《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》是深圳市芭田生態工程股份有限公司於2003年6月23日申請的專利，該專利的申請號為031396011，公布號為CN1475470，授權公布日為2004年2月18日，發明人是黃培釗、張運森、李速亮、范素民、王兆斌。
一種高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備，方法包括如下步驟：a.將生產尿基複合肥或硝基複合肥所使用原料與填料混合加熱熔融；b.熔融料漿通過高塔塔頂旋轉造粒噴頭噴灑進入造粒塔內；c.料漿從塔頂下降過程中在與上升的氣流阻力作用下緩慢的降落到塔底，並完成造粒；設備包括造粒塔、熔融混合器及造粒噴頭，其特徵在於，造粒塔是塔高為45－125米的高塔。在造粒塔內底部設有進風裝置。該發明利用尿素或硝銨與某些化肥能形成低共熔化合物的特點，降低了熔融溫度，節約了能耗和操作費用，同時有機結合了高塔造粒和複合肥生產工藝技術，因此能達到利用高塔造粒生產複合肥並且操作環境好，無三廢排放。
2016年12月7日，《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備
- 公布號：CN1475470
- 授權日：2004年2月18日
- 申請號：031396011
- 申請日：2003年6月23日
- 申請人：深圳市芭田生態工程股份有限公司
- 地址：廣東省深圳市寶安區松崗鎮江邊工業區
- 發明人：黃培釗、張運森、李速亮、范素民、王兆斌
- Int.Cl.：C05G5/00、C05G1/00、B01J2/00
- 代理機構：深圳市中知專利代理有限責任公司
- 代理人：成義生
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
在農業生產中廣泛使用著各種各樣的肥料，主要是單質化肥和含有、氮、磷、鉀及其它營養元素的多元複合肥料，其中複合肥料的生產方法主要有團粒法、料漿法、擠壓法和摻混法等。它們是將尿素、硝酸銨、磷銨、重鈣、氯化鉀、硫酸鉀等進行二次加工製成含有氮、磷、鉀等多種營養元素的複合肥料。在化肥生產中，尿素、硝酸銨化肥的造粒主要採用高塔造粒技術，造粒設備主要有旋轉式差動噴頭造粒機，固定式噴頭造粒機和振動式噴頭造粒機。作為高塔造粒設備主要採用的是旋轉式噴頭造粒機。高塔造粒技術主要原理為熔融料漿通過塔頂專門造粒噴頭以細射流液柱的形式噴出，噴出的液柱在與空氣接觸時斷裂成液滴，液滴在塔內下降並與空氣進行傳熱，傳質固化成顆粒落入塔底。高塔造粒主要優點有：
（1）、熔融料漿水分含量低，無需乾燥過程，節約了能耗；
（2）、顆粒表面光滑、圓潤、不易結塊，具有較高的市場競爭力；
（3）、操作環境好，無三廢排放，屬清潔生產工藝；
（4）、可直接利用生產系統尿素或硝銨熔體，簡化了生產工藝流程。
但它也存在如下缺陷：
（1）、產品顆粒大小的調節範圍窄，特別是顆粒較大的產品生產有一定的難度；
（2）、造粒塔必須要有一定的高度，投資費用大。
2003年6月前技術中，傳統高塔造粒主要套用在尿素、硝酸銨的造粒上，並用於生產單質化肥。而套用高塔製造氮磷鉀顆粒複合肥料則未見報導。
發明內容
專利目的
《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》旨在提供一種能生產含有農作物所需的氮、磷、鉀三種營養元素的複合肥料的高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法，以便能簡化生產工藝，降低生產過程的能源消耗，並實現無三廢排放；《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》的目的還在於提供實現該方法的設備。
技術方案
《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》提供一種高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法，該方法的原理是基於尿素或硝銨與硫酸銨、鉀肥可以形成低共熔化合物的特點，將尿素或硝銨等原料一起加熱熔融，熔融料漿通過塔頂旋轉造粒噴頭噴灑進入造粒塔內。造粒物料從塔頂下降過程中在與上升的氣流阻力作用下緩慢的降落到塔底，經篩分得到顆粒狀尿基或硝基氮磷鉀複合肥料。該方法包括如下步驟：
a、將生產尿基複合肥或硝基複合肥所使用原料與填料混合加熱熔融；
b、熔融料漿通過高塔塔頂旋轉造粒噴頭噴灑進入造粒塔內；
c、料漿從塔頂下降過程中在與上升的氣流阻力作用下緩慢的降落到塔底，並完成造粒；
造粒後的物料進行篩分，合格顆粒（1-4毫米）進入撲粉筒進行表面處理後再包裝；篩分後的細粉物料與大顆粒破碎後一起作為返料，回到熔融混合器中。
更具體地說，所述尿基複合肥是由尿素、氮肥、磷肥、鉀肥、填料按1.5:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）的比例（重量份）混合而成，並在100℃～145℃的加熱溫度下在熔融混合器中製成熔融料漿。
