一種低塔噴射造粒複合肥方法與流程
2024-04-09 20:04:05
本發明屬於肥料製造領域，特別是涉及一種低塔噴射造粒複合肥方法。
背景技術：
：現有複合肥生產方法主要有高塔造粒、噴漿造粒、圓盤造粒等。高塔造粒存在的問題是設施成本高，工藝設備結構複雜，操作複雜，適合高產能，低產能性價比低，轉產不靈活，易形成浪費。高塔造粒投資成本高，一個塔的土建和設備投入約需3000萬元，佔地面積大，約需3畝地，結構複雜。而噴漿造粒和圓盤造粒產品外觀不夠光圓，顆粒養份不均勻，後段還需烘乾處理，浪費能源。CN1403423A公開了熔融料漿低塔造粒生產顆粒多元複合肥料的方法及設備，所述設備是在造粒塔內中部至底部之間分多層設有噴射鼓風裝置，且每層設有多個鼓風裝置，鼓風裝置主體裝在塔體外部，其送風管引入塔體內，每層的多個送風管間隔一定距離沿塔體內壁切線方向設置，造粒塔是塔高為15-45m的低塔。該方法由於將高塔造粒和沸騰床造粒技術進行了有機結合，實行強制噴射鼓風，減慢了物料在塔內的沉降速度，增加了物料在塔內的停留時間，因此可以達到用低塔造粒達到高塔的效果，並因而降低了造粒塔設備的造價。專利公開號CN1388101A的實施例公開了熔融體噴射造粒法，進入噴射器及混合噴射器的熔融物料或複合熔融物料被流經噴射器及混合噴射器內的高速氣流一點點剝離成液滴噴射至空中，其液滴遇冷自然收縮成球狀顆粒且直接進入物料收集機構，經篩網篩選機構篩選後，大顆粒的為成品顆粒且進入表面處理工序或進入包裝工序、小顆粒的為晶種顆粒且通過輸送機構進入噴射器的吸入口，晶種顆粒在噴射器高速氣流的作用下被吸入噴射器後進入混合噴射器，進入混合噴射器內的熔融物料或複合熔融物料在與其內高速運行的晶種顆粒接觸的瞬間其晶種顆粒的表面被均勻地裹覆一層使原先形成的晶種顆粒球徑變大的熔融物料或複合熔融物料且連同未裹覆晶種顆粒的熔融物料或複合熔融物料一同被噴剝離成液滴噴射至空中，其液滴遇冷自然收縮成球狀顆粒，晶種顆不斷形成的同時又在不斷地使原先形成的晶種顆粒球徑變大，成為成品顆粒。大顆粒的為成品顆粒且進入表面處理工序或進入包裝工序、小顆粒的為晶種顆粒且通過輸送機構進入噴射器的吸入口，如此循環，直至造粒結束。進入噴射器或混合噴射器內的熔融物料或複合熔融物料在外力的作用下，其流速和流量是可調的，噴射器或混合噴射器噴射時隨氣流所產生的粉塵經除塵裝置捕捉後重新進入熔體物料混合裝置。該專利公開的噴射造粒研究了噴射造粒的原理，但是在實際生產中並沒有解決噴射造粒的造粒塔環境，也就是造粒塔高度，一級如何實現顆粒化的問題，本發明通過小顆粒和熔融料漿的配比，小顆粒的粒徑選擇等技術實現了低塔噴射造粒的工業化。現有技術中缺少能夠噴射氣體和料液的氣液混合物噴射製備複合肥顆粒的方法。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供了一種低塔噴射造粒複合肥方法，其特徵在於向高度為10-40米的造粒塔內水平或向上噴射氣液混合物形成複合肥顆粒。該方案解決的技術問題是：氣液混合物噴射到10-40米的低塔是解決噴射造粒的環境因子要求，同時也解決了10-40米低塔的條件利用要求，也就是需要通過噴射氣液混合物的形式進行造粒。