專利名稱：含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種復合肥料的生產方法，具體涉及一種在團粒法生產工藝中加入硝 酸磷肥、尿素和化工原料氨造粒制作含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，最終 產品中含有速效氮，硝態氮、氨態氮和緩釋氮，酰胺態氮。
背景技術：
目前，隨著現代農業的發展，國內外復混肥料的發展在化肥工業中占主導地位，在 化肥工業發達國家，復混肥料用量已經占化肥用量的709Γ80%。復混肥料主要是將含氮、磷、 鉀的基礎肥料，如尿素、氯化銨、磷銨、氯化鉀等經混合后，在造粒機內，在一定的溫度和液 相量下，依靠自身的粘合力或加入適量的粘合劑，團聚成粒，再經干燥、冷卻、篩分制成復混 肥產品。復混肥生產方法主要有團粒法、噴漿造粒法、擠壓法和摻混法等，它們都是屬于基 礎肥料進行二次加工而制成的含量有氮、磷、鉀等多種元素的復混肥料。如圖1所示，現有技術利用團粒法生產三元復合肥的方法包括以下步驟將原料 如氯化鉀、磷酸一銨、氯化銨、尿素等經微機計量后進入轉鼓造粒機，同時將蒸汽和水均勻 噴灑在轉鼓造粒機內的物料上，經物理混合造粒后，烘干后經冷卻系統進入篩分，未透篩的 物料粉碎后返回轉鼓造粒機，透篩部分進入包裹機，進行防結塊處理，經料倉儲存后進行包 裝。上述團粒法生產技術是我國廣泛使用的生產方法，該方法生產過程簡單，操作易 于掌握，但生產過程中原料間沒有化學反應，是物理成粒方法，存在造料所需水量高，需要 加入大量的蒸氣和水，增加后續的干燥負荷，并且產品的顆粒強度低。產品中含有一種氮素 (銨態氮)或二種氮素(銨態氮和酰胺態氮)，銨態氮的主要來源為氯化銨，酰胺態氮的來源為 尿素，鉀素來源大多為氯化鉀，產品中氯離子含量高，為雙氯產品，大田作物長期施用會引 起土壤板結，作物減產，并且不適合蔬菜、果木、煙草等經濟作物。
發明內容
本發明的目的是提供基于團粒法的生產含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生 產方法，生產中不加入氯化銨，加入硝酸磷肥和尿素，產品中含有硝態氮、銨態氮、酰胺態氮 三種氮素，三種氮素中即有速效氮也有緩釋氮，尿素以固體方式加入，并做為成粒所需的母 粒，被其它物料層層包裹，通過利用物料間的化學反應增加顆粒強度，使包裹尿素的殼體更 堅實，控制酰胺態氮的釋放速度，使產品具有更好的緩釋效果。本發明的另一目的是通過加入硝酸磷肥，以得到硝態氮，并充分利用其與尿素反 應生成硝酸脲的粘性做為成粒液相，利用硝酸磷肥的熱穩定性差，遇熱分解產生大量的熱 量加熱物料并提高造粒溫度，充分利用其化學反應熱降低產品水分，減少干燥負荷，可以實 現無干燥工藝，最終制成的復合肥料具有更高的強度。本發明的另一目的是通過加入氨，在造粒過程中完成硝酸磷肥的氨化，防止產生過多的硝酸脲，使生產不能正常進行。本發明的進一步目的是對生產過程的尾氣進行洗滌處理，并對洗滌水再利用，用 來補充成粒所須的液相量。以使復合肥生產過程中廢氣、廢水零排放，使復合肥生產過程更 友好環境。為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是一種含有三種氮素的速效緩釋 復合肥料的生產方法，在團粒法復合肥生產中，加入硝酸磷肥以得到硝態氮，將氣氨直接通 到轉鼓造粒機的料層中，完成硝酸磷肥的銨化處理，控制反應生成硝酸脲的質量，與尿素及 其它含氮、磷、鉀的粉狀基礎肥料造粒，造粒后經干燥、冷卻、篩分、包膜得到含有三種氮素 的氮、磷、鉀復合肥料。具體地說，所述的含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法包括以下步驟
