CN112221424B - 一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统，包括：设有进料口、加热装置、第一引风机和出料口的高速犁刀反应器；进料口与高速犁刀反应器的出料口相连的分料仓；进料口与分料仓的出料口相连的造粒机；进料口与造粒机的出料口相连的物料均布器；进料口与物料均布器的出料口相连的微波烘干机；微波烘干机设有第二引风机；进料口与微波烘干机的出料口相连的柔性破碎机；进料口与所性破碎机的出料口相连的振动筛分机；进料口分别与第一引风机的出料口、第二引风机的出料口相连的滤筒除尘器。该系统生产效率高，产品质量好，能够解决现有草甘膦颗粒剂生产工艺中存在的能耗高、职业健康环境不理想、尾气处理运行成本高、后期环保废水处理费用高等问题。

Description

一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统及方法
技术领域
本发明涉及农药制剂制备技术领域，更具体地说，是涉及一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统及方法。
背景技术
草甘膦铵盐颗粒剂是一种广普性除草剂，是草甘膦系列制剂中的一种，可由配方的不同，配制成多种规格的草甘膦铵盐颗粒剂产品。
自草甘膦铵盐颗粒剂实现工业化生产以来，国内外围绕草甘膦铵盐颗粒剂生产设备设计、反应条件、降低成本、提高效率等技术进行了多次改进，并取得了一些成果，目前市场上主要有两大主流草甘膦铵盐颗粒剂生产工艺：
(1)固态熟化法草甘膦铵盐颗粒剂工艺，其工艺方案如下：
混合→静置熟化→造粒→流化床热风干燥→筛分。
该工艺为早期固态法草甘膦铵盐颗粒剂工艺，草甘膦原粉、碳酸氢铵等原料经混合机混合后，在室温下静置熟化反应3-7天得到草甘膦铵盐，然后通过造粒干燥，筛分后得到草甘膦铵盐颗粒剂成品。
(2)固态捏合机法草甘膦铵盐颗粒剂工艺，其工艺方案如下：
捏合反应→造粒→流化床热风烘干→筛分。
该工艺为近两年才发展起来的固态法草甘膦铵盐颗粒剂工艺，草甘膦原粉、碳酸氢铵等原料经捏合机的充分捏合后得到草甘膦铵盐，然后通过造粒干燥，筛分后得到草甘膦铵盐颗粒剂成品。
上述两种工业化草甘膦铵盐颗粒剂工艺的优缺点比较参见表1所示。
表1现有技术中的两种工业化草甘膦铵盐颗粒剂工艺的优缺点比较表
Figure BDA0002724111670000011
Figure BDA0002724111670000021
通过比较可知，由于第二种工艺生产周期短，目前市场上以固态捏合机法草甘膦铵盐颗粒剂工艺为主流工艺。但是，上述表1中存在的工艺缺点并未完全得到解决。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，适应现实需要，提供一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统及方法，旨在解决现有固态捏合机法草甘膦铵盐颗粒剂工艺存在的产品质量问题，提高生产效率，同时解决目前两种常用草甘膦颗粒剂生产工艺中存在的能耗高、职业健康环境不理想、尾气处理运行成本高、后期环保废水处理费用高等问题，以提高反应效率，减少能耗。
本发明提供了一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统，包括：
高速犁刀反应器；所述高速犁刀反应器设有进料口、加热装置、第一引风机和出料口；
进料口与所述高速犁刀反应器的出料口相连的分料仓；
进料口与分料仓的出料口相连的造粒机；
进料口与造粒机的出料口相连的物料均布器；
进料口与物料均布器的出料口相连的微波烘干机；所述微波烘干机设有第二引风机；
进料口与微波烘干机的出料口相连的柔性破碎机；
进料口与所性破碎机的出料口相连的振动筛分机；
进料口分别与第一引风机的出料口、第二引风机的出料口相连的滤筒除尘器。
优选的，所述高速犁刀反应器的筒体内设有主轴，所述主轴由主电机带动主减速机驱动；
所述主轴上设有犁刀和桨叶组合而成的复合搅拌结构，所述主轴两端设有边桨叶；
所述筒体周围设有2组～10组高速飞刀，由飞刀电机驱动。
优选的，所述复合搅拌结构中，桨叶的平面与所述主轴的夹角为30°～45°；
所述边桨叶的平面与所述主轴的夹角为40°～50°。
本发明还提供了一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的方法，采用上述技术方案所述的系统，包括以下步骤：
