CN108485675B - 土壤调理剂生产工艺及其设备 - Google Patents

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Abstract

一种土壤调理剂生产工艺，涉及土壤调理剂生产技术领域，包括以下步骤：将石灰氮与硫化氢合成硫脲后的废渣初步脱水至含水量为40～45％后送入搅拌设备，加入硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁粉粒，所述硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁；加入米粉汤将含水量调至55～60％；将石灰氮与硫化氢合成硫脲后的废渣初步脱水、烘干并粉磨，加入镁、锌、铜、锰、铁的硫酸盐；启动摇杯式造粒机造粒；将出料口甩出的球粒通过柔性管道送至烘干机烘干。本发明还提供土壤调理剂生产设备。本发明制备的土壤调理剂颗粒密实、质量一致性高。

Description

土壤调理剂生产工艺及其设备
技术领域：
本发明涉及土壤调理剂生产技术领域，特别涉及一种土壤调理剂生产工艺及其设备。
背景技术：
在使用石灰氮与硫化氢制备硫脲的过程中，会产生大量硫脲废渣，其主要成分为氢氧化钙与碳，硫脲废渣除水后可掺入镁、锌、铜、锰、铁等的硫酸盐和硼砂作为土壤调理剂使用，主要用于治理酸性土壤，也可以用于碱性土壤和盐碱地土壤成分改良。
石灰氮与硫化氢制备硫脲的反应式为：
CaCN2+H2S+2H2O→(NH2)2CS+Ca(OH)2
产生的Ca(OH)2含水量太高，需要脱水、干燥之后再进行圆盘造粒–滚筒造粒，生产工艺复杂；并且受限于圆盘造粒–滚筒造粒的工艺，产品密实度较低，容易碎裂，质量一致性较差(即颗粒粒径变化幅度大)。
发明内容：
鉴于此，有必要设计一种工艺简单、产品密实、质量一致性高的土壤调理剂生产工艺及其设备。
一种土壤调理剂生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：将石灰氮与硫化氢合成硫脲后的废渣初步脱水至含水量为40～45％后送入搅拌设备，加入硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁粉粒，所述硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁占总干重分别为：0.5～2％、0.5～2％、1～3％、1～2％、1～3％；加入米粉汤将含水量调至55～60％，搅拌均匀；
所述米粉汤制备方法如下，将米磨成粉，加入25～35倍体积的水于85～100℃熬制20～30min；
步骤二：将石灰氮与硫化氢合成硫脲后的废渣初步脱水、烘干并粉磨，粉磨后的废渣与质量分数为0.5～2％的硫酸镁、0.5～2％的硫酸锌、1～3％的硫酸铜、1～2％的硫酸锰、1～3％的硫酸铁混合制成干粉料；
步骤三：启动摇杯式造粒机使其做摇杯运动，启动摇杯式造粒机的旋转撒料功能使干粉料由顶部撒入摇杯式造粒机内，将步骤一搅拌后的湿料通过挤出装置向上挤入摇杯式造粒机并被摇杯式造粒机的旋转切刀分割成粒，粒状的湿料在摇杯运动下沿摇杯式造粒机壁面进行圆周运动并不断粘合干粉料、长大，随着粒状湿料质量不断增长，其逐渐的沿摇杯式造粒机壁面上升并最后由摇杯式造粒机上部的出料口甩出；
所述摇杯运动为摇杯式造粒机绕固定轴公转，同时摇杯式造粒机不进行自传；