(1)在團粒法復合肥生產中，將硝酸磷肥和尿素與其它含氮、磷、鉀的粉狀基礎肥料經 微機計量后進入轉鼓造粒機，按占硝酸磷肥投入量的質量百分比8— 13%和其他磷肥投入 量的質量百分比3%—4%之和的液氨氣化后通到轉鼓造粒機的料層中，在轉鼓造粒機中完 成硝酸磷肥的氨化和物料造粒過程，轉鼓造粒機內物料溫度控制在80— 90°C，造粒時間 3 7 min ；
(2)造粒后，物料進入烘干機，烘干機溫度控制在90—100°C，烘干時間20 40min ；
(3)烘干后，物料進入冷卻系統冷卻，冷卻后分別經細篩篩分和粗篩篩分，細篩后的粉 狀物料與粗篩后的大顆粒經破碎一起返回造粒機，合格品進入包裹機，進行防結塊處理，經 料倉儲存后進行包裝。生產過程中加入硝酸磷肥和尿素，利用硝酸脲的粘性做為成粒所需液相，利用硝 酸磷肥熱穩定性差，遇熱分解產生的大量熱量加熱物料，并用造粒尾汽洗滌水補充成粒所 需的液相量。細篩篩分的篩孔直徑2. 0—3. Omm之間，粗篩篩分的篩孔直徑4. 0—4. 5mm之間。所述含其它氮、磷、鉀的粉狀基礎肥料是磷酸一銨、普鈣、硫酸銨、氯化鉀、硫酸鉀 中的幾種混合物，加入的基礎肥料品種和加入量需視最終產品的養分、水分確定，生產的產
品為單氯產品。最終產品中含有硝態氮、氨態氮和酰胺態氮，且不加入氯化銨。本發明含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法與現有技術相比有如下優
點
1、所生產的產品中含有三種氮素硝態氮、銨態氮和酰胺態氮，其中硝態氮、銨態氮為 速效氮、酰胺態氮為緩釋氮。尿素以固體方式加入，并做為成粒所需的母粒，被其它物料層 層包裹，通過利用物料間的化學反應增加顆粒強度，使包裹尿素的殼體更堅實，控制酰胺態 氮的釋放速度，使產品具有更好的緩釋效果。作物適用范圍更廣，不但適用大田作物，還能 適用于蔬菜、果木、煙草等經濟類作物。肥料施入土壤后，硝態氮5—7天開始釋放，銨態氮 10-15天開始釋放，酰胺態氮15天后開始釋放，保證了作物全程供養分。2、利用硝酸脲的粘性做為成粒所需液相，利用硝酸磷肥熱穩定性差，遇熱分解產 生的大量熱量加熱物料。3、利用氣氨在轉鼓造粒機中完成硝酸磷肥的氨化，并利用過量的氣氨和磷酸一銨 反應的中和熱來加熱物料，同時提高磷酸銨鹽的溶解度，以增加成粒所需的液相量，造粒物料水分明顯減少，降低干燥負荷。4、本發明的復合肥料產品含有三種氮素的單氯產品，顆粒光滑圓整，強度高，不 易結塊，耐貯存。5、生產過程中通過對尾氣進行洗滌處理，并利用洗滌水補充成粒所需液相量。做 到了復合肥生產過程中廢氣、廢水零排放，使復合肥生產過程更友好環境。6、生產時無需再加入任何粘合劑便可以達到良好的成球狀況，實現無填充料造 粒，降低生產成本。
圖1是現有技術利用團粒法生產三元復合肥的方法流程圖。圖2是本發明的含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明
