CN110092673A - 智能浮粒系统、颗粒肥料及智能浮粒方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能浮粒系统，所述智能浮粒系统包括液滴形成装置和冷却装置；所述冷却装置设置在所述液滴形成装置的下方；所述液滴形成装置用于喷射出垂直向下方向且具有预设初速度的肥料料浆液滴，所述肥料料浆液滴以预设初速度落入所述冷却装置中冷却形成颗粒肥料。还提供一种颗粒肥料和智能浮粒方法。本发明提供的智能浮粒系统能够实现在较低的空间内造粒，且能得到硬度大，致密性高的颗粒肥料。

Description

智能浮粒系统、颗粒肥料及智能浮粒方法

技术领域

本发明涉及肥料化工技术领域，具体涉及智能浮粒系统、颗粒肥料及智能浮粒方法。

背景技术

现有技术中肥料的生产方法主要采用高塔造粒技术。所谓高塔造粒是采用熔融的尿素与磷、钾等原料，在充分混合的情况下制成混合料浆，从高塔顶部喷淋而下，混合料浆液滴在从高塔下降过程中，与从塔底上升的空气阻力相互作用，与其进行热交换后冷却成为颗粒物料，降落到塔底，落入塔底的颗粒物料，再经筛分处理后得到颗粒复合肥料。采用高塔造粒主要利用肥料料浆从顶部下落过程中在空中冷却形成肥料颗粒，为了能够使肥料料浆在空中停留足够长的时间以使肥料料浆冷却时间更多些，需要非常高的塔，但目前高塔的建造和维护需要较大的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种智能浮粒系统，具体技术方案如下：

一种智能浮粒系统，所述智能浮粒系统包括液滴形成装置和冷却装置；所述冷却装置设置在所述液滴形成装置的下方；所述液滴形成装置用于喷射出垂直向下方向且具有预设初速度的肥料料浆液滴，所述肥料料浆液滴以预设初速度落入所述冷却装置中冷却形成颗粒肥料。

优选的，所述液滴形成装置包括出料管和出料环，所述出料管为中空结构，所述出料管包括出料管本体和多个喷嘴，所述喷嘴设置在所述出料管本体的管壁上，所述喷嘴与所述出料管本体相贯通；所述出料环包括出料环本体，所述出料环本体为筒形中空结构，所述出料环本体上设置有多个出料孔，所述出料管设置在所述出料环内部且与所述出料环相间隔，所述出料环能够围绕所述出料管旋转。

优选的，所述冷却装置包括冷却传送带、斜面冷却装置、螺旋冷却装置中的一种。

优选的，所述智能浮粒系统还包括压力泵和压力传感器，所述压力泵与所述液滴形成装置连接，所述压力传感器与所述液滴形成装置连接；所述压力泵用于将肥料料浆传送至所述液滴形成装置并使肥料料浆具有压力，所述压力传感器用于检测所述肥料料浆的压力信息，并将所述压力信息传输给液滴形成装置。

优选的，所述液滴形成装置还包括转速控制器，所述转速控制器与所述出料环连接，所述转速控制器与所述压力传感器连接；所述转速控制器用于接受所述压力传感器传输的所述压力信息，所述转速控制器还用于根据接收到的所述压力信息来控制所述出料环的转速。

优选的，所述出料环还包括转动轴，所述转动轴与所述出料环本体连接，所述转动轴驱动所述出料环本体围绕所述出料管旋转。

优选的，所述出料管包括多个喷嘴，所述出料环包括多个出料孔；所述喷嘴的孔径为0.5-5毫米，所述出料孔的孔径为0.5-20毫米。

优选的，所述出料管与所述出料环之间的距离为0.5-20毫米，所述出料环与所述冷却装置的距离为3-500毫米。

优选的，所述冷却传送带包括接收端和出料端，所述接收端用于承接肥料料浆液滴，所述出料端为肥料料浆液滴离开所述冷却传送带的位置；所述接收端和所述出料端之间的距离为5-100米。

