CN102173962A - 一种内置网型缓释尿素和生产方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内置网型缓释尿素和生产方法及其应用，在尿素生产工艺中添加内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A的一种或者内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A的混合物，其有效组分按重量百分比为尿素：89.5%～98.9%，内置网型结构形成组分：0.1‰～5‰，内置网型结构支撑组分：1%～10%。本发明所提供的内置网型缓释尿素和尿基复合肥具有较高的氮素利用率和较长的肥效期，且工艺简单、成本低、质优价廉；作基肥施用，可以减少施肥次数，省工、增产增收、高效长效，有利于粮食增产和环境保护。

Description

一种内置网型缓释尿素和生产方法及其应用

技术背景

本发明涉及一种内置网型缓释尿素和生产工艺及其应用，属于化工生产领域。

背景技术

氮是作物生长的最重要的营养元素，尿素是氮肥的最主要的品种。尿素适用于一切作物和所有土壤，可用作基肥和追肥，旱水田均能施用。但是，尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，随水流失，转化后形成的氨也易挥发，氮在土壤中的损失太高，利用率仅有30％～40％，肥效期仅有50天左右，在造成浪费的同时也对大气环境、水环境带来了巨大的压力，是严重的面源污染源。长期以来，为了提高尿素的利用率，人们进行了大量的研究工作，生产了如包裹尿素、长效尿素、稳定尿素等产品，在提高氮利用率方面均获得了一定的成效，但是由于其成本较高、工艺复杂和可能造成环境的二次污染等问题，限制了推广应用。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种新的缓释尿素品种，它既有较高的氮利用率和较长的肥效期，提高了作物对氮素的吸收利用，增加了产量，同时减少了施肥造成的环境面源污染，它还具有成本低廉、工艺简单的特点，适于推广应用。本发明的另一目的在于提供上述的稳定尿素的生产工艺及其在复合肥生产中的应用。

为实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种内置网型缓释尿素，其特征在于其组成原料的重量份为：在尿素生产工艺中添加内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A的一种或者内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A的混合物，其有效组分按重量百分比计为：

尿素：                 89.5％～98.9％

内置网型结构形成组分P：0.1‰～5‰

内置网型结构支撑组分A：1％～10％

所述的内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A不同时为0。

所述的内置网型缓释尿素，其特征在于：

所述的内置网型结构形成组分P为选自P₁、P₂成分或其混合物：

P₁具有枝状或网状结构的天然大分子材料：淀粉、纤维素、壳聚糖、木质素黄原胶、腐殖酸；

P₂人工合成的具有枝状或网状结构的高分子聚合物及其衍生物：聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚乳酸；

所述的内置网型结构支撑组分A为选自A₁、A₂成分或其混合物：

A₁无机硅酸盐矿物：凹凸棒土、高岭土、硅藻土、硼润土、沸石、石棉、云母、滑石；

A₂含有部分硅氧结构的工农业生产废弃物：粉煤灰、秸秆及秸秆煅烧物、工业尾矿。

所述的内置网型缓释尿素的生产方法，其特征在于：尿素生产二蒸阶段后的尿素融浆即脲浆中加入内置网型结构形成组分P(如聚丙烯酰胺)与内置网型结构支撑组分A(如改性凹凸棒土)的一种或者内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A的混合物，加入方式有：

(1)内置网型结构形成组分P，固体形式者以粉体输送泵加入尿素融浆管道中，液体形式者以液体输送泵加入尿素融浆管道中，使其在输送过程中与脲浆混合均匀；内置网型结构支撑组分A则加入造粒喷头前的搅拌槽或管式混合器，使其与脲浆混合均匀，最后通过高塔造粒工艺，制成内置网型缓释尿素产品；

(2)内置网型结构形成组分P，与脲浆混和形成一定浓度的均匀溶液，然后泵入尿素融浆管道中；内置网型结构支撑组分A加入造粒喷头前的搅拌槽或管式混合器，使其与脲浆混合均匀，最后通过高塔造粒工艺，制成内置网型缓释尿素产品；

(3)内置网型结构形成组分P或内置网型结构支撑组分A或内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A的混合物加入造粒喷头前的搅拌槽或管式混合器，使其与脲浆混合均匀，然后通过高塔造粒工艺，制成内置网型缓释尿素产品。

所述的内置网型缓释尿素在尿基复合肥生产中应用，其特征在于：加入方式为在尿素融浆中先加入内置网型结构形成组分P，使其与尿素融浆混合均匀后，将尿素融浆喷入复合肥原料或复合肥原料与内置网型结构支撑组分A的混合物中，滚筒造粒得到内置网型缓释复合肥。

在实际的生产过程中，需增加加料仓、溶解槽、计量泵、粉体输送泵、液体输送泵、压力泵等设备，使内置网型结构形成组分P和内置网型结构支撑组分A按比例准确、均匀的加入到生产系统中。

