CN101391924A - 工业化生产包膜控释肥的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业化生产包膜控释肥的方法和装置。利用气体介质使流化床内的肥料颗粒处于流态化，同时将肥料颗粒预热，然后把配制好的包膜溶液喷涂到流态化的肥料颗粒表面，溶剂迅速挥发，而溶质则附着在肥料颗粒表面形成致密均匀的膜利用本发明方法及装置生产包膜控释肥。该工艺装置操作简单，能够真正实现连续式生产，整个生产过程无溶剂废气排放，溶剂实际利用率可达99％以上。

Description

工业化生产包膜控释肥的方法和装置

技术领域

本发明属于包膜控释肥生产技术领域，具体是涉及一种采用流态化喷雾包膜法工业化生产包膜控释肥的方法和装置。

背景技术

控释肥是在传统肥料外层包裹一层特殊的膜，根据作物养分需求，控制养分释放速度和释放量，使养分释放曲线与作物需求相一致的新型肥料。该肥料的突出特点是按照作物生长规律曲线同步供给有效养分，从而使肥料养分有效利用率得到大幅度提高，在确保作物生长的前提下，与同浓度肥料相比，肥效可提高50％以上，可使传统化肥的用量大大减少。由于这种肥料具有提高化肥利用率、减少使用量与施肥次数、降低生产成本、减少环境污染、提高农作物产品品质和节省化肥生产原料等优点，因此被称为“21世纪高科技环保肥料”，成为肥料产业的发展方向。

由于控释肥具有以上优点，近年来我国也在进行控释肥料的研究，也取得了一些成果。中国授权专利文献“以回收热塑性树脂为可降解膜的包膜控释肥料的生产方法”(CN1257136C，申请号：200410035783.3)公开了一种以回收热塑性树脂为可降解膜的包膜控释肥料的生产方法，该方法虽可以降低包膜控释肥的制作成本，但生产规模有限。中国专利文献“一种制造聚合物包膜控释肥料的工艺和设备”(公开号：CN 101037371A，申请号：200710098613.3)也公开了一种制造聚合物包膜控释肥料的工艺和设备，该方法的生产规模也很有限。

由于以上研究都处于实验室或小试阶段，工艺简单、设备简陋、产量低、生产成本高，不适用于规模化的工业生产。因此，只有提供一种适合于工业化生产的控释肥生产工艺和设备，提高产量、节约能耗、降低生产成本，才能真正加大控释肥的推广应用力度，切实做到为农民增收，同时也为国家带来好的经济效益和社会效益。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工业化生产包膜控释肥的方法和装置。

本发明的技术方案如下：

工业化生产包膜控释肥的方法，利用气体介质使流化床内的肥料颗粒处于流态化，同时将肥料颗粒预热，然后把配制好的包膜溶液喷涂到流态化的肥料颗粒表面，溶剂迅速挥发，而溶质则附着在肥料颗粒表面形成致密均匀的膜，

具体包括如下步骤：

A、将溶质和溶剂按重量比1：20-30加入溶解釜，加热至100～125℃搅拌溶解，制得包膜溶液；

B、启动引风机，利用预热器给气体介质加热至70-90℃，然后将重量为溶质重量10-35倍的颗粒肥料经加料装置加入流化床，使颗粒肥料处于稳定的流化状态；

C、待颗粒肥料加热到45-50℃时，将包膜溶液加压至0.5～0.8MPa，控制流量喷到颗粒肥料表面，在气体介质的作用下，溶剂迅速挥发，而溶质则附着在肥料颗粒表面形成致密均匀的膜，卸料得包膜控释肥。

所述包膜控释肥的工业化生产方法，在优选的方案中，从流化床出来的气体介质经引风机进入冷凝器冷凝，冷凝下来的溶剂去溶剂回收槽经溶剂泵送至溶解釜再利用，冷却后的气体介质经预热器又进入流化床，溶剂回收槽和溶解釜的尾气去尾气回收装置处理后，达标排空。

