复混肥料中缩二脲含量控制方法及其使用装置与流程

本发明涉及一种缩二脲含量控制方法，特别涉及一种复混肥料中缩二脲含量控制方法及其使用装置。
背景技术：
：复混肥料能给作物提供全面养分而被广泛地应用于农业生产。在现行的较先进的复混肥料生产工艺中，尿素因其氮含量高、生产量大，经常被作为生产高浓度复混肥料或高氮肥料最主要的氮源。但在复混肥料制造过程中，尿素作为生产复混肥料的原料的氮源在熔融、造粒和干燥过程中，由于某一时段的温度过高，致使两分子尿素缩合脱氮成缩二脲，从而使复混肥料中含有较高浓度的缩二脲。缩二脲，又名双缩脲、二缩脲、氨基甲酰脲，化学式nh2conhconh2，白色结晶粉末，熔点190℃，相对密度1.467，水中结晶体含4个结晶水，在约110℃时失水；溶于热水、热醇，微溶于醚。缩二脲被作物吸收后会造成植物中叶绿素的损害，直接影响光合作用及植物的生长，尤其是给作物施用叶面肥时，会使作物叶子发黄、枯萎，甚至烧苗、肥害。若复混肥料中缩二脲焊料超过1％时，不能做种肥和叶面肥，否则会对作物种子和幼苗产生毒害，浓度更高会产生盐害，造成烧根、烂根。因此，有必要对现有技术进行改进以解决上述技术问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复混肥料中缩二脲含量控制方法，有效控制复混肥料中缩二脲的含量，提高复混肥料的品质，防止肥害甚至盐害的发生，减少农民因施肥不当引起的损失；具体而言通过以下技术方案实现：本发明的复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)将辅料以及尿素分别通过输送设备输送至熔融槽中，在120～130℃温度下形成熔融液，辅料包括氯化盐类化合物或铵盐类化合物中一种或几种；(2)采用搅拌装置对熔融槽中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为5～15min；(3)将熔融液从熔融槽的溢流口中排出。进一步，所述氯化盐类化合物采用氯化钾、氯化铵和氯化钠中的一种或几种，铵盐类化合物采用氯化铵、磷酸铵和硝酸铵中的一种或几种。进一步，所述辅料采用氯化铵。进一步，所述氯化铵的重量份为5.0～15.0％。进一步，所述氯化铵的重量份为10.0％。本发明还包括适用于上述复混肥料中缩二脲含量控制方法的搅拌装置，所述搅拌装置包括设置在熔融槽内的丝杆，丝杆上设有滑块，滑块上固定连接有电机，电机连接有用于搅拌熔融液的搅拌棒，搅拌棒上设有搅拌叶片。本发明还包括适用于上述复混肥料中缩二脲含量控制方法的氨气循环装置，所述氨气循环装置与所述熔融槽连接，氨气循环装置用于收集熔融槽中的氨气并将收集的氨气输送至熔融槽中。进一步，所述氨气循环装置包括与熔融槽连通的氨气收纳桶和设置在氨气收纳桶内的风机。本发明还包括适用于上述复混肥料中缩二脲含量控制方法的缩二脲检测装置，缩二脲检测装置连接所述用于输送尿素的输送设备，缩二脲检测装置用于检测尿素中缩二脲的含量。进一步，所述缩二脲检测装置包括从输送设备中称取尿素的取样机构、用于盛装尿素的盛装器和用于对盛装器进行振动的振动器。本发明的有益效果：本发明控制尿素熔融的温度在120～130℃，一方面既可以保障尿素可以完全熔融，另一方面避免尿素熔融液在较高温度下发生缩合反应，生成缩二脲，降低复混肥料的质量；尿素熔融时，即在熔融尿素时添加辅料，氯化盐化合物或铵盐类化合物，可以降低尿素熔融的温度，减少因温度过高引起的缩二脲的生成率；同时在尿素进行熔融时，采用搅拌装置，可以有效对熔融液进行搅拌，从而缩短熔融液与加热盘管的接触时间，进而降低缩二脲的生成率；本发明的其他有益效果结合下文具体实施例进行进一步的说明。附图说明下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：图1为本发明的缩二脲生成率与温度的关系图；图2为本发明的缩二脲生成率与氨分压的关系图；图3为本发明的缩二脲生成率与熔融液在熔融槽中停留时间的关系图；图4为本发明的缩二脲质量分数与消耗硫酸体积关系图；图5为本发明的结构示意图。