用熔体弹珠切割技术进行尿素造粒的方法及所得尿素颗粒技术

本发明专利技术公开了一种用熔体弹珠切割技术进行尿素造粒的方法，该方法以工业尿素粉末和疏尿素熔融液粉末为原料，首先通过熔融包覆或预混熔融的方式使疏尿素熔融液粉末包覆在尿素熔体表面形成尿素熔体弹珠，然后对尿素熔体弹珠在高于尿素熔点且低于尿素分解温度的超疏尿素熔融液切割台面上切割得到独立尿素熔体颗粒，独立尿素熔体颗粒冷却后凝结得到尿素颗粒。使用本发明专利技术所述造粒方法，便于根据需要制备不同粒径的尿素颗粒并能降低成本，减轻对环境的污染，且所制备的尿素颗粒具有优异的防潮解性能和缓释性能，单颗尿素的抗压强度可达到6.36N/mm，抗压能力强，不易破碎。不易破碎。

【技术实现步骤摘要】
用熔体弹珠切割技术进行尿素造粒的方法及所得尿素颗粒


[0001]本专利技术属于尿素颗粒制备
，特别涉及尿素造粒方法。

技术介绍

[0002]目前，工业尿素造粒方法主要有塔式喷淋造粒工艺、钢带造粒工艺和基于流化床的造粒工艺等。
[0003]尿素喷淋塔造粒工艺，主要用于生产小颗粒尿素产品，先以尿素粉料为原料制备尿素熔体，再需将尿素熔体传送到造粒塔顶部，经喷嘴喷出，产生尿素液滴。该过程需要对喷嘴设计加热保温系统，防止尿素结晶堵塞喷嘴；同时，需要设法防止喷出的尿素液滴相互碰撞合并或与周围设备接触粘结。
[0004]钢带造粒工艺，首先将尿素熔融液滴于或喷于水平板界面上形成分散的尿素液滴，待尿素凝结后，用刮板将颗粒刮落获得产品。该工艺生产方法简单，但存在以下问题：1)尿素颗粒易与平板发生黏结，需要定期清理板面；2)获得的颗粒球形度差，流动性差，不适于机械施肥；3)获得的尿素颗粒比表面积较大、且易吸湿潮解，施肥时溶解速度快，从而导致养分流失增大。
[0005]流化床造粒工艺，包括喷射-流化床造粒工艺和转鼓-流化床造粒工艺，主要用于生产大颗粒尿素产品。喷射-流化床造粒工艺使用喷射床和流化床组合设备，流化空气从床层底部进入将晶种流化，尿素熔融液由喷嘴喷入床层并在悬浮晶种表面一层一层逐渐积累增长成所需要的粒度。转鼓流化床造粒工艺使用含内部流化床的转鼓造粒设备，晶种进入造粒机周期性地逐渐长大、冷却和干燥，提料机构将晶种提升至转鼓上部，落在流化床表面进行冷却，当晶种从转鼓落下时，尿素熔融液喷在晶种表面，涂有尿液的粒子提升回流化床，随着水分的蒸发和粒子冷却，表面涂层进行固化。流化床法虽然制备出了大颗粒尿素，并成为了大颗粒尿素的主流制备方法，但却存在以下问题：1)包裹结晶的造粒特点造成流化床法制备的尿素颗粒粒径不均匀，需通过筛分工序分离出小颗粒尿素得到所需大颗粒产品，并将小颗粒尿素作为返料，而返料降低生产能力；2)因尿素熔融液需要雾化为细小液滴，产品需经筛分，都会带来大量的尿素粉尘，造成环境污染并影响操作者的健康；3)造粒时尿素熔融液滴经喷嘴喷入床层，存在喷嘴堵塞、腐蚀的问题，且设备的结构及工作模式导致成本较高；4)由于尿素熔融液中加入了甲醛添加剂以增加产品的硬度，因而大颗粒尿素在制备过程中会产生污染，在使用过程中会对土壤、水等环境造成污染。
