分子網(wǎng)納米包膜高效緩釋有機(jī)肥及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥及其生產(chǎn)工藝，其中分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥，由分子網(wǎng)型緩釋肥顆粒、納米包膜劑組成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：可降解納米包膜材料，通過納米小尺寸效應(yīng)促進(jìn)養(yǎng)分被作物吸收，且解決了肥料引起的環(huán)境污染問題；設(shè)計(jì)防堵塞一次成型高效造粒系統(tǒng)，降低肥料生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率；開發(fā)多層振動式蒸汽循環(huán)干燥工藝，并通過濕度感應(yīng)器對體系進(jìn)行監(jiān)控，肥料顆粒通過振動板逐層向下輸送，干燥徹底、保質(zhì)期長，且干燥工藝過程簡單方便，投入成本降低10%；肥料造粒尾氣的清潔回收處理系統(tǒng)，避免尾氣中的氨氣逸出，有利于資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)。
【專利說明】分子網(wǎng)納米包膜高效緩釋有機(jī)肥及其生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)肥生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，肥料工業(yè)面臨著一場如何提高其產(chǎn)品效率的持久性挑戰(zhàn):或是通過改進(jìn)已在使用中的肥料，或是通過新的特殊肥料類型的開發(fā)來實(shí)現(xiàn)這一目的。對中國這樣一個生態(tài)壓力巨大的國家，尤需如此?；实暮侠硗度胧翘岣攥F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的重要物質(zhì)保證，而緩控釋肥料不僅可以有效提高肥料利用率，而且也可以減輕肥料對環(huán)境造成的污染。因此，研制高效、環(huán)保、低成本的新型緩控釋肥料是當(dāng)前肥料科技創(chuàng)新的重要任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種符合當(dāng)前發(fā)展趨勢，高效、低成本的分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥及其生產(chǎn)工藝。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥，由分子網(wǎng)型緩釋肥顆粒、納米包膜劑組成，所述分子網(wǎng)型緩釋肥料是通過將粉狀速溶性氮肥、磷肥、鉀肥與分子網(wǎng)型緩釋劑混合制備而成的，而分子網(wǎng)型緩釋劑是天然微一納米礦物材料凹凸棒晶和天然高分子材料殼聚糖進(jìn)行物理和化學(xué)改性復(fù)配后形成的；所述納米包膜劑是采用高嶺土、蒙脫土 -聚酯混聚物制備而成的；所述分子網(wǎng)型緩釋肥顆粒包裹在納米包膜劑中。
[0005]分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥，其制備方法包括以下幾個過程:
(O制備分子網(wǎng)型緩釋劑:將天然微一納米級礦物材料凹凸棒晶和天然高分子材料殼聚糖進(jìn)行物理和化學(xué)改性復(fù)配后形成的一種納米膠結(jié)緩釋材料，即分子網(wǎng)型緩釋劑；
(2)制備分子網(wǎng)型緩釋肥料:按比例均勻加入分子網(wǎng)型緩釋劑到配料和混合工序中，使其與肥料粉體或熔體進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌稀U(kuò)散共混，然后經(jīng)防堵塞一次成型高效造粒機(jī)壓實(shí)造粒，最終形成一種具有速緩效、控失功能的分子網(wǎng)型緩釋有機(jī)肥顆粒；
(3)通過尾氣清潔系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)肥料造粒尾氣的清潔回收；
