[发明专利]包膜15N尿素的造粒装置及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201110026251.3 申请日: 2011-01-25
公开(公告)号: CN102126901A 公开(公告)日: 2011-07-20
发明(设计)人: 王慎强;邢光熹;赵旭;张民;杨林章;张宗侯;周杨 申请(专利权)人: 中国科学院南京土壤研究所
主分类号: C05G3/08 分类号: C05G3/08
代理公司: 郑州大通专利商标代理有限公司 41111 代理人: 樊羿
地址: 210008 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 包膜 15 尿素 装置 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及缓控释氮肥技术领域,具体涉及一种包膜15N尿素制备方法及造粒装置。

背景技术

近10年来,以包膜尿素为主的缓控释氮肥技术蓬勃发展。目前对各种包膜氮肥的优劣评价均是基于农学角度的表观产量响应以及试验室内的理论释放研究等,而对包膜氮肥在农田中的具体去向以及化学行为研究相对薄弱。氮素的去向研究都采用15N示踪方法。普通化学氮肥均可直接采用化工生产的15N标记氮素用于试验。但15N示踪方法应用于控释氮肥去向的定量评价研究鲜有报道。其困难主要在于15N标记控释氮肥的制备上,也即是15N标记化学氮肥的再造粒和包膜。由于尿素具有很大的水溶解度和吸湿性,它不能采用磷肥惯用的造粒技术,即在潮湿的条件下团聚成粒;也不能采用与钾肥相同的造粒技术,因为不能获得令人满意致密性。

包膜15N尿素用量少且原料价格昂贵,包膜15N尿素不适宜采用损耗量的复杂的大型造粒(如高塔造粒、流化床造粒等)、包膜设备及流程复杂的常规工艺方法进行生产制造,目前缺少包膜15N尿素颗粒的生产制造设备及相应的简单可行的制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺流程简单、原料损耗量少,适合于小批量制备包膜15N尿素的方法,并公开了一种结构简单、易于操作的造粒设备。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种15N尿素造粒装置,包括熔融腔体、发热元件、温控系统、冷凝机构及支架,所述熔融腔体安装固定于所述支架上,其下部为倒置锥状,且锥顶处设置有微滴孔,该熔融腔体上端口设有密封盖,该密封盖上安装有进料斗;所述温控系统包括温度计和时间继电控制器,所述温度计的感温头穿过所述密封盖安装于熔融腔体内;所述发热元件安装在所述熔融腔体外壁四周;所述冷凝机构安装于所述微滴孔下方,其包括液态冷媒及其盛放容器,该容器开口正对接于所述微滴孔。

所述发热元件为电加热带。

所述熔融腔体由不锈钢材料制成。

所述微滴孔的直径为2~3mm。

所述微滴孔的出口处至液态冷媒液面的距离为4~5cm。

一种包膜15N尿素的制备方法,主要包括以下步骤:

(1)造粒  先将上述15N尿素造粒装置的熔融腔体内温度加热升至120~125 oC(控熔融温度是造粒的关键,超过临界温度易产生缩二脲,温度过低则熔融不透),再将粉末状的15N尿素经由进料斗加入熔融腔体中进行熔融;熔融后的液态15N尿素经微孔滴出,并进入冷凝机构中的冷媒中,液态15N尿素迅速变成2~4mm的均匀颗粒体;

(2)包膜  上步所得15N尿素颗粒经筛选除杂后,放入圆盘造粒机中,调节圆盘转速至30~40转/分,同时对圆盘加热升温,盘内15N尿素颗粒温度升70oC时,降低圆盘转速至10转/分,将所需包膜树脂混合物均匀布洒至圆盘内的颗粒物上,再提高圆盘转速至30~40转/分、并维持盘内颗粒物温度70oC~75 oC,至颗粒表面树脂完全固化,均匀附着在15N尿素颗粒表面为止;如需多次包膜重复该步骤即可。

为达到更好的包膜效果,可将15N尿素颗粒与等量其它颗粒大小一致、颜色不同的普通控释尿素混合进行包膜。完成后挑出普通控释尿素即可。

上述15N尿素包膜装置含安装在机架上的回转圆盘及其驱动电机,回转圆盘与水平方向呈30~60°夹角安装,在回转圆盘的下侧设置有与该回转圆盘形状相匹配的半圆弧形电炉。

在上述回转圆盘的底部四周安装有搅拌轴或搅拌条齿。

本发明具有积极有益的效果:

1.本发明工艺方法简单,制备成本低,解决了包膜15N尿素长期以来难以生产制备的技术难题,为控释尿素在农田生态系统中的去向进行定量研究评价提供了良好的物质保障;

2.所用造粒装置结构设计简单,易于制造,且制造成本低廉;操作、使用简便,易于维护;

3.该发明方法制备出的包膜15N尿素颗粒质量可靠,成球率高,不结块,颗粒大,颗粒强度高,还可有效减少或避免产生缩二脲;包膜完成后的产品再进行分拣后可直接用于实验,用以研究树脂包膜15N尿素包括利用率、残留率、总损失等在内的去向,进行同等工艺的普通包膜尿素的农学和环境效应评价等。

附图说明

图1为一种15N尿素造粒装置的结构示意图;

图2为图1中熔融腔体的剖面结构示意图;

图3为熔融腔体下端部剖面结构放大示意图;

图4为15N尿素包膜装置的侧面结构示意图;

图5为5N尿素包膜装置的正面结构示意图;

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