專利名稱：一種塔式造粒制造復(fù)混肥料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顆粒狀氮磷鉀復(fù)混肥料的制造方法，更確切地說(shuō)是涉及一種采用肥料料漿通過(guò)塔式造粒制造顆粒氮磷鉀復(fù)肥料的方法。
背景技術(shù)：
復(fù)混肥料是近代化肥工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在化肥工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家里已占總用肥量的70％～80％。復(fù)混肥料的生產(chǎn)方法有團(tuán)粒法、料漿法、熔體法、擠壓法和摻混法等，它們是將基礎(chǔ)肥料如尿素、氯化銨、重鈣、磷銨、氯化鉀、硫酸鉀等進(jìn)行二次加工制成含有氮、磷、鉀等多種營(yíng)養(yǎng)元素的高濃度復(fù)混肥料。我國(guó)復(fù)混肥料生產(chǎn)以團(tuán)粒法為主。
熔體造粒工藝的特點(diǎn)是物料處于高溫熔融狀態(tài)，含水量很低，可流動(dòng)的熔體直接噴入冷媒(冷媒通常是空氣或熔體物料不溶解的液體，如礦物油等)中，物料在冷卻時(shí)固化成球形顆粒；或者可流動(dòng)的熔體噴入機(jī)械造粒機(jī)內(nèi)的返料粒子上，使之在細(xì)小的粒子表面涂布或粘結(jié)成符合要求的顆粒。溶液的蒸發(fā)或濃縮固然需要消耗能量，但在能量利用方面遠(yuǎn)較干燥顆粒產(chǎn)品有效，更何況在某些生產(chǎn)工藝中還可以充分利用反應(yīng)熱來(lái)蒸發(fā)部分甚至全部水分。一般的造粒工藝，干燥設(shè)備通常是生產(chǎn)裝置中最大的而且也是最昂貴、能耗最高的設(shè)備，熔體造粒工藝無(wú)需干燥，節(jié)省了投資和能耗。
造粒塔噴淋造粒工藝應(yīng)用最早、最廣泛的是單一氮肥(如尿素、硝酸銨等)的造粒，現(xiàn)已擴(kuò)大到氮磷及氮磷鉀復(fù)合肥料的造粒。造粒塔有圓形和方形兩種，而以圓形居多。塔內(nèi)視具體條件可采用自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)。塔的有效高度按照熔體的液滴冷卻固化所需時(shí)間而定，故與物料特性、粒子大小和通風(fēng)方式等有關(guān)。造粒設(shè)備有旋轉(zhuǎn)式噴頭和振動(dòng)式噴頭兩類，后者主要應(yīng)用于方形塔。
上?；ぱ芯吭?《化肥工業(yè)》，1999年第1期)曾報(bào)導(dǎo)了以尿素、磷酸一銨、氯化鉀為原料，采用熔融造粒工藝制NPK三元復(fù)肥的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)研究了工藝的可行性；對(duì)尿液濃度、混合液混合溫度、停留時(shí)間等對(duì)熔融混合物流動(dòng)性的影響進(jìn)行了試驗(yàn)，并確定了合適的工藝條件。
中國(guó)專利CN200410099036.6公開了一種塔式造粒生產(chǎn)氮磷鉀復(fù)混肥料方法，在該方法中，固體物料如磷銨、鉀鹽和填充劑是通過(guò)固體提升設(shè)備提升至造粒塔頂部的熔融物中間槽，然后與尿液混合噴淋造粒。由于安裝和使用了固體粉料提升設(shè)備，增加了造粒塔的設(shè)計(jì)難度和土建投資，設(shè)備維修工作量增加，有時(shí)還惡化了操作環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的采用塔式造粒制造復(fù)混肥料的方法，本發(fā)明方法采用將全部肥料料漿用泵輸送至造粒塔頂部的方法，革除了用固體提升設(shè)備將固體物料提升至造粒塔頂部再與尿素溶液熔融混合的步驟，減輕了造粒塔的設(shè)計(jì)壓力，節(jié)約了造粒塔的建造成本。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種塔式造粒制造復(fù)混肥料的方法包括以下制造步驟(1)尿素生產(chǎn)廠濃度大于99重量％的尿素熔體或者固體尿素加熱熔融后的尿素熔體，溫度為135～145℃，(2)粒度小于1毫米的鉀鹽、填充劑和磷銨，分開或一起加熱至80～140℃，(3)將尿素熔體與加熱后的磷銨和鉀鹽在熔融物中間槽混合1～5分鐘，生成含有磷銨和鉀鹽懸浮物的混合肥料料漿，混合肥料料漿中尿素與磷銨、鉀鹽的重量比是1～5∶1∶1～3，填充劑的加入量為肥料總量重量百分?jǐn)?shù)的0～25％，混合肥料料漿溫度為100～135℃，
