CN102503705A - 一种熔体造粒绿色海藻复合肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔体造粒绿色海藻复合肥及其制备方法,涉及复合肥料生产技术领域。其将规定组分的尿素、硫酸钾、磷酸一铵、填充剂、海藻浓缩提取液配料,再经加热、混合、造粒、冷却制成。本发明产品具有天然绿色无污染、增产效果好、改善作物品质、提高植物抗逆能力、降低能耗、节约能源的优点。
Description
技术领域
本发明属于复合肥料生产技术领域,具体涉及一种熔体造粒绿色海藻复合肥及其制备方法。
背景技术
近年来,由于全球气候变化、水体富营养化等原因,造成海洋大型海藻“绿潮”(Green Tides)频频暴发,涉及到山东沿岸海域,特别是青岛近岸海域的“绿潮”规模宏大,国外绿潮生物主要是石莼属海藻,而我国发生的绿潮生物主要是以海带、浒苔、巨藻、马尾藻等为主,由于大量海藻漂浮聚集到岸边,阻塞航道,同时海藻大量堆积后腐烂繁殖时需要消耗大量氧气,并散发出恶臭,对海底生物生存和海洋环境构成威胁,破坏海洋生态***,严重威胁沿海渔业、旅游业发展。由于“绿潮”的大面积爆发对海洋生态、渔业生产、城市环境、食品安全、人们生活起居等造成了严重的破坏,因此探索海洋“绿潮”副产物资源综合利用的有效途径,对于***解决海洋绿潮带来的环境、生态、经济问题具有重要意义。
海藻富含多种无机元素,以钠、钾、铁、钙含量最多,对植物生长有促进作用,并且含有多种氨基酸、多糖、纤维、脂肪酸和天然植物生长调节剂,对植物提高产量、改善品质均有增强作用,能提升作物抗病、抗旱、抗寒、抗盐碱等抗逆能力,因此,研究开发海藻肥成为大规模处理绿潮海藻的热点之一。目前,市场上已有生物海藻肥、液体海藻肥、海藻尿素和海藻功能性肥料等小肥料产品。但是此类产品在生产过程中容易产生废气、废渣、固体废弃物等,对环境造成极大的污染,而且能耗大,不符合节能减排的环境意识,因此,产品的生产成本高、推广应用范围小。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明在双塔熔体造粒复合肥的基础上,结合施肥土壤的供肥性能,将天然海藻进行特殊生化工艺处理,提取海藻中的精华物质,进行科学合理配方,生产出淡黄色高氮型尿基高塔复合肥,即熔体造粒绿色海藻复合肥。
本发明产品是集高塔复合肥、稳定性肥料、海藻肥于一体的高科技产品,通过对现有高塔熔体造粒工艺进行技术改造,添加适量的海藻物质,以实现高塔复合肥产品的技术升级,不仅具有高塔肥料的一切优点,同时兼顾稳定长效效应,对土壤生态环境无任何破坏作用,绿色环保无污染。
本发明技术方案为:
原料组分如下,皆为重量份:
尿素 | 400~500份 |
硫酸钾 | 200~250份 |
磷酸一铵 | 200~300份 |
填充剂 | 10~50份 |
海藻浓缩提取液 | 5~20份 |
所述填充剂为白云石粉;所述尿素中氮含量为46%;所述硫酸钾中氧化钾含量为50%;所述磷酸一铵中含氮总量为11%,五氧化二磷含量为44%;所述海藻浓缩提取液按如下方法制备:将1份重量份的海藻及25-35份重量份的水加入反应釜中,加氢氧化钾0.1-0.4份重量份,升温至80摄氏度,并不断搅拌,保温3小时;过滤混合物,滤液真空浓缩5倍,即得海藻浓缩提取液。
优选地,所述的海藻由巨藻、浒苔为原料组成。
本发明熔体造粒绿色海藻复合肥,优选原料组分如下,皆为重量份:
尿素 | 450~480份 |
硫酸钾 | 220~250份 |
磷酸一铵 | 220~280份 |
填充剂 | 30~45份 |
海藻浓缩提取液 | 5~10份 |
[0009] 本发明熔体造粒绿色海藻复合肥,最优选原料组分如下,皆为重量份:
尿素 | 455份 |
硫酸钾 | 245份 |
磷酸一铵 | 260份 |
填充剂 | 30份 |
海藻浓缩提取液 | 10份 |
[0010] 本发明熔体造粒绿色海藻复合肥的制备方法,包括如下工艺步骤:
(1)将生产原料按配比均输入DCS(生产控制管理***)自动控制计量;
(2)尿素熔融温度133~140℃,尿素浓度大于98%;
(3)磷酸一铵粒径小于1㎜,加热温度95~125℃;
(4)硫酸钾粒径小于1㎜,加热温度115~140℃;
