一種含硝態(tài)氮的復(fù)合肥的噴漿造粒生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含硝態(tài)氮的復(fù)合肥的噴漿造粒生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：（1）將硫酸氫鉀、磷酸、磷酸一銨混合，得到混合酸液；（2）將混合酸液、硝酸泵入管式反應(yīng)器，與氣氨進(jìn)行中和反應(yīng)，得到復(fù)合肥原料漿；（3）將復(fù)合肥原料漿泵送入噴漿造粒機進(jìn)行造粒，然后依次經(jīng)冷卻、包裹得到硝硫基復(fù)合肥。本發(fā)明制備的含硝態(tài)氮復(fù)合肥是經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)合成，產(chǎn)品養(yǎng)分均勻、穩(wěn)定，顆粒均勻圓整，強度高，水溶性非常好。
【專利說明】一種含硝態(tài)氮的復(fù)合肥的噴漿造粒生產(chǎn)工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合生產(chǎn)技術(shù)，特別涉及一種噴漿造粒工藝化學(xué)合成生產(chǎn)含硝態(tài)氮高濃度、平衡型復(fù)合肥一特別是硝硫基復(fù)合肥一的生產(chǎn)技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]含硝態(tài)氮復(fù)合肥具有溶解速度快，易被植物吸收利用的優(yōu)勢，同時產(chǎn)品中富含水溶性磷，適合各類蔬菜、果樹等經(jīng)濟(jì)作物。
[0003]目前含硝態(tài)氮復(fù)合肥料的生產(chǎn)工藝主要是高塔工藝，以及少部分的氨酸轉(zhuǎn)鼓工藝。高塔造粒工藝顆粒成型好，顆粒表面光滑、圓潤，但是高塔工藝具有能耗較高，操控彈性較差，受地理環(huán)境、季節(jié)影響大的缺陷。主要表現(xiàn)為:(一)能耗較高:高塔造粒，需要將原料熔融后運送至10m以上的高塔，原料熔融蒸汽消耗高。(二)操控性較差:高塔輸運的物料在到達(dá)塔頂后，熔融料漿自然快速下落，在四秒左右到達(dá)地面，顆粒的成型后無法再次調(diào)整，如果成型失敗則只能重新返料熔融，并再次輸送到塔頂進(jìn)行二次造粒。(三)受地理環(huán)境、季節(jié)影響大:高塔造粒過程中造粒塔收料斗容易結(jié)壁，在夏季常常會因為結(jié)壁物料的頻繁崩塌造成料口堵塞，進(jìn)而引起停車事故，許多化肥生產(chǎn)廠家在夏季空氣濕度較大的時候都會停車調(diào)整。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服原噴漿造粒工藝技術(shù)無法化學(xué)合成含硝態(tài)氮復(fù)合肥，而高塔造粒又具有諸多缺陷和不足的情況，提供一種噴漿造粒工藝直接生產(chǎn)含硝態(tài)氮的高濃度、平衡型復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù)。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
一種含硝態(tài)氮的復(fù)合肥噴漿造粒生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(1)將硫酸氫鉀溶液、磷酸溶液、磷酸一銨混合，得到混合酸液；
(2)將混合酸液、硝酸泵入管式反應(yīng)器，與氣氨進(jìn)行中和反應(yīng)，得到復(fù)合肥原料漿。