(4)將混合肥料料漿用泵輸送至造粒塔頂部的造粒裝置，(5)混合肥料料漿通過(guò)造粒裝置分散為小液滴，小液滴在重力和浮力作用下降落，與從塔下進(jìn)入的冷空氣流逆向接觸，彼此產(chǎn)生傳熱傳質(zhì)作用，冷卻并固化為顆粒狀復(fù)混肥料。
本發(fā)明所述的方法，所述的混合肥料料漿輸送泵是適合于含固體物料輸送的離心泵或容積泵。
本發(fā)明所述的方法，所述的磷銨是磷酸一銨，所述的鉀鹽是氯化鉀或硫酸鉀，所述的填充劑是粒度小于0.5毫米的白云石粉或碳酸鈣粉。
本發(fā)明所述的方法，所述的造粒塔是圓柱形鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)塔，通風(fēng)方式是自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)，塔的有效高度為30～90米，塔的內(nèi)徑為10～24米。所述的強(qiáng)制通風(fēng)方式是在造粒塔頂部安裝軸流風(fēng)機(jī)抽風(fēng)。
本發(fā)明所述的方法，所述的造粒裝置是指旋轉(zhuǎn)式差動(dòng)噴頭。
本發(fā)明所述的方法，在制備混合肥料料漿時(shí)，加入中量元素化合物或者微量元素化合物，與尿素熔體和磷銨和鉀鹽一起混合，制成含有中量元素化合物或者微量元素化合物的混合肥料料漿。所述的中量元素化合物是鈣化合物、鎂化合物或硫化合物中的一種或一種以上的混合物；所述的微量元素化合物是硼化合物、銅化合物、鐵化合物、錳化合物、鉬化合物或鋅化合物中的一種或一種以上的混合物。
本發(fā)明所述的方法，所述的中量元素化合物是硫酸鈣、硝酸鈣、硫酸鎂、硫酸鉀鎂或硫磺中的一種或一種以上的混合物；所述的微量元素化合物是硫酸銅、氧化銅、鉬酸銨、鉬酸鈉、硼酸、硼砂、硫酸亞鐵、螯合鐵、硫酸鋅、氧化鋅、氯化鋅、硫酸錳、氧化錳或氯化錳中的一種或一種以上的混合物。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明方法采用泵輸送混合的熔融肥料料漿，簡(jiǎn)化了工藝流程，節(jié)省了投資。并且采用泵輸送混合的熔融肥料料漿，不需要進(jìn)行很大的投入即可實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有尿素造粒塔上進(jìn)行尿基復(fù)混肥的生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
為了更好地實(shí)施本發(fā)明，特舉出以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施并不限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1取尿素廠二段蒸發(fā)器出口尿素溶液或熔體200克，濃度大于99重量％，溫度約140℃，加入粒度小于1.0毫米并預(yù)熱至約105℃的磷酸一銨100克、白色氯化鉀58克，攪拌混合約2分鐘，料漿溫度115～120℃，含有固體懸浮物的混合肥料料漿用泵輸送至造粒塔頂部，通過(guò)造粒裝置分散成為液滴落下，與上升氣流進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，冷卻并固化為1～4毫米的小球粒，即為顆粒狀氮磷鉀復(fù)混肥料產(chǎn)品。造粒塔為圓柱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)塔，塔的有效高度40米，塔內(nèi)徑10米。肥料產(chǎn)品含N 28.5％、P2O512.1％、K2O 9.5％、H2O 0.3％，產(chǎn)品的顆粒強(qiáng)度大于25牛頓/顆。
實(shí)施例2取尿素廠二段蒸發(fā)器出口尿素溶液200克，濃度99重量％，溫度約135℃，分別加入粒度小于1.0毫米并預(yù)熱至約110℃的磷酸一銨80克、粒度小于1.0毫米并預(yù)熱至約120℃的紅色氯化鉀125克和粒度小于0.5毫米并預(yù)熱至約120℃的白云石粉25克，攪拌混合約4分鐘，料漿溫度120～125℃，含有固體懸浮物的混合肥料料漿用泵輸送至造粒塔頂部，通過(guò)造粒裝置分散成為液滴落下，與上升氣流進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，冷卻并固化為1～4毫米的小球粒，得到紅色顆粒狀氮鉀復(fù)合肥料產(chǎn)品，造粒塔為圓柱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)塔，塔的有效高度80米，塔內(nèi)徑20米，在造粒塔頂部安裝軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制抽風(fēng)。肥料產(chǎn)品含N 23.1％、P2O58.0％、K2O17.2％、H2O 0.2％，產(chǎn)品的顆粒強(qiáng)度大于40牛頓/顆。
