CN104108977A - 一种硫包衣尿素的缓控释增效肥料生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硫包衣尿素的缓控释增效肥料生产工艺，首先用熔融液体硫磺进行包膜处理，然后再用熔融石蜡进行二次包膜封口处理；本发明的优点在于：包膜材料成本低，降低了生产成本，而且缓控释效果好，彻底解决了传统包膜缓/控释肥存在的对土壤二次污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种肥料生产工艺，具体地说是一种硫包衣尿素的缓控释增效肥料生产工艺，属于肥料生产工艺领域。
背景技术
我国是一个农业大国，人口众多，土地相对较少，占世界9％的土地却养活了世界上22％的人口。我国在农业上虽然通过增加化肥的施用量，产量得到了提高，但是在高产的喜悦外，环境污染问题却令人担忧，化肥的有效养分挥发、淋失等问题降低了肥料的利用率，不仅造成了资源的严重浪费，而且还对土壤、水系生态环境造成了污染。
农业生产实践表明，由于肥料性质与土壤环境条件的综合影响，肥料利用率低是化肥使用上普遍存在的重大问题。目前我国化肥的当季利用率氮仅为30％-35％，磷约为10％-20％，钾约为30％-35％。其中氮的损失特别严重，不仅造成了直接的经济损失，而且部分地区施肥不当已出现了地表富营养化，地下水和蔬菜中硝态氮含量超标，氧化亚氮排放量增加等环境污染和食品安全问题。因此，提高化学肥料利用率，充分发挥化肥综合效应，减轻环境污染，发展可持续高效农业已成为世界各国共同研究和关注的问题，研究开发一种硫包衣尿素的缓控释增效肥料生产工艺有其深远的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于，提供了一种硫包衣尿素的缓控释增效肥料生产工艺，首先用熔融液体硫磺进行包膜处理，然后再用熔融石蜡进行二次包膜封口处理，包膜材料成本低，降低了生产成本，而且缓控释效果好，彻底解决了传统包膜 缓/控释肥存在的对土壤二次污染问题。
本发明的技术方案为：
一种硫包衣尿素的缓控释增效肥料生产工艺，包括以下步骤：
(1)将粒径在3-4mm的大颗粒尿素经电子皮带称计量后进入包膜机，包膜机入口温度95℃-100℃，出口温度45℃-55℃，形成料幕，料幕的流速5m/s、流量10t/h；
(2)将预热器送来的温度100℃热空气与上述料幕顺流进行热交换，使尿素预热，预热温度要求为85℃；
(3)将温度150℃的熔融硫在0.35MPa压力下通过多组喷头进行涂布包膜，包膜厚度0.05mm，喷涂压力0.35MPa；
(4)将步骤(3)硫磺包膜后的物料由145℃-155℃熔融石腊，进行二次包膜处理，二次包膜厚度0.002mm，喷涂压力0.35MPa，最后经计量包装后得到成品。
所述步骤(3)熔融硫磺的制备方法为：固体硫磺在熔硫槽中由导热油盘管加热，硫磺熔融槽导热油温度175℃-195℃，经过沉降、过滤去除杂质后进入缓冲槽，缓冲槽物料温度145℃-155℃，生产时熔融硫磺由缓冲槽放入压力罐中，在压缩空气的作用下，进入喷头，均匀涂布在大颗粒尿素的表层。
由于化肥是农业生产成本投入最多、最重要的生产资料之一，它直接关系到农业综合效益和农民的经济收入。因此选择低廉的包膜材料，降低生产成本且缓控释效果好是该技术研究的关键。本发明选用了熔融的液体硫磺作为包膜材料对大颗粒尿素进行包膜处理，生产成本较低，同时可以增加多种中、微量元素提高化学肥料养分和综合利用率。通过喷涂不同硫磺和石蜡的包膜厚度开发出不同型号的包膜控释尿素，并且包膜材料在土壤中无残留，彻底解决了传 统包膜缓/控释肥存在的对土壤二次污染问题。
硫磺在156℃以上熔融，均匀喷涂在尿素颗粒表面上形成包膜，解决了硫磺在土壤中受微生物分化的影响，使产品进一步达到缓控释的效果，再采用熔融石蜡作为密封剂进行二次喷涂处理，减少了硫磺与微生物接触的界面，减缓和调节了硫磺包膜后的生物分解速率，并根据不同的包膜厚度来调节控制有效养分的释放速率，满足农作物的营养所需。
另外，由于硫磺是一种难溶于水的材料，在土壤中它还可以起到杀菌作用，改善土壤的透水性，活化土壤养分。因此，用硫磺作为包膜材料，不仅能控制养分释放，提高化肥有效养分利用率，而且在土壤中被细菌分化后，还能为植物提供有效养分硫元素，并起到改良土壤的作用。为减缓细菌分化速率达到肥料养分的释放和农作物需肥相一致，用石蜡二次包膜处理调节控制其分解和缓释速率使其达到了肥料缓控释的目的。
所述包膜机为转鼓式涂布包膜机，并设有多组包膜喷射器，可实现连续化生产，提高生产率，降低生产成本，在生产过程中能耗低，基本无“三废”污染物排放，属清洁生产工艺。
所述的硫磺、石腊的熔融采用循环式导热油炉。
传统的包膜装置往往采用单一熔融槽没有过滤装置、烘干和加热装置，多为间歇式生产，制约了产量的发挥，大大的提高了该肥生产成本，过滤能够去除杂质防止堵塞管道、泵及喷头，烘干和加热有利于包硫均匀、附着力强，。
