專利名稱：尿素控失肥及其制備方法和生產裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及化肥領域，特別涉及一種尿素控失肥及其制備方法和生產裝置。
背景技術：
我國是農業大國，如何提高化肥的利用率是實現農作物豐產的關鍵問題之一。化肥中可被植物吸收的養分大多以無機鹽形式存在，這些無機鹽很容易流失、揮發，正因如此，傳統的化肥只有約30%被植被吸收，剩余部分均隨水分流失，化肥的利用率低且易導致環境污染。為了提高化肥的利用率，緩/控釋肥首先得到廣泛應用，但是其價格較為昂貴，對于肥料流失率的控制也有待提高。近年來，控失肥越來越受到人們關注，控失肥是向傳統的化肥中加入控失劑后制得的化肥。控失肥中添加的控失劑是一種經過物理及化學改性的天然納米材料-凹凸棒晶，凹凸棒晶通過氫鍵、范德華力和粘滯力與化肥分子相互作用，形成微納尺度的互穿網絡，吸附和網捕住化肥中的氮、磷、鉀等養分，達到控制養分流失，提高化肥利用率的效果，最大程度減少農業面源污染的目的。現有的控失肥主要為尿素控失肥，其是由尿素和控失劑混合后按照一定方式造粒成型后制得。尿素是最主要的氮肥，其生產裝置包括順次連接的尿素合成塔、汽提塔、尿素蒸發裝置和造粒塔。利用此裝置生產尿素的過程為在一定溫度和壓力條件下甲銨在合成塔內發生脫水反應生成尿素，含有尿素的混合物進入汽提塔分離出大部分未反應的原料， 然后再導入尿素蒸發裝置中去除水和殘余甲銨得到熔融態的尿素，即脲漿，其中，尿素蒸發裝置還可具體包括與汽提塔相連的第一蒸發器，用于去除物料中的部分水和殘余甲銨；和與第一蒸發器相連的第二蒸發器，用于去除由第一蒸發處理后的物料中的殘余水分；從蒸發裝置排出的脲漿送入造粒機造粒后便得到尿素。現有的尿素控失肥的制備方法通常為壓力成型造粒法，即將生產出的尿素粉碎后與控失劑混合送入擠壓造粒機，通過施加壓力將其壓緊為密實狀態，得到尿素控失肥。壓力成型造粒法包括模壓法、擠壓法和滾壓法，其中擠壓法應用較為廣泛。壓力成型造粒法造粒機理為團聚造粒，按此法得到的緩釋肥松散易碎，使用不便，易隨雨水流失。為了避免養分損失通常需要將壓力成型后的控失肥再進行上油包覆。申請號為200710302509. 1的中國專利公開了一種控失氮肥及其制備方法，具體為將控失劑添加到氮肥中，攪拌均勻在對輥擠壓造粒機上造粒，將造粒后的肥粒送入上油滾筒進行噴霧上油，上油后得到控失氮肥。因此，采用現有方法制備出的控失肥疏松易散，為了保證其不易流失還需要增加上油包覆工序，操作較為繁瑣，制備成本較高。

發明內容
本發明解決的技術問題在于提供一種尿素控失肥的生產裝置，采用該裝置制備出的尿素控失肥密實度高。有鑒于此，本發明提供一種尿素控失肥的生產裝置，包括脲漿合成裝置、熔融尿素罐和造粒裝置；所述熔融尿素罐的入口與脲漿合成裝置的脲漿出口相連，所述熔融尿素罐內設有攪拌器，所述熔融尿素罐的出口與造粒裝置相連。優選的，所述脲漿合成裝置包括順次連接的尿素合成塔、汽提塔、第一蒸發器和第二蒸發器，所述第二蒸發器的脲漿出口與熔融尿素罐相連。優選的，所述攪拌器為雙層螺旋槳式攪拌器。優選的，所述造粒裝置為回轉帶式冷凝造粒機。相應的，本發明還提供一種尿素控失肥的制備方法，包括將脲漿導入熔融尿素罐，加熱所述熔融尿素罐并加入控失劑，將所述脲漿和控失劑攪拌均勻，得到控失肥脲漿；將所述控失肥脲漿送入造粒裝置內冷凝造粒成型，得到尿素控失肥。優選的，所述加熱溫度為130°C 150°C。