JPH0244792B2 - Ryujononyosomatahanyosokeihiryonoseizohoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粒状の尿素又は尿素系肥料の製造方法
に関する。

施肥の合理化、省力化のために機械施肥が容易
な肥料や施肥回数の減少をもたらす緩効性肥料が
奨用される様になつて、形状の良い肥料、硬度の
高い肥料、表面が平滑で流動性の良い肥料が望ま
れる様になつた。例えば機械施肥の場合は施肥作
業を円滑にするには機械的な破砕を受けない硬度
や、管内で閉塞を起こさない様な流動性の良い肥
料が必要である。一方粒状肥料の表面に被覆を施
して溶解速度を調節する被覆粒状肥料を製造する
場合は該粒状肥料は表面に突起部や陥没部がある
と被覆したときその部分にピンホールが生成し易
く、そのために被覆の機能が損なわれる結果とな
るので特に表面の平滑性が重要である。粒状肥料
には窒素、燐酸、加里等の成分が含まれている化
成肥料や硫安、塩安、硝安、尿素、塩化加里、硫
酸加里、過燐酸石灰等の単肥が供用されている
が、硝安や尿素等の溶融可能なものについてはプ
リル塔で噴射粒状化されたプリル品が一般に使用
されている。しかし乍らプリル品は硬度が低く陥
没部があるため機械施肥や被覆原料には不適当で
あり、もつと良好な形状の造粒品が望まれてい
る。

尿素等の融体及び濃厚な溶液を用いる造粒方法
として、皿型及びドラム型の造粒機、流動層造粒
機、噴出塔による造粒装置、噴射型造粒装置等を
使用する方法が良く知られているが、形状が良く
硬度の高い造粒品を得るための装置は噴流方式が
適当であると云われている。噴流造粒法は、噴流
層を形成して流動化している粒子に塔底より溶融
液と冷風を供給し、コーテイングを繰り返すこと
により造粒を行う方法であり、製品はしばしば噴
流層オーバーフローとして排出し、排出品の一部
を篩分けにより噴流層に循環しながら所望の粒径
の粒品として得られる。このような方法は特開昭
53−92715号に開示されている。発明者らは形状
の良い尿素及び尿素系肥料の噴流方式による造粒
方法の研究を進めたが、尿素及び尿素系の融体の
造粒に際して次の様な問題点があることがわかつ
た、即ち、噴流造粒中に特に造粒品の芯核とな
る種品が粉化又は破砕され易くこれが大きい粒子
の表面に付着し表面の平滑性が損なわれ、形状の
良い造粒品は得られない。粉化、破砕の程度は
装置が大型化する程著しく、更に大型噴流塔では
安定噴流が得られなくなり、実質的に単塔による
工業生産規模操作は不可能である。

種々の検討の結果、これらの原因は噴流層形成
のために用いられる噴流塔径が大きくなるに従
い、噴流形成に必要なオリフイス部及び噴流気柱
の風速が増大し、このために造粒中の粒体がはげ
しく衝突したり、摩擦し合つて、粒体のわれや粉
化を促進させることであることが分かつた。これ
によつて、尿素及び尿素系粒体の噴流方式による
溶融造粒には風速が極めて重要であることがわか
つた。

本発明の第１の目的は噴流方式によつて、一つ
の造粒塔を用いて形状の良い粒状尿素及び尿素系
粒状肥料を大量に製造する方法を提供することで
ある。

本発明の第２の目的は噴流方式で造粒するに際
し、好ましい風速で粒体を噴流させるエネルギー
効率の高い粒状尿素及び尿素系粒状肥料の造粒方
法を提供することにある。

本発明は下部に気体噴出口を有する槽に、該噴
出口上方垂直方向にガイド管を設け、該槽内に造
粒の核となる粒体を入れ、該気体噴出口より気体
を噴出させて前記粒体を前記ガイド管内を通して
上方に吹き上げて槽内粒体を循環せしめ、気体噴
出口付近に設けた噴霧ノズルより尿素融体又は尿
素を含む融体を槽内を循環している粒体に吹き付
けて粒体を生長させることにより粒状の尿素又は
尿素系肥料を製造する方法である。

本発明に使用される前記核となる粒体（以下芯
核ということがある）としては種々のものがあり
うる。例えば尿素芯核に尿素融体を付着させれば
粒状尿素ができる。緩効性窒素肥料（例えば
CDU）を用いて尿素融体を付着させると緩効性
と速効性を兼ね備えた粒状窒素肥料ができる。こ
のように種々の目的に応じた種々の組合わせがで
きる。

本発明で用いられる融体とは、加熱により溶融
状となり冷却により固化するものであり、尿素融
体とは溶融した尿素だけでなく尿素の濃厚溶液も
含む。又尿素を含む融体とは例えば塩化加里やア
ミド基を有する化合物等の尿素と共融する物質を
含む尿素共融体を一般には指すが、これらに微細
な粒子を懸濁させた状態のもの及びこれら微細な
粒子を尿素溶体に懸濁させた状態のものも含み、
本発明に使用することができる。