图中：1、熔融槽；2、尿素输送管；3、加热盘管；4、丝杆；5、滑块；6、电机；7、搅拌棒；8、搅拌叶片；9、排出管；10、支撑板；11、旋转轴；12、转盘；13、大臂；14、转轴；15、小臂；16、电动伸缩杆；17、连杆；18、取样斗；19、振动给样机支座；20、弹簧；21、振动给样槽；22、振动托盘；23、通孔；24、振动电机；25、底座；26、天平；27、天平托盘；28、盛装器；bi％：缩二脲的生成率具体实施方式如图所示：本实施例中的复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)将辅料以及尿素分别通过输送设备输送至熔融槽1中，尿素采用缩二脲的重量份不超过1.0％的尿素，熔融槽1中设有加热装置，例如加热盘管、水加热管等，本实施例中采用加热盘管3对辅料和尿素进行加热，物料在120～130℃形成熔融液，辅料包括氯化盐类化合物或铵盐类化合物中一种或几种；(2)采用搅拌装置对熔融槽1中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为5～15min；(3)将熔融液从熔融槽1的溢流口通过排出管9排出，熔融槽1的溢流口可以采用低溢流口，方便熔融液的排出，从而降低熔融液与加热盘管3的接触时间，减少了熔融液在熔融槽1内的停留时间，降低缩二脲的生成率。尿素的熔点为132.7℃，在高温下发生缩合反应，释放氨气并生成缩二脲，可逆反应如下：影响缩二脲产生的主要因素有尿素熔融温度、尿素熔融液中的氨分压和尿素熔融液在熔融槽中的额停留时间有关；根据gb/t2441.2-2010方法，得到缩二脲的标准曲线，取干燥尿素进行测量得到尿素中缩二脲的含量，取相同含量的干燥尿素分别在0℃、140℃、150℃、160℃和170℃条件下加热一小时，测量缩二脲的含量，从而得到缩二脲的生成率，如表1所示：表1加热温度与缩二脲生成率关系t/℃bi/％00.01400.31501.01603.01707.0根据表1绘制加热温度与缩二脲的生成率之间的关系，如图1所示；由图1可知，当尿素浓度一定时，温度愈高，缩二脲生成率愈大就，因此降低熔融槽中的温度，可以减少因温度过高而引起的缩二脲的生成；从缩二脲的生成反应得知，增加尿素熔融液中的氨含量，即增大氨分压，可以减少和抑制尿素缩合物的产生，反之，尿素熔融液中氨含量越少，及氨分压越小时，有利于缩二脲的生成；根据gb/t2441.2-2010方法，得到缩二脲的标准曲线，取干燥尿素进行测量得到尿素中缩二脲的含量，取相同含量的干燥尿素并分别添加氨含量0.50g、0.75g、1.00g、1.50g和1.75g，分别在150℃条件下加热一小时，测量缩二脲的含量，得到缩二脲的生成率，如表2所示：表2尿素熔融液中氨含量(即氨分压)与缩二脲生成率关系氨含量/gbi/％0.504.00.752.01.001.01.500.51.750.25根据表2绘制尿素熔融液中氨含量，即氨分压与缩二脲的生成率之间的关系，如图2所示；由图2可知，溶液中氨分压越低，缩二脲生成率越高；氨分压越高，缩二脲生成率越低。根据gb/t2441.2-2010方法，得到缩二脲的标准曲线，取干燥尿素进行测量得到尿素中缩二脲的含量，取相同含量的干燥尿素分别在130℃、140℃、150℃和160℃条件下分别加热，测量缩二脲的含量，从而得到缩二脲的生成率，如表3所示：表3尿素熔融液在熔融槽中停留时间与缩二脲生成率关系根据表3绘制尿素熔融液在熔融槽中停留时间与缩二脲的生成率之间的关系，如图3所示；由图3可知，尿素熔融液与加热盘管接触时间越长，造成熔融液的温度越高，从而使缩二脲生成率越大。尿素熔融时，即在熔融尿素时添加辅料，氯化盐化合物或铵盐类化合物，可以降低尿素熔融的温度，减少因温度过高引起的缩二脲的生成率；同时在尿素进行熔融时，采用搅拌装置，可以有效对熔融液进行搅拌，从而缩短熔融液与加热盘管的接触时间，进而降低缩二脲的生成率。本实施例中，所述氯化盐类化合物采用氯化钾、氯化铵和氯化钠中的一种或几种，铵盐类化合物采用氯化铵、磷酸铵和硝酸铵中的一种或几种；在尿素进行熔融时，添加辅料可以降低熔融液的温度，进而降低缩二脲的生成率。