一種水溶復(fù)合氮肥及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)用化肥領(lǐng)域，具體涉及一種穩(wěn)定的水溶復(fù)合氮肥及制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 硫酸銨和硝酸銨是常用的肥料，硫酸銨含有銨態(tài)氮主要用在農(nóng)業(yè)，具有吸濕性小， 不易結(jié)塊，物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，同時(shí)還能為植物提供硫元素，但硫酸銨屬于生理酸性 肥料，長期施用使土壤酸性提高，造成土壤板結(jié)等。硝酸銨能為農(nóng)作物同時(shí)提供銨態(tài)氮、硝 態(tài)氮，具有肥效快的特點(diǎn)，但易吸潮、易結(jié)塊，運(yùn)輸搬運(yùn)過程中受熱或撞擊，容易發(fā)生爆炸， 國家禁止硝酸銨作為化肥單獨(dú)使用，農(nóng)業(yè)上主要添加硫酸鉀、磷酸一銨，生產(chǎn)氮-磷-鉀的 復(fù)合肥，或添加碳酸鈣、碳酸鎂生產(chǎn)硝酸銨鈣。
[0004] 硫酸銨、硝酸銨在一定條件下反應(yīng)可生成穩(wěn)定的復(fù)鹽--即一種含有硝態(tài)氮銨態(tài) 氮水溶性復(fù)合氮肥。解決了硝酸銨的吸濕性、爆炸性，也避免單獨(dú)使用硫酸銨對土壤的酸 化。
[0005] 生產(chǎn)這樣的復(fù)合氮肥的常用方法有為降低生產(chǎn)成本，在復(fù)合肥生產(chǎn)過程中直接加 入價(jià)格相對便宜的硫酸銨，但因硫酸銨與硝酸銨比例和反應(yīng)條件不合理，兩者只是簡單的 混合，并未反應(yīng)生成穩(wěn)定的復(fù)鹽，產(chǎn)品在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中，在一定的溫度和濕度條件下，硫 酸銨和硝酸銨緩慢反應(yīng)生成復(fù)鹽，加速吸潮，導(dǎo)致復(fù)合肥的強(qiáng)度下降，最終粉化、板結(jié)，影響 復(fù)合肥的施用和肥效。如專利CN103249675,硝酸與氨在硫酸銨溶液中，中和反應(yīng)，生成硫硝 酸銨復(fù)鹽。
[0006] 有些生產(chǎn)廠家直接用硫酸和氨中和反應(yīng)制取硫酸銨，或出于成本考慮從煉焦廠等 購買其副產(chǎn)的硫酸銨來制作復(fù)合肥，先把硫酸銨溶解，再讓硝酸和氨在硫酸銨溶液中反應(yīng)， 再蒸發(fā)、濃縮、造粒，但這種制備方法容易造成蒸發(fā)量增加，熱量消耗大，現(xiàn)有的硝酸銨中和 反應(yīng)器也需改造或重新設(shè)計(jì)。也有生產(chǎn)廠家把硝酸銨裝置中和反應(yīng)制得的硝酸銨溶液濃縮 至約98%，添加磷酸一銨、硫酸鉀、碳酸鈣等，再造粒得到硝基復(fù)合肥。但98%濃度高易堵管， 堵設(shè)備，不利于操作。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種水溶復(fù)合氮肥及制備方法，該制備方法 不需要改變現(xiàn)有硝酸銨中和反應(yīng)器穩(wěn)定，生產(chǎn)穩(wěn)定、操作簡單，生產(chǎn)的水溶復(fù)合氮肥具有防 爆、耐儲(chǔ)存的優(yōu)點(diǎn)，配比科學(xué)，同時(shí)含有硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、硫元素，特別適合于喜氮、硫的各種 作物。
[0009] 解決以上技術(shù)問題的本發(fā)明中的一種水溶復(fù)合氮肥，其特征在于：所述氮肥配方 由以下組份組成：硝酸銨、硫酸銨、PH調(diào)節(jié)劑和內(nèi)部干燥劑，硫酸銨與硝酸銨質(zhì)量比60-40 : 40-60 ;以復(fù)合氮肥總質(zhì)量計(jì)算PH調(diào)節(jié)劑0. 5-10%、內(nèi)部干燥劑0. 5-15%。
[0010] 硝酸銨、硫酸銨用量比例滿足農(nóng)作物對氮、硫營養(yǎng)元素的需要，同時(shí)這一比例對硝 酸銨硫酸銨穩(wěn)定復(fù)鹽的生成有重要影響，需要讓穩(wěn)定復(fù)鹽的比例成為大多數(shù)。