所述摇杯式造粒机包括：外筒、内筒、干粉料进料管、挤出装置、旋转切刀、导轨、行走车、滑动臂、公转机构；外筒、内筒均为回转体，外筒内壁斜率由筒底至筒顶逐渐增大，外筒上部设有出料口，外筒顶部设有环形外筒盖，内筒顶部为圆形内筒盖，内筒置于外筒内，内筒盖边缘搭在外筒盖上且通过轴承与外筒盖转动连接，内筒盖上部设有支架，支架上固定有转动轴且转动轴与内筒轴线重合，转动轴为筒体其中央设有干粉料进料管，干粉料进料管下部穿过内筒盖伸入内筒并连通两路支管，支管分别穿过内筒壁伸入到外筒顶部；挤出装置为管状且其内径从下到上逐渐收缩，挤出装置由外筒下部垂直向上伸入到外筒腔内，外筒底部轴线处设有刀柱，旋转切刀水平设置且其一端与刀柱枢接，旋转切刀设置高度高于挤出装置；一对导轨对称设置在外筒两侧，导轨上活动设置有行走车，行走车上水平设置有与导轨垂直的滑动套，两支滑动臂滑动插入滑动套内，两支滑动臂共线且分别与外筒一侧固定；
公转机构包括：公转轴、横梁、托架、配重；托架上部与外筒固定，托架下部向下伸出有托架中轴，托架中轴与外筒轴线重合，公转轴位于两导轨的对称中心处，公转轴与水平的横梁固定，横梁一端托架中轴转动连接，横梁另一端固定有配重；
步骤四：将出料口甩出的球粒通过柔性管道送至烘干机烘干。
米粉汤起到粘合剂的作用，使湿料造粒过程中可以更激烈的转动，将球粒压实而不至于开裂；同时由于球粒高速转动，使其内部水分快速向外扩散不断粘合干粉料并降低含水量，故进入摇杯式造粒机的湿料可以使用含水量较高的。在进行摇杯运动时，外筒只绕公转轴公转，而不进行自转，使球粒在外筒壁作用下在筒内绕外筒轴线旋转，而内筒同时进行自转，固定在内筒上的干粉料进料管的支管就形成了在外筒内旋转撒料形式，同时由于内筒大大缩小了干料粉活动空间，使干料粉局限在内、外筒夹层内，提高了干料粉使用效率。在进行摇杯运动时，旋转切刀还同时进行自转从而不断将挤出装置挤出的湿料切断成小块。挤出装置向上挤出湿料同时具有脱水和压实的作用，使产生的“球核”更密实。
由于外筒内壁斜率逐渐增大，故球粒上升所需要的质量也不断增大，只有当球粒的质量达到要求时其才能上升到出料口的高度，从而保证了质量一致性。
一种土壤调理剂生产设备，其造粒机采用摇杯式造粒机；
所述摇杯式造粒机包括：外筒、内筒、干粉料进料管、挤出装置、旋转切刀、导轨、行走车、滑动臂、公转机构；外筒、内筒均为回转体，外筒内壁斜率由筒底至筒顶逐渐增大，外筒上部设有出料口，外筒顶部设有环形外筒盖，内筒顶部为圆形内筒盖，内筒置于外筒内，内筒盖边缘搭在外筒盖上且通过轴承与外筒盖转动连接，内筒盖上部设有支架，支架上固定有转动轴且转动轴与内筒轴线重合，转动轴为筒体其中央设有干粉料进料管，干粉料进料管下部穿过内筒盖伸入内筒并连通两路支管，支管分别穿过内筒壁伸入到外筒顶部；
挤出装置为管状且其内径从下到上逐渐收缩，挤出装置由外筒下部垂直向上伸入到外筒腔内，外筒底部轴线处设有刀柱，旋转切刀水平设置且其一端与刀柱枢接，旋转切刀设置高度高于挤出装置；
一对导轨对称设置在外筒两侧，导轨上活动设置有行走车，行走车上水平设置有与导轨垂直的滑动套，两支滑动臂滑动插入滑动套内，两支滑动臂共线且分别与外筒一侧固定；
公转机构包括：公转轴、横梁、托架、配重；托架上部与外筒固定，托架下部向下伸出有托架中轴，托架中轴与外筒轴线重合，公转轴位于两导轨的对称中心处，公转轴与水平的横梁固定，横梁一端与托架中轴转动连接，横梁另一端固定有配重。
优选的，转动轴上键连有外齿轮，外筒盖上设有支架，支架上固定有电机，电机输出轴通过齿轮与所述外齿轮传动。
优选的，干粉料进料管通过柔性管道与干粉料供料装置相连；出料口与柔性管道相连。
优选的，挤出装置为螺旋挤出，其下部设有马达，挤出装置下部设有出液口。
优选的，挤出装置的数量为2～4个。
优选的，旋转切刀的自由端设有配重块。
优选的，支管水平设置。
本发明制备的土壤调理剂颗粒密实、质量一致性高。
附图说明：
附图1是一幅较佳实施方式的摇杯式造粒机的半剖构示意图。
附图2是一幅较佳实施方式的摇杯式造粒机的俯视结构示意图。
附图3是附图1的A部的局部放大示意图。
附图4是附图1的B部的局部放大示意图。
