封闭式流化床包衣机及其水基聚合物包膜肥料的制备方法技术

封闭式流化床包衣机及其水基聚合物包膜肥料的制备方法：包衣机主塔设有自动进出料系统和智能控制系统；包衣液的喷枪中设有循环水冷凝系统，特征是流化床包衣机设置在全封闭包衣机主塔内，并设有空气循环系统与除湿装置；除湿装置为装有大颗粒干燥剂的干燥塔，通过空气循环系统的引风机及加热器与包衣机主塔连接；实现全封闭空气循环。优化方案中还设有旋风除杂系统设置在包衣机主塔与干燥塔之间：包衣机主塔送出的循环空气经旋风除杂系统接回干燥塔。本发明专利技术节能环保，大幅减少了劳动力消耗，提高了包衣工艺的重现性，满足了大规模包衣工业的技术要求，并且拓宽了包衣材料的适用范围，更适合用于目前发展方向的一类水基聚合物包膜肥料的制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于缓控释肥料的制备领域，具体涉及将普通开放式流化床包衣机优化成一种基于水基聚合物包膜肥料制备的封闭式流化床包衣机，以及利用这种大型数控流化床包衣机制作水基聚合物包膜肥料的方法。
技术介绍
包膜肥料能有效提高养分利用率、节省劳动力、降低环境胁迫，在园艺植物及经济作物中具有广泛的应用。我国包膜肥料生产及技术较为滞后，高效、低成本设备的研究几乎处于空白，减缓了包膜肥在市场的推广进程。国内目前主要采用滚筒式包衣机和流化床包衣机两类，滚筒式包衣机内部物料相互挤压，容易粘连，分离时容易拉破膜层 。包衣腔内物料处于无序的运动状态，包衣不均匀， 同时浪费包衣材料。而且系统中物料处于非密封状态，热效率降低，易出现有机溶媒外泄， 回收不便。流化床包衣机包衣是一种较为先进的包衣设备，因其包衣液雾粒与物料运行同向，运动快速、均匀，喷出口无粘连，雾粒达到粒子表面距离短，利于雾粒在粒子表面铺展、 节约包膜材料，颗粒表面任一角度接触雾粒机会均等，确保衣膜连续、致密、厚薄一致。虽然流化床包衣技术问世多年，包衣原理已相对成熟，但要使其用于大规模包衣生产，特别是针对今后控释肥料发展方向的一类水基聚合物包膜肥料(201010157448.6)， 现有的流化床包衣机更是出现了很多实际问题。第一，用此类设备包衣时外界空气经蒸汽换热器升温，以热风的形式进入包衣机主塔，并由下至上穿过流化床底部，带走包衣乳液的水分，最后随排风由引风机排出。这种开放系统会浪费热能，特别是用于大规模包衣时进风量很大，有时会没办法达到需要的进风温度。且水基聚合物包膜材料相对于溶剂基聚合物包膜材料(01133415.0)需要更高的温度使水分蒸发，所以大大提高了能耗。第二，此类设备的进风空气湿度没法控制，当外界空气湿度大时，水基包衣材料中的水分没法蒸发致使包膜失败。特别是对一些湿度敏感的中药或尿素包膜时，进风空气湿度过大容易导致肥芯吸潮溶化，因此看天生产的生产方式已经屡见不鲜。第三，很多包膜材料如丙烯酸类乳液容易高温下在喷枪中固化，造成喷枪堵塞包衣失败。但进风温度太低则干燥不完全包衣颗粒间产生粘连。第四，由于包衣涉及到许多参数，直接关系到包衣质量与产量。靠人为操作与控制难以达到当前包衣工艺重现性的技术要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。本专利技术是将普通开放式流化床包衣机优化成一种基于水基聚合物包膜肥料制备的封闭式带有干燥塔和循环冷凝水装置的大型数控流化床包衣机，以及利用这种流化床包衣机制作水基聚合物包膜肥料的方法。完成上述专利技术任务的技术方案是，一种封闭式流化床包衣机，包衣机主塔设有自动进出料系统和智能控制系统；包衣液的喷枪中设有循环水冷凝系统，其特征在于，本流化床包衣机设置在一个全封闭的包衣机主塔内，并设有空气循环系统与除湿装置；所述的除湿装置为装有大颗粒干燥剂的干燥塔(也称为流化干燥塔)，该干燥塔通过空气循环系统的引风机及加热器与包衣机主塔连接；实现全封闭空气循环。