本発明に於いて用いられる気体は造粒物質に不
活性であれば良い。空気、窒素、炭酸ガス等は通
常用い得るが経済的見地から空気が最も好まし
い。

本発明における気体噴出口における風速は気体
流量と噴出口口径により与えられ、計算で求める
ことができる。

気体噴出口における風速はガイド管内を通して
の吹上げによる粒体の槽内循環を安定的に行なわ
せるために槽内循環粒体の平均の大きさのものの
終端速度の2.0倍以上、より安定化のためには2.5
倍以上がよい。一方前記風速は必要以上に大きい
と粒体のわれや粉化が多くなり好ましくないか
ら、前記終端速度の７倍以下、より好ましくは５
倍以下がよい。

本発明においては前記特開昭53−92715号と相
違してガイド管を使用することが１つの特徴とな
つている。これによつて、噴流における粒体吹上
げ気柱における粒子の衝突を少なくし、前記気体
噴出口及びその上方の粒体吹上げ気柱における風
速の選定範囲を広くし、低くすることもでき、粒
体の噴流による槽内循環を安定的に行なうことが
可能となり、粒体の割れや粉化を防止する上に大
なる効果を上げることができたのである。また粒
体吹上げ気柱における圧力損失を小さくするか
ら、エネルギー効率の改善にもつながる。

前記ガイド管は好ましくは円筒状でパイプ又は
パイプに穿孔したものもしくは金網状で造粒中に
周辺部の粒体がガイド管内に流入しないものであ
れば良い。噴出口とガイド管下端との間隔は粒体
の循環を防げなく、又噴霧する融体が付着生長し
ない位置に適宜選定されるが通常は200〜400mmが
目安となる。

ガイド管内の風速はピトー管で測定し得る。ガ
イド管内風速はガイド管内を通しての吹上げによ
る粒体の槽内循環を容易ならしめるため槽内粒体
の平均の大きさのものの終端速度の0.3倍以上、
より安定状態を希望すれば0.4倍以上が好ましく、
これらは噴出口の風速と関連し噴出口の流速が大
きければガイド管内の風速は小さくても良い。こ
れらの知見からして、ガイド管内の風速が小さく
ても循環可能である理由は噴出口より吹き上げら
れる時に与えられた運動エネルギーの慣性に依る
ものと思われる。一方ガイド管内の風速は、大き
過ぎると粒体の割れや粉化を生ずる傾向が大きく
なるから、槽内粉体の平均粒径のものの終端速度
の２倍以下好ましくは1.5倍以下更に好ましくは
１倍以下がよい。

本発明において、噴流気柱の風速（即ちガイド
管内の風速）を前記のように低く選定することが
できたため粒体の割れや粉化を防止することがで
きたのである。

本発明の造粒は連続操作が好ましい。即ち、槽
内で生長した粒子は一部連続的に抜出されて所定
目開の篩分器で所望の粒度のものに分けられ、製
品粒度より小さいものは槽内に戻されて生長させ
られて再度篩分器に掛けられる如く循環せられ
る。

槽内の粒体保持量は造粒操作に支障を来たさな
い範囲で、できるだけ少ない方が良い。そのため
ガイド管外側の粒体床の平均の高さは槽径の1.0
倍以下が良い。この理由は噴出気体の風速をでき
るだけ低くして安定な槽内の粒体循環を得るため
には粒体が少い程容易であるからである。他方気
体噴出口から槽内に供給された気体がガイド管の
外側を抜けて行かないようにするためにガイド管
の外側の粒体床の上面がガイド管の下端より下に
ならないような槽内粒体保持量とする必要があ
る。また連続造粒の場合には粒体の塔内滞留時間
の変動をなるべく小さくするためにガイド管外側
の粒体床の平均高さが槽径の0.6倍以上とするの
が好ましい。

本発明の如く、ガイド管を使用し、また好まし
くは前記のような風速の条件の下で得られた粒体
は、ガイド管のない噴流方式によつて得られた粒
体より、形状がはるかに良好であり、かつ量産が
可能である。

以下に実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

なお以下の実施例、比較例で用いた形状係数
（φ_s）は次のように測定ならびに計算して求めた。

ここで ξ＝１−ρ_B／ρ_P ρ_B：嵩密度（ｇ／ml） ρ_P：粒子密度（ｇ／ml） 上記ρ_B、ρ_Pは下記の手法で求めた。即ち、ρ_Bは
1000mlのメスフラスコにサンプル600ｇを静かに
入れてその容積（ml）を測ることにより、又ρ_Pに
ついては、400mlのシリコン油を入れた1000mlの
メスシリンダーにサンプル400ｇを静かに入れて
該メスシリンダー内容物の容積増加を求めること
により、夫々次の式により求めた。

