《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》是山東金正大生態工程股份有限公司於2008年10月28日申請的專利，該專利的申請號為2008101582907，公布號為CN101391924，授權公布日為2009年3月25日，發明人是萬連步、解玉洪、李廣濤。
《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》公開了一種工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置。利用氣體介質使流化床內的肥料顆粒處於流態化，同時將肥料顆粒預熱，然後把配製好的包膜溶液噴塗到流態化的肥料顆粒表面，溶劑迅速揮發，而溶質則附著在肥料顆粒表面形成緻密均勻的膜利用該發明方法及裝置生產包膜控釋肥。該工藝裝置操作簡單，能夠真正實現連續式生產，整個生產過程無溶劑廢氣排放，溶劑實際利用率可達99％以上。
2016年12月7日，《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置
- 公布號：CN101391924
- 授權日：2009年3月25日
- 申請號：2008101582907
- 申請日：2008年10月28日
- 申請人：山東金正大生態工程股份有限公司
- 地址：山東省臨沭縣興大東街19號
- 發明人：萬連步、解玉洪、李廣濤
- Int.Cl.：C05G3/00(2006.01)I
- 代理機構：濟南金迪智慧財產權代理有限公司
- 代理人：周慰曾
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
控釋肥是在傳統肥料外層包裹一層特殊的膜，根據作物養分需求，控制養分釋放速度和釋放量，使養分釋放曲線與作物需求相一致的新型肥料。該肥料的突出特點是按照作物生長規律曲線同步供給有效養分，從而使肥料養分有效利用率得到大幅度提高，在確保作物生長的前提下，與同濃度肥料相比，肥效可提高50％以上，可使傳統化肥的用量大大減少。由於這種肥料具有提高化肥利用率、減少使用量與施肥次數、降低生產成本、減少環境污染、提高農作物產品品質和節省化肥生產原料等優點，因此被稱為“21世紀高科技環保肥料”，成為肥料產業的發展方向。
由於控釋肥具有以上優點，近年來我國也在進行控釋肥料的研究，也取得了一些成果。中國授權專利文獻“以回收熱塑性樹脂為可降解膜的包膜控釋肥料的生產方法”（CN1257136C，申請號：200410035783.3）公開了一種以回收熱塑性樹脂為可降解膜的包膜控釋肥料的生產方法，該方法雖可以降低包膜控釋肥的製作成本，但生產規模有限。中國專利文獻“一種製造聚合物包膜控釋肥料的工藝和設備”（公開號：CN101037371A，申請號：200710098613.3）也公開了一種製造聚合物包膜控釋肥料的工藝和設備，該方法的生產規模也很有限。
由於以上研究都處於實驗室或小試階段，工藝簡單、設備簡陋、產量低、生產成本高，不適用於規模化的工業生產。因此，只有提供一種適合於工業化生產的控釋肥生產工藝和設備，提高產量、節約能耗、降低生產成本，才能真正加大控釋肥的推廣套用力度，切實做到為農民增收，同時也為國家帶來好的經濟效益和社會效益。
發明內容
專利目的
《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》的目的是提供一種工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置。
技術方案
《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》的技術方案如下：
工業化生產包膜控釋肥的方法，利用氣體介質使流化床內的肥料顆粒處於流態化，同時將肥料顆粒預熱，然後把配製好的包膜溶液噴塗到流態化的肥料顆粒表面，溶劑迅速揮發，而溶質則附著在肥料顆粒表面形成緻密均勻的膜，
具體包括如下步驟：
A、將溶質和溶劑按重量比1：20-30加入溶解釜，加熱至100～125℃攪拌溶解，製得包膜溶液；