(4)制備納米包膜劑:首先將磨細(xì)至小于0.043 mm (約300目)的高嶺土或蒙脫土與水制成質(zhì)量比為1:1.5的懸浮液，用稀KOH溶液調(diào)節(jié)懸浮液至堿性，置于高速乳化分散器中，以3000~5000 r / min攪拌I h，放置24 h得到高嶺土、蒙脫土懸浮液；然后在攪拌條件下加入稀鹽酸或稀硫酸，調(diào)節(jié)PH至7左右，然后將懸浮液再置于高速乳化分散器中攪拌5~10 min，得到納米懸浮液；將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的十二烷基苯磺酸鈉加入通用型不飽和聚酯樹脂306中，加入量為樹脂質(zhì)量的25% — 30%,攪拌后置于高速乳化分散器中，加入等體積水，以30000 r / min攪拌10 min,得到納米不飽和樹脂液；將上述納米高嶺土、蒙脫土納米懸浮液與納米不飽和樹脂液混合，體積比為(5~10):1，兩種溶液置于高速乳化分散器中，以30000 r / min攪拌20 min左右制成非均相納米高嶺土、蒙脫土一聚酯混聚水溶液，即為納米包膜劑；
(5 )納米包膜劑包裹于分子網(wǎng)型緩釋肥顆粒表面:將納米包膜劑稀釋至高嶺土、蒙脫土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為.01%~1%的水溶液，將稀釋后的溶液通過高壓噴嘴噴灑在圓盤或轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中造粒，每1000 kg顆粒肥用稀釋后的水溶液50~70 kg，最后用滑石粉撲粉，采用多層振動式蒸汽循環(huán)干燥設(shè)備干燥即可。
[0006]所述防堵塞一次成型高效造粒機(jī)包括依次相連的原料混合攪拌機(jī)、過濾機(jī)、剪切機(jī)和壓實(shí)造粒機(jī)。
[0007]所述尾氣清潔系統(tǒng)包括循環(huán)吸收塔釜、吸收塔、填料、循環(huán)泵A、封閉式折流沉降器、折流擋板、逆流擋板、噴射泵、循環(huán)水泵B、氨氣成鹽固定反應(yīng)器、回收水儲槽、泥漿料倉及壓濾機(jī)系統(tǒng)。
[0008]所述多層振動式蒸汽循環(huán)干燥設(shè)備，包括筒體，所述筒體頂部一側(cè)設(shè)有入料口，筒體內(nèi)部間隔設(shè)有多組振動板I和多組振動板II，振動板上還設(shè)有凸起塊，筒體底部一側(cè)設(shè)有蒸汽循環(huán)入口，頂部設(shè)有蒸汽循環(huán)出口，筒體內(nèi)部還設(shè)有濕度感應(yīng)器。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:可降解納米包膜材料，通過納米小尺寸效應(yīng)促進(jìn)養(yǎng)分被作物吸收，且解決了肥料引起的環(huán)境污染問題；設(shè)計(jì)防堵塞一次成型高效造粒系統(tǒng)，降低肥料生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率；開發(fā)多層振動式蒸汽循環(huán)干燥工藝，并通過濕度感應(yīng)器對體系進(jìn)行監(jiān)控，肥料顆粒通過振動板逐層向下輸送，干燥徹底、保質(zhì)期長，且干燥工藝過程簡單方便，投入成本降低10%;肥料造粒尾氣的清潔回收處理系統(tǒng)，避免尾氣中的氨氣逸出，有利于資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
[0011]圖2為本發(fā)明所述防堵塞一次成型高效造粒機(jī)示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明所述尾氣清潔回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明所述多層振動式蒸汽循環(huán)干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步描述。
[0015]實(shí)施例:分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥，分子網(wǎng)型緩釋肥顆粒、納米包膜劑，所述分子網(wǎng)型緩釋肥料是通過將粉狀速溶性氮肥、磷肥、鉀肥與分子網(wǎng)型緩釋劑混合制備而成的，而分子網(wǎng)型緩釋劑是天然微一納米礦物材料凹凸棒晶和天然高分子材料殼聚糖進(jìn)行物理和化學(xué)改性復(fù)配后形成的；所述納米包膜劑是采用高嶺土、蒙脫土-聚酯混聚物制備而成的；所述分子網(wǎng)型緩釋肥顆粒包裹在納米包膜劑中。
[0016]上述分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥，其制備方法如下:
1、制備分子網(wǎng)型緩釋劑:將天然微一納米級礦物材料凹凸棒晶和天然高分子材料殼聚糖進(jìn)行物理和化學(xué)改性復(fù)配后形成的一種納米膠結(jié)緩釋材料，即分子網(wǎng)型緩釋劑；