(5)尿素熔液与加热后的磷酸一铵、钾盐和海藻浓缩提取液混合时间为2~3分钟,形成的悬浊液熔融料浆温度为115~135℃,混合后料浆迅速进入喷浆造粒装置进行造粒;
(6)塔底颗粒物料直径1~4.75㎜,颗粒物料温度小于70℃;
(7)经冷却机冷却,出口颗粒物料温度小于45℃,即得成品。
本发明将尿素熔融液与磷酸一铵、硫酸钾等混合后能形成具有流动性能良好低共熔体混合料浆的特性,添加海藻浓缩提取液,通过造粒喷头,将混合料浆喷入造粒塔中,使其在下落过程中与上升气流进行热交换,冷却固化,形成颗粒,获得内部养分分布均匀的带有针孔状的高氮、高浓度海藻复合肥颗粒。
本发明中的海藻浓缩提取液以天然海藻为原料,经过碱提、过滤、浓缩制备,海藻浓缩提取液中含有海藻低聚糖、植物生长调节剂、碘及中微量元素等。
本发明生产的熔体造粒绿色海藻复合肥中含有大量的非含氮有机物、陆生植物无法比拟的钾、钙、镁、铁、锌等40余种矿物质元素和丰富的维生素。特别是含有海藻中所特有的海藻多糖及多种天然植物生长调节剂,如植物生长素、赤霉素、类细胞***素、多酚化合物及抗生素类物质,具有很高的生物活性,可刺激植物体内非特异性活性因子的产生和调节内源激素的平衡,对植物提高产量、改善品质均有增强作用。
本发明与传统工艺技术相比,具有以下突出的优点:
1、天然绿色无污染,增产效果显著
本发明的熔体造粒绿色海藻复合肥主要原料选自天然海藻,经过特殊生化工艺处理,提取海藻中的精华物质,保留了天然活性组分,而且还可以促进土壤团粒体的形成,增加土壤通透性,改善微生物生存环境,是一种天然绿色无污染的肥料,增产效果显著。
2、提高肥料利用率,改善作物品质
熔体造粒绿色海藻复合肥中含有大量钾、钙、镁、铁、锌等40余种矿物质元素和丰富的维生素,特别是含有海藻中所特有的海藻多糖及多种天然植物生长调节剂,具有很高的生物活性,肥效高,不仅可提高肥料利用率,而且对提高作物产量、改善品质均有增强作用。
3、提高作物抗逆性,减少作物病害
熔体造粒绿色海藻复合肥中含有天然抗生素、多糖、碘等物质,具有显著的抑菌、抗病毒和驱虫效果,因此可提高作物抗逆性,同时减少作物病害。
4、降低能耗,节约能源,实现清洁生产
熔体造粒绿色海藻复合肥的生产过程中无水分引入,无需烘干,提高产能,发挥了装置的规模效益,降低能耗,节约能源。
由于该产品生产过程采用DCS控制,操作稳定,且生产过程中基本无“三废”污染物的排放,实现清洁生产。
附图说明
附图1为本发明一种熔体造粒绿色海藻复合肥生产工艺流程图。
具体实施方式
上海化工研究院科奕化肥工程技术中心从1997年起开始研究熔体造粒法制备高浓度尿基复合肥技术,并于2004年10月与史丹利化肥股份有限公司合作研究开发了年产10万吨中试装置,取得了突破性的进展。在此基础上,史丹利化肥股份有限公司通过自主创新建设了年产40万吨的双塔熔体造粒复合肥装置。采用熔体造粒工艺生产的高塔肥具有养分含量高且稳定、外观圆滑、不易结块等优点,本发明将熔体造粒工艺与海藻复合肥进行技术集成,所生产的熔体造粒绿色海藻复合肥能够提高肥料利用率、改良土壤结构、增强作物抗逆性、改善作物品质。除此之外,利用高塔熔体造粒工艺技术生产海藻肥,不仅能够实现清洁节能生产,降低生产成本,提高肥料利用率,而且也成为一种绿潮海藻无害化处理与资源化综合利用的解决方案。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明,但不仅限如此。
实施例1:
将450kg尿素经高温熔融134℃,用泵送入塔顶混合槽中;将250kg加热至120℃的硫酸钾、250kg加热至110℃的磷酸一铵、45kg白云石粉和5kg海藻浓缩提取液一起经计量后,送入搅拌器中充分混合均匀;经破碎后用斗提机送至塔顶仓,后经混料加热器加热至60℃;将混料送入尿素熔融槽中,搅拌混成稠液状液体,温度控制在115℃;送至差动喷头,在高塔中喷淋造粒塔,底颗粒物料直径为2㎜;冷却至40℃,即得高塔海藻复合肥,其带有海藻味。其中,海藻浓缩提取液按如下方法制备:海藻以重量比为1:1的巨藻和浒苔组成,将1份重量份的海藻及25份重量份的水加入反应釜中,加氢氧化钾0.3份重量份,升温至80摄氏度,并不断搅拌,保温3小时;过滤混合物,滤液真空浓缩5倍,即得海藻浓缩提取液。