a)将草甘膦原粉、碳酸氢铵、填充剂和助剂加入高速犁刀反应器中，进行混合反应，得到草甘膦铵盐；同时将上述混合反应过程中产生的水气与粉尘通过第一引风机至滤筒除尘器净化后排放；
b)将步骤a)得到的草甘膦铵盐依次进行分料、造粒、物料均布、微波烘干、柔性破碎和振动筛分，得到草甘膦铵盐颗粒剂；同时将上述微波烘干过程中产生的水气与粉尘通过第二引风机至滤筒除尘器净化后排放。
优选的，步骤a)中所述草甘膦原粉、碳酸氢铵、填充剂和助剂的质量比为37.5：(17～20)：(8～12)：(0.5～1)。
优选的，步骤a)中所述混合反应过程中，高速犁刀反应器的主轴转速为25rpm～85rpm，高速飞刀转速为2200rpm～5500rpm；
所述混合反应的时间为70min～110min，温度为20℃～80℃。
优选的，步骤b)中所述造粒的速度为150kg/h～550kg/h。
优选的，步骤b)中所述物料均布的厚度为1mm～15mm。
优选的，步骤b)中所述微波烘干的温度为80℃～150℃，传送速度为2m/min～6m/min。
优选的，步骤b)中所述振动筛分的过筛精度为8目～40目。
本发明提供了一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统，包括：高速犁刀反应器；所述高速犁刀反应器设有进料口、加热装置、第一引风机和出料口；进料口与所述高速犁刀反应器的出料口相连的分料仓；进料口与分料仓的出料口相连的造粒机；进料口与造粒机的出料口相连的物料均布器；进料口与物料均布器的出料口相连的微波烘干机；所述微波烘干机设有第二引风机；进料口与微波烘干机的出料口相连的柔性破碎机；进料口与所性破碎机的出料口相连的振动筛分机；进料口分别与第一引风机的出料口、第二引风机的出料口相连的滤筒除尘器。与现有技术相比，本发明提供的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统生产效率高，产品质量好，并且能够解决目前两种常用草甘膦颗粒剂生产工艺中存在的能耗高、职业健康环境不理想、尾气处理运行成本高、后期环保废水处理费用高等问题，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例提供的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统中高速犁刀反应器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统，包括：
高速犁刀反应器；所述高速犁刀反应器设有进料口、加热装置、第一引风机和出料口；
进料口与所述高速犁刀反应器的出料口相连的分料仓；
进料口与分料仓的出料口相连的造粒机；
进料口与造粒机的出料口相连的物料均布器；
进料口与物料均布器的出料口相连的微波烘干机；所述微波烘干机设有第二引风机；
进料口与微波烘干机的出料口相连的柔性破碎机；
进料口与所性破碎机的出料口相连的振动筛分机；
进料口分别与第一引风机的出料口、第二引风机的出料口相连的滤筒除尘器。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统的结构示意图。在本发明中，所述连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统包括高速犁刀反应器、分料仓、造粒机、物料均布器、微波烘干机、柔性破碎机、振动筛分机，以及第一引风机、第二引风机和滤筒除尘器。
在本发明中，所述高速犁刀反应器设有进料口、加热装置、第一引风机和出料口；其中，所述进料口位于高速犁刀反应器上部，用于将各原料加入高速犁刀反应器的筒体内进行混合反应；所述加热装置用于控制筒体内的混合反应温度，采用本领域技术人员熟知的热水循环系统即可；所述第一引风机用于将混合反应过程中产生的水气与粉尘从高速犁刀反应器中带走；所述出料口位于高速犁刀反应器下部，用于排出混合反应后的草甘膦铵盐。
在本发明中，所述高速犁刀反应器的结构示意图参见图2所示，其中，左图为主视图，右图为左视图，1为主减速机，2为边桨叶，3为犁刀和桨叶组合而成的复合搅拌结构，4为高速飞刀，5为筒体，6为主轴，7为主电机，8为左飞刀电机，9为右飞刀电机。
