CN106116851A - 一种低塔喷射造粒复合肥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低塔喷射造粒复合肥方法，其特征在于向高度为10‑40米的造粒塔内水平或向上喷射气液混合物形成复合肥颗粒，包括喷射气液混合物到造粒塔中形成复合肥颗粒的步骤，其中气液混合物为气体和料液的混合物。本发明的造粒方法制备得到的复合肥，不仅肥料颗粒的均匀度、光滑度等指标均能够满足复合肥产品的要求，而且造粒成本低，提高了肥料的性价比。

Description

一种低塔喷射造粒复合肥方法

技术领域

本发明属于肥料制造领域，特别是涉及一种低塔喷射造粒复合肥方法。

背景技术

现有复合肥生产方法主要有高塔造粒、喷浆造粒、圆盘造粒等。高塔造粒存在的问题是设施成本高，工艺设备结构复杂，操作复杂，适合高产能，低产能性价比低，转产不灵活，易形成浪费。高塔造粒投资成本高，一个塔的土建和设备投入约需3000万元，占地面积大，约需3亩地，结构复杂。而喷浆造粒和圆盘造粒产品外观不够光圆，颗粒养份不均匀，后段还需烘干处理，浪费能源。

CN1403423A公开了熔融料浆低塔造粒生产颗粒多元复合肥料的方法及设备，所述设备是在造粒塔内中部至底部之间分多层设有喷射鼓风装置，且每层设有多个鼓风装置，鼓风装置主体装在塔体外部，其送风管引入塔体内，每层的多个送风管间隔一定距离沿塔体内壁切线方向设置，造粒塔是塔高为15-45m的低塔。该方法由于将高塔造粒和沸腾床造粒技术进行了有机结合，实行强制喷射鼓风，减慢了物料在塔内的沉降速度，增加了物料在塔内的停留时间，因此可以达到用低塔造粒达到高塔的效果，并因而降低了造粒塔设备的造价。

专利公开号CN1388101A的实施例公开了熔融体喷射造粒法，进入喷射器及混合喷射器的熔融物料或复合熔融物料被流经喷射器及混合喷射器内的高速气流一点点剥离成液滴喷射至空中，其液滴遇冷自然收缩成球状颗粒且直接进入物料收集机构，经筛网筛选机构筛选后，大颗粒的为成品颗粒且进入表面处理工序或进入包装工序、小颗粒的为晶种颗粒且通过输送机构进入喷射器的吸入口，晶种颗粒在喷射器高速气流的作用下被吸入喷射器后进入混合喷射器，进入混合喷射器内的熔融物料或复合熔融物料在与其内高速运行的晶种颗粒接触的瞬间其晶种颗粒的表面被均匀地裹覆一层使原先形成的晶种颗粒球径变大的熔融物料或复合熔融物料且连同未裹覆晶种颗粒的熔融物料或复合熔融物料一同被喷剥离成液滴喷射至空中，其液滴遇冷自然收缩成球状颗粒，晶种颗不断形成的同时又在不断地使原先形成的晶种颗粒球径变大，成为成品颗粒。大颗粒的为成品颗粒且进入表面处理工序或进入包装工序、小颗粒的为晶种颗粒且通过输送机构进入喷射器的吸入口，如此循环，直至造粒结束。进入喷射器或混合喷射器内的熔融物料或复合熔融物料在外力的作用下，其流速和流量是可调的，喷射器或混合喷射器喷射时随气流所产生的粉尘经除尘装置捕捉后重新进入熔体物料混合装置。该专利公开的喷射造粒研究了喷射造粒的原理，但是在实际生产中并没有解决喷射造粒的造粒塔环境，也就是造粒塔高度，一级如何实现颗粒化的问题，本发明通过小颗粒和熔融料浆的配比，小颗粒的粒径选择等技术实现了低塔喷射造粒的工业化。

