CN106946605A - 一种环保增效肥料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及肥料生产技术领域，具体涉及一种环保增效肥料,所述增效肥料由以下质量份数的原材料制备而成：浓硫酸10‑60份、气氨10‑60份、磷酸24‑50份、磷酸一铵28‑68份、氯化钾12‑53份、尿素5‑40份、硝化抑制剂1‑6份、复合生物菌剂0.1‑0.9份，所述硝化抑制剂包括4‑氯‑3‑甲基吡唑、硫脲、双氰胺，重量份配比为4‑氯‑3‑甲基吡唑：硫脲：双氰胺＝3‑7:2‑5:2‑4，复合生物菌剂主要成分按重量份数计包括光合菌群10‑15份、乳酸菌群20‑30份、酵母菌群10‑30份、革兰氏阳性放线菌群10‑15份、发酵系的丝状菌群10‑20份。本发明生产出的环保增效肥料成本低、N元素利用率提高、保护资源和生态环境、提高了作物品质和土壤质量。

Description

一种环保增效肥料
技术领域
本发明涉及肥料生产技术领域，具体涉及一种环保增效肥料。
背景技术
氮肥在使用中一直面临着肥效短、流失快的问题，致使氮肥的利用效率很低，一方面造成了惊人的浪费，另一方面也阻碍了农作物的进一步增产，与普通化肥相比，高效肥料具有减少氮素损失、提高氮素利用率和环境友好等特点。高效肥料中包括稳定性复合肥，指添加了硝化抑制剂或脲酶抑制剂的肥料，通过生化手段控制氮素的转换与流失速度，具体为通过抑制铵离子转化为羟胺过程来减缓氮素转化和流失，从而达到增强肥效的目的。
硝化抑制剂则对于酰胺态氮(尿素)、铵态氮(硫铵、氯铵)均有效果，适用范围更广，对于水稻等喜铵作物具有良好的增产效果，虽然有着出色的效能，美国于80年代已将这项技术应用于农业，但目前在中国尚未实现大规模应用，一方面由于其生产工艺流程复杂，导致其市场价格偏高，难以推广；另一方面，由于对其施用效果的研究缺乏连贯性和系统性，无法从宏观范围内评估其在中国施用的整体经济效益，缺乏推广的科学佐证；
而复合生物菌剂在种植、养殖、环境保护等方面能发挥多种功能，促进动植物生长发育，抑制病害发生，还能除臭除蝇，净化环境。用它生产的产品，被称作绿色无公害产品，最宜人们食用。据最新统计，目前，全世界已有泰国、美国、澳大利亚等90多个国家和地区引进并推广这种微生物技术。
现有的硝化抑制剂肥料具有生产成本高、添加比例不合理、缺乏生物菌技术、N元素利用率不高、环境协调性不强、经济效益低的缺点。
发明内容
为了有效解决上述问题，本发明提供一种环保增效肥料。
本发明的具体技术方案如下：一种环保增效肥料，通过在冷却后的成品肥料颗粒中加入硝化抑制剂和复合生物菌剂，结合硝化抑制剂最优比例的添加和复合生物菌剂技术，所述制备方法包括环保增效肥料配方，所述肥料配方组成成分按重量份计包括：
浓硫酸 10-60份；
气氨 10-60份；
磷酸 24-50份；
磷酸一铵 28-68份；
氯化钾 12-53份；
尿素 5-40份；
硝化抑制剂 1-6份；
复合生物菌剂 0.1-0.9份。
所述硝化抑制剂包括4-氯-3-甲基吡唑、硫脲、双氰胺，重量份配比为4-氯-3-甲基吡唑：硫脲：双氰胺＝3-7:2-5:2-4，所述硝化抑制剂的生产方法包括以下步骤：
1)将硫脲、4-氯-3-甲基吡唑混合溶于乙醇中，温度为50℃-70℃，并搅拌2-5h至均匀，压力为3-5个大气压下进行混合，得到初始溶液混合物；
2)再将双氰胺溶于此初始混合物中，并继续搅拌40-120分钟，得到最终溶液混合物，并采取加20℃-40℃温水后分液提取成品硝化抑制剂固体并进行干燥。
所述复合生物菌剂主要成分按重量份数计包括：
光合菌群 10-15份；
乳酸菌群 20-30份；
酵母菌群 10-30份；
革兰氏阳性放线菌群 10-15份；
发酵系的丝状菌群 10-20份。
所述增效肥料方法包括以下步骤：