如圖1所示，本發明含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，在物料中加入含 有硝態氮、銨態氮、酰胺態氮的原料，硝態氮的來源為硝酸磷肥、銨態氮的來源為磷酸一銨、 硫酸銨、硝酸磷肥等，酰胺態氮的來源為尿素，其中硝酸磷肥含有硝態氮和銨態氮兩種氮 素。并利用硝酸脲的粘性做為成粒液相，為防止反應產生過多的硝酸脲，使生產無法進行， 需要根據不同的配比，在造粒過程中通入氣氨，對硝酸磷肥進行氨化，以控制硝酸脲生成質 量，并增加磷酸一銨的中和度，再與其它含氮、磷、鉀的粉狀基礎肥料造粒，造粒后經干燥、 冷卻、篩分、包膜得到含有三種氮素的氮、磷、鉀復合肥料。具體地說，所述的含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法包括以下步驟 (1)在團粒法三種氮素的速效緩釋復合肥料生產中，加入硝酸磷肥以得到硝態氮，按占
硝酸磷肥投入量的質量百分比8—13%將液氨氣化后通到轉鼓造粒機的料層中氨化硝酸磷 肥，按占磷酸一銨投入量的質量百分比3%—4%將液氨氣化后通到轉鼓造粒機的料層中增 加磷酸一銨的溶解度。并用造粒洗滌水替代蒸汽補充成粒所需液相量，生產過程中不需要 加入粘合劑。(2)尿素和其它含氮、磷、鉀的粉狀基礎肥料經微機計量后進入轉鼓造粒機，與氣 氨在轉鼓造粒機中完成氨化造粒過程，造粒過程中充分利用利用硝酸脲的粘性和提高磷酸 銨鹽的溶解度做為成粒所需液相，利用硝酸磷肥熱穩定性差，遇熱分解產生的大量熱量和 氣氨與磷酸一銨反應的中和熱加熱物料，并用造粒尾汽洗滌水補充成粒所需的液相量。轉 鼓造粒機內物料溫度控制在80— 90°C，造粒時間3 7 min ；
(3)造粒后，物料進入烘干機，烘干機溫度控制在90—100°C，烘干時間20 40 min ；
(4)烘干后，物料進入冷卻系統冷卻，冷卻后分別經細篩篩分和粗篩篩分，細篩后的粉 狀物料與粗篩后的大顆粒經破碎一起返回造粒機，合格品進入包裹機，進行防結塊處理，經 料倉儲存后進行包裝。細篩篩分的篩孔直徑2. 0—3. Omm之間，粗篩篩分的篩孔直徑4. 0—4. 5mm之間。所述其他含氮、磷、鉀的粉狀基礎肥料磷酸一銨、普鈣、硫酸銨、氯化鉀、硫酸鉀中 的幾種混合物，加入的基礎肥料品種和加入量需視最終產品的養分、水分確定，生產的產品為單氯產品，不加入氯化銨，最終產品中含有硝態氮、氨態氮和酰胺態氮。尿素以固體方式 加入，并做為成粒所需的母粒，被其它物料層層包裹，通過利用物料間的化學反應增加顆粒 強度，使包裹尿素的殼體更堅實，控制酰胺態氮的釋放速度，使產品具有更好的緩釋效果。所述硝酸磷肥如果是顆粒狀，則需要破碎后加入。本發明的原理是生產過程中加入硝酸磷肥和尿素，并在造粒過程中通入氣氨，以 控制產生過多的硝酸脲使生產過程無法進行，充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸銨鹽的溶 解度做為成粒所需液相，利用硝酸磷肥熱穩定性差，遇熱分解產生的大量熱量和氣氨與磷 酸一銨反應的中和熱加熱物料，并用造粒尾汽洗滌水補充成粒所需的液相量，與其它含氮、 磷、鉀粉狀肥料，在較高的溫度下，在轉鼓造粒機的作用下團聚成粒，原料中不含氯化銨，生 產產品為單氯產品，可適應用于經濟作物。CO (NH2) 2+HN03=C0 (NH2) 2 · HNO3 (硝酸脲) NH3+ (NH4)H2PO4= (NH4) 2HP04+熱量