B、啟動引風機，利用預熱器給氣體介質加熱至70-90℃，然後將重量為溶質重量10-35倍的顆粒肥料經加料裝置加入流化床，使顆粒肥料處於穩定的流化狀態；
C、待顆粒肥料加熱到45-50℃時，將包膜溶液加壓至0.5～0.8兆帕，控制流量噴到顆粒肥料表面，在氣體介質的作用下，溶劑迅速揮發，而溶質則附著在肥料顆粒表面形成緻密均勻的膜，卸料得包膜控釋肥。
所述包膜控釋肥的工業化生產方法，在優選的方案中，從流化床出來的氣體介質經引風機進入冷凝器冷凝，冷凝下來的溶劑去溶劑回收槽經溶劑泵送至溶解釜再利用，冷卻後的氣體介質經預熱器又進入流化床，溶劑回收槽和溶解釜的尾氣去尾氣回收裝置處理後，達標排空。
所述包膜控釋肥的工業化生產方法，在優選的方案中，步驟C中當包膜溶液全部噴完後繼續流化2-3分鐘後再卸料。繼續流化一段時間的目的是使附著在顆粒肥料表面的溶質膜層更為緻密均勻，增強其包膜效果。卸料後進入下一循環，這個過程不必停止引風機。
所述包膜控釋肥的工業化生產方法，在優選的方案中，步驟B將顆粒肥料加入流化床之前，先在顆粒肥料預處理裝置中進行篩分、拋光處理。其目的是篩去過大過小的顆粒，使顆粒肥料更加圓滑，更加適宜包裹包膜材料，增強其包膜效果。
所述包膜控釋肥的工業化生產方法，所述溶質為本領域常規材料，優選低密度聚乙烯、回收聚乙烯等。
所述包膜控釋肥的工業化生產方法，所述溶劑為本領域常規溶劑，優選為四氯乙烯或四氯乙烯與二氯甲烷的混合物。當溶劑選用四氯乙烯與二氯甲烷的混合物時，兩者可按照任意比例混合。
所述包膜控釋肥的工業化生產方法，所述氣體介質為空氣或氮氣。
《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》實現工業化生產包膜控釋肥料的裝置，包括加料裝置、流化床、引風機、冷凝器、預熱器、溶劑回收槽、溶劑泵、溶解釜、尾氣回收裝置，其中，所述流化床上設有加料裝置，所述流化床的出氣口經引風機、冷凝器和預熱器與流化床的入氣口相連通，所述冷凝器的冷凝液出口接溶劑回收槽，所述溶劑回收槽通過容劑泵與溶解釜相連通，所述溶劑回收槽和溶解釜的尾氣出口接尾氣回收裝置，所述溶解釜的溶劑出口通過溶劑管道與流化床相連通。
在優選的方案中，《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》實現工業化生產包膜控釋肥料的裝置，在所述加料裝置上游還設有顆粒肥料預處理裝置。
在優選的方案中，《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》實現工業化生產包膜控釋肥料的裝置，在所述流化床底部還設有卸料裝置。
在優選的方案中，《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》實現工業化生產包膜控釋肥料的裝置，還設有與卸料裝置相連的包膜控釋肥後處理裝置。
在優選的方案中，《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》實現工業化生產包膜控釋肥料的裝置，在溶解釜與流化床相連通的溶劑管道上還設有過濾器。
從流化床頂部出來的氣體經引風機進入冷凝器冷凝至40℃以下，冷凝下來的溶劑去溶劑回收槽經溶劑泵送至溶解釜再利用，冷卻後的氣體介質經預熱器進入流化床，溶劑回收槽和溶解釜的尾氣去尾氣回收裝置達標排空。
有益效果
1、根據工藝要求，設計出了連續並產業化生產包膜控釋肥的工藝流程。
2、根據工藝要求設計出了成套的工業化生產設備，生產能力大大提高，能耗大大較低。
3、整個生產過程無溶劑廢氣排放，溶劑實際利用率可達99％以上。
附圖說明
圖1是實施例1所述裝置的結構示意圖。
圖2是實施例2所述裝置的結構示意圖。
圖3是實施例3所述裝置的結構示意圖。
其中，1.加料裝置、2.流化床、3.引風機、4.冷凝器、5.預熱器、6.溶劑回收槽、7.溶劑泵、8.溶解釜、9.尾氣回收裝置、10.卸料裝置、11.顆粒肥料預處理裝置、12、過濾器、13、包膜控釋肥後處理裝置。
技術領域