本发明还提供一种如上述任一项所述智能浮粒系统制备的颗粒肥料。

本发明还提供一种智能浮粒方法，所述智能浮粒方法包括：

将肥料原料在破碎机中破碎；

将破碎后的肥料原料输送到熔融槽中熔融；

将熔融后的肥料料浆在压力泵的作用输送到液滴形成装置中；

液滴形成装置将肥料料浆挤压切割形成肥料料浆液滴；

肥料料浆液滴落入冷却装置中冷却得到颗粒肥料。

本发明的有益效果：本发明提供的智能浮粒系统能够实现在较低的空间内造粒，且能得到硬度大，致密性高的颗粒肥料。

附图说明

图1为本发明提供一种智能浮粒系统的结构示意图。

图2为本发明提供液滴形成装置的结构示意图。

图3为图2中的A-A剖面结构示意图。

图4为液滴形成装置在挤压切断处的局放大图。

图5为本发明实施例提供一种斜面冷却装置的结构示意图。

图6为智能浮粒方法的流程示意图。

具体实施方式

以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，本发明提供一种智能浮粒系统10，所述智能浮粒系统10包括液滴形成装置100和冷却装置200。所述冷却装置200设置在所述液滴形成装置100的下方。所述液滴形成装置100用于喷射出垂直向下方向且具有预设初速度的肥料料浆液滴，所述肥料料浆液滴以预设初速度落入所述冷却装置200中冷却形成颗粒肥料。

请参阅图2，在进一步的实施例中，所述液滴形成装置100包括出料管110和出料环120，所述出料管110为中空结构，所述出料管110包括出料管本体111和多个喷嘴112，所述喷嘴112设置在所述出料管本体111的管壁113上，所述喷嘴112与所述出料管本体111相贯通。所述出料管110的中空结构用于容纳并传送料浆，料浆在真空泵的作用下输送到出料管110中，并从所述喷嘴112喷出。所述出料管110可以为圆形、椭圆形等。

所述出料环120包括出料环本体121，所述出料环本体121为筒形中空结构，所述出料环本体121上设置有多个出料孔122，所述出料管110设置在所述出料环120内部且与所述出料环120相间隔，所述出料环120能够围绕所述出料管110旋转。

可以理解的是，所述出料管110设置在出料环120的中心位置或者偏离中心的位置。优选的，所述出料管110从设有喷嘴112的方向靠近所述出料环本体121。可以理解的是，所述筒形中空结构是指中间为空心的筒状结构。优选的，所述出料环本体121可以但不限于为圆筒形中空结构、多棱柱筒型结构。值得一提的是，在图2中的出料环本体121上没有看到出料孔122，这是因为所述出料环本体121旋转到一定位置的剖面图中没有呈现出料孔122,当所述出料环本体121旋转到另一个角度时，在进行剖面图解析就能够呈现出料孔122，出料环本体121上的出料孔122可参考图3所示。

请再次参阅图3，以及请参阅图4，当所述液滴形成装置100工作时，肥料料浆a被输送到出料管110中，在出料管本体111中积聚，并通过与出料管本体111相贯通的喷嘴112挤出形成肥料料浆条b。在工作过程中，所述出料环本体121不停地围绕所述出料管110旋转，从喷嘴112挤出的肥料料浆条b再被旋转的出料环本体121上的出料孔112切断，形成了肥料料浆液滴c，其中切断方向b1与肥料料浆条b从喷嘴112喷出方向c1相垂直。从喷嘴112挤出的肥料料浆条b通过出料环210上的出料孔122，由于出料孔122随着出料环本体121在不停的旋转，料浆在通过出料孔112时实质上被出料孔122旁边的非开孔区1221切断，因此形成了肥料料浆液滴c。其中非开孔区1221是指出料孔122之间的位置。可以理解的是，所述肥料料浆是指将氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素肥、有机碳肥、微生物肥等中的一种或多种混合形成肥料料浆，其中混合的方式可以是一级混合，也可以是二级混合、三级混合等，可以理解的是，肥料料浆混合的顺序、温度、pH值等条件不限，可根据肥料料浆的原料成分的特性和混合要求进行调整。可以理解的是，所述肥料料浆a、肥料料浆条b、肥料料浆液滴c为肥料料浆在液滴形成装置100工作中的三个不同的状态。

在进一步的实施例中，所述喷嘴112在所述出料管本体111的第一方向a1上间隔设置。所述出料管本体111包括第一端1111和第二端1112，所述第一端1111为料浆进入出料管本体111的位置，所述第二端1112与第一端1111相对设置。所述第一方向a1为出料管本体111从第一端1111指向第二端1112的方向。

