含微量养分的肥料的生产方法技术

根据磷肥生产方法，磷肥的第一部分在十字接头反应器中生产，磷肥的第二部分在预中和器中生产。将磷肥的第一和第二部分都提供给制粒机。将氨加入制粒机与磷肥的第一和第二部分反应。对于磷肥的第一部分，将微量养分加入磷酸生成浓缩酸；将浓缩酸和氨加入十字接头反应器，在其中浓缩酸和氨可反应生成磷酸铵。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
除了主要营养元素如碳、氢、氧、氮、磷和钾之外，植物需要次要营养元素和微量养分。次要营养元素的需要量比主要营养元素少，包括钙、硫和镁。微量养分的需要量极少，比次要营养元素的量更少，包括锌、锰、铁、铜、钼、硼、氯、钴和钠。主要营养元氮磷和钾可通过肥料供给。根据植物的需要，也可通过肥料供给微量养分。然而，由于极少的量，很难以某一方式将稍量养分掺入肥料而使少量的微量养分均匀充分地输送到各植物。专利技术概述为了解决这些和/或其它问题，本专利技术人提出了磷肥的生产方法，其中磷肥的第一部分在十字接头反应器中生产，磷肥的第二部分在预中和器中生产。磷肥的第一部分和第二部分都提供给制粒机。将氨加入制粒机与磷肥的第一部分和第二部分反应。第二部分可为磷肥重量的22％-38％，其余在十字接头反应器和制粒机中生产。磷肥可为磷酸二氢铵或磷酸氢二铵。氨与磷酸的目标比率可用于获得预期产物。在此情况下，氨和磷酸可以在氨不足和氨与磷酸比率小于目标比率的情况下提供给预中和器。加入制粒机的氨补偿氨的不足。不足的结果是，磷肥的第二部分的溶解度可能大于使用目标比率生产磷肥的溶解度。对于十字接头反应器，氨和磷酸可基本上以目标比率提供。本专利技术人还提出了磷肥的生产方法，其中将微量养分加入磷酸以生产浓缩酸，浓缩酸和氨加入十字接头反应器可反应生产磷酸铵。可以使用一种微量养分或多种微量养分。可能的微量养分的例子为锌、锰、铁、铜、钼、硼、氯、钴和钠。在此情况下，磷肥的第一部分可在十字接头反应器中生产。为了生成磷肥的第二部分，氨和磷酸可在预中和器中混合。磷酸和氨在中和器中混合之前可将微量养分加入到磷酸中。磷肥的第一和第二部分加入制粒机。附图简要说明结合附图对优选实施方案的以下说明使本专利技术的这些和其他目的和优点变得更加明显，并且更加容易理解附图说明图1A为加有微量养分的肥料生产系统示意图。图1B为溶解度曲线，表示在不同温度条件下氮和磷摩尔比变化时磷酸铵的水溶性。图2为图1所示的十字接头反应器示意图。图3为图1所示的制粒机剖视图。优选实施方案的详细说明现详细说明本专利技术的优选具体实施方案，其具体实施方案以附图举例说明，其中相同的序号始终指代相同的元件。图1A为具有向其中加入微量养分的肥料生产系统示意图。在图1A中，磷酸铵肥料通过磷酸(H3PO4)和氨(NH3)放热反应生产。磷酸二氢铵(“MAP”)或磷酸氢二铵(“DAP”)可根据由两反应物比例决定的以下反应生产。(MAP)(DAP)图1A所示方法包括向前滴定反应和十字接头反应器反应的结合。预中和器1以来自第一酸槽3的磷酸和来自氨源5的氨供料。十字接头反应器反应在十字接头反应器(PCR)7中进行，其以来自第二酸槽9的磷酸和来自氨源5的氨供料。微量养分可通过事先将微量养分溶解于第一酸槽3和/或第二酸槽9提供给肥料。尽管不同比率可以使用，但33％-99重量％，较优选50％-80重量％以及更优选62％-72重量％的磷酸铵在PCR7中生产，其余在预中和器中生产。预中和器1是生产磷酸铵料浆的搅拌反应器。MAP或DAP或两者混合物可根据氨和磷酸的比率在预中和器中生产。预中和器中生产的磷酸铵提供给制粒机9。在预中和器中的接触时间可为5-55分，优选为15-45分，更优选的为25-35分。PCR7是管状反应器，在其中磷酸铵通过氨和磷酸反应生成。如在预中和器1中一样，MAP或DAP或两者混合物可在PCR7中生产。在一具体实施方案中，在PCR7出口排出的热量为600,000BTU/hr/in2，这是由于氨和磷酸之间的反应是放热的。在PCR7中的高温有利于促进反应以高速率进行。因为磷酸铵由于PCR7中的高温被熔化，磷酸铵排出PCR7如同喷雾进入制粒机9。排出后，立刻冷却成颗粒。这些颗粒的形状可为不规则的，具有隆起块。当来自PCR7的磷酸铵进一步与制粒机9中的氨反应时，这些隆起块可以消除。