该熔体造粒绿色海藻复合肥氮磷钾(N-P2O5-K2O)配比为23-11-13,海藻含量0.5%。
实施例2:
将455kg尿素经高温熔融130℃,用泵送入塔顶混合槽中;将245kg加热至125℃的硫酸钾、260kg加热至120℃的磷酸一铵、30kg白云石粉和10kg海藻浓缩提取液一起经计量后,送入搅拌器中充分混合均匀;以下工艺同实施例1。其中,海藻浓缩提取液按如下方法制备:海藻以重量比为1:1的巨藻和浒苔组成,将1份重量份的海藻及35份重量份的水加入反应釜中,加氢氧化钾0.2份重量份,升温至80摄氏度,并不断搅拌,保温3小时;过滤混合物,滤液真空浓缩5倍,即得海藻浓缩提取液。
该熔体造粒绿色海藻复合肥氮磷钾(N-P2O5-K2O)配比为24-11-12,海藻含量为1%。
对比例1:普通高塔复合肥(23-11-13),氮磷钾含量分别为23%、11%、13%,史丹利化肥股份有限公司生产。
对比例2:普通高塔复合肥(24-11-12) 氮磷钾含量分别为24%、11%、12%,史丹利化肥股份有限公司生产。
本发明的以上实施例1~2和对比例的应用效果如下:
公司将试验设在山东省泰安市岱岳区吴家庄村,土壤类型为棕壤,土壤养分含量:有机质11.33g/kg,碱解氮67mg/kg,速效磷18.4 mg/kg,速效钾110 mg/kg,小麦品种为济麦22。
试验小区面积为33.3 m2,设4个处理,3次重复,随机区组排列。试验小区为长方形,四周设保护行,施肥量为750kg/hm2,小区施肥量为5kg,2/3基施,1/3于追施。
对比例采用普通高塔复合肥(23-11-13)、普通高塔复合肥(24-11-12),具体试验方案见表1。
表1 小麦试验结果
由表1可知,施用熔体造粒绿色海藻复合肥能显著增加小麦的穗粒数、穗数和产量。与同等养分配比含量的复合肥相比,实例1比对比例1的小麦穗粒数增加4.8%,公顷穗数增加4.3%,产量增加6.7%;实例2比对比例2的小麦穗粒数增加4.9%,公顷穗数增加4.7%,产量增加7.7%。
因此,熔体造粒绿色海藻复合肥(23-11-13)、(24-11-12)能显著增加小麦的产量,是值得推广的肥料产品。
Claims (5)
1.一种熔体造粒绿色海藻复合肥,其特征在于原料组分如下,皆为重量份:
尿素 400~500份,
硫酸钾 200~250份,
磷酸一铵 200~300份,
填充剂 10~50份,
海藻浓缩提取液 5~20份;
所述填充剂为白云石粉;
所述尿素中氮含量为46%,为质量百分比;
所述硫酸钾中氧化钾含量为50%,为质量百分比;
所述磷酸一铵中含氮总量为11%,五氧化二磷含量为44%,均为质量百分比;
所述海藻浓缩提取液按如下方法制备:将1份重量份的海藻及25-35份重量份的水加入反应釜中,加氢氧化钾0.1-0.4份重量份,升温至80摄氏度,并不断搅拌,保温3小时;过滤混合物,滤液真空浓缩5倍,即得海藻浓缩提取液。
2.如权利要求1所述熔体造粒绿色海藻复合肥,其特征在于所述的海藻由巨藻、浒苔为原料制成。
3.如权利要求1所述熔体造粒绿色海藻复合肥,其特征在于原料组分如下,皆为重量份:
尿素 450~480份,
硫酸钾 220~250份,
磷酸一铵 220~280份,
填充剂 30~45份,
海藻浓缩提取液 5~10份。
4.如权利要求1或2或3所述熔体造粒绿色海藻复合肥,其特征在于原料组分如下,皆为重量份:
尿素 455份,
硫酸钾 245份,
磷酸一铵 260份,
填充剂 30份,
海藻浓缩提取液 10份。
5.如权利要求4所述熔体造粒绿色海藻复合肥的制备方法,其特征在于包括如下工艺步骤:
(1)将生产原料按配比均输入DCS自动控制计量;
(2)尿素熔融温度133~140℃,尿素浓度大于98%;
(3)磷酸一铵粒径小于1㎜,加热温度95~125℃;
(4)硫酸钾粒径小于1㎜,加热温度115~140℃;
(5)尿素熔液与加热后的磷酸一铵、钾盐和海藻浓缩提取液混合时间为2~3分钟,形成的悬浊液熔融料浆温度为115~135℃,混合后料浆迅速进入喷浆造粒装置进行造粒;
(6)塔底颗粒物料直径1~4.75㎜,颗粒物料温度小于70℃;
(7)经冷却机冷却,出口颗粒物料温度小于45℃,即得成品。
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