氨酸復合肥生產(chǎn)線改造生產(chǎn)脲甲醛復合肥的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是對現(xiàn)有氨酸復合肥生產(chǎn)線的改造，涉及一種氨酸復合肥生產(chǎn)線改造生產(chǎn)脲甲醛復合肥的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國很多大中型復合肥生產(chǎn)企業(yè)都采用了氨酸法生產(chǎn)工藝，即在復合肥生產(chǎn)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(yīng)產(chǎn)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(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，由于化肥釋放速度太快、利用率低、流失嚴重、污染環(huán)境、土壤板結(jié)等缺點日益凸顯，高端的緩控釋肥料由于其自身的諸多優(yōu)點，如養(yǎng)分釋放與作物生長基本一致、利用率高、損失小等，逐漸占領(lǐng)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(jù)反應(yīng)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(qū)產(chǎn)品，但在我國未得到發(fā)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(chǎn)，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同年北美官方分析化學師協(xié)會(AOAC)頒布了檢定方法。1995年世界脲甲醛20多萬噸，現(xiàn)在已達約150萬噸。20世紀80年代，尿醛類緩釋肥料被產(chǎn)業(yè)化并推廣應(yīng)用，主要應(yīng)用于非農(nóng)經(jīng)濟作物。1984年，前蘇聯(lián)利用硫酸鉀和U/F = 3的脲甲醛生產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)化學反應(yīng)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(fā)生加成(羥基化)反應(yīng)，生成羥甲基脲；再經(jīng)酸性條件發(fā)生縮合(亞甲基化)反應(yīng)，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(yīng)時間等反應(yīng)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(chǎn)品；當U/F < I時，生成全不溶于水的產(chǎn)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(chǎn)品。生產(chǎn)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?？s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(yīng)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(xiàn)有生產(chǎn)線，進行緩控釋肥料的生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種氨酸復合肥生產(chǎn)線改造生產(chǎn)脲甲醛復合肥的裝置及方法，通過對氨酸復合肥生產(chǎn)線進行適當?shù)母脑?，適應(yīng)脲甲醛復合肥的生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]一種氨酸復合肥生產(chǎn)線改造生產(chǎn)脲甲醛復合肥的裝置，包括脲甲醛反應(yīng)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(zhuǎn)鼓造粒機，其中:
[0009]所述脲甲醛反應(yīng)罐包括帶有減速器和電動攪拌機的反應(yīng)罐、蒸汽管和夾套，反應(yīng)罐上部敞口，蒸汽管由上部敞口通入底部，反應(yīng)罐底部留有下料口和閥門；反應(yīng)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(yīng)罐的進料口相連，脲甲醛反應(yīng)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(jīng)脲甲醛輸送栗、電磁流量計、造粒噴頭與轉(zhuǎn)鼓造粒機相連。
[0011]一種氨酸復合肥生產(chǎn)線改造生產(chǎn)脲甲醛復合肥的方法，包括如下步驟:
[0012]—、在脲甲醛反應(yīng)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(diào)節(jié)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(xù)不斷攪拌，不需要加熱，反應(yīng)放熱自動升溫至80?90°C，反應(yīng)約20?30分鐘；
[0014]三、當透明的清液逐漸有白霧狀出現(xiàn)，立即加氫氧化鉀堿溶液調(diào)酸度至pH為8?8.5，即可終止反應(yīng)；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(diào)節(jié)并依靠重力使其進入脲甲醛貯存罐中，最后經(jīng)脲甲醛輸送栗、電磁流量計、造粒噴頭噴淋至轉(zhuǎn)鼓造粒機內(nèi)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(zhuǎn)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(jié)成粒；
[0017]六、出造粒機的顆粒物料經(jīng)烘干、冷卻、篩分，篩分后的合格顆粒經(jīng)防結(jié)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(fā)明具有如下優(yōu)點和效果:
[0019](I)本發(fā)明將制備好的脲甲醛懸液經(jīng)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(jié)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(shù)，省工省力。
[0022](4)最適合作基肥，不會出現(xiàn)燒苗現(xiàn)象，還可以減少氨的揮發(fā)、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(huán)境友好，符合發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)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(fā)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(yǎng)分吸收規(guī)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(chǎn)線改造生產(chǎn)脲甲醛復合肥的工藝流程圖；
[0027]圖2為氨酸復合肥生產(chǎn)線改造生產(chǎn)脲甲醛復合肥的裝置示意圖；
[0028]圖3為脲甲醛反應(yīng)罐的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0029]圖中:1_脲甲醛反應(yīng)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(zhuǎn)鼓造粒機。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍中。
[0031 ] 下述方法如無特別說明，均為常規(guī)方法。
[0032]下述百分含量)如無特別說明，均為質(zhì)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(zhì)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(yīng)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(diào)節(jié)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(xù)不斷攪拌，不需要加熱，反應(yīng)放熱自動升溫至80?90°C，反應(yīng)約20?30分鐘；由透明的清液逐漸有白霧狀出現(xiàn)，加氫氧化鉀堿溶液調(diào)酸度至PH為8，即可終止反應(yīng)。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(yīng)罐下口閥門，依靠重力使其放入脲甲醛貯存罐中，最后經(jīng)脲甲醛輸送栗、電磁流量計、造粒噴頭噴淋至轉(zhuǎn)鼓造粒機內(nèi)的固體物料床上，反應(yīng)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(xiàn)凝膠反應(yīng)。加入尿素時應(yīng)該分次緩慢加入，否則易出現(xiàn)爆沸，濺出熱液傷人，這時應(yīng)該往夾套內(nèi)通冷水降溫。
[0038]3、生產(chǎn)工藝過程
[0039]如圖1所示，在配料系統(tǒng)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(zhuǎn)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(jié)成粒；出造粒機的顆粒物料經(jīng)烘干、冷卻、篩分，篩分后的大顆粒余料經(jīng)破碎后與小顆粒物料一起返