所以制粒机9作用是将肥料转化成产品可以容易地应用于适当的种植。如以下更加详细论述的，制粒机9形如滚动床。当制粒机旋转时，制粒机内的磷酸铵床从底板延伸部分地到达旋转壁。除了预中和器1和PCR7的输出，制粒机还由来自喷雾器11的氨供料。喷雾器11喷射的氨完成磷酸铵反应。所以该反应是向前滴定反应。制粒机9还由来自再循环流13的再循环肥料供料。在制粒机9中生成的磷酸铵基本上没有隆起块，而生成具有极高球形度的颗粒。磷酸铵颗粒的球形度越高，颗粒越容易流动以提高在储存、装卸、运输和应用中的效率。当磷酸铵颗粒重复地经由再循环液流13再循环回到制粒机9时，球形度将提高。制粒机出口高度相对于入口的要低，以至产物排出到干燥罐15中干燥。在干燥罐15中，当其干燥时，温度在400-700°F优选500-600°F的热气流经过肥料。热气流可由煤气灶生成，可由干燥器在与肥料流向相同的方向经传送。干燥器也可为滚动床干燥器。来自干燥罐15的干燥产物进入筛子17。筛子17包括复杂的振动筛，其分离相对于预先确定的目标粒度太小或太大的颗粒。过大颗粒进入研靡机19。为此，辊式粉碎机，链式粉碎机，或其他压碎装置可用于研磨过大颗粒以缩小颗粒的尺寸。磨碎颗粒与筛下颗粒混合再循环回到制粒机9。流13称为“再循环筛屑”。筛子17也分离含有符合预先确定的目标粒度的颗粒的产物流。产物流在收集器21中冷却。在传送到收集器进行冷却之前，部分合适大小颗粒可与筛下颗粒磨碎的过大颗粒一起再循环回到制粒机9。合适大小颗粒的潜在再循环在图1A中标示为流23。在冷却过程中，与干燥罐15或制粒机9散发的挥发物一样，任何挥发物在排入空气之前可提供给涤气器进行处理。图1B为表示在不同温度条件下氮和磷摩尔比变化时磷酸铵水溶性的溶解度曲线(Frank Achom和David Saliday，“使用TVA循环氨制粒机的最新进展”，AlChE会议，华盛顿特区，1983年11月)。可以看到，溶解度曲线有两处急降，分别为1.0和2.0的N/P比。在这些急降中，极少磷酸铵留在溶液中。1.0的急降表示MAP，2.0的急降表示DAP。供给图1A中各部分的氨和磷酸的量受溶解度曲线控制。图1B表示随着温度升高溶解度增大。PCR7在极高的温度下运行。在这些温度条件下，磷酸铵为熔化的液体。氨和磷酸可在约1.0-2.0范围内以预期的氨和磷酸比率(N/P)提供给PCR7。另一方面，由预中和器1到制粒机9的磷酸铵处于降低的温度条件下。预中和器1的N/P摩尔比在低溶解度急降点之外，这有利于磷酸铵在引入制粒机9之前保持为料浆。为了制备MAP，提供给预中和器的反应物N/P比率可为0.3-0.9，优选为0.5-0.7，更优选为0.55-0.65。为了制备DAP，提供给预中和器的反应物N/P比率可为1.1-1.7，优选为1.3-1.5，更优选为1.35-1.45。当制备MAP或DAP时，预中和器依赖氨的量运行。生产磷酸铵的反应在制粒机9中完成。经由喷雾11提供给制粒机9的氨补偿预中和器1中氨的不足。部分由氨喷雾11释放的氨可保持未反应。为了确保适当量的氨通过氨喷雾11提供给制粒机9，磷酸铵产物可经分析确定产物的N/P比率。N/P比率受产物的PH值影响。因此，简单的PH检测可用于确定N/P比率。如果微量养分加入，第一和第二酸槽3，9必须充分搅动以溶解酸中的微量养本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷肥生产方法，包括：将固体微量养分加入置于加热搅拌的反应器中的磷酸中，以便溶解微量养分并生成浓缩酸；将浓缩酸和液氨加入十字接头反应器；浓缩酸和氨反应生成磷肥的第一部分；气态氨和磷酸在预中和器中混合生成磷肥 的第二部分，在预中和器中混合的氨和磷酸的比率小于十字接头反应器使用的氨和磷酸的比率，如此在预中和器中生成的磷肥在给定温度条件下的水溶性小于磷肥的第一部分；将磷肥的第一和第二部分提供给制粒机；和将氨加入制粒机完成磷肥的生产。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：LA皮科克，
申请(专利权)人：美盛公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]