一种棉花专用炭基缓释复合肥料及其制备系统和方法与流程

本发明涉及肥料的技术领域，尤其涉及一种棉花专用炭基缓释复合肥料及其制备系统和方法。

背景技术：

棉花是世界上重要的经济作物，作为重要的纺织工业原料，对我国国民经济有着显著影响。棉花的一生生育期较长，栽培管理过程繁琐。其对养分敏感，需肥量较大，追肥次数较多。因此，人们一般通过增加肥料的投入来获得高产，尤其是大量施用氮肥。然而，由于常规肥料自身的特点以及使用过程中存在方式方法的不科学、不合理等因素的影响，不仅导致了肥料养分利用率严重下降，资源大量浪费，增产效果越来越小。同时也造成了土壤酸化、盐碱化、板结、微生物多样性下降、土壤保水保肥能力降低等土壤环境恶化情况的发生。

因此，如何制备出一种营养物质丰富，营养元素释放持久协调，肥料养分利用效率高，且又可以改善土壤物理化学性质，提高土壤肥力，增加土壤微生物多样性的棉花专用肥料成为目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种棉花专用炭基缓释复合肥料及其制备系统和方法，制备方法简单，高效，肥料原料混合充分，质量好，得到的棉花专用炭基缓释复合肥料营养物质丰富，营养元素释放持久协调，肥料养分利用效率高，且能够改善土壤物理化学性质，提高土壤肥力，增加土壤微生物多样性。

本发明提出的一种棉花专用炭基缓释复合肥料，每1000kg原料中各组分按重量单位包括：尿素390.8-391.8kg、钙镁磷肥57.8-58.8kg、磷酸三钾249.5-250.5kg、硫酸钾镁肥72.5-73.5kg、生物炭粉209.9-210.9kg、木质素碳酸锌0.5-1.5kg、四水八硼酸钠1.5-2.5kg、氯化锰0.5-1.5kg、硫酸亚铁铵0.5-1.5kg、氯化铕0.5-1.5kg、氯化钕0.5-1.5kg、n-丙基磷酰三胺9.5-10.5kg。

优选地，每1000kg原料中各组分按重量单位包括：尿素391.0-391.6kg、钙镁磷肥58.0-58.6kg、磷酸三钾249.7-250.3kg、硫酸钾镁肥72.8-73.2kg、生物炭粉210.1-210.7kg、木质素碳酸锌0.8-1.2kg、四水八硼酸钠1.8-2.2kg、氯化锰0.8-1.2kg、硫酸亚铁铵0.8-1.2kg、氯化铕0.8-1.2kg、氯化钕0.8-1.2kg、n-丙基磷酰三胺9.8-10.2kg。

优选地，每1000kg原料中各组分按重量单位包括：尿素391.3kg、钙镁磷肥58.3kg、磷酸三钾250kg、硫酸钾镁肥73kg、生物炭粉210.4kg、木质素碳酸锌1kg、四水八硼酸钠2kg、氯化锰1kg、硫酸亚铁铵1kg、氯化铕1kg、氯化钕1kg、n-丙基磷酰三胺10kg。

本发明的一种棉花专用炭基缓释复合肥料的制备系统，包括第一输料装置、第一传送带、第二传送带、成品收集箱、转鼓造粒机、第二输料装置、包膜装置和控制装置；

第一输料装置用于将生物炭粉输入到第一传送带上；

第一传送带用于将第一输料装置和第二输料装置输出的物料输送进转鼓造粒机；

转鼓造粒机用于将混合后的物料制成颗粒状的肥料内核；

包膜装置用于将转鼓造粒机制成的肥料内核进行包膜；

第二传送带用于将包膜好的肥料输送至成品收集箱内；

控制装置与第一输料装置、第一传送带、第二传送带、成品收集箱、转鼓造粒机、第二输料装置、包膜装置连接，并控制第一输料装置的进料速度，第一输料装置的进料速度，第一传送带和第二传送带的传输速度，转鼓造粒机和包膜装置之间的造粒与包膜工序的配合，所述第一输料装置位于第一传送带的一侧，所述第一传送带远离第一输料装置并贯穿于第二输料装置的一侧安装有转鼓造粒机，所述转鼓造粒机远离第一传送带安装有第二传送带，所述第二传送带的上方设有包膜装置，所述第二传送带远离转鼓造粒机的一侧安装有成品收集箱。

优选地，所述第一输料装置包括第一加热箱、第一料仓、第一料仓支架、第一出料连通管和第一料仓进料漏斗，所述第一料仓支架上安装有第一料仓，所述第一料仓内安装有第一加热箱，所述第一料仓的一侧安装有第一出料连通管，所述第一料仓的上端安装有第一料仓进料漏斗。