所述包膜控释肥的工业化生产方法，在优选的方案中，步骤C中当包膜溶液全部喷完后继续流化2-3分钟后再卸料。继续流化一段时间的目的是使附着在颗粒肥料表面的溶质膜层更为致密均匀，增强其包膜效果。卸料后进入下一循环，这个过程不必停止引风机。

所述包膜控释肥的工业化生产方法，在优选的方案中，步骤B将颗粒肥料加入流化床之前，先在颗粒肥料预处理装置中进行筛分、抛光处理。其目的是筛去过大过小的颗粒，使颗粒肥料更加圆滑，更加适宜包裹包膜材料，增强其包膜效果。

所述包膜控释肥的工业化生产方法，所述溶质为本领域常规材料，优选低密度聚乙烯、回收聚乙烯等。

所述包膜控释肥的工业化生产方法，所述溶剂为本领域常规溶剂，优选为四氯乙烯或四氯乙烯与二氯甲烷的混合物。当溶剂选用四氯乙烯与二氯甲烷的混合物时，两者可按照任意比例混合。

所述包膜控释肥的工业化生产方法，所述气体介质为空气或氮气。

本发明实现工业化生产包膜控释肥料的装置，包括加料装置、流化床、引风机、冷凝器、预热器、溶剂回收槽、溶剂泵、溶解釜、尾气回收装置，其中，所述流化床上设有加料装置，所述流化床的出气口经引风机、冷凝器和预热器与流化床的入气口相连通，所述冷凝器的冷凝液出口接溶剂回收槽，所述溶剂回收槽通过容剂泵与溶解釜相连通，所述溶剂回收槽和溶解釜的尾气出口接尾气回收装置，所述溶解釜的溶剂出口通过溶剂管道与流化床相连通。

在优选的方案中，本发明实现工业化生产包膜控释肥料的装置，在所述加料装置上游还设有颗粒肥料预处理装置。

在优选的方案中，本发明实现工业化生产包膜控释肥料的装置，在所述流化床底部还设有卸料装置。

在优选的方案中，本发明实现工业化生产包膜控释肥料的装置，还设有与卸料装置相连的包膜控释肥后处理装置。

在优选的方案中，本发明实现工业化生产包膜控释肥料的装置，在溶解釜与流化床相连通的溶剂管道上还设有过滤器。

从流化床顶部出来的气体经引风机进入冷凝器冷凝至40℃以下，冷凝下来的溶剂去溶剂回收槽经溶剂泵送至溶解釜再利用，冷却后的气体介质经预热器进入流化床，溶剂回收槽和溶解釜的尾气去尾气回收装置达标排空。

与现有技术相比，本发明的优异效果在于：

1、根据工艺要求，设计出了连续并产业化生产包膜控释肥的工艺流程。

2、根据工艺要求设计出了成套的工业化生产设备，生产能力大大提高，能耗大大较低。

3、整个生产过程无溶剂废气排放，溶剂实际利用率可达99％以上。

附图说明

图1是实施例1所述装置的结构示意图。

图2是实施例2所述装置的结构示意图。

图3是实施例3所述装置的结构示意图。

其中，1.加料装置、2.流化床、3.引风机、4.冷凝器、5.预热器、6.溶剂回收槽、7.溶剂泵、8.溶解釜、9.尾气回收装置、10.卸料装置、11.颗粒肥料预处理装置、12、过滤器、13、包膜控释肥后处理装置。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明提出的技术方案的细节和工作情况，但不限于此。

实施例1：

工业化生产包膜控释肥的装置，结构如图1所示，包括加料装置1、流化床2、引风机3、冷凝器4、预热器5、溶剂回收槽6、溶剂泵7、溶解釜8、尾气回收装置9，其中，所述流化床2上设有加料装置1，所述流化床2的出气口经引风机3、冷凝器4和预热器5与流化床2的入气口相连通，所述冷凝器4的冷凝液出口接溶剂回收槽6，所述溶剂回收槽6通过容剂泵7与溶解釜8相连通，所述溶剂回收槽6和溶解釜8的尾气出口接尾气回收装置9，所述溶解釜8的溶剂出口通过溶剂管道与流化床2相连通。

