一种尿素硝酸磷肥产品的生产系统的制作方法

本实用新型属于尿素-硝酸磷肥制备技术领域，尤其是涉及一种尿素硝酸磷肥产品的生产系统。

背景技术：

尿素是生理中性肥料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。但尿素的缺点在于氮损失较大。同时如果在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5％。缩二脲含量超过1％时，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。尿素是有机态氮肥，经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用。

硝酸磷肥同样是复合肥的重要品种之一，它是用硝酸分解法将磷矿加工制得的氮磷二元复合肥料，主要组分为硝酸铵、硝酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵和磷酸二钙。硝酸磷肥产品本身的优势决定了其适用范围很广，该产品中不仅含有高氮(N)和高磷(P₂O₅)同时从磷矿中带来十多种对农作物有用的钙、镁、硫、硅以及铜、铁、锰、锌、硼、钼、钴、硒、钠、镍等十多种中微量元素都是对农作物有用的元素。而其它品种的硝基复合肥(比如：以硝铵溶液为主生产的硝基复合肥)主要营养元素还是氮，磷和钾都是外加入的，中量元素和微量元素很少甚至没有。

但是硝酸磷肥的生产工艺中，如果采用硫酸和硝酸的混酸分解磷矿，则会产生大量的磷石膏，带来环境污染。采用硝酸分解磷矿需要除钙，工序较多，投资较大。同时硝酸磷肥生产中，由于中和工序对于部分离子含量要求较高，所以所需磷矿品位也较高。除了对P₂O₅含量有较高要求以外(一般要求≥27％)，对MgO，Al₂O₃，Fe₂O₃的含量也有较严格的要求。中国现有的磷矿多数属于低品位磷矿，无法正常生产硝酸磷肥。

因此，有必要将针对尿素及硝酸磷肥产品及硝酸磷肥的工艺进行改进。而加入尿素与硝酸分解磷矿的酸解液进行反应，形成一种新的产品，即尿素-硝酸磷肥，即是对生产工艺和产品同时进行优化的选择。

技术实现要素：

为改进现有硝酸磷肥生产工艺及产品性能，本实用新型提出了一种尿素-硝酸磷肥生产系统。

本实用新型的目的是为市场提供一种新的尿素-硝酸磷肥产品，现有的磷酸磷肥产品生产过程较繁杂，水溶性P₂O₅含量偏低。本产品是一种通过节能环保的工艺而生产出性能更好、更加适应市场的产品。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种尿素硝酸磷肥产品的生产系统，包括依次相连的酸解槽、酸不溶物分离系统、加成及蒸发系统、喷浆造粒机、颗粒输送机、颗粒提升机和筛分机，酸解槽设置有稀硝酸和磷矿粉入口，所述喷浆造粒机生产的颗粒经所述颗粒输送机传送给第一斗提机传送给所述筛分机，所述筛分机设有大颗粒出料口、成品颗粒出料口和小颗粒出料口，所述颗粒提升机包括第一斗提机和第二斗提机，所述大颗粒出料口经破碎机后与小颗粒出料口一并连接喷浆造粒机的返料入口，成品颗粒出料口依次连接第二斗提机和仓式冷却器。

酸解槽还设置加入磷酸以调节氮磷比的装置及管线。

与酸解槽出口相连接的酸不溶物分离系统，包括沉降槽、洗涤鼓、卧式螺旋离心机；酸解液先经过斜板沉降式沉降槽进行分离，沉降槽下部的浓相采用洗涤鼓进行分离，上部的清液再经由卧式螺旋离心机分离。

所述沉降槽采用大面积沉降并结合宽锚式搅拌器，洗涤鼓由低点进料，利用位差脱除大颗粒杂质，卧式螺旋离心机内设置反式螺旋。

所述加成及蒸发系统包括蒸发器给料槽和蒸发器，所述洗涤鼓和所述卧式螺旋离心机分离后的清液及尿素加入所述蒸发器给料槽进行加成，加成后的产物经蒸发器蒸发后送入喷浆造粒机。

所述喷浆造粒机分为两段，前半段为造粒段，后半段为干燥段。

所述筛分机为双层振动筛或滚筒筛。

所述仓式冷却器立式布置，内部设有3组板式换热器，成品颗粒自上而下依次通过3组板式换热器，循环冷却水自下而上依次通过3组板式换热器与成品颗粒间接换热降温。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种尿素硝酸磷肥产品的生产系统具有以下优势：

由于采用上述技术方案：

1.本实用新型尿素-硝酸磷肥产品的生产系统对于磷矿品位要求低，没有磷石膏等副产物产生，同时不需要除钙，生产过程环保节能。生产用磷矿的粒度比冷冻法硝酸磷肥用的磷矿粒度大很多，降低了原料矿的加工费用。酸不溶物粒度大，便于脱除，有助于提高产品质量。尿素-硝酸磷肥溶液经过蒸发浓缩，溶液浓度达到90％(wt)以上，送至造粒干燥机进行造粒及干燥，然后经过筛分、冷却，得到合格的尿素-硝酸磷肥产品。产品结合了尿素和硝酸磷肥两种肥料的优点，且养分组成调节方便。水溶性磷占有效磷百分率最高可达95％，远远高于硝酸磷肥的70％(优等品)。产品施用时氮损失为13％，远低于尿素的氮损失31％。产品性能好、使用方便，生产环节和使用环节可以实现机械化自动化，有很好的经济价值。

2.加入磷酸的装置及管线方便进入磷酸对氮磷比进行调节。

3.酸不溶物分离系统，包括沉降槽、洗涤鼓、卧式螺旋离心机，上述几台设备相结合，最终可使酸不溶物脱除更加彻底。

4.沉降槽采用大面积沉降并结合宽锚式搅拌器，洗涤鼓由低点进料，利用位差脱除大颗粒杂质，卧式螺旋离心机内设置反式螺旋，进一步提高酸不溶物脱除的效果。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1、图2是本实用新型的工艺流程图。

