高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备技术领域

《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》涉及农用复合肥料及生产设备，特别是涉及一种高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备。

图1是《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》的高塔造粒生产颗粒复合肥料的设备结构示意图。

高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备专利目的

《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》旨在提供一种能生产含有农作物所需的氮、磷、钾三种营养元素的复合肥料的高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法，以便能简化生产工艺，降低生产过程的能源消耗，并实现无三废排放；《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》的目的还在于提供实现该方法的设备。

高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备技术方案

《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》提供一种高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法，该方法的原理是基于尿素或硝铵与硫酸铵、钾肥可以形成低共熔化合物的特点，将尿素或硝铵等原料一起加热熔融，熔融料浆通过塔顶旋转造粒喷头喷洒进入造粒塔内。造粒物料从塔顶下降过程中在与上升的气流阻力作用下缓慢的降落到塔底，经筛分得到颗粒状尿基或硝基氮磷钾复合肥料。该方法包括如下步骤：

a、将生产尿基复合肥或硝基复合肥所使用原料与填料混合加热熔融；

b、熔融料浆通过高塔塔顶旋转造粒喷头喷洒进入造粒塔内；

c、料浆从塔顶下降过程中在与上升的气流阻力作用下缓慢的降落到塔底，并完成造粒；

造粒后的物料进行筛分，合格颗粒（1-4毫米）进入扑粉筒进行表面处理后再包装；筛分后的细粉物料与大颗粒破碎后一起作为返料，回到熔融混合器中。

更具体地说，所述尿基复合肥是由尿素、氮肥、磷肥、钾肥、填料按1.5:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）的比例（重量份）混合而成，并在100℃～145℃的加热温度下在熔融混合器中制成熔融料浆。

所述硝基复合肥是由硝铵、氮肥、磷肥、钾肥、填料按2.0:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）的比例（重量份）混合而成，并在145℃～175℃的加热温度下在熔融混合器中制成熔融料浆。

农作物需要的中微量元素很少，但对提高作物产量，改善作物品质有一定的作用。在制备熔融料浆的同时可加入适量的中量元素化合物和微量元素化合物，得到含中、微量元素养分的颗粒状复合肥料，中、微量元素化合物为选自钙化合物、镁化合物、硫化合物、锰化合物、钼化合物、锌化合物、铁化合物、铜化合物、硼化合物中的一种或一种以上混合物。

所述的氮肥为氯化铵、硫酸铵，磷肥为磷酸一铵，钾肥为氯化钾、硫酸钾，填料为粘土、碳酸钙粉、白云石粉。

在制备熔融料浆的同时可加入适量的染料制成彩色颗粒复合肥，所述的染料为酸性染料，如酸性红、酸性兰、酸性黑、酸性黄等。染料的加入量与肥料的比例为（0.0001-0.0003）:1（重量份）。

由《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》的方法生产的产品可以是氮磷钾三元复合肥，也可以是氮磷或氮钾二元复合肥。

《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》方法所生产的复合肥料，其有效养分含量（N P₂O₅ K₂O）≥25％。

《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》还提供了实现上述方法的设备，该设备包括造粒塔、熔融混合器及造粒喷头，其特征在于，所述造粒塔是塔高为45-125米的高塔，具体地说，造粒塔塔身为内部中空的方柱形或圆柱形，其中方形塔底部尺寸（长×宽）为（4-25米）×（4-25米），圆形塔底部直径为4-25米，在造粒塔内底部设有进风装置。

熔融混合器的蒸汽加热功率为150-650千瓦，主轴转速为20-175转每分；造粒喷头为旋转式差动造粒喷头，喷头的转速为150～450转每分。

高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备改善效果

《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》的贡献在于，它改变了传统的高塔造粒只能生产单质肥料，实现了由高塔生产多元复合肥料。与2003年6月前高塔造粒制造尿素、硝酸铵化肥相比，《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》具有如下特点：

一、《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》的方法生产的氮磷钾或氮钾或氮磷复合肥料较之单质肥料营养元素更加全面，因此肥效显著；

二、该方法利用尿素或硝铵能与硫铵、钾肥能生成低共熔化合物的特点，因此有效地降低了熔融温度，节约了能源；

三、该方法将高塔造粒和复合肥生产工艺技术进行了有机结合，实现了由高塔造粒生产复合肥料；

四、《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》的设备具有结构简单，易于安装和维护，造价低等特点。

