本發(fā)明屬化肥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直接由尿素溶液噴漿造粒制含氮磷、氮鉀或氮磷鉀復(fù)合肥料的方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)展，國內(nèi)外復(fù)混肥料的發(fā)展在化肥工業(yè)中占主導(dǎo)地位，在化肥工業(yè)發(fā)達(dá)國家，復(fù)混肥料的使用已經(jīng)占化肥總用量的70％～80％。復(fù)混肥料主要是將含氮、磷、鉀的基礎(chǔ)肥料，如尿素、磷銨、氯化鉀等經(jīng)混合后，在造粒機(jī)內(nèi)，在一定的溫度和液相量下，依靠自身的粘合力或加入適量粘結(jié)劑，經(jīng)擠壓、粘結(jié)、團(tuán)聚成球，再經(jīng)干燥、冷卻、篩分后的合格產(chǎn)品。除了以磷酸、磷肥等為基質(zhì)的復(fù)合肥外，還有以尿素為基質(zhì)與其它磷、鉀肥混合造粒的復(fù)混肥。
復(fù)混肥料的生產(chǎn)方法主要有團(tuán)粒法、噴漿造粒法、擠壓造粒法和摻混法等，它們都屬于基礎(chǔ)肥料進(jìn)行二次加工而制成的含有氮、磷、鉀等多種營養(yǎng)元素的復(fù)混肥料。團(tuán)粒法是我國廣泛采用的復(fù)肥二次加工的生產(chǎn)方法，該法生產(chǎn)過程簡單，操作易于掌握，產(chǎn)品粒形好；但存在造粒所需水量高，干燥負(fù)荷大，產(chǎn)品強(qiáng)度較低的弱點(diǎn)，且產(chǎn)品含氮量達(dá)不到較高水平。擠壓造粒法的工藝簡單，生產(chǎn)成本低，但擠壓機(jī)模板的強(qiáng)度不夠，頻繁更換，導(dǎo)致較多停產(chǎn)；產(chǎn)品的含水量一般較高，產(chǎn)品形狀差，貯運(yùn)過程中易破碎。摻混法是將各種基礎(chǔ)顆粒肥料混合，對原料的粒狀、密度要求較高，且易結(jié)塊，不宜久貯。噴漿造粒法直接利用肥料一次加工生產(chǎn)裝置中的氮、磷、鉀料漿(也可采用固體肥料經(jīng)溶解或熔融)，依靠自身的熱量和壓力，與返料或新鮮固體肥料噴漿造粒。該法減少了諸多生產(chǎn)工序，降低了能耗，因此產(chǎn)品成本低。國內(nèi)復(fù)混肥料的生產(chǎn)一般采用團(tuán)粒法和噴漿造粒法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種由尿素溶液直接制取氮磷、氮鉀或氮磷鉀復(fù)合肥料的方法。本方法克服了傳統(tǒng)的團(tuán)粒法尿基復(fù)合肥氮含量低，產(chǎn)品成本高的缺點(diǎn)，最大限度地降低成本。本方法利用高濃度的尿素溶液與固體肥料噴漿造粒生產(chǎn)復(fù)合肥料，或者尿素、磷酸一銨、磷酸二銨、硫酸氫鉀等以溶液或熔融態(tài)進(jìn)入造粒機(jī)，與固體肥料噴漿造粒制復(fù)合肥料。
本發(fā)明的另一目的是在尿素溶液中加入適量的添加劑，以使制成的復(fù)合肥料具有更高的強(qiáng)度。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是在肥料制造過程中，篩分后的顆粒肥料經(jīng)過包膜、撲粉處理，使肥料在儲運(yùn)、堆碼過程中具有更高的防結(jié)塊性能。
本發(fā)明的基本原理是：利用尿素溶液、磷銨溶液、硫酸氫鉀溶液的液相量及其較高的溫度，直接噴灑到含氮、磷、鉀等的粉狀肥料表面，在較高的溫度下噴漿造粒制成顆粒狀復(fù)合肥料。