本专利技术的优化方案中还设有旋风除杂系统，该旋风除杂系统设置在包衣机主塔与干燥塔之间:循环空气由干燥塔通过空气循环系统的引风机及加热器接包衣机主塔；包衣机主塔送出的循环空气经旋风除杂系统接回干燥塔。封闭式的空气循环系统将引风机带出来湿热空气经沉降杂质处理、干燥塔除湿处理后再次进入包衣机主塔，实现了热空气的循环利用。换言之，本专利技术是通过以下措施来实现:将普通开放式流化床包衣机优化成一种基于水基聚合物包膜肥料制备的封闭式大型数控流化床包衣机的具体过程包括封闭空气循环系统、强大的除湿装置、喷枪中循环冷凝水、自动进出料系统、旋风除杂和智能控制六个方面的设计和优化。封闭空气循环系统利用传统的开放式流化床包衣机包衣时，外界冷空气在引风机的作用下经过滤和加热后，以热风的形式进入包衣机主塔，带走包衣乳液的溶剂后由引风机带出体系。这种开放式的系统在大型包衣工业中有源源不断的冷空气需要加热，不但浪费了大量的热能，甚至在寒冷的冬天很难达到预设的进风温度而使包衣液干燥不及时产生粘连，且水基聚合物包膜肥料需要更高的进风温度蒸发水分，因此设计了封闭式的空气循环系统将引风机带出来湿热空气经沉降杂质处理、干燥塔除湿处理后再次进入包衣机主塔，实现了热空气的循环利用，降低了能耗。除湿装置采用封闭式空气循环系统必须有强大的除湿装置蒸发包衣乳液的溶剂。所涉及的除湿装置为装有大颗粒干燥剂的干燥塔，该除湿装置具有重复的除湿功能，当干燥剂达到水分饱和而不具有除湿功能时，打开流化床包衣机的进样口，将封闭系统变为开放式系统，不加物料直接加热使干燥剂重新具有干燥功能。恢复除湿功能后，关闭进样口，将开放式系统变为封闭式系统。经除湿后的热空气在引风机的作用下再次进入包衣腔流化肥料颗粒，蒸发包衣乳液中的溶剂。干燥塔为流化床式设计，既能实现干燥剂的进料自动化，也延长了干燥剂和湿热空气的接触时间，提高了干燥能力，最为重要的是几乎没有影响风量。其中干燥剂为粒径为2~30_硅胶或分子筛干燥剂。干燥剂粒径越大对风量的影响越小。所述的干燥塔采用流化床形式:进入的空气由下至少穿过流化床底部的空气分布板，使放入其中的干燥剂形成喷泉式流化态，并在上部形成抛物运动之后落入床内再次进行除湿。循环冷凝水的设置包衣乳液经带有蠕动泵的进样系统进入流化床底部的喷枪中，经压缩空气雾化后喷涂在肥料颗粒表面。为了让水基包衣乳液中的水分快速蒸发，引风机带入的热风使包衣腔温度升高，很多玻璃化温度较低的包衣材料在高温的环境中容易固化粘连，造成喷枪堵塞。在喷枪管道内设置循环冷凝水装置可有效预防乳液在高温喷枪中的固化，拓宽了包衣材料的适用范围。自动进料系统该包衣机实现了包衣物料和干燥剂的进料自动化。当包衣机需要进肥料时，关闭包衣腔后面的进风口，打开进料口和风机，使流化床包衣腔内形成负压，将肥料吸入包衣腔内。 当需要进干燥剂时，关闭干燥塔的出风口，打开干燥剂的进料口和风机，使干燥塔内形成负压，将干燥剂吸入腔体内。利用负压设计的自动进物料系统大大节省了劳动力，提高了包衣效率，真正实现了全自动化的包衣工艺。旋风除杂系统在包衣过程中，包衣乳液在空中固化可能产生碎屑，且肥料颗粒和干燥剂在流化碰撞过程中也会破碎产生碎屑，利用旋风除杂系统沉淀系统中的碎屑提高包膜的均一性。旋风为一个大型的倒锥形设计，旋风除杂系统下面风量很大，而到上面风量急剧下降而使杂质沉淀下来，达到收集杂质的目的。定期清除杂质可有效减少包衣负荷提高包衣的均一度。智能控制系统其控制区域为通过DLC编程的电脑控制系统，可以在界面上设置各种包衣参数动态连续地控制包衣过程。