CN1435399A - 园盘喷浆造粒尿基复肥工艺 - Google Patents

Abstract

一种含氮、磷、钾尿基复合颗粒肥的制造方法。将尿素或熔融尿液与钾盐、水按比例混合加热制得熔融料浆，将其雾化喷洒到造粒盘内造粒区的磷、钾、磷铵粉料上，反复粘结成合格颗粒，由于不断向盘内加料喷浆造粒，合格颗粒便随之料面的升高自动溢出盘外。再经冷却、分级、计量包装，便制得了圆盘喷浆造粒无返料、无干燥、无污染的尿基UNPK复合颗粒肥。

Description

园盘喷浆造粒尿基复肥工艺

本发明涉及一种以尿素或工业生产尿素制得浓度为75-99％熔融尿液为氮源的尿基UNPK复合颗粒肥制造方法，属化工类。

目前国内外以喷浆造粒制取普通NPK三元素复合颗粒肥，或尿基UNPK复合颗粒肥的方法，大至可分为三类。其一是是用氮中和磷酸制得含N、P₂O₅的料浆，以返料为核进行喷涂造粒，制得磷酸一铵或磷酸二铵，也可以在返料中加入钾肥，直接切换置得NPK三元素复合颗粒肥。这类从原矿制酸做起，加工复合颗粒肥的只有大型“矿肥结合”企业才能有条件做到。而且不仅需要庞大资金支持，基础设施复杂，技术难度也很高，所以一般中小企业只能望而退步。

二类是尿液喷浆造粒，其实是将尿素生产过程制得半成品，即熔融尿液或将固体颗粒尿素加热熔融成尿液，引入复肥加工造粒系统喷浆造粒，而所谓的喷浆充其量也只是一种含氮溶液，成为配合水或蒸汽造粒的粘结剂，其主要氮素还要靠返料中另外加入某种氮肥补充，才能制得NPK总养分含量为25-45％的复合颗粒肥。根据熔融尿液在温度、压力不变情况下，继续延长熔融时间，仍会造成其缩二脲含量升高和尿素在80℃开始融化时，会有的氮挥发损失，并随其熔融温度的升高而增加的理论和实践，可以证明直接引用尿液制做复肥会造成氨对环境的污染，以及缩二脲对农作物幼苗的伤害。况且熔融尿液造粒时与其它肥料盐均会发生化学反应，所带来物料中液相量增加、干燥负荷加重，以及产品严重结块等等问题。因此直接引用熔融尿液和熔融尿素制得的尿液喷浆造粒制取复合颗粒肥工艺的可行性值得商确，其中关键环节有待完善和提高。

三类是将尿素与钾盐分别加热后，混合成融体料浆，然后在介质油中冷却结晶成粒，再经分离、筛分、计量、包装，便制得了尿基UNPK颗粒复合肥。但目前尚无此工艺成功实施的报道。

本发明的目的就是提供一种工艺简单、可行，并且现有投资省、节能、降耗、环保效益好的圆盘喷浆造粒无返料、无干燥、无污染的尿基UNPK复合颗粒肥的制造方法。

首先根据规模确定选用圆盘造粒机型号和工艺参数，即园盘直径越大，其转数越低，两者的数量比转数：盘直径为4-7‰。将盘面与地面水平夹角锁定为45°-50°，并在造粒盘水平垂直线半径三分之一处，引一条与其平行线，与从其二分之一处做的垂直线在第三象限的交点为粉料的落料点，由此向下300mm处为喷浆造粒中心点。当造粒盘按顺转针旋转时在造粒盘上按坐标依次将其化分成落料造粒区、下过度区、聚集造粒区和上过度区共四个功能区，可参阅书明书附图1、2。以使喷浆造粒按功能区的划分，合理有序进行，从而发挥圆盘造粒直观、可调性强和自动分级的优势，保证在影响喷浆造粒固定因素锁定后，物料在造粒盘内自由形成内环流造粒系统，由此达到圆盘喷浆造粒无外返料的目地。

根据“两种无水混盐具有低熔点”的化学特性，按产品N、P₂O₅、K₂O的比例和总养分含量及料浆与粉料的配合比例的计算结果，将尿素、氯化钾或硫酸钾与水，约按料浆物量总量70-85％∶5-12％∶5-10％的重量比，计量混合，并在90-115℃高温下，制得低熔点熔融料浆。然后再采用液面加压——即化工排料法或用料浆泵形式，经过保温输料管，将其送到圆盘造粒机前，再经螺旋喷头雾化成0.1mm以下的微小雾滴，喷洒在造粒盘含P₂O₅、K₂O、CaO、MgO、SiO₂，其细度为30-60目的粉料上粘结成初成粒子后，进入下部过渡区，又被倾斜旋转的造粒盘带到上部过渡区，并借粒子自身重量和自转滚入造粒区，再次粘结造粒。物料如此在圆盘造粒机上循环，反复粘结造粒，长大成φ2-4.75mm合格颗粒，并按其自动分级机理，合格颗粒浮在聚集区表面。因工业化产生连续向盘内加料、喷浆造粒，使盘内料面不断升高，当料面升高至高出造粒盘底缘水平面时，聚集区上层粒度平均，表面圆润、光滑、直径为φ2-4.75mm的合格颗粒，自动溢出造粒盘。再经冷却、分级、计量、包装，即制得了圆盘喷浆造粒无返料、无干燥、无污染合格的尿基UNPK复合颗粒肥。