[0006](3)將復(fù)合肥原料漿泵送入造粒機進(jìn)行造粒，然后依次經(jīng)冷卻、包裹得到硝硫基復(fù)人日Fa
口 /jt-J ο
[0007]研究中發(fā)明人發(fā)現(xiàn)直接采用噴漿造粒工藝生產(chǎn)含硝態(tài)氮的高濃度、平衡型復(fù)合肥，原料料漿不能很好的成型，而直接化為飛灰或粘結(jié)成塊，只有改變硝基復(fù)合肥的原料組成及配比，才能逐漸實現(xiàn)噴漿造粒，得到良好的復(fù)合肥顆粒。然而，不同的原料成分之間由于物性不同又存在揮發(fā)分解、離子競爭的問題。所以，本發(fā)明改進(jìn)原料配方及比例，并調(diào)整混料的順序，先將硫酸氫鉀液、稀磷酸液和磷酸一銨均為穩(wěn)定不易揮發(fā)成分，將它們混合后得到的混酸中各組分混合均勻。以有利于后續(xù)反應(yīng)泵入反應(yīng)器時，與稀硝酸、氣氨反應(yīng)生成的組合均勻化。然后，將揮發(fā)性成分硝酸和氣氨直接泵入管式反應(yīng)器，一邊中和反應(yīng)，一邊與混酸混合均勻，達(dá)到充分的酸堿中和，及物料混合均勻的效果。由于采用管式反應(yīng)器，反應(yīng)的均勻度更好，收集到的產(chǎn)物之間差異更小，品質(zhì)穩(wěn)定性更高。另外，工藝直接采取加入稀硝酸、稀磷酸、硫酸氫鉀液混合與氣氨直接反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱量，帶走溶液中的水分，并加入磷酸一銨，改變了料漿特性，所以能夠作到良好的造粒，制備得到的硝硫基復(fù)合肥。硝硫基復(fù)合肥是含硝態(tài)氮的復(fù)合肥的一種，即為本發(fā)明的目標(biāo)產(chǎn)物。
[0008]原料中所用到的硫酸氫鉀溶液、磷酸溶液、磷酸一銨等可以是工業(yè)上常規(guī)濃度的原料液，后續(xù)混合的硝酸、氣氨的濃度也以常規(guī)濃度為宜。最好是控制好原料漿液的濃度，使混合后的料漿直接滿足噴漿造粒為宜。如果混合后的料漿的含水量、密度等不滿足要求，則通過加水或濃縮等常規(guī)方法使料漿滿足噴漿造粒的工藝要求。
[0009]進(jìn)一步，制備得到的硝硫基復(fù)合肥中各組分的重量份比例為:硫酸氫鉀40-50份、磷酸70-80份、硝酸18-26份、氣氨10-20份。優(yōu)選的，原料配為:硫酸氫鉀43-50份、磷酸73-78份、硝酸19-24份、氣氨13-20份。最優(yōu)選，原料組分重量份配比如下:硫酸氫鉀45、磷酸75、硝酸22、氣氨15。
[0010]進(jìn)一步，復(fù)合肥原料漿的密度，造粒前復(fù)合肥原料漿的密度為1.40~1.55 g/cm3,料漿水分含量為:20wt%~30wt%。調(diào)整各原料液的濃度使混合料漿的密度達(dá)到設(shè)計要求。只有當(dāng)復(fù)合肥料漿的密度為1.40-1.55 g/cm3時，水分含量為20 wt%~30wt%時，造粒才能有效的成型，否則，復(fù)合肥原料漿在噴漿造粒過程中難以成型。如當(dāng)復(fù)合肥料漿的密度為1.38g/cm3時，噴漿造粒機中，料漿噴出后無法凝結(jié)成型，直接化為粉末狀原料。再如當(dāng)復(fù)合肥料漿密度為1.60 g/cm3時，噴漿雖然顆粒較大，但是并沒有凝結(jié)成圓球狀的趨勢，顆粒在落地的瞬間撞擊成粉末，無法成為顆粒復(fù)合肥。優(yōu)選的，料漿的密度為1.42~1.49 g/cm3時，造粒效果更佳。水分的含量也對復(fù)合肥的成型有著極大的影響，當(dāng)水分低于20%時，料漿在噴漿造粒過程中不能形成圓珠狀的顆粒，大部分化作粉末必須返料。而當(dāng)水分含量大于30wt%時，如水分含量35%的料漿，在噴漿造粒過程中，無法完全干燥凝粒，相互粘連在一起，成塊附著在設(shè)備上，處理困難，造成生產(chǎn)裝置無法長周期穩(wěn)定運行。優(yōu)選的，料漿的水分含量為23%~26%時，造粒效果更佳。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
