一種緩釋、長效尿素肥料及其製備工藝的製作方法

2024-04-08 03:44:05

專利名稱：一種緩釋、長效尿素肥料及其製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及氮素肥料，具體地說是一種在尿素表面塗層生化抑制劑的 緩釋、長效尿素肥料及其製備工藝。 背秉技術
普通氮素肥料肥效期短，肥料氮素利用率低，尿素氮的總體利用率只
有30~35%，氮素的淋失、揮發、地表徑流等損失較多，肥料施入的經濟 效益較低，造成資源的巨大浪費和農業生產成本的增加,，同時產生地下水 和土壤面源的汙染，引起溫室氣體效應和水體的富營養化，使生態環境惡 化。為減輕和解決這些問題，在加強和提高農業生產經營的技術管理的同 時，需通過改進肥料的自身性能，延長肥料的有效作用時間，減緩其在土 壤中的轉化強度，從而提高肥料利用率，特別是氮肥的利用率。
目前工業所生產和農業施用的普通尿素都是速溶肥料，在水和土壤中 溶解轉化很快。尿素施入土壤後在土壤中的脲酶作用下很快轉化為銨態氮， 大量的銨態氮是土壤PH值迅速升髙，氨揮發增加；在通氣狀況良好的土壤 中，在土壤硝化細菌的作用下發生硝化作用，銨態氮在很短的時間內就轉 化為亞硝態氮和硝態氮，硝態氮在土壤中極易淋失，亞硝態氮也會以氮的 氧化物的形式呈氣態損失，造成肥料氮的大量損失，從而降低了肥料氮的 利用率。
現有技術顯示，在常溫下，尿素氮肥在土壤中在脲酶的作用下水解的 時間一般在3天左右，而沒有脲酶存在，則需要30年才能水解完全。因此
向尿素中添加脲酶抑制劑抑制土壤中脲酶活性是減緩尿素水解、延長尿素 肥效期的簡便而有效方法。

發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠提髙尿素肥料的氮素利用率、顯著延 長尿素水解和轉化為硝態氮時間的緩釋、長效尿素肥料及其製備工藝。
為實現上述目的，本發明所採用的技術方案如下肥料成分尿素、 生化抑制劑、粘合劑以及有機溶劑，所述生化抑制劑為脲酶抑制劑和硝化 抑制劑，脲酶抑制劑為N-丁基硫代磷醯三胺、N-丁基磷酸三醯胺或N -甲基吡咯烷酮；硝化抑制劑為雙氟胺；粘合劑為丙烯酸樹脂與乙基 纖維素的共聚物或乙基纖維素；有機溶劑為工業乙醇、乙醚；所述肥料 成分的重量份數比為尿素脲酶抑制劑硝化抑制劑粘合劑-l: 0.00625-0.01: 0.005-0.02: 0.05-0.1，以及5-10ml有機溶劑。
所述的粘合劑中丙烯酸樹脂與乙基纖維素的重量份數比為1: 0.1-0.3。
所述的尿素含氣量為46%-46. 3%,顆粒粒徑為0. 5-4. 5mm。
所述緩釋、長效尿素肥料的製備工藝為將混合有生化抑制劑、粘合 劑以及有機溶劑的懸浮溶液通過流化床均勻噴塗在流化狀態下的成型尿素 顆粒表面，得到緩釋尿素肥料；其中流化床中的進風溫度為6'0~75X:， 壓縮空氣壓強0. 35 ~ 0. 65Pa，噴頭霧化壓0. 05 ~ 0.15Pa。
本發明專利具有如下優點
1. 本發明肥料中添加脲酵抑制劑與硝化抑制劑雙氟胺(DCD)，使脲酶 抑制劑與DCD作用原理互補，充分發揮兩種生化抑制劑的作用功效；使尿 素肥效期明顯延長，實現了一次基施氮肥可滿足作物整個生長季對氮素的 需要，農業生產省工、省時。
2. 採用本發明的肥料可顯著提髙尿素氮肥的氮素利用率，其利用率可 提高30% ~50%。
3. 本發明對於尿素二次加工而言，操作簡單、易於實現。
4. 生產成本低，環境友好的特點。對於尿素二次加工而言，本技術生 產1噸本發明尿素產品只在原有尿素成本基礎上增加2.7% ~4.5%成本； 本發明在尿素工業化生產過程中添加抑制劑，在原有尿素成本基礎上只增 加1.6%~3.1%成本。同時本發明釆用的原料脲酶抑制劑與硝化抑制劑都 是廉價、高效、原料易得、無汙染。