在进一步的实施例中，所述出料环120还包括转动轴131，所述转动轴131与所述出料环本体121连接，所述转动轴131驱动所述出料环本体121围绕所述出料管110旋转。其中，所述出料环本体121包括第三端1211和第四端1212，所述第三端1211与所述第一端1111相近，所述第四端1212与所述第二端1112相近。可以理解的是，所述转动轴131可设置在所述出料环本体121的第四端。优选的，所述转动轴131与所述出料环本体121通过连接法兰132连接。在进一步的实施例中，所述转动轴131与传动链轮134连接。所述传动链轮134用于连接转动装置，当转动装置转动时通过传动链轮134驱动转动轴131转动，然后转动轴131驱动出料环本体121转动，以实现围绕出料管110旋转。可以理解的是，所述出料环本体121的第三端1211与所述出料管本体111通过连接法兰132连接。所述连接法兰132与所述出料环本体121的第三端1211连接的位置中间还设有密封圈133，所述密封圈133能够紧密连接的位置。可以理解的是，此处的连接法兰和转动轴与转动轴131与所述出料环本体121连接的连接法兰，可根据相互连接的部件的结构差异来调整连接法兰的结构，在本实施例中不构成特殊限定。

在进步的实施例中，所述出料管110包括多个喷嘴112，所述出料环120包括多个出料孔122。所述喷嘴112的孔径为1-5毫米，所述出料孔122的孔径为5-20毫米。

在进步的实施例中，所述冷却装置200包括冷却传送带210、斜面冷却装置220、螺旋冷却装置中的一种。

其中所述冷却传送带210为以一定速度传动，所述肥料料浆液滴打在所述冷却传送带210上是，在冷却传送带210上急速冷却成型，形成硬度在100牛以上的颗粒肥料。进一步的实施例中，所述冷却传送带210的表面涂覆一层超疏水疏油层。使肥料料浆液滴在冷却传送带210的表面不易粘黏。进一步的实施例中，所述冷却传送带210的皮带为金属带，优选的为钢带。

在进一步的实施例中，所述冷却传送带210包括接收端211和出料端212，所述接收端211用于承接肥料料浆液滴，所述出料端212为肥料料浆液滴离开所述冷却传送带210的位置。所述接收端211和所述出料端212之间的距离为5-100米。

请参阅图5，本发明还提供一种斜面冷却装置220，所述斜面冷却装置220包括多个平板221组合。可以理解的是，所述平板221可通过支架或者固定支座安装在造粒塔内。每个所述平板221包括接收端211、出料端212，所述接收端211和出料端212的中间为肥料料浆液滴滚动的位置。所述接收端211用于承接肥料料浆液滴，所述肥料料浆液滴从出料孔122喷出后落在所述接收端211。所述出料端212为肥料料浆液滴离开所述平板221的位置。肥料料浆液滴从接收端211落在平板221后，滚动到出料端212时，肥料料浆液滴从流动液体状态转变成固体状态，形成固体颗粒肥料。所述平板221与水平方向A相交所形成的最小角的角度为锐角。所述平板221与水平面是成夹角的关系，可以理解的是，所述平板不是水平放置，而是以倾斜的方式，例如当肥料料浆液滴落在接收端211时，由于接收端到出料端倾斜向下设置，肥料料浆液滴会倾斜滚动向下，在向下滚动的过程中形成了冷却形成固体颗粒。采用倾斜的平板冷却肥料料浆液滴可以在较低的垂直高度内冷却肥料料浆液滴，又能够在预设倾斜角度内滚动形成类似圆形的颗粒肥料，可有效解决了低塔造粒的肥料颗粒冷却成型的问题，节约高塔造粒成本。

在进一步的实施例中，相邻两个所述平板221的倾斜方向相反。举例说明，当第一个平板是像右下角倾斜时，第二个平板为想左下角倾斜。这种结构设置有节约设备占地面积。

在进一步的实施例中，所述螺旋冷却装置还包括螺旋通道，所述螺旋通道成螺旋向下设置。采用螺旋向下的螺旋通道来冷却高温的肥料料浆液滴，增加了肥料料浆颗粒冷却的路径，可以在较低的垂直高度内冷却肥料料浆液滴，又能够在螺旋通道的数个周期内滚动形成类似圆形的颗粒肥料，可有效解决了低塔造粒的肥料颗粒冷却成型的问题，节约高塔造粒成本。