内置网型缓释尿素通过在尿素颗粒内部形成的高分子网络将尿素分子控制在网格中，从而大大减缓了尿素在水中的溶解释放速度，减少了尿素随水份的流失，既提高了氮素的利用率和肥效期，还减少了对水体的面源污染。同时，随着养分与水份的交换过程，内置网型结构将扩散到尿素颗粒附近的土壤中，起到土壤改良剂的作用，进一步增加了土壤持水保肥能力。

本发明的优点及效果：

1.本发明所提供的内置网型缓释尿素较普通尿素明显延长了尿素肥效期，提高了氮素利用率，同时减少了追肥次数，高效省工，能起到较为明显的增产效果。

2.本发明所提供的内置网型缓释尿素能减缓尿素在水中的溶解释放速度，大大减少了尿素随水份的流失，对保护环境、减轻水系面源污染起到了重要作用，特别适用于现代农业。

3.本发明所提供的内置网型缓释尿素具有一定的保水能力，同时能改进土壤的持水保肥性能，起到土壤改良剂的作用。

4.本发明所提供的内置网型缓释尿素生产工艺只需在原尿素生产过程中增加少量的物料输送，计量添加及搅拌设备，将形成内置网型结构的添加剂与稳定剂加入到尿素生产系统中，即可生产出合格的稳定尿素。

5.本发明所提供的内置网型缓释尿素添加成分成本低廉，来源广泛，适用于大范围推广应用。

附图说明

图1～图3为不同添加途径的内置网型缓释尿素工艺流程图；

图4～图5为不同添加途径的内置网型缓释复合肥工艺流程图；

图中：1为NH₃和CO₂的合成器，2为分离器，3为闪蒸槽，4为一蒸槽，5为二蒸槽，6为脲浆输送管道，7为尿素造粒塔，8为固体计量加样器，9为搅拌槽或管式混合器，10为粉体输送泵或液体输送泵，11为内置网型结构形成组分P的溶解搅拌槽，12为计量加样器，13为复合肥滚筒造粒筒。

具体实施方式

实施例1

参阅图1，采用现有的尿素生产工艺，根据生产1t/h稳定尿素计算，其氮含量为0.42吨，通过粉体输送泵将聚丙烯酰胺粉末以0.66Kg/h匀速泵入二蒸后尿素融浆管道中，使其在输送过程中混合均匀，再将凹凸棒土50Kg加入造粒喷头前的搅拌槽或管式混合器，经专用设备使其在脲浆中搅拌均匀后，经由高塔造粒完成稳定尿素的生产过程。

应用实施例1添加方式所得内置网型缓释尿素与普通尿素进行砂柱淋溶实验，方法如下：依次将0.5g脱脂棉、150g砂(30目～60目)湿装法装入淋溶装置，再分别将等氮量内置网型缓释尿素与普通尿素平铺于各自淋溶管内的砂上，然后以30g干砂覆盖，20ml/3min频率加水淋溶，20ml取样一次，测定水样中尿素含量，其淋溶率结果见表1。

表一实施例一添加方式累积溶出率砂柱淋溶实验

实施例2

参阅图2，采用现有的尿素生产工艺，根据生产1t稳定尿素计算，其氮含量为0.42吨，通过专用计量设备，将70Kg脲浆引入熔融槽，再加入聚丙烯酰胺粉末0.66Kg，通过搅拌使其混合均匀后，将含有1％聚丙烯酰胺的脲浆泵回原管道，使其在输送过程中混合均匀；最后将凹凸棒土50Kg加入造粒喷头前的搅拌槽或管式混合器，经专用设备使其在脲浆中搅拌均匀后，经由高塔造粒完成稳定尿素的生产过程。

应用实施例2添加方式所得内置网型缓释尿素与普通尿素进行砂柱淋溶实验，淋溶方法同实施例1，其淋溶率结果见表2。

表二实施例二添加方式累积溶出率砂柱淋溶实验

实施例3

参阅图3，用现有的尿素生产工艺，根据生产1t稳定尿素计算，其氮含量为0.42吨，通过专用计量设备，将凹凸棒土50Kg与聚丙烯酰胺粉末0.66Kg的混合物加入造粒喷头前的搅拌槽或管式混合器，经专用设备使其在脲浆中搅拌均匀后，经由高塔造粒完成稳定尿素的生产过程。

应用实施例3添加方式所得内置网型缓释尿素与普通尿素进行砂柱淋溶实验，淋溶方法同实施例1，其淋溶率结果见表3。

表三实施例三添加方式累积溶出率砂柱淋溶实验

实施例4

参阅图4，采用现有的复合肥生产工艺，根据生产1t/h稳定复合肥计算，通过粉体输送泵，将聚丙烯酰胺粉末以0.66Kg/h匀速泵入尿素融浆管道中，使其在输送过程中混合均匀，再将凹凸棒土50Kg与复合肥其他磷钾盐组分混合均匀后加滚筒造粒槽，完成稳定稳定复合肥的生产过程。