在流化床底部的喷枪上设有雾化压力调节器，该雾化压力调节器的驱动装置与智能控制系统连接；所述包衣机主塔的自动进出料系统的开关装置接智能控制系统，由智能控制系统设置包衣时间的控制，及进样速度的控制；在引风机上设有进风量的调节装置，该调节装置由智能控制系统控制；通过设置气源压力控制进风量的大小，进而调节肥料的流化状态；在包衣机主塔的进风口与出风口处，都设有温度传感器，该温度传感器的输出接智能控制系统；通过设置进风温度和出风温度控制包衣乳液溶剂的蒸发速度；在流化床包衣腔内安装有摄像头，摄像头的信号传输给智能控制系统的电脑；可以通过电脑上的画面实时监控包衣进行的状况；在旋风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封闭式流化床包衣机，包衣机主塔设有自动进出料系统和智能控制系统；包衣液的喷枪中设有循环水冷凝系统，其特征在于，本流化床包衣机设置在一个全封闭的包衣机主塔内，并设有空气循环系统与除湿装置；所述的除湿装置为装有大颗粒干燥剂的干燥塔，该干燥塔通过空气循环系统的引风机及加热器与包衣机主塔连接；实现全封闭空气循环。

【技术特征摘要】
1.一种封闭式流化床包衣机，包衣机主塔设有自动进出料系统和智能控制系统；包衣液的喷枪中设有循环水冷凝系统，其特征在于，本流化床包衣机设置在一个全封闭的包衣机主塔内，并设有空气循环系统与除湿装置；所述的除湿装置为装有大颗粒干燥剂的干燥塔，该干燥塔通过空气循环系统的引风机及加热器与包衣机主塔连接；实现全封闭空气循环。2.根据权利要求1所述的封闭式流化床包衣机，其特征在于，还设有旋风除杂系统，该旋风除杂系统设置在包衣机主塔与干燥塔之间:循环空气由干燥塔通过空气循环系统的引风机及加热器接包衣机主塔；包衣机主塔送出的循环空气经旋风除杂系统接回干燥塔。3.根据权利要求1所述的封闭式流化床包衣机，其特征在于，所述的除湿装置中的干燥塔为流化床式设计:进入的空气由下至少穿过流化床底部的空气分布板，使放入其中的干燥剂形成喷泉式流化态，并在上部形成抛物运动之后落入床内再次进行除湿。4.根据权利要求1所述的封闭式流化床包衣机，其特征在于，所述的除湿装置中干燥剂为粒径为2~30_硅胶或分子筛干燥剂。5.根据权利要求1所述的封闭式流化床包衣机，其特征在于，所述的旋风除杂系统为一个大型的倒锥形旋风塔。6.根据权利要求1所述的封闭式流化床包衣机，其特征在于，所述的智能控制系统的组成如下:在流化床底部的喷枪上设有雾化压力调节器，该雾化压力调节器的驱动装置与智能控制系统连接；所述包衣机主塔的自动进出料系统的开关装置接智能控制系统，由智能控制系统设置包衣时间的控制，及进样速度的控制；在引风机上设有进风量的调节装置，该调节装置由智能控制系统控制；通过设置气源压力控制进风量的大小，进而调节肥料的流化状态； 在包衣机主塔的进风口与出风口处，都设有温度传感器，该温度传感器的输出接智能控制系统；通过设置进风温度和出风温度控制包衣乳液溶剂的蒸发速度；在流化床包衣腔内安装有摄像头，摄像头的信号传输给智能控制系统的电脑；通过电脑上的画面实时监控包衣进行的状况；在旋风除杂系统的内壁上安装有摄像头，该摄像头的信号传输给智能控制系统的电脑；通过电脑上的画面实时了解旋风底部杂质的多少；在干燥塔中安装有湿度仪，该湿度仪的输出连接智能控制系统；通过在干燥塔安装的湿度仪实时了解干燥剂的干燥能力...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜昌文，王娇，周健民，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：