在进一步的实施例中，所述智能浮粒系统10还包括压力泵300和压力传感器(图中未示出)，所述压力泵300与所述液滴形成装置100连接，所述压力传感器与所述液滴形成装置100连接。所述压力泵300用于将肥料料浆传送至所述液滴形成装置100并使肥料料浆具有压力，所述压力传感器用于检测所述肥料料浆的压力信息，并将所述压力信息传输给液滴形成装置100。

在进一步的实施例中，所述液滴形成装置100还包括转速控制器(图中未示出)，所述转速控制器与所述出料环120连接，所述转速控制器与所述压力传感器连接。所述转速控制器用于接受所述压力传感器传输的所述压力信息，所述转速控制器还用于根据接收到的所述压力信息来控制所述出料环120的转速。通过压力传感器获得肥料料浆的压力信息，然后转速控制器根据压力信息来调节出料环120的转速，可以获得大小均匀的肥料料浆液滴，进而获得大小稳定的颗粒肥料。可使用加入不同的肥料原料，最后即可得到球形度好，致密度均匀且致密度较高的颗粒肥料。

在进一步的实施例中，所述出料管110与所述出料环120之间的距离为0.5-20毫米，所述出料环120与所述冷却装置200的距离为3-500毫米。可以理解的是，所述冷却装置200为冷却传送带210时，所述“出料环120与所述冷却装置200的距离”即为出料环120与所述冷却传送带210的皮带的垂直距离。

在进一步的实施例中，所述冷却传送带210中与传送肥料相对的一侧设有循环冷却装置(图中未示出)。所述循环冷却装置用于冷却所述冷却传送带210。加快冷却传送带210的热交换速度，使落入到冷却传送带表面的肥料料浆液滴急剧冷却，形成硬度大、致密度高的颗粒肥料。所述循环冷却装置可以为但不限于为循环冷却水装置、循环冷却液氮装置、循环冷却干冰装置。

在进一步的实施例中，所述智能浮粒系统10还包括熔融槽400、集料装置500和筛分装置600。所述熔融槽400与所述液滴形成装置100通过压力泵300连接。在压力泵300的作用下，将所述熔融槽400中的肥料料浆输送到液滴形成装置100中。所述集料装置500与所述冷却装置200连接，从所述冷却装置200中出来的颗粒肥料进入所述集料装置500中。所述筛分装置600与所述集料装置500连接，用于筛分肥料颗粒。

在进一步的实施例中，所述智能浮粒系统10还包括进料机700和破碎机800，所述破碎机800与所述熔融槽400通过输送皮带连接。肥料原料添加到所述进料机800后，在破碎机800中破碎，然后通过输送皮带将破碎后的肥料原料输送到熔融槽400中进行高温熔融。

请参阅图6，本发明还提供一种智能浮粒方法，所述智能浮粒方法包括步骤S100、步骤S200、步骤S300、步骤S400和步骤S500。详细步骤如下所述。

步骤S100：将肥料原料在破碎机中破碎。

其中所述肥料原料可以是氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素肥、有机碳肥、微生物肥等中的一种或多种的原料混合，可根据各种肥料原料的不同特性，可选择一级混合，也可以是二级混合、三级混合等。

步骤S200：将破碎后的肥料原料输送到熔融槽中熔融。可以理解的是，可根据不同肥料原料对熔融的顺序、温度、pH值进行调整。

步骤S300：将熔融后的肥料料浆在压力泵的作用输送到液滴形成装置中。

可以理解的是，可根据不同肥料成分中的不同黏度，压力泵输送肥料料浆的压力可适用性的调整。优选的，所述肥料料浆的黏度为1000-20000厘泊，所述肥料料浆的压力为0.3-1.6MPa。

步骤S400：液滴形成装置将肥料料浆挤压切割形成肥料料浆液滴。

进一步的实施例中，所述液滴形成装置的结构如上述实施例中的结构，其中所述出料包括多个喷嘴，所述出料环包括多个出料孔；所述喷嘴的孔径为0.5-5毫米，所述出料孔的孔径为0.5-20毫米。所述出料环围绕所述出料管旋转的转速为30-300r/min。在这个范围内能达到颗粒大小均匀且符合肥料生产标准的颗粒肥料。

