多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于肥料領(lǐng)域，具體涉及一種多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝。在管式反應(yīng)器中加入磷酸，渦輪攪拌下通入氨氣反應(yīng)，得到多聚磷酸銨溶液；調(diào)節(jié)好收集盤中顆粒的下落速度，然后將多聚磷酸銨溶液噴涂到下落的顆粒上，經(jīng)過滾筒內(nèi)反向氣流的冷卻作用后，形成顆粒物，顆粒物從滾筒排出進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的冷卻器冷卻；冷卻后的顆粒物在篩選裝置中進(jìn)行篩選，最后得到產(chǎn)品。本發(fā)明專利技術(shù)具有低耗能、無污染、易操作的特點(diǎn)，制得的農(nóng)用肥料顆粒品質(zhì)優(yōu)良、質(zhì)地堅(jiān)硬、含水量低、顆粒結(jié)構(gòu)好并且保持了更多的多磷酸鹽含量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于肥料領(lǐng)域，具體涉及一種多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝。
技術(shù)介紹
隨著工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)產(chǎn)品要求的提高，特別是肥料工業(yè)的發(fā)展，人們普遍要求生產(chǎn)大顆粒肥料（粒徑4-8mm），大顆粒肥料由于粒度大、強(qiáng)度高而適于森林、草原飛播，超大顆粒尿素（粒徑為8-12mm）可作為稻田的深層底肥，同時(shí)大顆粒肥料也很容易包裝貯存和運(yùn)輸。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)化學(xué)肥料的要求不僅是數(shù)量，而且要求適用性好。為滿足用戶要求并獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益，一般對(duì)基礎(chǔ)肥料，如尿素、磷酸銨等，進(jìn)行二次加工制成復(fù)混肥。復(fù)混肥的生產(chǎn)方法有料漿法、摻混法、熔體法、團(tuán)粒法等。目前，我國(guó)使用的最多的復(fù)混肥生產(chǎn)方法是團(tuán)粒法，有工藝流程長(zhǎng)、能耗較高等缺點(diǎn)，因此，造粒工藝在今后的生產(chǎn)中需要進(jìn)一步的完善。在第3,153,574號(hào)美國(guó)專利中，Achorn等人提出了一種使用濕法磷酸和氨生產(chǎn)磷酸氫二銨的工藝，但是這種工藝需要預(yù)中和以及一個(gè)大的預(yù)中和罐。在第3,985,538號(hào)美國(guó)專利中，Hicks等人提出了一種生產(chǎn)顆粒狀聚磷酸銨肥料的工藝，在一個(gè)管式反應(yīng)器中制備好聚磷酸銨溶解物，通過管璧上一系列小孔的噴射，將小的肥料微粒凝固成顆粒物，但這同樣需要一個(gè)預(yù)中和步驟。在第4,134,750號(hào)美國(guó)專利中，Norton等人提出了一種使用管交叉式反應(yīng)器來生產(chǎn)磷酸鐵、磷硫酸銨和尿素磷硫酸銨的工藝。他們?cè)诠芙徊媸椒磻?yīng)器中引入硫酸。以期在終端產(chǎn)品中獲得濃度達(dá)30%以上的聚磷酸鹽。由于原材料成本中包括大量硫酸的費(fèi)用，以及硫酸造成的高度腐蝕環(huán)境，需要建造相應(yīng)設(shè)備，投入成本太大。在第4,337,079號(hào)美國(guó)專利中，Mann等人采用了一種放大管交叉式反應(yīng)器，在不添加硫酸的前提下生產(chǎn)多磷酸鹽含量為20%-30%的溶解液。他們并不是試圖將這些溶解液顆粒化，而是從中產(chǎn)生懸浮物。他們的放大管式反應(yīng)器在低于20psig（磅/平方英寸）的壓力下運(yùn)行，也就是說，這些管式反應(yīng)器需要沉入液體中操作從而避免氨的流失。操作繁雜，對(duì)反應(yīng)器腐蝕嚴(yán)重。在Smith的第2,926,079號(hào)美國(guó)專利，以及Kieffer等人的第2,798,801號(hào)美國(guó)專利工藝中，都需要一個(gè)烘干步驟來去除多余的濕氣。Hamsley等人在第3,415,638號(hào)美國(guó)專利的工藝中要求使用脫水罐。