CN217341398U - 一种与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，包括第一混合器，该与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置还包括第二混合器、氨气管道、第一反应器、气液分离器和第二反应器，第二混合器上设置有供磷酸或腐植酸钾进入的第二混合器的进料口和第二混合器的出料口，第二混合器与第一反应器之间通过第一管道连接。本申请实用新型生产的水溶肥料抗硬水效果稳定，且具有较宽的肥料配比。
Description
技术领域
本申请特别涉及一种与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置。
背景技术
腐植酸含有多种具有化学活性和生物活性的官能团，改善土壤结构、调节土壤pH值，增强土壤缓冲能力，刺激土壤中有益微生物的生长和繁殖，增强肥料等作用，在农业上得到广泛的应用。但由于设施农业的兴起，腐植酸抗硬水性能较差，与水中钙、镁离子形成絮状沉淀，不利于使用；另外配制液体肥时，长期放置不稳定，底部会形成较多的胶状沉积物。聚磷酸铵是一种氮磷二元复合肥料，聚磷酸铵能螯合土壤中的金属离子，使其不易被土壤固体，磷利用率得到大幅度提升；近年来聚磷酸铵的应用也越来越广泛。但聚磷酸铵由于对钙镁的螯合能力相对较弱，入水后，其中的正磷酸铵易与硬水中的钙镁离子开成絮状沉淀，在设施农业上使用受到限制。
专利申请号CN201911046274.3公开了一种抗硬水的中性偏碱性大量元素水溶肥料，提到腐植酸与水溶性聚磷酸铵按一定比例结合，对其相互的螯合部位产生自身掩蔽作用，不易生成絮凝沉淀，消除了双方遇硬水易沉淀的问题；虽然其在合成肥料时，仅需要将各肥料组分在混合器中搅拌混合，但其抗硬水效果受限，虽然24小时无沉淀产生，但其掩蔽作用极不稳定，特别是随着稀释倍越大，掩蔽作用更不稳定，更易产生沉淀，从而造成管道阻塞。
实用新型内容
针对上述缺陷，本申请提供一种与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，该与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置生产的水溶肥料抗硬水效果稳定，且具有较宽的肥料配比抗。
本申请专用装置生产时，利用腐植酸钾中的活性羟基，其与磷酸铵(磷酸与氨反应生成)发生缩合反应，形成聚磷酸腐植酸铵钾水溶性较佳，在硬水中溶解不易产生沉淀，配制成含腐植酸水溶肥料长期存放稳定，可直接施用或作为配制含腐植酸水溶肥料的原料。
技术方案是：一种与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，包括第一混合器，该与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置还包括第二混合器、氨气管道、第一反应器、气液分离器和第二反应器，第二混合器上设置有供磷酸或腐植酸钾进入的第二混合器的进料口和第二混合器的出料口，第二混合器与第一反应器之间通过第一管道连接，氨气管道连接在第一管道连接上，氨气管道与第一管道的连接口与第一反应器的进口之间设置有增压泵，第一反应器设置有第一反应器换热夹层，气液分离器与第一反应器的出口连接，气液分离器上设置有尾气出口和液相出口，第二反应器设置有第一反应器液相进口、缩合剂进口和聚磷酸腐植酸铵钾出口，第二反应器与气液分离器之间通过第二管道连接，第二反应器设置有第二反应器换热夹层，第一混合器与聚磷酸腐植酸铵钾出口之间通过第三管道连接，第一混合器设置有水溶肥料出料口。
可选地，所述第二混合器的罐底与罐身通过第一法兰可拆卸连接为一体，第一混合器的罐底与罐身通过第二法兰可拆卸连接为一体。
可选地，所述第一反应器换热夹层临近第一反应器的进口连通有第一热源入口，第一反应器换热夹层临近第一反应器的进口连通有第一热源出口。
可选地，所述第一管道与第二混合器的出料口之间设置有第一调节阀、第一泵，氨气管道与第一管道的连接口与增压泵之间设置有取样口，氨气管道上设置有第二调节阀。
可选地，所述氨气管道与第一管道的连接口安装有气液比流量调节阀。
可选地，所述氨气管道与第一管道的连接口安装有气液比流量调节阀。