图中：外筒1、内筒2、干粉料进料管3、挤出装置4、旋转切刀5、导轨6、行走车7、滑动臂8、出料口11、外筒盖12、内筒盖21、轴承22、支架23、转动轴24、支管31、刀柱51、滑动套71、公转轴91、横梁92、托架93、配重94、托架中轴95、外齿轮25、支架13、马达41、出液口42、配重块52、柔性管90。
具体实施方式：
一种土壤调理剂生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：将石灰氮与硫化氢合成硫脲后的废渣初步脱水至含水量为40～45％后送入搅拌设备，加入硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁粉粒，所述硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁占总干重分别为：0.5～2％、0.5～2％、1～3％、1～2％、1～3％；加入米粉汤将含水量调至55～60％，搅拌均匀；
所述米粉汤制备方法如下，将米磨成粉，加入25～35倍体积的水于85～100℃熬制20～30min；
步骤二：将石灰氮与硫化氢合成硫脲后的废渣初步脱水、烘干并粉磨，粉磨后的废渣与质量分数为0.5～2％的硫酸镁、0.5～2％的硫酸锌、1～3％的硫酸铜、1～2％的硫酸锰、1～3％的硫酸铁混合制成干粉料；
步骤三：启动摇杯式造粒机使其做摇杯运动，启动摇杯式造粒机的旋转撒料功能使干粉料由顶部撒入摇杯式造粒机内，将步骤一搅拌后的湿料通过挤出装置向上挤入摇杯式造粒机并被摇杯式造粒机的旋转切刀分割成粒，粒状的湿料在摇杯运动下沿摇杯式造粒机壁面进行圆周运动并不断粘合干粉料、长大，随着粒状湿料质量不断增长，其逐渐的沿摇杯式造粒机壁面上升并最后由摇杯式造粒机上部的出料口甩出；
所述摇杯运动为摇杯式造粒机绕固定轴公转，同时摇杯式造粒机不进行自传；
如图1～4所示，所述摇杯式造粒机包括：外筒1、内筒2、干粉料进料管3、挤出装置4、旋转切刀5、导轨6、行走车7、滑动臂8、公转机构；外筒1、内筒2均为回转体，外筒1内壁斜率由筒底至筒顶逐渐增大，外筒1上部设有出料口11，外筒1顶部设有环形外筒盖12，内筒2顶部为圆形内筒盖21，内筒2置于外筒1内，内筒盖21边缘搭在外筒盖12上且通过轴承22与外筒盖12转动连接，内筒盖21上部设有支架23，支架23上固定有转动轴24且转动轴24与内筒2轴线重合，转动轴24为筒体其中央设有干粉料进料管3，干粉料进料管3下部穿过内筒盖21伸入内筒2并连通两路支管31，支管31分别穿过内筒2壁伸入到外筒1顶部；挤出装置4为管状且其内径从下到上逐渐收缩，挤出装置4由外筒1下部垂直向上伸入到外筒1腔内，外筒1底部轴线处设有刀柱51，旋转切刀5水平设置且其一端与刀柱51枢接，旋转切刀5设置高度高于挤出装置4；一对导轨6对称设置在外筒1两侧，导轨6上活动设置有行走车7，行走车7上水平设置有与导轨6垂直的滑动套71，两支滑动臂8滑动插入滑动套71内，两支滑动臂8共线且分别与外筒1一侧固定；
公转机构包括：公转轴91、横梁92、托架93、配重94；托架93上部与外筒1固定，托架93下部向下伸出有托架中轴95，托架中轴95与外筒1轴线重合，公转轴91位于两导轨6的对称中心处，公转轴91与水平的横梁92固定，横梁92一端与托架中轴95转动连接，横梁92另一端固定有配重94；
步骤四：将出料口甩出的球粒通过柔性管道送至烘干机烘干。
