Nghiên cứu quy trình công nghệ thiết kế kỹ thuật hệ thống thiết bị đồng bộ sản xuất phân bón NPK bằng phương pháp hóa học

Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

MỤC LỤC

..

LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHÂN BÓN NPK ......................................................5
1.1.

Vai trị và nhu cầu phân bón cho cây trồng .............................................5

1.2.

Giới thiệu chung về phân bón NPK .........................................................8

1.3.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới và tại Việt Nam.................12

1.4.

Các phƣơng pháp sản xuất phân bón NPK ............................................18

CHƢƠNG 2. THUYẾT MINH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÂN BĨN NPK BẰNG
PHƢƠNG PHÁP HĨA HỌC ........................................................................................32
2.1

Tổng quan phƣơng pháp ........................................................................32

2.2

Cơng suất, quy cách sản phẩm và yêu cầu nguyên liệu .........................34

2.3

Công nghệ sản xuất ................................................................................36

2.4

Mơ tả quy trình cơng nghệ .....................................................................38

2.4.1

Chuẩn bị ngun liệu .............................................................................38

2.4.2

Các cơng đoạn chính ..............................................................................38

CHƢƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÂN
BĨN NPK BẰNG PHƢƠNG PHÁP HĨA HỌC .........................................................47
3.1

Tính tốn định mức tiêu hao ngun liệu ..............................................47

3.1.1.

Đầu bài ...................................................................................................47

3.1.2.

Số liệu đầu vào .......................................................................................47

3.1.3.

Phần tính tốn ........................................................................................48

3.1.4.

Áp dụng tính tốn cho dây chuyền cơng suất 200000 tấn/năm .............51

3.2

Tính tốn một số thiết bị chính trong dầy chuyền sản xuất ...................52

3.2.1.

Máy sấy thùng quay ...............................................................................52

3.2.2.

Lò đốt dầu ..............................................................................................56

3.2.3.

Thiết bị bọc áo .......................................................................................63

3.2.4.

Cyclone tách bị sau sấy..........................................................................64

3.2.5.

Gầu tải ....................................................................................................66

3.2.6.

Sàng hai lƣới ..........................................................................................67

CHƢƠNG 4. CÁC PHƢƠNG PHÁP TRIỂN KHAI THIẾT KẾ.................................70
HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 2


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

4.1.

Phƣơng pháp thiết kế công nghệ ...........................................................70

4.1.1.

Phƣơng pháp lựa chọn công nghệ trong nghiên cứu cơ sở để thiết kế

nhà máy sản xuất .......................................................................................................70

4.1.2.

Quy trình triển khai thiết kế cơng nghệ .................................................70

4.2.

Phƣơng pháp thiết kế lắp đặt thiết bị .....................................................73

4.2.1.

Những nguyên tắc trong thiết kế lắp đặt thiết bị ...................................73

4.2.2.

Quy trình triển khai thiết kế bố trí lắp đặt thiết bị .................................74

KẾT LUẬN ...................................................................................................................79
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................81
PHỤ LỤC ......................................................................................................................84

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 3


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

LỜI MỞ ĐẦU

Theo báo cáo tổng kết năm của bộ nông nghiệp và phát triển nơng thơn, thì
trong năm 2014, tổng diện tích gieo trồng lúa đạt hơn 7,8 triệu ha, giảm 96,8
ngàn ha so với năm 2013, nhƣng do năng suất đạt 57,4 tạ/ha, tăng 1,7 tạ/ha, nên
sản lƣợng lúa cả nƣớc đạt 44,84 triệu tấn, tăng 80,4 vạn tấn so với năm 2013.
Tuy có đƣợc những thành tựu nhƣ vậy nhƣng hiện nay Nơng nghiệp Việt Nam
vẫn cịn phải đối mặt với nhiều thử thách do sản lƣợng nông sản vẫn còn chƣa
đáp ứng đƣợc nhu cầu của thị trƣờng, chất lƣợng thấp và giá thành sản phẩm
cao. Một trong những ngun nhân chính dẫn đến tình trạng trên có liên quan
đến lƣợng và chất của các loại phân bón.
Trong năm 2014, Việt Nam tiêu thụ khoảng 10,8 triệu tấn phân bón, tăng
khoảng 4% trong đó nhu cầu tiêu thụ phân NPK là lớn nhất chiếm đến 37%
tổng nhu cầu, với giá trị khoảng 110 nghìn tỷ đồng/năm. Theo số liệu Tài Chính
Hải Quan, nhập khẩu phân bón của Việt Nam năm 2014 đạt 3,79 triệu tấn, trị
giá 1,237 tỷ USD giảm 17,85% về lƣợng và 26,38% về trị giá so với cùng kỳ
năm 2013.
Qua những số liệu trên ta có thể nhận ra rằng muốn phát triển ngành nơng
nghiệp trồng trọt thì việc chủ động trong sản xuất phân bón, đặc biệt là các loại
phân bón đa thành phần dinh dƣỡng nhƣ phân bón NPK là rất quan trọng. Có
nhiều phƣơng pháp để sản xuất phân bón NPK. Trong đó phƣơng pháp hóa học
cho sản phẩm NPK có chất lƣợng tốt nhất với các tính chất vật lý tối ƣu. Vì vậy
tơi đã lựa chon đề tài: “Nghiên cứu quy trình cơng nghệ, thiết kế kỹ thuật hệ
thống thiết bị đồng bộ sản xuất phân bón NPK bằng phương pháp hóa học” để
trình bày trong luận văn này.

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 4


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHÂN BĨN NPK

1.1.

Vai trị và nhu cầu phân bón cho cây trồng
Chất dinh dƣỡng là các điều kiện không thể thiếu đối với sự phát triển của cây
trồng. Chất dinh dƣỡng thƣờng có sẵn trong đất trồng, nhƣng để cho cây trồng
có thể phát triển khỏe mạnh, đạt năng suất thì cần phải bổ sung các chất dinh
dƣỡng bằng cách bón thêm các loại phân bón. Nhƣ vậy có thể nói, phân bón
chính là nguồn cung cấp chất dinh dƣỡng thiết yếu để cây trồng có thể sinh
trƣởng và cho phẩm chất cao. Phân bón có vai trò rất quan trọng trong việc
thâm canh tăng năng suất, bảo vệ cây trồng và nâng cao độ phì nhiêu của đất.
Phân bón khơng chỉ có vai trị quan trọng đối với an tồn lƣơng thực mà cịn có
ảnh hƣởng đáng kể đến sức khỏe con ngƣời. Việc trao giải hịa bình năm 1970
cho tiến sĩ Norman Borlaug cho thấy thế giới đã ghi nhận mối liên kết khoa học
nông nghiệp với sức khỏe cộng đồng. Tăng cƣờng sử dụng phân bón cho cây
trồng đã đẩy mạnh sản xuất trên một đơn vị diện tích, tăng nguồn cung cấp
lƣợng thực cũng nhƣ góp phần vào cải thiện chất lƣợng thực phẩm nhƣ bổ sung
các vi lƣợng thiết yếu (Tom W. Bruulsema et al., 2012). Tuy nhiên cho mãi đến
giữa thế kỷ 18 thế giới mới quan tâm đến các yếu tố hóa học và dinh dƣỡng cây
trồng.
Ngành cơng nghiệp sản xuất phân bón đƣợc ra đời vào cuối thế kỷ 18 và nữa
đầu thế kỷ 19, bắt đầu từ vùng tây bắc của châu Âu (IFA, 1998), song chỉ thật
sự phát triển mạnh vào những năm 60 của thế kỷ 20 khi mà cuộc cách mạng
xanh ra đời. Việc ứng dụng các giống cây trồng có năng suất cao và kỹ thuật
canh tác mới vào thời điểm đó đã đƣa sản lƣợng lƣơng thực tăng từ 830 triệu
tấn lên 1.820 triệu tấn từ 1960 đến 1990, trong khi đó diện tích đất sử dụng chỉ

