分子网纳米包膜高效缓释有机肥及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种分子网纳米包膜缓释有机肥及其生产工艺，其中分子网纳米包膜缓释有机肥，由分子网型缓释肥颗粒、纳米包膜剂组成。本发明的优点是：可降解纳米包膜材料，通过纳米小尺寸效应促进养分被作物吸收，且解决了肥料引起的环境污染问题；设计防堵塞一次成型高效造粒系统，降低肥料生产成本，提高生产效率；开发多层振动式蒸汽循环干燥工艺，并通过湿度感应器对体系进行监控，肥料颗粒通过振动板逐层向下输送，干燥彻底、保质期长，且干燥工艺过程简单方便，投入成本降低10%；肥料造粒尾气的清洁回收处理系统，避免尾气中的氨气逸出，有利于资源节约与环境保护。
【专利说明】分子网纳米包膜高效缓释有机肥及其生产工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机肥生产【技术领域】，具体涉及一种分子网纳米包膜缓释有机肥。
【背景技术】
[0002]目前，肥料工业面临着一场如何提高其产品效率的持久性挑战:或是通过改进已在使用中的肥料，或是通过新的特殊肥料类型的开发来实现这一目的。对中国这样一个生态压力巨大的国家，尤需如此。化肥的合理投入是提高现代农业生产力的重要物质保证，而缓控释肥料不仅可以有效提高肥料利用率，而且也可以减轻肥料对环境造成的污染。因此，研制高效、环保、低成本的新型缓控释肥料是当前肥料科技创新的重要任务。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种符合当前发展趋势，高效、低成本的分子网纳米包膜缓释有机肥及其生产工艺。
[0004]本发明的技术方案是:分子网纳米包膜缓释有机肥，由分子网型缓释肥颗粒、纳米包膜剂组成，所述分子网型缓释肥料是通过将粉状速溶性氮肥、磷肥、钾肥与分子网型缓释剂混合制备而成的，而分子网型缓释剂是天然微一纳米矿物材料凹凸棒晶和天然高分子材料壳聚糖进行物理和化学改性复配后形成的；所述纳米包膜剂是采用高岭土、蒙脱土 -聚酯混聚物制备而成的；所述分子网型缓释肥颗粒包裹在纳米包膜剂中。
[0005]分子网纳米包膜缓释有机肥，其制备方法包括以下几个过程:
(O制备分子网型缓释剂:将天然微一纳米级矿物材料凹凸棒晶和天然高分子材料壳聚糖进行物理和化学改性复配后形成的一种纳米胶结缓释材料，即分子网型缓释剂；
(2)制备分子网型缓释肥料:按比例均匀加入分子网型缓释剂到配料和混合工序中，使其与肥料粉体或熔体进行充分搅拌混合、扩散共混，然后经防堵塞一次成型高效造粒机压实造粒，最终形成一种具有速缓效、控失功能的分子网型缓释有机肥颗粒；
(3)通过尾气清洁系统实现肥料造粒尾气的清洁回收；
(4)制备纳米包膜剂:首先将磨细至小于0.043 mm (约300目)的高岭土或蒙脱土与水制成质量比为1:1.5的悬浮液，用稀KOH溶液调节悬浮液至碱性，置于高速乳化分散器中，以3000~5000 r / min搅拌I h，放置24 h得到高岭土、蒙脱土悬浮液；然后在搅拌条件下加入稀盐酸或稀硫酸，调节PH至7左右，然后将悬浮液再置于高速乳化分散器中搅拌5~10 min，得到纳米悬浮液；将质量分数为20%的十二烷基苯磺酸钠加入通用型不饱和聚酯树脂306中，加入量为树脂质量的25% — 30%,搅拌后置于高速乳化分散器中，加入等体积水，以30000 r / min搅拌10 min,得到纳米不饱和树脂液；将上述纳米高岭土、蒙脱土纳米悬浮液与纳米不饱和树脂液混合，体积比为(5~10):1，两种溶液置于高速乳化分散器中，以30000 r / min搅拌20 min左右制成非均相纳米高岭土、蒙脱土一聚酯混聚水溶液，即为纳米包膜剂；
(5 )纳米包膜剂包裹于分子网型缓释肥颗粒表面:将纳米包膜剂稀释至高岭土、蒙脱土质量分数为.01%~1%的水溶液，将稀释后的溶液通过高压喷嘴喷洒在圆盘或转鼓造粒机中造粒，每1000 kg颗粒肥用稀释后的水溶液50~70 kg，最后用滑石粉扑粉，采用多层振动式蒸汽循环干燥设备干燥即可。