米粉汤起到粘合剂的作用，使湿料造粒过程中可以更激烈的转动，将球粒压实而不至于开裂；同时由于球粒高速转动，使其内部水分快速向外扩散不断粘合干粉料并降低含水量，故进入摇杯式造粒机的湿料可以使用含水量较高的。在进行摇杯运动时，外筒只绕公转轴公转，而不进行自转，使球粒在外筒壁作用下在筒内绕外筒轴线旋转，而内筒同时进行自转，固定在内筒上的干粉料进料管的支管就形成了在外筒内旋转撒料形式，同时由于内筒大大缩小了干料粉活动空间，使干料粉局限在内、外筒夹层内，提高了干料粉使用效率。在进行摇杯运动时，旋转切刀还同时进行自转从而不断将挤出装置挤出的湿料切断成小块。挤出装置向上挤出湿料同时具有脱水和压实的作用，使产生的“球核”更密实。
由于外筒内壁斜率逐渐增大，故球粒上升所需要的质量也不断增大，只有当球粒的质量达到要求时其才能上升到出料口的高度，从而保证了质量一致性。
如图1～4所示，一种土壤调理剂生产设备，包括：脱水机、造粒机、烘干机、粉磨机；脱水机、造粒机、烘干机均采用现有技术设备，其造粒机采用摇杯式造粒机；
所述摇杯式造粒机包括：外筒1、内筒2、干粉料进料管3、挤出装置4、旋转切刀5、导轨6、行走车7、滑动臂8、公转机构；外筒1、内筒2均为回转体，外筒1内壁斜率由筒底至筒顶逐渐增大，外筒1上部设有出料口11，外筒1顶部设有环形外筒盖12，内筒2顶部为圆形内筒盖21，内筒2置于外筒1内，内筒盖21边缘搭在外筒盖12上且通过轴承22与外筒盖12转动连接，内筒盖21上部设有支架23，支架23上固定有转动轴24且转动轴24与内筒2轴线重合，转动轴24为筒体其中央设有干粉料进料管3，干粉料进料管3下部穿过内筒盖21伸入内筒2并连通两路支管31，支管31分别穿过内筒2壁伸入到外筒1顶部；
挤出装置4为管状且其内径从下到上逐渐收缩，挤出装置4由外筒1下部垂直向上伸入到外筒1腔内，外筒1底部轴线处设有刀柱51，旋转切刀5水平设置且其一端与刀柱51枢接，旋转切刀5设置高度高于挤出装置4；
一对导轨6对称设置在外筒1两侧，导轨6上活动设置有行走车7，行走车7上水平设置有与导轨6垂直的滑动套71，两支滑动臂8滑动插入滑动套71内，两支滑动臂8共线且分别与外筒1一侧固定；
公转机构包括：公转轴91、横梁92、托架93、配重94；托架93上部与外筒1固定，托架93下部向下伸出有托架中轴95，托架中轴95与外筒1轴线重合，公转轴91位于两导轨6的对称中心处，公转轴91与水平的横梁92固定，横梁92一端与托架中轴95转动连接，横梁92另一端固定有配重94。
在本实施方式中，转动轴24上键连有外齿轮25，外筒盖12上设有支架13，支架13上固定有电机，电机输出轴通过齿轮与所述外齿轮25传动。干粉料进料管3通过柔性管道与干粉料供料装置相连；出料口11与柔性管90道相连。挤出装置4为螺旋挤出，其下部设有马达41，挤出装置4下部设有出液口42。挤出装置4的数量为2～4个。旋转切刀5的自由端设有配重块52。支管31水平设置。

Claims (8)

1.一种土壤调理剂生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将石灰氮与硫化氢合成硫脲后的废渣初步脱水至含水量为40～45％后送入搅拌设备，加入硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁粉粒，所述硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁占总干重分别为：0.5～2％、0.5～2％、1～3％、1～2％、1～3％；加入米粉汤将含水量调至55～60％，搅拌均匀；
所述米粉汤制备方法如下，将米磨成粉，加入25～35倍体积的水于85～100℃熬制20～30min；
步骤二：将石灰氮与硫化氢合成硫脲后的废渣初步脱水、烘干并粉磨，粉磨后的废渣与质量分数为0.5～2％的硫酸镁、0.5～2％的硫酸锌、1～3％的硫酸铜、1～2％的硫酸锰、1～3％的硫酸铁混合制成干粉料；