優選的，所述攪拌的速度為30rpm 90rpm。優選的，所述脲漿的含水量不超過Iwt %。優選的，所述造粒裝置為回轉帶式冷凝造粒機，冷凝溫度小于45°C。本發明還提供一種尿素控失肥，其密度為1. 2g/cm3 1. 4g/cm3。本發明提供一種尿素控失肥的制備方法，該方法是以尿素生產工藝中由尿素蒸發裝置制備的脲漿為原料，將上述脲漿導入熔融尿素罐內在熔融狀態與控失劑混合均勻，制備控失肥脲漿，然后將控失肥脲漿再送入造粒裝置內冷凝造粒成型制得尿素控失肥。相對于現有的擠壓造粒成型尿素控失肥，按照本發明方法生產的尿素控失肥結構較為密實，顆粒密度大，尿素控失肥表面致密，水分不易滲入，避免養分隨水分流失，提高了化肥的利用率；且該尿素控失肥不易破碎，無需再進行上油包覆工序。


圖1為本發明提供的尿素控失肥生產裝置結構示意圖；圖2為尿素標準曲線。
具體實施例方式為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。本發明實施例公開了一種尿素控失肥的制備方法，包括如下步驟a)、將脲漿導入熔融尿素罐內，加熱熔融尿素罐并加入控失劑，將脲漿和控失劑攪拌均勻，得到控失肥脲漿。b)、將所述控失肥脲漿送入造粒裝置內冷凝造粒成型，得到尿素控失肥。由上述方案可知，本發明是以尿素生產工藝中由尿素生產裝置制備的脲漿為原料，將上述脲漿導入熔融尿素罐內保持熔融狀態并加入控失劑，使熔融態的脲漿與控失劑混合均勻制備控失肥脲漿，將控失肥脲漿再送入造粒裝置內冷凝造粒成型便得到尿素控失肥。步驟a是制備控失肥脲漿的過程，熔融尿素罐的作用是一方面將保持脲漿為熔融態，另一方面為熔融脲漿與控失劑提供混合空間。本發明優選設置熔融罐的加熱溫度為130°C 150°C，更優選為133°C 136°C，具體實現方式為向熔融尿素罐夾套中通入 0. 35Mpa 0. 5Mpa的蒸汽。熔融罐內溫度設置過高易增加脲漿中縮二脲的含量，降低最終產品中養分的含量。熔融脲漿與控失劑的混合工序中，優選設置攪拌速度為30rpm 90rpm，更優選為40rpm 50rpm，脲漿與控失劑的重量比優選為100 1 10，更優選為100 1 6，最優選為100 5。控失肥優選采用安徽帝元生物科技有限公司提供的 KS-E-5%控失劑。脲漿中水分含量對于尿素控失肥的性能有一定影響，脲漿中水分含量高雖然流動性好，輸送方便，易與控失劑混合，但是最終制備的尿素控失肥中水分含量較高，因此還要增設增加烘干設備，并且對于顆粒狀的尿素控失肥的水分很難去除。因此，本發明優選選用含水量小于Iwt %的脲漿，進而減少附加設備支出，簡化操作。將脲漿熔融并與控失劑混勻后便可冷凝造粒成型，本發明優選采用回轉帶式冷凝造粒機，冷凝溫度優選小于45°C，控失肥脲漿的冷凝造粒過程為控失肥脲漿送入回轉帶式冷凝造粒機的布料器，通過布料器控失肥脲漿均勻的分布于布料器下方的鋼帶上，鋼帶下方設置有連續噴淋、冷卻裝置，使鋼帶上的控失肥脲漿在移動過程中得以快速冷卻和固化，得到尿素控失肥。操作人員還可通過改變、調整布料器的噴頭型態生產出半圓形或條形的尿素控失肥。因此，采用回轉帶式冷凝造粒機操作簡便，還可根據需求制備多種形態的尿素控失肥。經過冷凝造粒成型制得尿素控失肥后，本發明還優選尿素控失肥粉碎后篩選制得顆粒狀的尿素控失肥，篩選粒徑優選為2mm 4mm。