肥料加工工艺

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  肥料加工工艺_其它_职业教育_教育专区。肥料加工工艺-缓控释肥 第三章 缓控释肥的生产 原理与技术 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 第一节 缓控释肥的控释特征和释放机理 缓控释肥的基本生产方

  肥料加工工艺-缓控释肥 第三章 缓控释肥的生产 原理与技术 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 第一节 缓控释肥的控释特征和释放机理 缓控释肥的基本生产方法按其加工过程可分为: ? 物理方法 ? 化学方法 ? 物理化学法 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺学-控释肥 (一)物理方法 通过简单的物理过程处理使肥料具有缓释性,有 微胶囊法和整体法。 微胶囊法是通过惰性物质包膜以控制肥料的渗透 率; 整体法则是将肥料均一的溶解或分解在聚合物 中,形成多孔网络体系,然后随着聚合物的溶解或降 解过程控制养分释放。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 微胶囊法 物理法 硫包尿素 聚合物包膜肥料 包裹型肥料 涂层尿素 整体法 各种胶结肥料 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺学-控释肥 涂层肥料: 是用非水溶性物质把水溶性肥料包裹起来,以控 制其养分释放速率。 包裹分成三种形式: ? 半透膜包裹 膜层会因内部蒸汽扩散产生的渗透压而胀破,在包 裹层破裂后,溶解性肥料养分全部释放出来。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺学-控释肥 ?采用具有小孔的不透性膜包裹 水透过包裹层溶解肥料,使颗粒膨胀,孔眼增大,溶 解的肥料通过孔眼释放出来。 ?用无孔的不透膜包裹溶解性肥料 通过化学、物理和微生物作用使包裹材料降解,然 后逸出肥料养分。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 氮肥涂层材料多种多样,从天然材料到合成材料: 沥青、焦油、树胶、乳胶、油类、石蜡、丙 烯酸树脂、环氧树脂、聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯 乙烯、聚氨基甲酸酯、脲醛、醋酸乙烯、硫磺等。 不同材料可以单独使用,也可联合使用,其中 最重要的是蜡、聚合物及硫磺。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 (二)化学方法 是直接或间接地将肥料联接到预先形成的 聚合物上,构成一种新型组合物,其释放速率 取决于组合物键的性质、立体化学结构疏水性、 降解难易程度和交联程度等。 或者添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂等化学 物质,调节土壤微生物活性,减缓尿素的水解 和对铵态氮的硝化-反硝化作用,从而达到肥 料氮素缓慢释放和减少损失的目的。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 化学合 成型 难溶性有机化合物,包括脲甲醛 丁烯叉二脲和 草酰胺 水溶性难降解化合物,如异丁叉 二脲等 化学型 控释肥 料 化学抑 制型 低溶性无机盐,如磷酸镁铵等 添加脲酶抑制剂减缓尿素水解 添加硝化抑制剂减缓铵态氮的 硝化和反硝化作用 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 脲酶抑制剂 氢醌(HQ) N-丁基硫代磷酸酰三胺(NBPT) 邻-苯基磷酰二胺(PPD) 硫代磷酰三胺(TPTA) 硝化抑制剂 西吡(2-氯-6(三氯甲基)-吡啶) 双氰胺(DCD) 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 (三)物理化学法 是先采用物理的整体法处理,再在其表面通过化 学法的处理形成包膜后构成的。 例如:把一定量的营养粉均匀分散在聚合物溶液后进 行造粒,然后在颗粒表面进行包膜,包膜剂和颗粒表 面的聚合物发生化学反应,形成表面渗透膜,从而得 到物理化学型控释肥,其养分的缓效源于表面渗透和 聚合物网络结构的限制作用。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 第二节 常见控缓释肥的生产 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 一、包硫尿素生产技术 (一)方法步骤 ? 粒状尿素先在流化床设备中加热到65℃; ? 然后进转鼓用155℃的熔硫处理; 熔硫用两组喷嘴(每组22个)喷入,熔硫在7.4~ 10.3 兆帕压下加入直径1.5m、长9.8m的转鼓。 ? 