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碳铵企业技改首选——长效碳铵
时间：2007-9-27
碳铵是我国国民经济发展史的历史产物，也是我国独立自主研制的氮肥品种。在上个世纪50年代，我们国家自主研发成功了碳铵的生产工艺，由于流程短、投资省、建设快，特别是当时我国地方县市对农业生产的积极性，使小型氮肥厂得到迅速的发展，曾经在一段相当长的时间里成为我国氮肥的当家肥（20世纪70年代后期，碳铵产量占我国氮肥的40%，生产厂家达1520家），有力地冲破了国际封锁和支援了我国农业发展。 　　随着国力的增强、技术的发展，化学产品逐年与国际接轨，化肥向多产品、高浓度方向发展，如当今尿素已占氮肥产量的40%以上。碳铵在国内市场的总体需求呈下降之势，如2006年里一般下降幅度在10%左右。特别在价格方面，由于成本上升，市场批发价达到450-540元/吨，零售价达到480-600元/吨，未来市场需求也呈微弱下跌之势。而且碳铵氮素含量低、易挥发、易结块、储存难、使用不便，就导致其市场占有额不断下降，但是由于农民习惯使用碳铵，使得其每年的销量仍在3000万吨左右。如此大量的碳铵产能需要找到新的发展出路，需要在碳铵改性技术方面下功夫，其中长效碳铵是一个很好的改性方向。 　　长效碳铵性能优势明显 　　长效碳铵是很多科技单位和厂矿企业共同合作的结果，它不仅保持了碳铵原有的优点，还改善了普通碳铵存在的弱点，使产品质量和使用效果得到较好的提高。 　　长效碳铵的肥料特性有了很大的提高。经过对长效碳铵的测试，我们得到了如下的结果： 　　氮素利用率从25%提高到35%，肥效期从30-45天延长到90-110天，等氮量施肥可使作物增产13%左右，同等作物产量可节肥20-30%，年储存损失量由15%-20%下降到2%-5%。 　　长效碳铵符合作物对肥料需求。长效碳铵选用双氰胺（DCD）作为氨稳剂，促使普通碳铵改善性能，既稳定了氨的作用，又具有抑制氨的硝化作用，使产品获得长效性能和利用率的提高。 　　以水稻为例，水稻生育期有2次需肥高峰——分蘖期和抽穗期，传统施肥采用人工追肥满足生育的需求。但是长效碳铵肥料期长，供肥能力符合水稻需肥规律。在初期释氮较缓，有效控制无效分蘖；随后长效碳铵增强氮素释放，促进有效分蘖；到抽穗期，正是长效碳铵释氮高峰，促使穗多粒大；随后灌浆期、成熟期，长效碳铵供氮平稳，促使水稻千粒重增加。 　　长效碳铵的生产工艺 　　长效碳铵生产是在普通碳铵的生产基础上，增加双氰胺溶液设备和向碳化系统注入双氰胺溶液的装置，一般企业均能自制或外购。 　　DCD溶液在带有搅拌器的桶内制造。根据碳化温度制备适宜的DCD浓度溶液，按适宜的数量送入碳化系统。溶液经过氨水循环系统，再由氨水泵送入高位吸氨器、冷却器、浓氨水坛，由浓氨水泵送入碳化副塔和碳化主塔，取出液进入稠厚器，在离心机处取得长效碳铵成品。母液进入氨水循环桶进行循环。DCD溶液在碳化系统与碳化母液形成共结晶体的长效碳铵。 　　由此可见，生产长效碳铵十分简单，开启阀门将DCD溶液注入碳化系统即生产长效碳铵；关闭阀门即生产普通碳铵。 　　长效碳铵生产工艺的六项技术和作用： 　　一、DCD对氨的稳定作用。由于DCD对氨的稳定作用，在常温条件下，可减少氨挥发量52%，增加土壤氨离子储存量64%。 　　二、充分发挥DCD氢键缔结团簇作用。DCD结构上有伯氨基和仲氨基，结合氨分子，有利于作物吸收。 　　