本实施例中，所述辅料采用氯化铵，从反应式中得知，增加尿素溶液中的氨含量，即氨分压增大，可以减少和抑制尿素缩合物的产生，反之，尿素熔融物中氨分压减少时，有利于缩二脲的生成；因此，在尿素熔融时，添加辅料氯化铵，一方面可以降低熔融时的温度，另一方面可以增加氨分压，从而有效降低尿素熔融时缩二脲的生成率。本实施例中，所述氯化铵的重量份为5.0～15.0％，重量份指氯化铵质量与氯化铵和尿素总质量的百分比。本实施例中，所述氯化铵的重量份为10.0％，重量份指氯化铵质量与氯化铵和尿素总质量的百分比。在尿素熔融时取氯化铵重量份为10.0％进行添加，一方面可以降低熔融温度，降低缩二脲的生成率，另一方面尿素在熔融时的温度不至于过低，导致尿素无法充分进行熔融，进而影响复混肥料的制备。本实施例中，所述搅拌装置包括设置在熔融槽1内的丝杆4，丝杆4设置在熔融槽1的顶端，丝杆4连接有用于驱动丝杆4运动的丝杆电机，丝杆4上设有滑块5，滑块5上固定连接有电机6，电机6连接有用于搅拌熔融液的搅拌棒7，搅拌棒7上设有搅拌叶片8，搅拌棒7随着滑块5在丝杆4上的运动，对熔融槽1中的整个熔融液进行搅拌，提高搅拌效果，减少了熔融液与加热盘管3的接触时间，从而降低缩二脲的生成率。本实施例中，所述熔融槽1连接有用于收集熔融槽中的氨气并将收集的氨气输送至熔融槽1中的氨气循环装置，尿素在熔融槽1中发生缩合反应时，从熔融液中溢出的氨气通过氨气循环装置再次进入熔融液，一方面可以有效增加熔融液中的氨分压，从而降低缩二脲的生成，另一方面，避免氨气进入空气中，造成空气污染，影响工作人员的身体健康。本实施例中，所述氨气循环装置包括与熔融槽1连通的氨气收纳桶和设置在氨气收纳桶内的风机，熔融槽1上分别设有氨气出口和氨气进口，氨气出口和氨气进口分别通过氨气管道与氨气收纳桶连通，设置在氨气收纳桶中的风机将从熔融液中溢出的氨气吸入并进行压缩，从而通过氨气进口将高压氨气通入熔融液中，从而增加熔融液中氨分压，降低缩二脲的生成率。本实施例中，所述用于输送尿素的输送设备的尿素输送管2还连接有用于检测尿素中缩二脲含量的缩二脲检测装置，缩二脲检测装置可以有效检测尿素中的缩二脲的含量，保障尿素中的缩二脲的重量份不超过1.0％，从而避免尿素的熔融液中的缩二脲的含量过高，导致复混肥料中的缩二脲含量过高，造成植物中叶绿素的损害；同时可以有效降低复混肥料因缩二脲含量过高产生的不合格率，从而降低企业的生产成本。本实施例中，所述缩二脲检测装置包括从输送设备的尿素输送管2中称取尿素的取样机构、用于盛装尿素的盛装器28和用于对盛装器28进行振动的振动器，取样机构采用定量取样机构，定量取样机构包括取样件和称重件；取样机构包括支撑板10和通过旋转轴11与支撑板10连接的转盘12，旋转轴11连接有用于驱动旋转轴11旋转的旋转轴电机，转盘12通过转轴14连接有大臂13，大臂13通过转轴14连接有小臂15，小臂15通过连杆17铰接有取样斗18，小臂15上设有用于驱动取样斗运动的电动伸缩杆16；称重件采用天平26，天平26放置在底座25上，天平26上放置有天平托盘27，取样件和称重件之间设有振动给样机，振动给样机包括振动给样槽21、设置在振动给样槽21上的振动电机24和与振动给样槽21底端连接有用于向天平托盘27内输送样品的振动托盘22，振动托盘22上设有通孔23，振动给样机的振动托盘22通过弹簧20连接有振动给样机支座19，盛装器28上设有弹簧20，盛装器28上设置的振动器采用振动电机24；电动伸缩杆16驱动取样斗18进行取样，取样结束后，通过转盘12的运动将取样斗18置于振动给样机上方，再通过电动伸缩杆16的运动，使取样斗18中的样品掉落在振动给样机的振动托盘22上，启动振动给样机上的振动电机24，样品通过振动托盘22上的通孔23掉落至天平托盘27上，待样品达到需要量后，关闭振动给样机上的振动电机，人工将平托盘27上的样品置于盛装器28中，启动设置在盛装器28上的振动电机24，使样品进行溶解。称取50.0g的尿素，加入100ml蒸馏水中，振荡使其溶解，滴入3滴混合指示剂，用氢离子浓度为0.1mol/l的硫酸溶液滴定至红色刚出现，0.5min不褪色为终点，记下消耗的硫酸的量，其中混合指示剂采用0.1％甲基红-亚甲基兰，配置方法如下：分别称取0.12g甲基红和0.08g亚甲基兰，混合溶解于100ml无水乙醇中，保存与棕色瓶中；用同一试样按gb/t2441.2-2010测定其缩二脲以作比较。