一种高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置论文和设计-曹重阳

全文摘要

本实用新型属于一种高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置；包括溶剂槽、第一物料槽、第二物料槽、制备尿素系统中的二蒸分离器、尿素熔融泵、造粒塔、包装秤，溶剂槽的出口与溶解槽的进口相连，溶解槽顶部与第一物料槽出口相连，溶解槽出口与制浆槽进口相连，制浆槽与第二物料槽出口相连，制浆槽出口与喷雾干燥器进口相连，喷雾干燥器出料口与多重缓释剂成品仓的进口相连，多重缓释剂成品仓出口与管式混合器的第一进口相连，管式混合器的出口与造粒塔内的喷头相连；管式混合器的第二进口与二蒸分离器的出口相连。具有运营成本低，生产过程中物质循环使用，不产生废弃物，对环境友好的优点。

主设计要求

1.一种高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置，该装置包括溶剂槽(1)、第一物料槽(2)、第二物料槽(3)、制备尿素系统中的二蒸分离器(32)、尿素熔融泵(29)以及与尿素熔融泵(29)相连的造粒塔(30)、以及设在造粒塔(30)底部的包装秤(31)，其特征在于：所述溶剂槽(1)的出口与溶解槽(4)的进口相连，溶解槽(4)的顶部进口与第一物料槽(2)的出口相连，溶解槽(4)的底部出口通过管道与制浆槽(5)的进口相连，制浆槽(5)的顶部进口与第二物料槽(3)的出口相连，制浆槽(5)的出口与喷雾干燥器(6)的进口相连，喷雾干燥器(6)的出料口与多重缓释剂成品仓(10)的进口相连，多重缓释剂成品仓(10)的出口通过皮带秤(26)与管式混合器(28)的第一进口相连，管式混合器(28)的出口通过尿素熔融泵(29)与造粒塔(30)内的喷头相连；所述管式混合器(28)的第二进口与二蒸分离器(32)的出口相连。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置，其特征在于：所述喷雾干燥器(6)顶部的气体出口与旋风分离器(7)的进口相连，旋风分离器(7)底部的物料出口与多重缓释剂成品仓(10)的进口相连，旋风分离器(7)顶部的气体出口与冷凝回收器(8)的进口相连，冷凝回收器(8)的顶部气相出口通过引风机(14)以及空气加热器(9)与喷雾干燥器(6)的干燥气体进口相连；冷凝回收器(8)的底部液相出口通过管道与溶剂槽(1)的进口相连。

3.根据权利要求1所述的一种高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置，其特征在于：所述溶剂槽(1)的出口与溶解槽(4)的进口之间设有第一调节阀(15)和第一流量泵(11)，第一物料槽(2)的出口与溶解槽(4)的顶部之间设有第二调节阀(18)以及第一计量称(24)，溶解槽(4)的底部出口与制浆槽(5)的进口之间设有第三调节阀(16)和第二流量泵(12)，第二物料槽(3)的出口与制浆槽(5)的顶部之间设有第四调节阀(19)以及第二计量称(25)，制浆槽(5)的出口与喷雾干燥器(6)的进口之间设有第五调节阀(17)和第三流量泵(13)，皮带秤(26)与管式混合器(28)的第一进口之间设有流体输送泵(27)。

4.根据权利要求1所述的一种高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置，其特征在于：所述喷雾干燥器(6)的出料口与多重缓释剂成品仓(10)的进口之间设有螺旋提料机(23)。

5.根据权利要求2所述的一种高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置，其特征在于：所述旋风分离器(7)底部的物料出口与多重缓释剂成品仓(10)的进口之间设有第六调节阀(20)，空气加热器(9)与喷雾干燥器(6)的干燥气体进口之间设有第七调节阀(33)，冷凝回收器(8)的底部液相出口与溶剂槽(1)的进口之间设有第八调节阀(21)和第四流量泵(22)。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于尿素生产技术领域，具体涉及一种高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置。

背景技术

目前农业上施用的氮肥主要以酰胺态氮尿素为主，尿素施用后在农田中经历脲酶作用、硝化酶作用转化为作物吸收的铵态氮、硝态氮形式，从而被作物吸收达到补充氮素的目的。但随着过量施用氮肥对环境产生了一系列的负面影响，如农田氨挥发、氮氧化物挥发以及硝态氮淋失等。有研究表明，农田过量施肥对近年来频发的大气雾霾发生有一定的相关性，而脲酶抑制剂是一种可延缓脲酶对酰胺态氮水解的速率，从而减少农田施用氮肥后对环境产生的负面影响。