tăng từ 1,4 tỷ ha lên 1,48 tỷ ha. Cũng trong khoảng thời gian đó thì lƣợng phân
bón của thế giới cũng gia tăng từ 30 triệu tấn lên 138 triệu tấn (IFA, 1998). Nhƣ
vậy, với diện tích đất chỉ tăng 3,5% trong khi sản lƣợng lƣơng thực tăng đến
120% trong vịng 30 đã năm nói lên vai trị của thâm canh trong đó phân bón

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 5


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

giữ vai trị quyết định. Theo FAO (1980), phân bón làm gia tăng năng suất đến
55% ở những nƣớc đang phát triển trong giai đoạn 1965 đến 1975 và đầu tƣ 1
kg N:P2O5:K2O sẽ thu đƣợc 10 kg hạt ngũ cốc. Vì vậy trong giai đoạn này các
nƣớc đang phát triển sử dụng phân bón rất nhiều từ 4 triệu tấn năm 1960 lên
đến 65 triệu tấn năm 1990 để gia tăng năng suất.
Tại Pháp, năng suất lúa mì và lƣợng phân bón sử dụng có quan hệ rất chặt chẽ.
Nếu năm 1850, phân bón chƣa sử dụng nhiều thì năng suất chỉ đạt 1 tấn/ha, đến
năm 1960, khi sử dụng 1,1 triệu tấn N:P2O5:K2O đã đƣa năng suất lên đến 1,6
tấn/ha và năm 1973, tiêu thụ 5,8 triệu tấn N:P2O5:K2O thì năng suất tăng lên
đến 4,5 tấn/ha (IFA, 1998). Tại Ấn Độ, năm 1960 chỉ tiêu thụ có 1 triệu tấn
dinh dƣỡng thì năm 1990 con số này lên đến 10 triệu tấn và năm 2002 là 17
triệu tấn. Bruinsma (2003) cho biết trong thập niên 1970-1980 sản lƣợng cây có
hạt tại Ấn Độ gia tăng chủ yếu là do phân bón. Cịn theo Viyas (1983, dẫn theo
Heisey và Mwangi, 1996) thì từ giữa những năm 1960 phân bón đóng góp vào
việc gia tăng năng suất ở các nƣớc đang phát triển tại châu Á từ 50-75%. Sự
phát triển dân số địi hỏi sự tăng cƣờng sản xuất nơng nghiệp để đảm bảo an

toàn lƣơng thực trên quỹ đất ngày càng hạn chế về số lƣợng.
Bảng 1-1. Dân số, sản lượng ngũ cốc và tiêu thụ phân bón thế giới
Chỉ tiêu
Dân số (tỷ ngƣời)
Sản lƣợng ngũ cốc (tỷ tấn)
Tiêu thụ phân bón
(Triệu tấn N:P2O5:K2O)

1961

2013

So sánh tỷ lệ

3

7,2

2,4

0,9

2,46

2,7

30

184

6,1
Nguồn: IFA

Giai đoạn từ 1961 đến 2013, khi dân số tăng từ 3 tỷ ngƣời lên gần 7,2 tỷ ngƣời
thì sản lƣợng ngũ cốc cũng tăng từ khoảng 0,9 tỷ tấn lên trên 2,46 tỷ tấn và sản
lƣợng tiêu thụ phân bón cũng tăng từ 30 triệu tấn dinh dƣỡng N:P2O5:K2O lên
184 triệu tấn. Qua đó, cho thấy rằng ba yếu tố dân số, sản lƣợng ngũ cốc và tiêu
thụ phân bón tỷ lệ thuận với nhau, sự gia tăng giữa dân số và sản lƣợng ngũ cốc
HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 6


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

là tƣơng đƣơng nhau trong khi sản lƣợng tiêu thụ phân bón có tỷ lệ tăng gấp đơi
so với dân số và sản lƣợng ngũ cốc.
Mỗi loại cây trồng nông nghiệp, đất trồng lại có cần có nhu cầu về phân bón có
hàm lƣợng dinh dƣỡng theo các tỷ lệ khác nhau. Trong đó, các loại cây ngũ cốc
có nhu cầu dinh dƣỡng tƣơng đối cao so với các loại cây khác, Theo số liệu
thống kê của Hiệp hội phân bón thế giới, nhu cầu các chất dinh dƣỡng cho các
cây trồng trong sản xuất nông nghiệp trên thế giới đƣợc thể hiện dƣới đây.
Bảng 1-2.

Nhu cầu dinh dưỡng của một số loại cây trồng niên vụ 2010-2011
(Triệu tấn/Năm)

Danh mục cây trồng

N

P2O5

K2O

Tổng cộng

Lúa gạo

16,0

5,2

3,5

24,7

Lúa mỳ

18,9

6,5

1,7

27,1

Ngơ

17,6

6,2

4,1

27,8

Ngũ cốc khác

5,0

1,8

1,0

7,8

Ngũ cốc

57,5

19,7

10,3

87,5

Đậu tƣơng

1,0

3,2

2,5

6,6

Cọ dầu

1,1

0,4

2,0

3,5

Các cây có hạt dầu

5,6

2,3

1,0

8,9

Các

kháccây có hạt dầu
Cây bơng

7,6

6,0

5,4

19,0

4,5

1,7

0,8

7,0

Mía

3,7

1,4

2,1

7,2

Cây cho củ

2,9

1,3

1,0

5,2

Cây ăn quả

6,1

2,2

1,8

10,1

Rau màu

9,5

3,8

2,8

16,1

Các loại cây khác

12,5

4,5

3,2

20,1

Tổng cộng

104,3

40,5

27,4

172,2
Theo IFA – 2013

Tại Việt Nam, nơng nghiệp là ngành kinh tế có vai trị quan trọng trong nền
kinh tế, với 70% dân số sống bằng nghề nơng. Vì vậy nhu cầu phân bón cho
nơng nghiệp rất lớn. Nhu cầu phân bón ở Việt Nam hiện nay vào khoảng trên
10 triệu tấn các loại cho các loại cây trồng (năm 2013). Căn cứ vào tình hình
phát triển về diện tích và sản lƣợng các loại cây trồng so với liều lƣợng phân
HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 7

Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

bón cần thiết, Vinachem đã có các dự báo về nhu cầu phân bón hóa học phục vụ
sản xuất nơng nghiệp.
Bảng 1-3. Lượng phân bón cần thiết cho một tấn sản phẩm nông nghiệp
(Kg cho một tấn sản phẩm)
Các loại nông sản

N

P 2 O5

K20

Cây lƣơng thực (tƣơng đƣơng lúa)

15

6

18

Đƣờng (1)

17

11

14

Cà phê

39

5

24

Cao su

16

2

14

Chè

70

20

31

Bông

25

6

8

1300

860

1300

Rau

4

2

2

Hoa quả

4

2

2

Lạc

20

26

20

Tơ tằm (2)

Nguồn: Viện Nơng hóa và Thổ nhưỡng
Ghi chú:
-

(1)

Lƣợng phân bón cần bón cho cây mía để thu đƣợc 1kg đƣờng

-

(2)

Lƣợng phân bón cần bón cho cây dâu tằm để thu đƣợc 1kg tơ tằm

1.2.

Giới thiệu chung về phân bón NPK

1.2.1. L ch

ph

i n củ ph n

nN

Lịch sử phát triển của phân bón gắn liền lịch sử phát triển của ngành trồng trọt
khi con ngƣời mới biết đến các loại cây trồng. Ngƣời ta tin rằng con ngƣời biết
trồng các loại cây trong khoảng thời gian từ 6,000 đến 10,000 năm trƣớc. Ví dụ
nhƣ có những ghi chép về việc cắt xén cây trồng có niên đại hơn 7,000 năm tại
Trung Quốc và Na Uy. Tuy nhiên mãi đến những năm 1840, phân bón thƣơng
mại mới đƣợc sản xuất và đƣợc đƣa vào sử dụng tại các nƣớc phƣơng Tây. Mặc
dù vậy rất nhiều nơi vẫn duy trì việc sử dụng các khống chất, các chất hữu cơ
có hàm lƣợng dinh dƣỡng thấp nhƣ đá bùn, tro đốt của thực vật và chất thải
HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 8


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

động vật. Nhà hóa học ngƣời Đức, Justus von Liebig đƣợc xem là cha đẻ đầu
tiên của ngành hóa học nơng nghiệp và ngành phân bón cơng nghiệp vào đầu
những năm 1840. Từ những năm 1850-1900, chất thải động vật, phế liệu và
chất thải các lò mổ cá là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất phân bón chứa
ngun tố nitơ. Những năm 1920 sản phẩm phụ amoni sunfat từ khí lị than cốc
trở thành nguồn nguyên liệu để sản xuất phân đạm cho đến những năm 1944
đƣợc thay thế thành amoni nitorat. Các ngành cơng nghiệp amoniac đƣợc mở
rộng nhanh chóng từ đầu những năm 1940. Việc tiêu thụ amoni nitorat tăng lên
nhanh chong đến năm 1955, nó chiếm một phần ba sản lƣợng sản phảm nito áp
dụng trực tiếp cho trồng trọt.
Công nghiệp sản xuất NPK ra đời muộn hơn so với cơng nghiệp sản xuất các

loại phân bón khác nhƣ: đạm, lân, kali

xuất phát từ nhu cầu cung cấp nguồn

dinh dƣỡng đầy đủ nhất với chi phí tiết kiệm nhất. Đến sau năm 1953, việc tạo
hạt một cách đồng nhất phân bón NPK từ việc thay đổi quy trình tạo hạt diễn ra
trong q trình amoni hóa phân supephophat mới đƣợc áp dụng.
Tóm lại, ngành cơng nghiệp phân bón trên thế giới đã có sự phát triển vƣợt bậc
qua 4 giai đoạn: giai đoạn khởi đầu với Super lân (năm 1842 ở Anh), kali (năm
1861), urê (năm 1922 ở Đức) và sau đó là phân NPK vào năm 1930. Tới năm
1936, các nhà máy phân bón ở Tây

u đã hợp tác để tạo nên ngành sản xuất

phân bón NPK.
Giai đoạn mở rộng diễn ra giữa những năm 1950, giai đoạn trƣởng thành bắt
đầu từ 1970 bằng việc ra đời hàng loạt các nhà máy phân bón NPK với cơng
nghệ hiện đại hơn. Giai đoạn đổi mới diễn ra từ giữa những năm 1990 tới nay
bằng việc ứng dụng các kỹ thuật mới và công nghệ tiên tiến để sản xuất ra
những sản phẩm theo nhu cầu của từng cây trồng và giảm thiểu thất thốt gây ơ
nhiễm mơi trƣờng.
Tại Việt Nam trƣớc những năm 1960, Nông nghiệp Việt Nam chỉ sử dụng phân
hữu cơ và phân chuồng để bón cho cây trồng. Sau năm 60 mới có sự chuyển
hƣởng kết hợp dùng phân hóa học với phân hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp.

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 9

Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

Trong thập kỷ 60, Nhà nƣớc Việt Nam bắt đầu đầu tƣ xây dựng một số nhà máy
sản xuất phân bón hóa học: Nhà máy Phân lân nung chảy Văn Điển Hà Nội với
công suất thiết kế ban đầu là 20.000 tấn/năm; Xí nghiệp Liên hợp Supe Phốt
phát Lâm Thao - Vĩnh Phúc có cơng suất thiết kế ban đầu 100.000 tấn supephot
- phát đơn/năm; Xí nghiệp Liên hợp Phân bón và Hóa chất Hà Bắc với cơng
suất 100.000 tấn urê/năm. Sau này, hai nhà máy phân lân chế biến khác đã đƣợc
xây dựng thêm: Nhà máy Phân lân nung chảy Ninh Bình đi vào vận hành từ
năm 1975 có cơng suất thiết kế là 100.000 tấn/năm và Nhà máy Supe Phốt phát
Long Thành đi vào sản xuất từ tháng 12/1992 có công suất thiết kế 100.000
tấn/năm.
Từ những năm 1979 - 1980 ngành sản xuất phân hỗn hợp NPK bắt đầu đƣợc
phát triển, đến những năm 1990 - 1991 đã có năng lực sản xuất đạt trên 100.000
tấn/năm và từ đó đến nay ngành này đã phát triển không ngừng về số lƣợng,
chất lƣợng cũng nhƣ về chủng loại các sản phẩm.

