CN107138116B - 一种液态螯合肥生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工设备技术领域，涉及一种肥料生产装置，尤其是一种液态螯合肥生产装置，用于化工生产螯合中、微量元素的叶面喷施肥的生产场合；解决加料时易产生粉尘，管道阻塞及搅拌效果较差的难题；塔式搅拌器能够避免根据液面高低调节搅拌轴长度而导致的操作不便，配合釜内阻流板能够促进流体紊流运动；搅拌轴上部贯穿式设有圆环状旋转盘，进水后水会随旋转盘呈花洒式均匀溅射；采用螺旋导料板与风机组合，提高安全性，有效解决加料口阻塞问题；其整体结构简单，原理可靠，制作及运行成本低，操作方便，应用环境友好，对液态肥料行业及农业生产起到积极的推动作用，具有良好的经济效益和广阔的市场前景。

Description

一种液态螯合肥生产装置

技术领域：

本发明属于化工设备技术领域，涉及一种肥料生产装置，尤其是一种液态螯合肥生产装置，用于化工生产螯合中、微量元素的叶面喷施肥的生产场合。

背景技术：

螯合物在化学上叫做络合物，它是由一个大分子配位体与一个中心金属原子连接所形成的环状结构。能与金属离子起螯合作用的有机分子化合物称为螯合剂，也称配体。螯合剂在植物的细胞中能有选择地捕捉某些金属离子，又能在必要时适量释放出这种金属离子。由于螯合剂具有对金属离子的“擒纵”能力，让作物吸收营养更容易。多种螯合剂按配方螯合成螯合肥，螯合肥能够促进农作物的光合作用和各种养分的互补、平衡及协调功能，促进根系发育，使土壤中的氮、磷、钾综合利用率提高20％--35％，肥效期较普通肥料增加一倍以上。在同等养分含量施肥条件下，可使大田作物增产15％-20％，经济作物增产15％-30％。随着我国农业技术的高速发展，螯合肥逐渐进入大众视野，生产螯合肥需使用反应釜作为固-液反应装置，传统反应釜常采用悬空式单个双叶片的搅拌棒，并根据反应釜内的液面高度不断调节搅拌棒位置，以满足釜内固-液充分混合，而过于繁琐调节搅拌棒，对生产不同规格的肥料造成不便且搅拌较为费力，机械能不能有效转化为流体动能，导致搅拌不均匀，降低合成速度和合成质量且减少反应釜使用寿命。生产量大或者混合液黏稠度较高时，效果更差。传统反应釜多采用上方加料口直接加料或真空加料，而液态螯合肥的原材料一般为硝酸盐、硫酸盐类，通常为块状、团状和颗粒状，抽真空方式无法有效吸入，人工捣碎会产生大量粉尘，破碎不均匀，易存在管道阻塞问题。另外，液态螯合肥粘性较强，黏度系数为90cP-500cP，多数反应釜的搅拌效果较差，目前尚无满足液态螯合肥的高效、高速、高质量工业生产的要求的装置。

