隨著尿素行業(yè)的不斷發(fā)展，尿素顆粒的粒徑有了不同程度的變化，從以前的小顆粒尿素，發(fā)展到如今粒徑較大的大顆粒尿素。由于大顆粒尿素可節(jié)約人工，并可以采用機(jī)械施肥，在發(fā)達(dá)國家因此得到了推廣使用，而發(fā)展中國家也在近年來開始認(rèn)識和接受了大顆粒尿素。而兩者的區(qū)別也主要體現(xiàn)在顆粒的規(guī)格上，小顆粒尿素粒徑一般為0.82.8mm，大顆粒尿素的粒徑一般為2.88.0mm。隨著國外大顆粒尿素技術(shù)的逐漸成熟，其自身優(yōu)勢也得到了逐步的體現(xiàn)，也逐步被國內(nèi)消費(fèi)者所接受，而由于我國小顆粒尿素技術(shù)較為成熟，兩者在功效和市場方面各有千秋。1 大、小顆粒尿素優(yōu)勢對比大顆粒尿素與小顆粒尿素相比具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：1） 產(chǎn)品粒度分布范圍廣顆粒大小的差異，源自于工廠中尿素生產(chǎn)出來后采用造粒工藝與設(shè)備的區(qū)別。2001年中國發(fā)布的尿素產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（GB24402001）中，對于粒徑合格范圍的規(guī)定共有4個(gè)，分別為：0.852.80毫米；1.153.35毫米；2.004.75毫米；4.008.00毫米。目前消費(fèi)者常見的小顆粒尿素粒徑約為1.5毫米左右，大顆粒尿素一般為2.004.75毫米，此外還有7毫米以上的尿素丸。2） 產(chǎn)品肥效持久大顆粒尿素由于粒徑較大，相對于小顆粒尿素，其比表面積較小，在土壤中，溶解速率較慢，肥效較高，但也使其起效時(shí)間較小尿素顆粒較長。不過，由于大顆粒尿素顆粒本身較重，使得其在水田中能夠深入較深下部土壤，揮發(fā)損失減少，肥效更加持久有效。3） 粉塵含量低、產(chǎn)品顆粒強(qiáng)度較高由于生產(chǎn)工藝的不同，大顆粒尿素的抗壓強(qiáng)度較高，在同等條件下，方便運(yùn)輸，不易破碎和結(jié)塊。而且粉塵含量較同等條件下的小顆粒尿素粉塵含量低。4） 產(chǎn)品中縮二脲含量較低丸粒尿素生產(chǎn)工藝要求尿液蒸發(fā)增濃至99.7%，而大顆粒尿素生產(chǎn)工藝大多采用95%96%濃度的尿液，這樣可以有效的減少過程中縮二脲的產(chǎn)生，使得產(chǎn)品對于農(nóng)作物的有害成分明顯減少。目前市場上大顆粒尿素作為水稻的底肥、深施具有顯著的農(nóng)學(xué)和經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢，可以提高氮肥利用效率。水稻田大顆粒尿素深施可以減少溫室氣體N2O的排放。大顆粒尿素的直接施用并不多，究其原因主要是在于認(rèn)知度問題，即人們對施肥目標(biāo)的偏移和施肥方法的誤導(dǎo)，從發(fā)展看，大顆粒尿素在作物產(chǎn)量、養(yǎng)分效率和控制農(nóng)業(yè)面源污染等方面的作用也需要市場加以關(guān)注。2工藝對比2.1小顆粒尿素造粒工藝小顆粒尿素造粒技術(shù)實(shí)際上是熔融尿素在自由落體作用下形成球狀液滴，接著被逆流方向來的冷卻空氣冷卻結(jié)晶。大顆粒尿素技術(shù)是熔融尿素噴涂在預(yù)同化顆粒的表面，多次成層，形成球形顆粒，最后冷卻。很難在技術(shù)上對“大顆粒尿素”和“小顆粒尿素”進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)分。目前小顆粒尿素主要依靠塔式噴淋造粒方法。其將尿液通過蒸發(fā)增濃至99.7%后送至造粒塔頂部噴頭，在噴頭的旋轉(zhuǎn)作用下，利用離心力尿液從噴頭的小孔噴出形成液滴，液滴在下落的過程中，與空氣逆流接觸，逐步冷卻結(jié)晶成粒，落至塔底后，通過刮料機(jī)送至下料斗。另外，塔式自然通風(fēng)造粒仍是我國目前普遍采用的一種尿素成型方式，它具有運(yùn)行成本低、維護(hù)檢修簡單方便等特點(diǎn)，但其固有的一系列因素卻是造成尿素二次成型，致使產(chǎn)品存在空心、粘連、強(qiáng)度低、微粒和粉塵含量大等問題。其中，噴孔直徑是直接形成尿素粒子大小的關(guān)鍵參數(shù)，噴孔直徑大、密度小，有利于避免粒子的交叉碰撞，但過大的噴孔直徑卻會造成尿素粘塔等現(xiàn)象，且較大粒子出塔溫度高，易造成尿素吸濕粉化現(xiàn)象。