其特点为：首先锁定圆盘造粒机与地面水平夹角和合理的转数转/分，确保实现物料进行粒度分级、内部环流，并按盘内划分的功能区加料，喷浆造粒操作从而为圆盘喷浆造粒无返料的实施奠定了基础。其次造粒物料在盘内反复循环喷浆造粒是靠人工或电子自动化装置控制盘内料面高度，实现无返料和颗粒大小调节的。再其次，喷浆粘结造粒是由高浓度熔融料浆与合格的基础粉料组成的，即二元素组份成粒、无返料，所以其产量高，比同等规模的干粉混合团粒法产量高出一倍以上，并实现了无干燥和无粉尘污染。

又因为圆盘喷浆造粒是熔融料浆在高温下与基础粉料粘结、滚动、磨擦、冷凝固定成粒，所以颗粒规整、圆润、光滑，而经过预处理的普钙、重钙、磷酸一铵或钙镁磷肥、磷酸二铵等基础粉料，其PH值均为6-8，与尿素—钾盐—水三元系熔融料浆具有良好的配伍性，减少或避免了不良的化学反应的发生，使产品不易结块，变于施用和储运。

实例1：将转数16转/分钟，两者比率为6‰的φ3200mm×500mm的圆盘造粒机，按圆盘喷浆造粒工艺总体布置方案将其固定安装在已预先制备好的混凝土基础上，盘面与地面水平夹角α为45°，其转数调整为14转/分钟，并按生产15-15-15尿基UNPK复合颗粒肥配料计算确定的料浆与粉料分配比例，将尿素326份、氯化钾16份、水18份，分别计量后，加入反应罐中，加热至105℃熔融，便制得了熔融料浆，待用。

将经过预处理的含有效磷为37％基础粉料磷肥406份和氯化钾234份，分别计量、混合，加入圆盘造粒机落料区，同时向盛装制备好的熔融料浆的反应罐液面加压0.15MPa/cm²，熔融料浆经过保温输料管被送到造粒盘前，经螺旋喷头雾化，喷洒在落料区下方的造粒区，与落下的粉料粘结成粒子，再经反复粘结造粒及滚动、碰撞、挤压成合格的坚实颗粒，随着继续加料、喷浆造粒。盘内料面升高至圆盘底缘水平面时，合格颗粒便自动溢出盘外，经冷却至常温、计量包装入库，便制得了15-15-15的尿基UNPK复合颗粒肥。

实例2：按实例1将转数为12转/分，两者比率为4‰，Φ3600mm×500mm圆盘造粒机安装到位，按生产15-15-15配料计算，将熔融尿液300份、氯化钾33份、水17份，在反应罐中加热至110℃制成熔融料浆，液面加压1.5cm³/mm，将其喷洒在由磷酸一铵109份、磷肥341份、氯化钾217份混合后的粉料上粘结成粒。如实例1操作，便制得15-15-15尿基UNPK复合颗粒肥。

实例3：同实例1，将转数为16转/分钟，Φ3200mm×500mm，两角之比为7‰的圆盘造粒机安装到位，与地面夹角α为50°，按生产15-10-5配料计算，将尿素300份、氯化钾15份、水20份，在105℃的温度下，加热制得熔融料浆，液面加压1.3mPa/cm²，将其喷洒在圆盘造粒机内由经过中和预处理含有效磷为33％的过磷酸钙300份、氯化钾65份混成的粉料上粘结造粒，余下如实例1操作，便制得了15-10-5尿基UNPK复合颗粒肥。

Claims (5)

1、制得的尿素—钾盐—水三元系熔融料浆，经螺旋喷头雾化，喷洒在圆盘造粒机造粒区内的粉料上，粘结成初成粒子，并借造粒盘的旋转和粒子高速自转及其自重作用，初成粒子再次返回造粒区，反复被粘结长大，并同时在挤压、碰撞、磨擦、滚动等多种力的作用下，规正球化、凝固成φ2-4.75mm坚实的合格颗粒。工业化生产加料、喷浆造粒连续进行，盘内料面随之升高，当其高出成球盘下缘水平面时，聚集区上层合格颗粒自动溢出盘外。再经冷却、分级、计量、包装，即制得了圆盘喷浆造粒无返料、无干燥、无污染，符合GB15063-94国标的尿基UNPK复合颗粒肥。

2、根据权利要求1，熔融料浆是在90℃——115℃高温下熔融制得的，其中尿素或熔融尿液为70-85％；钾盐5-10％；水3-8％的重量比所组成的低熔点共熔物。

3、根据权利要求1，加入圆盘造粒机造粒区内的粉料是含P₂O₅、K₂O及CaO、MgO、SiO₂，并经过预处理的普钙、重钙、磷酸一铵和氯化钾或硫酸钾、钙镁磷肥、磷酸二铵，以上物料细度均为30——60目，PH为6.0-8.0。

4、根据权利要求1，圆盘造粒机的盘面与地面水平夹角α应为45°-50°，造粒盘的转数与其直径mm之比例为4-7‰，盘内按坐标象限划分为落料、造粒、上下过度区，聚集成粒四个功能区。

5、根据权利要求1，螺旋喷头是个金属圆柱，内有加工成与外壁等高的圆锥型加速器，并与圆柱端盖喷射口同心，其喷射口外径为φ8-12mm，内径为5-7mm。圆柱底缘设有进料孔，并与输料管相通。