优选地，所述转鼓造粒机包括传输斜面、造粒喷头、造粒箱体和进料口，所述造粒箱体的一侧安装有进料口，所述造粒箱体远离进料口的一侧安装有造粒喷头，所述造粒喷头的下方在造粒箱体上设有传输斜面。

优选地，所述第二输料装置包括第二料仓、进料漏斗、第一搅拌轴、第一搅拌电机、第二搅拌电机、第二搅拌电机安装板、传动轴、搅拌臂安装板、传输管、出料口、搅拌臂凸起、第二料仓支架、第一搅拌电机支架和搅拌臂，所述第二料仓支架上端安装有第二料仓，所述第二料仓靠近第一传送带的一侧安装有第二搅拌电机安装板，所述第二搅拌电机安装板上安装有第二搅拌电机，所述第二搅拌电机远离第二搅拌电机安装板的一端安装有传动轴，所述传动轴远离第二搅拌电机安装板的一端安装有搅拌臂安装板，所述搅拌臂安装板远离传动轴的一侧安装有多个搅拌臂，所述搅拌臂远离搅拌臂安装板的一端安装有搅拌臂凸起，所述第二料仓的下端安装有传输管，所述传输管远离第二料仓的一端安装有出料口，所述出料口位于第一传送带的上方，所述第二料仓的上端安装有进料漏斗，所述第二料仓的一侧通过第一搅拌电机支架安装有第一搅拌电机，所述第一搅拌电机在第二料仓内安装有第一搅拌轴。

优选地，所述包膜装置包括第三料仓支架、包膜喷头、第三料仓、第二加热箱安装架、第二加热箱、第四料仓安装架、第一料仓进料管、第一料仓进料阀、第一料仓进料口、传输阀、传输管、第三加热箱、第二料仓、第二料仓进料阀、第二料仓进料口、第二料仓进料管和包膜出料阀，所述第三料仓支架的上端安装有第三料仓，所述第三料仓上通过第四料仓安装架安装有第二料仓，所述第三料仓的一侧通过第二加热箱安装架安装有第二加热箱，所述第三料仓的下端安装有包膜喷头，所述包膜喷头上安装有包膜出料阀，所述第三料仓与第二料仓之间通过传输管连通，所述传输管上设有传输阀，所述第三料仓上端通过第一料仓进料管安装有第一料仓进料口，所述第一料仓进料管上设有第一料仓进料阀，所述第二料仓的一侧安装有第三加热箱，所述第二料仓的上端通过第二料仓进料管安装有第二料仓进料口，所述第二料仓进料管上设有第二料仓进料阀。

本发明的一种棉花专用炭基缓释复合肥料的制备方法，包括如下步骤：

s1、按配比将生物炭粉通过第一料仓进料漏斗投入到第一料仓内，由第一出料连通管输入到第一传送带上；

s2、按配比将钙镁磷肥、磷酸三钾、硫酸钾镁肥和n-丙基磷酰三胺分别投入到位于第一传送带两侧分布的第二料仓内，由第一搅拌轴进行搅拌后，经过传输管进入到第一传送带上，并在第二搅拌电机的作用下，实现搅拌臂上的搅拌臂凸起对第一传送带的物料进行搅拌混合得到混合料；

s3、将s2得到的混合料由第一传送带经过进料口进入到造粒箱体内经过造粒后由造粒喷头输出造粒好的肥料内核；

s4、打开第二料仓进料阀，关闭传输阀，按配比将尿素经过第二料仓进料口进入第二料仓，并打开第二加热箱实现对第二料仓内的尿素进行加热熔融至150-180℃得到尿素熔融液，然后打开第一料仓进料阀并关闭包膜出料阀，将木质素碳酸锌、四水八硼酸钠、氯化锰、硫酸亚铁铵、氯化铕和氯化钕通过第一料仓进料管进入到第三料仓内，在第二加热箱的作用下，于50-70℃加热烘干，然后打开传输阀，使得尿素熔融液经过传输管进入到第三料仓内与木质素碳酸锌、四水八硼酸钠、氯化锰、硫酸亚铁铵、氯化铕和氯化钕混合后得到包膜料，接着打开包膜出料阀，使得包膜料经过包膜喷头对造粒喷头出来的肥料内核进行包膜处理；