5. 本發明與現有添加單一抑帝i劑尿素的技術相比，具有抑制尿素氮水 解和轉化的雙重作用。同時也克服了以前的產品主要採用氫醌(對苯二酚) 作脲酶抑制劑及其降解產物汙染環境的弊端，實現了環境友好的緩釋尿素 的生產。
6. 效果好，本發明的緩釋、長效尿素肥料施入土壤中可保持尿素含量 25~30天以上，延長尿素肥效期63~70天，肥料總有效期達到120 ~ 135 天。
7. 本發明克服了直接包膜肥料生產成本高的缺點，氮素進入土壤後轉 化快、養分易流失的缺點，成本在同類尿素肥料中是最低的。在有效時問 上完全可以代替肥效期相對較短的包膜肥料。
8. 本發明的緩釋、長效肥料適用於各種作物，並且對後荏作物具有一 定效果。
9. 本發明的緩釋尿素可進行工業化生產，在尿素合成工業化生產中的 操作工藝流程，是在尿素熔融狀態的流程裝置前增設生化抑制劑混合物的 加入裝置，無需對其他流程進行改進，通過此裝置向尿素中添加本發明的 生化抑制劑以及植物油的混合溶液即可。易於進行工業化大規模生產。
說明書附困


圖1為本發明緩釋尿素肥料製備工藝的流化床工藝流程結構圖。 標號為l.噴射塔、2.肥料進料口、 3.廢氣排出口， 4，霧化噴頭、5. 流量控制器、6.進風通道、7.熱交換器、8.孔板流量計、9.鼓風機、10.液 罐、Tl.進風溫度計、Tz.物料溫度計、T3,排風溫度計、SL.熱交換方向
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明。 實施例1:
製備緩釋尿素原料為以IOO份尿素顆粒為基準，0.0625份N-丁基 硫代磷醯三胺、2份DCD、 5份丙烯酸樹脂與乙基纖維素共聚物、工業乙醇 溶液500ml;其中尿素顆粒中含氮46. 3%、粒徑為0. 5i腦，丙烯酸樹脂與乙
基纖維素的重量份數比為1: 0.1。 製備方法
1 )配製懸浮溶液將5份丙烯酸樹脂與乙基纖維素的共聚物溶入500ml 工業乙醇溶液中，再將0.0625份N-丁基硫代磷醯三胺與2份I)CD混合均 勻後加入，攪拌均勻的共聚物組成混合懸浮溶液，待用。
2 )利用流化床塗布技術(參見
圖1 )，將配製好的混合懸浮溶液置於液 灌10中，同時將100份中含氮46. 3%的尿素顆粒由肥料進料口 2注入噴射
塔1中進行流化，而後隨流化床的運行將懸浮溶液通過流量控制器5由霧 化噴頭4均勻地塗布在尿素顆粒表面，最終製得含氮43.2%的緩釋、長效 尿素肥料。其中流化床運行的參數為進風溫度60'C,壓縮空氣壓強0.35 Pa，噴頭霧化壓0. 05Pa。 實施例2:
製備緩釋尿素原料為以IOO份尿素顆粒為基準，1份N-丁基磷酸三 醯胺、0.5份DCD、 6份丙烯酸樹脂與乙基纖維素共聚物、乙醚溶液50，nl; 其中尿素顆粒中含氮46.3%、粒徑為lmm，丙烯酸樹脂與乙基纖維素的重量 份數比為1: 0.15。
製備方法
1)配製懸浮溶液將6份丙烯酸樹脂與乙基纖維素共聚物溶入500ml 乙醚溶液中，再將l份N-丁基磷酸三醯胺與0. 5份DCD混合均勻後加入， 攪拌均勻的共聚物組成混合懸浮溶液，待用。
2 )將配製好的混合懸浮溶液置於液灌10中，同時將IOO份中含氮46. 3% 的尿素顆粒由肥料進料口 2注入噴射塔1中進行流化，而後隨流化床的運 行將懸浮溶液通過流量控制器5由霧化噴頭4均勻地塗布在尿素顆粒表面， 最終製得含氣43.4%的緩釋、長效尿素肥料。其中流化床運行畚數為進 風溫度60'C，壓縮空氣壓強O. 35 Pa，噴頭霧化壓0. 05Pa。
實施例3:
製備緩釋尿素原料為以IOO份尿素顆粒為基準，份N-甲.基吡咯烷 酮、2份DCD、 IO份丙烯酸樹脂與乙基纖維素共聚物、工業乙醇溶液100Uml; 其中尿素顆粒中含氮46.1%、粒徑為2mm，丙烯酸樹脂與乙基纖維素的重量 份數比為1: 0.3。