目前研究发现的具有脲酶抑制剂作用的物质有磷胺类、酚醌类、杂环类等七十多种物质，其中较为成熟且常用的有NBPT(正丁基硫代磷酰三胺)、PPD(苯基磷酰二胺)、醋酸苯汞、硼酸等，但这些脲酶抑制剂普遍具有毒性、刺激性气味、半衰期短等弊端。以NBPT为例，通常肥料企业一般通过粘结剂直接将NBPT 包裹在肥料颗粒外边，在一定程度上延长了尿素的肥效时间。但该种稳定性肥料生产工艺还存在许多弊端，如NBPT的熔点58-60℃，无法均匀添加到尿液中进行造粒，必须在肥料颗粒外边进行包裹，增加稳定性肥料的生产成本；包裹工艺使NBPT储存时直接暴露与空气中，大大降低了稳定性肥料的保质期；NBPT 在土壤中半衰期在7天左右，为了保证稳定性肥料施用后的效果，加大NBPT添加量，大大提升了稳定性肥料的原料成本；NBPT具有刺激性气味和毒性，在肥料颗粒外边进行裸露包裹，具有潜在的生产职业健康风险和使用安全风险。上述方法虽然解决了一些问题，但仍存在产品应用面窄和生产、使用的安全隐患、成本高等问题，不利于工业化生产及推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种工艺简单、运营成本低，生产过程中物质循环使用，不产生废弃物，对环境友好的高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置。

本实用新型的目的是这样实现的：包括溶剂槽、第一物料槽、第二物料槽、制备尿素系统中的二蒸分离器、尿素熔融泵以及与尿素熔融泵相连的造粒塔、以及设在造粒塔底部的包装秤，所述溶剂槽的出口与溶解槽的进口相连，溶解槽的顶部进口与第一物料槽的出口相连，溶解槽的底部出口通过管道与制浆槽的进口相连，制浆槽的顶部进口与第二物料槽的出口相连，制浆槽的出口与喷雾干燥器的进口相连，喷雾干燥器的出料口与多重缓释剂成品仓的进口相连，多重缓释剂成品仓的出口通过皮带秤与管式混合器的第一进口相连，管式混合器的出口通过尿素熔融泵与造粒塔内的喷头相连；所述管式混合器的第二进口与二蒸分离器的出口相连。

优选地，所述喷雾干燥器顶部的气体出口与旋风分离器的进口相连，旋风分离器底部的物料出口与多重缓释剂成品仓的进口相连，旋风分离器顶部的气体出口与冷凝回收器的进口相连，冷凝回收器的顶部气相出口通过引风机以及空气加热器与喷雾干燥器的干燥气体进口相连；冷凝回收器的底部液相出口通过管道与溶剂槽的进口相连。

优选地，所述溶剂槽的出口与溶解槽的进口之间设有第一调节阀和第一流量泵，第一物料槽的出口与溶解槽的顶部之间设有第二调节阀以及第一计量称，溶解槽的底部出口与制浆槽的进口之间设有第三调节阀和第二流量泵，第二物料槽的出口与制浆槽的顶部之间设有第四调节阀以及第二计量称，制浆槽的出口与喷雾干燥器的进口之间设有第五调节阀和第三流量泵，皮带秤与管式混合器的第一进口之间设有流体输送泵。

优选地，所述喷雾干燥器的出料口与多重缓释剂成品仓的进口之间设有螺旋提料机。

优选地，所述旋风分离器底部的物料出口与多重缓释剂成品仓的进口之间设有第六调节阀，空气加热器与喷雾干燥器的干燥气体进口之间设有第七调节阀，冷凝回收器的底部液相出口与溶剂槽的进口之间设有第八调节阀和第四流量泵。

本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型通过设置引风机，气体利用蒸发冷凝液的余热控制喷雾干燥器的进气温度，大大减少有效资源的浪费，换热后的冷凝液可进入锅炉补水。

2、本实用新型中所述旋风除尘器除尘后进入冷凝回收器将溶剂冷凝回收，分离后气体循环至引风机经空气加热器进入喷雾干燥器内，溶剂回收至溶剂槽，形成循环，提高原料利用率，避免浪费。