[0011] 本發(fā)明中優(yōu)化方案中所述硫酸銨與硝酸銨質(zhì)量比60-50 :40-50。
[0012] 所述的硫酸銨為硫酸銨固體或溶液。
[0013] 所述硝酸銨溶液濃度80-95%，溫度120-170°C。
[0014] 硝酸銨溶液的濃度與中和硝銨工段的工藝條件相穩(wěn)合，需要避免對中和工序的生 產(chǎn)操作造成影響，盡可能節(jié)省能耗，增加操作安全性與穩(wěn)定性，濃度過高會(huì)導(dǎo)致長距離管道 輸送困難，需要更高的輸送溫度保障，管路凝固風(fēng)險(xiǎn)堵塞增加，硝銨分解甚至爆炸危險(xiǎn)性增 加，可實(shí)現(xiàn)的安全輸送距離很短；濃度太低會(huì)導(dǎo)致中和熱利用不充分，增加后續(xù)濃縮的熱能 消耗，復(fù)肥后工段濃縮成本上升，使前工段有不必要的浪費(fèi)；溫度太低易堵管路、設(shè)備，溫太 高會(huì)導(dǎo)致壓力過高甚至硝酸銨的分解，設(shè)備安全會(huì)有問題。因此不合適的濃度和溫度會(huì)影 響裝置的產(chǎn)能。
[0015] 所述PH調(diào)節(jié)劑為呈兩性或堿性的物質(zhì)，為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣、氧化鈣、碳 酸鎂、碳酸鉀、硼酸鈉一種或兩種以上。加入PH調(diào)節(jié)劑，能提高復(fù)合氮肥的PH值，減少復(fù)合 氮肥生產(chǎn)過程中對設(shè)備的腐蝕，降低復(fù)合氮肥施用對土壤酸性的影響。
[0016] 所述內(nèi)部干燥劑為形成結(jié)晶水的鹽或復(fù)鹽，為硫酸鈉、硫酸鈣、硝酸鈣、硫酸鎂、硫 酸鋅、硫酸銅、硼酸一種或兩種以上 加入內(nèi)部干燥劑，若復(fù)合肥在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中受潮，水份先與內(nèi)部干燥劑結(jié)合，避免 或延緩引起復(fù)合肥結(jié)塊。
[0017] 本發(fā)明中一種水溶復(fù)合氮肥的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1)將硝酸銨、硫酸銨加入反應(yīng)器，反應(yīng)溫度160-2KTC，時(shí)間3-10min，得硫硝酸銨復(fù) 鹽A;反應(yīng)器可為帶加熱的連續(xù)混料反應(yīng)器； 硝酸銨、硫酸銨反應(yīng)溫度低，需要的反應(yīng)時(shí)間更長，設(shè)備需要的加熱面積大，物料停留 時(shí)間會(huì)長，設(shè)備尺寸也會(huì)變化如需要更大才能進(jìn)行后續(xù)的反應(yīng)，并且反應(yīng)溫度高一些反應(yīng) 速度會(huì)快，反應(yīng)器尺寸設(shè)計(jì)需要改變；而且溫度過高會(huì)造成不必要的能量浪費(fèi)，安全風(fēng)險(xiǎn)增 加。溫度過低會(huì)因?yàn)槲锪狭鲃?dòng)，混合困難無法操作。
[0018] (2)將A取出裝入混料槽中，占總質(zhì)量加入PH調(diào)節(jié)劑和內(nèi)部干燥劑，得混合物B; (3) 濃縮混合物B，控制漿料水份； (4) 對濃縮后的B進(jìn)行造粒、冷卻，即得到水溶復(fù)合氮肥。
[0019] 本發(fā)明中優(yōu)化方案中所述硫酸銨預(yù)熱后加入反應(yīng)器中，預(yù)熱后溫度120-230°C。
[0020] 硫酸銨預(yù)熱溫度會(huì)影響反應(yīng)溫度以及相應(yīng)的反應(yīng)器設(shè)計(jì)條件，溫度低于專利溫度 范圍會(huì)導(dǎo)致物料粘度大幅度上升，流動(dòng)性變差以至于反應(yīng)器攪拌運(yùn)轉(zhuǎn)困難，甚至故障；預(yù)熱 溫度過高會(huì)增加硝銨分解的安全性風(fēng)險(xiǎn)，以及不必要的能耗。
[0021] 所述的造粒方式為高塔造粒、圓盤造粒、滾筒造?；驇皆炝７绞?。
[0022] 所述步驟（3)中控制漿料水份< 1%。造料前的水分高于1%，將不能保證最終產(chǎn)品 含水量的要求，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，從而控制產(chǎn)品中的水分。