復(fù)合肥料生產(chǎn)中，一定規(guī)格的產(chǎn)品，其造粒所需的液相量是基本不變的，而各種原料肥料的溶解度隨著溫度的升高而增大。因此，為了達(dá)到造粒所需的液相量，在造粒過程中，某些原料肥料以較高溫度下的液態(tài)加入，造粒所需的水分就較少。這樣，工藝上就可采用低溫干燥或無干燥流程，從而顯著降低干燥負(fù)荷。同時(shí)，利用尿素溶液、磷銨溶液、硫酸氫鉀溶液等的粘性(明顯好于水的粘性)，使造粒的成球率更高。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的尿素溶液直接制取氮磷鉀復(fù)合肥料的方法是將尿素裝置中的濃度為70.0％～99.7％的尿素溶液，或固體尿素加水、加熱熔融制得的濃度大于70％、溫度為80～140℃的尿素溶液，噴入造粒機(jī)內(nèi)的含氮、磷、鉀的基礎(chǔ)肥料和其它添加劑的混合物上，造粒后經(jīng)干燥、冷卻、篩分、撲粉、包膜即得氮磷鉀復(fù)合肥料。
本發(fā)明的尿素溶液直接制取氮磷鉀復(fù)合肥料的方法，所述的基礎(chǔ)肥料是尿素、硝銨、硫銨、磷酸一銨、磷酸二銨、硝酸磷肥、重過磷酸鈣、普通過磷酸鈣、鈣鎂磷肥、磷酸二氫鉀、氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、硫酸氫鉀中的一種或幾種的混合物。加入的基礎(chǔ)肥料的品種和加入量需視基礎(chǔ)肥料和最終產(chǎn)品的養(yǎng)分、水分而定。若基礎(chǔ)肥料為顆粒狀，則需先破碎。
本發(fā)明的尿素溶液直接制取氮磷鉀復(fù)合肥料的方法，所述的基礎(chǔ)肥料進(jìn)入造粒機(jī)的狀態(tài)可以是固體，也可以是溶液或懸浮液或熔融液。磷酸一銨、磷酸二銨、硫酸氫鉀最好采用如下方式加入造粒機(jī)：磷酸一銨、磷酸二銨為氨與磷酸直接在管式反應(yīng)器中反應(yīng)進(jìn)入造粒機(jī)；硫酸氫鉀與磷酸混合后在管式反應(yīng)器中與氨反應(yīng)后直接進(jìn)入造粒機(jī)。
由于肥料使用的季節(jié)性變化的特點(diǎn)，復(fù)合肥料貯存時(shí)間較長，因此產(chǎn)生粉化。本發(fā)明的尿素溶液直接制取氮磷鉀復(fù)合肥料的方法，所述的尿素溶液中可以加入有機(jī)、無機(jī)添加劑以提高產(chǎn)品強(qiáng)度，防止粉化。其中有機(jī)添加劑為甲醛類物質(zhì)、聚乙烯醇、脂肪醇酰胺、尿醛樹脂、氨基腈、羧甲基纖維素鈉、二元有機(jī)酸中的一種或幾種的混合物。無機(jī)添加劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、硫酸鈉、硫酸銨、硫酸鋅、硫酸錳、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨、氯化鉀、氧化鎂、三聚磷酸鈉中的一種或幾種的混合物。
本發(fā)明的尿素溶液直接制取氮磷鉀復(fù)合肥料的方法，由于加入較多的尿素，因此較高溫度下物料熔融后產(chǎn)生較多的液相，影響干燥操作。所以所述的干燥機(jī)進(jìn)口氣體溫度為120～200℃，最好為150～170℃。
另外，由于復(fù)合肥料吸濕性較強(qiáng)，所以貯存時(shí)容易結(jié)塊。為了有效防止結(jié)塊，有必要對篩分后的顆粒復(fù)合肥料，進(jìn)行撲粉、包膜處理。所用的包膜劑為烷基胺、烯烴烷基二酰胺化合物、石蠟、白油、植物油、礦物油、烯烴、二烯共聚物、脲醛樹脂、膠、硫磺中的一種或幾種的混合物。所用的撲粉為泥炭、褐煤、沸石、海泡石、凹凸棒石、雙氰胺、腐植酸鹽、方鎂石、鉀長石、白土、膨潤土、蒙脫石、鈣鎂磷肥中的一種或幾種的混合物。