1.與高塔造粒相比，本發(fā)明生產(chǎn)技術(shù)制備的含硝態(tài)氮復(fù)合肥，是經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)合成，產(chǎn)品養(yǎng)分均勻，顆粒均勻圓整，強度高，水溶性非常好。
[0012]2.與傳統(tǒng)的噴漿造粒工藝相比，本發(fā)明工藝是在現(xiàn)有的噴漿造粒工藝基礎(chǔ)上，重新進(jìn)行工藝創(chuàng)新設(shè)計，工藝流程短、投資少、節(jié)能、產(chǎn)品成本低。并最終突破了傳統(tǒng)噴漿造粒工藝難以實現(xiàn)硝態(tài)氮的硝硫基復(fù)合肥生產(chǎn)的缺陷，實現(xiàn)了噴漿造粒制硝基復(fù)合肥的工藝。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為發(fā)明生產(chǎn)工藝流程圖。
[0014]圖2為高塔造粒生產(chǎn)硝基復(fù)合肥的工藝流程。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合試驗例及【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。本發(fā)明中未特別說明的百分比均為重量百分比。
[0016] 對比情況:高塔造粒分析
現(xiàn)有技術(shù)中，高塔造粒制備硝基復(fù)合肥的主要工藝流程如圖2所示。高塔工藝主要設(shè)備如下:原料破碎機3臺、混合槽2個、造粒高塔I座、冷卻機I臺、防結(jié)包裹機I臺、造粒機2臺(備用I臺)，生產(chǎn)裝置投入成本5000萬元左右。
[0017]高塔工藝中，原料主要是成品的二元肥料。成品二元肥料熔融混合，獲得三元NPK(氮磷鉀)復(fù)合肥料漿，進(jìn)入造粒塔進(jìn)行差動造粒，此流程物料屬于物理混合，形成水分在小于3%，密度1.9-2.05的混合料漿。料漿溫度:145^1480C。高塔造粒的主要特點表現(xiàn)為:(I)需要成品二元肥料作為初始原料；(2)料漿混合過程為物理過程，造粒環(huán)境溫度高，造粒能耗比大。
[0018]雖然，高塔造粒的原料是成品二元肥料，但其在噴漿造粒過程中卻是難以應(yīng)用的。下面就高塔工藝料漿與噴漿造粒工藝結(jié)合，進(jìn)行試驗生產(chǎn)可行性分析。
[0019]實驗情況，將396kg硝銨磷熔融做為載體，依次加入粉狀磷酸一銨304kg和粉狀硫酸鉀300kg，形成含NPK養(yǎng)分15:15:15的三元復(fù)肥料漿(同高塔造粒過程中原料漿的混合配制)。為了保證上述混合料漿在噴漿造粒機器中的流動性，在實驗過程中特別用蒸汽將三元復(fù)肥料漿溫度保持在145~148°C左右。料漿由料漿泵打入造粒機進(jìn)行噴漿造粒。實驗發(fā)現(xiàn):由于料漿密度過高，料漿泵無法正常工作。料漿無法實現(xiàn)霧化，在噴頭出口呈流體狀(而非噴漿霧化狀)，流體狀料漿全部附在造粒機筒體上，無法行成復(fù)合肥顆粒。