所述硝基複合肥是由硝銨、氮肥、磷肥、鉀肥、填料按2.0:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）的比例（重量份）混合而成，並在145℃～175℃的加熱溫度下在熔融混合器中製成熔融料漿。
農作物需要的中微量元素很少，但對提高作物產量，改善作物品質有一定的作用。在製備熔融料漿的同時可加入適量的中量元素化合物和微量元素化合物，得到含中、微量元素養分的顆粒狀複合肥料，中、微量元素化合物為選自鈣化合物、鎂化合物、硫化合物、錳化合物、鉬化合物、鋅化合物、鐵化合物、銅化合物、硼化合物中的一種或一種以上混合物。
所述的氮肥為氯化銨、硫酸銨，磷肥為磷酸一銨，鉀肥為氯化鉀、硫酸鉀，填料為粘土、碳酸鈣粉、白雲石粉。
在製備熔融料漿的同時可加入適量的染料製成彩色顆粒複合肥，所述的染料為酸性染料，如酸性紅、酸性蘭、酸性黑、酸性黃等。染料的加入量與肥料的比例為（0.0001-0.0003）:1（重量份）。
由《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》的方法生產的產品可以是氮磷鉀三元複合肥，也可以是氮磷或氮鉀二元複合肥。
《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》方法所生產的複合肥料，其有效養分含量（N+P2O5+K2O）≥25％。
《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》還提供了實現上述方法的設備，該設備包括造粒塔、熔融混合器及造粒噴頭，其特徵在於，所述造粒塔是塔高為45-125米的高塔，具體地說，造粒塔塔身為內部中空的方柱形或圓柱形，其中方形塔底部尺寸（長×寬）為（4-25米）×（4-25米），圓形塔底部直徑為4-25米，在造粒塔內底部設有進風裝置。
熔融混合器的蒸汽加熱功率為150-650千瓦，主軸轉速為20-175轉每分；造粒噴頭為旋轉式差動造粒噴頭，噴頭的轉速為150～450轉每分。
改善效果
《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》的貢獻在於，它改變了傳統的高塔造粒只能生產單質肥料，實現了由高塔生產多元複合肥料。與2003年6月前高塔造粒製造尿素、硝酸銨化肥相比，《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》具有如下特點：
一、《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》的方法生產的氮磷鉀或氮鉀或氮磷複合肥料較之單質肥料營養元素更加全面，因此肥效顯著；
二、該方法利用尿素或硝銨能與硫銨、鉀肥能生成低共熔化合物的特點，因此有效地降低了熔融溫度，節約了能源；
三、該方法將高塔造粒和複合肥生產工藝技術進行了有機結合，實現了由高塔造粒生產複合肥料；
四、《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》的設備具有結構簡單，易於安裝和維護，造價低等特點。
五、由於取消了乾燥工序及冷卻工序，因而可以節約乾燥及冷卻設備的投資和操作費用，同時生產時無大量尾氣排放，操作環境好，屬清潔生產工藝。
附圖說明
圖1是《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》的高塔造粒生產顆粒複合肥料的設備結構示意圖。
圖1
技術領域
《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》涉及農用複合肥料及生產設備，特別是涉及一種高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備。
權利要求
1、一種高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法，其特徵在於，它包括如下步驟：
a、將生產尿基複合肥或硝基複合肥所使用原料與填料混合加熱熔融；
b、熔融料漿通過高塔塔頂旋轉造粒噴頭噴灑進入造粒塔內；
c、料漿從塔頂下降過程中在與上升的氣流阻力作用下緩慢的降落到塔底，並完成造粒；
2、如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述尿基複合肥是由尿素、氮肥、磷肥、鉀肥、填料按1.5:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）的比例（重量份）混合而成。
3、如權力要求1所述的方法，其特徵在於，所述硝基複合肥是由硝銨、氮肥、磷肥、鉀肥、填料按2.0:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）:（0-1.0）的比例（重量份）混合而成。