本發(fā)明的尿素溶液直接制取氮磷鉀復(fù)合肥料的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1.直接利用尿素濃溶液進(jìn)行生產(chǎn)，簡化了流程，減少了生產(chǎn)步驟，降低了操作費(fèi)用，因此降低了成本。同時(shí)改善了尿素生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
2.采用全新的生產(chǎn)工藝，充分利用磷酸與氨的反應(yīng)熱、硫酸氫鉀與氨的反應(yīng)熱以及反應(yīng)后料漿本身的液相量，尿素溶液的溫度和液相量，造粒物料水分明顯減少，因此降低了干燥負(fù)荷，節(jié)省了能耗。
3.本發(fā)明的原料適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)品規(guī)格調(diào)整靈活，可生產(chǎn)各種尿基氮鉀、氮磷或氮磷鉀復(fù)合肥料。
4.本發(fā)明的復(fù)合肥料產(chǎn)品，顆粒光滑圓整，強(qiáng)度高不易結(jié)塊，耐貯存。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
實(shí)施例1：
濃度為95％(重量百分比，下同)、溫度為125℃的尿素溶液84kg，用泵打入轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)內(nèi)，同時(shí)造粒機(jī)內(nèi)加入粉狀磷銨(含n16％，p2o546％)330kg、氯化鉀(含k2o56％)270kg、氯化銨(含n22.5％)280kg、凹凸棒粉80kg，經(jīng)過約10min造粒后，進(jìn)入干燥機(jī)，干燥機(jī)入口氣體溫度170℃，經(jīng)并流干燥除去水分，逆流冷卻至30℃，再進(jìn)行篩分、包膜、包裝，便得到粒度1～4.75mm的復(fù)合肥料。產(chǎn)品含水1.54％，抗壓強(qiáng)度為18n，含n-p2o5-k2o為15-15-15，顆粒圓整光滑。
實(shí)施例2：
濃度為95％、溫度為125℃的尿素溶液135kg，用泵打入噴漿造粒干燥機(jī)內(nèi)，同時(shí)由泵打入347kg98％的濃硫酸與193kg氯化鉀在120℃反應(yīng)約2h后，配入含p2o523.27％的稀磷酸497.5kg，混合后在管式反應(yīng)器內(nèi)與70kg氨氣反應(yīng)后噴入噴漿造粒干燥機(jī)，經(jīng)進(jìn)一步干燥、冷卻、篩分、包膜，制得含n-p2o5-k2o為17-11.5-11.5，抗壓強(qiáng)度為24n，粒度為1～4.75mm的顆粒圓整的復(fù)合肥料。
實(shí)施例3：
用泵將315kg濃度為70％、溫度為125℃的尿素溶液打入噴漿造粒干燥機(jī)，再加入含k2o為60％的氯化鉀，同時(shí)將430kg含p2o535％的磷酸與58kg氨氣經(jīng)管式反應(yīng)器反應(yīng)后噴入噴漿造粒干燥機(jī)，再經(jīng)過進(jìn)一步干燥、冷卻、篩分、包膜后制得含n-p2o5-k2o為17-17-17，抗壓強(qiáng)度為20n，粒度為1～4.75mm的顆粒圓整的復(fù)合肥料。
實(shí)施例4：
濃度為90％、溫度為125℃的尿素溶液365kg，用泵打入噴漿造粒干燥機(jī)，同時(shí)，575kg含p2o535％的磷酸與58kg氨氣經(jīng)管式反應(yīng)器反應(yīng)后噴入噴漿造粒干燥機(jī)，再經(jīng)過進(jìn)一步干燥、冷卻、篩分、包膜后制得含n21％，含p2o521％的尿基氮磷復(fù)合肥料，顆粒強(qiáng)度20n，粒度為1～4.75mm。