Способ получения комплексного удобрения
Изобретение относится к производству комплексных удобрений, в частности сложных NPK удобрений, и может быть использовано при получении гранулированных удобрений с улучшенными свойствами. Способ получения комплексного удобрения включает смешение компонентов шихты и ее окатывание в грануляторе при нагреве. На шихту в момент ее подачи в гранулятор воздействуют струйным потоком теплоносителя, разогретого до температуры от 110 до 180°C. В момент подачи шихты устанавливают скорость вращения гранулятора от 0,167 до 0,5 об/с. Наклон гранулятора к горизонту устанавливают от 2 до 25°. Технический результат заключается в создании комплексных удобрений с заданным гранулометрическим и химическим составом. 2 табл.
Изобретение относится к производству комплексных удобрений и предназначено для гранулированных удобрений, в частности сложных NPK удобрений.
При существовании большого многообразия способов получения гранул комплексного удобрения возникла потребность в создания способа, позволяющего создавать удобрения под конкретный вид сельскохозяйственных культур и различных видов почв, обладающих низким уровнем слеживаемости, заданным гранулометрическим и химическим составом.
Известен способ для приготовления NPK-удобрений (RU 2007125564, кл. C05G 1/00, 20.01.2009), включающий смешение твердых частиц хлористого калия с азотнофосфорным расплавом с раздельным подводом их в смесительную камеру.
Недостатком данного метода является то, что в смесительной камере не происходит гранулирование смеси, что позволило бы уменьшить коэффициент слеживаемости гранул удобрения.
Известен способ получения гранулированного минерального удобрения (RU 2007125564, кл. C05G 1/00, 20.01.2009), заключающийся в окатывании шихты в гранулы за счет ее перемещения во вращающемся грануляторе.
Недостатком данного способа является то, что процесс гранулирования многокомпонентной смеси не контролируется и гранулы получаются неодинакового размера и состава, т.к. исходное сырье включает как сухие компоненты, так и расплав и воду.
Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности является способ получения гранулированного комплексного удобрения (RU 2226427, кл. B01J 2/30, C05C 9/00, 10.04.2004 г), включающий смешивание гранулированного карбамида с измельченным гуматом, сушку и окатывание шихты во вращающемся барабане с обогревом и выдержкой в бункере для сухих гранул. Порцию карбамида помещают в смеситель грушевидной формы, вращающийся со скоростью 32 об/мин (0,53 об/с) и наклоненный под углом к горизонту от 5 до 22°, заливают в смеситель воду и вращают его в течение 20-30 с, а затем добавляют порцию гумата с повторным вращением 90-130 с. Далее смеситель поворачивают вокруг оси на 220-230° и полученную массу высыпают в приемную вращающуюся воронку и далее во вращающиеся сушилку и секторный питатель.
Однако удобрение, полученное по известному способу, не имеет однородного гранулированного и химического состава. По известному способу затруднительно получать гранулы заданного фракционного размера, что скажется на качестве готовой продукции. Окончание процесса определяют визуально по изменению цвета гранул от белого до черно-коричневого цвета, что является недостаточно для получения качественного продукта, это приводит к их слеживаемости при хранении и транспортировке.
Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего создавать комплексные удобрения с заданным гранулометрическим и химическим составом.
Техническим результатом является повышение качественных характеристик получаемых гранул комплексного удобрения.
Поставленная задача и указанный технический результат достигается тем, что в способе получения комплексного удобрения путем смешения компонентов шихты и ее окатывания в грануляторе при нагреве, согласно изобретению на шихту воздействуют струйным потоком теплоносителя при температуре от 110 до 180°С в момент ее подачи в гранулятор, причем в момент подачи шихты устанавливают скорость вращения гранулятора от 0,167 до 0,5 об/с и его наклон к горизонту от 2 до 25°.
Воздействие на шихту струйным потоком теплоносителя непосредственно в момент ее подачи в гранулятор обеспечивает подготовку сухих порошкообразных компонентов смеси для окатывания с получением гранул заданного размера от 2 до 4 мм и требуемого химического состава. Выбор режимов процесса окатывания шихты в гранулы подобраны экспериментально, при этом, если температура струйного потока теплоносителя будет меньше 110°C, то не произойдет качественного окатывания в гранулы, они будут разваливаться на порошкообразные элементы, а при повышении температуры выше 180°C, будет происходить преждевременное спекание исходных материалов и гранулы не получатся необходимого размера. Выбор диапазона скорости вращения гранулятора от 0,167 до 0,5 об/с и угла его наклона от 2 до 25° подобран также экспериментально и позволяет получать гранулы необходимого размера от 2 до 4 мм и в то же время варьировать состав удобрения. Разное процентное содержание исходных материалов в шихте требует различной скорости вращения и угла наклона гранулятора, но в пределах заявляемых режимов.
