专利名称：一种塔式造粒制造复混肥料的方法
技术领域：
本发明涉及一种颗粒状氮磷钾复混肥料的制造方法，更确切地说是涉及一种采用肥料料浆通过塔式造粒制造颗粒氮磷钾复肥料的方法。
背景技术：
复混肥料是近代化肥工业发展的必然趋势，在化肥工业发达的国家里已占总用肥量的70％～80％。复混肥料的生产方法有团粒法、料浆法、熔体法、挤压法和掺混法等，它们是将基础肥料如尿素、氯化铵、重钙、磷铵、氯化钾、硫酸钾等进行二次加工制成含有氮、磷、钾等多种营养元素的高浓度复混肥料。我国复混肥料生产以团粒法为主。
熔体造粒工艺的特点是物料处于高温熔融状态，含水量很低，可流动的熔体直接喷入冷媒(冷媒通常是空气或熔体物料不溶解的液体，如矿物油等)中，物料在冷却时固化成球形颗粒；或者可流动的熔体喷入机械造粒机内的返料粒子上，使之在细小的粒子表面涂布或粘结成符合要求的颗粒。溶液的蒸发或浓缩固然需要消耗能量，但在能量利用方面远较干燥颗粒产品有效，更何况在某些生产工艺中还可以充分利用反应热来蒸发部分甚至全部水分。一般的造粒工艺，干燥设备通常是生产装置中最大的而且也是最昂贵、能耗最高的设备，熔体造粒工艺无需干燥，节省了投资和能耗。
造粒塔喷淋造粒工艺应用最早、最广泛的是单一氮肥(如尿素、硝酸铵等)的造粒，现已扩大到氮磷及氮磷钾复合肥料的造粒。造粒塔有圆形和方形两种，而以圆形居多。塔内视具体条件可采用自然通风或强制通风。塔的有效高度按照熔体的液滴冷却固化所需时间而定，故与物料特性、粒子大小和通风方式等有关。造粒设备有旋转式喷头和振动式喷头两类，后者主要应用于方形塔。
上海化工研究院(《化肥工业》，1999年第1期)曾报导了以尿素、磷酸一铵、氯化钾为原料，采用熔融造粒工艺制NPK三元复肥的实验室试验结果。试验研究了工艺的可行性；对尿液浓度、混合液混合温度、停留时间等对熔融混合物流动性的影响进行了试验，并确定了合适的工艺条件。
中国专利CN200410099036.6公开了一种塔式造粒生产氮磷钾复混肥料方法，在该方法中，固体物料如磷铵、钾盐和填充剂是通过固体提升设备提升至造粒塔顶部的熔融物中间槽，然后与尿液混合喷淋造粒。由于安装和使用了固体粉料提升设备，增加了造粒塔的设计难度和土建投资，设备维修工作量增加，有时还恶化了操作环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的采用塔式造粒制造复混肥料的方法，本发明方法采用将全部肥料料浆用泵输送至造粒塔顶部的方法，革除了用固体提升设备将固体物料提升至造粒塔顶部再与尿素溶液熔融混合的步骤，减轻了造粒塔的设计压力，节约了造粒塔的建造成本。
本发明是这样实现的。本发明的一种塔式造粒制造复混肥料的方法包括以下制造步骤(1)尿素生产厂浓度大于99重量％的尿素熔体或者固体尿素加热熔融后的尿素熔体，温度为135～145℃，(2)粒度小于1毫米的钾盐、填充剂和磷铵，分开或一起加热至80～140℃，(3)将尿素熔体与加热后的磷铵和钾盐在熔融物中间槽混合1～5分钟，生成含有磷铵和钾盐悬浮物的混合肥料料浆，混合肥料料浆中尿素与磷铵、钾盐的重量比是1～5∶1∶1～3，填充剂的加入量为肥料总量重量百分数的0～25％，混合肥料料浆温度为100～135℃，
(4)将混合肥料料浆用泵输送至造粒塔顶部的造粒装置，(5)混合肥料料浆通过造粒装置分散为小液滴，小液滴在重力和浮力作用下降落，与从塔下进入的冷空气流逆向接触，彼此产生传热传质作用，冷却并固化为颗粒状复混肥料。
本发明所述的方法，所述的混合肥料料浆输送泵是适合于含固体物料输送的离心泵或容积泵。
本发明所述的方法，所述的磷铵是磷酸一铵，所述的钾盐是氯化钾或硫酸钾，所述的填充剂是粒度小于0.5毫米的白云石粉或碳酸钙粉。
本发明所述的方法，所述的造粒塔是圆柱形钢筋混凝土或钢结构塔，通风方式是自然通风或强制通风，塔的有效高度为30～90米，塔的内径为10～24米。所述的强制通风方式是在造粒塔顶部安装轴流风机抽风。
本发明所述的方法，所述的造粒装置是指旋转式差动喷头。
本发明所述的方法，在制备混合肥料料浆时，加入中量元素化合物或者微量元素化合物，与尿素熔体和磷铵和钾盐一起混合，制成含有中量元素化合物或者微量元素化合物的混合肥料料浆。所述的中量元素化合物是钙化合物、镁化合物或硫化合物中的一种或一种以上的混合物；所述的微量元素化合物是硼化合物、铜化合物、铁化合物、锰化合物、钼化合物或锌化合物中的一种或一种以上的混合物。
本发明所述的方法，所述的中量元素化合物是硫酸钙、硝酸钙、硫酸镁、硫酸钾镁或硫磺中的一种或一种以上的混合物；所述的微量元素化合物是硫酸铜、氧化铜、钼酸铵、钼酸钠、硼酸、硼砂、硫酸亚铁、螯合铁、硫酸锌、氧化锌、氯化锌、硫酸锰、氧化锰或氯化锰中的一种或一种以上的混合物。