实施例2：

工业化生产包膜控释肥的装置，结构如图2所示，与实施例1所不同的是在所述加料装置1上游还设有颗粒肥料预处理装置11。

实施例3：

工业化生产包膜控释肥的装置，结构如图2所示，与实施例1或2在所述流化床2底部还设有卸料装置10。

实施例4：

工业化生产包膜控释肥的装置，结构如图3所示，与实施例3所不同的是还设有与卸料装置10相连的包膜控释肥后处理装置13。

实施例5：

工业化生产包膜控释肥的装置，结构如图3所示，与实施例4所不同的是在溶解釜8与流化床2相连通的溶剂管道上还设有过滤器12。

实施例6：利用实施例2所述装置生产包膜率为3％的包膜控释肥

具体操作步骤如下：

A、将30kg低密度聚乙烯(中国石化集团北京燕山石化公司产售)和600kg四氯乙烯加入溶解釜8，加热至105℃搅拌溶解，制成包膜溶液；

B、启动引风机3，利用预热器5给空气加热至70℃，然后将1000kg颗粒肥料经加料装置1入流化床2，使颗粒肥料处于稳定的流化状态；

C、待颗粒肥料加热到45℃时，将包膜溶液加压至0.5～0.6MPa，控制流量喷到流化床2内的颗粒肥料表面，在空气的作用下，四氯乙烯迅速挥发，而低密度聚乙烯则附着在肥料颗粒表面，逐渐形成致密均匀的膜，当包膜溶液全部喷完，继续流化2-3分钟后，得包膜率为3％的包膜控释肥。

也可先将颗粒肥料先经肥料预处理装置11进行筛分、抛光处理，得大小均匀、表面光滑颗粒肥料再用于包膜。

实施例7：利用实施例3所述装置生产包膜率为5％的包膜控释肥

具体操作步骤如下：

A、将50kg低密度聚乙烯和1000kg四氯乙烯和250kg二氯甲烷混合物加入溶解釜8，加热至100℃搅拌溶解，制成包膜溶液；

B、启动引风机3，利用预热器5给氮气加热至70℃，然后将1000kg颗粒肥料经加料装置2入流化床3，使颗粒肥料处于稳定的流化状态；

C、待颗粒肥料加热到50℃时，将包膜溶液加压至0.5～0.6MPa，控制流量喷到流化床2内的颗粒肥料表面，在氮气的作用下，四氯乙烯和二氯甲烷迅速挥发，而低密度聚乙烯则附着在肥料颗粒表面，逐渐形成致密均匀的膜，当包膜溶液全部喷完，继续流化2-3分钟后，通过卸料装置10卸料得包膜率为5％的包膜控释肥。

实施例8：利用实施例4或5所述装置生产包膜率为10％的包膜控释肥

具体操作步骤如下：

A、将100kg低密度聚乙烯和3000kg四氯乙烯加入溶解釜8，加热至125℃搅拌溶解，制成包膜溶液；

B、启动引风机3，利用预热器5给空气加热至70℃，然后将1000kg颗粒肥料经加料装置仓2入流化床2，使颗粒肥料处于稳定的流化状态；

C、待颗粒肥料加热到45℃时，将包膜溶液加压至0.5～0.6MPa，控制流量喷到流化床3内的颗粒肥料表面，在空气的作用下，四氯乙烯迅速挥发，而低密度聚乙烯则附着在肥料颗粒表面，逐渐形成致密均匀的膜，当包膜溶液全部喷完，继续流化2-3分钟后，得包膜率为10％的包膜控释肥。

实施例9：利用实施例4或5所述装置生产包膜率为11％的包膜控释肥

具体操作步骤如下：

A、将100kg低密度聚乙烯和3000kg四氯乙烯加入溶解釜8，加热至125℃搅拌溶解，制成包膜溶液；

B、启动引风机3，利用预热器5给空气加热至90℃，然后将3500kg颗粒肥料经加料装置1入流化床2，使颗粒肥料处于稳定的流化状态；

C、待颗粒肥料加热到47℃时，将包膜溶液加压至0.5～0.6MPa，控制流量喷到流化床2内的颗粒肥料表面，在空气的作用下，四氯乙烯迅速挥发，而低密度聚乙烯则附着在肥料颗粒表面，逐渐形成致密均匀的膜，当包膜溶液全部喷完，进入下一周期续喷，再循环3次，得包膜率约为11％的包膜控释肥。