2、制備分子網(wǎng)型緩釋肥料:按比例均勻加入分子網(wǎng)型緩釋劑到配料和混合工序中，使其與肥料粉體或熔體進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?、擴(kuò)散共混，然后經(jīng)防堵塞一次成型高效造粒機(jī)壓實(shí)造粒，最終形成一種具有速緩效、控失功能的分子網(wǎng)型緩釋有機(jī)肥顆粒；
3、通過尾氣清潔系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)肥料造粒尾氣的清潔回收；
4、制備納米包膜劑:首先將磨細(xì)至小于0.043 mm (約300目)的高嶺土或蒙脫土與水制成質(zhì)量比為1:1.5的懸浮液，用稀KOH溶液調(diào)節(jié)懸浮液至堿性，置于高速乳化分散器中，以3000~5000 r / min攪拌I h，放置24 h得到高嶺土、蒙脫土懸浮液；然后在攪拌條件下加入稀鹽酸或稀硫酸，調(diào)節(jié)PH至7左右，然后將懸浮液再置于高速乳化分散器中攪拌5~10 min，得到納米懸浮液；將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 %的十二烷基苯磺酸鈉加入通用型不飽和聚酯樹脂306中，加入量為樹脂質(zhì)量的25% — 30%,攪拌后置于高速乳化分散器中，加入等體積水，以30000 r / min攪拌10 min,得到納米不飽和樹脂液；將上述納米高嶺土、蒙脫土納米懸浮液與納米不飽和樹脂液混合，體積比為(5~10):1，兩種溶液置于高速乳化分散器中，以30000 r / min攪拌20 min左右制成非均相納米高嶺土、蒙脫土一聚酯混聚水溶液，即為納米包膜劑；
5、納米包膜劑包裹于分子網(wǎng)型緩釋肥顆粒表面:將納米包膜劑稀釋至高嶺土、蒙脫土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為.01%~1%的水溶液，將稀釋后的溶液通過高壓噴嘴噴灑在圓盤或轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中造粒，每1000 kg顆粒肥用稀釋后的水溶液50~70 kg，最后用滑石粉撲粉，采用多層振動式蒸汽循環(huán)干燥設(shè)備干燥即可。
[0017]如圖2所示，防堵塞一次成型高效造粒機(jī)包括依次相連的原料混合攪拌機(jī)a、過濾機(jī)b、剪切機(jī)c和壓實(shí)造粒機(jī)d。具體造粒過程是原料從混合攪拌機(jī)a形成料槳后通過過濾機(jī)b，將料槳內(nèi)的雜物過濾清除，然后進(jìn)入剪切機(jī)C，將料槳內(nèi)未熔融的大顆粒和未混合好的料槳進(jìn)行高速剪切，使料槳瞬間均勻稀釋，同時具有乳化作用，使料槳達(dá)到生產(chǎn)要求。料槳從進(jìn)料口進(jìn)入壓實(shí)造粒機(jī)d，撒于壓實(shí)帶的壓實(shí)槽內(nèi)，隨著壓實(shí)帶的運(yùn)動，壓實(shí)輪上的凸起與壓實(shí)槽契合，將原料壓實(shí)。壓實(shí)后的肥料在壓實(shí)帶朝下運(yùn)動時掉落至滑粒臺上，從滑粒臺至滑粒板的滾落過程中滾為圓粒狀或橢圓狀，傾瀉在顆粒出口后排放出機(jī)體。本項(xiàng)目的造粒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，在造粒前期有效去除料槳中的雜質(zhì)，對料槳進(jìn)行均勻稀釋，避免造粒機(jī)進(jìn)料口堵塞，極大提高成品顆粒成粒率。造粒過程優(yōu)化為一次成型造粒，造粒設(shè)備、工藝得到簡化，有效降低肥料生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)效率提高15%。
[0018]如圖3所示，尾氣清潔回收系統(tǒng)包括粉塵回收單元和水洗處理單元，其中水洗處理單元又包括了真空水洗、密封折流沉降、氨氣成鹽固定處理過程，如圖2-3所示，I是循環(huán)吸收塔釜，2是吸收塔，3是填料，4是循環(huán)泵A，5是封閉式折流沉降器，6是折流擋板，7是逆流擋板，8是噴射泵，9是循環(huán)水泵B, 10是氨氣成鹽固定反應(yīng)器，11是回收水儲槽，12是泥漿料倉，13是壓濾機(jī)系統(tǒng)，14是粉塵回收單元的尾氣。