4、如權利要求2所述的方法，其特徵在於，尿素、氮肥、磷肥、鉀肥、填料在100℃～145℃的加熱溫度下在熔融混合器中製成熔融料漿。
5、如權力要求3所述的方法，其特徵在於，硝銨、氮肥、磷肥、鉀肥、填料在145℃～175℃的加熱溫度下在熔融混合器中製成熔融料漿。
6、如權利要求4或5所述的方法，其特徵在於，在製備熔融料漿的同時可加入適量的中量元素化合物和微量元素化合物，得到含中、微量元素的顆粒狀複合肥料，中、微量元素化合物為選自鈣化合物、鎂化合物、硫化合物、錳化合物、鉬化合物、鋅化合物、鐵化合物、銅化合物、硼化合物中的一種或一種以上混合物。
7、如權利要求1至5中任一條所述的方法，其特徵在於，所述的氮肥為氯化銨、硫酸銨，磷肥為磷酸一銨，鉀肥為氯化鉀、硫酸鉀，填料為粘土、碳酸鈣粉、白雲石粉。
8、如權利要求4或5所述的方法，其特徵在於，在製備熔融料漿的同時可加入適量的染料製成彩色顆粒複合肥，所述的染料為酸性染料，染料的加入量與肥料的比例為（0.0001-0.0003）:1（重量份）。
9、一種實現權利要求1所述方法的設備，包括造粒塔、熔融混合器及造粒噴頭，其特徵在於，所述造粒塔是塔高為45-125米的高塔，其塔身為內部中空的方柱形或圓柱形，其中方形塔底部尺寸（長×寬）為（4-25米）×（4-25米），圓形塔底部直徑為4-25米；在造粒塔內底部設有進風裝置。
10、如權利要求9所述的設備，其特徵在於，熔融混合器的蒸汽加熱功率為150-650千瓦，主軸轉速為20-175轉每分；造粒噴頭為旋轉式差動造粒噴頭，噴頭的轉速為150～450轉每分。
實施方式
- 實施例1
如圖1所示，造粒用設備包括高塔1、熔融混合器2、造粒噴頭3，其中高塔為中空圓柱形，其高度為80米，底部直徑為10米。在塔底部通過固定於地面的支架固定有多個進風裝置4，該進風裝置為離心式鼓風機，它們均勻分布於塔體同一平面的圓周上，其送出的向上的氣流使造粒物料能緩慢地下降。熔融混合器用支架固定於塔內靠頂部的支撐板5上部，它選用常規產品，其蒸汽加熱功率為400千瓦，主軸轉速為100轉每分。造粒噴頭為旋轉式差動造粒噴頭，它與熔融混合器相連線，並固定於支撐板5的下部，噴頭的轉速為300轉每分。
取固體尿素4.5千克、硫酸銨1.0千克、磷酸一銨2.0千克、白雲石粉2.5千克、一水硫酸鎂0.1千克、硫酸錳0.01千克以及返料加入到熔融混合器中，加熱到130℃，製成熔融料漿，熔融料漿通過塔頂噴頭噴射進入造粒塔造粒，造粒物料通過篩分得到1-4毫米的合格粒子，該合格粒子再進入撲粉機進行表面調理即得到合格產品。篩分後的細粉料和大顆粒破碎後一起作為返料回到熔融混合器，該產品為白色顆粒狀氮磷複合肥料產品，它含有N24.68％，P2O59.96％，水分0.6％，同時含有鎂、硫中量元素和錳微量元素，產品顆粒強度為29牛。
- 實施例2
設備同實施例1。
取固體硝銨4.9千克、氯化鉀（紅色）3.0千克、碳酸鈣粉2.1千克、硫酸鈣0.5千克、硫酸鐵0.2千克、硫酸鋅0.1千克、酸性紅1.5克以及返料加入到熔融混合器中，加熱到170℃製成熔融料漿，熔融料漿通過塔頂噴頭噴射進入造粒塔造粒，造粒物料通過篩分得到1-4毫米的合格粒子，該合格粒子再進入撲粉機進行表面調理即得到合格產品。篩分後的細粉料和大顆粒破碎後一起作為返料回到熔融混合器。該產品為紅色氮鉀複合肥料產品，它含有N15.42％，K2O18.42％，水分0.87％，同時含有鈣、硫中量元素和鐵、鋅微量元素，產品顆粒強度24牛。
- 實施例3
設備同實施例1。
取尿素熔體（尿素廠二段蒸發器出口）5.1千克、硫酸鉀1.5千克、氯化鉀（白色）1.25千克、磷酸一銨2.0千克、粘土1.5千克、硫酸銅0.015千克、鉬酸銨0.01千克以及返料加入到熔融混合器中，加熱到122℃製成熔融料漿，熔融料漿通過塔頂噴頭噴射進入造粒塔造粒，造粒物料通過篩分得到1-4毫米的合格粒子，該合格粒子再進入撲粉機進行表面調理即得到合格產品。篩分後的細粉料和大顆粒破碎後一起作為返料回到熔融混合器。該產品為白色氮磷鉀複合肥，它含有N25.15％，P2O510.02％，K2O14.20％，同時含有硫中量元素和銅、鉬微量元素，產品顆粒強度32牛。
- 實施例4
設備同實施例1。
取硝銨熔體3.5千克、氯化銨1.5千克、磷酸一銨1.2千克、氯化鉀（白色）1.2千克、白雲石粉2.65千克、一水硫酸鎂0.30千克、鉬酸銨0.01千克、酸性蘭染料1.0克以及返料加入到熔融混合器中，加熱到125℃製成熔融料漿。熔融料漿通過塔頂噴頭噴射進入造粒塔造粒，造粒物料通過篩分得到1-4毫米合格粒子，該合格粒子再進入撲粉機進行表面調理即得到合格產品。篩分後的細粉料和大顆粒破碎後一起作為返料回到熔融混合器，該產品為蘭色氮磷鉀複合肥料產品，它含有N16.26％，P2O55.79％，K2O6.95％，同時含有鎂、硫中量元素和鉬微量元素，產品顆粒強度為28牛。
榮譽表彰
2016年12月7日，《高塔造粒生產顆粒複合肥料的方法及設備》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