在本发明中，所述高速犁刀反应器为固固反应器；所述高速犁刀反应器的筒体(5)内设有主轴(6)，所述主轴(6)由主电机(7)带动主减速机(1)驱动；所述主轴(6)上设有犁刀和桨叶组合而成的复合搅拌结构(3)，所述主轴(6)两端设有边桨叶(2)；所述筒体(5)周围设有2组～10组高速飞刀(4)，由飞刀电机(8、9)驱动。在本发明中，所示高速飞刀在所述筒体(5)左右两侧成对设置，飞刀成对组数由高速犁刀反应器大小确定。
在本发明中，所述复合搅拌结构中，桨叶的平面与所述主轴的夹角优选为30°～45°；所述边桨叶的平面与所述主轴的夹角优选为40°～50°，更优选为45°。
在本发明中，所述高速犁刀反应器采用犁刀与桨叶相结合的复合搅拌形式，并在反应器两侧面布置高速飞刀阵，在上述犁刀和桨叶组合而成的复合搅拌结构、边桨叶、高速飞刀组阵的共同作用下，使物料在混合的过程中又起到粉碎的作用，提升物料的反应速度。
在本发明中，所述分料仓用于将高速犁刀反应器混合反应得到的草甘膦铵盐进行分料(可进行定量粉料)，并均匀给料至造粒机中。在本发明中，所述分料仓的进料口与所述高速犁刀反应器的出料口相连。
在本发明中，所述造粒机用于造粒，得到草甘膦铵盐湿颗粒。在本发明中，所述造粒机的进料口与分料仓的出料口相连。
在本发明中，所述物料均布器用于将造粒机输出的草甘膦铵盐湿颗粒均匀分布在微波烘干机内。在本发明中，所述物料均布器的进料口与造粒机的出料口相连。
在本发明中，所述微波烘干机用于将草甘膦铵盐湿颗粒进行干燥；本发明采用上述微波烘干机，能够实现微波干燥，具有节能功效的同时，减少尾气及废水的产生量。在本发明中，所述微波烘干机的进料口与物料均布器的出料口相连；所述微波烘干机设有第二引风机，用于将微波烘干过程中产生的水气与粉尘从微波烘干机中带走。
在本发明中，所述柔性破碎机用于对干燥后的物料进行破碎。在本发明中，所述柔性破碎机的进料口与微波烘干机的出料口相连。
在本发明中，所述振动筛分机用于对破碎后的物料进行筛分，得到合格的草甘膦铵盐颗粒剂。在本发明中，所述振动筛分机的进料口与所性破碎机的出料口相连。
在本发明中，所述滤筒除尘器用于对上述第一引风机、第二引风机进行引风处理的水气与粉尘进行净化后达标排放。在本发明中，所述滤筒除尘器的进料口分别与第一引风机的出料口、第二引风机的出料口相连。
本发明提供的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统生产效率高，产品质量好，并且能够解决目前两种常用草甘膦颗粒剂生产工艺中存在的能耗高、职业健康环境不理想、尾气处理运行成本高、后期环保废水处理费用高等问题，具有广阔的应用前景。
本发明还提供了一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的方法，采用上述技术方案所述的系统，包括以下步骤：
a)将草甘膦原粉、碳酸氢铵、填充剂和助剂加入高速犁刀反应器中，进行混合反应，得到草甘膦铵盐；同时将上述混合反应过程中产生的水气与粉尘通过第一引风机至滤筒除尘器净化后排放；
b)将步骤a)得到的草甘膦铵盐依次进行分料、造粒、物料均布、微波烘干、柔性破碎和振动筛分，得到草甘膦铵盐颗粒剂；同时将上述微波烘干过程中产生的水气与粉尘通过第二引风机至滤筒除尘器净化后排放。
本发明首先将草甘膦原粉、碳酸氢铵、填充剂和助剂加入高速犁刀反应器中，进行混合反应，得到草甘膦铵盐；同时将上述混合反应过程中产生的水气与粉尘通过第一引风机至滤筒除尘器净化后排放。本发明对所述草甘膦原粉、碳酸氢铵、填充剂和助剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述填充剂选自硫酸铵和/或氯化铵，更优选为硫酸铵和氯化铵；在本发明优选的实施例中，所述填充剂为质量比为1：1的硫酸铵和氯化铵。
在本发明中，所述草甘膦原粉、碳酸氢铵、填充剂和助剂的质量比优选为37.5：(17～20)：(8～12)：(0.5～1)，更优选为37.5：(18～19)：(9～11)：(0.6～0.85)。
在本发明中，所述混合反应过程中，高速犁刀反应器的主轴转速优选为25rpm～85rpm，更优选为30rpm～40rpm；所述混合反应过程中，高速犁刀反应器的高速飞刀转速优选为2200rpm～5500rpm，更优选为2400rpm～3000rpm，更更优选为2500rpm～2900rpm。
在本发明中，所述混合反应的时间优选为70min～110min，更优选为80min～100min；所述混合反应的温度(最终出料温度)优选为20℃～80℃，更优选为40℃～45℃。