Способ получения комплексного удобрения иллюстрируется следующим образом.
Для получения удобрения марки N:P:K=30:7:5 исходным сырьем служили соответственно: аммофос, хлорид калия и карбамид. В качестве результата необходимо было получить гранулированное удобрение, представляющее из себя гранулу стандартного размера от 2 мм до 4 мм, содержащую в себе все вышеуказанные элементы в заданной пропорции. Причем предлагаемый способ должен был обеспечивать высокий выход продукта заданного состава (не менее 60% от объема загружаемого сырья) при стандартном размере гранул.
В ходе экспериментов были проведены опыты при различных начальных условиях. Список опытов приведен в таблице 1. Расход сырья во всех опытах был постоянным и составлял 3,6 кг/ч и рассчитывался исходя из степени заполнения барабана установки, равной 10% суммарного внутреннего объема.
| Таблица 1 | ||||
| № эксперимента | Число оборотов гранулятора, об/с | Угол наклона гранулятора к горизонту, ° | Температура струйного потока теплоносителя, °C | Содержание фракции 2-4 мм к общему объему загруженного сырья, % |
| 1 | 0,167 | 2 | 110 | 9.7 |
| 2 | 0,167 | 5 | 170 | 21.2 |
| 3 | 0,167 | 5 | 190 | 9.6 |
| 4 | 0,167 | 10 | 150 | 12.2 |
| 5 | 0,167 | 15 | 180 | 25.3 |
| 6 | 0,167 | 15 | 190 | 14.7 |
| 7 | 0,27 | 2 | 110 | 11.2 |
| 8 | 0,27 | 5 | 170 | 29.7 |
| 9 | 0,27 | 10 | 190 | 14.6 |
| 10 | 0,5 | 25 | 110 | 10.1 |
| 11 | 0,5 | 15 | 170 | 19.2 |
| 12 | 0,5 | 25 | 190 | 14.1 |
После проведения всех экспериментов готовое удобрение проверялось по следующим параметрам:
Химический состав. Необходимо было убедиться в том, что полученная стандартная (2-4 мм) гранула в каждом случае является удобрением и содержит все заявленные полезные вещества. Для всех 12 образцов содержание азота в грануле составляло Nобщ=31+/-1%; содержание оксида фосфора P2O5=16+/-1%; содержание оксида калия K2O=7+/-1%. Это значит, что полученная гранула является удобрением заданного состава. Гигроскопичность полученных гранул по методу Пестова находилась в пределах 42%, что означает необходимость хранения удобрений в герметичной таре.
Прочность гранул составила 2,6-3 МПа.
Слеживаемость гранул проверялась при различной влажности, результаты даны в таблице 2.
| Таблица 2 | |
| Влажность, % | Слеживаемость, кПа |
| 0.78 | 0 |
| 1.3 | 0.7 |
| 2.48 | 50 |
По результатам видно, что удобрение не слеживается до влажности, равной примерно 1.5%.
Гранулометрический состав готового продукта - один из наиболее важных параметров, проверяемых в ходе экспериментов. Этот параметр важен, так как получаемые гранулы должны иметь возможность равномерного внесения в почву с помощью сельскохозяйственной техники и должны быть герметично запакованы в тару с помощью специализированных автоматов. Размер гранул строго определен этими обстоятельствами в диапазоне от 2 до 4 мм. Результаты экспериментов представлены в таблице 1.
Выводы
На основании проведенных экспериментов можно заключить следующее. Используя описываемый способ, можно получить гранулированные комплексные удобрения марки N:P:K=30:7:5 с заданными характеристиками по слеживаемости, прочности, гигроскопичности, гранулометрическому и химическому составу.
Данный способ не ограничивается указанными примерами исполнения получения гранулированного удобрения указанного состава и может быть расширен в пределах и объеме формулы изобретения.
Изобретение в настоящее время находится на стадии опытно-промышленных испытаний и готово к промышленному внедрению.
Способ получения комплексного удобрения путем смешения компонентов шихты и ее окатывания в грануляторе при нагреве, отличающийся тем, что на шихту воздействуют струйным потоком теплоносителя при температуре от 110 до 180°C в момент ее подачи в гранулятор, причем в момент подачи шихты устанавливают скорость вращения гранулятора от 0,167 до 0,5 об/с и его наклон к горизонту от 2 до 25°.
