способ получения комплексного удобрения

Формула изобретения

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°.

Описание изобретения к патенту

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 N_общ=31+/-1%; содержание оксида фосфора P₂O₅=16+/-1%; содержание оксида калия K ₂O=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.