由上述方案可知，本發明提供的制備方法是將熔融脲漿直接與控失劑混合后冷凝造粒成型，因此形成的尿素控失肥的結構較為密實，顆粒密度大，尿素控失肥表面致密，不易破碎，避免養分隨雨水流失，提高了化肥的利用率；且該尿素控失肥不易破碎，無需再進行上油包覆工序，也無需添加防粘劑，使用期內不會粘連成團。并且，本發明提供的方法可直接與尿素生產相銜接，以尿素過程中制備的脲漿為原料制備，易于實現工業化大規模的生產。相應的，本發明還提供一種尿素控失肥的生產裝置，圖1所示為本發明提供的尿素控失肥生產裝置結構示意圖，該尿素控失肥生產裝置包括脲漿合成裝置1 ；熔融尿素罐2，其入口與脲漿合成裝置1的脲漿出口相連，出口與造粒裝置3相連， 熔融尿素罐內設有攪拌器21。使用時，脲漿合成裝置1內的脲漿導入熔融尿素罐2，熔融尿素罐2用于將由脲漿加熱使其保持熔融態，并將其與控失劑混合，造粒裝置3用于將脲漿與控失劑混合后的物料冷凝造粒成型。為了使熔融脲漿與控失劑混合均勻，熔融尿素罐內2的攪拌器21優選使用雙層螺旋槳式攪拌器。為了便于操作，提供品種形態多樣的產品，造粒裝置優選為回轉帶式冷凝造粒機。脲漿合成裝置的脲漿出口通過泵與熔融尿素罐相連入口相連，熔融尿素罐的出口通過泵與造粒裝置相連。上述裝置中，脲漿合成裝置1用于提供脲漿，為尿素控失肥提供原料，脲漿合成裝置1可以采用本領域技術人員熟知的裝置，優選采用現有尿素生產裝置中的脲漿合成部分，具體為依次包括順次連接的尿素合成塔、汽提塔和尿素蒸發裝置，尿素蒸發裝置的脲漿出口與熔融尿素罐2相連。脲漿進入熔融尿素罐后與控失劑混合均勻得到控失肥脲漿， 控失肥脲漿被送入造粒裝置內冷凝造粒成型，得到尿素控失肥。對于上述脲漿合成裝置中的蒸發裝置，可以采用依次連接的第一蒸發器和第二蒸發器結構。第一蒸發器溫度較低，用于去除物料中的部分水和殘余甲銨，第二蒸發器溫度較高，用于去除由第一蒸發處理后的物料中的殘余水分。對于此種蒸發裝置，可以直接將由第一蒸發器排出的脲漿導入熔融尿素罐，也可將由第二蒸發器內排出的脲漿導入熔融尿素罐。第一蒸發器排出的脲漿雖然溫度低，縮二脲含量低，粘度也較低，流動性好，輸送方便， 易于與控失劑混合，但是脲漿中含水量高。若直接將從第一蒸發器排出的脲漿導入熔融尿素罐，最終制備的尿素控失肥中水分含量較高，因此還要增設增加烘干設備，并且對于顆粒狀的尿素控失肥的水分很難去除。而從第二蒸發器內排出的脲漿水分含量低，水分含量小于Iwt %，無需再增設烘干設備便可保證控失肥中的水分含量，因此優選是將第二蒸發器的脲漿出口與熔融尿素罐的入口相連，以降低最終產品的含水量，減少附加設備投入，節約生產成本。本發明還提供一種尿素控失肥，該尿素控失肥的密度為1. 2g/cm3 1. 4g/cm3。，其優選包括重量比為1 10 100的控失劑和尿素，控失劑和尿素的重量比更優選為1 6 100，最優選為5 100。控失劑優選為安徽帝元生物科技有限公司提供的KS-E-5%控失劑。為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明提供的尿素控失肥制備方法和生產裝置進行描述，本發明的保護范圍不受以下實施例的限制。以下實施例中采用的生產裝置如圖1所示，其中，脲漿合成裝置包括順次連接的尿素合成塔、汽提塔、第一蒸發器和第二蒸發器，第二蒸發器的脲漿出口通過脲漿泵與熔融尿素罐的入口相連。熔融尿素罐內的攪拌器為雙層螺旋槳式攪拌器，造粒裝置為回轉帶式冷凝造粒機。以下實施例使用的控失劑均由安徽帝元生物科技有限公司提供，商品牌號為 KS-E-5%。實施例11、將從第二蒸發器內排出的脲漿送入熔融尿素罐內，熔融尿素罐夾套內通入 0. 