s5、s4包膜处理后的肥料经过第二传送带传输到成品收集箱内。

本发明中，所述棉花专用炭基配方肥料含有丰富的氮、磷、钾等棉花生长所必需的大量元素，同时科学添加了钙、镁、硫、锌、硼、锰、铁、铕和钕等中微量营养元素和稀土元素，使棉花对养分的吸收更加全面均衡，有利于增强棉花的光合作用和抗旱抗病虫害能力，提高棉花的品质与产量；本产品中含有的n-丙基磷酰三胺能够有效抑制尿素的水解速度，减少铵态氮的挥发与硝化损失，显著提高棉花的氮素利用率，从而满足棉花生长中后期对于养分的需求，避免早衰、节约施肥成本；本产品中含有的生物炭是由秸秆经高温裂解后形成的黑色、多孔隙且含有多种营养元素的物质，其具有的巨大表面积，对水分和养分离子的蓄积能力强，可以避免进入土壤中的水分、养分快速流失，提高水分、养分的利用率；此外，生物炭还具有增加土壤有机质，改善土壤粘重、板结等种植障碍以及提高土壤微生物活性的良好作用；本发明制备的棉花专用炭基配方肥料适用于我国棉花各产区的土壤。

本发明采用了特殊的制备系统对棉花专用炭基缓释复合肥料进行制备，在原料的供料、肥料内核的制备到肥料的包膜，系统中各工序的配合工作，使得制备的棉花专用炭基缓释复合肥料原料混合均匀，成型好，包膜质量高，肥料综合质量好，不易散料。

附图说明

图1为本发明提出的一种棉花专用炭基缓释复合肥料的制备系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种棉花专用炭基缓释复合肥料的制备系统中第二输料装置的局部放大结构示意图；

图3为本发明提出的一种棉花专用炭基缓释复合肥料的制备系统中包膜装置的局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。

如图1、图2和图3所示，图1为本发明提出的一种棉花专用炭基缓释复合肥料的制备系统的结构示意图；图2为本发明提出的一种棉花专用炭基缓释复合肥料的制备系统中第二输料装置的局部放大结构示意图；图3为本发明提出的一种棉花专用炭基缓释复合肥料的制备系统中包膜装置的局部放大结构示意图。

下面在实施例中结合图1、图2和图3的棉花专用炭基缓释复合肥料的制备系统详细说明棉花专用炭基缓释复合肥料的制备方法。

参照图1、图2和图3，本实施例的一种棉花专用炭基缓释复合肥料的制备系统，包括第一输料装置1、第一传送带2、第二传送带3、成品收集箱4、转鼓造粒机5、第二输料装置6、包膜装置7和控制装置。

第一输料装置1用于将生物炭粉输入到第一传送带2上，第一输料装置1包括第一加热箱101、第一料仓102、第一料仓支架103、第一出料连通管104和第一料仓进料漏斗105，所述第一料仓支架103上安装有第一料仓102，所述第一料仓102内安装有第一加热箱101，所述第一料仓102的一侧安装有第一出料连通管104，所述第一料仓102的上端安装有第一料仓进料漏斗105。

第一传送带2用于将第一输料装置1和第二输料装置6输出的物料输送进转鼓造粒机5，第二输料装置6包括第二料仓601、进料漏斗602、第一搅拌轴603、第一搅拌电机604、第二搅拌电机605、第二搅拌电机安装板606、传动轴607、搅拌臂安装板608、传输管609、出料口610、搅拌臂凸起611、第二料仓支架612、第一搅拌电机支架613和搅拌臂614，所述第二料仓支架612上端安装有第二料仓601，所述第二料仓601靠近第一传送带2的一侧安装有第二搅拌电机安装板606，所述第二搅拌电机安装板606上安装有第二搅拌电机605，所述第二搅拌电机605远离第二搅拌电机安装板606的一端安装有传动轴607，所述传动轴607远离第二搅拌电机安装板606的一端安装有搅拌臂安装板608，所述搅拌臂安装板608远离传动轴607的一侧安装有多个搅拌臂614，所述搅拌臂614远离搅拌臂安装板608的一端安装有搅拌臂凸起611，所述第二料仓601的下端安装有传输管609，所述传输管609远离第二料仓601的一端安装有出料口610，所述出料口610位于第一传送带2的上方，所述第二料仓601的上端安装有进料漏斗602，所述第二料仓601的一侧通过第一搅拌电机支架613安装有第一搅拌电机604，所述第一搅拌电机604在第二料仓601内安装有第一搅拌轴603，第二输料装置6不仅实现了输料，且在输料的过程中，能够对输出的物料进行搅拌，进一步提高了物料的混合程度，使得在制备肥料内核时，能够让各组分的原料得到充分混合，提高了肥料的质量。

转鼓造粒机5用于将混合后的物料制成颗粒状的肥料内核，转鼓造粒机5包括传输斜面501、造粒喷头502、造粒箱体503和进料口504，所述造粒箱体503的一侧安装有进料口504，所述造粒箱体503远离进料口504的一侧安装有造粒喷头502，所述造粒喷头502的下方在造粒箱体503上设有传输斜面501；