涂布有13%~16%(质量)S的尿素颗粒在80℃下 从转鼓引出,送去用粘结剂(30%聚乙烯和70% 润滑油的混合物)调理。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 涂覆的调理剂量约为总质量的2%,涂覆温度为 124℃。 ? 然后将制得的产品冷却至25℃,再用硅藻土(占总 重量2.4%)重新调理 ? 最后用筛分级入库 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工-缓控释肥 (二)生产工艺 喷动床涂硫的方法是目前新发展起来的尿素涂硫法。 优点:在大的固体颗粒和气流之间可以有效接触。 空气流由下向上经过颗粒物质,颗粒被空气流带着沿 设备中央室升高。高出床层料面以后,颗粒便掉入中 央室和设备周壁之间的环形空间,由此返回颗粒的密 集层。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 放空 6 7 4 空气 5 3 空气 2 8 水 水 1 蒸汽 1-熔硫贮斗;2-称量器;3-喷入装置;4-造粒器; 5-加热器;6-旋风分离器;7-集尘器;8-洗涤器 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 二、涂层尿素生产技术 ? 先根据产品所需的配方比例及特定工艺条件,制 备具有较强渗透性和稳定性的饱和涂层溶液。 ? 然后在尿素造粒过程中,用输液泵将涂层溶液雾 化,并与造粒塔内落下的尿素颗粒逆流接触,均 匀分布于尿素颗粒外表,并快速渗入内部。 ? 最后干燥即得产品。 广州氮肥厂研制出的涂层尿素就是将含有硼、锌、 锰、铁、钼等微量元素的胶状有机物涂层溶液涂在普 通尿素上干涸而成的一种新型高效氮肥。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 三、草酰胺生产方法 有三种方法: ? 用NO2或CuO 把氢氰酸氧化成氰,然后酸解氰成 草酰胺; ? 用醌作氧化剂,把醇氧化羟化成草酸酯,草酸 酯氨解成草酰胺; ? 在150~160℃条件下,把草酸和氨加热直接生产 草酰胺。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 四、胶粘肥料 是用整体法生产的肥料。具体做法如下: ? 配制聚合物体系,该聚合物体系应与肥料配方相 配伍,聚合物必须可溶并能产生粘性,一般为多糖 化合物,制成粉末。 ? 配制NPK液体肥料,其浓度及性质因地而宜 ? 将聚合物粉末倒入盛有液体肥料的大槽内,搅拌 5~10分钟,直至达粘性蜂蜜状。聚合物粉末用量 占混合总体积的1%。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 五、喷动床包膜复混肥料 按养分配比制成的颗粒复混肥料是包膜复混肥料 的原料。代表性的包膜材料是轻烯烃类如聚乙烯、聚 苯乙烯等。这些原料在一定的溶剂下溶解,然后通过 喷头喷洒到复混肥料的颗粒上, 其生产装置如下图。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 这是一种喷动床包膜肥料生产装置,主要设备是 包膜器,其关键部件是喷头,一股雾化空气是使被溶 剂溶解的包膜材料进行雾化,另一股喷动空气将颗粒 喷动上升。当颗粒达到一定的高度又落加到喷流与器 壁之间的环形间隙中时,形成喷动床内的旋回运动。 这两股空气均被预热,使包膜材料一层一层的包涂到 颗粒上,同时使溶剂挥发。 从包膜器的顶部将气体引出,经除尘器除去粉尘, 再经溶剂冷凝器,加收溶剂重复使用。空气经鼓风机 作喷动空气。包膜的厚度和包膜材料中造成包膜开孔 率的添加剂用量是控制养分释放速率的主要因素。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 六、转盘包膜复肥 我国常采用转盘生产包膜复肥,其特点是 “以肥包肥”,即以微溶性肥料为包膜材料来包涂速溶 性肥料,达到养分缓释的目的。 例如以钙镁磷肥为包膜材料,来包涂水溶性氮肥 (如尿素、硝酸铵),或加入水溶磷肥、钾肥、微肥等。 其生产流程如下图 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 N 计量 P 计量 K 计量 计量泵 粘结剂 封闭剂 钙镁磷肥 混合 转盘包膜 微肥 计量 络合剂 络合 干燥 冷却 筛分 成品 除尘 风机 放空 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 肥料加工工艺-缓控释肥 由于钙镁磷肥具有不溶水的特性,因而 与尿素或同养分配方的复混肥料相比,其 临界相对湿度较高,吸潮速率较慢,既保 证了肥料的物理性状,又达到缓慢释放水 溶性养分的速率,而且钙镁磷肥本身又是 缓释性磷肥。 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5 山东农业大学资源环境学院植物营养教研室 2013.5

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