[0023] 所述水溶復(fù)合氮肥，為以硫酸銨、硝酸銨溶液為主體，添加鐵、銅、硼、鎂、鈣、鋅等 微量元素的專用復(fù)合氮肥。不限于硫酸銨改性硝酸銨生產(chǎn)穩(wěn)定的總氮分別為30、28、26的 水溶復(fù)合氮肥，還包括以硫酸銨、硝酸銨溶液為主體，添加鐵、銅、硼、鎂、鈣、鋅等微量元素 的專用復(fù)合氮肥。加入不同微量元素，可生產(chǎn)出滿足不同植物習(xí)性的專用肥品。
[0024] 本發(fā)明中把硝酸銨裝置中和反應(yīng)制得的硝酸銨溶液濃縮至80-95%，添加硫酸銨， 控制反應(yīng)條件，生成穩(wěn)定的復(fù)合氮復(fù)鹽，添加PH調(diào)節(jié)劑、內(nèi)部干燥劑等，再進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮 至水分低于1%，再經(jīng)造粒、冷卻，得到穩(wěn)定的硫硝酸銨復(fù)合肥。生產(chǎn)的水溶復(fù)合氮肥具有防 暴、耐儲(chǔ)存的優(yōu)點(diǎn)，配比科學(xué)，同時(shí)含有硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、硫元素，特別適合于喜氮、硫的各種 作物。制備方法不需要改變現(xiàn)有硝酸銨中和反應(yīng)器，只需要增加帶加熱的連續(xù)混料反應(yīng)器， 控制好硫酸銨、硝酸銨的物料比和混合后的反應(yīng)條件即可。
[0025]
【具體實(shí)施方式】
[0026] 用下面的實(shí)施例作對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明： 實(shí)施例1 以目前效率高、消耗低的高塔造粒為例，日產(chǎn)1000噸，硝酸銨裝置濃縮至約8 5 %的高 溫硝酸銨溶液，硝酸銨溶液溫度為120°C，經(jīng)過管道輸送、計(jì)量，加入連續(xù)混料反應(yīng)器，同時(shí)， 硫酸銨加熱后，經(jīng)螺旋輸送、計(jì)量，加入連續(xù)混料反應(yīng)器。硫酸銨與硝酸銨質(zhì)量比60 :40,連 續(xù)混反應(yīng)器溫度控制在160°C，時(shí)間lOmin，促進(jìn)硫酸銨、硝酸銨反應(yīng)生成穩(wěn)定的硫硝酸銨 復(fù)鹽。將總質(zhì)量的PH調(diào)節(jié)劑碳酸鈉0. 5%、內(nèi)部干燥劑硝酸鈣0. 5%加入帶加熱的連續(xù)混料 槽，進(jìn)一步濃縮，控制漿料水份< 1%，再經(jīng)高塔造粒，得到穩(wěn)定的水溶復(fù)合氮肥。
[0027] 加入內(nèi)部干燥劑，若復(fù)合肥在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中受潮，水份先與內(nèi)部干燥劑結(jié)合， 避免引起復(fù)合肥結(jié)塊。
[0028] 所述硫酸銨預(yù)熱后加入反應(yīng)器中，預(yù)熱后溫度120°C。硫酸銨預(yù)熱溫度會(huì)影響反應(yīng) 溫度以及相應(yīng)的反應(yīng)器設(shè)計(jì)條件，溫度低于專利溫度范圍會(huì)導(dǎo)致物料粘度大幅度上升，流 動(dòng)性變差以至于反應(yīng)器攪拌運(yùn)轉(zhuǎn)困難，甚至故障；預(yù)熱溫度過高會(huì)增加硝銨分解的安全性 風(fēng)險(xiǎn)，以及不必要的能耗。
[0029] 此例中硝銨液管道安全輸送距離可達(dá)2 0 0 0米。
[0030] 硝酸銨溶液的濃度與中和硝銨工段的工藝條件相穩(wěn)合，需要避免對中和工序的生 產(chǎn)操作造成影響，盡可能節(jié)省能耗，增加操作安全性與穩(wěn)定性，濃度過高會(huì)導(dǎo)致長距離管道 輸送困難，需要更高的輸送溫度保障，管路凝固風(fēng)險(xiǎn)堵塞增加，硝銨分解甚至爆炸危險(xiǎn)性增 加，可實(shí)現(xiàn)的安全輸送距離很短；濃度太低會(huì)導(dǎo)致中和熱利用不充分，增加后續(xù)濃縮的熱能 消耗，復(fù)肥后工段濃縮成本上升，使前工段有不必要的浪費(fèi)；溫度太低易堵管路、設(shè)備，溫太 高會(huì)導(dǎo)致壓力過高甚至硝酸銨的分解，設(shè)備安全會(huì)有問題。因此不合適的濃度和溫度會(huì)影 響裝置