復合肥生產中，不同配方的產品，其成粒所需的液相量是不同的，而各種原料的溶解 度是隨著溫度的升高而增大，利用氣氨與磷酸一銨和硝酸磷肥遇熱分解產生的大量熱量提 高其它原料的溶解度，這也增加了成粒所需的液相量。而且還可以根據不同的配方(所用硝 酸磷肥的多少)調整氨用量，控制硝酸脲和反應熱。這樣，工藝上可以采用低溫干燥，甚至無 干燥工藝，從而顯著降低干燥負荷。同時利用硝酸脲的粘性和磷酸一銨的溶解度的增加，無 需再加入任何粘合劑便可以達到良好的成球狀況。本發明含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，所述的原料是硝酸磷肥、 尿素、硫酸銨、磷酸一銨、普鈣、氯化鉀、硫酸鉀等。加入的基礎肥料品種和加入量需視最終 產品的養分、水分確定，若硝酸磷肥是顆粒狀，則需要破碎后加入。本發明含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，所述基礎肥料進入造粒機 的狀態是固體的，這樣就減少了尿素融熔等生產工序。由于肥料使用季節的變化的特點，復合肥料存貯時間較長，因此會產生粉化。經分 析顆料粉化的原因就是產品強度低，水分高，采用本發明含有三種氮素的速效緩釋復合肥 料的生產方法生產的產品，產品顆粒強度能達到20N以上，水分< 1. 8%，因此不存在顆粒粉 化的問題。本發明含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，由于充分利用了硝酸磷肥 分解時產生的大量熱量和氨反應熱，烘干機溫度控制在90—100°C就能保證正常生產，即使 加入較多的尿素，也不會產生由于物料融熔帶來的大量液相，不會影響后續的干燥工序。而 傳統團粒法生產工藝由于加入大量的蒸氣和水，烘干機溫度需要控制在150— 200°C，這樣 會由于尿素融熔產生大量的液相，嚴重時影響生產正常進行。另外，由于復合肥料吸濕性較強，存放時易結塊。為了防止結塊，需要對篩分后的 肥料進行防結處理。可以進行撲粉、包膜處理。下面通過實例對本發明作進一步的闡述 實施例1 18 —18 —18產品
氣氨(含N 82. 3%、質量百分比，下同)30公斤，經計量后用加入到轉鼓造粒機料層中，同 時經微機計量加入尿素(含N46. 2)120公斤，粉狀磷酸一銨(含N 11%，P205 46%)335公斤， 硝酸磷肥(含N 26%, P205 12. 6%) 220公斤，氯化鉀(含K2056%) 315公斤，上述粉狀物料與
6氣氨在造粒機內混合，造粒過程中充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸銨鹽的溶解度做為成 粒所需液相，利用硝酸磷肥熱穩定性差，遇熱分解產生的大量熱量和氣氨與磷酸一銨反應 的中和熱加熱物料，并用造粒尾汽洗滌水補充成粒所需的液相量，轉鼓造粒機內物料溫度 控制在85°C，經過:3min造粒后，進入干燥機，干燥機進口氣體溫度為10(TC，干燥25分鐘， 干燥后進行冷卻，冷卻后分別經篩孔直徑2. 0—3. Omm細篩篩分和篩孔直徑4. 0—4. 5mm粗 篩篩分，細篩后的粉狀物料與粗篩后的大顆粒經破碎一起返回造粒機，合格品進入包裹機， 進行防結塊處理，包膜，包裝，得到粒度為2—4. 5mm的復合肥料。產品含水1. 6%，強度21N， 含N — P205——K20為17. 4—18. 2—18. 0，顆粒光滑、圓整。實施例2 18 — 20 —10 高磷產品