1.2.2. h i niệm ph n

nN

NPK nhằm chỉ 3 nguyên tố dinh dƣỡng đa lƣợng, tức 3 nguyên tố dinh dƣỡng
chính yếu cần bổ sung trƣớc tiên cho cây trồng, nhằm nâng cao khả năng sinh
trƣởng và cho năng xuất cây trồng.
Vai trò cụ thể của các nguyên tố thành phần trong phân bón NPK nhƣ sau:
Đạm (N): Là chất cần thiết để giúp cây sinh trƣởng, phát triển các mô sống, tạo
diệp lục tố, nguyên sinh chất, axit nucleic và protein. Làm tăng chất lƣợng của
rau ăn lát, hạt ngũ cốc. Khi thiếu đạm: cành lá sinh trƣởng kém, còi cọc, ít

nhánh, ít chồi, lá non nhỏ, lá già có màu xanh nhạt đến vàn từ chóp lá và dễ bị
rụng, rễ ít phát triển. Khi thiếu đạm trầm trọng năng suất thu hoạch thấp và hàm
lƣợng protein thấp. Vàn từ lá già lên. Khi thừa đạm: cây sinh trƣởng rất mạnh,
lá to, mềm yếu, dễ đổ ngã, dễ nhiễm sâu bệnh
Lân (P): Là chất cần thiết của quá trình trao đổi năng lƣợng, protein và phân
chia tế bào của cây, là thành phần của axit nuclein, amino axit, protetin photpho
– lipid, coenzim, nhiễm sắc thể. Lân kích thích rễ và ra hoa. Khi thiếu lân: cây
còi học, thân yếu, lá mỏng, trƣởng thành có màu xanh sẫm đến tím đỏ, rễ kém
HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 10


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

phát triển, khó ra hoa, ít trái, chín chậm, năng suất, chất lƣợng thấp, trái thƣờng
có vỏ dày, xốp. Khi thừa lân: khó phát hiện hiện tƣợng thừa lân. Thừa lân
thƣờng kèm theo hiện trƣợng thiếu kẽm và đồng.
Kali (K): Giúp tăng khả năng hoạt động của khí khổng, hoạt hóa enzim quang
hợp và tổng hợp hydrat carbon. Giúp vận chuyển hydrat carbon, tổng hợp
protein. Tăng cƣờng khả năng sử dụng ánh sáng khi thời tiết lạnh và mây mù.
Có tác dụng nâng cao khả năng chống rét cho cây. Làm tăng độ lớn của hạt và
cải thiện chất lƣợng rau quả. Thiếu kali: chóp lá già chuyển màu vàng nâu, sau
đó lan dần vào trong theo chiều từ chóp lá trở xuống, từ mép lá trở vào. Thiếu
nặng, phần lớn lá bị cháy và rụng. Cây phát triển chậm và còi cọc, thân yếu dễ
bị đổ ngã. Thừa kali: khó nhận biết, tuy nhiên khi bón nhiều kali trái cam bị sần
sùi.
Phân bón NPK là loại phân bón hóa học đa dinh dƣỡng chứa đầy đủ các thành

phần Đạm (N), lân (P), Kali (K). Ngồi ra phân bón NPK cịn cung cấp các
nguyên tố cần thiết khác nhƣ Mg, Ca, S, B, Zn, Fe, Cu, Mn, Co, Mo, Cl...

1.2.3. h n oại
Phân bón NPK có thể phân loại thành 2 loại chính:
-

Phân tổng hợp: phần tổng hợp là các loại phân đƣợc sản xuất thơng qua các
phản ứng hóa học để tạo thành một thể phân bón gồm nhiều nguyên tố dinh
dƣỡng. Phân này còn đƣợc gọi là phân phức hợp.

-

Phân hỗn hợp: phân hỗn hợp là các loại phân tạo đƣợc do quá trình trộn lẫn 2
hoặc nhiều loại phân đơn với nhau một cách cơ học.

1.2.4. Nguyên liệu sản xuất
Phân bón NPK đƣợc sản xuất từ nguồn nguyên liệu chứa 3 thành phần dinh
dƣỡng chính N, P, K và chất độn, đồng thời có thể bổ sung thành phần trung vi
lƣợng tùy thuộc vào nhà sản xuất và nhu cầu của thị trƣờng. Nguồn cung cấp N,
P, K rất đa dạng, có thể lựa chọn tùy chủng loại sản phẩm phân bón cần sản
xuất. Một số nguồn nguyên liệu chính để sản xuất NPK bao gồm:
-

Nhóm cung cấp Nitơ: SA, Urê, Amoniac, Amoni Nitrate (NH4NO3)

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 11

Luận văn tốt nghiệp

-

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

Nhóm cung cấp Phốt pho: SSP (Single Super Phosphate); DAP (Diammonium
Phosphate); MAP (Monoamonium Phosphate); FMP (Fused Magnesium
Phosphate); Axit Photphoric.

-

Nhóm cung cấp Kali: KCl (MOP (Muriate of Potash));

-

Phụ gia: phù sa, đôlômit, cao lanh, thạch cao,

các chất phụ gia có tác dụng

đảm bảo cho tỷ lệ thành phần N:P:K đúng theo tiêu chuẩn, cải tạo đất trồng và
chống thối hóa đất.
1.3.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới và tại Việt Nam
n hế giới

1.3.1.

Trên thế giới, tỷ lệ sản xuất các loại phân NPK ngày càng tăng do tính hợp lí và
tiện dụng của loại phân này. Tiêu thụ phân bón có liên quan chặt chẽ đến sản
xuất nơng nghiệp. Nếu nhƣ sản xuất thuận lợi, kinh tế và thị trƣờng phát triển
thì nhu cầu tiêu thụ phân bón tăng cao. Chính vì vậy, trong một số giai đoạn
tình hình kinh tế thế giới bất ổn, sản xuất khủng hoảng sẽ kéo sản xuất và tiêu
thụ phân bón giảm xuống.
Theo số liệu của FAO, sản lƣợng tiêu thụ NPK trên thế giới liên tục tăng qua
các năm. Đến năm 2007, ngành sản xuất phân bón NPK thế giới sản xuất từ đã
sản xuất ra trên 173 triệu tấn/năm. Công suất của các nhà máy năm 2007 lên tới
97% tổng hiệu suất. Tuy vậy thị trƣờng phân bón NPK trên thế giới đã trải qua
những dao động mạnh trong năm 2008, lƣợng tiêu thụ phân bón trong năm
giảm mạnh so với năm 2007 (từ 173 triệu tấn xuống còn 155,3 triệu tấn).
Nguyên nhân cho sự sụt giảm này là do khủng khoảng kinh tế trên toàn thế giới.
Sự sụt giảm này tiếp diễn đến nửa đầu của năm 2009. Đến cuối năm 2009, tình
hình sản xuất và tiêu thụ NPK mới có dấu hiệu phục hồi trở lại. Tổng sản lƣợng
tiêu thụ NPK trên toàn thế giới năm 2009 đạt 163,5 triệu tấn. Từ năm 2010 ÷
2013, tiêu thụ NPK đã tăng trƣởng trở lại, trung bình mỗi năm tăng khoảng 4,3
%. Dự báo trong năm tiếp theo sản lƣợng tiêu thụ NPK sẽ vƣợt mốc 200 triệu
tấn.