经测定数10组数据后随即抽取缩二脲含量在0.2～0.5％，0.5～0.75％，0.75～1.0％，1.0～1.5％，1.5～2.0％，2.0～3.0％几组数据，如表4所示：表4硫酸消耗量与尿素中缩二脲含量关系硫酸/mlbi/％5.200.337.400.708.500.9010.501.2012.301.2516.001.5517.802.05根据表4绘制硫酸消耗量与尿素中缩二脲含量之间的关系，如图4所示；取样斗从输送尿素的输送管道中取出待熔融的尿素，通过振动给样机的振动托盘向天平的托盘中掉落尿素，称量尿素的重量为50.0g，置于盛装器内，向盛装器内加入100ml蒸馏水，同时开启振动器使尿素溶解，滴入3滴混合指示剂，向尿素溶液中滴加硫酸至尿素溶液红色刚出现，且0.5min不褪色为终点，记下其消耗的硫酸量，根据消耗的硫酸量，从图1中读出相应的缩二脲的含量，从而判断出尿素中所含缩二脲的含量，保障尿素的质量，进而保障复混肥料的质量，避免复混肥料中的缩二脲含量过高，损害植物的叶绿素，从而损害植物的光合作用。下列结合实施例对本发明作进一步解释和说明：实施例一复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)对尿素进行随机抽检，确定尿素中缩二脲的重量份0.7％，将尿素通过输送设备输送至熔融槽中，同时，向熔融槽中添加重量份为5％的辅料氯化铵，在130℃条件下进行熔融，形成熔融液；(2)采用搅拌棒对熔融槽中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为15min；(3)将熔融液从熔融槽的溢流口中排出。取熔融液，称取熔融液的质量5.0g，根据gb/t2441.2-2010方法，得出缩二脲的含量0.11g，熔融液中的缩二脲中的重量份去掉尿素中缩二脲的重量份，可以得到缩二脲的生成率1.5％。实施例二复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)对尿素进行随机抽检，确定尿素中缩二脲的重量份0.7％，将尿素通过输送设备输送至熔融槽中，同时，向熔融槽中添加重量份为5％的辅料氯化铵，在125℃条件下进行熔融，形成熔融液；(2)采用搅拌棒对熔融槽中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为10min；(3)将熔融液从熔融槽的溢流口中排出。取熔融液，称取熔融液的质量5.0g，根据gb/t2441.2-2010方法，得出缩二脲的含量0.1g，熔融液中的缩二脲中的重量份去掉尿素中缩二脲的重量份，可以得到缩二脲的生成率1.3％。实施例三复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)对尿素进行随机抽检，确定尿素中缩二脲的重量份0.7％，将尿素通过输送设备输送至熔融槽中，同时，向熔融槽中添加重量份为5％的辅料氯化铵，在120℃条件下进行熔融，形成熔融液；(2)采用搅拌棒对熔融槽中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为5min；(3)将熔融液从熔融槽的溢流口中排出。取熔融液，称取熔融液的质量50.0g，根据gb/t2441.2-2010方法，得出缩二脲的含量0.08g，熔融液中的缩二脲中的重量份去掉尿素中缩二脲的重量份，可以得到缩二脲的生成率0.9％。实施例四复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)对尿素进行随机抽检，确定尿素中缩二脲的重量份0.7％，将尿素通过输送设备输送至熔融槽中，同时，向熔融槽中添加重量份为10％的辅料氯化铵，在130℃条件下进行熔融，形成熔融液；(2)采用搅拌棒对熔融槽中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为15min；(3)将熔融液从熔融槽的溢流口中排出。取熔融液，称取熔融液的质量5.0g，根据gb/t2441.2-2010方法，得出缩二脲的含量0.09g，熔融液中的缩二脲中的重量份去掉尿素中缩二脲的重量份，可以得到缩二脲的生成率1.1％。