现有技术中缺少能够喷射气体和料液的气液混合物喷射制备复合肥颗粒的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低塔喷射造粒复合肥方法，其特征在于向高度为10-40米的造粒塔内水平或向上喷射气液混合物形成复合肥颗粒。该方案解决的技术问题是：气液混合物喷射到10-40米的低塔是解决喷射造粒的环境因子要求，同时也解决了10-40米低塔的条件利用要求，也就是需要通过喷射气液混合物的形式进行造粒。在现有技术中，实现低塔造粒在高塔造粒中应用过，但是其采用的技术为熔融料浆的直接喷射，例如专利CN1403423A中所公开的技术。而本发明实现低塔造粒则采取了气液混合物喷射的形式来实现的，因为此种方式解决了气体的出气位置，与料液一同喷出，而非熔融料浆喷射出后再进行气体冷却。虽然专利CN1388101A公开了气液混合物的喷射技术，但是其并没有解决在工业生产上应该用什么样的环境来实现喷射出的气液混合物能够实现喷射造粒，按照常规技术理解，至少应该在50米以上的塔才能够解决问题，而本发明的研究表明需要的塔为低塔，也就是10-40米高的塔来解决问题。

上述方法中，气液混合物为气体和料液的混合物，料液为熔融料浆。当料液为熔融料浆时，在熔融料浆运动过程中形成小颗粒，形成小颗粒立即作为晶核与其接触的熔融料浆形成涂覆料浆的复合肥。

优选的，料液为小颗粒料和熔融料浆的混合物，其中小颗粒料和熔融料浆的混合物中熔融料浆和小颗粒料的重量比为1:0.1-10，小颗粒料的平均粒径为0.5-4mm。熔融料浆和小颗粒料的重量比与小颗粒料的平均粒径互为相关，其能够实现小颗粒料的晶核作用，同时能够实现喷射混合物在运动过程中涂覆的要求，两个条件的选择互相配合，实现了喷射造粒获得的复合肥能够满足复合肥的产品标准。

上述方法的关键是气体和料液混合，而且料液中含有小颗粒，通过这种气液混合物能够实现不依靠造粒塔、圆盘造粒，更不是通过浆液的喷浆造粒，而是通过喷射到简单的造粒塔中直接降落就能够实现造粒。

优选的，上述方法中，喷射的装置为喷射器，喷射是通过喷射器内高压气体将气液混合液通过扩散管喷射，水平或向上喷射为喷射的方向与水平面的夹角为0-90°，喷射方向为水平或水平向上，喷射器位于造粒塔底部或造粒塔侧壁。喷射方向为水平或向上喷射，对于水平向下喷射，因为喷射料需要较大落差才能够成为颗粒，所以水平向下将使得喷射造粒的造粒塔高度大大增加，而且分散效果不好。

优选的，上述方法中，气体和料液的体积比为10000:0.1-10。气体带动料液运动，同时也分散小颗粒料和熔融料浆，气体量过大则导致分散过度，气体量过小则导致分散不均，因为选择合适的气体和料液的体积比是解决喷射造粒能够工业化的关键问题，而本发明通过大量试验解决该技术问题。

优选的，上述方法中，喷射的气液混合物在喷口处的速度为15-45米/秒。喷射速度一方面决定于动力源，另一方面与气液混合物成为颗粒物的运行路程有关，喷射速度过小将使得包含小颗粒料的气液混合物难以成为颗粒，小颗粒料过大的气液混合物包被不均匀，而速度过大则会导致浪费能量，而且喷射器的压力过大，导致小颗粒料的运动与熔融料浆的运动产生较大的速度差，小颗粒料难以起到晶核的作用。

优选的，上述方法中，熔融料浆为尿素或硝磷复肥、钾肥和磷肥制成的熔融料浆，小颗粒料包含钙镁硫中量元素中的一种或多种，和/或铜铁锌钼硼硅微量元素中的一种或多种，和/或石粉、沸石粉、膨润土、肥料增效剂中的一种或多种，和/或植物生长调节剂中的一种或多种；小颗粒料包含钙镁硫中量元素中的一种或多种，和/或铜铁锌钼硼硅微量元素中的一种或多种，和/或石粉、沸石粉、膨润土、肥料增效剂中的一种或多种，和/或植物生长调节剂中的一种或多种，和/或有机肥，和/或尿素或硝磷复肥、钾肥和磷肥中的一种或多种。

