非均质尿基复合肥流化造粒工艺制造技术

本发明专利技术为一种非均质尿基复合肥流化造粒工艺。在造粒器中雾化的溶融的尿素溶液对流化床层中的粒状晶种进行涂覆造粒，以生成磷、钾肥或其它物质为内核，尿素为外壳的粒状复合肥。尿素溶液的浓度≥９５％，复合肥的总养分（Ｎ＋Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］＋Ｋ↓［２］Ｏ）浓度为３０－５７％。晶种为磷源或钾源肥料中的至少一种。尿素溶液中加入微量元素或除草剂或保水剂或农药中的一种或多种。流化床可为喷动一流化床或振动一流化床。工艺流程短，产品质量好，生产效率高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
非均质尿基复合肥流化造粒工艺本专利技术与尿基复合肥的流化造粒生产工艺有关。尿基复合肥是以尿素为氮源，通过添加其它含有磷、钾、硫等元素的肥料加工而成的复肥。成型造粒是生产尿基复合肥的技术关键。目前，见诸于工业实践的复肥造粒工艺有喷浆造粒、转鼓(转盘)造粒、流化造粒等，但用于尿基复合肥工业生产的工艺主要是转鼓造粒和喷浆造粒，这两种工艺的生产能力较小，同时也存在一定的技术缺陷。而流化造粒具有生产量大、效率高、产品质量好等优点，已被成功应用于大规模的大颗粒尿素的生产，但此种方式迄今为止尚未用于大规模的尿基复合肥生产。尿基复合肥流化造粒存在的主要问题是由于尿素与其它多种复肥原料的配伍性差，阻碍了流态化技术用于尿基复肥的生产。如尿素与磷酸一铵(MAP)混合在温度较高时容易形成粘度较大的低共熔物，使得熔融液难以很好地雾化，并且熔液喷头磨蚀严重，难以长时间地使用；又如尿素与过磷酸钙相混合，由于化学反应要释放1分子结晶水，使得物料湿度增加，发生潮结。其化学反应式如下：同时，过磷酸钙中所含大量不溶物不能与熔融尿素溶液形成共熔物。此外，难以在熔融尿素溶液中加入足量的钾盐(如氯化钾、硫酸钾)也是阻碍流态化技术用于尿基复肥生产的另一原因。以往的解决办法是在含水量低的尿素溶液中加入延迟结晶的无机盐或高分子类的“阻晶剂”，或是增加尿素溶液的水含量，以尽可能多地溶解钾元素。但是这两种方法都存在着很大局限性，前者作用效果有限，后者随着成粒过程中的蒸发浓缩，钾盐以微晶形式析出生成浆态状粘稠的尿素溶液，难以满足生产高浓度多元复合肥的要求。经对现行的尿基复合肥造粒工艺路线分析对比，发现以往的技术都是试图先将含N、P、K三元素的单质肥料完全共溶(熔)，以制得均一的溶(熔)液，然后进行造粒，生产本文所称的均质复合肥，因而使得流态化技术难以用于尿基复合肥的大规模生产。本专利技术的目的是提出一种工艺流程简单，对喷头磨损小，防结块效果好，可生产-->高浓度多元复合肥，生产效率高的非均质尿基复合肥流化造粒工艺。本专利技术提出均质复合肥与非均质复合肥的概念，在非均质复合肥概念指导下，开发出非均质尿基NPK复合肥生产新工艺。所谓均质复合肥是指在单个肥料的粒子中各营养元素组份以规定的养分比例(如N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)均匀一致，无明显差别。因而在造粒时须将各单质肥料完全共溶(熔)以形成完全互溶(熔)的溶(熔)液。而非均质复合肥的特征是在单个肥料的粒子中各营养元素组份以微粒的团聚或包裹的方式结合在一起，各单质肥料组份之间虽存在着明显的界限，但宏观上各养分比例又符合产品规定的要求(如N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)。这种复合肥从微观(单个颗粒)来看，其中的氮、磷、钾成分是非均相的，不同颗粒中的氮、磷、钾比例也可能存在微小差别，但从宏观来看，一批复合肥产品的氮、磷、钾的配比则是固定的。与均质复合肥不同，非均质复合肥所含养分在土壤中分步溶解，可以更好地满足农作物在不同生长期对不同养分的需求变化。本专利技术是这样实现的：一种非均质尿基复合肥流化造粒工艺，在造粒器中雾化的溶融的尿素溶液对流化床层中的粒状晶种进行涂覆造粒，以生成磷、钾肥或其它物质为内核，尿素为外壳的复合肥。其它物质为后工序返料或含微量元素如稀土的粒状物。尿素溶液的浓度≥95％，复合肥的总养分(N+P2O5+K2O)浓度为30-57％。晶种为磷源或钾源无机肥中的至少一种。尿素溶液中加入微量元素或除草剂或保水剂或农药中的一种或多种。流化床可为喷动-流化床或转鼓-流化床或振动-流化床。粒状晶种首先进入造粒器的防水层喷涂区，溶融雾化的无机或高分子防水物质先对晶种涂覆防水层后再涂覆尿素层。磷源为过磷酸钙或重过磷酸钙，防水物质为硫磺或石蜡或树脂。晶种包括后工序的尿素涂覆物返料。