实施例5

参阅图5，采用现有的复合肥生产工艺，根据生产1t稳定复合肥计算，通过专用计量设备，将70Kg脲浆引入熔融槽，再加入聚丙烯酰胺粉末0.66Kg，通过搅拌使其混合均匀后，将含有1％聚丙烯酰胺的脲浆泵回原管道，使其在输送过程中混合均匀；最后将凹凸棒土50Kg与复合肥其他磷钾盐组分混合均匀后加滚筒造粒槽，完成稳定稳定复合肥的生产过程。

实施例6

参照实施例1-实施例5的加入方法，于熔融脲浆中加入不同比例的凹凸棒土与聚丙烯酰胺的制备例见表4。

表四凹凸棒土与聚丙烯酰胺不同加入比例制备例

组合	1	2	3	4
					A组分	2％	3％	5％	5％

P组分

2‰

1‰

0.5‰

0.66‰

实施例7

参照实施例3的加入方法，于熔融脲浆中加入粉煤灰5％及聚丙烯酰胺0.66‰，所得内置网型缓释尿素与普通尿素进行砂柱淋溶实验，淋溶方法同实施例1，其淋溶率结果见表5。

表五实施例七添加方式累积溶出率砂柱淋溶实验

实施例8

参照实施例3的加入方法，于熔融脲浆中加入凹凸棒土5％及黄腐酸钾0.66‰，所得内置网型缓释尿素与普通尿素进行砂柱淋溶实验，淋溶方法同实施例1，其淋溶率结果见表6。

表六实施例八添加方式累积溶出率砂柱淋溶实验

Claims (4)

1.一种内置网型缓释尿素，其特征在于其组成原料的重量份为：在尿素生产工艺中添加内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A的一种或者内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A的混合物，其有效组分按重量百分比计为：

尿素：                         89.5%～98.9%

内置网型结构形成组分P：        0.1‰～5‰

内置网型结构支撑组分A：        1%～10%

所述的内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A不同时为0。

2.根据权利要求1所述的内置网型缓释尿素，其特征在于：

所述的内置网型结构形成组分P为选自P₁、P₂成分或其混合物：

P₁  具有枝状或网状结构的天然大分子材料：淀粉、纤维素、壳聚糖、木质素黄原胶、腐植酸；

P₂   人工合成的具有枝状或网状结构的高分子聚合物及其衍生物：聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚乳酸；

所述的内置网型结构支撑组分A为选自A₁、A₂成分或其混合物：

A₁  无机硅酸盐矿物：凹凸棒土、高岭土、硅藻土、硼润土、沸石、石棉、云母、滑石；

A₂  含有部分硅氧结构的工农业生产废弃物：粉煤灰、秸秆及秸秆煅烧物、工业尾矿。

3.一种权利要求1所述的内置网型缓释尿素的生产方法，其特征在于：尿素生产二蒸阶段后的尿素融浆即脲浆中加入内置网型结构形成组分P（如聚丙烯酰胺）与内置网型结构支撑组分A（如改性凹凸棒土）的一种或者内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A的混合物，加入方式有：

（1）内置网型结构形成组分P，固体形式者以粉体输送泵加入尿素融浆管道中，液体形式者以液体输送泵加入尿素融浆管道中，使其在输送过程中与脲浆混合均匀；内置网型结构支撑组分A则加入造粒喷头前的搅拌槽或管式混合器，使其与脲浆混合均匀，最后通过高塔造粒工艺，制成内置网型缓释尿素产品；

（2）内置网型结构形成组分P，与脲浆混和形成一定浓度的均匀溶液，然后泵入尿素融浆管道中；内置网型结构支撑组分A加入造粒喷头前的搅拌槽或管式混合器，使其与脲浆混合均匀，最后通过高塔造粒工艺，制成内置网型缓释尿素产品；

（3）内置网型结构形成组分P或内置网型结构支撑组分A或内置网型结构形成组分P与内置网型结构支撑组分A的混合物加入造粒喷头前的搅拌槽或管式混合器，使其与脲浆混合均匀，然后通过高塔造粒工艺，制成内置网型缓释尿素产品。

4.权利要求1所述的内置网型缓释尿素在尿基复合肥生产中应用，其特征在于：加入方式为在尿素融浆中先加入内置网型结构形成组分P，使其与尿素融浆混合均匀后，将尿素融浆喷入复合肥原料或复合肥原料与内置网型结构支撑组分A的混合物中，滚筒造粒得到内置网型缓释复合肥。

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