《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》屬於包膜控釋肥生產技術領域，具體是涉及一種採用流態化噴霧包膜法工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置。
權利要求
1、工業化生產包膜控釋肥的方法，其特徵是：利用氣體介質使流化床（2）內的顆粒肥料處於流態化，同時將顆粒肥料預熱，然後把包膜溶液噴塗到流態化的顆粒肥料表面，溶劑揮發，而溶質附著在顆粒肥料表面形成緻密均勻的膜，步驟如下：
A、將溶質和溶劑按重量比1：20-30加入溶解釜（8），加熱至100～125℃攪拌溶解，製得包膜溶液，
B、啟動引風機（3），利用預熱器（5）給氣體介質加熱至70-90℃，然後將重量為溶質重量10-35倍的顆粒肥料經加料裝置（1）加入流化床（2），使顆粒肥料處於穩定的流化狀態，
C、待顆粒肥料加熱到45-50℃時，將包膜溶液加壓至0.5～0.8兆帕，控制流量噴到顆粒肥料表面，在氣體介質的作用下，溶劑迅速揮發，而溶質則附著在顆粒肥料表面形成緻密均勻的膜，卸料得包膜控釋肥。
2、根據權利要求1所述的方法，其特徵是，從流化床（2）出來的氣體介質經引風機（3）進入冷凝器（4）冷凝，冷凝下來的溶劑去溶劑回收槽（6）經溶劑泵（7）送至溶解釜（8）再利用，冷卻後的氣體介質經預熱器（5）又進入流化床（2），溶劑回收槽（6）和溶解釜（8）的尾氣去尾氣回收裝置（9）處理後達標排空。
3、根據權利要求1或2所述的方法，其特徵是，所述溶質為低密度聚乙烯或回收聚乙烯，所述溶劑為四氯乙烯或四氯乙烯與二氯甲烷的混合物，所述氣體介質為空氣或氮氣。
4、根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，步驟C當包膜溶液全部噴完後繼續流化2-3分鐘後再卸料。
5、根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，步驟B將顆粒肥料加入流化床之前，先在顆粒肥料預處理裝置（11）中進行篩分、拋光處理。
6、實現權利要求1或2所述方法的裝置，其特徵在於，包括加料裝置（1）、流化床（2）、引風機（3）、冷凝器（4）、預熱器（5）、溶劑回收槽（6）、溶劑泵（7）、溶解釜（8）、尾氣回收裝置（9），其中，所述流化床（2）上設有加料裝置（1），所述流化床（2）的出氣口經引風機（3）、冷凝器（4）和預熱器（5）與流化床（2）的入氣口相連通，所述冷凝器（4）的冷凝液出口接溶劑回收槽（6），所述溶劑回收槽（6）通過容劑泵（7）與溶解釜（8）相連通，所述溶劑回收槽（6）和溶解釜（8）的尾氣出口接尾氣回收裝置（9），所述溶解釜（8）的溶劑出口通過溶劑管道與流化床（2）相連通。
7、根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，在所述加料裝置（1）上游還設有顆粒肥料預處理裝置（11）。
8、根據權利要求6或7所述的裝置，其特徵在於，在所述流化床（2）底部還設有卸料裝置（10）。
9、根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，還設有與卸料裝置（10）相連的包膜控釋肥後處理裝置（13）。
10、根據權利要求6或7所述的裝置，其特徵在於，在溶解釜（8）與流化床（2）相連通的溶劑管道上還設有過濾器（12）。
實施方式
實施例1：
工業化生產包膜控釋肥的裝置，結構如圖1所示，包括加料裝置1、流化床2、引風機3、冷凝器4、預熱器5、溶劑回收槽6、溶劑泵7、溶解釜8、尾氣回收裝置9，其中，所述流化床2上設有加料裝置1，所述流化床2的出氣口經引風機3、冷凝器4和預熱器5與流化床2的入氣口相連通，所述冷凝器4的冷凝液出口接溶劑回收槽6，所述溶劑回收槽6通過容劑泵7與溶解釜8相連通，所述溶劑回收槽6和溶解釜8的尾氣出口接尾氣回收裝置9，所述溶解釜8的溶劑出口通過溶劑管道與流化床2相連通。
實施例2：
工業化生產包膜控釋肥的裝置，結構如圖2所示，與實施例1所不同的是在所述加料裝置1上游還設有顆粒肥料預處理裝置11。
實施例3：
工業化生產包膜控釋肥的裝置，結構如圖2所示，與實施例1或2在所述流化床2底部還設有卸料裝置10。