[0006]所述防堵塞一次成型高效造粒机包括依次相连的原料混合搅拌机、过滤机、剪切机和压实造粒机。
[0007]所述尾气清洁系统包括循环吸收塔釜、吸收塔、填料、循环泵A、封闭式折流沉降器、折流挡板、逆流挡板、喷射泵、循环水泵B、氨气成盐固定反应器、回收水储槽、泥浆料仓及压滤机系统。
[0008]所述多层振动式蒸汽循环干燥设备，包括筒体，所述筒体顶部一侧设有入料口，筒体内部间隔设有多组振动板I和多组振动板II，振动板上还设有凸起块，筒体底部一侧设有蒸汽循环入口，顶部设有蒸汽循环出口，筒体内部还设有湿度感应器。
[0009]本发明的优点是:可降解纳米包膜材料，通过纳米小尺寸效应促进养分被作物吸收，且解决了肥料引起的环境污染问题；设计防堵塞一次成型高效造粒系统，降低肥料生产成本，提高生产效率；开发多层振动式蒸汽循环干燥工艺，并通过湿度感应器对体系进行监控，肥料颗粒通过振动板逐层向下输送，干燥彻底、保质期长，且干燥工艺过程简单方便，投入成本降低10%;肥料造粒尾气的清洁回收处理系统，避免尾气中的氨气逸出，有利于资源节约与环境保护。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明工艺流程图。
[0011]图2为本发明所述防堵塞一次成型高效造粒机示意图。
[0012]图3为本发明所述尾气清洁回收系统结构示意图。
[0013]图4为本发明所述多层振动式蒸汽循环干燥设备结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]现结合具体实施例，对本发明进一步描述。
[0015]实施例:分子网纳米包膜缓释有机肥，分子网型缓释肥颗粒、纳米包膜剂，所述分子网型缓释肥料是通过将粉状速溶性氮肥、磷肥、钾肥与分子网型缓释剂混合制备而成的，而分子网型缓释剂是天然微一纳米矿物材料凹凸棒晶和天然高分子材料壳聚糖进行物理和化学改性复配后形成的；所述纳米包膜剂是采用高岭土、蒙脱土-聚酯混聚物制备而成的；所述分子网型缓释肥颗粒包裹在纳米包膜剂中。
[0016]上述分子网纳米包膜缓释有机肥，其制备方法如下:
1、制备分子网型缓释剂:将天然微一纳米级矿物材料凹凸棒晶和天然高分子材料壳聚糖进行物理和化学改性复配后形成的一种纳米胶结缓释材料，即分子网型缓释剂；
2、制备分子网型缓释肥料:按比例均匀加入分子网型缓释剂到配料和混合工序中，使其与肥料粉体或熔体进行充分搅拌混合、扩散共混，然后经防堵塞一次成型高效造粒机压实造粒，最终形成一种具有速缓效、控失功能的分子网型缓释有机肥颗粒；
3、通过尾气清洁系统实现肥料造粒尾气的清洁回收；
4、制备纳米包膜剂:首先将磨细至小于0.043 mm (约300目)的高岭土或蒙脱土与水制成质量比为1:1.5的悬浮液，用稀KOH溶液调节悬浮液至碱性，置于高速乳化分散器中，以3000~5000 r / min搅拌I h，放置24 h得到高岭土、蒙脱土悬浮液；然后在搅拌条件下加入稀盐酸或稀硫酸，调节PH至7左右，然后将悬浮液再置于高速乳化分散器中搅拌5~10 min，得到纳米悬浮液；将质量分数为20 %的十二烷基苯磺酸钠加入通用型不饱和聚酯树脂306中，加入量为树脂质量的25% — 30%,搅拌后置于高速乳化分散器中，加入等体积水，以30000 r / min搅拌10 min,得到纳米不饱和树脂液；将上述纳米高岭土、蒙脱土纳米悬浮液与纳米不饱和树脂液混合，体积比为(5~10):1，两种溶液置于高速乳化分散器中，以30000 r / min搅拌20 min左右制成非均相纳米高岭土、蒙脱土一聚酯混聚水溶液，即为纳米包膜剂；
5、纳米包膜剂包裹于分子网型缓释肥颗粒表面:将纳米包膜剂稀释至高岭土、蒙脱土质量分数为.01%~1%的水溶液，将稀释后的溶液通过高压喷嘴喷洒在圆盘或转鼓造粒机中造粒，每1000 kg颗粒肥用稀释后的水溶液50~70 kg，最后用滑石粉扑粉，采用多层振动式蒸汽循环干燥设备干燥即可。