實(shí)施例3固體尿素300克，加熱到136℃成為熔融液，粒度小于1.0毫米的磷酸一銨150克，紅色氯化鉀150克，白云石粉30克，硼酸3克，七水硫酸鎂9克，預(yù)熱到約105℃后，分別加入到熔融尿素液中，攪拌混合2～3分鐘，料漿溫度110～115℃，含有固體懸浮物的混合肥料料漿用離心泵輸送至造粒塔頂部，通過(guò)旋轉(zhuǎn)式差動(dòng)噴頭分散成為液滴落下，與上升氣流進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，冷卻并固化為1～4毫米的小球粒，得到含N 24.0％、P2O510.2％、K2O 13.5％、H2O 0.3％，的紅色氮磷鉀復(fù)合肥料，該肥料含有鎂、硫中量元素和微量元素硼。
實(shí)施例4固體尿素300克，氯化鉀30克，加熱到120℃成為熔融液，粒度小于1.0毫米的磷酸一銨150克，白色氯化鉀100克，硫酸銅4克，鉬酸銨4克，預(yù)熱到約110℃后，一起加入到熔融液中，攪拌混合約2分鐘，料漿溫度約115℃，含有固體懸浮物的混合肥料料漿用容積泵輸送至造粒塔頂部，通過(guò)造粒裝置分散成為液滴落下，與上升氣流進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，冷卻并固化為1～4毫米的小球粒，得到顆粒狀氮鉀復(fù)合肥料，造粒塔為圓柱形鋼結(jié)構(gòu)塔，塔的有效高度90米，塔內(nèi)徑24米，在造粒塔頂部安裝軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制抽風(fēng)。該產(chǎn)品含N 26.0％、P2O512.6％、K2O 13.3％、H2O0.5％，同時(shí)含有硫中量元素和微量元素銅和鉬。
實(shí)施例5固體尿素200克，加熱到145℃成為熔融液，粒度小于1.0毫米的磷酸一銨100克，預(yù)熱到約100℃；粒度小于0.5毫米硫酸鉀200克，硫酸鈣10克，硫酸鋅4克，硫酸錳4克，一起預(yù)熱到約125℃后；分別加入到熔融尿素液中，攪拌混合約2分鐘后，料漿溫度120～135℃，含有固體懸浮物的料漿通過(guò)造粒器成為液滴從高度為70米的造粒塔中下落，與上升氣流進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，冷卻并固化為1～4毫米的小球粒，得到琥珀色顆粒狀氮磷鉀復(fù)合肥料產(chǎn)品，該產(chǎn)品含N 20.1％、P2O510.3％、K2O 19.7％、H2O 0.25％，同時(shí)含有鈣、硫、鋅中量元素和微量元素。
實(shí)施例6固體尿素300克，加熱到140℃成為熔融液，分別加入粒度小于1.0毫米并預(yù)熱到約100℃的磷酸一銨80克、粒度小于1.0毫米并預(yù)熱到約110℃硫酸鉀200克和粒度小于0.5毫米并預(yù)熱到約110℃碳酸鈣粉50克，攪拌混合約3分鐘后，料漿溫度110～115℃，含有固體懸浮物的料漿通過(guò)造粒器成為液滴從高度為50米的造粒塔中下落，與上升氣流進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，冷卻并固化為1～4毫米的小球粒，得到顆粒狀氮鉀復(fù)合肥料產(chǎn)品，該產(chǎn)品含N 22.9％、P2O55.4％、K2O 16.1％、H2O 0.25％。
實(shí)施例7固體尿素200克，氯化鉀10克，加熱到125℃成為熔融液，粒度小于1.O毫米并預(yù)熱到約90℃的磷酸一銨200克、粒度小于1.0毫米并預(yù)熱到約130℃白色氯化鉀200克和白云石粉90克，分別加入到熔融尿液中，攪拌混合約4分鐘，料漿溫度115～120℃，含有固體懸浮物的料漿通過(guò)造粒器成為液滴從高度為30米的造粒塔中下落，與上升氣流進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，冷卻并固化為1～4毫米的小球粒，得到顆粒狀氮磷鉀復(fù)合肥料產(chǎn)品，該產(chǎn)品含N 16.4％、P2O513.9％、K2O 18.2％、H2O 0.2％。