3、本实用新型生产装置完全处于密闭状态，全过程气体及溶剂循环使用，提高原料利用率，生产的脲酶抑制剂处于微胶囊内，隔绝与外界直接接触，避免职业伤害。

4、本实用新型的溶剂可循环使用，通过特定生产装置处理将脲酶抑制剂胶囊化，送入复合肥或尿素系统，进行造粒，不会对现有生产系统造成任何影响，生产的产品面广，NBPT分散效果好，肥效持续时间长，达到脲酶抑制剂、肥料和养分转化多重缓释稳定性肥料；并在生产过程中对原系统低品质余热进行利用，达到节能降耗的目的。

5、本实用新型具有运营成本低，生产过程中物质循环使用，不产生废弃物，对环境友好以及能够使脲酶抑制剂能够均匀的分散在肥料内部，达到脲酶抑制剂、尿素和养分转化多重缓释统一的优点。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

如图1所示，本实用新型为一种高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置，包括溶剂槽1、第一物料槽2、第二物料槽3、制备尿素系统中的二蒸分离器32、尿素熔融泵29以及与尿素熔融泵29相连的造粒塔30、以及设在造粒塔30底部的包装秤31，所述溶剂槽1的出口与溶解槽4的进口相连，溶解槽4的顶部进口与第一物料槽2的出口相连，溶解槽4的底部出口通过管道与制浆槽5的进口相连，制浆槽5的顶部进口与第二物料槽3的出口相连，制浆槽5的出口与喷雾干燥器6的进口相连，喷雾干燥器6的出料口与多重缓释剂成品仓10的进口相连，多重缓释剂成品仓10的出口通过皮带秤26与管式混合器28的第一进口相连，管式混合器28的出口通过尿素熔融泵29与造粒塔30内的喷头相连；所述管式混合器28的第二进口与二蒸分离器32的出口相连。所述喷雾干燥器6 顶部的气体出口与旋风分离器7的进口相连，旋风分离器7底部的物料出口与多重缓释剂成品仓10的进口相连，旋风分离器7顶部的气体出口与冷凝回收器 8的进口相连，冷凝回收器8的顶部气相出口通过引风机14以及空气加热器9 与喷雾干燥器6的干燥气体进口相连；冷凝回收器8的底部液相出口通过管道与溶剂槽1的进口相连。所述溶剂槽1的出口与溶解槽4的进口之间设有第一调节阀15和第一流量泵11，第一物料槽2的出口与溶解槽4的顶部之间设有第二调节阀18以及第一计量称24，溶解槽4的底部出口与制浆槽5的进口之间设有第三调节阀16和第二流量泵12，第二物料槽3的出口与制浆槽5的顶部之间设有第四调节阀19以及第二计量称25，制浆槽5的出口与喷雾干燥器6的进口之间设有第五调节阀17和第三流量泵13，皮带秤26与管式混合器28的第一进口之间设有流体输送泵27。所述喷雾干燥器6的出料口与多重缓释剂成品仓10 的进口之间设有螺旋提料机23。所述旋风分离器7底部的物料出口与多重缓释剂成品仓10的进口之间设有第六调节阀20，空气加热器9与喷雾干燥器6的干燥气体进口之间设有第七调节阀33，冷凝回收器8的底部液相出口与溶剂槽1 的进口之间设有第八调节阀21和第四流量泵22。