在現有技術中，實現低塔造粒在高塔造粒中應用過，但是其採用的技術為熔融料漿的直接噴射，例如專利CN1403423A中所公開的技術。而本發明實現低塔造粒則採取了氣液混合物噴射的形式來實現的，因為此種方式解決了氣體的出氣位置，與料液一同噴出，而非熔融料漿噴射出後再進行氣體冷卻。雖然專利CN1388101A公開了氣液混合物的噴射技術，但是其並沒有解決在工業生產上應該用什麼樣的環境來實現噴射出的氣液混合物能夠實現噴射造粒，按照常規技術理解，至少應該在50米以上的塔才能夠解決問題，而本發明的研究表明需要的塔為低塔，也就是10-40米高的塔來解決問題。上述方法中，氣液混合物為氣體和料液的混合物，料液為熔融料漿。當料液為熔融料漿時，在熔融料漿運動過程中形成小顆粒，形成小顆粒立即作為晶核與其接觸的熔融料漿形成塗覆料漿的複合肥。優選的，料液為小顆粒料和熔融料漿的混合物，其中小顆粒料和熔融料漿的混合物中熔融料漿和小顆粒料的重量比為1:0.1-10，小顆粒料的平均粒徑為0.5-4mm。熔融料漿和小顆粒料的重量比與小顆粒料的平均粒徑互為相關，其能夠實現小顆粒料的晶核作用，同時能夠實現噴射混合物在運動過程中塗覆的要求，兩個條件的選擇互相配合，實現了噴射造粒獲得的複合肥能夠滿足複合肥的產品標準。上述方法的關鍵是氣體和料液混合，而且料液中含有小顆粒，通過這種氣液混合物能夠實現不依靠造粒塔、圓盤造粒，更不是通過漿液的噴漿造粒，而是通過噴射到簡單的造粒塔中直接降落就能夠實現造粒。優選的，上述方法中，噴射的裝置為噴射器，噴射是通過噴射器內高壓氣體將氣液混合液通過擴散管噴射，水平或向上噴射為噴射的方向與水平面的夾角為0-90°，噴射方向為水平或水平向上，噴射器位於造粒塔底部或造粒塔側壁。噴射方向為水平或向上噴射，對於水平向下噴射，因為噴射料需要較大落差才能夠成為顆粒，所以水平向下將使得噴射造粒的造粒塔高度大大增加，而且分散效果不好。優選的，上述方法中，氣體和料液的體積比為10000:0.1-10。氣體帶動料液運動，同時也分散小顆粒料和熔融料漿，氣體量過大則導致分散過度，氣體量過小則導致分散不均，因為選擇合適的氣體和料液的體積比是解決噴射造粒能夠工業化的關鍵問題，而本發明通過大量試驗解決該技術問題。優選的，上述方法中，噴射的氣液混合物在噴口處的速度為15-45米/秒。噴射速度一方面決定於動力源，另一方面與氣液混合物成為顆粒物的運行路程有關，噴射速度過小將使得包含小顆粒料的氣液混合物難以成為顆粒，小顆粒料過大的氣液混合物包被不均勻，而速度過大則會導致浪費能量，而且噴射器的壓力過大，導致小顆粒料的運動與熔融料漿的運動產生較大的速度差，小顆粒料難以起到晶核的作用。優選的，上述方法中，熔融料漿為尿素或硝磷復肥、鉀肥和磷肥製成的熔融料漿，小顆粒料包含鈣鎂硫中量元素中的一種或多種，和/或銅鐵鋅鉬硼矽微量元素中的一種或多種，和/或石粉、沸石粉、膨潤土、肥料增效劑中的一種或多種，和/或植物生長調節劑中的一種或多種；小顆粒料包含鈣鎂硫中量元素中的一種或多種，和/或銅鐵鋅鉬硼矽微量元素中的一種或多種，和/或石粉、沸石粉、膨潤土、肥料增效劑中的一種或多種，和/或植物生長調節劑中的一種或多種，和/或有機肥，和/或尿素或硝磷復肥、鉀肥和磷肥中的一種或多種。