[0017]如图2所示，防堵塞一次成型高效造粒机包括依次相连的原料混合搅拌机a、过滤机b、剪切机c和压实造粒机d。具体造粒过程是原料从混合搅拌机a形成料桨后通过过滤机b，将料桨内的杂物过滤清除，然后进入剪切机C，将料桨内未熔融的大颗粒和未混合好的料桨进行高速剪切，使料桨瞬间均匀稀释，同时具有乳化作用，使料桨达到生产要求。料桨从进料口进入压实造粒机d，撒于压实带的压实槽内，随着压实带的运动，压实轮上的凸起与压实槽契合，将原料压实。压实后的肥料在压实带朝下运动时掉落至滑粒台上，从滑粒台至滑粒板的滚落过程中滚为圆粒状或椭圆状，倾泻在颗粒出口后排放出机体。本项目的造粒系统结构简单，使用方便，在造粒前期有效去除料桨中的杂质，对料桨进行均匀稀释，避免造粒机进料口堵塞，极大提高成品颗粒成粒率。造粒过程优化为一次成型造粒，造粒设备、工艺得到简化，有效降低肥料生产成本，且生产效率提高15%。
[0018]如图3所示，尾气清洁回收系统包括粉尘回收单元和水洗处理单元，其中水洗处理单元又包括了真空水洗、密封折流沉降、氨气成盐固定处理过程，如图2-3所示，I是循环吸收塔釜，2是吸收塔，3是填料，4是循环泵A，5是封闭式折流沉降器，6是折流挡板，7是逆流挡板，8是喷射泵，9是循环水泵B, 10是氨气成盐固定反应器，11是回收水储槽，12是泥浆料仓，13是压滤机系统，14是粉尘回收单元的尾气。
[0019]尾气清洁回收的具体过程为:1、真空水吸收，向循环吸收塔釜中加自来水到规定的液位，开启循环泵A，将循环吸收塔釜中的循环水洗液泵入吸收塔的顶部，来自粉尘回收单元的除尘后的尾气在喷射泵产生的真空条件下，由下而上流经塔板与循环水洗液逆流接触，将肥料尾气中携带微小粉尘及工艺过程中解析出的以氨气为主要成分的气体吸收到洗涤水中，真空水吸收系统的真空度在-0.03~-0.06MPa之间；2、密封折流沉降，当循环水洗液中的粉尘吸收到工艺规定的浓度时进入封闭式折流沉降器，在折流挡板和逆流挡板的作用下折流、逆流沉降，实现固、液分离；3、氨气成盐固定，来自封闭式折流沉降器的澄清洗涤水进入氨气成盐固定反应器，通过适时向氨气成盐固定反应器中添加盐酸水溶液控制洗涤水的PH值不高于6.8，当氨气成盐固定反应器中的氮含量0.43%~0.75%时，进入回收水储槽，备送入生产车间做配料水使用；4、压滤，封闭式折流沉降器底部的泥浆进入泥浆料仓，通过压滤机系统过滤后，滤饼用作配料添加剂使用，滤液进入氨气成盐固定反应器。[0020]如图4所示，多层振动式蒸汽循环干燥工艺，利用结构简单合理、干燥效果好的设备对肥料颗粒进行干燥。多层振动式蒸汽循环干燥设备的筒体15顶部一侧设有入料口 16，筒体15内部设有振动板组件，包括多组振动板I 17和多组振动板II 18，间隔设于筒体15内部，振动板17、18上还设有凸起块19，防止有机肥料过快的振动到底部，有助于干燥效率和效果。筒，15底部一侧设有蒸汽循环入口 20，顶部设有蒸汽循环出口 21，蒸汽自下而上对振动板17、18上的肥料颗粒进行逐层烘干，避免有机肥颗粒加温、干燥不均匀。筒体15内部还设有湿度感应器22对体系进行监控，保证肥料颗粒干燥均匀彻底。本项目开发的此干燥工艺热能利用率高，有效彻底的干燥有机肥颗粒，保证有机肥质量，且干燥设备结构简单，生产投入成本降低10%。
[0021]如图1所示，产品的生产工艺流程为:生产原料经雷蒙磨粉碎后，进入混合搅拌机形成料桨，按比例均匀加入分子网型缓释剂到配料和混合工序中，使其与肥料粉体或熔体进行充分搅拌混合、扩散共混；随后后通过防堵一次成型高效造粒机的过滤机，将料桨内的杂物过滤清除，然后进入剪切机，将料桨内未熔融的大颗粒和未混合好的料桨进行高速剪切，使料桨瞬间均匀稀释，同时具有乳化作用，使料桨达到生产要求。料桨从进料口进入压实造粒机，撒于压实带的压实槽内，随着压实带的运动，压实轮上的凸起与压实槽契合，将原料压实；压实后的肥料在压实带朝下运动时掉落至滑粒台上，从滑粒台至滑粒板的滚落过程中滚为圆粒状或椭圆状，倾泻在颗粒出口后排放出机体。造粒废气被排入尾气清洁回收系统进行处理， 肥料颗粒则通过皮带传粒输送至多层振动式蒸汽循环干燥器，自上而下干燥彻底。再通过包膜机将可降解纳米材料包裹于肥料颗粒表面，进入转鼓冷却机干燥冷却，在抽检合格后方可通过气压泵定量包装入库。