[0006]为了克服流化床造粒工艺制备大颗粒尿素存在的问题，CN 201810596708.6公开了一种用超疏水面制备大颗粒尿素的方法，该方法是将尿素熔融液滴于或喷于超疏水面上形成分散的尿素液滴，并使尿素液滴在超疏水面上静置或发生滚动，所述尿素液滴在超疏水面上于常压下冷却凝结成大颗粒尿素。该方法虽然可获得粒径分布均匀、抗压能力强的大颗粒尿素，并降低了成本及对环境的污染，但由于是将尿素熔融液滴于或喷于超疏水面上形成分散的尿素液滴，因而给料器(装置)的滴嘴或喷嘴仍然存在堵塞、腐蚀的问题，且分散的液滴在超疏水面上容易发生滚动发生聚并问题。
[0007]综上所述，现有尿素造粒工艺均需要利用机械能或/和热能来获得需要的尿素液滴，形成尿素液滴需经喷嘴或滴孔等小口径结构实现，这样不仅需要较高的投资比和能耗，而且容易导致设备的喷嘴或滴孔堵塞和腐蚀，且分散的液滴容易发生聚并等。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的旨在针对现有技术的不足，提供一种用熔体弹珠切割技术进行尿素造粒的方法，以避免通过喷嘴或滴孔形成尿素液滴和避免分散液滴的聚并，并能根据需要制备不同粒径的尿素颗粒及降低成本，减轻对环境的污染。
[0009]本专利技术的再一目的是提供用熔体弹珠切割技术进行尿素造粒得到的尿素颗粒，该尿素颗粒不仅具有优良的防潮性能，而且粒球形度较好，抗压能力较强。
[0010]本专利技术所述用熔体弹珠切割技术进行尿素造粒的方法，基于疏尿素熔融液粉末与尿素的分子极性差异大，疏尿素熔融液粉末不会进入尿素熔体，且尿素熔体弹珠具有一定的弹性、机械强度及可切割性，具体步骤如下：
[0011](1)以工业尿素粉末和疏尿素熔融液粉末为原料，工业尿素粉末与疏尿素熔融液粉末按照质量比(30～300)：1计量，通过熔融包覆或预混熔融的方式使疏尿素熔融液粉末包覆在尿素熔体表面形成尿素熔体弹珠；
[0012]熔融包覆方式的操作为：
[0013]将工业尿素粉末在高于尿素熔点且低于尿素分解温度的超疏尿素熔融液切割台面上加热熔融得到尿素熔体，然后将尿素熔体在所述超疏尿素熔融液切割台面上布置的疏尿素熔融液粉末上滚动，使疏尿素熔融液粉末均匀包覆在尿素熔体表面形成一个尿素熔体弹珠；
[0014]预混熔融方式的操作为：
[0015]将工业尿素粉末与疏尿素熔融液粉末混合均匀形成的混合物放置在高于尿素熔点且低于尿素分解温度的超疏尿素熔融液切割台面上加热熔融，所述混合物中的工业尿素粉末被熔融聚集成尿素熔体后，疏尿素熔融液粉末即均匀包覆在尿素熔体表面形成一个尿素熔体弹珠；
[0016](2)用超疏尿素熔融液切割刀具在高于尿素熔点且低于尿素分解温度的超疏尿素熔融液切割台面上切割所述尿素熔体弹珠，形成所需粒径且包覆有疏尿素熔融液粉末的独立尿素熔体颗粒；
[0017](3)所述独立尿素熔体颗粒冷却后凝结得到尿素颗粒。
[0018]本领域公知，所述尿素熔点约为132.7℃，尿素分解温度约为160℃。
[0019]上述方法中，工业尿素粉末与疏尿素熔融液粉末的质量比优选(30～150)：1.
[0020]上述方法中，所述超疏尿素熔融液切割台面或超疏尿素熔融液切割刀具是将疏尿素熔融液粉末涂覆并粘结在切割台面基体或切割刀具基体上制作而成，具体制作步骤为：将切割台面基体或切割刀具基体经乙醇清洗后，在其待粘附表面经固化剂均匀粘附一层疏尿素熔融液粉末，再经挤压、干燥、冷却后脱除未粘结疏尿素熔融液粉末，即得到超疏尿素熔融液切割台面或超疏尿素熔融液切割刀具。所述切割台面基体为耐温耐腐蚀基体，由铁基合金、铝基合金、陶瓷或耐温塑料制作而成。切割刀具基体的材料为铁基合金、铝基合金或陶瓷。