可选地，所述第一混合器的罐盖与罐身通过第三法兰可拆卸连为一体。
可选地，所述硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置还设置有尾气处理装置，尾气出口与尾气处理装置相连通。
可选地，所述尾气处理装置内装有85wt％磷酸。
附图说明
图1为本实用新型一种与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置示意图；
图2为本实用新型另一种与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置示意图。
具体实施方式
下面将对本申请作进一步说明。
请参考图1和图2，图1为本实用新型一种与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置示意图，图2为本实用新型另一种与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置示意图。
一种应用于下述实施例1-5及实施例8的与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，按工序顺次包括第二混合器1、氨气管道7、第一反应器12、气液分离器16、第二反应器19和第一混合器25，第二混合器1上设置有供磷酸或腐植酸钾进入的第二混合器的进料口2和第二混合器的出料口5，第二混合器1与第一反应器12之间通过第一管道连接，氨气管道7连接在第一管道连接上，氨气管道7与第一管道的连接口与第一反应器12的进口之间设置有增压泵11，第一反应器12设置有第一反应器换热夹层13，气液分离器16与第一反应器12的出口连接，气液分离器16上设置有尾气出口17和液相出口18，第二反应器19设置有第一反应器液相进口20、缩合剂进口21和聚磷酸腐植酸铵钾出口24，第二反应器19与气液分离器16之间通过第二管道连接，第二反应器19设置有第二反应器换热夹层22，第一混合器25与聚磷酸腐植酸铵钾出口24之间通过第三管道连接，第一混合器25设置有水溶肥料出料口28。
在本实用新型的一个或多个具体地实施方式中，为便于清洗，第二混合器 1的罐底与罐身通过第一法兰4可拆卸连接为一体，第一混合器25的罐底与罐身通过第二法兰可拆卸连接为一体。
在本实用新型的一个或多个具体地实施方式中，为便于更稳定生产及节省能耗，第一反应器换热夹层13临近第一反应器12的进口连通有第一热源入口 14，第一反应器换热夹层13临近第一反应器12的进口连通有第一热源出口15，将第一热源入口14设置在第一反应器12的进口端，第一热源出口15设置在第一反应器12的出口端，充分利于了中和反应及聚合反应放出的热量。
在本实用新型的一个或多个具体地实施方式中，第一管道与第二混合器的出料口5之间设置有第一调节阀6、第一泵9，氨气管道7与第一管道的连接口与增压泵11之间设置有取样口10，氨气管道7上设置有第二调节阀。通过第一调节阀6、第一泵9、第二调节阀及取样口10，控制磷酸与氨的比例。
在本实用新型的一个或多个具体地实施方式中，为便于精准控制磷酸与氨的比例，氨气管道7与第一管道的连接口安装有气液比流量调节阀29，气液比流量调节阀29为市场购买。
在本实用新型的一个或多个具体地实施方式中，为便于加料，第一混合器 25的罐盖与罐身通过第三法兰27可拆卸连为一体。
在本实用新型的一个或多个具体地实施方式中，为更好地获得高品质的产品，第二混合器1设置有第一搅拌器3(动力装置为画出)，第二反应器19 设置有第二搅拌器23(动力装置为画出)，第一混合器25设置有第三搅拌器 26(动力装置为画出)。
在本实用新型的一个或多个具体地实施方式中，为有效利于尾气，硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置还设置有尾气处理装置30，尾气出口17与尾气处理装置30相连通。
在本实用新型的一个或多个具体地实施方式中，尾气处理装置30内装有 85wt％磷酸。
下面实施例1-8中：
磷酸为：市售，85wt％工业磷酸；
腐植酸钾为：市售，腐植酸含量≥65.0wt％，氧化钾含量(K2O)≥10.0wt％。
实施例1
