氨酸復合肥生產線改造生產脲甲醛復合肥的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明是對現有氨酸復合肥生產線的改造，涉及一種氨酸復合肥生產線改造生產脲甲醛復合肥的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]我國很多大中型復合肥生產企業都采用了氨酸法生產工藝，即在復合肥生產過程中加入部分的酸(磷酸、硫酸)和氨作為原料，利用氨酸中和反應產生的熱量提高造粒物料的溫度，提高物料成粒率，又減少了能耗。但隨著我國農業的迅速發展，由于化肥釋放速度太快、利用率低、流失嚴重、污染環境、土壤板結等缺點日益凸顯，高端的緩控釋肥料由于其自身的諸多優點，如養分釋放與作物生長基本一致、利用率高、損失小等，逐漸占領越來越大的市場份額。
[0003]脲甲醛肥料(英文縮寫UF)是一種長效有機氮肥。脲甲醛根據反應過程的不同，可以是液體或固體；液體脲甲醛又分為澄清液體和懸浮液體；固體脲甲醛為粉狀、片狀或顆粒狀，白色，無味，在通常條件下易保存，不吸濕。脲甲醛肥料是緩釋肥料的先驅產品，但在我國未得到發展。早在1924年德國的BASF公司獲得了脲甲醛縮合肥料的第I個專利；1947年，脲甲醛肥料獲得專利。1955年，美國開始固體脲甲醛商品化生產，應用于農業生產，同年北美官方分析化學師協會(AOAC)頒布了檢定方法。1995年世界脲甲醛20多萬噸，現在已達約150萬噸。20世紀80年代，尿醛類緩釋肥料被產業化并推廣應用，主要應用于非農經濟作物。1984年，前蘇聯利用硫酸鉀和U/F = 3的脲甲醛生產脲醛復混肥料，改良沙土。20世紀90年代以后，研究尿素一醛類縮合物緩釋肥料及其緩釋機理。美國、歐洲、日本及俄羅斯等國商品化脲醛肥料生產較早，脲甲醛肥料是世界上最早商品化的緩釋肥料，也是最主要的緩釋肥料品種，占緩釋肥料總量的一半以上。脲甲醛是世界上使用量最大的緩釋肥料。
[0004]脲甲醛肥料是以尿素和一定量的甲醛經化學反應而合成的一系列化合物(混合物)。尿素和甲醛在堿性條件下發生加成(羥基化)反應，生成羥甲基脲；再經酸性條件發生縮合(亞甲基化)反應，生成甲基脲和聚甲基脲，即為脲甲醛。隨尿素與甲醛的摩爾比U/F、pH值、溫度和反應時間等反應條件的不同，可制得聚合度不同的脲甲醛肥料。當U/F> 2時，生成全水溶性產品；當U/F < I時，生成全不溶于水的產品(塑料、黏合劑等);當U/F在I?2時，生成部分或大部分不溶于水的產品。生產脲甲醛肥料，U/F摩爾比一般為1.2?1.4。脲甲醛肥料主要成分為:一羥甲基脲:N 31.11%，溶于水；亞甲基二脲(MDU):N 42.41%，微溶(2.18g/100g 水);二亞甲基三脲(DMTU):N 41.17%，微溶(0.14g/100g水);三亞甲基四脲(TMTU):N 40.57%，微溶(0.018g/100g水);四亞甲基五脲(TMPU):N40.22%，微溶。縮合度越高，分子鏈越長，在水中的溶解度越小，緩釋期越長。
[0005]近年來，我國脲甲醛緩釋肥料也逐漸應用到大田作物，需求量不斷增加。因此，越來越多的廠家開始改造現有生產線，進行緩控釋肥料的生產。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種氨酸復合肥生產線改造生產脲甲醛復合肥的裝置及方法，通過對氨酸復合肥生產線進行適當的改造，適應脲甲醛復合肥的生產。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0008]一種氨酸復合肥生產線改造生產脲甲醛復合肥的裝置，包括脲甲醛反應罐、甲醛貯存罐、脲甲醛貯存罐、氯化銨罐、堿罐、脲甲醛輸送栗、電磁流量計、造粒噴頭和轉鼓造粒機，其中:
[0009]所述脲甲醛反應罐包括帶有減速器和電動攪拌機的反應罐、蒸汽管和夾套，反應罐上部敞口，蒸汽管由上部敞口通入底部，反應罐底部留有下料口和閥門；反應罐外層有夾套，夾套上部有進蒸汽口和上排水口，夾套下部有下進水口和下排水口 ；
[0010]所述甲醛貯存罐、氯化銨罐和堿罐與脲甲醛反應罐的進料口相連，脲甲醛反應罐的出料口與脲甲醛貯存罐的進料口相連，脲甲醛貯存罐的出料口經脲甲醛輸送栗、電磁流量計、造粒噴頭與轉鼓造粒機相連。