三、实现DCD结晶纳米级分布。DCD溶液在碳化母液中形成纳米级结晶，均匀分布于共结晶体，不仅使长效碳铵稳定功能，而且降低DCD使用量。 　　四、实现可靠和有效的DCD输送系统。控制碳化温度，制备适宜的DCD浓度溶液，完成共结晶体的形成过程，有效提高长效碳铵产品质量，突破我国因不同季节气温差异的影响碳化工业工艺的技术瓶颈，实现在我国不同地区、不同气温条件的长效碳铵工业化生产。 　　五、优选DCD最佳添加量。根据不同地区的土壤类别和作物品种，从农业试验和实践，有效优选DCD的最佳添加量，以获得作物最高生产量，提升农业的投入产出比。 　　六、实现长效碳铵一次性施肥。由于长效碳铵肥料期长，施用长效碳铵改变传统多次施肥为一次基肥，减少施肥工序和减少施氮总量和农业支出，并降低因氮损耗而带来的环境污染。 　　农业使用效果令人满意 　　经过试验证明，长效碳铵在增产和投入产出比上，较普通碳铵和尿素都有着明显的优势。 　　在辽宁省，通过施用长效碳铵和普通碳铵在几种作物上的增产对比试验，得出其增产率为：大田作物14%、蔬菜作物10%、黄瓜、西红柿为13.3%和11.7%，果树为14.2%，按地区价格所标示的增产值如表2所示： 　　将长效碳铵和尿素在玉米上进行对比试验，在长效碳铵施用量分别比尿素施用量减少7.6%和26%的情况下，长效碳铵比尿素的增产率分别达到11.23%和27.3%，如表三所示： 　　在玉米上进行三种施肥量的对比试验，以等氮量的长效碳铵和普通碳铵的产量对比，结果见表四。三种施肥量45.6和75kg（实物）/亩，长效碳铵比普通碳铵的增产率分别为15.81%、14.32%和8.4%。结果也表明，随着施肥量的增加，其增产率随增加而降低。在投入产出比上，经过试验证明，长效碳铵比着尿素的效益要好。表五说明长效碳铵的投入产出比为1：4.62-7.44，而尿素的投入产出比为1：2.40-4.50。 　　能起到减排和固定二氧化碳的作用 　　长效碳铵不仅在肥效上有着自身的优势，在对温室气体二氧化碳的减排和固定上也有着独到之处。 　　长效碳铵的二氧化碳固定技术：在有水存在的条件下，长效碳铵的碳酸氢根离子与土壤中的钙、镁离子结合成固定态的碳酸钙和碳酸镁，使二氧化碳固定于土壤中。通过炭15测试，二氧化碳的吸收和固定达到86%，其中植物吸收10%以上，土壤固定76%。 　　土壤中二氧化碳排放量低。土壤中施入长效碳铵和尿素，经过42天的11次取样，测定二氧化碳排放量的累积量对照为532，长效碳铵为744、尿素为870，长效碳铵比尿素减少排放量达126，降低率为16.9%。 　　土壤中二氧化碳固定量高。根据不同土层深度，经60天对土壤中碳酸氢根和碳酸根含量的测定，证明长效碳铵与普通碳铵有着明显的固定作用。长效碳铵的中的碳酸氢根向下移动，与深度土壤中的钙、镁离子结合成稳定的碳酸钙和碳酸镁，将二氧化碳固定于土壤中，不再释放。而且随着深度的增加，生成稳定碳酸钙和碳酸美的量也不断增加，特别是在深层50厘米以下，高达4倍，形成更多的碳酸钙和碳酸镁。 　　综上所述，生产长效碳铵成为二氧化碳减排固定和改善生态环境的一条可行途径。并且此技术已经引起美国能源部的重视，并提出吸收烟道气二氧化碳来生产长效碳铵的设想，可先在发展中国家示范推广，既为温室气体二氧化碳减排固定，又能提供肥料，促进粮食生产。  
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