1)将计量后的12-53份氯化钾输入到反应釜内，同时将通过转子流量计计量的98硫酸稀释后加入到反应釜中，并混合，得到初始原料混合物A；
2)计取浓度为60％-70％的磷酸24-50份与上述初始反应物在混酸槽中混合，得到原料混合物B；
3)将经涡街流量计计量的10-60份气氨通入到管式反应器，在管式反应器中与上述原料混合物B反应，得到硫酸铵料浆；
4)将固态原材料氮磷钾粉碎后投入到转鼓造粒机混料端，5-40份尿素经尿素融溶装置获得的尿液喷洒到所述混料端，并在混料端得到组料原料C；
5)步骤3)中的硫酸铵料浆经缓冲槽缓冲后，在高压冲力的作用下，进入到转鼓造粒机混料端，并与组料原料C生成液相固溶体复盐；
6)将得到的液相固溶体复盐旋转投入到转鼓造粒机的滚动端，进行初步造粒和初步降温，得到复合肥颗粒A；
7)在转鼓造粒机出料端设置水汽氨气引风机和文丘里洗涤装置，达到8％-14％后将洗涤液回收，参与到步骤1)中浓硫酸稀释的过程；
8)从造粒机产出的复合肥颗粒A经斗提机输送到滚筒筛，并通过滚筒筛将复合肥颗粒A筛分出符合复合肥粒径规格的复合肥颗粒B、大颗粒、小颗粒；
9)将步骤8)获得的大颗粒粉碎后与小颗粒混匀，得到回收物料，并将回收物料投入到转鼓造粒机中，重复步骤6)过程；
10)将步骤8)中得到的复合肥颗粒B投入到冷却滚筒中，先用热风干燥，再用冷风进行干燥、冷却，得到复合肥颗粒C；
11)将复合肥颗粒C输入流化床进行分流，流化床一端连接旋风除尘机构将尾气达标排放，流化床另一端将得到的复合肥颗粒C添加硝化抑制剂和复合生物菌剂，并进行包膜、计量、包装。
进一步地，所述增效肥料方法步骤4)中的固态原材料氮磷钾包括12-53份氯化钾、28-69份磷酸一铵。
进一步地，所述增效肥料方法步骤5)中液相固溶体复盐包括氯化铵钾、硫酸铵钾、磷酸铵钾中的至少一种。
本发明的有益效果为：本发明提供的一种环保增效肥料，通过在冷却后的成品肥料颗粒中加入硝化抑制剂和复合生物菌剂，结合硝化抑制剂最优比例的添加和复合生物菌剂技术的结合。
通过复合生物菌剂的加入增强植物新陈代谢，促进光合作用和强化叶片保护膜，抵抗病原菌，促时根系发达，使成期提前7-10天。产生抗菌物质，抑制有害微生物繁殖，产生有益物质防治农作物各类病害；有益菌群与土壤中放线菌等共生共殖，形成良好的作物生长环境，提高土壤肥质，彻底改良土壤性质，最终实现绿色有机农产品及免耕作业和可持续发展之路；低成本、高回报，经多类作物使用效果显著。如瓜果类，单果增重、糖度增加、保果率增加35％-50％。
通过对国际领先的先进硝化抑制剂生产工艺改良和创新，应用到生产环保增效肥料的复合肥生产中，大大降低了生产成本。通过利用化学手段对传统肥料制备方法进行增效改性，对常规材料进行再加工，使其营养功能得到提高或使其具有新的特性和功能，减少损失、提高利用率、保护资源与环境、提高经济效益。
(1)可以减少硝酸盐、亚硝酸盐淋溶损失16％以上，减少氮元素流失，肥力强、肥效长，大大提高氮元素的利用率，作物产量平均增产8％以上。同时，可以减少N2O温室气体排放51％以上；
(2)提高土壤无机氮留存量(土壤肥力)28％以上，调理土壤酸碱，改良土壤；
(3)铵、硝混合营养完全符合作物对氮元素的需求规律，使作物营养全面，养分供给平稳，提高作物抗病能力，促进作物生长；
(4)抑制部分病菌和虫害，间接地起到减少农药施用的效果；
(5)促进作物根系周围微量元素的激活，促进P、K、Mg、Fe、Ca、Cu、Mo、Zn等吸收，使作物品质提升，口感更好；
(6)减少作物光合作用的能量消耗，使作物蛋白质和糖分含量提高，进一步提高作物品质。
本发明生产出的环保增效肥料成本低、N元素利用率提高、保护资源和生态环境、提高了作物品质和土壤质量。
附图说明
图1为本发明一种环保增效肥料的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