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 12


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

250

200

150
Cung cấp
100

50

0
2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

Nguồn IFA
Hình 1- 1.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ NPK từ 2007-2013

Mặc dù NPK đƣợc sản xuất hầu hết các nơi trên thế giới nhƣng sản lƣợng lại

tập trung tại 1 số nƣớc lớn nhƣ: Trung Quốc, Ấn Độ, Nga, Pháp, Thổ Nhỹ Kỳ
Theo số liệu thống kê của IFDC trong năm 2009, tổng sản lƣợng NPK sản xuất
của 5 nƣớc này chiếm trên 50% sản lƣợng sản xuất của tồn thế giới trong đó:
Trung Quốc 27,43 triệu tấn; Ấn Độ 7,68 triệu tấn; Nga 5,62 triệu tấn; Pháp 3,74
triệu tấn, Thổ Nhĩ Kỳ 2,82 triệu tấn. (Nguồn: IFDC 2009)

Trung Quốc
29%

Ấn Độ
8%
Nga
6%

Các nước
khác
50%

Pháp
4%
Thổ Nhĩ Kỳ
3%

Nguồn: IFDC 2009
Hình 1- 2.
HVTH: Khổng Quốc Anh

Bi u đồ c c nước sản xuất NPK trên thế giới
Trang 13

Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

Ở các nƣớc phát triển, lƣợng phân NPK tiêu thụ hàng năm chiếm khoảng 50%
tổng lƣợng phân sử dụng. Các nƣớc tiêu thụ NPK nhiều nhất trên thế giới có thể
kể đến: Trung Quốc, Ấn Độ, Braxin, Nga, Mỹ. Trong đó, Mỹ là nƣớc sử dụng
phân NPK hàng đầu thế giới, tiếp theo là Brazil và Trung Quốc.

1.3.2. Tại iệ N m
Xu thế sử dụng phân bón hiện nay ở nƣớc ta cũng nhƣ các nƣớc trên thế giới là
sử dụng loại phân bón có chứa nhiều thành phần dinh dƣỡng, với tỷ lệ thích
hợp, phù hợp với từng loại cây trồng và từng vùng đất. Mặt khác, trong sản
phẩm phân bón NPK, hàm lƣợng của 3 thành phần cơ bản có thể điều chỉnh cho
phù hợp với từng loại cây trồng, từng loại đất cũng nhƣ từng giai đoạn phát
triển của cây trồng. Việc sử dụng phân hỗn hợp NPK ở Việt Nam đã đƣợc
khẳng định và dần thay thế tập quán sử dụng phân đơn của nông dân.
Ở Việt Nam, đầu những năm 90 của thế kỉ trƣớc, lƣợng phân NPK tiêu thụ cịn
thấp khoảng 250.000 ÷ 350.000 tấn/năm và chủ yếu nguồn sung cấp là nhập từ
nƣớc ngoài. Đến những năm 1996÷1997 lƣợng tiêu thụ phân NPK đã tăng lên
mau chóng, đặc biệt là tại khu vực phía Nam với sự ra đời của hàng loạt nhà
máy sản xuất phân bón NPK phục vụ cho nhu cầu sản xuất lúa đang phát triển
tại đây. Tới năm 2002, lƣợng phân NPK tiêu thụ ở Việt Nam đã vƣợt mốc 1
triệu tấn/năm. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn năm 2013 các đơn
vị sản xuất phân bón NPK trong nƣớc cung cấp ra thị trƣờng 3,7 triệu tấn NPK.

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 14

Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

4000
3500
3000
2500
Nhu cầu
2000

Sản Xuất
Nhập khẩu

1500
1000
500
0
2009

2010

2011

2012

2013

Nguồn: Bộ NN & PTNT
Hình 1- 3.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ NPK từ 2009-2013

Hiệp hội Phân bón Việt Nam ƣớc tính Việt Nam hiện có gần 300 cơ sở sản xuất
phân bón NPK khác nhau. Đơn vị sản xuất NPK lớn nhất tại Việt Nam phải kể
đến Tập đồn Hóa chất Việt Nam là đơn vị có sản lƣợng sản xuất phân bón
cung cấp cho thị trƣờng lớn nhất của cả nƣớc. Hiện nay, năng lực sản xuất phân
NPK của Tập đồn Hóa chất Việt Nam khoảng 3 triệu tấn/năm, dự kiến đạt 4
triệu tấn/năm trong thời gian tới, đáp ứng cơ bản nhu cầu trong nƣớc.
Các công ty sản xuất phân NPK trong nƣớc đã đặc biệt chú trọng việc đa dạng
hóa sản phẩm, đã sản xuất đƣợc hơn 50 chủng loại phân NPK phù hợp với thổ
nhƣỡng ở từng vùng, từng loại cây trồng. Năng lực sản xuất của các công ty
đƣợc nâng cao nhờ đầu tƣ chiều sâu, đổi mới thiết bị, từng bƣớc cơ giới hóa và
tự động hóa q trình sản xuất.

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 15


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

Bảng 1-4. Một số công ty sản xuất NPK tại Việ N m ính đến năm 2013
Sản lƣợng (tấn)

Cơng ty

Phân bón Bình Điền

450.000

Phân bón Việt Nhật

350.000

Supe phốt phát và hóa chất Lâm Thao

720.000

Minh Tâm Group

100.000

Vật tƣ tổng hợp và phân bón hóa sinh

120.000

Phân bón và hóa chất Cần Thơ

200.000

NPK Lào Cai

100.000

NPK Văn Điển

150.000

Phân bón Miền Nam NPK2

150.000

NPK Phú Mỹ

400.000

Một số nhà máy khác

360.000

Tổng sản lƣợng NPK

3.050.000
Nguồn: PSI tổng hợp

Mặc dù có sản lƣợng sản xuất phân bón trong nƣớc ngày càng gia tăng, nhƣng
đại đa số sản phẩm NPK trong nƣớc có chất lƣợng thấp. Vì vậy, hàng năm Việt
Nam vẫn phải nhập khẩu các sản phẩm NPK chất lƣợng cao có bổ sung vi
lƣợng để phục vụ sản xuất. Trong giai đoạn từ 2005÷2012, lƣợng nhập khẩu
phân bón tăng mạnh vào năm 2009 với 51,6% nhƣng sau đó đã suy giảm 25,4%
trong năm 2010. Năm 2011, lƣợng nhập khẩu đã tăng trở lại 28,4% nhƣng đã
giảm 6,5% trong năm 2012, sang đến năm 2013 lƣợng nhập khẩu đã phục hồi
16,7%.
Bảng 1-5.
Năm

ản ượng nh p hẩu N

o iệ N m ừ 200 đến 2013

2009

2010

2011

2012

2013

335.000

250.000

321.000

300.000

350.000

Sản lƣợng nhập
khẩu (Tấn)

Nguồn: Bộ Nông nghiệp và PTNT
Nhu cầu phân bón năm 2013 tại Việt Nam cần trên 10,3 triệu tấn các loại, tăng
5% so với năm 2012. Trong số đó, lƣợng phân urê là 2 triệu tấn, phân kali

