一种含螯合钾、锌的尿素制备方法及装置与流程

1.本发明涉及尿素制备技术领域，尤其涉及一种含螯合钾、锌的尿素制备方法及装置。


背景技术：

2.尿素是现代农业中常用的氮肥，由于普通尿素用量高、易流失，利用率低，在普通尿素的基础上研发了许多新型增效尿素，聚肽螯合盐尿素属于新兴产品，含有植物所需微量元素、多肽氨基酸和氮元素，更能被植物吸收，提高营养物质的吸收效果，且附加值较高。
3.但目前的制备工艺中，工人凭经验和操作规程来操作设备，不能直接判断增效剂与熔融尿素液产品是否混匀，产生的等外品数量较多，在生产条件发生变化的情况下，则需要重新调整操作规程，给生产带来诸多不便；同时还存在输送增效剂的管道易堵塞、输送泵容易出现汽蚀现象等问题，极其影响生产效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术方案中等外品数量多等问题，本发明提供了一种含螯合钾、锌的尿素制备方法及装置。
5.本发明提供如下的技术方案：一种含螯合钾、锌的尿素制备方法，包括以下步骤：s1，在配料槽中加入增效剂和色素并搅拌均匀，所述增效剂为聚天门冬氨酸螯合锌和聚天门冬氨酸螯合钾混合水溶液，其中含螯合钾16 wt%，含螯合锌26 wt%，增效剂与色素的质量比为1000:11；s2，配料完成后停止搅拌再转移到储料槽中，将储料槽中的液位保持在2000 mm以上，继续搅拌并保温；如果液位低于2000 mm，则停止搅拌直至液位提升至2000 mm以上；s3，将储料槽中的液体输送到蒸发系统内和熔融尿素液混合得到混合料，其中增效剂和熔融尿素液的质量比为4:1000，观察到混合料中色素的颜色分布均匀且稳定后，再送入造粒设备进行造粒，得到带有色素颜色的尿素产品。
6.优选地，在步骤s1中，所述色素为固态的果绿色素。
7.优选地，在步骤s1和s2中，所述配料槽和储料槽中的搅拌温度均为55~65℃。
8.优选地，在步骤s3中，观察到混合料的颜色分布均匀且稳定至少3分钟后，再送入造粒设备进行造粒。
9.优选地，在步骤s3中，送入造粒设备之前，混合料中的水分质量分数为0.5~3%。
10.优选地，在步骤s3中，每千克尿素产品中，含螯合钾≥620 mg，螯合锌≥1030 mg。
11.一种含螯合钾、锌的尿素制备装置，包括蒸发系统和造粒设备，所述蒸发系统包括熔融尿素液储槽以及与所述熔融尿素液储槽连通的u型管，还包括配料槽和储料槽，所述配料槽通过第一管道连接到所述储料槽，所述储料槽通过第二管道连接到所述u型管，所述u型管通过管道连接到造粒设备，所述第一管道设置有输送泵，所述第二管道设置有计量泵，所述熔融尿素液储槽设置有观察窗，所述配料槽和储料槽顶部均设置有搅拌器，且底部均
设置有加热器。
12.优选地，所述配料槽和储料槽均设置有液位计。
13.优选地，所述造粒设备为造粒机或造粒塔。
14.本发明的有益效果是：本发明所提供的制备方法螯合钾、锌与尿素的配比合理，易于操作，产品质量稳定，可对农作物补充微量元素，提高农作物产量；在生产中，采取了合适的搅拌温度和液位，避免造成管道堵塞和泵的汽蚀现象；将添加了色素的增效剂加入到熔融尿素液中后，通过色素的分布情况可以直观地判断增效剂是否与熔融尿素液混匀，减少了等外品的数量，降低了材料损耗的成本。
附图说明
15.图1为本发明中制备装置的一个实施例的示意图。
16.附图标记：1-u型管，2-配料槽，3-储料槽，4-输送泵，5-计量泵，6-造粒设备，7-槽车。
具体实施方式