另外，更具体的，本发明提供了一种喷射造粒复合肥方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤1)将包含氮磷钾成分的原料制成熔融料浆，

步骤2)开启高压风机将高压风引至喷射器中，

步骤3)喷射器通过料浆输送过程产生的负压将熔融料浆或者是熔融料浆和小颗粒料的混合物引入混合室形成料液，

步骤4)喷射器内高压气体将料液通过扩散管形成气液混合物同时将该气液混合物喷射到高度为10-40米的造粒塔内，喷射过程中形成颗粒，成形颗粒运动到极限距离后，自然落下，由收集斗收集，喷射方向与水平面形成的角度为0-90°，喷射方向为水平或水平向上。

优选的，上述方法，方法还包括步骤5)，其特征在于：步骤5)收集斗收集的颗粒运至筛分机，成品颗粒进入下一道包膜工序，筛分的小颗粒返料经输送设备返回混合室或返回小颗粒料造粒设备中，作为小颗粒料重新造粒。

优选的，上述方法，方法还包括步骤6)，其特征在于：步骤6)造粒过程中产生的粉尘通过尾气除尘装置处理后排出。其中尾气除尘装置与造粒塔相同，排出造粒塔中粉尘。

优选的，上述方法，步骤3)中熔融料浆和小颗粒料的重量比为1:0.1-10。

优选的，上述方法，步骤4)中气体和料液的体积比为10000:0.1-10。

优选的，上述方法中，喷射喷口处的速度为15-45米/秒。

优选的，上述方法，熔融料浆为尿素或硝磷复肥、钾肥和磷肥制成的熔融料浆。

优选的，上述方法，熔融料浆为尿素或硝磷复肥、钾肥和磷肥制成的熔融料浆，小颗粒料包含钙镁硫中量元素中的一种或多种，和/或铜铁锌钼硼硅微量元素中的一种或多种，和/或石粉、沸石粉、膨润土、肥料增效剂中的一种或多种，和/或植物生长调节剂中的一种或多种；小颗粒料包含钙镁硫中量元素中的一种或多种，和/或铜铁锌钼硼硅微量元素中的一种或多种，和/或石粉、沸石粉、膨润土、肥料增效剂中的一种或多种，和/或植物生长调节剂中的一种或多种，和/或有机肥，和/或尿素或硝磷复肥、钾肥和磷肥中的一种或多种。

本发明还提供了上述复合肥制造方法制备得到的复合肥，所述复合肥包含小颗粒料和涂覆于小颗粒料表面的熔融料浆干燥层。

优选的，所述复合肥为复合肥颗粒，复合肥颗粒的含水量低于2％wt。

有益效果

1、本发明的低塔喷射造粒复合肥方法是一种全新的造粒方法，实现了造粒塔的高度降低，降低到10-40米高，在低塔内，将气体和料浆混合喷射。该方法实现工业化低塔喷射造粒生产复合物，喷射造粒过程中同时解决喷射角度、喷射速度等问题，当料液采用小颗粒料和熔融料浆混合物时，小颗粒料选择技术和小颗粒料与熔融料浆配比技术一并进行了解决。