现有技术中，中国专利CN104054440B公开了一种肥料装置，包括箱体、联轴器、电机、减速器、蜗轮蜗杆、旋转盘、混合桶、桶盖、密封圈、连接轴、混合搅拌机构、固定块、横梁、移动轴、支撑轴、真空表、真空管以及旋转轴；所述箱体内设置有联轴器，该联轴器的一端连接有电机、另一端与减速器相连，且电机和减速器均固定安装于箱体内；箱体的上部设有开口，所述减速器的蜗轮蜗杆通过该开口伸出连接于旋转盘；所述混合桶的底端与旋转盘相连、顶端与桶盖相连，该桶盖与混合桶顶端之间设置有密封圈；设置于桶盖的连接轴的底端与混合搅拌机构相连、顶端固定安装于固定块；所述横梁的一端套设于固定块、另一端通过移动轴与支撑轴垂直连接，且安装有真空表的真空管位于横梁上并与固定块相连；所述旋转轴顶端与支撑轴相连、底端固定连接于箱体；所述混合搅拌机构设置于混合桶内，包括轴套、螺钉、混合轴以及支撑杆，该轴套通过螺钉与桶盖的连接轴相连；所述混合轴设有真空孔，且其一端与轴套相连、另一端固定于支撑杆；其仅适用于田间现混施肥，加料方式易产生粉尘，不适用于生产液态螯合肥；中国专利CN 204768716 U包括壳体、安装在壳体内腔中的定子桶、可旋转地安装在壳体内的转轴；定子桶为上端连通进料口、下端固定连接导热盘的圆桶体，定子桶桶壁上设置有纵向分布的条状通孔，定子桶桶壁的内侧设置有搓板，所述导热盘上设置有超导管；位于定子桶内腔中的转轴上固定有锥状的转子桶，所述转子桶的外表面均匀分布多个辐射状设置的反击肋，其具有加热功能，通过加热提高物料反应速度，但其直接加料方式仍会产生粉尘、破碎不均匀及管道阻塞问题且搅拌效果较差，因此，研发一种适用于液态螯合肥生产装置，对未来液态肥料行业具有良好的社会和经济价值，应用前景广阔。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种液态螯合肥生产装置，解决加料时易产生粉尘，管道阻塞及搅拌效果较差的难题，用于工业生产螯合中微量元素的叶面喷施肥。

为了实现上述目的，本发明涉及的液态螯合肥生产装置的主体结构包含反应釜、变频电机、联轴器、搅拌轴、旋转盘、搅拌器、挡流板、进水管、进水阀、进料装置、风机、进料管、进料阀、水浴锅、加热棒、温控器、温度显示器、排料管、排料阀、排料泵、排水管、排水阀、收料装置和污水收集装置，单层玻璃材质的反应釜为立式圆筒状空腔结构，反应釜正上方竖直设有变频电机，变频电机的正下方竖直设有搅拌轴，变频电机通过联轴器与搅拌轴顶部相连，搅拌轴由变频电机驱动，反应釜的筒体高径比为1-6：1，搅拌轴自反应釜顶部中心垂直插入反应釜内腔中，搅拌轴上部贯穿式设有圆环状旋转盘，旋转盘上垂直设有两片以上尺寸结构相同的第一挡片，第一挡片的外侧均水平设有尺寸结构相同的第二挡片，第二挡片与第一挡片一体式相连且第二挡片与第一挡片之间的夹角α为钝角，搅拌轴底部设有径向流搅拌器，变频电机输出的动力通过搅拌轴传递给搅拌器，搅拌器包含主体和叶片，主体为塔式空腔结构，主体的内外壁上均垂直设有三片以上尺寸结构相同的弯叶状叶片，叶片形成的转向与旋转盘上的第一挡片和第二挡片形成的转向一致，反应釜中部的内侧壁上水平设有两片以上尺寸结构相同的板状第一挡流板，第一挡流板外侧与反应釜外圆周切线方向的夹角γ为钝角，第一挡流板内侧水平均设有尺寸结构相同的板状第二挡流板，第二挡流板与第一挡流板一体式相连且第二挡流板与第一挡流板之间的夹角β为钝角，反应釜的顶部设有进水口和排气口，排气口上方设有排气阀，进水口位于旋转盘的上方，进水管通过进水口与反应釜相连通，进水管上设有进水阀，反应釜的顶部或上部设有进料口，进料管通过进料口与反应釜相连通，进料管上依次设有进料阀、进料装置和风机，进料装置包含进料筒和导料板，立式圆筒状进料筒内腔中心竖直设有螺旋状导料板，反应釜的锥型底部中心设有出料口，出料口通过排料管与收料装置相通，排料管上设有排料阀和排料泵，出料口通过排水管与污水收集装置相连通，排水管上设有排水阀，反应釜的底端外部设有金属材质的半开口结构的水浴锅，水浴锅底部设有加热棒，水浴锅的外壁上设有温度显示器和温控器，温控器与温度显示器和加热棒电信息连接，温控器能够调节控制温度；本实施例适用于小试生产。