[0011]一種氨酸復合肥生產線改造生產脲甲醛復合肥的方法，包括如下步驟:
[0012]—、在脲甲醛反應罐中加入2500?3500kg甲醛溶液，再加入一定量固體氯化銨或氯化銨飽和溶液調節PH值呈強酸性(pH為3.5?4.0)，攪拌均勻；
[0013]二、分2?3次加入740?800kg尿素，繼續不斷攪拌，不需要加熱，反應放熱自動升溫至80?90°C，反應約20?30分鐘；
[0014]三、當透明的清液逐漸有白霧狀出現，立即加氫氧化鉀堿溶液調酸度至pH為8?8.5，即可終止反應；再加入尿素300?500kg，保溫20?40分鐘，通冷卻水降溫，冷卻至40°C以下；
[0015]四、通過閥門調節并依靠重力使其進入脲甲醛貯存罐中，最后經脲甲醛輸送栗、電磁流量計、造粒噴頭噴淋至轉鼓造粒機內的固體物料床上；
[0016]五、按照復合肥的配方將氮磷鉀原料進行計量、混合，然后輸送至轉鼓造粒機中，使其與噴淋的脲甲醛溶液進行滾動混合團聚黏結成粒；
[0017]六、出造粒機的顆粒物料經烘干、冷卻、篩分，篩分后的合格顆粒經防結塊包膜工序處理后進行計量、包裝入庫，即得脲甲醛復合肥。
[0018]本發明具有如下優點和效果:
[0019](I)本發明將制備好的脲甲醛懸液經攪拌栗至儲罐，再栗至滾筒造粒機進行復合肥造粒，脲甲醛懸液無需干燥，節省了大量能源。
[0020](2)肥效長，不易流失、利用率高，一次施用就能在一定程度上滿足作物全生育期各階段對氮素的需要。
[0021](3)可以減少施肥次數，省工省力。
[0022](4)最適合作基肥，不會出現燒苗現象，還可以減少氨的揮發、淋失及反硝化損失。
[0023](5)成球率高，顆粒強度大(> 18N/顆)，外觀好。
[0024](6)能被微生物完全分解、無殘留、對環境友好，符合發展綠色生態農業要求。
[0025](7)如果僅用脲甲醛肥料作基肥一次性施用，作物生長前期往往顯得氮素不足，因此須配合施用一些速效氮肥。而使用本發明的脲甲醛復混肥則不必擔心這一點，復混肥中一般按照作物養分吸收規律，進行科學的氮素配比，既有速效的氮肥，也有長效的氮肥。
【附圖說明】
[0026]圖1為氨酸復合肥生產線改造生產脲甲醛復合肥的工藝流程圖；
[0027]圖2為氨酸復合肥生產線改造生產脲甲醛復合肥的裝置示意圖；
[0028]圖3為脲甲醛反應罐的結構簡圖；
[0029]圖中:1_脲甲醛反應罐，2-甲醛貯存罐，3-氯化銨罐，4-堿罐，5-脲甲醛貯存罐，6-脲甲醛輸送栗，7-轉鼓造粒機。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍中。
[0031 ] 下述方法如無特別說明，均為常規方法。
[0032]下述百分含量)如無特別說明，均為質量百分含量。
[0033]1、原料
[0034]尿素(使用前粉碎)、甲醛37 %水溶液、20?40 %氫氧化鉀溶液、固體氯化錢或氯化銨飽和溶液。
[0035]2、強酸介質中快速制備脲甲醛的方法
[0036]具體步驟:在裝有電動攪拌器的5000L脲甲醛反應罐中，加入3000kg 37%甲醛水溶液，再加入一定量固體氯化銨或飽和氯化銨溶液調節PH值呈強酸性(pH為3.5?4.0)，攪拌均勻，夏季不需要加熱，秋冬季室溫較低時可加熱至30?40°C;分2?3次加入740?800kg尿素，繼續不斷攪拌，不需要加熱，反應放熱自動升溫至80?90°C，反應約20?30分鐘；由透明的清液逐漸有白霧狀出現，加氫氧化鉀堿溶液調酸度至PH為8，即可終止反應。再加入尿素400kg，保溫30分鐘，通冷卻水降溫，冷卻至40°C以下，打開反應罐下口閥門，依靠重力使其放入脲甲醛貯存罐中，最后經脲甲醛輸送栗、電磁流量計、造粒噴頭噴淋至轉鼓造粒機內的固體物料床上，反應裝置如圖2所示。
[0037]注意:這種方法條件控制極嚴格，控制不當則極易出現凝膠反應。加入尿素時應該分次緩慢加入，否則易出現爆沸，濺出熱液傷人，這時應該往夾套內通冷水降溫。
[0038]3、生產工藝過程
[0039]如圖1所示，在配料系統中，將尿素、磷酸一銨、氯化鉀、填料等粉狀固體物料進行計量、混合，然后輸送至轉鼓造粒機中，使其與噴淋的脲甲醛溶液進行滾動混合團聚黏結成粒；出造粒機的顆粒物料經烘干、冷卻、篩分，篩分后的大顆粒余料經破碎后與小顆粒物料一起返