本发明提供的一种环保增效肥料，所述环保增效肥料的配方组成成分按重量份计包括：
浓硫酸 10-60份；
气氨 10-60份；
磷酸 24-50份；
磷酸一铵 28-68份；
氯化钾 12-53份；
尿素 5-40份；
硝化抑制剂 1-6份；
复合生物菌剂 0.1-0.9份。
其中，所述硝化抑制剂包括4-氯-3-甲基吡唑、硫脲、双氰胺，重量份配比为4-氯-3-甲基吡唑：硫脲：双氰胺＝3-7:2-5:2-4，所述硝化抑制剂的生产方法包括以下步骤：
1)将硫脲、4-氯-3-甲基吡唑混合溶于乙醇中，温度为50℃-70℃，并搅拌2-5h至均匀，压力为3-5个大气压下进行混合，得到初始溶液混合物；
2)再将双氰胺溶于此初始混合物中，并继续搅拌40-120分钟，得到最终溶液混合物，并采取加20℃-40℃温水后分液提取成品硝化抑制剂固体并进行干燥。
其中，所述复合生物菌剂主要成分按重量份数计包括：
光合菌群 10-15份；
乳酸菌群 20-30份；
酵母菌群 10-30份；
革兰氏阳性放线菌群 10-15份；
发酵系的丝状菌群 10-20份；
以上各菌群的培养基发酵时间均为4-6天，发酵温度为20℃-60℃，烘干温度为40℃-60℃；
所述环保增效肥料中有效菌株总含量≥2亿个/克。
如图1所示为本发明一种环保增效肥料提供的具体制备方法：
(1)首先将12-53份氯化钾输入反应釜原料输入端，同时将98％10-60份浓硫酸和水按比例稀释到一定浓度，稀释后的浓硫酸冷却后经转子流量计计量后进入反应釜中，氯化钾和稀释后的浓硫酸混合，得到初始原料混合物A；将质量分数98％的浓硫酸在25-33℃温度下稀释成质量分数为52％-60％的稀硫酸，稀释时间控制在42-50分钟之内；
(2)计取浓度为60％-70％的磷酸24-50份通过混酸槽与原料混合物A混合，得到原料混合物B；
(3)将经过涡街流量计计量的10-60份气氨通入管式反应器，得到质量分数为18％的氨水，同时通入的还有原料混合物B，得到硫酸铵料浆；氨水与原料混合物B同样时段同样等份同时均匀投入到管式反应器中，浓硫酸和液氨瞬间在中和槽中发生剧烈的中和反应，中和反应的尾气经中和洗气塔排出，生成温度较高的硫酸铵料浆，并产生水蒸汽、高温热能和高压冲力；
(4)将从配料岗位电子皮带秤计量后的固态原材料氮磷钾经混合粉碎后投入到转鼓造粒机混料端，尿素(或氯化铵)通过尿素融溶装置获得尿液，喷洒到所述混料端，并得到组料原料C；计划在单位时间内投入的固态原材料氮磷钾混合物和尿液各分成若干等份，相间投入和喷洒到转鼓造粒机的混料端，每投入一份固态原材料氮磷钾的混合物再均匀喷洒一份尿液，然后拌匀，如此反复，得到原料混合物C；
(5)在高压冲力作用下，将硫酸铵料浆经缓冲槽缓冲作用后，喷浆到混料端内的组料原料C中，各物料间发生复分解反应，生成混合的液相固溶体复盐；硫酸铵料浆在高压冲力作用下被喷浆到转鼓造粒机混料端内的组料原料C中，在高温热能的作用下，生成的液相固溶体复盐包括氯化铵钾、硫酸铵钾、磷酸铵钾中的至少一种；
(6)将得到的液相固溶体复盐旋转投入到转鼓造粒机的滚动端，进行初步滚动造粒和初步降温；旋转投入时采用压缩空气进行搅拌，以防止内壁粘壁；
(7)从转鼓造粒机的混料端到出料端，其内部温度从124-136℃逐渐下降到50-80℃，在转鼓造粒机内部温度降到70-100℃的位置，投入硝化抑制剂并继续完成造粒，得到复合肥颗粒A；
(8)在转鼓造粒机出料端设有水汽氨气引风机和装有稀硫酸洗涤液的文丘里洗涤装置，将造粒时产生的水汽和氨气用稀硫酸进行吸收和洗涤，回收水汽和氨气，浓度达到8％-14％后，将洗涤液回收，参与到步骤(1)中将浓硫酸稀释成稀硫酸；所述文丘里洗涤装置内装有质量分数为8％-14％的稀硫酸洗涤液；
(9)从造粒机出来的复合肥颗粒A经过斗提机送料机构输送到滚筒筛，通过滚筒筛将复合肥颗粒A筛分，取符合复合肥粒径规格的颗粒B，将大颗粒和小颗粒回收；