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)大顆粒肥料主要為挪威海德魯?shù)牧骰苍炝＜夹g(shù)和雙轉(zhuǎn)鼓造粒技術(shù)，但一次性投資和操作費(fèi)用較高，靈活性較差，只能對(duì)有限肥料品種進(jìn)行造粒，在環(huán)保方面粉塵污染嚴(yán)重，并且顆粒的機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)較差。因此，現(xiàn)存的造粒方法在顆粒的機(jī)械強(qiáng)度、粒徑等方面不盡人意，并且還有投資高、污染嚴(yán)重、操作繁雜等諸多問題，研究發(fā)展新型的造粒工藝亟待解決。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝，低耗能、無污染、易操作，制得的農(nóng)用肥料顆粒品質(zhì)優(yōu)良、質(zhì)地堅(jiān)硬、含水量低、顆粒結(jié)構(gòu)好。本專利技術(shù)所述的多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝，步驟如下：（1）在管式反應(yīng)器中加入磷酸，渦輪攪拌下通入氨氣反應(yīng)，得到多聚磷酸銨溶液；（2）調(diào)節(jié)好收集盤中顆粒的下落速度，然后將多聚磷酸銨溶液噴涂到下落的顆粒上，經(jīng)過滾筒內(nèi)反向氣流的冷卻作用后，噴灑過的顆粒上覆蓋了一層薄膜并被固化，形成顆粒物，顆粒物從滾筒排出進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的冷卻器冷卻；（3）冷卻后的顆粒物在篩選裝置中進(jìn)行篩選，粒徑3.5-4mm的顆粒物會(huì)被收集到緩沖漏斗中重新造粒，粒徑7.5-8mm的顆粒物則被壓碎并返回篩選裝置中，最后得到產(chǎn)品。步驟（1）中所述的磷酸的溫度是200-205℃。步驟（1）中所述的反應(yīng)壓力是0.27-0.32Mpa，反應(yīng)溫度是200-205℃，反應(yīng)時(shí)間是20-25min。步驟（1）中所述的加入磷酸的方式是以每小時(shí)14-16kg的速度加入。步驟（1）中所述的磷酸和氨氣的摩爾比是1：1-1.2。步驟（2）中所述的下落速度是55-60kg/h。步驟（2）中所述的反向氣流的溫度是25-28℃。步驟（2）中所述的冷卻至25-28℃。所述的多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝的設(shè)備包括滾筒、冷卻器和篩分裝置，滾筒、冷卻器和篩分裝置依次相連。所述的滾筒包括筒體，筒體壁內(nèi)側(cè)均等設(shè)置有揚(yáng)料板，滾筒中心設(shè)置有管式反應(yīng)器，管式反應(yīng)器與噴嘴相通，管式反應(yīng)器與揚(yáng)料板之間設(shè)置有收集盤。本專利技術(shù)中提出了一種通過濕法和氨化作用使磷酸發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)農(nóng)用肥料的改進(jìn)工藝，本專利技術(shù)的粒化過程發(fā)生在具有內(nèi)部構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)滾筒中。內(nèi)部構(gòu)件包括揚(yáng)料板、傾斜收集盤以及噴灑系統(tǒng)。顆粒物被揚(yáng)料板提升，下落一小段距離后落到收集盤上，然后到達(dá)滾筒頂部。顆粒物在傾斜收集盤的作用下呈幕簾狀。然后將已溶解的聚磷酸銨直接噴灑到下落顆粒形成的幕簾上。經(jīng)過滾筒內(nèi)反向氣流的冷卻作用后，噴灑過的顆粒上覆蓋了一層薄膜并被固化，形成尺寸適中的顆粒物。在溶解液經(jīng)過下落幕簾并給顆粒覆層的過程中，可以有效減少所需的大量化學(xué)物和游離水，達(dá)到了本專利技術(shù)工藝的主要目標(biāo)。本專利技術(shù)使用了一個(gè)放大的管式反應(yīng)器，但是對(duì)其加壓并保持在0.35MPa，以實(shí)現(xiàn)良好的固氨效果，并在載體顆粒下落的過程中噴灑涂層，但是不使用風(fēng)扇，不加水，也不需要大量揚(yáng)料板或盤子。本專利技術(shù)首先是將濕法酸在預(yù)熱器中用蒸汽預(yù)熱到200℃，然后將加熱后的酸在一個(gè)加壓的管式反應(yīng)器中進(jìn)行氨化并將產(chǎn)生的無水溶液直接用管子噴灑到含有相同成分溶液的再生顆粒上。