五、由于取消了干燥工序及冷却工序，因而可以节约干燥及冷却设备的投资和操作费用，同时生产时无大量尾气排放，操作环境好，属清洁生产工艺。

在农业生产中广泛使用着各种各样的肥料，主要是单质化肥和含有、氮、磷、钾及其它营养元素的多元复合肥料，其中复合肥料的生产方法主要有团粒法、料浆法、挤压法和掺混法等。它们是将尿素、硝酸铵、磷铵、重钙、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复合肥料。在化肥生产中，尿素、硝酸铵化肥的造粒主要采用高塔造粒技术，造粒设备主要有旋转式差动喷头造粒机，固定式喷头造粒机和振动式喷头造粒机。作为高塔造粒设备主要采用的是旋转式喷头造粒机。高塔造粒技术主要原理为熔融料浆通过塔顶专门造粒喷头以细射流液柱的形式喷出，喷出的液柱在与空气接触时断裂成液滴，液滴在塔内下降并与空气进行传热，传质固化成颗粒落入塔底。高塔造粒主要优点有：

（1）、熔融料浆水分含量低，无需干燥过程，节约了能耗；

（2）、颗粒表面光滑、圆润、不易结块，具有较高的市场竞争力；

（3）、操作环境好，无三废排放，属清洁生产工艺；

（4）、可直接利用生产系统尿素或硝铵熔体，简化了生产工艺流程。

但它也存在如下缺陷：

（1）、产品颗粒大小的调节范围窄，特别是颗粒较大的产品生产有一定的难度；

（2）、造粒塔必须要有一定的高度，投资费用大。

2003年6月前技术中，传统高塔造粒主要应用在尿素、硝酸铵的造粒上，并用于生产单质化肥。而应用高塔制造氮磷钾颗粒复合肥料则未见报道。

1、一种高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法，其特征在于，它包括如下步骤：

a、将生产尿基复合肥或硝基复合肥所使用原料与填料混合加热熔融；

b、熔融料浆通过高塔塔顶旋转造粒喷头喷洒进入造粒塔内；

c、料浆从塔顶下降过程中在与上升的气流阻力作用下缓慢的降落到塔底，并完成造粒；

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尿基复合肥是由尿素、氮肥、磷肥、钾肥、填料按1.5:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）的比例（重量份）混合而成。

3、如权力要求1所述的方法，其特征在于，所述硝基复合肥是由硝铵、氮肥、磷肥、钾肥、填料按2.0:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）的比例（重量份）混合而成。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，尿素、氮肥、磷肥、钾肥、填料在100℃～145℃的加热温度下在熔融混合器中制成熔融料浆。

5、如权力要求3所述的方法，其特征在于，硝铵、氮肥、磷肥、钾肥、填料在145℃～175℃的加热温度下在熔融混合器中制成熔融料浆。

6、如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在制备熔融料浆的同时可加入适量的中量元素化合物和微量元素化合物，得到含中、微量元素的颗粒状复合肥料，中、微量元素化合物为选自钙化合物、镁化合物、硫化合物、锰化合物、钼化合物、锌化合物、铁化合物、铜化合物、硼化合物中的一种或一种以上混合物。

7、如权利要求1至5中任一条所述的方法，其特征在于，所述的氮肥为氯化铵、硫酸铵，磷肥为磷酸一铵，钾肥为氯化钾、硫酸钾，填料为粘土、碳酸钙粉、白云石粉。

8、如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在制备熔融料浆的同时可加入适量的染料制成彩色颗粒复合肥，所述的染料为酸性染料，染料的加入量与肥料的比例为（0.0001-0.0003）:1（重量份）。

9、一种实现权利要求1所述方法的设备，包括造粒塔、熔融混合器及造粒喷头，其特征在于，所述造粒塔是塔高为45-125米的高塔，其塔身为内部中空的方柱形或圆柱形，其中方形塔底部尺寸（长×宽）为（4-25米）×（4-25米），圆形塔底部直径为4-25米；在造粒塔内底部设有进风装置。

10、如权利要求9所述的设备，其特征在于，熔融混合器的蒸汽加热功率为150-650千瓦，主轴转速为20-175转每分；造粒喷头为旋转式差动造粒喷头，喷头的转速为150～450转每分。