氣氨(含N 82. 3%、質量百分比，下同)40公斤，經計量后用加入到轉鼓造粒機料層中，同 時經微機計量加入加入尿素(含N46. 2)85公斤，粉狀磷酸一銨(含N 11%，P205 46%)300公 斤，硝酸磷肥(含N 26%, P205 12. 6%) 300公斤，普鈣120公斤(含P205 17%)，氯化鉀(含 K20579O 175公斤，上述粉狀物料與氣氨在造粒機內混合，造粒過程中充分利用硝酸脲的粘 性和提高磷酸銨鹽的溶解度做為成粒所需液相，利用硝酸磷肥熱穩定性差，遇熱分解產生 的大量熱量和氣氨與磷酸一銨反應的中和熱加熱物料，并用造粒尾汽洗滌水補充成粒所需 的液相量，轉鼓造粒機內物料溫度控制在90°C，經過:3min造粒后，進入干燥機，干燥機進口 氣體溫度為100°C，干燥30分鐘，干燥后進行冷卻，冷卻后分別經篩孔直徑2. 0-3. Omm細 篩篩分和篩孔直徑4. 0—4. 5mm粗篩篩分，細篩后的粉狀物料與粗篩后的大顆粒經破碎一 起返回造粒機，合格品進入包裹機，進行防結塊處理，包膜，包裝，得到粒度為2—4. 5mm的 復合肥料。產品含水1. 7%，強度23N，含N—P205——K20為18. 3—19. 6—10. 0，顆粒光滑、 圓整、潔白。實施例3 =28—12—10高氮產品
氣氨(含N 82. 3%、質量百分比，下同)48公斤，經計量后用加入到轉鼓造粒機料層中，同 時經微機計量加入加入尿素(含N46. 2》95公斤，粉狀磷酸一銨(含N 11%，P205 46%)190公 斤，硝酸磷肥305公斤(含N 26%,P205 12. 6%)，氯化鉀(含K2057%)170公斤，上述粉狀物料 與氣氨在造粒機內混合，造粒過程中充分利用硝酸脲的粘性和提高磷酸銨鹽的溶解度做為 成粒所需液相，利用硝酸磷肥熱穩定性差，遇熱分解產生的大量熱量和氣氨與磷酸一銨反 應的中和熱加熱物料，并用造粒尾汽洗滌水補充成粒所需的液相量，轉鼓造粒機內物料溫 度控制在80°C，經過:3min造粒后，進入干燥機，干燥機進口氣體溫度為90°C，干燥20分鐘， 干燥后進行冷卻，冷卻后分別經篩孔直徑2. 0—3. Omm細篩篩分和篩孔直徑4. 0—4. 5mm粗 篩篩分，細篩后的粉狀物料與粗篩后的大顆粒經破碎一起返回造粒機，合格品進入包裹機， 進行防結塊處理，包膜，包裝，得到粒度為2—4. 5mm的復合肥料。產品含水1. 5%，強度22N， 含N — P205——K20為27. 6—12. 4—9. 7，顆粒光滑、圓整。三種氮素復合肥料造粒則是引入化工原料液氨，充分利用硝酸脲的粘性和提高磷 酸銨鹽的溶解度做為成粒所需液相，并利用反應熱提高其它原料的溶解度，這也增加了成 粒所需的液相量，而且還可以根據不同的配方(所用硝酸磷肥的多少)調整氨用量，增加液 相量和反應熱，與其它含有氮、磷、鉀等元素的肥料加工制作三種氮素復合肥料，是化學反 應成粒技術。氨化工藝的造粒成球率可以達到60-80%，而常規工藝只有40-60%。本發明解決了傳統團粒法制得的產品氮素單一，作物生長期內不能全程供養分，氯離子高，經濟作物不能施用，大田作物長期施用引起土壤板結，作物減產等問題。并且克 服了傳統產品能耗高、外觀粗糙、成球率低、產品成本高的缺點，最大限度的降低成本，最大 限度的提高了產品品質。通過在生產中加入化工原料氨、硝酸磷肥和尿素，充分利用硝酸脲 的粘性和提高磷酸銨鹽的溶解度做為成粒所需液相，利用硝酸磷肥熱穩定性差，遇熱分解 產生的大量熱量和氣氨與磷酸一銨反應的中和熱加熱物料，并用造粒尾汽洗滌水補充成粒 所需的液相量，改變傳統方式需要加入大量的蒸氣和水做為成粒液相量的做法，并且不用 添加粘合劑，產品成本有很大程度的降低。 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，其特征在于，在團粒法復合肥 生產中，將硝酸磷肥和尿素與其它含氮、磷、鉀的粉狀基礎肥料送入轉鼓造粒機，并將氣氨 直接通到轉鼓造粒機的料層中控制尿素與硝酸磷肥反應生成的硝酸脲，與其它含氮、磷、鉀 的粉狀基礎肥料造粒，造粒后經干燥、冷卻、篩分、包膜得到含有三種氮素的氮、磷、鉀復合 肥料。