本发明与现有技术相比具有如下优点本发明方法采用泵输送混合的熔融肥料料浆，简化了工艺流程，节省了投资。并且采用泵输送混合的熔融肥料料浆，不需要进行很大的投入即可实现在现有尿素造粒塔上进行尿基复混肥的生产。
具体实施例方式
为了更好地实施本发明，特举出以下实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施并不限于以下实施例。
实施例1取尿素厂二段蒸发器出口尿素溶液或熔体200克，浓度大于99重量％，温度约140℃，加入粒度小于1.0毫米并预热至约105℃的磷酸一铵100克、白色氯化钾58克，搅拌混合约2分钟，料浆温度115～120℃，含有固体悬浮物的混合肥料料浆用泵输送至造粒塔顶部，通过造粒装置分散成为液滴落下，与上升气流进行传热和传质，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，即为颗粒状氮磷钾复混肥料产品。造粒塔为圆柱形钢筋混凝土结构塔，塔的有效高度40米，塔内径10米。肥料产品含N 28.5％、P2O512.1％、K2O 9.5％、H2O 0.3％，产品的颗粒强度大于25牛顿/颗。
实施例2取尿素厂二段蒸发器出口尿素溶液200克，浓度99重量％，温度约135℃，分别加入粒度小于1.0毫米并预热至约110℃的磷酸一铵80克、粒度小于1.0毫米并预热至约120℃的红色氯化钾125克和粒度小于0.5毫米并预热至约120℃的白云石粉25克，搅拌混合约4分钟，料浆温度120～125℃，含有固体悬浮物的混合肥料料浆用泵输送至造粒塔顶部，通过造粒装置分散成为液滴落下，与上升气流进行传热和传质，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，得到红色颗粒状氮钾复合肥料产品，造粒塔为圆柱形钢筋混凝土结构塔，塔的有效高度80米，塔内径20米，在造粒塔顶部安装轴流风机强制抽风。肥料产品含N 23.1％、P2O58.0％、K2O17.2％、H2O 0.2％，产品的颗粒强度大于40牛顿/颗。
实施例3固体尿素300克，加热到136℃成为熔融液，粒度小于1.0毫米的磷酸一铵150克，红色氯化钾150克，白云石粉30克，硼酸3克，七水硫酸镁9克，预热到约105℃后，分别加入到熔融尿素液中，搅拌混合2～3分钟，料浆温度110～115℃，含有固体悬浮物的混合肥料料浆用离心泵输送至造粒塔顶部，通过旋转式差动喷头分散成为液滴落下，与上升气流进行传热和传质，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，得到含N 24.0％、P2O510.2％、K2O 13.5％、H2O 0.3％，的红色氮磷钾复合肥料，该肥料含有镁、硫中量元素和微量元素硼。
实施例4固体尿素300克，氯化钾30克，加热到120℃成为熔融液，粒度小于1.0毫米的磷酸一铵150克，白色氯化钾100克，硫酸铜4克，钼酸铵4克，预热到约110℃后，一起加入到熔融液中，搅拌混合约2分钟，料浆温度约115℃，含有固体悬浮物的混合肥料料浆用容积泵输送至造粒塔顶部，通过造粒装置分散成为液滴落下，与上升气流进行传热和传质，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，得到颗粒状氮钾复合肥料，造粒塔为圆柱形钢结构塔，塔的有效高度90米，塔内径24米，在造粒塔顶部安装轴流风机强制抽风。该产品含N 26.0％、P2O512.6％、K2O 13.3％、H2O0.5％，同时含有硫中量元素和微量元素铜和钼。
实施例5固体尿素200克，加热到145℃成为熔融液，粒度小于1.0毫米的磷酸一铵100克，预热到约100℃；粒度小于0.5毫米硫酸钾200克，硫酸钙10克，硫酸锌4克，硫酸锰4克，一起预热到约125℃后；分别加入到熔融尿素液中，搅拌混合约2分钟后，料浆温度120～135℃，含有固体悬浮物的料浆通过造粒器成为液滴从高度为70米的造粒塔中下落，与上升气流进行传热和传质，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，得到琥珀色颗粒状氮磷钾复合肥料产品，该产品含N 20.1％、P2O510.3％、K2O 19.7％、H2O 0.25％，同时含有钙、硫、锌中量元素和微量元素。
实施例6固体尿素300克，加热到140℃成为熔融液，分别加入粒度小于1.0毫米并预热到约100℃的磷酸一铵80克、粒度小于1.0毫米并预热到约110℃硫酸钾200克和粒度小于0.5毫米并预热到约110℃碳酸钙粉50克，搅拌混合约3分钟后，料浆温度110～115℃，含有固体悬浮物的料浆通过造粒器成为液滴从高度为50米的造粒塔中下落，与上升气流进行传热和传质，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，得到颗粒状氮钾复合肥料产品，该产品含N 22.9％、P2O55.4％、K2O 16.1％、H2O 0.25％。
