[发明专利]一种颗粒状复合炭肥工业化生产方法

说明书

技术领域

本发明属于化学肥料技术领域，涉及一种颗粒状复合炭肥工业化生产方法。

背景技术

生物炭是植物组织在无氧状态和贫氧高温裂解下分离可燃气后剩下的炭化副产品，它是一种疏松多孔骨架结构的活性物质。

目前是气候危机最严重的时期，人类的活动导致大气中的二氧化碳含量正在逐渐升高。控制二氧化碳已成为全人类共同的责任和义务，控制二氧化碳的方法很多，向土壤中添加木炭就是最有效的方法之一，木炭可以稳定地将炭元素锁住长达数百年。除对大气及人类生存有好处外，木炭对净化地下水系、改良贫瘠土壤、增进农作物的生长、提高化肥养分的利用率、缓释养分并吸附和释放水分等均有明显的好处。

高塔复合肥熔体造粒工艺与传统的团粒造粒工艺相比较具有明显的优势，故自该工艺问世以来短短几年国内就已有超过百套的高塔装置投入了商业运营。但高塔熔体造粒工艺自身也有着它致命的缺点，其中百米高塔的粉尘排放尤为突出，随着国家对PM2.5排放的严格监管，高塔熔体造粒工艺迟早会像发达国家一样无奈的退出历史舞台。

由于生物炭的疏松多孔骨架结构的吸附特性，用现有的熔体法以及团粒法造粒技术均很难令炭粉含量超过总量20%的配方成粒。

发明内容

本发明的目的是提供一种颗粒状复合炭肥工业化生产的方法，可生产炭粉含量大于20%的氮磷钾复合炭肥以及其它低氮高中浓度配比的平衡肥、低氮高钾肥、低氮腐植酸肥等，生产工艺简单，生产成本低廉，适合工业化生产。

本发明所采用的技术方案是：一种颗粒状复合炭肥工业化生产方法，将复合炭肥的原料混合，采用螺旋挤出装置加热、挤压、挤出、切断，再进入卧式冷却滚筒内滚动冷却制得。

本发明的特征还在于，

螺旋挤出装置包括挤出装置传动机构，挤出装置传动机构壳体内设置有螺旋挤出杆，挤出装置驱动电机与螺旋挤出杆的一端连接，挤出装置传动机构挤入端上方设置有料斗，挤出装置传动机构的壳体上设置外部电加热元件，挤出装置传动机构的挤出端端头是孔板，孔板上开有若干个等径的圆孔；孔板的外部设置有可旋转的切断刀，切断刀依次和切断装置传动机构、切断装置驱动电机连接；

然后采用以下步骤进行：

步骤1、

取复合炭肥的原料：固体商品尿素、商品磷铵、商品钾盐以及木炭粉，均粉碎至60-80目，然后在无水的状态下均匀混合得到粉体物料；

步骤2、

将步骤1混合好的粉体物料从料斗送入所述螺旋挤出装置，开启挤出装置驱动电机，挤出装置驱动电机带动螺旋挤出杆绕轴向转动；同时开启外部电加热元件，在螺旋挤出杆旋转时自身对粉体物料剧烈的摩擦生热以及外部电加热元件双重升温作用下，粉体物料内的可熔物质尿素达到自身的熔点温度而发生相变，此时粉体物料中在此温度下尚不会发生相变的物质与可熔物质尿素之间就自然形成了一种质密的可塑的复合物；在螺旋挤出杆的作用下，质密的可塑的复合物从挤出装置传动机构挤出端的孔板挤出，挤成若干圆柱形条状复合物；

步骤3、

开启切断装置驱动电机，经过切断装置传动机构带动切断刀转动，自孔板挤出的圆柱形条状复合物经旋转的切断刀切成长度等于直径的短圆柱形颗粒，由变频器控制切断装置驱动电机的转速即控制切断刀的转速；

步骤4、

短圆柱形颗粒落入在螺旋挤出装置下方设置的卧式冷却滚筒内，随旋转的卧式冷却滚筒筒壁作滚动运动以及颗粒与颗粒间相互挤压碰撞产生形变，由短圆柱形过渡到准圆球形，同时在卧式冷却滚筒内逐渐冷却成固体然后从卧式冷却滚筒的出料端泻出。

本发明的颗粒状复合炭肥工业化生产方法与现有复合肥生产工艺相比较，具有如下优点：

1、无需造粒塔，故有效缓解了PM2.5排放的问题。

2、无需造粒塔，故省去了百米高塔的建设以及配套的塔上物料斗提、计量、熔融、混合、差动造粒等专用设备及装置，以及消除了粘塔壁粘塔底的工艺事故和浪费。

3、在现有的复合肥团粒法工艺中，生产过程需用蒸汽或水作为颗粒成球的粘结媒介，本发明则无此需要故也就无需导致该工艺高运行成本的脱水烘干工序及装置。

4、生产中不需专用的容器来熔融尿素，故不存在尿素缩二脲超标的问题以及熔融尿素的能耗。

5、除北方冬季采暖外，工艺中不使用蒸汽故无需配套工业高压蒸汽锅炉。

6、装置布置积木化，可随产量变化而随意增减，理论产量不受诸如造粒塔、锅炉、烘干装置等硬件的限制。

7、产品颗粒的单颗体积一致性以及颗粒的强度都较高。