專利名稱：生產(chǎn)含氮鉀肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以用于化學工業(yè)中的基于尿素和氯化鉀的顆粒含氮鉀肥的生產(chǎn)方法。
該方法的主要缺點是產(chǎn)品的吸濕性相當高。
為了降低顆粒產(chǎn)品的吸濕性，在冷卻尿素顆粒的溫度(115-125℃)下通過粉狀氯化鉀將所得的尿素顆粒在冷卻過程中磨成粉末而生產(chǎn)顆粒含氮鉀肥是一種已知方法(SU1084262，C05 D1/02，1984)。輸入10-12％(質(zhì)量)的粉狀氯化鉀用于磨粉。該方法的主要缺點是由于顆粒的反復成粒(冷卻)，導致氯化鉀在成粒機板上聚集以及導致工藝中斷，從而引起該方法的操作可靠性降低。
制備氯化鉀和尿素和/或硝酸銨的混合物，使該混合物成粒，使終產(chǎn)品中尿素和/或硝酸銨的比例為10-50％(質(zhì)量)，其就N來說，尿素含4.6-23.0％(質(zhì)量)的N，包括上述步驟的生產(chǎn)顆粒含氮鉀肥的方法也是一種已知方法(FR1476296，C05 D1、02，1996)。
?；诔闪：透稍锕闹羞M行。該方法的主要缺點是所生產(chǎn)的顆粒含氮鉀肥的含氮量不夠，以及顆粒的體積具有不均勻的組成。
混合尿素與氯化鉀，加熱該混合物到尿素熔融和使肥料成粒，包括上述步驟的生產(chǎn)含氮鉀肥的方法也是一種已知方法(RU2100326，C05 D1/00，1997)。在該已知方法中，取35-90％的尿素。通過該已知方法生產(chǎn)的肥料顆粒的強度增加。然而，所使用的在冷金屬表面上冷卻熱混合物的成粒方法要求額外的步驟，將所形成的塊研磨成平均大小為1-4mm的顆粒。這削弱了可靠性，從而削弱了該方法的產(chǎn)量。
在技術(shù)本質(zhì)和所實現(xiàn)的效果上最類似于本發(fā)明的方法是以下生產(chǎn)含氮鉀肥的方法，所述方法包括在摻和機中混合氯化鉀與尿素，該混合物的加熱及其成粒(SU 347324，C05 D1/02，1972)。在該已知方法中，所取的尿素的量為10-30％(質(zhì)量)，其就N來說，尿素含4.6-13.8％(質(zhì)量)的N。K2O含量為42.0-54.0％(質(zhì)量)。
這一最接近本發(fā)明的方法的主要缺點是由于實現(xiàn)該已知方法的設備故障增加，導致其操作可靠性(參見GOST對術(shù)語“可靠性”的定義以及在本說明書的結(jié)尾處的表格中的它的特征)削弱。
這一最接近本發(fā)明的方法的另一缺點是所生產(chǎn)的肥料的鉀含量相當高，而這妨礙成粒并削弱該方法的操作可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)效果是增加實現(xiàn)該方法的設備的故障之間的時間，并生產(chǎn)K2O％(質(zhì)量)為1-5.94的肥料。
上述任務連同所實現(xiàn)的技術(shù)效果在以下生產(chǎn)含氮鉀肥的方法中實現(xiàn)，所述方法包括在摻和機中混合氯化鉀與尿素，該混合物的加熱及其成粒，選擇1.66-9.9％(質(zhì)量)的氯化鉀用于混合，將尿素以熔塊形式輸入摻和機中，通過在造粒塔內(nèi)在氣流中造粒而進行成粒。
此外，通過液體噴射從上述氣流中收集肥料顆粒。
此外，各液體噴射的速度高差與氣流的速度高差之比保持在3650-9980的范圍內(nèi)。
當將所生產(chǎn)的肥料的水溶液用作該液體時，本發(fā)明的變體是可能的。
此外，水溶液中和氣流中的的質(zhì)量比保持在22-250的范圍內(nèi)。
該方法所生產(chǎn)的含氮鉀肥含有K2O1-5.94％(質(zhì)量)，N41.4-45.2％(質(zhì)量)。
所提出的方法的主要區(qū)別特征在于選擇1.66-9.9％(質(zhì)量)的氯化鉀用于混合，將尿素以熔塊的形式輸入摻和機中，以及通過造粒進行成粒。
所提出的方法的其它區(qū)別特征在于以下通過液體噴射，優(yōu)選通過所生產(chǎn)的肥料的水溶液，從氣流中收集所生產(chǎn)的肥料顆粒。各液體噴射的速度高差與氣流的速度高差之比保持在3650-9980的范圍內(nèi)，且肥料的水溶液中和氣流中鉀的質(zhì)量比保持在22-250的范圍內(nèi)。速度高差指W2p/2之比，其中W和p分別是流動速度和流動密度。
本發(fā)明滿足專利性中關(guān)于新穎性的條件，因為現(xiàn)有技術(shù)中沒有這種工程(engineering)溶液，其本質(zhì)特征與包含在本發(fā)明獨立權(quán)利要求中的所有特征完全一致。本發(fā)明還滿足專利性中關(guān)于創(chuàng)造性程度的條件，因為在現(xiàn)有技術(shù)中沒有發(fā)現(xiàn)這種工程溶液，該溶液的區(qū)別特征旨在解決被本發(fā)明作為目標的技術(shù)問題。