• 实施例1

如图1所示，造粒用设备包括高塔1、熔融混合器2、造粒喷头3，其中高塔为中空圆柱形，其高度为80米，底部直径为10米。在塔底部通过固定于地面的支架固定有多个进风装置4，该进风装置为离心式鼓风机，它们均匀分布于塔体同一平面的圆周上，其送出的向上的气流使造粒物料能缓慢地下降。熔融混合器用支架固定于塔内靠顶部的支撑板5上部，它选用常规产品，其蒸汽加热功率为400千瓦，主轴转速为100转每分。造粒喷头为旋转式差动造粒喷头，它与熔融混合器相连接，并固定于支撑板5的下部，喷头的转速为300转每分。

取固体尿素4.5千克、硫酸铵1.0千克、磷酸一铵2.0千克、白云石粉2.5千克、一水硫酸镁0.1千克、硫酸锰0.01千克以及返料加入到熔融混合器中，加热到130℃，制成熔融料浆，熔融料浆通过塔顶喷头喷射进入造粒塔造粒，造粒物料通过筛分得到1-4毫米的合格粒子，该合格粒子再进入扑粉机进行表面调理即得到合格产品。筛分后的细粉料和大颗粒破碎后一起作为返料回到熔融混合器，该产品为白色颗粒状氮磷复合肥料产品，它含有N24.68％，P₂O₅9.96％，水分0.6％，同时含有镁、硫中量元素和锰微量元素，产品颗粒强度为29牛。

• 实施例2

设备同实施例1。

取固体硝铵4.9千克、氯化钾（红色）3.0千克、碳酸钙粉2.1千克、硫酸钙0.5千克、硫酸铁0.2千克、硫酸锌0.1千克、酸性红1.5克以及返料加入到熔融混合器中，加热到170℃制成熔融料浆，熔融料浆通过塔顶喷头喷射进入造粒塔造粒，造粒物料通过筛分得到1-4毫米的合格粒子，该合格粒子再进入扑粉机进行表面调理即得到合格产品。筛分后的细粉料和大颗粒破碎后一起作为返料回到熔融混合器。该产品为红色氮钾复合肥料产品，它含有N15.42％，K₂O18.42％，水分0.87％，同时含有钙、硫中量元素和铁、锌微量元素，产品颗粒强度24牛。

• 实施例3

设备同实施例1。

取尿素熔体（尿素厂二段蒸发器出口）5.1千克、硫酸钾1.5千克、氯化钾（白色）1.25千克、磷酸一铵2.0千克、粘土1.5千克、硫酸铜0.015千克、钼酸铵0.01千克以及返料加入到熔融混合器中，加热到122℃制成熔融料浆，熔融料浆通过塔顶喷头喷射进入造粒塔造粒，造粒物料通过筛分得到1-4毫米的合格粒子，该合格粒子再进入扑粉机进行表面调理即得到合格产品。筛分后的细粉料和大颗粒破碎后一起作为返料回到熔融混合器。该产品为白色氮磷钾复合肥，它含有N25.15％，P₂O₅10.02％，K₂O14.20％，同时含有硫中量元素和铜、钼微量元素，产品颗粒强度32牛。

• 实施例4

设备同实施例1。

取硝铵熔体3.5千克、氯化铵1.5千克、磷酸一铵1.2千克、氯化钾（白色）1.2千克、白云石粉2.65千克、一水硫酸镁0.30千克、钼酸铵0.01千克、酸性兰染料1.0克以及返料加入到熔融混合器中，加热到125℃制成熔融料浆。熔融料浆通过塔顶喷头喷射进入造粒塔造粒，造粒物料通过筛分得到1-4毫米合格粒子，该合格粒子再进入扑粉机进行表面调理即得到合格产品。筛分后的细粉料和大颗粒破碎后一起作为返料回到熔融混合器，该产品为兰色氮磷钾复合肥料产品，它含有N16.26％，P₂O₅5.79％，K₂O6.95％，同时含有镁、硫中量元素和钼微量元素，产品颗粒强度为28牛。

2016年12月7日，《高塔造粒生产颗粒复合肥料的方法及设备》获得第十八届中国专利优秀奖。 2100433B

• 荣誉表彰

2017年12月，《铅锭造粒自动线生产方法及装置》荣获第十九届中国专利优秀奖。 2100433B