实施例7固体尿素200克，氯化钾10克，加热到125℃成为熔融液，粒度小于1.O毫米并预热到约90℃的磷酸一铵200克、粒度小于1.0毫米并预热到约130℃白色氯化钾200克和白云石粉90克，分别加入到熔融尿液中，搅拌混合约4分钟，料浆温度115～120℃，含有固体悬浮物的料浆通过造粒器成为液滴从高度为30米的造粒塔中下落，与上升气流进行传热和传质，冷却并固化为1～4毫米的小球粒，得到颗粒状氮磷钾复合肥料产品，该产品含N 16.4％、P2O513.9％、K2O 18.2％、H2O 0.2％。
权利要求
1.一种塔式造粒制造复混肥料的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)尿素生产厂浓度大于99重量％的尿素熔体或者固体尿素加热熔融后的尿素熔体，温度为135～145℃，(2)粒度小于1毫米的钾盐、填充剂和磷铵，分开或一起加热至80～140℃，(3)将尿素熔体与加热后的磷铵和钾盐在熔融物中间槽混合1～5分钟，生成含有磷铵和钾盐悬浮物的混合肥料料浆，混合肥料料浆中尿素与磷铵、钾盐的重量比是1～5∶1∶1～3，填充剂的加入量为肥料总量重量百分数的0～25％，混合肥料料浆温度为100～135℃，(4)将混合肥料料浆用泵输送至造粒塔顶部的造粒装置，(5)混合肥料料浆通过造粒装置分散为小液滴，小液滴在重力和浮力作用下降落，与从塔下进入的冷空气流逆向接触，彼此产生传热传质作用，冷却并固化为颗粒状复混肥料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的混合肥料料浆输送泵是适合于含固体物料输送的离心泵或容积泵。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的磷铵是磷酸一铵，所述的钾盐是氯化钾或硫酸钾，所述的填充剂是粒度小于0.5毫米的白云石粉或碳酸钙粉。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的造粒塔是圆柱形钢筋混凝土或钢结构塔，通风方式是自然通风或强制通风，塔的有效高度为30～90米，塔的内径为10～24米。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述的强制通风方式是在造粒塔顶部安装轴流风机抽风。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的造粒装置是指旋转式差动喷头。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在制备混合肥料料浆时，加入中量元素化合物或者微量元素化合物，与尿素熔体和磷铵和钾盐一起混合，制成含有中量元素化合物或者微量元素化合物的混合肥料料浆。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述的中量元素化合物是钙化合物、镁化合物或硫化合物中的一种或一种以上的混合物；所述的微量元素化合物是硼化合物、铜化合物、铁化合物、锰化合物、钼化合物或锌化合物中的一种或一种以上的混合物。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于所述的中量元素化合物是硫酸钙、硝酸钙、硫酸镁、硫酸钾镁或硫磺中的一种或一种以上的混合物；所述的微量元素化合物是硫酸铜、氧化铜、钼酸铵、钼酸钠、硼酸、硼砂、硫酸亚铁、螯合铁、硫酸锌、氧化锌、氯化锌、硫酸锰、氧化锰或氯化锰中的一种或一种以上的混合物。
全文摘要
一种塔式造粒制造复混肥料的方法，是将尿素熔体与磷铵、钾盐、填充剂加热混合成肥料料浆，尿素与磷铵、钾盐的重量比是1～5∶1∶1～3，填充剂占肥料总量重量百分数的0～25％，料浆温度为100～135℃，混合肥料料浆用泵输送至造粒塔顶部的造粒装置，通过造粒装置分散为小液滴，下落，与冷空气流逆向接触，冷却固化为颗粒复混肥料。本发明方法采用泵输送混合的熔融肥料料浆，简化了工艺流程，节省了投资，不需要进行很大投入即可实现在现有尿素造粒塔上进行尿基复混肥的生产。
文档编号C05G5/00GK1948232SQ20061002518
公开日2007年4月18日 申请日期2006年3月29日 优先权日2006年3月29日
发明者陈明良, 梁济, 葛建国, 赵军辉, 李接励, 赵继善, 朱东明, 徐静安, 陈隆隆 申请人:上海化工研究院