而噴孔直徑小、數(shù)量多、密度大，在實(shí)際生產(chǎn)過程中又容易造成粒子的交叉碰撞，導(dǎo)致二次成型。以美國“TUTTLE”為例，其梯形圓臺有 3左右的錐度，可輔助噴頭造粒的截面分布，但主要還是靠噴孔的斜角來完成的，生產(chǎn)中順噴頭運(yùn)行方向的上部噴孔離心力大，與噴頭運(yùn)行方向相反的下部噴孔離心力小，尿素粒子由里向外分布于造粒塔內(nèi)截面。因此，“TUTTLE”斜孔造粒噴頭必須保證精確的斜角和方向，任一噴孔角度和方向的偏離，都將導(dǎo)致尿素粒子的交叉碰撞。圖 1 造粒塔示意圖2.2大顆粒尿素造粒工藝流化床涂敷造粒的基本原理是將溶液、懸浮液或熔融液噴到已干燥或部分干燥顆粒的流化床床層內(nèi)，在同一設(shè)備內(nèi)一步完成蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥的造粒過程。液體噴涂到床層顆粒表面后，熱空氣和顆粒本身顯熱足以使涂層物料水分迅速蒸發(fā)干燥，這樣就產(chǎn)生了顆粒表面逐層涂敷而形成大顆粒，稱為涂敷造粒機(jī)理。如果熱空氣和顆粒本身顯熱不足以使涂層物料水分迅速蒸發(fā)干燥，那么顆粒間便容易形成液橋，液橋固化后，產(chǎn)生了多個(gè)顆粒粘結(jié)團(tuán)聚的大顆粒，稱為團(tuán)聚造粒機(jī)理。利用流化床涂敷造粒機(jī)理生產(chǎn)的大顆粒尿素，顆粒密實(shí)，粒徑大，緩釋性強(qiáng)，可以大大提高氮的利用率，通過在水稻上的肥效實(shí)驗(yàn)表明，大顆粒尿素肥效比小顆粒尿素提高10.9%， 且谷物產(chǎn)品產(chǎn)量、品質(zhì)的改善都比碳銨、普通尿素好。另外，利用流化床涂敷造粒生產(chǎn)尿素與用傳統(tǒng)噴淋方法生產(chǎn)的尿素相比具有更大的強(qiáng)度和密度，適用于飛機(jī)撒灑等多種施肥方式。由于大顆粒尿素具有多種優(yōu)異性能，天津大學(xué)化工學(xué)院也對流化床涂敷造粒工藝進(jìn)行了研究開發(fā)，得到了粒徑為6 8mm 的球形大顆粒尿素。以海德魯公司的流化床造粒技術(shù)為例。其流化床造粒機(jī)為矩形設(shè)備，由上室、下室、多孔分布板和溶液噴嘴組成，上室用擋板隔成若干部分，擋板的作用是防止尿素粒子返混；多孔分布板起到均勻分配流化空氣的作用；溶液噴嘴位于多孔分布板上方，具有一定的高度，并和器壁保持一定的距離，防止尿液霧滴黏附在器壁上。95%96%的添加有甲醛的尿液經(jīng)噴嘴被低壓空氣霧化后噴灑到流化床內(nèi)形成一個(gè)倒錐形的細(xì)霧區(qū)，為避免噴嘴堵塞，霧化用的低壓空氣需先加熱到略高于尿液結(jié)晶溫度；返料的小顆粒尿素被流化空氣吹起后，在流化床內(nèi)劇烈攪動，形成一個(gè)沸騰區(qū)；2個(gè)區(qū)域互相交錯(cuò)，尿液細(xì)霧噴涂在尿素顆粒上，經(jīng)冷卻與干燥作用，成為一個(gè)較大的粒子。在流化床攪動過程中，又產(chǎn)生另一個(gè)噴涂過程，使大顆粒尿素由于重力作用沉降到底部的多孔分布板上，借助于流化空氣在多孔板錐形孔產(chǎn)生的水平推力進(jìn)到下一室。根據(jù)所需粒徑的要求，可在若干室內(nèi)依次噴涂、依次沉降后推到下一室，直到達(dá)到要求的粒徑，再從造粒機(jī)內(nèi)排出。圖 2 海德魯流化床工藝3產(chǎn)品質(zhì)量對比項(xiàng)目塔式噴淋Hydro流化床產(chǎn)品形狀球形接近球形縮二脲含量%0.81.00.81.0平均粒徑mm1.72.5含水量%0.30.2靜態(tài)強(qiáng)度N/粒10133035大塊不產(chǎn)生產(chǎn)生篩分不要求要求(1)小顆粒尿素較大顆粒尿素來講形狀更加規(guī)整。小顆粒尿素是球形，而大顆粒尿素不是球形，只是接近球形。而對農(nóng)業(yè)用途而言，尿素的形狀至關(guān)重要，因?yàn)樗绊懼柿系膿胶汀⒕鶆蚴┤胪寥赖?。但?shí)驗(yàn)表明相對于南方的水田，大顆粒尿素往往會發(fā)揮更好的肥效。(2)兩者成品中的縮二脲含量和含水量差不多。(3)大顆粒的平均粒徑較大，其粒徑分步也就相對較大。如能經(jīng)過細(xì)致篩分，可以用于不同的施肥環(huán)境。(4)大顆粒尿素的靜態(tài)強(qiáng)度是小顆粒尿素的3倍。堅(jiān)硬的顆粒在土壤中溶解緩慢，這非常有益于供給水稻和其他農(nóng)作物養(yǎng)分。