包膜装置7用于将转鼓造粒机5制成的肥料内核进行包膜，包膜装置7包括第三料仓支架701、包膜喷头702、第三料仓703、第二加热箱安装架704、第二加热箱705、第四料仓安装架706、第一料仓进料管707、第一料仓进料阀708、第一料仓进料口709、传输阀710、传输管711、第三加热箱712、第二料仓713、第二料仓进料阀714、第二料仓进料口715、第二料仓进料管716和包膜出料阀717，所述第三料仓支架701的上端安装有第三料仓703，所述第三料仓703上通过第四料仓安装架706安装有第二料仓713，所述第三料仓703的一侧通过第二加热箱安装架704安装有第二加热箱705，所述第三料仓703的下端安装有包膜喷头702，所述包膜喷头702上安装有包膜出料阀717，所述第三料仓703与第二料仓713之间通过传输管711连通，所述传输管711上设有传输阀710，所述第三料仓703上端通过第一料仓进料管707安装有第一料仓进料口709，所述第一料仓进料管707上设有第一料仓进料阀708，所述第二料仓713的一侧安装有第三加热箱712，所述第二料仓713的上端通过第二料仓进料管716安装有第二料仓进料口715，所述第二料仓进料管716上设有第二料仓进料阀714；

第二传送带3用于将包膜好的肥料输送至成品收集箱4内；

控制装置与第一输料装置1、第一传送带2、第二传送带3、成品收集箱4、转鼓造粒机5、第二输料装置6、包膜装置7连接，并控制第一输料装置1的进料速度，第一输料装置6的进料速度，第一传送带2和第二传送带3的传输速度，转鼓造粒机5和包膜装置7之间的造粒与包膜工序的配合，所述第一输料装置1位于第一传送带2的一侧，所述第一传送带2远离第一输料装置1并贯穿于第二输料装置6的一侧安装有转鼓造粒机5，所述转鼓造粒机5远离第一传送带2安装有第二传送带3，所述第二传送带3的上方设有包膜装置7，所述第二传送带3远离转鼓造粒机5的一侧安装有成品收集箱4。

采用本实施例的棉花专用炭基缓释复合肥料的制备系统对棉花专用炭基缓释复合肥料进行制备的过程中，其使用的原料，每1000kg中各组分按重量单位包括：尿素391.3kg、钙镁磷肥58.3kg、磷酸三钾250kg、硫酸钾镁肥73kg、生物炭粉210.4kg、木质素碳酸锌1kg、四水八硼酸钠2kg、氯化锰1kg、硫酸亚铁铵1kg、氯化铕1kg、氯化钕1kg、n-丙基磷酰三胺10kg。

采用本实施例的原料配比，采用如下工艺进行制备：包括：

s1、按配比将生物炭粉通过第一料仓进料漏斗105投入到第一料仓102内，由第一出料连通管104输入到第一传送带2上；

s2、按配比将钙镁磷肥、磷酸三钾、硫酸钾镁肥和n-丙基磷酰三胺分别投入到位于第一传送带2两侧分布的第二料仓601内，由第一搅拌轴603进行搅拌后，经过传输管609进入到第一传送带2上，并在第二搅拌电机605的作用下，实现搅拌臂614上的搅拌臂凸起611对第一传送带2的物料进行搅拌混合得到混合料；

s3、将s2得到的混合料由第一传送带2经过进料口504进入到造粒箱体503内经过造粒后由造粒喷头502输出造粒好的肥料内核；

s4、打开第二料仓进料阀714，关闭传输阀710，按配比将尿素经过第二料仓进料口715进入第二料仓713，并打开第二加热箱712实现对第二料仓713内的尿素进行加热熔融至165℃得到尿素熔融液，然后打开第一料仓进料阀708并关闭包膜出料阀717，将木质素碳酸锌、四水八硼酸钠、氯化锰、硫酸亚铁铵、氯化铕和氯化钕通过第一料仓进料管707进入到第三料仓703内，在第二加热箱705的作用下，于60℃加热烘干，然后打开传输阀710，使得尿素熔融液经过传输管711进入到第三料仓703内与木质素碳酸锌、四水八硼酸钠、氯化锰、硫酸亚铁铵、氯化铕和氯化钕混合后得到包膜料，接着打开包膜出料阀717，使得包膜料经过包膜喷头702对造粒喷头502出来的肥料内核进行包膜处理；

s5、s4包膜处理后的肥料经过第二传送带3传输到成品收集箱4内。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。