[0019]尾氣清潔回收的具體過程為:1、真空水吸收，向循環(huán)吸收塔釜中加自來水到規(guī)定的液位，開啟循環(huán)泵A，將循環(huán)吸收塔釜中的循環(huán)水洗液泵入吸收塔的頂部，來自粉塵回收單元的除塵后的尾氣在噴射泵產(chǎn)生的真空條件下，由下而上流經(jīng)塔板與循環(huán)水洗液逆流接觸，將肥料尾氣中攜帶微小粉塵及工藝過程中解析出的以氨氣為主要成分的氣體吸收到洗滌水中，真空水吸收系統(tǒng)的真空度在-0.03~-0.06MPa之間；2、密封折流沉降，當(dāng)循環(huán)水洗液中的粉塵吸收到工藝規(guī)定的濃度時進(jìn)入封閉式折流沉降器，在折流擋板和逆流擋板的作用下折流、逆流沉降，實(shí)現(xiàn)固、液分離；3、氨氣成鹽固定，來自封閉式折流沉降器的澄清洗滌水進(jìn)入氨氣成鹽固定反應(yīng)器，通過適時向氨氣成鹽固定反應(yīng)器中添加鹽酸水溶液控制洗滌水的PH值不高于6.8，當(dāng)氨氣成鹽固定反應(yīng)器中的氮含量0.43%~0.75%時，進(jìn)入回收水儲槽，備送入生產(chǎn)車間做配料水使用；4、壓濾，封閉式折流沉降器底部的泥漿進(jìn)入泥漿料倉，通過壓濾機(jī)系統(tǒng)過濾后，濾餅用作配料添加劑使用，濾液進(jìn)入氨氣成鹽固定反應(yīng)器。[0020]如圖4所示，多層振動式蒸汽循環(huán)干燥工藝，利用結(jié)構(gòu)簡單合理、干燥效果好的設(shè)備對肥料顆粒進(jìn)行干燥。多層振動式蒸汽循環(huán)干燥設(shè)備的筒體15頂部一側(cè)設(shè)有入料口 16，筒體15內(nèi)部設(shè)有振動板組件，包括多組振動板I 17和多組振動板II 18，間隔設(shè)于筒體15內(nèi)部，振動板17、18上還設(shè)有凸起塊19，防止有機(jī)肥料過快的振動到底部，有助于干燥效率和效果。筒，15底部一側(cè)設(shè)有蒸汽循環(huán)入口 20，頂部設(shè)有蒸汽循環(huán)出口 21，蒸汽自下而上對振動板17、18上的肥料顆粒進(jìn)行逐層烘干，避免有機(jī)肥顆粒加溫、干燥不均勻。筒體15內(nèi)部還設(shè)有濕度感應(yīng)器22對體系進(jìn)行監(jiān)控，保證肥料顆粒干燥均勻徹底。本項(xiàng)目開發(fā)的此干燥工藝熱能利用率高，有效徹底的干燥有機(jī)肥顆粒，保證有機(jī)肥質(zhì)量，且干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)投入成本降低10%。
[0021]如圖1所示，產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程為:生產(chǎn)原料經(jīng)雷蒙磨粉碎后，進(jìn)入混合攪拌機(jī)形成料槳，按比例均勻加入分子網(wǎng)型緩釋劑到配料和混合工序中，使其與肥料粉體或熔體進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌稀U(kuò)散共混；隨后后通過防堵一次成型高效造粒機(jī)的過濾機(jī)，將料槳內(nèi)的雜物過濾清除，然后進(jìn)入剪切機(jī)，將料槳內(nèi)未熔融的大顆粒和未混合好的料槳進(jìn)行高速剪切，使料槳瞬間均勻稀釋，同時具有乳化作用，使料槳達(dá)到生產(chǎn)要求。料槳從進(jìn)料口進(jìn)入壓實(shí)造粒機(jī)，撒于壓實(shí)帶的壓實(shí)槽內(nèi)，隨著壓實(shí)帶的運(yùn)動，壓實(shí)輪上的凸起與壓實(shí)槽契合，將原料壓實(shí)；壓實(shí)后的肥料在壓實(shí)帶朝下運(yùn)動時掉落至滑粒臺上，從滑粒臺至滑粒板的滾落過程中滾為圓粒狀或橢圓狀，傾瀉在顆粒出口后排放出機(jī)體。造粒廢氣被排入尾氣清潔回收系統(tǒng)進(jìn)行處理， 肥料顆粒則通過皮帶傳粒輸送至多層振動式蒸汽循環(huán)干燥器，自上而下干燥徹底。再通過包膜機(jī)將可降解納米材料包裹于肥料顆粒表面，進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓冷卻機(jī)干燥冷卻，在抽檢合格后方可通過氣壓泵定量包裝入庫。
【權(quán)利要求】
1.分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥，由分子網(wǎng)型緩釋肥顆粒和納米包膜劑組成，所述分子網(wǎng)型緩釋肥料是通過將粉狀速溶性氮肥、磷肥、鉀肥與分子網(wǎng)型緩釋劑混合制備而成的，而分子網(wǎng)型緩釋劑是天然微一納米礦物材料凹凸棒晶和天然高分子材料殼聚糖進(jìn)行物理和化學(xué)改性復(fù)配后形成的；所述納米包膜劑是采用高嶺土、蒙脫土-聚酯混聚物制備而成的；所述分子網(wǎng)型緩釋肥顆粒包裹在納米包膜劑中。