进一步的实施例中，所述喷嘴的孔径小于所述出料孔的孔径。以使肥料料浆及时排出，避免积压。所述出料孔的孔径为0.6-20毫米。

进一步的实施例中，所述出料管与所述出料环之间的距离为0.5-20毫米，所述出料环与所述冷却装置的距离为3-500毫米。

步骤S500：肥料料浆液滴落入冷却装置中冷却得到颗粒肥料。

其中所述冷却装置为冷却传送带，所述冷却传送带包括接收端和出料端，所述接受端用于承接肥料料浆液滴，所述出料端为肥料料浆液滴离开所述冷却传送带的位置。所述接收端和所述出料端之间的距离为5-100米。所述冷却转送带的线速度为0.2-2米/秒。也就是说，当所述接收端与所述出料端之间的距离为100米时，所述冷却传送带的线速度为2米/秒时，肥料料浆液滴在冷却传送带上的冷却时间为50秒。

肥料料浆液滴打落在传送冷却带上后急剧冷却形成硬度大、致密度高的颗粒肥料。

本发明还提供一种如上述任一项所述智能浮粒系统制备的颗粒肥料。

进一步的实施例中，所述颗粒肥料的硬度为100-200牛顿。所述颗粒肥料的形状为扁球形。所述颗粒肥料具有溶度度大，且吸收性低的特性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能浮粒系统，其特征在于，所述智能浮粒系统包括液滴形成装置和冷却装置；所述冷却装置设置在所述液滴形成装置的下方；所述液滴形成装置用于喷射出垂直向下方向且具有预设初速度的肥料料浆液滴，所述肥料料浆液滴以预设初速度落入所述冷却装置中冷却形成颗粒肥料。

2.如权利要求1所述的智能浮粒系统，其特征在于，所述液滴形成装置包括出料管和出料环，所述出料管为中空结构，所述出料管包括出料管本体和多个喷嘴，所述喷嘴设置在所述出料管本体的管壁上，所述喷嘴与所述出料管本体相贯通；所述出料环包括出料环本体，所述出料环本体为筒形中空结构，所述出料环本体上设置有多个出料孔，所述出料管设置在所述出料环内部且与所述出料环相间隔，所述出料环能够围绕所述出料管旋转。

3.如权利要求1所述的智能浮粒系统，其特征在于，所述冷却装置包括冷却传送带、斜面冷却装置、螺旋冷却装置中的一种。

4.如权利要求2所述的智能浮粒系统，其特征在于，所述智能浮粒系统还包括压力泵和压力传感器，所述压力泵与所述液滴形成装置连接，所述压力传感器与所述液滴形成装置连接；所述压力泵用于将肥料料浆传送至所述液滴形成装置并使肥料料浆具有压力，所述压力传感器用于检测所述肥料料浆的压力信息，并将所述压力信息传输给液滴形成装置。

5.如权利要求4所述的智能浮粒系统，其特征在于，所述液滴形成装置还包括转速控制器，所述转速控制器与所述出料环连接，所述转速控制器与所述压力传感器连接；所述转速控制器用于接受所述压力传感器传输的所述压力信息，所述转速控制器还用于根据接收到的所述压力信息来控制所述出料环的转速。

6.如权利要求5所述的智能浮粒系统，其特征在于，所述出料环还包括转动轴，所述转动轴与所述出料环本体连接，所述转动轴驱动所述出料环本体围绕所述出料管旋转。

7.如权利要求2所述的智能浮粒系统，其特征在于，所述出料管包括多个喷嘴，所述出料环包括多个出料孔；所述喷嘴的孔径为0.5-5毫米，所述出料孔的孔径为0.5-20毫米。

8.如权利要求7所述的智能浮粒系统，其特征在于，所述出料管与所述出料环之间的距离为0.5-20毫米，所述出料环与所述冷却装置的距离为3-500毫米。

9.一种如权利要求1-8任一项所述智能浮粒系统制备的颗粒肥料。

10.一种智能浮粒方法，其特征在于，所述智能浮粒方法包括：

将肥料原料在破碎机中破碎；

将破碎后的肥料原料输送到熔融槽中熔融；

将熔融后的肥料料浆在压力泵的作用输送到液滴形成装置中；

液滴形成装置将肥料料浆挤压切割形成肥料料浆液滴；

肥料料浆液滴落入冷却装置中冷却得到颗粒肥料。