作为本发明的一种改进：反应釜为双层玻璃，使用蒸汽加热方式，能够高产高效，适用于中试装置及大规模生产。

本发明涉及的液态螯合肥生产装置的工作原理为：反应釜的釜壁为玻璃材质，便于观察釜内物料反应情况，确保前者溶解完全后再添加下一类物质；可拆卸式搅拌轴和搅拌器，易于清洁和定期维护更换；塔式搅拌器用于搅拌不同液面高度的反应物料，避免根据液面高低调节搅拌轴长度而导致的操作不便；同时，塔式搅拌器能够配合釜内阻流板促进流体紊流运动，增大物料间摩擦率，提高搅拌效率，合成速度和合成质量，从而增加反应釜寿命；搅拌轴中部设有圆形旋转盘，进水后水会随旋转盘呈花洒式均匀溅射，直接冲洗釜壁，节约用水，操作简便，清洗效果好；采用螺旋导料板与风机组合，避免加料过程中产生粉尘，提高了生产安全性，同时增加进料速度，有效解决加料口阻塞问题；在排料管上增设排料阀和排料泵，使得出料速度可控且避免肥料残留；在工业生产实施过程中，为配套生产规格的要求，能够采取两种加热方式：小试装置采用水浴加热；中试装置及大规模生产时，采用双层玻璃反应釜体，使用蒸汽加热方式。

本发明涉及的液态螯合肥生产装置实现螯合的具体工艺步骤为：

(1)取料：首先根据螯合肥配比称取若干种螯合剂备用；

(2)进水：接着打开进水阀，当液面到达预定位置后，关闭进水阀；

(3)加热：然后启动温控器，温度设置为50℃-70℃，温控器控制加热棒开始加热，在到达预定温度时保持恒温；

(4)加料：再启动变频电机，变频电机驱动搅拌器旋转，打开进料阀后，启动风机并开始从加料筒添加预定量的第一份螯合剂，添加完毕后关闭进料阀，观察反应釜内反应情况，第一份螯合剂反应完全后，打开进料阀并开始从加料筒添加预定量的第二份螯合剂，添加完毕后关闭进料阀，观察反应釜内反应情况，第二份螯合剂反应完全后，重复加料步骤直至螯合剂全部添加且反应完全；

(5)出料：接着启动排料泵且打开排料阀，液态螯合肥全部收集至收料装置后，关闭排料阀；

(6)清洗：最后打开进水阀，进水随旋转盘旋转呈花洒式均匀溅射，直接冲洗釜壁，运行20分钟-40分钟后，打开排水阀，清洗后污水进入污水收集装置，统一收集后处理。

本发明与现有技术相比，进料没有添加辅助机械推动设备且进料顺畅，各液面层搅拌效果一致，螯合品质稳定，其整体结构简单，原理可靠，制作及运行成本低，操作方便，应用环境友好，对液态肥料行业及农业生产起到积极的推动作用，具有良好的经济效益和广阔的市场前景。

附图说明：

图1为本发明涉及的液态螯合肥生产装置的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的旋转盘的主体结构原理俯视图。