实施例10：利用实施例4或5所述装置生产包膜率为10％的包膜控释肥

具体操作步骤如下：

A、将100kg回收聚乙烯和2800kg四氯乙烯加入溶解釜8，加热至120℃搅拌溶解，制成包膜溶液；

B、启动引风机3，利用预热器5给空气加热至80℃，然后将2000kg颗粒肥料经加料装置1入流化床2，使颗粒肥料处于稳定的流化状态；

C、待颗粒肥料加热到50℃时，将包膜溶液加压至0.5～0.6MPa，控制流量喷到流化床2内的颗粒肥料表面，在空气的作用下，四氯乙烯迅速挥发，而回收聚乙烯则附着在肥料颗粒表面，逐渐形成致密均匀的膜，得包膜率为10％的包膜控释肥。

Claims (10)

1、工业化生产包膜控释肥的方法，其特征是：利用气体介质使流化床(2)内的颗粒肥料处于流态化，同时将颗粒肥料预热，然后把包膜溶液喷涂到流态化的颗粒肥料表面，溶剂挥发，而溶质附着在颗粒肥料表面形成致密均匀的膜，步骤如下：

A、将溶质和溶剂按重量比1：20-30加入溶解釜(8)，加热至100～125℃搅拌溶解，制得包膜溶液，

B、启动引风机(3)，利用预热器(5)给气体介质加热至70-90℃，然后将重量为溶质重量10-35倍的颗粒肥料经加料装置(1)加入流化床(2)，使颗粒肥料处于稳定的流化状态，

C、待颗粒肥料加热到45-50℃时，将包膜溶液加压至0.5～0.8MPa，控制流量喷到颗粒肥料表面，在气体介质的作用下，溶剂迅速挥发，而溶质则附着在颗粒肥料表面形成致密均匀的膜，卸料得包膜控释肥。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征是，从流化床(2)出来的气体介质经引风机(3)进入冷凝器(4)冷凝，冷凝下来的溶剂去溶剂回收槽(6)经溶剂泵(7)送至溶解釜(8)再利用，冷却后的气体介质经预热器(5)又进入流化床(2)，溶剂回收槽(6)和溶解釜(8)的尾气去尾气回收装置(9)处理后达标排空。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述溶质为低密度聚乙烯或回收聚乙烯，所述溶剂为四氯乙烯或四氯乙烯与二氯甲烷的混合物，所述气体介质为空气或氮气。

4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤C当包膜溶液全部喷完后继续流化2-3分钟后再卸料。

5、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤B将颗粒肥料加入流化床之前，先在颗粒肥料预处理装置(11)中进行筛分、抛光处理。

6、实现权利要求1或2所述方法的装置，其特征在于，包括加料装置(1)、流化床(2)、引风机(3)、冷凝器(4)、预热器(5)、溶剂回收槽(6)、溶剂泵(7)、溶解釜(8)、尾气回收装置(9)，其中，所述流化床(2)上设有加料装置(1)，所述流化床(2)的出气口经引风机(3)、冷凝器(4)和预热器(5)与流化床(2)的入气口相连通，所述冷凝器(4)的冷凝液出口接溶剂回收槽(6)，所述溶剂回收槽(6)通过容剂泵(7)与溶解釜(8)相连通，所述溶剂回收槽(6)和溶解釜(8)的尾气出口接尾气回收装置(9)，所述溶解釜(8)的溶剂出口通过溶剂管道与流化床(2)相连通。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述加料装置(1)上游还设有颗粒肥料预处理装置(11)。

8、根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，在所述流化床(2)底部还设有卸料装置(10)。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还设有与卸料装置(10)相连的包膜控释肥后处理装置(13)。

10、根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，在溶解釜(8)与流化床(2)相连通的溶剂管道上还设有过滤器(12)。

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