一种高分散多重缓释型稳定性尿素的生产装置的生产工艺，包括如下步骤：

步骤一：溶剂槽1内的乙醇通过第一调节阀15和第一流量泵11进入溶解槽 4内，第一物料槽2内的混合料通过第二调节阀18以及第一计量称24进入溶解槽4内；所述的混合料为脲酶抑制剂、包衣剂以及致孔剂的混合物，所述混合料与乙醇的重量比为6～13∶96；步骤二：步骤一中的混合料和乙醇在溶解槽4 中充分溶解后通过第三调节阀16和第二流量泵12进入制浆槽5中，第二物料槽3内的载体通过第四调节阀19以及第二计量称25进入制浆槽5内；上述物料在制浆槽5中搅拌制浆；步骤三：步骤二中制浆槽5拌制浆后的浆液通过第五调节阀17和第三流量泵13进入喷雾干燥器6内进行喷雾干燥，干燥后的成品通过螺旋提料机23进入多重缓释剂成品仓10中；步骤四：当需要制备尿素时，多重缓释剂成品仓10中的多重缓释剂通过皮带秤26、流体输送泵27以及管式混合器28的第一进口进入管式混合器28中，尿素熔融液通过二蒸分离器32以及管式混合器28的第二进口进入管式混合器28内，多重缓释剂与尿素熔融液混合后通过尿素熔融泵29和造粒塔30内的喷头制成尿素颗粒，并通过包装秤31包装外售；步骤五：步骤四中喷雾干燥器6内进行喷雾干燥后的粉尘以及烘干气体在引风机14的作用下进入旋风分离器7内进行固气分离，通过旋风分离器7分离后的固相通过第六调节阀20进入多重缓释剂成品仓10中，通过旋风分离器7分离后的气相通过顶部的气体出口进入冷凝回收器8内；步骤六：步骤五中进入冷凝回收器8内的气相通过冷凝对溶剂乙醇进行冷凝回收，冷凝回收后的溶剂乙醇通过冷凝回收器8底部的液相出口、第八调节阀21和第四流量泵22进入溶剂槽1内重复使用；步骤七：步骤六中冷凝回收后的气体通过引风机14、空气加热器9、第七调节阀33进入喷雾干燥器6内重复对喷雾干燥器 6内的浆液进行喷雾干燥。上述工艺过程中多重缓释剂和尿素熔融液之间的重量比为：5～10∶1000；多重缓释剂包括下列原料按照重量份数制备而成：脲酶抑制剂1～3份、包衣剂1～2份、致孔剂1～1.5份以及载体22～28份，所述的脲酶抑制剂为NBPT、PPD、硼酸、腐殖酸中的一种或几种的混合物，包衣剂为聚乳酸、乙基纤维素、醋酸纤维素、甲基纤维素中的一种或几种的混合物，致孔剂为聚乙二醇、羟丙基纤维素、聚氨酯中的一种或几种的混合物，载体为粉面尿素。需要注意的是，本实用新型中溶解槽4以及制浆槽5的内部均设有带电机的搅拌轴，搅拌轴上分别设有搅拌叶片，以利于物料的搅拌。

使用本实用新型可以克服脲酶抑制剂不能内置于尿素的弊端，普通制备稳定性尿素是将脲酶抑制剂在肥料的外围进行包裹，产品保质期短、肥效持效期短，本实用新型将脲酶抑制剂缓释化，在制浆槽内将脲酶抑制剂通过溶剂输送入载体内部，通过不断的搅拌，使脲酶抑制剂均匀的分布于载体内部，然后在喷雾干燥器内通过热空气使物料保持温度均匀，溶剂挥发点较低，能够实现一定温度下，溶剂挥发的同时，使喷雾干燥器封装于微粒载体内部制备成微胶囊，后将微胶囊送入尿素系统进行造粒，获得分散均匀的稳定性尿素产品。由于进行微粒封装处理，载体均匀存在于尿素颗粒中，部分载体存在于胶囊内部，保证了喷雾干燥器的长效性、肥料也具备一定的缓释效果同时延长尿素在土壤中的转化。本实用新型采用微封装技术，将脲酶抑制剂进行胶囊化处理，既解决了脲酶抑制剂不能内置于尿素的问题，又延长了脲酶抑制剂持效期，使其尿素持效时间长的同时减少施用过程中的安全隐患。另外，本实用新型中所述的溶剂可循环使用，通过特定生产装置处理将脲酶抑制剂胶囊化，送入复合肥或尿素系统，进行造粒，不会对现有生产系统造成任何影响，生产的产品面广，NBPT 分散效果好，肥效持续时间长，达到脲酶抑制剂、肥料和养分转化多重缓释稳定性肥料；并在生产过程中对原系统低品质余热进行利用，达到节能降耗的目的。本实用新型配合上述工艺方法使用主要采用微封装技术，将脲酶抑制剂进行胶囊化处理，既解决了脲酶抑制剂不能内置于尿素的问题，又延长了脲酶抑制剂持效期，使其尿素持效时间长的同时减少施用过程中的安全隐患。另外，上述方法步骤中的溶剂可循环使用，通过特定生产装置处理将脲酶抑制剂胶囊化，送入复合肥或尿素系统，进行造粒，不会对现有生产系统造成任何影响，生产的产品面广，NBPT分散效果好，肥效持续时间长，达到脲酶抑制剂、肥料和养分转化多重缓释稳定性肥料；并在生产过程中对原系统低品质余热进行利用，达到节能降耗的目的。

需要指出的是在本文装置部分中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“另一端”、“一端”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。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，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

设计图

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