本发明采用上述高速犁刀反应器进行混合反应，原料反应工序能耗低、反应时间短、产生水不溶物少；与传统捏合机工艺相比能耗降低了30％～35％，相同的反应时间水不溶物的量少于捏合机工艺，该工艺对草甘膦原粉晶体颗粒度要求范围更广(捏合机工艺草甘膦原粉晶体大于200微米后造粒工序无法正常进行)。
得到所述草甘膦铵盐后，本发明将得到的草甘膦铵盐依次进行分料、造粒、物料均布、微波烘干、柔性破碎和振动筛分，得到草甘膦铵盐颗粒剂；同时将上述微波烘干过程中产生的水气与粉尘通过第二引风机至滤筒除尘器净化后排放。
在本发明中，所述粉料的过程在分料仓中进行，目的是便于后续造粒过程的进行。
在本发明中，所述造粒的过程在造粒机中进行，进而得到草甘膦铵盐湿颗粒。在本发明中，所述造粒的速度优选为150kg/h～550kg/h，更优选为150kg/h～250kg/h。
在本发明中，所述物料均布的过程在物料均布器中进行，目的是将造粒得到的草甘膦铵盐湿颗粒均匀分布在微波烘干机内。在本发明中，所述物料均布的厚度优选为1mm～15mm，更优选为2mm～7mm，更更优选为3mm～5mm。
在本发明中，所述微波烘干的过程在微波烘干机中进行，目的是将草甘膦铵盐湿颗粒进行干燥。在本发明中，所述微波烘干的温度优选为80℃～150℃，更优选为90℃～110℃；所述微波烘干的传送速度优选为2m/min～6m/min，更优选为3m/min～5m/min。本发明采用微波烘干的方式，与传统流化床蒸汽干燥技术相比，节能50％以上，且尾气产生量约只有传统流化床蒸汽干燥工艺的16％～25％，废水产生量约是传统流化床蒸汽干燥工艺干燥的5％～10％。
在本发明中，所述柔性破碎的过程在柔性破碎机中进行，目的是对干燥后的物料进行破碎。
在本发明中，所述振动筛分的过程在振动筛分机中进行，目的是对破碎后的物料进行筛分，得到合格的草甘膦铵盐颗粒剂。在本发明中，所述振动筛分的过筛精度优选为8目～40目，更优选为25目～35目。
本发明提供的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统及方法具有如下优点：
(1)采用高速犁刀反应器作为草甘膦铵盐合成反应器，由于采用犁刀与桨叶组成的复合搅拌及边桨叶的作用，缩短了原料的充分混合时间，同时由于有高速飞刀组阵的粉碎作用，对草甘膦原药起到粉碎作用，从而降低了对草甘膦原药颗粒细度的要求，稳定草甘膦铵盐原药的产品质量，同时由于飞刀组的使用减少反应时间稳定了反应系统；
(2)采用微波干燥技术，整个干燥过程不需要空气鼓风加热，微波热效率优于蒸汽热，且热损失少，减少了能耗，如一条年产5000吨颗粒剂生产线可至少节省能耗费用50万元；
(3)由于采用微波干燥技术，不需要鼓风机，单条生产线引风量减小到原来的15％～20％，减少了80％的废气排放，同时尾气含粉尘量达到可不计的程度，减少了后工序的尾气排放处理设备入运行成本；
(4)由于采用微波干燥技术，减少振动电机等噪声源，整条生产线噪音由85db下降到65db，同时微波干燥对外的热辐射极小，改善了现场操作环境。
本发明提供了一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统，包括：高速犁刀反应器；所述高速犁刀反应器设有进料口、加热装置、第一引风机和出料口；进料口与所述高速犁刀反应器的出料口相连的分料仓；进料口与分料仓的出料口相连的造粒机；进料口与造粒机的出料口相连的物料均布器；进料口与物料均布器的出料口相连的微波烘干机；所述微波烘干机设有第二引风机；进料口与微波烘干机的出料口相连的柔性破碎机；进料口与所性破碎机的出料口相连的振动筛分机；进料口分别与第一引风机的出料口、第二引风机的出料口相连的滤筒除尘器。与现有技术相比，本发明提供的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统生产效率高，产品质量好，并且能够解决目前两种常用草甘膦颗粒剂生产工艺中存在的能耗高、职业健康环境不理想、尾气处理运行成本高、后期环保废水处理费用高等问题，具有广阔的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用原料均为市售商品。
实施例1～4
采用上述技术方案中所述的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统，具体工作过程如下：