步骤三：启动摇杯式造粒机使其做摇杯运动，启动摇杯式造粒机的旋转撒料功能使干粉料由顶部撒入摇杯式造粒机内，将步骤一搅拌后的湿料通过挤出装置向上挤入摇杯式造粒机并被摇杯式造粒机的旋转切刀分割成粒，粒状的湿料在摇杯运动下沿摇杯式造粒机壁面进行圆周运动并不断粘合干粉料、长大，随着粒状湿料质量不断增长，其逐渐的沿摇杯式造粒机壁面上升并最后由摇杯式造粒机上部的出料口甩出；
所述摇杯运动为摇杯式造粒机绕固定轴公转，同时摇杯式造粒机的外筒不进行自传；
所述摇杯式造粒机包括：外筒、内筒、干粉料进料管、挤出装置、旋转切刀、导轨、行走车、滑动臂、公转机构；外筒、内筒均为回转体，外筒内壁斜率由筒底至筒顶逐渐增大，外筒上部设有出料口，外筒顶部设有环形外筒盖，内筒顶部为圆形内筒盖，内筒置于外筒内，内筒盖边缘搭在外筒盖上且通过轴承与外筒盖转动连接，内筒盖上部设有支架，支架上固定有转动轴且转动轴与内筒轴线重合，转动轴为筒体其中央设有干粉料进料管，干粉料进料管下部穿过内筒盖伸入内筒并连通两路支管，支管分别穿过内筒壁伸入到外筒顶部；挤出装置为管状且其内径从下到上逐渐收缩，挤出装置由外筒下部垂直向上伸入到外筒腔内，外筒底部轴线处设有刀柱，旋转切刀水平设置且其一端与刀柱枢接，旋转切刀设置高度高于挤出装置；一对导轨对称设置在外筒两侧，导轨上活动设置有行走车，行走车上水平设置有与导轨垂直的滑动套，两支滑动臂滑动插入滑动套内，两支滑动臂共线且分别与外筒一侧固定；
公转机构包括：公转轴、横梁、托架、配重；托架上部与外筒固定，托架下部向下伸出有托架中轴，托架中轴与外筒轴线重合，公转轴位于两导轨的对称中心处，公转轴与水平的横梁固定，横梁一端与托架中轴转动连接，横梁另一端固定有配重；
步骤四：将出料口甩出的球粒通过柔性管道送至烘干机烘干。
2.一种土壤调理剂生产设备，其特征在于，其造粒机采用摇杯式造粒机；
所述摇杯式造粒机包括：外筒、内筒、干粉料进料管、挤出装置、旋转切刀、导轨、行走车、滑动臂、公转机构；外筒、内筒均为回转体，外筒内壁斜率由筒底至筒顶逐渐增大，外筒上部设有出料口，外筒顶部设有环形外筒盖，内筒顶部为圆形内筒盖，内筒置于外筒内，内筒盖边缘搭在外筒盖上且通过轴承与外筒盖转动连接，内筒盖上部设有支架，支架上固定有转动轴且转动轴与内筒轴线重合，转动轴为筒体其中央设有干粉料进料管，干粉料进料管下部穿过内筒盖伸入内筒并连通两路支管，支管分别穿过内筒壁伸入到外筒顶部；
挤出装置为管状且其内径从下到上逐渐收缩，挤出装置由外筒下部垂直向上伸入到外筒腔内，外筒底部轴线处设有刀柱，旋转切刀水平设置且其一端与刀柱枢接，旋转切刀设置高度高于挤出装置；
一对导轨对称设置在外筒两侧，导轨上活动设置有行走车，行走车上水平设置有与导轨垂直的滑动套，两支滑动臂滑动插入滑动套内，两支滑动臂共线且分别与外筒一侧固定；
公转机构包括：公转轴、横梁、托架、配重；托架上部与外筒固定，托架下部向下伸出有托架中轴，托架中轴与外筒轴线重合，公转轴位于两导轨的对称中心处，公转轴与水平的横梁固定，横梁一端托架中轴转动连接，横梁另一端固定有配重。
3.如权利要求2所述的土壤调理剂生产设备，其特征在于，转动轴上键连有外齿轮，外筒盖上设有支架，支架上固定有电机，电机输出轴通过齿轮与所述外齿轮传动。
4.如权利要求2所述的土壤调理剂生产设备，其特征在于，干粉料进料管通过柔性管道与干粉料供料装置相连；出料口与柔性管道相连。
5.如权利要求2所述的土壤调理剂生产设备，其特征在于，挤出装置为螺旋挤出，挤出装置下部设有马达，挤出装置下部设有出液口。
6.如权利要求2所述的土壤调理剂生产设备，其特征在于，挤出装置的数量为2～4个。
7.如权利要求2所述的土壤调理剂生产设备，其特征在于，旋转切刀的自由端设有配重块。
8.如权利要求2所述的土壤调理剂生产设备，其特征在于，支管水平设置。
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