本发明的优点在于：首先用熔融液体硫磺进行包膜处理，然后再用熔融石蜡进行二次包膜封口处理；采用硫磺作为包膜材料，不仅能控制养分释放，提高化肥利用率，而且被细菌分化后，还能为植物提供有效养分硫元素；采用石腊进行二次包膜处理，减少了硫磺与土壤的接触界面，减缓了硫磺在土壤中被 细菌分化速率，达到肥料养分的释放和农作物需肥相一致，包衣材料在土壤中无残留；包膜材料成本低，降低了生产成本，彻底解决了传统包膜缓/控释肥存在的对土壤二次污染问题而且缓控释效果好，增产12.4％，增产效果显著。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
实施例1
一种硫包衣尿素的缓控释增效肥料生产工艺，包括以下步骤：
(1)将粒径在3-4mm的大颗粒尿素经电子皮带称计量后进入包膜机，包膜机入口温度95℃-100℃，出口温度45℃-55℃，形成料幕，料幕的流速5m/s、流量10t/h；
(2)将预热器送来的温度100℃热空气与上述料幕顺流进行热交换，使尿素预热，预热温度要求为85℃；
(3)将温度150℃的熔融硫在0.35MPa压力下通过多组喷头进行涂布包膜，包膜厚度0.05mm，喷涂压力0.35MPa；
(4)将步骤(3)硫磺包膜后的物料由145℃-155℃熔融石腊，进行二次包膜处理，二次包膜厚度0.002mm，喷涂压力0.35MPa，最后经计量包装后得到成品。
所述步骤(3)熔融硫磺的制备方法为：固体硫磺在熔硫槽中由导热油盘管加热，硫磺熔融槽导热油温度175℃-195℃，经过沉降、过滤去除杂质后进入缓冲槽，缓冲槽物料温度145℃-155℃，生产时熔融硫磺由缓冲槽放入压力罐中，在压缩空气的作用下，进入喷头，均匀涂布在大颗粒尿素的表层。
尿素与液体硫磺、石腊、中微量元素均按配方质量份数法进行配比，具体见下表。
表1硫包衣尿素的缓控释增效肥料配方 单位：公斤
| 序号 | (N：P2O5：K2O) | 尿素 | 硫磺 | 石腊 | 锌 | 镁 | 铜 | 锰 | 硼 |
| 1 | 36-0-0 | 780 | JS2-1 | JS2-1 | 8 | 5 | 2 | 6 | 5 |
| 2 | 36-0-0 | 675 | JS2-2 | JS2-2 | 12 | 0 | 0 | 5 | 5 |
对缓/控释肥控释机理的研究表明，包膜缓/控释肥的释放主要取决于在水中或土壤中的释放温度，通过大量的试验，制作在不同温度情况下：①膜厚度与缓/控释肥养分释放速率关系曲线；②相同膜厚度不同粒径颗粒肥料和相同粒径不同膜厚度的组合比例与养分释放速率关系曲线；③相同膜厚度不同添加剂比例的养分释放曲线等。通过调整膜厚度，添加剂、不同粒径颗粒的比例组合，达到使缓/控释肥释放高峰与作物吸收高峰相吻合，解决缓/控释肥养分释放速率与作物生长吸肥规律相吻合的技术难题。同时，对缓/控释肥在水稻、玉米、花生、果树等多种作物上的进行田间小区试验与示范，取得了大量的试验数据。使该肥的养分放曲线与指定作物的养分吸收曲线相近，见图1。
根据不同区域土壤供肥性能，结合不同作物需肥规律，增加中、微量元素进行科学配方，然后对大颗粒尿素进行喷涂液体硫磺和二次喷涂石腊进行包膜处理，生产出多元素包膜缓/控释肥和多元素缓/控释复合肥或多元素缓/控释包硫尿素产品。
本发明产品表面呈米黄色，养分均匀，颗粒物理性能好，不结块，便于机械化施肥。达到了一次性施肥满足作物生产周期营养所需，不需追肥，减轻了农民施肥强度。经农科部门田间实验与同等含量养分的相比，可增产12.4％，增产效果显著。
本发明各个实施例中，所用化工料均为本领域生产中所用之料，均可从市场中得到，且对于生产结果不会产生影响；在各工序中用到的设备，均采用当前生产中所用的常规设备，并无特别之处。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种硫包衣尿素的缓控释增效肥料生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)将粒径在3-4mm的大颗粒尿素经电子皮带称计量后进入包膜机，包膜机入口温度95℃-100℃，出口温度45℃-55℃，形成料幕，料幕的流速5m/s、流量10t/h；
(2)将预热器送来的温度100℃热空气与上述料幕顺流进行热交换，使尿素预热，预热温度要求为85℃；
(3)将温度150℃的熔融硫在0.35MPa压力下通过多组喷头进行涂布包膜，包膜厚度0.05mm，喷涂压力0.35MPa；
(4)将步骤(3)硫磺包膜后的物料由145℃-155℃熔融石腊，进行二次包膜处理，二次包膜厚度0.002mm，喷涂压力0.35MPa，最后经计量包装后得到成品。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤(3)熔融硫磺的制备方法为：固体硫磺在熔硫槽中由导热油盘管加热，硫磺熔融槽导热油温度175℃-195℃，经过沉降、过滤去除杂质后进入缓冲槽，缓冲槽物料温度145℃-155℃，生产时熔融硫磺由缓冲槽放入压力罐中，在压缩空气的作用下，进入喷头，均匀涂布在大颗粒尿素的表层。
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