ρ_B＝サンプル重量（600ｇ）／メスシリンダーにより測
定された容積（ml） ρ_P＝サンプル重量（400ｇ）／シリコン油の容積増加（
ml） 実施例 第１図は本実施例において用いた造粒装置であ
る。この図において、１は造粒塔で、塔径900mm
φ、下部逆円錐部先端のオリフイス径が150mmφ
で、その上方300mmの位置に垂直に径300mmのガイ
ド管２が置かれている。造粒塔にはオリフイス部
よりブロアー５にて空気が噴出される。オリフイ
ス部中央部には噴霧用ノズルが設けられており、
尿素融体供給ポンプ６より尿素融体が供給され
る。造粒塔は篩分器３に連結されている。篩分器
は３段となつていて、オーバーサイズ、製品サイ
ズ、アンダーサイズに分けられ、アンダーサイズ
は再び造粒塔に戻る様になつている。また必要に
応じて造粒の芯核となるシードも造粒塔に供給で
きる様になつている。

かくの如き造粒装置を用いて、空気噴出量
1500Nm³／hr、尿素融体供給量500Kg／hr、シー
ドとしての10〜12meshプリル尿素供給量200Kg／
hr、塔内粒体保持量120Kg、塔より篩分器への排
出量3000Kg／hr、篩分器のスクリーン6.5及び
8meshとして連続的に造粒操作を行つた。

造粒中、塔内の粒体はガイド管内を通つて上方
に吹き上げられ乍ら塔内で循環が円滑に行なわれ
安定した運転ができた。循環している尿素粒子の
平均粒径は2.0mm、製品粒子のそれは2.5mmであつ
た。オリフイス部の風速は24ｍ／sec、ガイド管
内風速は5.9ｍ／secであつた。なお前記尿素循環
粒子の粒径2.0mmのものの終端速度は8.7ｍ／secで
ある。得られた製品は約600Kg／hrの割合であつ
て、表面が平滑で球形の粒状尿素であつた。又オ
ーバーサイズは約100Kg／hrの割合で同様に形状
の良いものが得られた。なお製品サイズの粒状尿
素の形状係数を測定した結果は0.73であつた。

比較例 造粒塔内のガイド管を除いた以外は実施例と同
一条件で造粒を試みた。しかしこの条件下では噴
出は起こらず、流動層のスラツギングと類似の現
象を起こし、造粒することはできなかつた。そこ
でオリフイス部の口径を変えて噴流のテストを行
つた結果口径110mmφ以下の範囲で噴流可能であ
つた。ガイド管を除きオリフイス部口径を110mm
φに変えた以外は実施例と同一条件で造粒を行つ
た結果、先づ尿素融体を供給し始めた時点より噴
流とスラツギングとを操り返す様になり噴流が不
安定となつた。このまゝ操作を継続したが塔内で
粒体がこわれて循環粒体中に粉体が集積して来た
結果スラツギングを起こして造粒操作を続けるこ
とができなくなつた。

粒体に粉体が混入すると噴流がより不安定とな
ることがわかつたので、アンダーサイズを塔内に
戻す前に12meshの篩にて粉化品を除いて同様な
条件にて造粒を試みた結果噴流が不安定であつた
けれども造粒操作を継続することができたが、得
られた粒品は突起やわれ品が大半で形状が極めて
不良である上、粉体として循環粉体系より系外に
除かれるので製品サイズの拾得量は約2/3になり
400Kg／hr程度であつた。なお製品サイズの形状
係数を測定した結果0.65であつた。かくの如く、
塔径900mmの如き噴流塔を用いて粒径２〜３mm程
度の粒体を得ることは実質的に不可能であること
が確認された。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を実施するとき用いる装置の１例
の概略縦断面図である。この図において数字は次
のものを示す。 １：造粒塔、２：ガイド管、３：気体噴出口、
４：尿素融体噴霧ノズル、５：空気ブロワー、
６：尿素融体供給ポンプ、７：ロータリーバル
ブ、８：篩分器、９：排気管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下部に気体噴出口を有する槽に、該噴出口上
   方垂直方向にガイド管を設け、該槽内に造粒の核
   となる粒体を充填し、該気体噴出口より気体を噴
   出させて前記粒体を前記ガイド管を通して上方に
   吹き上げて槽内の粒体を循環せしめ、該気体噴出
   口付近に設けた噴霧ノズルより尿素融体又は尿素
   を含む融体を槽内に循環している粒体に吹き付け
   て粒体を生長させることを特徴とする粒状の尿素
   又は尿素系肥料の製造方法。 ２ 第１項記載の方法において、前記ガイド管内
   における気体の流速を槽内の粒体の平均粒径のも
   のの終端速度の0.3〜２倍とすることを特徴とす
   る前記方法。 ３ 第１又は２項記載の方法において、前記気体
   噴出口における気体の流速を槽内の粒体の平均粒
   径のものの終端速度の２〜７倍とすることを特徴
   とする前記方法。