2、本发明的造粒方法所采用的设备简单，造粒塔为10-40米，低塔造粒，造价低，占地面积小。

4、本发明的造粒方法制备得到的复合肥，不仅肥料颗粒的均匀度、光滑度等指标均能够满足复合肥产品的要求，而且造粒成本低，提高了肥料的性价比。

具体实施方式

实施例1

1)将硝磷复肥、钾肥和磷肥按照常规方法制备成熔融料浆。

2)开启高压风机将高压风引至喷射器中。

3)按照常规方法将中微量元素、沸石粉、膨润土、肥料增效剂等制备成小颗粒料，小颗粒料的平均粒径为1.1mm。

4)喷射器通过料浆输送过程产生的负压将熔融料浆和小颗粒料以1:1重量比引入混合室形成料液。

5)喷射器内高压气体将料液通过扩散管形成气液混合物同时将该气液混合物以喷射方向为水平方向喷射到30米高的造粒塔中，气体和料液的体积比为10000:1，喷射的喷口速度为28米/秒，喷射过程中气液混合物颗粒形成固体颗粒，成形的颗粒运动到极限距离后，自然落下，由收集斗收集成品颗粒。

6)将收集斗收集的颗粒运至筛分机，成品颗粒进入包膜工序，筛分的小颗粒返料经输送设备返回小颗粒料造粒设备中，作为小颗粒料重新造粒。

7)造粒过程中产生的粉尘通过尾气除尘装置处理后排出。

实施例2

1)将硝磷复肥、钾肥和磷肥制按照常规方法制备成熔融料浆。

2)开启高压风机将高压风引至喷射器中。

3)按照常规方法将中微量元素、沸石粉、膨润土、肥料增效剂等制备成小颗粒料，小颗粒料的平均粒径为0.9mm。

4)喷射器通过料浆输送过程产生的负压将熔融料浆和小颗粒料以1:2重量比引入混合室形成料液。

5)喷射器内高压气体将料液通过扩散管形成气液混合物同时将该气液混合物以喷射方向为垂直向上方向喷射到35米高的造粒塔中，气体和料液的体积比为10000:10，喷射的喷口速度为30米/秒，喷射过程中气液混合物颗粒形成固体颗粒，成形的颗粒运动到极限距离后，自然落下，由收集斗收集成品颗粒。

6)将收集斗收集的颗粒运至筛分机，成品颗粒进入包膜工序，筛分的小颗粒返料经输送设备返回小颗粒料造粒设备中，作为小颗粒料重新造粒。

7)造粒过程中产生的粉尘通过尾气除尘装置处理后排出。

通过上述实施例1和实施例2制备得到的肥料，其性能指标如下表。

复合肥	颗粒均匀度	光滑度	肥料硬度	肥料含水量
					实施例1成品颗粒	2.0-4.0mm粒径占90％	颗粒溜圆	18.2牛顿	0.92％
实施例2成品颗粒	2.0-4.0mm粒径占90％	颗粒溜圆	20.5牛顿	0.97％

可以看出，通过本发明的方法制备的复合肥颗粒，实现了肥料的均匀度、光滑度、硬度和含水量指标均达到了复合肥颗粒的标准，该全新的复合肥造粒技术为复合肥造粒又提供了一种新的选择，实施例1的水平喷射造粒和实施例2的向上喷射造粒均证明了通过小颗粒料和熔融料浆的混合喷射解决了复合肥量产的问题。

通过重复实施例1的水平喷射造粒，调整小颗粒料的平均粒径和小颗粒料和熔融料浆的配比进行重复试验，发现小颗粒料的直径范围为0.5-4mm，小颗粒料和熔融料浆的重量比为1:0.1-10，均能够获得预期所需要的复合肥，小颗粒料的粒径小于0.5mm的情况，无论如何调整小颗粒料和熔融料浆的配比，其作为晶核的效果不理想，导致喷射造粒的复合肥颗粒颗粒均匀度、光滑度和肥料硬度等难以满足肥料的要求。当小颗粒料的范围大于4mm的情况下，其能够作为晶核较好的喷射造粒，但是小颗粒料和熔融料浆的配比难以协调，导致成品颗粒表面再次涂覆的肥料不均匀。

