[发明专利]一种制备含有尿素和硫酸胺肥料颗粒及其类似颗粒的方法

说明书

生产和发展含有适当的氮和硫的肥料在当今是很重要的。近几年来，硫酸铵（21%N，24%S）是含氮肥料中最重要的一种，而一般常用的磷肥是过磷酸钙（20%P₂O₅，12%S）。含有这些物质的肥料供给土壤的硫要大于农作物的需要。于是，多年后，硫酸铵就被尿素（46%N，0%S）所代替;过磷酸钙则被磷酸一铵（12%N，61%P₂O₅，0%S），磷酸二铵（21%N，53%P₂O₅，0%S）和三元过磷酸钙（46%P₂O₅，0%S）所代替。由于这些无硫肥料的应用，如不另外施加含硫的肥料，土壤的含硫量便会降低，因为随着农作物收割硫从田地上移出，由其更甚，硫另外由于沥滤作用而从土壤里流失。其结果是现在在世界上的许多地区土壤出现严重缺硫，这对许多农作物是极其有害的。

因此，就很需要这类肥料，它含有足量的硫并且是以能很快被植物所吸收的形式存在。

人人皆知尿素颗粒会生成一种元素硫的盖层。在这种形式下，于是，硫并不被农作物所吸收。元素硫必须先在土壤里转化成硫酸盐，而这种转化过程是极其缓慢的，尤其是在寒冷和乾燥、贫乏的地区。

硫酸铵是一种较好的供硫物，它能使硫成为一种植物能直接吸收的形式。就其本身而言，硫酸铵并不适于用作肥料，因为从施肥的角度讲，硫酸铵的含氮量（21%）过低而含硫量过高，但把硫酸铵跟尿素按不同的比例相结合，就能生成特别适合于农作物所需的氮和硫浓度的肥料。例 如，把二种组分，即尿素和硫酸铵按4比1的重量比相组合，就能生成一种含40%N和约5%S的肥料，这种肥料是很适用于各种施肥用途。

化学工程，工艺开发索引，14（1975）269-276叙述了，在一个中等工厂规模上，含尿素和硫酸铵的肥料颗粒的产品，该种颗粒是由扁平式成粒和是一种高浓度的尿素溶液（约99%）和硫酸铵的造粒混合物。硫酸胺是以固态形式加入到基本上是无水的尿素熔化物，但在里面，仅是部分溶解，为此含熔化物的尿素和硫酸铵在高温下（135-150℃）变成颗粒状或制造成粒状，这样尽可能地在熔化物里来限制不溶解的硫酸铵的比例。在较低的温度，熔化物含有许多不溶解的物质，它无法加工制成粒状。由于尿素的分解作用，不能采用较高的温度。由于在尿素熔化物里，硫酸盐的有限溶解，因此所述的方法在工业规模上实施是不适宜的。

在一种含水的尿素溶液里，硫酸铵要比在一种基本上是无水的尿素熔化物中比较易于溶解。含水的尿素溶液能被加工成美国专利文献4，219，589中所述的颗粒状，其中，一种含水的尿素溶液（这种尿素中已加上了一种结晶阻滞剂）则被喷成一种极微的小滴状，平均直径小于120μm，该小滴进入尿素颗粒的流化床，所采用的温度以水能从被喷至晶核的溶液里蒸发，和尿素能在晶核上结晶成所需规格的颗粒为度。

按美国专利4，219，589所述方法制备颗粒所用的含水尿素溶液，最好是具有92-97（重量）%尿素浓度，特别是94-96%（重量），并在110-125℃的温度下，被喷入流化床。确实，硫酸铵被认为在这些溶液里要比在一种基本上是无水的尿素熔化物中易于溶解，但它并不是按施肥用途的某一比例来溶解。硫酸铵的一部分仍以固态状悬浮在溶液里。

当这种悬浮体按照美国专利4，219，589所述的方法在流化床中制成颗粒时，悬浮体中的硫酸铵粒子应是越细越好，这不仅能防止喷雾器的堵塞，也更便于成粒过程的施行。为了取得这一成效，在尿素溶液里的硫酸铵可用一种胶体磨来进行研磨。然而，被研磨的悬浮体的粒子并不 能达到所需的效果。床内所积累的颗粒是不能令人满意的，而且不合规格的产物跟规格产物的重量比也是不相宜的。制粒器里粉剂散失量（即从制粒器出口处由流化气体带走的固体微粒，其中一部分经分尘器回收。）过高，而且其中所含硫酸铵的百分比比最终产物高得多。

通过对这些不利结果的调查揭示了尽管经过胶体磨，在悬浮物里固态硫酸铵并没有成为预期的细度。在悬浮物里的固体缺乏均匀性和足够的细度，造成了造粒的效果不能令人满意。

本发明的目的是使得尿素硫酸铵颗粒中能包含更多的硫酸铵，同时改进产品的性能，提高合格粒度的颗粒对不合格粒度的颗粒的比例，以及减少粒化过程中粉剂散失。