權(quán)利要求
1.一種塔式造粒制造復(fù)混肥料的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)尿素生產(chǎn)廠濃度大于99重量％的尿素熔體或者固體尿素加熱熔融后的尿素熔體，溫度為135～145℃，(2)粒度小于1毫米的鉀鹽、填充劑和磷銨，分開或一起加熱至80～140℃，(3)將尿素熔體與加熱后的磷銨和鉀鹽在熔融物中間槽混合1～5分鐘，生成含有磷銨和鉀鹽懸浮物的混合肥料料漿，混合肥料料漿中尿素與磷銨、鉀鹽的重量比是1～5∶1∶1～3，填充劑的加入量為肥料總量重量百分?jǐn)?shù)的0～25％，混合肥料料漿溫度為100～135℃，(4)將混合肥料料漿用泵輸送至造粒塔頂部的造粒裝置，(5)混合肥料料漿通過(guò)造粒裝置分散為小液滴，小液滴在重力和浮力作用下降落，與從塔下進(jìn)入的冷空氣流逆向接觸，彼此產(chǎn)生傳熱傳質(zhì)作用，冷卻并固化為顆粒狀復(fù)混肥料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的混合肥料料漿輸送泵是適合于含固體物料輸送的離心泵或容積泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的磷銨是磷酸一銨，所述的鉀鹽是氯化鉀或硫酸鉀，所述的填充劑是粒度小于0.5毫米的白云石粉或碳酸鈣粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的造粒塔是圓柱形鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)塔，通風(fēng)方式是自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)，塔的有效高度為30～90米，塔的內(nèi)徑為10～24米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的強(qiáng)制通風(fēng)方式是在造粒塔頂部安裝軸流風(fēng)機(jī)抽風(fēng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的造粒裝置是指旋轉(zhuǎn)式差動(dòng)噴頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在制備混合肥料料漿時(shí)，加入中量元素化合物或者微量元素化合物，與尿素熔體和磷銨和鉀鹽一起混合，制成含有中量元素化合物或者微量元素化合物的混合肥料料漿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的中量元素化合物是鈣化合物、鎂化合物或硫化合物中的一種或一種以上的混合物；所述的微量元素化合物是硼化合物、銅化合物、鐵化合物、錳化合物、鉬化合物或鋅化合物中的一種或一種以上的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于所述的中量元素化合物是硫酸鈣、硝酸鈣、硫酸鎂、硫酸鉀鎂或硫磺中的一種或一種以上的混合物；所述的微量元素化合物是硫酸銅、氧化銅、鉬酸銨、鉬酸鈉、硼酸、硼砂、硫酸亞鐵、螯合鐵、硫酸鋅、氧化鋅、氯化鋅、硫酸錳、氧化錳或氯化錳中的一種或一種以上的混合物。
全文摘要
一種塔式造粒制造復(fù)混肥料的方法，是將尿素熔體與磷銨、鉀鹽、填充劑加熱混合成肥料料漿，尿素與磷銨、鉀鹽的重量比是1～5∶1∶1～3，填充劑占肥料總量重量百分?jǐn)?shù)的0～25％，料漿溫度為100～135℃，混合肥料料漿用泵輸送至造粒塔頂部的造粒裝置，通過(guò)造粒裝置分散為小液滴，下落，與冷空氣流逆向接觸，冷卻固化為顆粒復(fù)混肥料。本發(fā)明方法采用泵輸送混合的熔融肥料料漿，簡(jiǎn)化了工藝流程，節(jié)省了投資，不需要進(jìn)行很大投入即可實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有尿素造粒塔上進(jìn)行尿基復(fù)混肥的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C05G5/00GK1948232SQ20061002518
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者陳明良, 梁濟(jì), 葛建國(guó), 趙軍輝, 李接勵(lì), 趙繼善, 朱東明, 徐靜安, 陳隆隆 申請(qǐng)人:上海化工研究院