实施例五复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)对尿素进行随机抽检，确定尿素中缩二脲的重量份0.7％，将尿素通过输送设备输送至熔融槽中，同时，向熔融槽中添加重量份为10％的辅料氯化铵，在125℃条件下进行熔融，形成熔融液；(2)采用搅拌棒对熔融槽中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为10min；(3)将熔融液从熔融槽的溢流口中排出。取熔融液，称取熔融液的质量5.0g，根据gb/t2441.2-2010方法，得出缩二脲的含量0.07g，熔融液中的缩二脲中的重量份去掉尿素中缩二脲的重量份，可以得到缩二脲的生成率0.7％。实施例六复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)对尿素进行随机抽检，确定尿素中缩二脲的重量份0.7％，将尿素通过输送设备输送至熔融槽中，同时，向熔融槽中添加重量份为10％的辅料氯化铵，在120℃条件下进行熔融，形成熔融液；(2)采用搅拌棒对熔融槽中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为5min；(3)将熔融液从熔融槽的溢流口中排出。取熔融液，称取熔融液的质量5.0g，根据gb/t2441.2-2010方法，得出缩二脲的含量0.05g，熔融液中的缩二脲中的重量份去掉尿素中缩二脲的重量份，可以得到缩二脲的生成率0.3％。实施例七复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)对尿素进行随机抽检，确定尿素中缩二脲的重量份0.7％，将尿素通过输送设备输送至熔融槽中，同时，向熔融槽中添加重量份为15％的辅料氯化铵，在130℃条件下进行熔融，形成熔融液；(2)采用搅拌棒对熔融槽中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为15min；(3)将熔融液从熔融槽的溢流口中排出。取熔融液，称取熔融液的质量5.0g，根据gb/t2441.2-2010方法，得出缩二脲的含量0.08g，熔融液中的缩二脲中的重量份去掉尿素中缩二脲的重量份，可以得到缩二脲的生成率0.9％。实施例八复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)对尿素进行随机抽检，确定尿素中缩二脲的重量份0.7％，将尿素通过输送设备输送至熔融槽中，同时，向熔融槽中添加重量份为15％的辅料氯化铵，在125℃条件下进行熔融，形成熔融液；(2)采用搅拌棒对熔融槽中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为10min；(3)将熔融液从熔融槽的溢流口中排出。取熔融液，称取熔融液的质量5.0g，根据gb/t2441.2-2010方法，得出缩二脲的含量0.06g，熔融液中的缩二脲中的重量份去掉尿素中缩二脲的重量份，可以得到缩二脲的生成率0.5％。实施例九复混肥料中缩二脲含量控制方法，包括以下步骤：(1)对尿素进行随机抽检，确定尿素中缩二脲的重量份0.7％，将尿素通过输送设备输送至熔融槽中，同时，向熔融槽中添加重量份为15％的辅料氯化铵，在120℃条件下进行熔融，形成熔融液；(2)采用搅拌棒对熔融槽中的熔融液进行搅拌，搅拌时间为5min；(3)将熔融液从熔融槽的溢流口中排出。取熔融液，称取熔融液的质量5.0g，根据gb/t2441.2-2010方法，得出缩二脲的含量0.05g，熔融液中的缩二脲中的重量份去掉尿素中缩二脲的重量份，可以得到缩二脲的生成率0.3％。实施例一至实施例九，尿素缩合，缩二脲的生成率表5所示：表5尿素缩合反应，缩二脲的生成率bi/％实施例一1.5实施例二1.3实施例三0.9实施例四1.1实施例五0.7实施例六0.3实施例七0.9实施例八0.5实施例九0.3最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12