在132-140℃下，分別以54.1-59t/h和1-5.94t/h的速度向摻和機中輸入99.7-99.8％(質(zhì)量)的熔塊形式的尿素和氯化鉀粉末?；旌衔镏新然浀臐舛葹?.66-9.9％(質(zhì)量)。通過造粒的手段進行成粒。為此將混合物輸入直徑為10960mm且高度為68m的造粒塔內(nèi)。顆粒的飄揚高度為62m。從底部向塔內(nèi)供應530000-600000m3/h的空氣。所生產(chǎn)的含氮鉀肥具有下述組成(％(質(zhì)量))K2O1-5.94，N45.2-41.4，H2O不高于0.25。這種肥料具有不少于93％的大小為1-4mm的顆粒，高達5％的大小在1mm以下的顆粒。平均每小時的產(chǎn)量為60t/h。成粒后，通過肥料水溶液的噴射，從氣流中收集肥料顆粒。在40個濾清器(cleaner)中進行收集，其中所述濾清器在繞塔頂安裝的外部環(huán)形罩中均勻分布。各濾清器是內(nèi)徑為750mm且高度為1250m的管。在管的頂部有噴嘴，該噴嘴提供放射狀的肥料水溶液噴射，它與管軸垂直。噴嘴出口的內(nèi)徑為14mm。含肥料顆粒的氣流(空氣)經(jīng)過在塔頂?shù)目谶M入環(huán)形罩。然后其在管內(nèi)分布，其中氣流在管內(nèi)從頂部流向底部。當氣流與放射狀的肥料水溶液噴射接觸時，發(fā)生來自肥料顆粒的氣流的有效濾清。濾清的氣流排入大氣中。
噴射的速度高差與氣流的速度高差之比為3650-9980。肥料水溶液的循環(huán)速度為600m3/h。
選擇水溶液中和氣流中鉀的質(zhì)量比在22-250的范圍內(nèi)。
所提出的方法的操作特征以及最接近的方法的操作特征見下表。
表


應當注意，當氯化鉀KCl的濃度在本發(fā)明權(quán)利要求1所規(guī)定的范圍之上時，該方法可靠性的操作特征嚴重地受到削弱。本發(fā)明者所進行的試驗研究表明，在超過KCl濃度上限的情況下，兩種不期望的現(xiàn)象發(fā)生。首先，在塔頂部分布肥料熔塊的粉末分配器的堵塞頻率增加；第二，來自肥料顆粒的氣流濾清效率嚴重地下降，這導致使氣流從罩中排出的出口管更頻繁地堵塞。
因此，不得不停止設備以更頻繁地清潔。當KCl濃度低于下限時，得到不合格的肥料。它具有降低的鉀含量，亦即就K2O來說，鉀含量低于所要求的1％(質(zhì)量)的限度。當噴射的速度高差與氣流的速度高差之比保持比下限還低的情況下時，以及當肥料水溶液中和氣流中鉀的質(zhì)量比保持比上限還高的情況下時，也發(fā)生類似的不期望的現(xiàn)象。當超過權(quán)利要求3所要求的參數(shù)的上限時，以及當權(quán)利要求4所要求的參數(shù)保持在比下限還低的情況下時，方法的可靠性下降，因為為了提供設備中的這些條件，必需增加泵唧效能或增加泵的數(shù)目，泵對輸入的肥料水溶液執(zhí)行循環(huán)，以從氣流中除去肥料顆粒。實際上由于故障次數(shù)的增加，這導致設備可靠性削弱。
從表中可以看出，所提出的方法使故障之間的平均時間增加1.92倍成為可能，使故障次數(shù)降低1.75倍成為可能，使修復的平均時間縮短1.81倍成為可能。因此，由于故障而引起的總的延遲時間降低3.18倍。該方法中每小時的平均產(chǎn)量增加1.14倍。工業(yè)實用性本發(fā)明可以最有效地在化學工業(yè)中用于生產(chǎn)顆粒含氮鉀肥。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)含氮鉀肥的方法，所述方法包括在摻和機中混合氯化鉀與尿素，混合物的加熱及其成粒，其特征在于取1.66-9.9％(質(zhì)量)的氯化鉀用于混合，將尿素以熔塊的形式輸入摻和機中，通過在造粒塔內(nèi)在氣流中造粒而進行成粒。
2.權(quán)利要求1的生產(chǎn)含氮鉀肥的方法，其特征在于通過液體噴射從所述氣流中收集所生產(chǎn)的肥料顆粒。
3.權(quán)利要求1、2的生產(chǎn)含氮鉀肥的方法，其特征在于各液體噴射的速度高差與氣流的速度高差之比保持在3650-9980的范圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求1、2的生產(chǎn)含氮鉀肥的方法，其特征在于將所生產(chǎn)的肥料的水溶液用作所述液體。
5.權(quán)利要求1、4的生產(chǎn)含氮鉀肥的方法，其特征在于水溶液中和氣流中鉀的質(zhì)量比保持在22-250的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的方法生產(chǎn)的含氮鉀肥。
7.權(quán)利要求6的含氮鉀肥，其含有K2O 1-5.94％(質(zhì)量)和N41.4-45.2％(質(zhì)量)。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于尿素和氯化鉀的含氮鉀肥的生產(chǎn)方法。該方法由以下組成:在摻和機中混合氯化鉀與尿素,加熱該混合物并成粒。選擇1.66－9.9%(質(zhì)量)的氯化鉀用于混合,且將尿素以熔塊的形式輸入摻和機中。通過在造粒塔內(nèi)在氣流中造粒而進行成粒。以這一方式生產(chǎn)的含氮鉀肥包含K
文檔編號C05G1/00GK1423624SQ00818396
公開日2003年6月11日 申請日期2000年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月14日
發(fā)明者弗拉基米爾·費奧多羅維·杜哈寧, 亞歷山大·伊萬諾維奇·謝列布里亞科夫 申請人:國際Vti集團控股有限公司