2.如權(quán)利要求1所述的分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥的制備方法，包括以下幾個過程: (O制備分子網(wǎng)型緩釋劑:將天然微一納米級礦物材料凹凸棒晶和天然高分子材料殼聚糖進(jìn)行物理和化學(xué)改性復(fù)配后形成的一種納米膠結(jié)緩釋材料，即分子網(wǎng)型緩釋劑； (2)制備分子網(wǎng)型緩釋肥料:按比例均勻加入分子網(wǎng)型緩釋劑到配料和混合工序中，使其與肥料粉體或熔體進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?、擴(kuò)散共混，然后經(jīng)防堵塞一次成型高效造粒機(jī)壓實(shí)造粒，最終形成一種具有速緩效、控失功能的分子網(wǎng)型緩釋有機(jī)肥顆粒； (3)通過尾氣清潔系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)肥料造粒尾氣的清潔回收； (4)制備納米包膜劑:首先將磨細(xì)至小于0.043 mm (約300目)的高嶺土或蒙脫土與水制成質(zhì)量比為1:1.5的懸浮液，用稀KOH溶液調(diào)節(jié)懸浮液至堿性，置于高速乳化分散器中，以3000~5000 r / min攪拌I h，放置24 h得到高嶺土、蒙脫土懸浮液；然后在攪拌條件下加入稀鹽酸或稀硫酸，調(diào)節(jié)PH至7左右，然后將懸浮液再置于高速乳化分散器中攪拌5~10 min，得到納米懸浮液；將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的十二烷基苯磺酸鈉加入通用型不飽和聚酯樹脂306中，加入量為樹脂質(zhì)量的25% — 30%,攪拌后置于高速乳化分散器中，加入等體積水，以30000 r / min攪拌10 min,得到納米不飽和樹脂液；將上述納米高嶺土、蒙脫土納米懸浮液與納米不飽和樹脂液混合，體積比為(5~10):1，兩種溶液置于高速乳化分散器中，以30000 r / min攪拌20 min左右制成非均相納米高嶺土、蒙脫土一聚酯混聚水溶液，即為納米包膜劑； (5 )納米包膜劑包裹于分子網(wǎng)型緩釋肥顆粒表面:將納米包膜劑稀釋至高嶺土、蒙脫土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為.01%~1%的水溶液，將稀釋后的溶液通過高壓噴嘴噴灑在圓盤或轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中造粒，每1000 kg顆粒肥用稀釋后的水溶液50~70 kg，最后用滑石粉撲粉，采用多層振動式蒸汽循環(huán)干燥設(shè)備干燥即可。
3.如權(quán)利要求2所述的分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥的制備方法，其特征在于:所述防堵塞一次成型高效造粒機(jī)包括依次相連的原料混合攪拌機(jī)、過濾機(jī)、剪切機(jī)和壓實(shí)造粒機(jī)。
4.如權(quán)利要求2所述的分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥的制備方法，其特征在于:所述尾氣清潔系統(tǒng)包括循環(huán)吸收塔釜、吸收塔、填料、循環(huán)泵A、封閉式折流沉降器、折流擋板、逆流擋板、噴射泵、循環(huán)水泵B、氨氣成鹽固定反應(yīng)器、回收水儲槽、泥漿料倉及壓濾機(jī)系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求2所述的分子網(wǎng)納米包膜緩釋有機(jī)肥的制備方法，其特征在于:所述多層振動式蒸汽循環(huán)干燥設(shè)備，包括筒體，所述筒體頂部一側(cè)設(shè)有入料口，筒體內(nèi)部間隔設(shè)有多組振動板I和多組振動板II，振動板上還設(shè)有凸起塊，筒體底部一側(cè)設(shè)有蒸汽循環(huán)入口，頂部設(shè)有蒸汽循環(huán)出口，筒體內(nèi)部還設(shè)有濕度感應(yīng)器。
【文檔編號】C05G3/08GK103951508SQ201410170611
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月26日
【發(fā)明者】仇春文 申請人:上高縣澤達(dá)生態(tài)科技有機(jī)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司