(10)将回收的大颗粒进行粉碎，然后与回收的小颗粒一起混匀，得到回收物料，在步骤(7)中投入硝化抑制剂并继续完成造粒；
(11)将复合肥颗粒B投入到冷却滚筒中，首先用热风进行干燥，然后用冷风进行干燥和冷却，直到冷却机出料端的物料温度为45-50℃，得到复合颗粒C；
(12)将复合颗粒C通过流化床进行分流，流化床一端设有旋风除尘机构，吸收粉尘并进行水洗，得到粉尘洗涤液，并将尾气达标排放；流化床另一端将符合肥颗粒C进行包膜，然后进行计量包装，得到复合肥成品。
将其融入肥料生产，并将该环保增效的稳定性肥料连续多年分别在实验室、示范田、大规模种植区进行田间试验，客观真实的采集数据(连续6年，356个官方实验点，分布新疆、东北三省)，通过大量的田间试验证明，该环保增效肥料真正做到了减肥减药、增效增产的目的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种环保增效肥料，其特征在于：所述肥料由以下质量份数的原材料制备而成：
2.根据权利要求1所述的一种环保增效肥料，其特征在于，所述硝化抑制剂包括4-氯-3-甲基吡唑、硫脲、双氰胺，重量份配比为4-氯-3-甲基吡唑：硫脲：双氰胺＝3-7:2-5:2-4，所述硝化抑制剂的生产方法包括以下步骤:
1)将硫脲、4-氯-3-甲基吡唑混合溶于乙醇中，温度为50℃-70℃，并搅拌2-5h至均匀，压力为3-5个大气压下进行混合，得到初始溶液混合物；
2)再将双氰胺溶于此初始混合物中，并继续搅拌40-120分钟，得到最终溶液混合物，并采取加20℃-40℃温水后分液提取成品硝化抑制剂固体并进行干燥。
3.根据权利要求1所述的一种环保增效肥料，其特征在于，所述复合生物菌剂主要成分按重量份数计包括：
光合菌群 10-15份；
乳酸菌群 20-30份；
酵母菌群 10-30份；
革兰氏阳性放线菌群 10-15份；
发酵系的丝状菌群 10-20份。
4.一种环保增效肥料的生产方法，其特征在于：所述生产方法包括如下步骤：
1)将计量后的12-53份氯化钾输入到反应釜内，同时将通过转子流量计计量的98％硫酸稀释后加入到反应釜中，并混合，得到初始原料混合物A；
2)计取浓度为60％-70％的磷酸24-50份与上述初始反应物在混酸槽中混合，得到原料混合物B；
3)将经涡街流量计计量的10-60份气氨通入到管式反应器，在管式反应器中与上述原料混合物B发生剧烈的中和反应，生成得到温度较高的硫酸铵料浆；
4)将28-68份磷酸一铵及5-40份尿素粉碎后投入到转鼓造粒机混料端，并在混料端得到组料原料C；
5)步骤3)中的硫酸铵料浆经缓冲槽缓冲后，在高压冲力的作用下，进入到转鼓造粒机混料端，并与组料原料C生成液相固溶体复盐；
6)将得到的液相固溶体复盐旋转投入到转鼓造粒机的滚动端，进行初步造粒和初步降温，得到复合肥颗粒A；
7)在转鼓造粒机出料端设置水汽氨气引风机和文丘里洗涤装置，达到8％-14％后将洗涤液回收，参与到步骤1)中浓硫酸稀释的过程；
8)从造粒机产出的复合肥颗粒A经斗提机输送到滚筒筛，并通过滚筒筛将复合肥颗粒A筛分出符合复合肥粒径规格的复合肥颗粒B、大颗粒、小颗粒；
9)将步骤8)获得的大颗粒粉碎后与小颗粒混匀，得到回收物料，并将回收物料投入到转鼓造粒机中，重复步骤6)过程；
10)将步骤8)中得到的复合肥颗粒B投入到冷却滚筒中，先用热风干燥，再用冷风进行干燥、冷却，得到复合肥颗粒C；
11)将复合肥颗粒C输入流化床进行分流，流化床一端连接旋风除尘机构将尾气达标排放，流化床另一端将得到的复合肥颗粒C添加硝化抑制剂和复合生物菌剂进行高速搅拌混合，并进行包膜、计量、包装。
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