首先，对系统中所有设备进行机械完整性检查，开启第一引风机和第二引风机，并将系统中所有设备调试到预生产状态；开启高速犁刀反应器，将37.5kg/批的草甘膦原粉、18.5kg/批的碳酸氢铵、5.06kg/批的硫酸铵、5.06kg/批的氯化铵、0.41kg/批的9380助剂、0.21kg/批的RM15助剂、0.21kg/批的颜料加入高速犁刀反应器的筒体中，进行混合反应，得到草甘膦铵盐；同时将上述混合反应过程中产生的水气与粉尘通过第一引风机至滤筒除尘器净化后排放；
然后，将得到的草甘膦铵盐(物料中水不溶物达到工艺要求，小于0.1％)输送到分料仓，由分料仓均匀给料至造粒机中，再通过造粒机造粒，得到草甘膦铵盐湿颗粒；
之后，将得到的草甘膦铵盐湿颗粒通过物料均布器，均匀分布在微波烘干机内进行干燥，得到片状物料；同时将上述干燥过程中产生的水气与粉尘通过第二引风机至滤筒除尘器净化后排放；
最后，将得到的片状物料经柔性破碎机破碎成颗粒状，再经振动筛分机筛分，得到成品草甘膦铵颗粒剂；包装、存储。
上述工作过程中的工艺参数参见表2所示。
表2本发明实施例1～4中的工艺参数数据
Figure BDA0002724111670000101
对本发明实施例1～4生产得到的草甘膦铵盐颗粒剂的产品质量进行表征，结果参见表3所示。
表3本发明实施例1～4提供的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统及方法得到的产品分析结果
Figure BDA0002724111670000102
Figure BDA0002724111670000111
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的方法，其特征在于，采用连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的系统，该系统包括：
高速犁刀反应器；所述高速犁刀反应器设有进料口、加热装置、第一引风机和出料口；所述高速犁刀反应器的筒体内设有主轴，所述主轴由主电机带动主减速机驱动；
所述主轴上设有犁刀和桨叶组合而成的复合搅拌结构，所述主轴两端设有边桨叶；
所述筒体周围设有2组～10组高速飞刀，由飞刀电机驱动；
进料口与所述高速犁刀反应器的出料口相连的分料仓；
进料口与分料仓的出料口相连的造粒机；
进料口与造粒机的出料口相连的物料均布器；
进料口与物料均布器的出料口相连的微波烘干机；所述微波烘干机设有第二引风机；
进料口与微波烘干机的出料口相连的柔性破碎机；
进料口与柔性破碎机的出料口相连的振动筛分机；
进料口分别与第一引风机的出料口、第二引风机的出料口相连的滤筒除尘器；
所述复合搅拌结构中，桨叶的平面与所述主轴的夹角为30°～45°；
所述边桨叶的平面与所述主轴的夹角为40°～50°；
该方法包括以下步骤：
a)将草甘膦原粉、碳酸氢铵、填充剂和助剂加入高速犁刀反应器中，进行混合反应，得到草甘膦铵盐；同时将上述混合反应过程中产生的水气与粉尘通过第一引风机至滤筒除尘器净化后排放；所述草甘膦原粉、碳酸氢铵、填充剂和助剂的质量比为37.5：(17～20)：(8～12)：(0.5～1)；所述混合反应过程中，高速犁刀反应器的主轴转速为30rpm～40rpm，高速飞刀转速为2500rpm～2900rpm；
所述混合反应的时间为70min～110min，温度为40℃～45℃；
b)将步骤a)得到的草甘膦铵盐依次进行分料、造粒、物料均布、微波烘干、柔性破碎和振动筛分，得到草甘膦铵盐颗粒剂；同时将上述微波烘干过程中产生的水气与粉尘通过第二引风机至滤筒除尘器净化后排放。
2.根据权利要求1所述的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的方法，其特征在于，步骤b)中所述造粒的速度为150kg/h～550kg/h。
3.根据权利要求1所述的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的方法，其特征在于，步骤b)中所述物料均布的厚度为1mm～15mm。
4.根据权利要求1所述的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的方法，其特征在于，步骤b)中所述微波烘干的温度为80℃～150℃，传送速度为2m/min～6m/min。
5.根据权利要求1所述的连续化生产草甘膦铵盐颗粒剂的方法，其特征在于，步骤b)中所述振动筛分的过筛精度为8目～40目。
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