另外，更具體的，本發明提供了一種噴射造粒複合肥方法，其特徵在於該方法包括如下步驟：步驟1)將包含氮磷鉀成分的原料製成熔融料漿，步驟2)開啟高壓風機將高壓風引至噴射器中，步驟3)噴射器通過料漿輸送過程產生的負壓將熔融料漿或者是熔融料漿和小顆粒料的混合物引入混合室形成料液，步驟4)噴射器內高壓氣體將料液通過擴散管形成氣液混合物同時將該氣液混合物噴射到高度為10-40米的造粒塔內，噴射過程中形成顆粒，成形顆粒運動到極限距離後，自然落下，由收集鬥收集，噴射方向與水平面形成的角度為0-90°，噴射方向為水平或水平向上。優選的，上述方法，方法還包括步驟5)，其特徵在於：步驟5)收集鬥收集的顆粒運至篩分機，成品顆粒進入下一道包膜工序，篩分的小顆粒返料經輸送設備返回混合室或返回小顆粒料造粒設備中，作為小顆粒料重新造粒。優選的，上述方法，方法還包括步驟6)，其特徵在於：步驟6)造粒過程中產生的粉塵通過尾氣除塵裝置處理後排出。其中尾氣除塵裝置與造粒塔相同，排出造粒塔中粉塵。優選的，上述方法，步驟3)中熔融料漿和小顆粒料的重量比為1:0.1-10。優選的，上述方法，步驟4)中氣體和料液的體積比為10000:0.1-10。優選的，上述方法中，噴射噴口處的速度為15-45米/秒。優選的，上述方法，熔融料漿為尿素或硝磷復肥、鉀肥和磷肥製成的熔融料漿。優選的，上述方法，熔融料漿為尿素或硝磷復肥、鉀肥和磷肥製成的熔融料漿，小顆粒料包含鈣鎂硫中量元素中的一種或多種，和/或銅鐵鋅鉬硼矽微量元素中的一種或多種，和/或石粉、沸石粉、膨潤土、肥料增效劑中的一種或多種，和/或植物生長調節劑中的一種或多種；小顆粒料包含鈣鎂硫中量元素中的一種或多種，和/或銅鐵鋅鉬硼矽微量元素中的一種或多種，和/或石粉、沸石粉、膨潤土、肥料增效劑中的一種或多種，和/或植物生長調節劑中的一種或多種，和/或有機肥，和/或尿素或硝磷復肥、鉀肥和磷肥中的一種或多種。本發明還提供了上述複合肥製造方法製備得到的複合肥，所述複合肥包含小顆粒料和塗覆於小顆粒料表面的熔融料漿乾燥層。優選的，所述複合肥為複合肥顆粒，複合肥顆粒的含水量低於2％wt。有益效果1、本發明的低塔噴射造粒複合肥方法是一種全新的造粒方法，實現了造粒塔的高度降低，降低到10-40米高，在低塔內，將氣體和料漿混合噴射。該方法實現工業化低塔噴射造粒生產複合物，噴射造粒過程中同時解決噴射角度、噴射速度等問題，當料液採用小顆粒料和熔融料漿混合物時，小顆粒料選擇技術和小顆粒料與熔融料漿配比技術一併進行了解決。2、本發明的造粒方法所採用的設備簡單，造粒塔為10-40米，低塔造粒，造價低，佔地面積小。4、本發明的造粒方法製備得到的複合肥，不僅肥料顆粒的均勻度、光滑度等指標均能夠滿足複合肥產品的要求，而且造粒成本低，提高了肥料的性價比。具體實施方式實施例11)將硝磷復肥、鉀肥和磷肥按照常規方法製備成熔融料漿。2)開啟高壓風機將高壓風引至噴射器中。3)按照常規方法將中微量元素、沸石粉、膨潤土、肥料增效劑等製備成小顆粒料，小顆粒料的平均粒徑為1.1mm。4)噴射器通過料漿輸送過程產生的負壓將熔融料漿和小顆粒料以1:1重量比引入混合室形成料液。