17.以下结合附图及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.实施例1本发明提供了一种含螯合钾、锌的尿素制备方法，包括以下步骤：s1，在配料槽中加入100 kg螯合钾锌增效剂（市售原料），螯合钾锌增效剂中螯合钾的质量分数为16%，螯合锌的质量分数为26%，利用蒸汽加热盘管将增效剂加热到55℃后，再加入1.1 kg的固体果绿色素并利用搅拌器搅拌均匀，使螯合钾锌增效剂与色素的质量比达到1000:11。搅拌温度在55~65℃区间时，固体果绿色素的溶解性最佳；搅拌温度如果不在此区间内，则色素容易析出结晶或产生副产物，在生产中会出现添加量不稳定甚至管道堵塞的情况；搅拌温度超过65℃后，果绿色素容易挥发，导致颜色变淡，也会使计量泵产生汽化现象导致计量不准。
19.s2，配料完成后，将配料槽中的混合液体通过输送泵转移到储料槽，使储料槽内的液位保持在2000 mm，利用蒸汽加热盘管等加热器将温度保持在55℃，继续搅拌；液位低于2000 mm时，由于螯合钾锌增效剂在低液位下搅拌会产生气泡导致泵在运行过程中频繁汽化，需停止搅拌，直至液位回到2000 mm。
20.s3，蒸发系统内的熔融尿素液处于循环流动状态，其中尿素质量为5000 kg。利用计量泵将20.22 kg的螯合钾锌增效剂和色素的混合液体按从储料槽泵入u型管内，和熔融尿素液混合，使增效剂和熔融尿素液的质量比达到4:1000。熔融尿素液的温度会使色素挥发，但蒸发系统为封闭状态，色素即使挥发也与流动的熔融尿素液混匀在一起。熔融尿素液在循环状态下逐渐与螯合钾锌增效剂及色素混匀，从外在表现看，混合液体加入后熔融尿素液开始变色，最终形成墨绿色的均质化液体，颜色不再改变。当工人从熔融尿素液储槽上的观察窗观察到熔融尿素液的颜色稳定维持3 min且水分质量分数减少到3%以下后，将熔融尿素液通过熔融泵送入造粒机中进行造粒，最终得到颜色均匀的绿色尿素颗粒，每千克
绿色尿素颗粒中，螯合钾的含量≥620 mg，螯合锌的含量≥1030 mg。如果混合液体与熔融尿素液混合不均就进行造粒，则会出现白色尿素颗粒和绿色尿素颗粒间杂的情况，白色尿素颗粒中螯合钾、锌的含量较低，为等外品，不符合产品质量标准。
21.实施例2本发明提供了一种含螯合钾、锌的尿素制备方法，包括以下步骤：s1，在配料槽中加入150 kg螯合钾锌增效剂（市售原料），螯合钾锌增效剂中螯合钾的质量分数为16%，螯合锌的质量分数为26%，利用蒸汽加热盘管将增效剂加热到60℃后，再加入1.65 kg的固体柠檬黄色素并利用搅拌器搅拌均匀，使螯合钾锌增效剂与色素的质量比达到1000:11。
22.s2，配料完成后，将配料槽中的混合液体通过输送泵转移到储料槽，使储料槽内的液位保持在2100 mm，利用蒸汽加热盘管等加热器将温度保持在60℃，继续搅拌。
23.s3，蒸发系统内的熔融尿素液处于循环流动状态，其中尿素质量为5000 kg。利用计量泵将20.22 kg的螯合钾锌增效剂和色素的混合液体按从储料槽泵入u型管内，和熔融尿素液混合，使增效剂和熔融尿素液的质量比达到4:1000。熔融尿素液在循环状态下逐渐与螯合钾锌增效剂及色素混匀，从外在表现看，混合液体加入后熔融尿素液开始变色，最终形成黄色的均质化液体，颜色不再改变。当工人从熔融尿素液储槽上的观察窗观察到熔融尿素液的颜色稳定维持4 min且水分质量分数减少到2%以下后，将熔融尿素液通过熔融泵送入造粒机中进行造粒，最终得到颜色均匀的黄色尿素颗粒，每千克黄色尿素颗粒中，螯合钾的含量≥620 mg，螯合锌的含量≥1030 mg。