950.000 tấn, phân NPK 3,8 triệu tấn, phân SA 850.000 tấn, phân DAP 900.000
HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 16


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

tấn, và phân lân 1,83 triệu tấn. Các nhà máy trong nƣớc sản xuất đƣợc khoảng
trên 8 triệu tấn phân bón, trong đó có 3,7 triệu tấn phân NPK, 1,8 triệu tấn phân
lân, 2,2 triệu tấn phân urê, 330.000 tấn phân DAP.
Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn vừa cho biết, nhu cầu phân bón
hóa học cho sản xuất nơng nghiệp nƣớc ta năm 2014 cần gần 11 triệu tấn phân
bón các loại, tăng cao hơn so với mức 10,3 triệu tấn năm 2013. Trong đó, nhu
cầu phân Urê 2,2 triệu tấn, phân SA 900.000 tấn, phân Kali 960.000 tấn, phân
DAP 900.000 tấn, phân NPK 4 triệu tấn NPK và phân lân 1,8 triệu tấn. Hiện
nay, sản xuất công nghiệp phân bón trong nƣớc đã đáp ứng hồn tồn phân Urê.
Phân lân, phân NPK vẫn phải nhập khẩu, riêng phân Kali phải nhập khẩu 100%,
vì trong nƣớc khơng tự chủ nguồn nguyên liệu để sản xuất; phân DAP mới đáp
ứng đƣợc khoảng 30% nhu cầu từ nguồn sản xuất, còn lại phải nhập khẩu.
Bảng 1-6. Tỷ lệ NPK trong phân bón s dụng ở Việt Nam và thế giới
Tỷ lệ giữa các nguyên tố dinh dƣỡng

TT
Trung bình trên thế giới

N

P

K

100

49

38

I

Các nƣớc phát triển

1

Bắc Mỹ

100

46

50

2

Tây Âu

100

52

53

II

Các nƣớc phát triển khác

100

105

70

III

Các nƣớc đang phát triển

1

Châu Phi

100

81

40

2

Mỹ Latinh

100

70

46

3

Đông Nam Á

100

33

17

4

Việt Nam

100

29

7

Nguồn: GS.PTS Bùi Đình Dinh
Từ bảng so sánh trên có thể thấy sản phẩm NPK sử dụng tại Việt Nam có hàm

lƣợng dinh dƣỡng thấp hơn so với các nƣớc phát triển trên thế giới. Vì vậy đổi
mới cơng nghệ để nâng cao chất lƣợng sản phẩm NPK, đặc biệt phải nâng cao
hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng trong phân, tiến tới các loại phân hỗn hợp đều
đƣợc sản xuất dƣới dạng phân phức hợp trên quy trình đồng nhất nâng cao hàm
HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 17


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

lƣợng chất dinh dƣỡng là nhiệm vụ bắt buộc của ngành sản xuất phân bón tại
Việt Nam. Chỉ có trên cơ sở này mới giảm đƣợc đáng kể chi phí đóng gói, vận
chuyển, tàng trữ và sử dụng.
1.4.

Các phƣơng pháp sản xuất phân bón NPK

1.4.1. Các phương ph p cơ học
1.4.1.1. Phƣơng pháp phối trộn
Đây là phƣơng pháp tạo hạt đơn giản nhất, việc phối trộn chỉ là thực hiện quá
trình kết hợp các nguyên liệu dạng hạt đã đƣợc sản xuất bằng một trong các quy
trình nêu trên. Tuy quy trình phối trộn này tƣơng đối đơn giản, nhƣng nếu
không đƣợc chú trọng thích hợp thì có thể tạo thành các sản phẩm chất lƣợng
kém, góp phần làm tăng quang niệm chung là các sản phẩm phối trộn thƣờng là
bậc thấp.
Nguyên liệu chính của phƣơng pháp này là các sản phẩm phân bón đã hồn
thiện Urê, DAP, MAP, KCl, K2SO4. Sản phẩm thu đƣợc là hỗn hợp các loại

phân bón này. Thƣờng sản phẩm còn gọi là phân NPK 3 màu do màu sắc của 3
loại phân chứa các dƣỡng chất chính.

Hình 1- 4.

ản phẩm N

phối ộn

i

Q trình trộn cũng địi hỏi một số yêu cầu nhƣ sử dụng các nguyên liệu thích
hợp, tỷ lệ thích hợp để đảm bảo các yêu cầu về hàm lƣợng dinh dƣỡng có trong
HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 18


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

sản phẩm. Sản phẩm phải có các đặc điểm sau: khơng vón cục, tỷ lệ thành phần
theo yêu cầu, các thành phần không bị tách rời, không bị hút ẩm quá nhiều.
Các tiêu chí trên chỉ đạt đƣợc khi các quy trình kỹ thuật phối trộn phải đƣợc
tuân thủ đúng cách. Phƣơng pháp cân đong phải đáng tin cậy và phù hợp, ƣu
tiên các hệ thống cân đong có thể đƣợc vận hành và kiểm sốt tự động mà
khơng cần sự can thiệp của con ngƣời.
Sau khi cân, các thành phần phải đƣợc phối trộn trong máy trộn có hiệu quả,
chất lƣợng sản phẩm cuối cùng phụ thuộc nhiều vào quá trình phối trộn này. Cỡ

hạt đồng đều là yếu tố quan trọng nhất để ngăn ngừa sự tách rời các thành phần.
Sau khi phối trộn thì phƣơng pháp thao tác tiếp theo là rất quan trọng để ngăn
ngừa sự tách rời các thành phần, nhìn chung nên thao tác càng ít càng tốt. Sản
phẩm đã phối trộn cần đƣợc đóng bao ngay bằng hệ thống đóng bao thích hợp
để tránh sự thâm nhập của hơi ẩm trong quá trình lƣu kho hoặc vận chuyển.
Thƣờng ngƣời ta phải sử dụng phễu đóng bao với vách ngăn bên trong để ngăn
sự tách rời các thành phần.
 Ƣu điểm:
-

Vốn đầu tƣ thấp, Vốn hoạt động và chi phí sản xuất thấp

-

Khả năng linh hoạt trong việc thay đổi công thức và chủng loại sản phẩm phân
bón với các thành phần dinh dƣỡng khác nhau. Do phƣơng pháp phối trộng chỉ
bao gồm các công đoạn cân và trộng ngun liệu khơ, nên có thể nhanh chóng
thay đổi cơng thức, chuyển từ dạng sản phẩm này sang dạng khác. Đây là ƣu
điểm lớn nhất của phƣơng pháp tạo hạt này, từ một số ít nguyên liệu có thể cho
phép nhanh chóng sản xuất ra nhiều chủng loại sản phẩm với các thành phần
dinh dƣỡng khác nhau.

-

Thiết bị và quy trình tƣơng đối đơn giản, có thể dễ dàng ngừng và bắt đầu sản
xuất tùy theo nhu cầu.