取磷酸100公斤与10公斤腐植酸钾混合均匀，得到混合料浆；混合料浆与气氨加压到0.5mPa，进入管式反应器中，通过调节阀控制磷酸与氨的摩尔比为1:1.4；管式反应器温度控制185℃，反应时间10s，通过管式反应器喷出，得到熔融物料113.2公斤。
将熔融物料放入聚合反应釜中，加入缩合剂20公斤(尿素:硫酸铵配比按重量比95:5配制)，聚合反应釜温度控制在185℃、反应时间为90分钟。然后通过聚合反应釜的底阀放料至混料机中；经冷对粉碎得到118公斤聚磷酸腐植酸铵钾。
实施例2
取磷酸100公斤与20公斤腐植酸钾混合均匀，得到混合料浆；混合料浆与气氨加压到0.5mPa，进入管式反应器中，通过调节阀控制磷酸与氨的摩尔比为1:1.4；管式反应器温度控制185℃，反应时间10s，通过管式反应器喷出，得到熔融物料124公斤。
将熔融物料放入聚合反应釜中，加入缩合剂24.8公斤(尿素:硫酸铵配比按重量比95:5配制)，聚合反应釜温度控制在185℃、反应时间为90分钟。然后通过聚合反应釜的底阀放料至混料机中；经冷却粉碎得到128.3公斤聚磷酸腐植酸铵钾。
实施例3
取磷酸100公斤与50公斤腐植酸钾混合均匀，得到混合料浆；混合料浆与气氨加压到0.5mPa，进入管式反应器中，通过调节阀控制磷酸与氨的摩尔比为1:1.4；管式反应器温度控制185℃，反应时间10s，通过管式反应器喷出，得到熔融物料150.5公斤。
将熔融物料放入聚合反应釜中，加入缩合剂30.1公斤(尿素:硫酸铵配比按重量比95:5配制)，聚合反应釜温度控制在185℃、反应时间为90分钟。然后通过聚合反应釜的底阀放料至混料机中；经冷对粉碎得到154.1公斤聚磷酸腐植酸铵钾。
实施例4
取磷酸100公斤与20公斤腐植酸钾混合均匀，得到混合料浆；混合料浆与气氨加压到0.5mPa，进入管式反应器中，通过调节阀控制磷酸与氨的摩尔比为1:1.4；管式反应器温度控制185℃，反应时间10s，通过管式反应器喷出，得到熔融物料125.7公斤。
将熔融物料放入聚合反应釜中，加入缩合剂12.57公斤(尿素:硫酸铵配比按重量比98:2配制)，聚合反应釜温度控制在185℃、反应时间为90分钟。然后通过聚合反应釜的底阀放料至混料机中；经冷对粉碎得到127.5公斤聚磷酸腐植酸铵钾。
实施例5
取磷酸100公斤与20公斤腐植酸钾混合均匀，得到混合料浆；混合料浆与气氨加压到0.5mPa，进入管式反应器中，通过调节阀控制磷酸与氨的摩尔比为1:1.4；管式反应器温度控制185℃，反应时间10s，通过管式反应器喷出，得到熔融物料125.8公斤。
将熔融物料放入聚合反应釜中，加入缩合剂37.74公斤(尿素:硫酸铵配比按重量比90:10配制)，聚合反应釜温度控制在185℃、反应时间为90分钟。然后通过聚合反应釜的底阀放料至混料机中；经冷对粉碎得到131.5公斤聚磷酸腐植酸铵钾。
实施例6
将实施例1-5的聚磷酸腐植酸铵钾进行物化指标测定，结果如下表1。
表1
表1中，溶解性中的水为纯水(蒸馏水)。
实施例7
将实施例1-5的聚磷酸腐植酸铵钾进行抗硬水性能测试(1:300倍硬水稀释，水的硬度为35度，1:300倍指如以公斤计，1公斤聚磷酸腐植酸铵钾，300 公斤硬水)，结果如下表2。
表2
从表2可以看出，实施例2的效果最好，其次为实施例3，然后为实施例 4，实施例1，最后为实施例5。
实施例8
取实施2生产的聚磷酸腐植酸铵钾产品200g，加入硝酸钾205克，尿素 95g，配制成肥料A，其中氮磷钾配比为19-19-19，腐植酸≥4.0％。
取实施3生产的聚磷酸腐植酸铵钾产品75g，加入硝酸钾100克，硫酸钾 200克，尿素125g，配制成肥料B，其中氮磷钾配比为15-6-30，腐植酸≥3.0％。
取实施3生产的聚磷酸腐植酸铵钾产品130g，加入硝酸钾105克，尿素 265g，配制成肥料C，其中氮磷钾配比为30-10-10，腐植酸≥5.0％。
取实施3生产的聚磷酸腐植酸铵钾产品400g,加入硝酸钾50g、硫酸钾 35g、硫酸铵8g、硼酸3.5g、EDTA-Mn 3.5g，配制成肥料D，其中氮磷钾配比为10-32-10，腐植酸≥17.0％。
取腐植酸钾(为肥料E)，氮磷钾配比0-0-10。
取市售水溶性聚磷酸铵(肥料F)，其中氮(N)≥18.0％、磷(P2O5)≥60.0％，氮磷钾配比18-60-0。