同样重复实施例2的垂直向上喷射造粒，其情况与重复实施例1的水平喷射造粒相同。

调整喷射造粒过程中喷射的角度，造粒塔的高度，也就是位于水平喷射和垂直喷射之间，其对小颗粒料的粒径要求、小颗粒料和熔融料浆的重量比是相同，对于造粒塔的高度、喷射速度要根据小颗粒料的粒径、小颗粒料和熔融料浆的重量比进行适当调整，以保证喷射的复合肥在进入收料斗的过程中能够形成颗粒。

Claims (13)

1.一种低塔喷射造粒复合肥方法，其特征在于向高度为10-40米的造粒塔内水平或向上喷射气液混合物形成复合肥颗粒。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于气液混合物为气体和料液的混合物，料液为熔融料浆或小颗粒料和熔融料浆的混合物，其中小颗粒料和熔融料浆的混合物中熔融料浆和小颗粒料的重量比为1:0.1-10，小颗粒料的平均粒径为0.5-4mm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于喷射的装置为喷射器，喷射是通过喷射器内高压气体将气液混合液通过扩散管喷射，水平或向上喷射为喷射的方向与水平面的夹角为0-90°，喷射方向为水平或水平向上，喷射器位于造粒塔底部或造粒塔侧壁。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于气体和料液的体积比为10000:0.1-10。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于喷射的气液混合物在喷口处的速度为15-45米/秒。

6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于熔融料浆为尿素或硝磷复肥、钾肥和磷肥制成的熔融料浆，小颗粒料包含钙镁硫中量元素中的一种或多种，和/或铜铁锌钼硼硅微量元素中的一种或多种，和/或石粉、沸石粉、膨润土、肥料增效剂中的一种或多种，和/或植物生长调节剂中的一种或多种；小颗粒料包含钙镁硫中量元素中的一种或多种，和/或铜铁锌钼硼硅微量元素中的一种或多种，和/或石粉、沸石粉、膨润土、肥料增效剂中的一种或多种，和/或植物生长调节剂中的一种或多种，和/或有机肥，和/或尿素或硝磷复肥、钾肥和磷肥中的一种或多种。

7.一种低塔喷射造粒复合肥方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤1)将包含氮磷钾成分的原料制成熔融料浆，

步骤2)开启高压风机将高压风引至喷射器中，

步骤3)喷射器通过料浆输送过程产生的负压将熔融料浆或者是熔融料浆和小颗粒料的混合物引入混合室形成料液，

步骤4)喷射器内高压气体将料液通过扩散管形成气液混合物同时将该气液混合物喷射到高度为10-40米的造粒塔内，喷射过程中形成颗粒，成形颗粒运动到极限距离后，自然落下，由收集斗收集，喷射方向与水平面形成的角度为0-90°，喷射方向为水平或水平向上。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于还包括步骤5)，其特征在于：

步骤5)收集斗收集的颗粒运至筛分机，成品颗粒进入下一道包膜工序，筛分的小颗粒返料经输送设备返回造粒塔中，作为小颗粒料重新造粒。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于还包括步骤6)，其特征在于：

步骤6)造粒过程中产生的粉尘通过尾气除尘装置处理后排出。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于步骤3)中熔融料浆和小颗粒料的重量比为1:0.1-10。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于步骤4)中气体和料液的体积比为10000:0.1-10。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于喷射喷口处的速度为15-45米/秒。

13.根据权利要求1-12任一项所述的方法，其特征在于熔融料浆为尿素或硝磷复肥、钾肥和磷肥制成的熔融料浆，小颗粒料包含钙镁硫中量元素中的一种或多种，和/或铜铁锌钼硼硅微量元素中的一种或多种，和/或石粉、沸石粉、膨润土、肥料增效剂中的一种或多种，和/或植物生长调节剂中的一种或多种；小颗粒料包含钙镁硫中量元素中的一种或多种，和/或铜铁锌钼硼硅微量元素中的一种或多种，和/或石粉、沸石粉、膨润土、肥料增效剂中的一种或多种，和/或植物生长调节剂中的一种或多种，和/或有机肥，和/或尿素或硝磷复肥、钾肥和磷肥中的一种或多种。