-

Sản phẩm phối trộng có thể có chất lƣợng cao, nhƣng điều này phụ thuộc vào

chất lƣợng và tính tƣơng thích của nguyên liệu đƣợc sử dụng, điều quan trọng là
ngun liệu phải tƣơng thích về hóa học, có cỡ hạt tƣơng thích và đủ bền để
khơng bị biến dạng trong quá trình thao tác.

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 19


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

 Nhƣợc điểm:
-

Sản phẩm khơng có sự đồng đều nhất định về hàm lƣợng dinh dƣỡng và kích
thƣớc.

-

Vì lý do kinh tế nên đơi khí khơng thể sử dụng ngun liệu chất lƣợng cao,
thích hợp cho phƣơng phấp phối trộn.

-

Có thể xảy ra hiện tƣợng tách rời các thành phần do cỡ hạt các ngun liệu
khơng tƣơng thích và thao tác khơng đúng

-

Khó kết hợp các nguyên tố vi lƣợng vào các hạt phân bón.

1.4.1.2. Phƣơng pháp nén ép
Khi sản xuất phân NPK bằng phƣơng pháp này, ngƣời ta sử dụng lực cơ học để
tạo thành các viên đặc từ các hạt rời hoặc bột. Về cơ bản, quá trình nén ép là
q trình tạo hạt theo con đƣờng khơ, vì vật khơng cần chất lỏng và/ hoặc phản
ứng hóa học để liên kết các hạt với nhau. Thay vào đó, các hạt mịn sẽ chịu tác
động của áp lực lớn và bị ép chặt vào nhau, khiến cho bề mặt của chúng tiến sát
nhau đển mức các lực liên kết phân tử và các lực tĩnh điện bắt đầu có tác dụng
để tạo ra sự gắn kết. Công nghệ nén ép đã đƣợc áp dụng trong nhiều năm để sản
xuất phân kali dạng viên. Trên thực tế, phần lớn phân kali trền thế gới đều đƣợc
sản xuất bằng phƣơng pháp này.
Đây là phƣơng pháp tạo hạt theo phƣơng pháp khô không cần sự có mặt của
chất lỏng hoặc phản ứng hóa học để liên kết các hạt với nhau. Quá trình này sử
dụng lực cơ học để ép chặt các hạt rời hoặc bột vào nhau. Khi đó bề mặt các hạt
tiến sát vào nhau đến mức xuất hiện các lực liên kết phân tử và các lực tĩnh điện
tạo ra sự liên kết vật liệu giữa các phần tử của hạt phân bón. Trên thực tế, phần
lớn phân kali trên thế giới đều đƣợc sản xuất bằng phƣơng pháp này.

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 20


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

Hình 1- 5.

ản phẩm N

n n p

Quá trình nén ép bắt đầu với việc cân và phối trộn các nguyên liệu mịn theo
những tỉ lệ cần thiết. Sau khi đƣợc phối trộn thích hợp, hỗn hợp này đƣợc đƣa
vào máy nghiền để nghiền đến phạm vi cỡ hạt thích hợp. Tiếp theo, cùng với
ngun liệu tuần hồn từ cơng đoạn nghiền và sàng cuối cùng, bột nguyên liệu
có cỡ hạt phù hợp đƣợc đƣa vào máy trộn liên tục với công suất cao. Thơng
thƣờng, tỉ lệ giữa ngun liệu tuần hồn và nguyên liệu mới là từ 1:1 đến 2:1.
Sau đó, hỗn hợp đồng nhất này đƣợc nạp vào máy nén ép. Máy nén ép này gồm
các trục ép làm việc theo nguyên lý kết tụ bằng áp lực. Các tiêu chí nhƣ cấu
hình bề mặt trục quay, đƣờng kính trục quay, tốc độ quay, áp lực, v.v... có ảnh
hƣởng lớn đến hiệu suất, chất lƣợng sản phẩm và các yêu cầu vận hành của nhà
máy. Sản phẩm đƣợc tạo ra thƣờng là dạng tấm dẹt, dày 5-20 mm. Các tấm dẹt
này sẽ đƣợc nghiền và phân loại theo các cỡ hạt mong muốn. Có thể áp dụng
một số kiểu thiết bị nghiền khác nhau, ví dụ máy nghiền thơng thƣờng (máy
nghiền lồng sóc, máy cán dây) hoặc máy nghiền đƣợc thiết kế đặc biệt để làm
việc với tốc độ chậm. Hệ thống sàng nói chung hoạt động theo chu trình khép
kín và tuần hồn các phần hạt q cỡ, cịn phần dƣới sàng đƣợc đƣa trở lại quá
trình nén ép. Hiệu quả nghiền và sàng ảnh hƣởng nhiều đến hiệu quả hoạt động
của xƣởng tạo hạt.
HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 21


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

Tùy theo loại nguyên liệu và yêu cầu về sản phẩm, có thể cần phải thực hiện
một số bƣớc hoàn thiện. Những hạt có hình dạng khơng đồng đều có thể đƣợc
đƣa vào trống mài để mài tròn các cạnh sắc. Những phần hạt khó ép có thể phải
xử lý bằng cách sử dụng kết hợp hơi nƣớc, nƣớc và trống sấy. Nếu cần cũng
phải bổ sung các tác nhân bọc phủ để giảm nguy cơ đóng vón.
Quy trình nén ép để tạo hạt cũng khơng địi hỏi phải tiến hành các phản ứng hóa
học, nhƣng các tính chất của ngun liệu (tính tƣơng thích hóa học, các đặc
trƣng nhiệt và tính dẻo) có ảnh hƣởng quan trọng đối với hiệu quả của quá trình
nén ép.

Hình 1- 6.

Sản xuấ N

heo phương ph p n n p

 Ƣu điểm:
-

Không phải bổ sung chất lỏng, khơng phải tiến hành các phản ứng hóa học, vì
vậy quá trình sản xuất trở nên rất đơn giản.

-

Tiêu hao ít năng lƣợng, giảm nguy cơ ăn mịn thiết bị do khơng có các phản ứng
hóa học.

-

Cơng thức của sản phẩm có thể thay đổi dễ dàng và nhanh chóng, có thể sử
dụng nhiều loại nguyên liệu và cho ra nhiều chủng loại phân bón khác nhau.

-

Giá thành đầu tƣ tƣơng đối thấp so với phƣơng pháp tạo hạt bằng hóa học.

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 22


Luận văn tốt nghiệp

-

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

Mức ô nhiễm giảm do chỉ sử dụng nguyên liệu khô.

 Nhƣợc điểm:
-

Ngun liệu có hàm lƣợng ẩm hạn chế, vì vậy khơng tiêu tốn năng lƣợng cho
q trình sấy sản phẩm.

-

Hạn chế sử dụng một số nguyên liệu nhƣ Urê, Superphotphat và Amoni Nitrat.