實施例4：
工業化生產包膜控釋肥的裝置，結構如圖3所示，與實施例3所不同的是還設有與卸料裝置10相連的包膜控釋肥後處理裝置13。
實施例5：
工業化生產包膜控釋肥的裝置，結構如圖3所示，與實施例4所不同的是在溶解釜8與流化床2相連通的溶劑管道上還設有過濾器12。
實施例6：利用實施例2所述裝置生產包膜率為3％的包膜控釋肥
具體操作步驟如下：
A、將30千克低密度聚乙烯（中國石化集團北京燕山石化公司產售）和600千克四氯乙烯加入溶解釜8，加熱至105℃攪拌溶解，製成包膜溶液；
B、啟動引風機3，利用預熱器5給空氣加熱至70℃，然後將1000千克顆粒肥料經加料裝置1入流化床2，使顆粒肥料處於穩定的流化狀態；
C、待顆粒肥料加熱到45℃時，將包膜溶液加壓至0.5～0.6兆帕，控制流量噴到流化床2內的顆粒肥料表面，在空氣的作用下，四氯乙烯迅速揮發，而低密度聚乙烯則附著在肥料顆粒表面，逐漸形成緻密均勻的膜，當包膜溶液全部噴完，繼續流化2-3分鐘後，得包膜率為3％的包膜控釋肥。
也可先將顆粒肥料先經肥料預處理裝置11進行篩分、拋光處理，得大小均勻、表面光滑顆粒肥料再用於包膜。
實施例7：利用實施例3所述裝置生產包膜率為5％的包膜控釋肥
具體操作步驟如下：
A、將50千克低密度聚乙烯和1000千克四氯乙烯和250千克二氯甲烷混合物加入溶解釜8，加熱至100℃攪拌溶解，製成包膜溶液；
B、啟動引風機3，利用預熱器5給氮氣加熱至70℃，然後將1000千克顆粒肥料經加料裝置2入流化床3，使顆粒肥料處於穩定的流化狀態；
C、待顆粒肥料加熱到50℃時，將包膜溶液加壓至0.5～0.6兆帕，控制流量噴到流化床2內的顆粒肥料表面，在氮氣的作用下，四氯乙烯和二氯甲烷迅速揮發，而低密度聚乙烯則附著在肥料顆粒表面，逐漸形成緻密均勻的膜，當包膜溶液全部噴完，繼續流化2-3分鐘後，通過卸料裝置10卸料得包膜率為5％的包膜控釋肥。
實施例8：利用實施例4或5所述裝置生產包膜率為10％的包膜控釋肥
具體操作步驟如下：
A、將100千克低密度聚乙烯和3000千克四氯乙烯加入溶解釜8，加熱至125℃攪拌溶解，製成包膜溶液；
B、啟動引風機3，利用預熱器5給空氣加熱至70℃，然後將1000千克顆粒肥料經加料裝置倉2入流化床2，使顆粒肥料處於穩定的流化狀態；
C、待顆粒肥料加熱到45℃時，將包膜溶液加壓至0.5～0.6兆帕，控制流量噴到流化床3內的顆粒肥料表面，在空氣的作用下，四氯乙烯迅速揮發，而低密度聚乙烯則附著在肥料顆粒表面，逐漸形成緻密均勻的膜，當包膜溶液全部噴完，繼續流化2-3分鐘後，得包膜率為10％的包膜控釋肥。
實施例9：利用實施例4或5所述裝置生產包膜率為11％的包膜控釋肥
具體操作步驟如下：
A、將100千克低密度聚乙烯和3000千克四氯乙烯加入溶解釜8，加熱至125℃攪拌溶解，製成包膜溶液；
B、啟動引風機3，利用預熱器5給空氣加熱至90℃，然後將3500千克顆粒肥料經加料裝置1入流化床2，使顆粒肥料處於穩定的流化狀態；
C、待顆粒肥料加熱到47℃時，將包膜溶液加壓至0.5～0.6兆帕，控制流量噴到流化床2內的顆粒肥料表面，在空氣的作用下，四氯乙烯迅速揮發，而低密度聚乙烯則附著在肥料顆粒表面，逐漸形成緻密均勻的膜，當包膜溶液全部噴完，進入下一周期續噴，再循環3次，得包膜率約為11％的包膜控釋肥。
實施例10：利用實施例4或5所述裝置生產包膜率為10％的包膜控釋肥
具體操作步驟如下：
A、將100千克回收聚乙烯和2800千克四氯乙烯加入溶解釜8，加熱至120℃攪拌溶解，製成包膜溶液；
B、啟動引風機3，利用預熱器5給空氣加熱至80℃，然後將2000千克顆粒肥料經加料裝置1入流化床2，使顆粒肥料處於穩定的流化狀態；
C、待顆粒肥料加熱到50℃時，將包膜溶液加壓至0.5～0.6兆帕，控制流量噴到流化床2內的顆粒肥料表面，在空氣的作用下，四氯乙烯迅速揮發，而回收聚乙烯則附著在肥料顆粒表面，逐漸形成緻密均勻的膜，得包膜率為10％的包膜控釋肥。
榮譽表彰
2016年12月7日，《工業化生產包膜控釋肥的方法和裝置》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