5)噴射器內高壓氣體將料液通過擴散管形成氣液混合物同時將該氣液混合物以噴射方向為水平方向噴射到30米高的造粒塔中，氣體和料液的體積比為10000:1，噴射的噴口速度為28米/秒，噴射過程中氣液混合物顆粒形成固體顆粒，成形的顆粒運動到極限距離後，自然落下，由收集鬥收集成品顆粒。6)將收集鬥收集的顆粒運至篩分機，成品顆粒進入包膜工序，篩分的小顆粒返料經輸送設備返回小顆粒料造粒設備中，作為小顆粒料重新造粒。7)造粒過程中產生的粉塵通過尾氣除塵裝置處理後排出。實施例21)將硝磷復肥、鉀肥和磷肥制按照常規方法製備成熔融料漿。2)開啟高壓風機將高壓風引至噴射器中。3)按照常規方法將中微量元素、沸石粉、膨潤土、肥料增效劑等製備成小顆粒料，小顆粒料的平均粒徑為0.9mm。4)噴射器通過料漿輸送過程產生的負壓將熔融料漿和小顆粒料以1:2重量比引入混合室形成料液。5)噴射器內高壓氣體將料液通過擴散管形成氣液混合物同時將該氣液混合物以噴射方向為垂直向上方向噴射到35米高的造粒塔中，氣體和料液的體積比為10000:10，噴射的噴口速度為30米/秒，噴射過程中氣液混合物顆粒形成固體顆粒，成形的顆粒運動到極限距離後，自然落下，由收集鬥收集成品顆粒。6)將收集鬥收集的顆粒運至篩分機，成品顆粒進入包膜工序，篩分的小顆粒返料經輸送設備返回小顆粒料造粒設備中，作為小顆粒料重新造粒。7)造粒過程中產生的粉塵通過尾氣除塵裝置處理後排出。通過上述實施例1和實施例2製備得到的肥料，其性能指標如下表。複合肥顆粒均勻度光滑度肥料硬度肥料含水量實施例1成品顆粒2.0-4.0mm粒徑佔90％顆粒溜圓18.2牛頓0.92％實施例2成品顆粒2.0-4.0mm粒徑佔90％顆粒溜圓20.5牛頓0.97％可以看出，通過本發明的方法製備的複合肥顆粒，實現了肥料的均勻度、光滑度、硬度和含水量指標均達到了複合肥顆粒的標準，該全新的複合肥造粒技術為複合肥造粒又提供了一種新的選擇，實施例1的水平噴射造粒和實施例2的向上噴射造粒均證明了通過小顆粒料和熔融料漿的混合噴射解決了複合肥量產的問題。通過重複實施例1的水平噴射造粒，調整小顆粒料的平均粒徑和小顆粒料和熔融料漿的配比進行重複試驗，發現小顆粒料的直徑範圍為0.5-4mm，小顆粒料和熔融料漿的重量比為1:0.1-10，均能夠獲得預期所需要的複合肥，小顆粒料的粒徑小於0.5mm的情況，無論如何調整小顆粒料和熔融料漿的配比，其作為晶核的效果不理想，導致噴射造粒的複合肥顆粒顆粒均勻度、光滑度和肥料硬度等難以滿足肥料的要求。當小顆粒料的範圍大於4mm的情況下，其能夠作為晶核較好的噴射造粒，但是小顆粒料和熔融料漿的配比難以協調，導致成品顆粒表面再次塗覆的肥料不均勻。同樣重複實施例2的垂直向上噴射造粒，其情況與重複實施例1的水平噴射造粒相同。調整噴射造粒過程中噴射的角度，造粒塔的高度，也就是位於水平噴射和垂直噴射之間，其對小顆粒料的粒徑要求、小顆粒料和熔融料漿的重量比是相同，對於造粒塔的高度、噴射速度要根據小顆粒料的粒徑、小顆粒料和熔融料漿的重量比進行適當調整，以保證噴射的複合肥在進入收料鬥的過程中能夠形成顆粒。當前第1頁1 2 3