[0020]實驗結(jié)論:高塔造粒工藝的料漿因密度和溫度高，用噴漿泵加壓無法實現(xiàn)霧化，滿足不了噴漿造粒工藝的霧化噴涂造粒要求，故高塔造粒工藝的料漿不能用于噴漿造粒工藝進(jìn)行硝基復(fù)合肥生產(chǎn)。
[0021]實驗結(jié)果分析:當(dāng)使用高塔工藝料漿用噴漿造粒工藝生產(chǎn)時，料漿無法通過噴頭霧化，在造粒機中無法形成復(fù)肥顆粒，造粒失敗。高塔工藝所使用的料漿是二元肥料熔融形成，水分與密度均無法達(dá)到噴漿造粒工藝指標(biāo)要求。
[0022]以下試驗本發(fā)明復(fù)合肥原料混合配比及參數(shù)，對于噴漿造粒工藝制備硝基復(fù)合肥的影響。噴漿造粒所用裝置設(shè)備:石墨管式反應(yīng)器I臺、噴漿泵I臺、噴漿造粒機I臺、冷卻機I臺、防結(jié)包裹機I臺、鏈?zhǔn)狡扑闄CI臺，生產(chǎn)裝置投入成本3500萬元左右。與高塔造粒制備硝基復(fù)合肥相比，生產(chǎn)線占地面積大大減少，裝置成本投入大大降低。本發(fā)明的噴漿造粒生產(chǎn)硝硫基復(fù)合肥的工藝流程如圖1所示。
[0023]對比例I
取硫酸氫鉀、磷酸混合，制得含有硫酸氫鉀570kg，磷酸630kg的混合酸液。將此混合酸液和128kg，硝酸泵入管式反應(yīng)器，與230kg氣氨進(jìn)行中和反應(yīng)，得到復(fù)合肥原料漿1337kg，料漿密度1.45 g/cm3，水份含量27%。將此復(fù)合肥原料漿泵送入轉(zhuǎn)鼓噴漿造粒機進(jìn)行造粒，料漿溫度:91°C，然后依次經(jīng)冷卻、包裹得到硝硫基復(fù)合肥363kg。復(fù)合肥成球率低，出現(xiàn)大量粉末狀雜質(zhì)，顆粒表面粗糙，大小也不均勻。返料的比例高達(dá)到60%，生產(chǎn)成本太高。
[0024]對比例2
取硫酸氫鉀、磷酸混合，制得含有硫酸氫鉀410kg，磷酸831kg的混合酸液。將此混合酸液和243kg硝酸泵入管式反應(yīng)器，與130kg氣氨進(jìn)行中和反應(yīng)，得到復(fù)合肥原料漿1431kg，料漿密度1.38 g/cm3，水份含量37%。將此復(fù)合肥原料漿泵送入轉(zhuǎn)鼓噴漿造粒機進(jìn)行造粒，料漿溫度:94°C，然后依次經(jīng)冷卻、包裹得到硝硫基復(fù)合肥213 kg。復(fù)合肥成球率低，出現(xiàn)大量粉末狀雜質(zhì)，顆粒表面粗糙，大小也不均勻。返料的比例高達(dá)到74%，生產(chǎn)成本太高。
[0025]對比例3取硫酸氫鉀、磷酸混合，制得含有硫酸氫鉀491kg，磷酸717kg的混合酸液。將此混合酸液和177 kg硝酸泵入管式反應(yīng)器，與187kg氣氨進(jìn)行中和反應(yīng)，得到復(fù)合肥原料漿1160kg，料漿密度1.52 g/cm3，水份含量17%。將此復(fù)合肥原料漿泵送入轉(zhuǎn)鼓噴漿造粒機進(jìn)行造粒，料漿溫度:94°C，然后依次經(jīng)冷卻、包裹得到硝硫基復(fù)合肥617kg。復(fù)合肥成球率低，出現(xiàn)大量結(jié)塊，顆粒粘附在一起，經(jīng)過干燥后成塊，無法成顆粒狀。
[0026]由對比例1-3可以看出，當(dāng)復(fù)合肥的原料配合比例對于噴漿造粒工藝有著巨大的影響，當(dāng)原料成分比例或水分含量不滿足本發(fā)明的配比條件時，料漿不能有效成型造粒，甚至完全結(jié)塊而無顆粒料成型。
[0027]實施例1