2.根據權利要求1所述的含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，其特征在 于，包括以下步驟(1)在團粒法復合肥生產中，將硝酸磷肥和尿素與其它含氮、磷、鉀的粉狀基礎肥料經 微機計量后進入轉鼓造粒機，按占硝酸磷肥投入量的質量百分比8—13%和其他磷肥投入 量的質量百分比3%—4%之和的液氨氣化后通到轉鼓造粒機的料層中，在轉鼓造粒機中完 成硝酸磷肥的氨化和物料造粒過程，轉鼓造粒機內物料溫度控制在80— 90°C，造粒時間 3 7 min ；(2)造粒后，物料進入烘干機，烘干機溫度控制在90—100°C，烘干時間20 40 min ；(3)烘干后，物料進入冷卻系統冷卻，冷卻后分別經細篩篩分和粗篩篩分，細篩后的粉 狀物料與粗篩后的大顆粒經破碎一起返回造粒機，合格品進入包裹機，進行防結塊處理，經 料倉儲存后進行包裝。
3.根據權利要求2所述的含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，其特征在 于，細篩篩分的篩孔直徑2. 0—3. Omm之間，粗篩篩分的篩孔直徑4. 0—4. 5mm之間。
4.根據權利要求2所述的含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，其特征在 于，所述其它含氮、磷、鉀的粉狀基礎肥料是磷酸一銨、普鈣、硫酸銨、氯化鉀、硫酸鉀中的幾 種混合物，加入的基礎肥料品種和加入量需視最終產品的養分、水分確定，生產的產品為單 氣廣品。
5.根據權利要求1或2所述的含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，其特征 在于，所述尿素以固體方式加入，并做為成粒所需的母粒。
6.根據權利要求2所述的含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，其特征在 于，步驟(1)中用造粒尾汽洗滌水補充成粒所需的液相量。
全文摘要
本發明公開了一種含有三種氮素的速效緩釋復合肥料的生產方法，在物料中加入含有硝態氮、銨態氮、酰胺態氮的原料，為防止尿素與硝酸磷肥反應產生過多的硝酸脲，使生產無法進行，需要根據不同的配比，在造粒過程中通入氣氨，對硝酸磷肥進行氨化，以減少硝酸脲的生成，并增加磷酸一銨的中和度，再與其它含氮、磷、鉀的粉狀基礎肥料造粒，造粒后經干燥、冷卻、篩分、包膜得到含復合肥料。充分利用硝酸磷肥遇熱分解時產生的大量熱量及氣氨和磷酸一銨反應的中和熱加熱物料和提高造粒溫度，利用硝酸脲的粘性和提高磷酸銨鹽的溶解度，滿足成粒所需的液相量，不需要添加其它粘合劑就有較高的成球率，降低成本，造粒物料水分明顯減少，降低干燥負荷，節約了大量能耗。
文檔編號C05G1/00GK102093113SQ201110021138
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月19日 優先權日2011年1月19日
發明者李云利, 楊桂雙, 楊長東 申請人:天津百斯特化肥有限公司