尿素溶液中加入防结块剂，钾源为氯化钾或硫酸钾，流化床温度为110-115℃，尿素溶液温度为132℃。造粒过程中形成的粉尘经干式除尘，再洗涤，洗涤液蒸发浓缩后生成的粒状物进入造粒器作为造成粒晶种之一。本专利技术在现行大颗粒尿素流化造粒工艺上，调整返料比例，将原返料的尿素“晶种”粒子部分替换为其它单质肥料的颗粒，熔融尿液作为氮源引入，并增加干式除尘和尾气吸收浓缩装置，即可生产非均质的尿基NPK复合肥。不同的流态化造粒设备如流化床、喷动-流化床、转鼓-流化床及振动流化床均可用于本工艺的工业实施。本专利技术工艺简单，造粒质量好，喷头磨损小，生产效率高。如下是本专利技术的附图：图1为流化造粒原理示意图，其中图1(a)为层式成长模式，图1(b)为聚式成-->长模式。图2为实施1的流程图。图3为实施2的流程图。在气固流态化下，将雾化的尿素溶(熔)液喷涂于磷酸铵、氯化钾等含磷、钾的单质肥料的固体粒子上，以层式成长或团聚成长方式将所需的元素包裹和粘结成粒。在层式成长过程中，雾化的熔融尿液以“洋葱皮”方式一层一层的涂覆在造粒晶种上，尿素溶液中所含水分在颗粒表面不断蒸发，熔融尿素则在冷却过程中固化在固体颗粒表面，使颗粒不断长大。以层式成长形成的颗粒粒度均匀、表面光滑，其机械强度也较强。聚式成长是因喷涂于各造粒晶种表面的熔融尿素溶液在冷却固化前颗粒间相互碰撞而粘结，使颗粒不断长大的过程。聚式成长具有颗粒生长速度快的特点。但所产生的颗粒粒度不均匀，表面较粗糙，其机械强度也比层式成长方式产生的颗粒差。工艺过程表明，流化状态下两种成长方式很难严格区分为层式成长或聚式成长。只是在一定的操作条件下，可能以某一种成长方式为主。流化气速、固体颗粒(晶种)浓度及物化特性、尿素溶液浓度等多种因素都对造粒的过程有着直接的影响。本专利技术分别研究了与尿素配伍性较好的磷酸铵和与尿素配伍性较差的过磷酸钙为磷源的非均质尿基复肥的流化造粒过程。同时，针对复肥防结块性能差的特点，研究了防结块剂添加量对复肥防结块性能的影响。对于分别以磷酸铵和过磷酸钙为磷源时，工艺流程应作适当的调整，现分述如下。图2为以磷酸铵为磷源的非均质尿基复合肥流化造粒工艺流程。当以磷酸铵为磷源时，生产中直接以1．0mm左右的磷酸铵颗粒作为流化造粒晶种，如生产氮磷钾三元复合肥则还应加入氯化钾颗粒(直径0．1～1．0mm)。从尿素合成装置来的尿素溶液经管道(1)送至贮槽(2)，在静态混合器(3)中与从洗涤液蒸发器(31)来的浓缩混合液及防结块剂(4)混合后经尿素溶液泵(5)送至造粒器(15)。流化空气由管道(6)引入造粒器下部的流化空气室(11)，经分布板(13)进入造粒器(15)，使床层处于流化状态。喷动空气经管道(7)进入喷动空气室，经喷动空气管(12)进入造粒器(15)，在流化床层形成稀相区。磷酸铵(26)、氯化钾(27)固体颗粒，以及返料固体粒子(20)共同作为晶种，经加料仓(23，24，25)加入造粒器(15)。在造粒器中，尿液经喷头(8、9、10)雾化。在流化状态下，雾化的尿素溶液反复喷涂在作为晶种的流化固体颗粒上，使其以层式成长和团聚式成长的方式达到-->粒径要求。在造粒器后段由管道(14)引入低温流化空气，使粒子流化冷却。造粒器(15)出料经提升机(16)送至振动筛(17)进行筛分，超大颗粒经粉碎机(19)粉碎后与细小颗粒一同作为晶种返回造粒器；符合粒径要求的作为成品(18)送去包装。含粉尘的流化空气经风机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非均质尿基复合肥流化造粒工艺，其特征在于在造粒器中雾化的溶融的尿素溶液对流化床层中的粒状晶种进行涂覆造粒，以生成磷、钾肥或其它物质为内核，尿素为外壳的粒状复合肥。

【技术特征摘要】
1．一种非均质尿基复合肥流化造粒工艺，其特征在于在造粒器中雾化的溶融的尿素溶液对流化床层中的粒状晶种进行涂覆造粒，以生成磷、钾肥或其它物质为内核，尿素为外壳的粒状复合肥。2．根据权利要求1所述的工艺，其特征在于尿素溶液的浓度≥95％，复合肥的总养分(N+P2O5+K2O)浓度为30…57％。3．根据权利要求1所述的工艺，其特征在于晶种为磷源或钾源肥料中的至少一种。4．根据权利要求1所述的工艺，其特征在于尿素溶液中加入微量元素或除草剂或保水剂或农药中的一种或多种。5．根据权利要求1所述的工艺，其特征在于流化床可为喷动-流化床或转鼓-流化床或振动-流化床。6．根据权利要求1和2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸿生，李天文，戴志谦，张天来，曹永生，茅启昌，伍泽民，
申请(专利权)人：泸天化集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]