图3为本发明涉及的搅拌器的主体结构原理剖视图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的液态螯合肥生产装置的主体结构包含反应釜1、变频电机2、联轴器3、搅拌轴4、旋转盘5、搅拌器6、第一挡流板7、进水管8、进水阀9、进料装置10、风机11、进料管12、进料阀13、水浴锅14、加热棒15、温控器16、温度显示器17、排料管18、排料阀19、排料泵20、排水管21、排水阀22、收料装置23和污水收集装置24，单层玻璃材质的反应釜1为立式圆筒状空腔结构，反应釜1正上方竖直设有变频电机2，变频电机2的正下方竖直设有搅拌轴4，变频电机2通过联轴器3与搅拌轴4顶部相连，搅拌轴4由变频电机2驱动，反应釜1的筒体高径比为1-6：1，搅拌轴4自反应釜1顶部中心垂直插入反应釜1内腔中，搅拌轴4上部贯穿式设有圆环状旋转盘5，旋转盘5上垂直设有两片以上尺寸结构相同的第一挡片25，第一挡片25的外侧均水平设有尺寸结构相同的第二挡片26，第二挡片26与第一挡片25一体式相连且第二挡片26与第一挡片25之间的夹角α为钝角，搅拌轴4底部设有径向流搅拌器6，变频电机2输出的动力通过搅拌轴4传递给搅拌器6，搅拌器6包含主体27和叶片35，主体27为塔式空腔结构，主体27的内外壁上均垂直设有三片以上尺寸结构相同的弯叶状叶片35，叶片35形成的转向与旋转盘5上的第一挡片25和第二挡片26形成的转向一致，反应釜1中部的内侧壁上水平设有两片以上尺寸结构相同的板状第一挡流板7，第一挡流板7外侧与反应釜1外圆周切线方向的夹角γ为钝角，第一挡流板7内侧水平均设有尺寸结构相同的板状第二挡流板36，第二挡流板36与第一挡流板7一体式相连且第二挡流板36与第一挡流板7之间的夹角β为钝角，反应釜1的顶部设有进水口28和排气口29，排气口29上方设有排气阀30，进水口28位于旋转盘5的上方，进水管8通过进水口28与反应釜1相连通，进水管8上设有进水阀9，反应釜1的顶部或上部设有进料口31，进料管12通过进料口31与反应釜1相连通，进料管12上依次设有进料阀13、进料装置10和风机11，进料装置10包含进料筒32和导料板33，立式圆筒状进料筒32内腔中心竖直设有螺旋状导料板33，反应釜1的锥型底部中心设有出料口34，出料口34通过排料管18与收料装置23相通，排料管18上设有排料阀19和排料泵20，出料口34通过排水管21与污水收集装置24相连通，排水管21上设有排水阀22，反应釜1的底端外部设有金属材质的半开口结构的水浴锅14，水浴锅14底部设有加热棒15，水浴锅14的外壁上设有温度显示器17和温控器16，温控器16与温度显示器17和加热棒15电信息连接，温控器16能够调节控制温度；本实施例适用于小试生产。

本实施例涉及的液态螯合肥生产装置实现螯合的具体工艺步骤为：

(1)取料：首先根据螯合肥配比称取若干种螯合剂备用；

(2)进水：接着打开进水阀9，当液面到达预定位置后，关闭进水阀9；

(3)加热：然后启动温控器16，温度设置为50℃-70℃，温控器16控制加热棒15开始加热，在到达预定温度时保持恒温；

(4)加料：再启动变频电机2，变频电机2驱动搅拌器6旋转，打开进料阀13后，启动风机11并开始从进料筒32添加预定量的第一份螯合剂，添加完毕后关闭进料阀13，观察反应釜内反应情况，第一份螯合剂反应完全后，打开进料阀13并开始从进料筒32添加预定量的第二份螯合剂，添加完毕后关闭进料阀13，观察反应釜1内反应情况，第二份螯合剂反应完全后，重复加料步骤直至螯合剂全部添加且反应完全；

(5)出料：接着启动排料泵20且打开排料阀19，液态螯合肥全部收集至收料装置23后，关闭排料阀19；

(6)清洗：最后打开进水阀9，进水随旋转盘5旋转呈花洒式均匀溅射，直接冲洗釜壁，运行20分钟-40分钟后，打开排水阀22，清洗后污水进入污水收集装置24，统一收集后处理。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于：反应釜1为双层玻璃，使用蒸汽加热方式，适用于中试装置及大规模生产。

Claims (3)