氨和磷酸在加壓的管式反應(yīng)器中反應(yīng)產(chǎn)生熱量，游離水從反應(yīng)物中揮發(fā)出來，除去磷酸中的全部游離水和部分化合水，產(chǎn)生基本不含水的溶液。由于不含水的溶液噴灑到了造粒滾筒的再生物上，因此本專利技術(shù)工藝中無需干燥過程。在顆粒物之間也不會(huì)產(chǎn)生結(jié)塊。管式反應(yīng)器必須被加壓到0.35MPa左右，以便在造粒滾筒中將溶液噴灑到下落顆粒形成的幕簾上。早期測(cè)試實(shí)例證明，工藝過程中造成的聚磷酸鹽的水解作用程度與反應(yīng)器中溶液的保留時(shí)間成正比，因此用管式反應(yīng)器取代了加壓容器。與第3,153,574號(hào)美國(guó)專利相比，本專利技術(shù)取消了Achorn等人的工藝中需要的烘干固態(tài)磷酸銨這一個(gè)獨(dú)立的步驟，取消了昂貴的烘干步驟，降低了投資和操作成本，并且大幅減小能量需求，同時(shí)Achorn等人的工藝中必須考慮消除污染的問題，在本專利技術(shù)工藝中也被大大簡(jiǎn)化。與第3,985,538號(hào)美國(guó)專利相比，本專利技術(shù)中取消了預(yù)中和這一步驟，以及隨之所需的其他反應(yīng)、傳輸和計(jì)量設(shè)備等。與Smith的第2,926,079號(hào)美國(guó)專利，以及Kieffer等人的第2,798,801號(hào)美國(guó)專利相比，本專利技術(shù)工藝中省卻了烘干步驟。本專利技術(shù)工藝中還取消了一個(gè)加壓步驟，以及隨之所需的特殊設(shè)備，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝，其特征在于步驟如下：（1）在管式反應(yīng)器中加入磷酸，渦輪攪拌下通入氨氣反應(yīng)，得到多聚磷酸銨溶液；（2）調(diào)節(jié)好收集盤中顆粒的下落速度，然后將多聚磷酸銨溶液噴涂到下落的顆粒上，經(jīng)過滾筒內(nèi)反向氣流的冷卻作用后，噴灑過的顆粒上覆蓋了一層薄膜并被固化，形成顆粒物，顆粒物從滾筒排出進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的冷卻器冷卻；（3）冷卻后的顆粒物在篩選裝置中進(jìn)行篩選，粒徑3.5?4mm的顆粒物會(huì)被收集到緩沖漏斗中重新造粒，粒徑7.5?8mm的顆粒物則被壓碎并返回篩選裝置中，最后得到產(chǎn)品。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝，其特征在于步驟如下：
（1）在管式反應(yīng)器中加入磷酸，渦輪攪拌下通入氨氣反應(yīng)，得到多聚磷酸銨溶液；
（2）調(diào)節(jié)好收集盤中顆粒的下落速度，然后將多聚磷酸銨溶液噴涂到下落的顆粒上，經(jīng)
過滾筒內(nèi)反向氣流的冷卻作用后，噴灑過的顆粒上覆蓋了一層薄膜并被固化，形成顆粒物，
顆粒物從滾筒排出進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的冷卻器冷卻；
（3）冷卻后的顆粒物在篩選裝置中進(jìn)行篩選，粒徑3.5-4mm的顆粒物會(huì)被收集到緩沖漏
斗中重新造粒，粒徑7.5-8mm的顆粒物則被壓碎并返回篩選裝置中，最后得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝，其特征在于步驟（1）中所述
的磷酸的溫度是200-205℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝，其特征在于步驟（1）中所述
的反應(yīng)壓力是0.27-0.32Mpa，反應(yīng)溫度是200-205℃，反應(yīng)時(shí)間是20-25min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多聚磷酸銨農(nóng)用肥料造粒工藝，其特征在于步驟（1）中所述
的加入...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周峰，苗志偉，胡辰飛，潘克靜，鄭香軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東泰寶生物科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東;37