24.实施例3本发明提供了一种含螯合钾、锌的尿素制备方法，包括以下步骤：s1，在配料槽中加入200 kg螯合钾锌增效剂（市售原料），螯合钾锌增效剂中螯合钾的质量分数为16%，螯合锌的质量分数为26%，利用蒸汽加热盘管将增效剂加热到65℃后，再加入2.2 kg的固体靛蓝色素并利用搅拌器搅拌均匀，使螯合钾锌增效剂与色素的质量比达到1000:11。
25.s2，配料完成后，将配料槽中的混合液体通过输送泵转移到储料槽，使储料槽内的液位保持在2200 mm，利用蒸汽加热盘管等加热器将温度保持在65℃，继续搅拌。
26.s3，蒸发系统内的熔融尿素液处于循环流动状态，其中尿素质量为5000 kg。利用计量泵将20.22 kg的螯合钾锌增效剂和色素的混合液体按从储料槽泵入u型管内，和熔融尿素液混合，使增效剂和熔融尿素液的质量比达到4:1000。熔融尿素液在循环状态下逐渐与螯合钾锌增效剂及色素混匀，从外在表现看，混合液体加入后熔融尿素液开始变色，最终形成蓝色的均质化液体，颜色不再改变。当工人从熔融尿素液储槽上的观察窗观察到熔融尿素液的颜色稳定维持5 min且水分质量分数减少到1%以下后，将熔融尿素液通过熔融泵送入造粒机中进行造粒，最终得到颜色均匀的蓝色尿素颗粒，每千克黄色尿素颗粒中，螯合钾的含量≥620 mg，螯合锌的含量≥1030 mg。
27.本发明还提供了如图1所示的一种含螯合钾、锌的尿素制备装置，包括蒸发系统和造粒设备6，所述蒸发系统包括熔融尿素液储槽以及与所述熔融尿素液储槽连通的u型管1，还包括配料槽2和储料槽3，所述配料槽2通过第一管道连接到所述储料槽3，所述储料槽3通过第二管道连接到所述u型管1，所述u型管1通过管道连接到造粒设备6，所述第一管道设置
有输送泵4，所述第二管道设置有计量泵5，所述熔融尿素液储槽设置有观察窗，所述配料槽2和储料槽3顶部均设置有搅拌器，且底部均设置有加热器。从市场上购买的螯合钾锌增效剂使用槽车7运输，槽车7连接到输送泵4，通过输送泵4打入配料槽2中，输送泵4前后连接的管道上都设置有截止阀，通过截止阀的开关控制流向。
28.蒸发系统、造粒设备、熔融尿素液储槽、u型管是现有技术中尿素生产线上的设备。蒸发系统主要用于蒸发分离熔融尿素液中的水分含量；造粒设备用于进行造粒，可采用造粒机或造粒塔；观察窗用于观察熔融尿素液储槽内熔融尿素液的状态；u型管与熔融尿素液储槽连通，混合液体从u型管进入熔融尿素液储槽中与熔融尿素液混合。配料槽用于将螯合钾锌增效剂和色素混合，储料槽用于储存制备好的混合液体，以备使用；计量泵可调节输入u型管的混合液体的用量；加热器可采用带有pid温控系统的蒸汽加热器，进一步地，第一、第二管道上还可以设置蒸汽伴管进行保温。
29.优选地，配料槽2和储料槽3均设置有用于检测液位的液位计。
30.本发明所提供的制备方法螯合钾、锌与尿素的配比合理，锌、钾同补，能促进作物体内生长素的形成，增加微量元素，还具有减少化肥流失、提高化肥利用率的作用。在生产中，采取了合适的搅拌温度和液位，避免造成管道堵塞和泵的汽蚀现象；将添加了色素的增效剂加入到熔融尿素液中后，通过色素的分布情况可以直观地判断增效剂是否与熔融尿素液混匀，减少了等外品的数量，降低了材料损耗的成本。
31.以上为本发明的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。