专利名称：硅藻土缓释化肥的生产方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明提供一种硅藻土缓释化肥的生产方法及装置。其生产方法包括混溶、预干燥、粉碎、气流干燥、分选、分离和回收工序；生产装置主要有混料机、远红外烘道和气流干燥、粉碎、分选系统构成。属化学领域的肥料制作技术。
硅藻土作为化肥缓释剂已在发达国家得到应用。对防止化肥有效成分的流失和改良土壤团粒结构起到了良好的作用。在国内，近年来也有这方面的技术在试验中。现有技术主要有两种方法，一种是将硅藻土干燥粉碎制成干粉后与化肥水溶液混合，之后再干燥和粉碎的方法；另一种是将干燥的硅藻土粉与微量元素溶液混合后再干燥，再与化肥干混的方法。第一种方法可以将化肥的有效成分吸收在硅藻壳的孔隙之中；但因多了一次原土的干燥，其热量消耗大，成本偏高。在用优质土并且无热量损失的条件下，干燥一吨硅藻土干粉(原土水分50％计，我国硅藻土原土含水均在50％以上)需664230kcal.的热量，折算成电能为772.4kwh。这还不包括加工的动力消耗。第二种方法为避免第三次干燥，采取了干粉混合的方法。其缺点除能耗较高外，是化肥的有效成分没有进入硅藻壳的孔隙之中；在使用中必然造成部分有效成分的流失。
针对现有技术上述不足，本发明利用未干燥的低品位硅藻原土为原料，采用直接混溶的工艺，减少了干燥和粉碎的次数，降低了总的能量消耗，制备出质量好、成本低的硅藻土缓释化肥。
本发明采用如下技术措施实现上述目的。
1.采用带水蒸气夹套的混料机，以未干燥的低品位的临江二级硅藻原土(或填加30-50％的三级土)为原料，直接与氮、磷、钾化肥(不可用在120℃不稳定的化合物)，在70-80℃的温度下混溶。
2.混溶吸收后的物料只经过一次干燥，并分两步进行。第一步在远红外烘道中主要以辐射的方式加热，除去大部分水分；烘道中气温控制在90-110℃。第二步将半干的物料块粉碎，并以250--300℃的烟道气为热源进行气流干燥。
3.采用煤气(或天然气)为燃料，以燃烧后的烟道气代替电加热远红外辐射材料。在远红外辐射材料的上面紧固上铜板制成的矩形烟道气管；管的内壁低、顶面分别安装有上下交错排列的铜传热片，构成回形曲折的烟气通道。
4.控制烟道气温度，使烘道进口温度在600℃左右，出口在300℃左右。利用烘道排出的烟道气作为气流干燥的热风来源；利用烘道蒸发的水蒸气作为混料机加热的载热体。
5.采用50％ZrO2和10％的SiO2为基础原料，制成远红外辐射器件。
通过上述措施，实现了湿原土与化肥的直接混溶，减少了物料的干燥和粉碎次数，降低了热能和动力消耗；同时避免了化肥有效成分的挥发和分解损失，制备出质量好、成本低的硅藻土缓释化肥。
本发明的依据是1.氮、磷、钾等元素的化合物一般在水中的溶解度随温度升高而增加。以硝酸钾和磷酸氢二铵为例，在10℃、100ml水中的溶解度分别为20.9g和57.5g；在70℃时，溶解度则分别为140g和106g。而湿的硅藻原土通常状况为假固相，已经充分搅拌即成泥酱状。利用上述性质，在一定的温度下将化肥和原土按一定比例混合搅拌，化肥即可溶解，并按浓度梯度向硅藻壳孔隙中扩散，直至完全吸收达平衡为止。
2.在诸多干燥方法中，以气流干燥的传热膜系数为最高，并可实现粉碎、分选和输送的密闭作业。本发明采用了低品位硅藻土，其中粘土含量远高于一级土，混溶后成较粘的泥酱状，因此无法粉碎并进行气流干燥。所以必须将干燥过程分两步进行，先脱去大部分水分后，才能够粉碎并进行气流干燥。
3.部分化肥有效成分在120℃以上的温度下蒸气压较高，个别化合物甚至会分解。以磷酸氢二铵为例，在155℃即完全分解。所以干燥温度不宜高，时间不宜长。选择ZrO2-SiO2材料作辐射器件，即考虑在2.5--14μm波长范围内有较高的辐射系数(在440℃的表面温度下，ε≥0.85)。水分子在此范围内有两个吸收峰(2.75μm一个大峰，6.15-7.55μm一个较小的峰)。水分子吸收辐射能使分子的动能升高而蒸发出去，而物料本身的温度上升较小，从而避免了化肥有效成分的损失。
图1为本发明的下艺流程和装置构成示意图。
具体工艺流程如图2所示。