[0021]上述方法中，超疏尿素熔融液切割刀具为具有超疏尿素熔融液性能的平面刀具、针状刀具或蜂窝孔板刀具，所述蜂窝孔板刀具的蜂窝孔为通孔。
[0022]上述方法中，所使用的疏尿素熔融液粉末熔点高于尿素的分解温度、且无毒。所述疏尿素熔融液粉末为疏尿素熔融液性聚四氟乙烯纳米粉末、疏尿素熔融液性全氟烷氧基乙烯基醚共聚物纳米粉末、疏尿素熔融液性氟化乙烯丙烯共聚物纳米粉末、疏尿素熔融液性聚丙烯纳米粉末、疏尿素熔融液性聚偏氟乙烯纳米粉末、疏尿素熔融液性二氧化硅纳米粉末或疏尿素熔融液性二氧化钛纳米粉末，粒径为200～600nm。该粒径范围内的疏尿素熔融液粉末为原料得到的尿素熔体弹珠具有优异的弹性性能，能有效防止造粒过程出现碰撞聚并等问题。
[0023]上述方法的步骤(3)中，所述独立尿素熔体颗粒的冷却方式为：将超疏尿素熔融液切割台面降温或/和将所得独立尿素熔体颗粒转移至低温台面上冷却。当对超疏尿素熔融液切割本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用熔体弹珠切割技术进行尿素造粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以工业尿素粉末和疏尿素熔融液粉末为原料，工业尿素粉末与疏尿素熔融液粉末按照质量比(30～300)：1计量，通过熔融包覆或预混熔融的方式使疏尿素熔融液粉末包覆在尿素熔体表面形成尿素熔体弹珠；熔融包覆方式的操作为：将工业尿素粉末在高于尿素熔点且低于尿素分解温度的超疏尿素熔融液切割台面上加热熔融得到尿素熔体，然后将尿素熔体在所述超疏尿素熔融液切割台面上布置的疏尿素熔融液粉末上滚动，使疏尿素熔融液粉末均匀包覆在尿素熔体表面形成一个尿素熔体弹珠；预混熔融方式的操作为：将工业尿素粉末与疏尿素熔融液粉末混合均匀形成的混合物放置在高于尿素熔点且低于尿素分解温度的超疏尿素熔融液切割台面上加热熔融，所述混合物中的工业尿素粉末被熔融聚集成尿素熔体后，疏尿素熔融液粉末即均匀包覆在尿素熔体表面形成一个尿素熔体弹珠；(2)用超疏尿素熔融液切割刀具在高于尿素熔点且低于尿素分解温度的超疏尿素熔融液切割台面上切割所述尿素熔体弹珠，形成所需粒径且包覆有疏尿素熔融液粉末的独立尿素熔体颗粒；(3)所述独立尿素熔体颗粒冷却后凝结得到尿素颗粒。2.根据权利要求1所述用熔体弹珠切割技术进行尿素造粒的方法，其特征在于，所述超疏尿素熔融液切割台面或超疏尿素熔融液切割刀具是将疏尿素熔融液粉末涂覆并粘结在切割台面基体或切割刀具基体上制作而成。3.根据权利要求1或2所述用熔体弹珠切割技术进行尿素造粒的方法，其特征在于，所述超疏尿素熔融液切割刀具为具有超疏尿素熔融液性能的平面刀具、针状刀具或蜂...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋炜，黄春妮，吴潘，何坚，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：