【权利要求】
1.分子网纳米包膜缓释有机肥，由分子网型缓释肥颗粒和纳米包膜剂组成，所述分子网型缓释肥料是通过将粉状速溶性氮肥、磷肥、钾肥与分子网型缓释剂混合制备而成的，而分子网型缓释剂是天然微一纳米矿物材料凹凸棒晶和天然高分子材料壳聚糖进行物理和化学改性复配后形成的；所述纳米包膜剂是采用高岭土、蒙脱土-聚酯混聚物制备而成的；所述分子网型缓释肥颗粒包裹在纳米包膜剂中。
2.如权利要求1所述的分子网纳米包膜缓释有机肥的制备方法，包括以下几个过程: (O制备分子网型缓释剂:将天然微一纳米级矿物材料凹凸棒晶和天然高分子材料壳聚糖进行物理和化学改性复配后形成的一种纳米胶结缓释材料，即分子网型缓释剂； (2)制备分子网型缓释肥料:按比例均匀加入分子网型缓释剂到配料和混合工序中，使其与肥料粉体或熔体进行充分搅拌混合、扩散共混，然后经防堵塞一次成型高效造粒机压实造粒，最终形成一种具有速缓效、控失功能的分子网型缓释有机肥颗粒； (3)通过尾气清洁系统实现肥料造粒尾气的清洁回收； (4)制备纳米包膜剂:首先将磨细至小于0.043 mm (约300目)的高岭土或蒙脱土与水制成质量比为1:1.5的悬浮液，用稀KOH溶液调节悬浮液至碱性，置于高速乳化分散器中，以3000~5000 r / min搅拌I h，放置24 h得到高岭土、蒙脱土悬浮液；然后在搅拌条件下加入稀盐酸或稀硫酸，调节PH至7左右，然后将悬浮液再置于高速乳化分散器中搅拌5~10 min，得到纳米悬浮液；将质量分数为20%的十二烷基苯磺酸钠加入通用型不饱和聚酯树脂306中，加入量为树脂质量的25% — 30%,搅拌后置于高速乳化分散器中，加入等体积水，以30000 r / min搅拌10 min,得到纳米不饱和树脂液；将上述纳米高岭土、蒙脱土纳米悬浮液与纳米不饱和树脂液混合，体积比为(5~10):1，两种溶液置于高速乳化分散器中，以30000 r / min搅拌20 min左右制成非均相纳米高岭土、蒙脱土一聚酯混聚水溶液，即为纳米包膜剂； (5 )纳米包膜剂包裹于分子网型缓释肥颗粒表面:将纳米包膜剂稀释至高岭土、蒙脱土质量分数为.01%~1%的水溶液，将稀释后的溶液通过高压喷嘴喷洒在圆盘或转鼓造粒机中造粒，每1000 kg颗粒肥用稀释后的水溶液50~70 kg，最后用滑石粉扑粉，采用多层振动式蒸汽循环干燥设备干燥即可。
3.如权利要求2所述的分子网纳米包膜缓释有机肥的制备方法，其特征在于:所述防堵塞一次成型高效造粒机包括依次相连的原料混合搅拌机、过滤机、剪切机和压实造粒机。
4.如权利要求2所述的分子网纳米包膜缓释有机肥的制备方法，其特征在于:所述尾气清洁系统包括循环吸收塔釜、吸收塔、填料、循环泵A、封闭式折流沉降器、折流挡板、逆流挡板、喷射泵、循环水泵B、氨气成盐固定反应器、回收水储槽、泥浆料仓及压滤机系统。
5.如权利要求2所述的分子网纳米包膜缓释有机肥的制备方法，其特征在于:所述多层振动式蒸汽循环干燥设备，包括筒体，所述筒体顶部一侧设有入料口，筒体内部间隔设有多组振动板I和多组振动板II，振动板上还设有凸起块，筒体底部一侧设有蒸汽循环入口，顶部设有蒸汽循环出口，筒体内部还设有湿度感应器。
【文档编号】C05G3/08GK103951508SQ201410170611
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月26日 优先权日:2014年4月26日
【发明者】仇春文 申请人:上高县泽达生态科技有机农业开发有限公司