图中，1-酸解槽；2-洗涤鼓；3-沉降槽；4-卧式螺旋离心机；5-蒸发器给料槽；6-蒸发器；7-喷浆造粒机；8-皮带输送机；9-第一斗提机；10-筛分机；11-破碎机；12-第二斗提机；13-仓式冷却器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-2所示，一种尿素硝酸磷肥产品的生产系统，包括依次相连的酸解槽、酸不溶物分离系统、加成及蒸发系统、喷浆造粒机、颗粒输送机、颗粒提升机和筛分机，酸解槽设置有稀硝酸和磷矿粉入口，所述喷浆造粒机生产的颗粒经所述颗粒输送机传送给第一斗提机传送给所述筛分机，所述筛分机设有大颗粒出料口、成品颗粒出料口和小颗粒出料口，所述颗粒提升机包括第一斗提机和第二斗提机，所述大颗粒出料口经破碎机后与小颗粒出料口一并连接喷浆造粒机的返料入口，成品颗粒出料口依次连接第二斗提机和仓式冷却器。

优选的，酸解槽还设置加入磷酸以调节氮磷比的装置及管线。

优选的，与酸解槽出口相连接的酸不溶物分离系统，包括沉降槽、洗涤鼓、卧式螺旋离心机：酸解液先经过斜板沉降式沉降槽进行分离，沉降槽下部的浓相采用洗涤鼓进行分离，上部的清液再经由卧式螺旋离心机分离。

优选的，所述沉降槽采用大面积沉降并结合宽锚式搅拌器，洗涤鼓由低点进料，利用位差脱除大颗粒杂质，卧式螺旋离心机内设置反式螺旋。

优选的，所述加成及蒸发系统包括蒸发器给料槽和蒸发器，所述洗涤鼓和所述卧式螺旋离心机分离后的清液及尿素加入所述蒸发器给料槽进行加成，加成后的产物经蒸发器蒸发后送入喷浆造粒机。

优选的，所述喷浆造粒机分为两段，前半段为造粒段，后半段为干燥段。造粒干燥一体，节省空间。

优选的，所述筛分机为双层振动筛或滚筒筛。筛分效果好。

优选的，所述仓式冷却器立式布置，内部设有3组板式换热器，成品颗粒自上而下依次通过3组板式换热器，循环冷却水自下而上依次通过3组板式换热器与成品颗粒间接换热降温。换热效果好，效率高。

该尿素硝酸磷肥产品的生产方法，包括如下步骤：

1、硝酸与磷矿酸解反应步骤：浓度60％～68％(优选65％)(wt)的稀硝酸与磷矿粉(P₂O₅含量在20％～30％)在两级酸解槽中反应，得到浓度约75％(wt)的含有酸不溶物的酸解液，并设置加入磷酸的装置及管线以调节合理的氮磷比为2∶1或者1∶1；

2、分离酸不溶物步骤：先在酸解液中的酸不溶物中添加絮凝剂，酸解液中的酸不溶物先经过沉降槽分离，沉降槽下部的浓相采用洗涤鼓进行分离，上部的清液再经由卧式螺旋离心机分离，两种不同的处理方法结合三种设备将酸不溶物分离。

3、添加尿素进行加成反应步骤：将尿素颗粒或液体与分离酸不溶物以后的酸解清液混合进行加成反应，生成尿素-硝酸磷肥溶液，浓度83-87％(优选85％)(wt)；

4、尿素-硝酸磷肥料浆浓缩步骤：采用蒸发器，利用中压蒸汽将料浆浓度浓缩至约88-92％(优选90％)(wt)；

5、尿素-硝酸磷肥造粒步骤：采用喷浆造粒机，造粒机分为两段，前半段为造粒段，后半段为干燥段，将造粒与干燥的过程结合在一台设备中完成。

6、颗粒筛分步骤：颗粒筛分步骤是用双层振动筛或滚筒筛筛分出不合格的小颗粒和大颗粒，大颗粒破碎后与小颗粒一起作为造粒返料；粒度合格的成品颗粒送至后续加工步骤。

7、成品颗粒冷却步骤：成品颗粒冷却步骤采用料仓式冷却器，立式布置，内部设有3组板式换热器，成品颗粒自上而下依次通过3组板式换热器，循环冷却水自下而上依次通过3组板式换热器，成品颗粒与循环冷却水间接换热，将成品颗粒温度降至45℃以下，以利于包装和储存。优选的，为减少反应过程中气体的产生，提高安全性，所述硝酸分解磷矿步骤前需要先对硝酸进行冷却，冷却到温度为65-70度。

本实用新型可用于新建尿素-硝酸磷肥生产装置，也可用于已经建成硝酸磷肥生产装置的技术升级改造，提高其经济效益。

尿素-硝酸磷肥的生产对于磷矿品位要求低，没有磷石膏等副产物产生，同时不需要除钙，生产过程环保节能。生产用磷矿的粒度比冷冻法硝酸磷肥用的磷矿粒度大很多，降低了原料矿的加工费用。酸不溶物粒度大，便于脱除，有助于提高产品质量。尿素-硝酸磷肥溶液经过蒸发浓缩，溶液浓度达到90％(wt)以上，送至造粒干燥机进行造粒及干燥，然后经过筛分、冷却，得到合格的尿素-硝酸磷肥产品。产品结合了尿素和硝酸磷肥两种肥料的优点，且养分组成调节方便。水溶性磷占有效磷百分率最高可达95％，远远高于硝酸磷肥的70％(优等品)。产品施用时氮损失为13％，远低于尿素的氮损失31％。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。