[发明专利]一种颗粒腐植酸尿素的连续生产方法及活化反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用风化煤或褐煤与尿素反应连续生产制备颗粒腐植酸尿素的方法，属于农用肥料生产技术领域。

背景技术

我国是肥料使用大国，尿素是最主要的氮肥之一，全年尿素产量约5500万吨，国内使用量约4300万吨。但尿素在农田中的利用率低，仅为30%-35%，部分氮素以氨气、氧化亚氮形式挥发或以硝酸盐的形式淋失到地下水，造成环境污染和资源浪费。

为提高尿素中氮素的利用效率，学者们进行了大量的研究，研发了多种提高尿素中氮肥利用效率的技术手段和方法。尿素与腐植酸在一定的条件下发生络合、氢键缔合、离子交换、物理-化学吸附等复杂反应，形成有机络合盐和羰基加成物，对脲酶活性和硝化细菌活性有抑制作用，抑制尿素的快速转化损失，提高尿素的利用效率。腐植酸中含有大量的碳，其中的黄腐酸、胡敏酸、富里酸等腐植酸组分对土壤的有机团粒结构形成有促进作用，同时有效提高土壤的有机质含量，促进地力提升。因此利用腐植酸与尿素反应生产出活化的腐植酸氮肥，提高尿素的氮利用效率同时改善耕地质量，具有十分重要的意义。

中国专利CN1376652A、CN1283600A公开了腐植酸包裹尿素的生产方法。该方法是将腐植酸包裹于尿素颗粒表面，腐植酸与尿素的接触面积小，二者基本上未发生反应，不能达到腐植酸活化和氮肥缓释的效果。中国专利CN102260112A、CN102584498A公开了利用熔融尿素与腐植酸反应生产腐植酸尿素的方法。该方法利用熔融尿素，其局限性在于该生产必需与尿素生产过程对接，在远离尿素生产厂的地区若采用该法则能耗过高，不适宜规模化生产。中国专利CN102153424A、CN1169975A、CN102260111A、CN102249814A公开了尿素与腐植酸络合的反应条件和生产肥料的过程，这几项专利采用的办法是二者充分反应后实行固液分离再添加或不添加其他原料制成肥料，因固液分离过程能耗过高，不适宜规模化生产应用。中国专利CN1887819A、CN1580005A公开了尿素与腐植酸制肥方法，这两项专利的方法是二者直接混合，再添加其他原料造粒，二者之间未进行反应，是简单的混合制肥过程，其中腐植酸的效果难于发挥，且不能有效提升尿素中氮的利用效率。中国专利CN102964174A公开了一种尿素与腐植酸的反应设备。该设备应用蒸汽加热，难于实现稳定控温，影响到腐植酸尿素的最佳反应效果，采用两个螺旋推进器，生产效率较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种颗粒腐植酸尿素的连续生产方法。

本发明还提供一种制备颗粒腐植酸尿素的活化反应器。

本发明的技术方案如下：

一种颗粒腐植酸尿素的连续生产方法，包括使用活化反应器，步骤如下：

（1）制备混合物料

将风化煤或褐煤粉碎，过120～200目筛，按质量比将过筛后的风化煤或褐煤与颗粒尿素、固体催化剂充分搅拌混合，然后再喷洒液体催化剂，立即搅拌混合均匀，得混合物料，所述风化煤或褐煤：颗粒尿素：固体催化剂：液体催化剂的质量比为：（15～60）：（45～80）：（1～8）：（2～8）；

（2）活化反应

开启活化反应器，所述的活化反应器为带螺旋搅拌的有传热介质夹套的卧式罐体，螺旋叶片是空心结构且与搅拌轴的传热夹层相通；向活化反应器罐体的传热夹套、螺旋叶片的空心结构及传热夹层中通入导热油，所述导热油的温度为90～130゜C，调整活化反应器的搅拌轴的转速，使每个搅拌轴转速控制在15～40转/分，待活化反应器罐体内的温度升至80～120゜C时，将步骤（1）制得的混合物料从所述活化反应器的进料口输送至活化反应器罐体内进行活化反应，活化反应后的混合物料随搅拌轴螺旋推进由出料口输出，制得活化物料块；

（3）冷却

将步骤（2）制得的活化物料块冷却至温度为30～50℃；

（4）粉碎、造粒

冷却后的活化物料块输送至粉碎机中粉碎、过筛，得粒度为30～100目的半成品；将半成品送入转盘或转鼓造粒机中造粒，形成粒度2～5.6mm、含水量2～10wt%的颗粒，即得颗粒腐植酸尿素。

本发明优选的，所述的固体催化剂为碳酸氢铵粉末。

本发明优选的，所述的液体催化剂为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液的质量浓度为10%～40%。

本发明优选的，步骤（1）中所述风化煤或褐煤：颗粒尿素：固体催化剂：液体催化剂的质量比为：（30～50）：（50～60）：（2～6）：（4～8）。