製備方法
1 )配製懸浮溶液將10份丙烯酸樹脂與乙基纖維素共聚物溶入1000ml
工業乙醇溶液中，再將l份N -甲基吡咯烷酮與2份DCI)混合均勻後加入， 攪拌均勻的共聚物組成混合懸浮溶液，待用。
2 )將配製好的混合懸浮溶液置於液灌10中，同時將1 OO份中含氮46.1% 的尿素顆粒由肥科進料口 2注入噴射塔1中進行流化，而後隨流化床的運 行將懸浮溶液通過流量控制器5由霧化噴頭4均勻地塗布在尿素顆粒表面， 最終製得含氮40.9%的緩釋、長效尿素肥料。其中流化床運行參數為進 風溫度75"C，壓縮空氣壓強0.65 Pa，噴頭霧化壓0. 15Pa。
實施例4:
製備緩釋尿素原料為以100份尿素顆粒為基準，0.5份N-丁基硫代 磷醯三胺、1份DCD、 8份乙基纖維素、工業乙醇溶液800ml;其屮尿素顆 粒中含氮46.2%、粒徑為3mm。
製備方法
l)配製懸浮溶液將8份乙基纖維素溶入800ml工業乙醇溶液中，再 將0. 5份N - 丁基硫代磷醯三胺與1份DCD混合均勻後加入，攪拌均句的共 聚物組成混合懸浮溶液，待用。
2 )將配製好的混合懸浮溶液置於液灌10中，同時將IOO份中含氮46. 2% 的尿素顆粒由肥料進料口 2注入噴射塔1中進行流化，而後隨流化床的運 行將懸浮溶液通過流量控制器5由霧化噴頭4均勻地塗布在尿泉顆粒表面， 最終製得含氮42.2%的緩釋、長效尿素肥料。其中流化床運行參數為進 風溫度701C，壓縮空氣壓強0.45 Pa，噴頭霧化壓0. 10 Pa。
權利要求
1.一種緩釋、長效尿素肥料，其特徵在於肥料成分尿素、生化抑制劑、粘合劑以及有機溶劑，所述生化抑制劑為脲酶抑制劑和硝化抑制劑，脲酶抑制劑為N-丁基硫代磷醯三胺、N-丁基磷酸三醯胺或N-甲基吡咯烷酮；硝化抑制劑為雙氰胺；粘合劑為丙烯酸樹脂與乙基纖維素的共聚物或乙基纖維素；有機溶劑為工業乙醇、乙醚；所述肥料成分的重量份數比為尿素∶脲酶抑制劑∶硝化抑制劑∶粘合劑＝1∶0.00625-0.01∶0.005-0.02∶0.05-0.1，以及5-10ml有機溶劑。
2. 按權利要求1所述的緩釋、長效尿素肥料，其特徵在於所述的粘 合劑中丙烯酸樹脂與乙基纖維素的重量份數比為1: 0.1-0.3。
3. 按權利要求1所述的緩釋、長效尿素肥料，其特徵在於所述的尿 素含氮量為46%-46. 3%，顆粒粒徑為0. 5-4. 5mm。
4. 一種按權利要求1所述的緩釋、長效尿素肥料的製備工藝，其特徵 在於將混合有生化抑制劑、粘合劑以及有機溶劑的懸浮溶液通過流化床 均勻噴塗在流化狀態下的成型尿素顆粒表面，得到緩釋尿素肥料；其中 流化床中的進風溫度為60~751C，壓縮空氣壓強O. 35-0，65Pa，噴頭霧化 壓0. 05~0.15Pa。
全文摘要
本發明涉及氮素肥料，具體地說是一種在尿素表面塗層生化抑制劑的緩釋、長效尿素肥料及其製備工藝。肥料成分尿素、生化抑制劑、粘合劑以及有機溶劑，所述工藝將混合有生化抑制劑、粘合劑以及有機溶劑的懸浮溶液通過流化床均勻噴塗在流化狀態下的成型尿素顆粒表面，得到緩釋尿素肥料。本發明的肥料充分發揮兩種生化抑制劑的作用功效；使尿素肥效期明顯延長，實現了一次基施氮肥可滿足作物整個生長季對氮素的需要，農業生產省工、省時。生產成本低，環境友好，本發明製備工藝對於尿素二次加工而言，操作簡單、易於實現，可進行工業化大規模生產。
文檔編號C05C9/00GK101108781SQ20061004725
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月21日 優先權日2006年7月21日
發明者李東坡, 武志傑, 陳利軍 申請人:中國科學院瀋陽應用生態研究所