-

Cạnh mép của sản phẩm nén ép thƣờng có xu hƣớng vỡ và tạo thành hạt mịn
nếu khơng đƣợc xử lý thích hợp

-

Các hạt đƣợc sản xuất có kích thƣớc khơng đồng đều so với các phƣơng pháp
tạo hạt khác, tạo cảm quan khơng có lợi về sản phẩm.

1.4.2. Các phương ph p

t lý

1.4.2.1. Phƣơng pháp tạo hạt bằng nƣớc
Phƣơng pháp tạo hạt bằng nƣớc là phƣơng pháp đƣợc áp dụng khi các loại
nguyên liệu bột đƣợc phối trộn theo tỷ lệ đạt tỷ lệ dinh dƣỡng mong muốn, sau
đó đƣa vào thiết bị tạo hạt với nƣớc. Nhiệt độ và độ dẻo vừa phải khiến cho
nguyên liệu kết tụ với nhau tạo thành các viên.
Các nguyên liệu sẽ đƣợc đƣa vào máy tạo hạt kiểu vê viên đĩa. Tại máy tạo hạt
các hạt nguyên liệu sẽ đƣợc bổ sung nƣớc làm chất kết dính. Sau đó các hạt
phân bón ẩm và dèo đƣợc sấy khơ trong thiết bị sấy kiểu trồng(thùng) quay, sau
khi ra khỏi thiết bị sấy, các hạt phân bón đƣợc sàng để lựa chọn cỡ hạt, các
phần không đạt quy cách đƣợc đƣa về thiết bị tạo hạt. Ngƣời ta thƣờng phải làm
nguội nguyên liệu trƣớc khi sàng. Quá trình làm nguội thƣờng đƣợc tiến hành
trong trống quay. Đây là phƣơng pháp tạo hạt vật lý đơn giản nhất, đƣợc sử
dụng nhiều trên thế giới.
 Ƣu điểm:
Phƣơng pháp tạo hạt bằng nƣớc sử dụng máy vê viên đĩa đƣợc sử dụng khá

nhiều ở các nƣớc ta do có nhiều ƣu điểm nhƣ:
-

Dây truyền thiết bị đơn giản, chi phí cho đầu tƣ tƣơng đối thấp

-

Tận dụng đƣợc các nguồn nguyên liệu sẵn có để sản xuất NPK nhƣ lân nung
chảy

 Nhƣợc điểm:
HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 23


Luận văn tốt nghiệp

-

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

Sự giới hạn của các chủng loại sản phẩm có thể đƣợc sản xuất cũng nhƣ nguyên
liệu có thể đƣợc sử dụng.

-

Thành phần của sản phẩm phân bón NPK phải đƣợc định trƣớc, sao cho nhiệt
và nƣớc sẽ tạo ra những tác động kết tụ mong muốn.

-

Hàm lƣợng một số chất dinh dƣỡng nhất là thành phần chứa đạm, bị hạn chế
trong một phạm vi nhất định do những yêu cầu về q trình và tính chất vật lý
(thơng thƣờng hàm lƣợng ure phải đƣợc giữ ở mức tối thiểu).

-

Sản phẩm NPK sản xuất thƣờng có hàm lƣợng dinh dƣỡng thấp

-

Chất lƣợng sản phẩm còn thấp, độ liên kết giữa các thành phần còn chƣa cao do
sử dụng nƣớc làm chất kết dính

Hình 1- 7.

Sản xuấ N

heo phương ph p ạo hạt bằng nước

1.4.2.2. Phƣơng pháp tạo hạt bằng hơi nƣớc
Phƣơng pháp này giống nhƣ phƣơng pháp tạo hạt bằng nƣớc, chỉ khác là công
đoạn tạo hạt sẽ thực hiện trong thùng tạo hạt có sự có mặt của hơi nƣớc. Nhiệt
độ và độ ẩm thích hợp sẽ làm cho các nguyên liệu liên kết với nhau tạo thành
các viên.

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 24

Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

Trong thời gian gần đây, phƣơng pháp tạo hạt bằng hơi nƣớc (hoặc nƣớc) đang
trở nên phổ biến hơn. Những nhà máy tạo hạt theo phƣơng pháp này hoạt động
rất tốt trong thị trƣờng đặc biệt với những yêu cầu về nhiều cơng thức phân bón
khác nhau mà hàm lƣợng đạm khơng bắt buộc phải cao.

Hình 1- 8.

Sản xuấ N

heo phương ph p ạo hạt bằng hơi nước

 Ƣu điểm:
Phƣơng pháp tạo hạt bằng hơi nƣớc có thể thích hợp cho các nhà máy địa
phƣơng và có những ứng dụng trong những trƣờng hợp đặc biệt. Ƣu điểm của
phƣơng pháp này là sử dụng nguyên liệu bột kết hợp với hơi nƣớc để sản xuất
phân NPK dạng hạt.
 Nhƣợc điểm:
-

Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là sự giới hạn của các chủng loại sản phẩm
có thể đƣợc sản xuất cũng nhƣ nguyên liệu có thể đƣợc sử dụng.

-

Thành phần của sản phẩm NPK phải đƣợc định trƣớc, sao cho nhiệt và nƣớc
của hơi nƣớc sẽ tạo ra những tác động kết tụ mong muốn. Hàm lƣợng một số

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 25


Luận văn tốt nghiệp

GVHD : TS. Vũ Hồng Thái

chất dinh dƣỡng, nhất là thành phần chứa đạm, bị hạn chế trong một phạm vi
nhất định do những yêu cầu về q trình và tính chất vật lý.

1.4.2.3. Tạo hạt theo phƣơng pháp Urê nóng chảy
Phƣơng pháp Urê nấu chảy là một trong những phƣơng pháp vật lý để sản xuất
phân bón NPK. Đây là phƣơng pháp có liên quan đến sự gia nhiệt Urê tới nóng
chảy, rồi đƣợc phun lên lớp bột mịn tuần hồn đang quay trịn trong thiết bị tạo
hạt. Phƣơng pháp này tạo ra sản phẩm có chất lƣợng tốt về tính chất vật lý và
hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong các hạt.
Dây truyền công nghệ sản xuất NPK bằng phƣơng pháp Urê nóng chảy gần
giống với phƣơng pháp tạo hạt bằng hơi nƣớc. Trong dây truyền sản xuất, ngoài
Urê dạng bột đƣợc cấp vào trong quá trình trộn cịn sử dụng Urê dạng dung dịch
nóng chảy cấp trực tiếp vào trong thùng tạo hạt.

Hình 1- 9.

Sản xuấ N

heo phương ph p U

n ng chảy

 Ƣu điểm:
-

Sản phẩm NPK thu đƣợc có hàm lƣợng dinh dƣỡng cao (chỉ đứng sau sản phẩm
tạo hạt bằng phƣơng pháp hóa học), tính chất vật lý của sản phẩm cũng đƣợc cải
thiện so với các phƣơng pháp tạo hạt bằng các phƣơng pháp vật lý khác.

HVTH: Khổng Quốc Anh

Trang 26