生产装置构成如下带水蒸气夹套的混料机(1)出口对皮带机(2)进料端，皮带机(2)出料端对皮带机(3)进料端。皮带机(3)采用耐热胶带或钢带；置于红外烘道(4)之中。烘道进气口以管路连接在热风炉(5)的出口。热风炉安有燃烧器(6)和鼓风机(7)。烘道烟道气出口接热风管；水蒸气出口以管路接至混料机的夹套进气口。混料机乏汽出口接引风机(8)进口；排水口接储水池。皮带机(3)出料端对粉碎机(9)的进口，粉碎机出料口接热风管并连接到风机(10)入口。风机(10)出口接干燥管(11)；干燥管出口接产品分选机(12)的进口。产品分选机粗料出口接阀(13)再接第二级粉碎机(14)。第二级粉碎机出口接热风管路，其上有控制阀(16)；相接的四通的一端安有阀(15)，阀(15)另一端对大气；四通另一端接杂质分选机(17)。杂质分选机粗料出口接废料斗(18)；细料出口经风机(19)接回产品分选机的进口。产品分选机细料出口接分离器(20)。分离器出料口经阀(21)接螺旋机(22)；出气口经风机(23)接除尘器(24)。除尘器排气口经风机(25)接烟囱；排尘口接螺旋机(26)。螺旋机(26)出口经阀(27)接螺旋机(22)；螺旋机(22)出口接螺旋机(28)。螺旋机(28)出口接包装机。如此构成了完整的生产装置。
具体运行过程如下湿硅藻原土和化肥经计量后进入混料机混溶1-2小时；混料机由红外烘道排出的水蒸气加热到70-80℃。混溶并吸收好的物料经输送机(2)和输送机(3)送入红外烘道干燥。烘道由热风炉提供的烟道气加热，进气温度在600℃左右，排出的烟道汽温度在300℃左右；烘道内气温控制在90-110℃。经预干燥的物料由粉碎机(9)粉碎后经风机(10)送入干燥管(11)，进气温度250-280℃，干燥后再经产品分选机分选；干燥的合格品进入产品分离器。未干燥好的粗料流经阀(13)进入第二级粉碎机再次粉碎；经第二级干燥管干燥后进入杂质分选机。分选出的杂质进入废料斗；可利用的混合料流经风机(19)返回产品分选机再次分选，如此循环下去。第二级干燥的进气温度根据情况选定，由阀(15)和阀(16)调节。产品分离器分离出的产品进入螺旋机(22)。含有微细品的空气和水蒸汽经风机(23)送入除尘器。除尘器回收的微细品经螺旋机(26)和阀(27)进入螺旋机(22)，与中粗产品混合，再经螺旋机(28)送入包装机。经除尘器净化的空气和水蒸气由风机(25)进烟囱排入大气。
全部热量由热风炉提供。通过调节煤气和空气的进量来控制温度。热风炉、烘道烟道气进出口、烘道内气温、第一级和第二级干燥管的入口以及除尘器的入口温度都由自动记录仪记录和显示。
本发明吨产品热能消耗衡算值为52.8×104kcal.，用热值1200kcal./m3的空气混合煤气440m3，单项成本仅73元。本实验化肥选用了硝酸钾、磷酸氢二铵和尿素。在70℃混溶，所得产品含氮量为15.0％，含磷(P2O5计)5.5％，含钾4.0％；产品堆比重0.72g/cm3。
本发明适合于硅藻土缓释化肥的生产，也可以用于以湿硅藻原土为原料的助滤剂和填加剂的生产。
实施例含水47.4％的临江硅藻土(二级土195.0kg，三级土84.0kg)，加入硝酸钾54.0kg，磷酸氢二铵10.6kg，尿素125.6kg，在70℃混溶1小时，然后进入红外烘道干燥1小时。红外烘道辐射材料为ZrO2-SiO2；烟道管和传热片为H96黄铜。烟道气进气温度600-620℃，出气温度300-320℃；烘道内气温90-110℃。预干燥完含水15％(以物料总重计)的物料块经粉碎后，进入气流干燥系统。第一级干燥进气温度250℃，第二级进气温度200℃，除尘器进气温度110℃。所得产品含水≤1％，含氮15.0％，含磷(P2O5)5.5％，含钾4.0％；堆比重0.72g/cm3。
权利要求
1.一种硅藻土缓释化肥的生产方法，其特征在于采用了未经干燥的低品位硅藻原土直接与化肥相混溶的工艺方法和一次干燥分两步进行的工艺措施；第一步干燥采用烟道气为热源的远红外烘道，第二步干燥采用两级气流干燥。
2.权利要求1所述的硅藻土缓释化肥的生产方法，其特征还在于硅藻原土与化肥相混溶的温度在70-80℃，远红外烘道内的气温在90-110℃；第一级气流干燥进气温度为250--300℃，第二级气流干燥进气温度根据情况调节，两级气流干燥均采用远红外烘道排出的烟道气为热源。
3.一种硅藻土缓释化肥的生产装置，其特征在于采用了带水蒸气夹套的混料机和以烟道气加热的远红外烘道以及气流干燥、粉碎的分选系统相配套的设备。
4.权利要求3所述的硅藻土缓释化肥的生产装置，其特征还在于采用了ZrO2-SiC远红外辐射器件，并在其上紧固有铜板制作的矩形烟道气管；管的底、顶内壁安装有等间隔、交错排列的铜板制成的传热片，构成回形曲折的烟气通道。
5.权利要求1、2、3、4所述的硅藻土缓释化肥的生产方法及装置，适用于多种硅藻土缓释化肥的生产，也可用于以未干燥的硅藻原土为原料的助滤剂和填加剂的生产。
全文摘要
一种硅藻土缓释化肥的生产方法及装置，采用了未干燥的低品位硅藻土与化肥直接混溶的工艺方法和一次干燥分两步进行的工艺措施；第一步干燥采用烟道气为热源的远红外烘道，第二步干燥采用气流干燥。远红外烘道采用ZrO
文档编号F26B3/00GK1412160SQ0113562
公开日2003年4月23日 申请日期2001年10月8日 优先权日2001年10月8日
发明者尹兴伊 申请人:尹兴伊