3Mpa 0. 4Mpa的蒸汽，保持熔融尿素罐內溫度為134°C 136°C，向熔融尿素罐內加入控失劑，加入的控失劑與脲漿的重量比為5 100，設置熔融尿素罐內攪拌器的攪拌速度為 40rpm，得到控失肥脲漿。2、將熔融尿素罐內的控失肥脲漿送入回轉帶式冷凝造粒機，設置冷卻水溫度為 35°C，得到尿素控失肥。實施例2本實施例與實施例1的區別在于加入的控失劑與脲漿的重量比為2 100，其余工序與實施例1相同。實施例3本實施例與實施例1的區別在于加入的控失劑與脲漿的重量比為8 100，其余工序與實施例1相同。比較例1
將控失劑與尿素粉末按照5 100的重量比混合攪拌均勻，然后將混合物料在對輥擠壓造粒機上造粒，得到尿素控失肥。測試實施例1 3和比較例1制備的尿素控失肥的密度和外觀，測試結果列于表 1。表1實施例1 3和比較例1制備的尿素控失肥的密度測試結果
權利要求
1.一種尿素控失肥的生產裝置，其特征在于，包括脲漿合成裝置、熔融尿素罐和造粒裝置；所述熔融尿素罐的入口與脲漿合成裝置的脲漿出口相連，所述熔融尿素罐內設有攪拌器，所述熔融尿素罐的出口與造粒裝置相連。
2.根據權利要求1所述的生產裝置，其特征在于，所述脲漿合成裝置包括順次連接的 尿素合成塔、汽提塔、第一蒸發器和第二蒸發器，所述第二蒸發器的脲漿出口與熔融尿素罐相連。
3.根據權利要求1所述的生產裝置，其特征在于，所述攪拌器為雙層螺旋槳式攪拌器。
4.根據權利要求1所述的生產裝置，其特征在于，所述造粒裝置為回轉帶式冷凝造粒機。
5.一種尿素控失肥的制備方法，其特征在于，包括將脲漿導入熔融尿素罐，加熱所述熔融尿素罐并加入控失劑，將所述脲漿和控失劑攪拌均勻，得到控失肥脲漿；將所述控失肥脲漿送入造粒裝置內冷凝造粒成型，得到尿素控失肥。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述加熱溫度為130°C 150°C。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌的速度為30rpm 90rpm。
8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述脲漿的含水量不超過lwt%。
9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述造粒裝置為回轉帶式冷凝造粒機，冷凝溫度小于45°C。
10.一種尿素控失肥，其特征在于，密度為1. 2g/cm3 1. 4g/cm3。
全文摘要
本發明提供一種尿素控失肥的生產裝置，包括脲漿合成裝置、熔融尿素罐和造粒裝置；所述熔融尿素罐的入口與脲漿合成裝置的脲漿出口相連，所述熔融尿素罐內設有攪拌器，所述熔融尿素罐的出口與造粒裝置相連。本發明還提供一種尿素控失肥的制備方法和一種密度為1.2g/cm3～1.4g/cm3的尿素控失肥。按照本發明方法生產的尿素控失肥結構較為密實，顆粒密度大，尿素控失肥表面致密，水分不易滲入，避免養分隨水分流失，提高了化肥的利用率；且該尿素控失肥不易破碎，無需再進行上油包覆工序。
文檔編號C05C9/00GK102249742SQ201110117028
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月6日 優先權日2011年5月6日
發明者葉郭剛, 趙彧 申請人:安徽帝元生物科技有限公司