分
    選用預中和工藝時，帶人造粒系統的水分可能達到30%左右，此時將水分降到2%很困難，烘干耗煤量相當大，負荷也受影響。而單管式反應器工藝帶人造粒系統的水分可降到2%～4%，這樣將成品水分烘干到2%以下就容易得多，煤耗也大幅減少。
    在生產中有時會出現一種情況，即烘干機進口氣體溫度很高，噴射風機、烘干風機風門開度最大，而烘干機尾氣溫度卻很低。造成此種情況可能有以下幾種原因：
    (1)烘干洗滌器液位過高  此時雖然所有風門都已開到最大，但由于空間被洗滌液占據，導致風量不夠，嚴重時會對風機造成無法彌補的損失。尤其當烘干洗滌器液位計顯示偏低時更容易出現此種情況。避免此類現象，首先需提高操作工的責任心，控制好烘干洗滌器的液位，當液位計失靈時，及時將烘干洗滌器中部分洗滌液排人地槽，觀察溫度及風管負壓有無變化，如果烘干尾氣溫度升高及負壓上升就表明判斷正確，應繼續將洗滌液排入地槽直到恢復正常。此種情況也可以通過泵進口壓力表顯示來判斷。
    (2)返料過大  太多的返料會造成烘干機內風速受阻，這可以直觀地通過烘干機電流顯示來判斷，如果烘干機電流太高就很可能是此種情況。這時只有設法減少系統的返料量，將合格粒子盡可能送去包裝，同時降低負荷生產，直到指標恢復正常。
(3)熱風風管堵塞  如果不是以上兩種情況就有可能是進烘干機的熱風風管發生堵塞，應立即停車清理。另外一種可能是風機葉輪等其它設備存在隱患，但以上幾種情況是生產中經常可能出現的。
3、小結
    為了提高烘干機熱利用率，降低產品水分，生產過程控制中應注意以下方面：
    (1)在不影響造粒機物料成粒的情況下，適當提高造洗液的密度對降低烘干能耗所起到的作用不可低估，即生產過程中應盡可能減少帶人造粒系統的水分。
    (2)為了充分利用單管反應器生產時造粒機內溫度高的特點來盡可能除去更多的水分，應適當延長物料在造粒機內的停留時間及形成更充分的料幕，讓造粒機兼有烘干機的作用。現在造粒機擋圈高度為380 mm左右，適當提高造粒機擋圈高度到420mm左右（應計算造粒機電機的負荷能否適用），可以增大造粒機內物料的填充率，加大造粒機內料幕的面積，使得管式反應器槽口噴出來的料漿最大限度地與料幕接觸，避免直接噴在造粒機內膠板上產生大料，并能提高造粒機內物料的光滑度。此外，在造粒機固定膠皮的鋼板上安裝2～3塊抄板，也可以使管式反應器槽口噴出來的料漿與造粒機內物料料幕接觸更加充分。
    (3)我廠此套裝置烘干機的抄板均是T型抄板，其中有2折的也有3折的，每2塊3折的中間有1塊2折的抄板，雖然烘干機內物料料幕已經足夠大，但仍有部分物料在烘干過程中不能形成料幕而是沿著烘干機內壁直接出去，對烘干效果有一定的影響。根據烘干原理，在恒速烘干階段應該使物料充分形成料幕才有利于烘干，因此，建議改進烘干機頭部第2、3圈部分抄板，將1/4的T型抄板兩頭口封起來成為盒式抄板（盒式抄板主要是盡量減少物料順著烘干機內壁走，將2折抄板兩端封起來所得），如圖2所示（順著烘干機內壁的兩頭）使大部分物料最大可能地形成料幕，增加烘干效果。目前大部分物料在烘干機內形成了較好的料幕，烘干效果較好。
    (4)當空氣濕度大時，適當將噴射風機風門關小，以減少熱風系統進入烘干機的水分；反之當空氣濕度小時，可以加大噴射風機的風門，采用低溫大風量進行物料烘干。
    筆者對怎樣提高烘干機的烘干效率、降低煤耗談了一點自己的看法，希望對其他企業磷銨生產過程中烘干效率的提高能有所幫助。
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