1.一种液态螯合肥生产装置，其特征在于：该装置的主体结构包含反应釜、变频电机、联轴器、搅拌轴、旋转盘、搅拌器、挡流板、进水管、进水阀、进料装置、风机、进料管、进料阀、水浴锅、加热棒、温控器、温度显示器、排料管、排料阀、排料泵、排水管、排水阀、收料装置和污水收集装置，单层玻璃材质的反应釜为立式圆筒状空腔结构，反应釜正上方竖直设有变频电机，变频电机的正下方竖直设有搅拌轴，变频电机通过联轴器与搅拌轴顶部相连，搅拌轴由变频电机驱动，反应釜的筒体高径比为1-6：1，搅拌轴自反应釜顶部中心垂直插入反应釜内腔中，搅拌轴上部贯穿式设有圆环状旋转盘，旋转盘上垂直设有两片以上尺寸结构相同的第一挡片，第一挡片的外侧均水平设有尺寸结构相同的第二挡片，第二挡片与第一挡片一体式相连且第二挡片与第一挡片之间的夹角α为钝角，搅拌轴底部设有径向流搅拌器，变频电机输出的动力通过搅拌轴传递给搅拌器，搅拌器包含主体和叶片，主体为塔式空腔结构，主体的内外壁上均垂直设有三片以上尺寸结构相同的弯叶状叶片，叶片形成的转向与旋转盘上的第一挡片和第二挡片形成的转向一致，反应釜中部的内侧壁上水平设有两片以上尺寸结构相同的板状第一挡流板，第一挡流板外侧与反应釜外圆周切线方向的夹角γ为钝角，第一挡流板内侧水平均设有尺寸结构相同的板状第二挡流板，第二挡流板与第一挡流板一体式相连且第二挡流板与第一挡流板之间的夹角β为钝角，反应釜的顶部设有进水口和排气口，排气口上方设有排气阀，进水口位于旋转盘的上方，进水管通过进水口与反应釜相连通，进水管上设有进水阀，反应釜的上部设有进料口，进料管通过进料口与反应釜相连通，进料管上依次设有进料阀、进料装置和风机，进料装置包含进料筒和导料板，立式圆筒状进料筒内腔中心竖直设有螺旋状导料板，反应釜的锥型底部中心设有出料口，出料口通过排料管与收料装置相通，排料管上设有排料阀和排料泵，出料口通过排水管与污水收集装置相连通，排水管上设有排水阀，反应釜的底端外部设有金属材质的半开口结构的水浴锅，水浴锅底部设有加热棒，水浴锅的外壁上设有温度显示器和温控器，温控器与温度显示器和加热棒电信息连接，温控器能够调节控制温度；适用于小试生产。

2.如权利要求1所述的液态螯合肥生产装置，其特征在于：反应釜为双层玻璃，使用蒸汽加热方式，能够高产高效，适用于中试装置及大规模生产。

3.如权利要求1所述的液态螯合肥生产装置，其特征在于：该装置实现螯合的具体工艺步骤为：

(1)取料：首先根据螯合肥配比称取若干种螯合剂备用；

(2)进水：接着打开进水阀，当液面到达预定位置后，关闭进水阀；

(3)加热：然后启动温控器，温度设置为50℃-70℃，温控器控制加热棒开始加热，在到达预定温度时保持恒温；

(4)加料：再启动变频电机，变频电机驱动搅拌器旋转，打开进料阀后，启动风机并开始从进料筒添加预定量的第一份螯合剂，添加完毕后关闭进料阀，观察反应釜内反应情况，第一份螯合剂反应完全后，打开进料阀并开始从进料筒添加预定量的第二份螯合剂，添加完毕后关闭进料阀，观察反应釜内反应情况，第二份螯合剂反应完全后，重复加料步骤直至螯合剂全部添加且反应完全；

(5)出料：接着启动排料泵且打开排料阀，液态螯合肥全部收集至收料装置后，关闭排料阀；

(6)清洗：最后打开进水阀，进水随旋转盘旋转呈花洒式均匀溅射，直接冲洗釜壁，运行20-40分钟后，打开排水阀，清洗后污水进入污水收集装置，统一收集后处理。