但從運(yùn)輸和儲存期間機(jī)械荷載阻力的角度來說，大顆粒尿素和小顆粒尿素差不多。(5)大顆粒尿素在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大塊，因此大顆粒尿素裝置需配備篩分和破碎裝置。小顆粒尿素生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生大塊，因而不需要篩分和破碎裝置。4市場及其前景分析據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2012年尿素總產(chǎn)量為6192萬噸，2013年為6707萬噸，呈上漲趨勢；而國內(nèi)需求方面，2012年尿素需求量為5400萬噸，2013年增長至5730萬噸。而從另外一方面，尿素產(chǎn)能過剩問題卻日趨嚴(yán)重，20142015年，尿素產(chǎn)能過剩預(yù)計(jì)將達(dá)到2000萬噸。產(chǎn)能過剩造成尿素市場的供給遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際需求。2014年春季市場，隨著國內(nèi)新增產(chǎn)能的釋放，天然氣裝置逐漸恢復(fù)生產(chǎn)，國內(nèi)尿素供給量必然增多。國際小顆粒尿素市場已經(jīng)連續(xù)數(shù)周走弱，需求不旺。大顆粒尿素市場也出現(xiàn)了觸頂回落的態(tài)勢。四月底，盡管小顆粒尿素市場活躍，大顆粒尿素價(jià)格所面臨的壓力還在加大。一家阿拉伯灣生產(chǎn)商把對印度市場的離岸價(jià)下調(diào)至360美元，以和伊朗貨源競爭。有9萬噸印尼產(chǎn)大顆粒尿素也在4月17日舉行的招標(biāo)中以離岸價(jià)360美元成交， 這是兩年內(nèi)中東貨源的最低價(jià)位。隨著惡劣天氣導(dǎo)致的美國市場停滯，供應(yīng)商不得不爭奪其他市場，價(jià)格也隨之下降。上周，美國市場離岸價(jià)下滑至350美元，泰國價(jià)格也下滑至合中東離岸價(jià)360365美元。就海南而言，海南島內(nèi)尿素施用以大顆粒為主，小顆粒做補(bǔ)充。價(jià)格走勢方面，春節(jié)以來，海南島內(nèi)市場價(jià)格小幅波動，主流批發(fā)價(jià)位在1900-2000元/噸。 隨著春季作物用肥的展開，需求放量，但受持續(xù)到貨影響，價(jià)格預(yù)計(jì)以小幅震蕩為主。而目前尿素價(jià)格已經(jīng)跌到了十年來的最低點(diǎn)。據(jù)生意社監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，近三個(gè)月來，國內(nèi)尿素出廠價(jià)格下跌-9.91%，至4月16日，國內(nèi)出廠均價(jià)為1447.50元/噸，然而去年4月同期國內(nèi)主流尿素出廠報(bào)價(jià)為2000元/噸。市場研究人員預(yù)計(jì)今年尿素價(jià)格難以出現(xiàn)大的轉(zhuǎn)機(jī)。生意社尿素分析師張明指出，目前國內(nèi)農(nóng)業(yè)市場處于用肥淡季，下一波需求將最早在5月下旬出現(xiàn)。尿素產(chǎn)業(yè)走到如今的窘境并非偶然。作為重要的農(nóng)資產(chǎn)品，門檻不高，長久以來廣受投資者追捧。企業(yè)裝置規(guī)模從以前年產(chǎn)不到10萬噸發(fā)展到如今單套裝置超百萬噸水平;國內(nèi)供銷局面也從需要進(jìn)口發(fā)展到產(chǎn)量過剩尋求出口。產(chǎn)業(yè)的巨變無疑是值得肯定的，但是，近幾年一方面新增產(chǎn)能不斷增加;另一方面缺少退出機(jī)制管理老舊產(chǎn)能。不得不承認(rèn)，全國多于200家的尿素裝置年產(chǎn)能已超8000萬噸，供應(yīng)過剩不言而喻。雖然價(jià)格競爭以及地域限制，將尿素裝置開工率控制在80%左右，但仍使有限的內(nèi)需市場難以承受。特別是今年出口受挫，這種失衡局面愈發(fā)凸顯，以至于當(dāng)前尿素價(jià)格持續(xù)走低，河北、山西尿素出廠價(jià)甚至不足1400元。綜上所述，無論大顆粒尿素還是小顆粒尿素，隨著尿素產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩所帶來的問題已經(jīng)不言而喻。而相較于小顆粒尿素，目前主要生產(chǎn)大顆粒尿素的公司海油富島、赤天