取硫酸氫鉀、磷酸混合，制得含有硫酸氫鉀456 kg，磷酸750kg的混合酸液。將此混合酸液和216kg硝酸泵入管式反應(yīng)器，與153 kg氣氨進(jìn)行中和反應(yīng)，得到復(fù)合肥原料漿1231kg ο料漿密度1.40g/cm3，水份含量28%。將此復(fù)合肥原料漿泵送入轉(zhuǎn)鼓噴漿造粒機進(jìn)行造粒，料漿溫度:90°C，然后依次經(jīng)冷卻、包裹得到硝硫基復(fù)合肥1000 kg。復(fù)合肥顆?；靾A、飽滿，成球率高，基本沒有粉末狀雜質(zhì)。
[0028]實施例2
取硫酸氫鉀、磷酸混合，制得含有硫酸氫鉀486 kg，磷酸800 kg的混合酸液。將此混合酸液和450 kg硝酸泵入管式反應(yīng)器，與133kg氣氨進(jìn)行中和反應(yīng)，得到復(fù)合肥原料漿1213kg，料漿密度1.53g/cm3，水份含量21%。將此復(fù)合肥原料漿泵送入轉(zhuǎn)鼓噴漿造粒機進(jìn)行造粒，料漿溫度:95°C，然后依次經(jīng)冷卻、包裹得到硝硫基復(fù)合肥1000kg。復(fù)合肥顆?；靾A、飽滿，成球率高，基本沒有粉末狀雜質(zhì)，無返料。
[0029]實施例3
取硫酸氫鉀、磷酸混合，制得含有硫酸氫鉀517 kg,磷酸850 kg的混合酸液。將此混合酸液和270kg硝酸泵入管式反應(yīng)器，與170 kg氣氨進(jìn)行中和反應(yīng)，得到復(fù)合肥原料漿1278kg,料漿密度1.48g/cm3,水份含量24%。將此復(fù)合肥原料漿泵送入轉(zhuǎn)鼓噴漿造粒機進(jìn)行造粒，料漿溫度:92°C，然后依次經(jīng)冷卻、包裹得到硝硫基復(fù)合肥1000 kg。復(fù)合肥顆?；靾A、飽滿，成球率高，基本沒有粉末狀雜質(zhì)。
[0030]從對比例1-3和實施例1-3可見，噴漿造粒工藝控制指標(biāo)，密度:1.4(Tl.55，水分:20-30%，料漿溫度:9(T95°C。只有含硝態(tài)氮復(fù)合肥中各組分的重量份比例為:硫酸氫鉀40-50份、磷酸70-80份、硝酸18-26份、氣氨10-20份，料漿密度為1.40~1.55 g/cm3，水分含量為:20wt%~30wt%時，才能夠有效的實現(xiàn)硝基復(fù)合肥的噴漿造粒成型。噴漿造粒制備硝基復(fù)合肥的工藝中，原料的選擇，混合制備工藝都非常重要，不是簡單的調(diào)整工藝參數(shù)就可以實現(xiàn)噴漿造粒工作的。
【權(quán)利要求】
1.一種含硝態(tài)氮的復(fù)合肥的噴漿造粒生產(chǎn)工藝，包括以下步驟: (1)將硫酸氫鉀溶液、磷酸溶液、磷酸一銨混合，得到混合酸液； (2)將混合酸液、硝酸泵入管式反應(yīng)器，與氣氨進(jìn)行中和反應(yīng)，得到復(fù)合肥原料漿； (3)將復(fù)合肥原料漿泵送入噴漿造粒機進(jìn)行造粒，然后依次經(jīng)冷卻、包裹得到硝硫基復(fù)合肥。
2.如權(quán)利要求1所述含硝態(tài)氮的復(fù)合肥的噴漿造粒生產(chǎn)工藝，其特征在于，制備得到的硝硫基復(fù)合肥中的各組分的重量份比例為:硫酸氫鉀40-50份、磷酸70-80份、硝酸18-26份、氣氨10-20份。
3.如權(quán)利要求1所述含硝態(tài)氮的復(fù)合肥的噴漿造粒生產(chǎn)工藝，其特征在于，步驟(2)得到的復(fù)合肥原料漿的 密度為1.40~1.55 g/cm3，料漿水分含量為:20wt%~30wt%。
【文檔編號】C05G1/06GK104072246SQ201410331438
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】廖志敏, 彭凌云 申請人:四川鎣峰實業(yè)有限公司