取水溶性聚磷酸铵160g(市售)、硝酸钾120克、硫酸钾70克、尿素115 克，腐植酸钾35克，配制成肥料G，其中氮磷钾配比为19-19-19，腐植酸≥ 4.0％。
取水溶性聚磷酸铵250g(市售)、腐植酸钾150g、硝酸钾50g、硫酸钾35g、硫酸铵8g、硼酸3.5g、EDTA-Mn3.5g，配制成肥料H，其中，氮磷钾配比为 10-30-11，腐植酸≥19.0％。
将肥料A-H进行抗硬水性能测试，结果如下表3。
表3
从表3的结果可以得出，肥料A-D抗硬水效果优于E-H，说明本申请制备的聚磷酸腐植酸铵钾用作水溶性肥料时，与其他肥料配合，具有较佳的抗硬水效果。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，包括第一混合器(25)，其特征在于，该与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置还包括第二混合器(1)、氨气管道(7)、第一反应器(12)、气液分离器(16)和第二反应器(19)，第二混合器(1)上设置有供磷酸或腐植酸钾进入的第二混合器的进料口(2)和第二混合器的出料口(5)，第二混合器(1)与第一反应器(12)之间通过第一管道连接，氨气管道(7)连接在第一管道连接上，氨气管道(7)与第一管道的连接口与第一反应器(12)的进口之间设置有增压泵(11)，第一反应器(12)设置有第一反应器换热夹层(13)，气液分离器(16)与第一反应器(12)的出口连接，气液分离器(16)上设置有尾气出口(17)和液相出口(18)，第二反应器(19)设置有第一反应器液相进口(20)、缩合剂进口(21)和聚磷酸腐植酸铵钾出口(24)，第二反应器(19)与气液分离器(16)之间通过第二管道连接，第二反应器(19)设置有第二反应器换热夹层(22)，第一混合器(25)与聚磷酸腐植酸铵钾出口(24)之间通过第三管道连接，第一混合器(25)设置有水溶肥料出料口(28)。
2.根据权利要求1所述的与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，其特征在于，所述第二混合器(1)的罐底与罐身通过第一法兰(4)可拆卸连接为一体，第一混合器(25)的罐底与罐身通过第二法兰可拆卸连接为一体。
3.根据权利要求1所述的与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，其特征在于，所述第一反应器换热夹层(13)临近第一反应器(12)的进口连通有第一热源入口(14)，第一反应器换热夹层(13)临近第一反应器(12)的进口连通有第一热源出口(15)。
4.根据权利要求1-3任一所述的与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，其特征在于，所述第一管道与第二混合器的出料口(5)之间设置有第一调节阀(6)、第一泵(9)，氨气管道(7)与第一管道的连接口与增压泵(11)之间设置有取样口(10)，氨气管道(7)上设置有第二调节阀。
5.根据权利要求1-3任一所述的与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，其特征在于，所述氨气管道(7)与第一管道的连接口安装有气液比流量调节阀(29)。
6.根据权利要求4所述的与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，其特征在于，所述氨气管道(7)与第一管道的连接口安装有气液比流量调节阀(29)。
7.根据权利要求1所述的与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，其特征在于，所述第一混合器(25)的罐盖与罐身通过第三法兰(27)可拆卸连为一体。
8.根据权利要求1所述的与硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置，其特征在于，所述硬水配合使用的水溶肥料制备的专用装置还设置有尾气处理装置(30)，尾气出口(17)与尾气处理装置(30)相连通。
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