肥料加工工艺课件

山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第三章缓控释肥的生产原理与技术肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第三章1山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第一节缓控释肥的控释特征和释放机理缓控释肥的基本生产方法按其加工过程可分为：物理方法化学方法物理化学法肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第一节2山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（一）物理方法通过简单的物理过程处理使肥料具有缓释性，有微胶囊法和整体法。微胶囊法是通过惰性物质包膜以控制肥料的渗透率；

整体法则是将肥料均一的溶解或分解在聚合物中，形成多孔网络体系，然后随着聚合物的溶解或降解过程控制养分释放。肥料加工工艺学－控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（一）物3物理法微胶囊法整体法

包裹型肥料

涂层尿素各种胶结肥料

山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工工艺－缓控释肥 硫包尿素

聚合物包膜肥料物理法微胶囊法 包裹型肥料 肥料加工工艺－缓控释肥4山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5涂层肥料：是用非水溶性物质把水溶性肥料包裹起来，以控制其养分释放速率。包裹分成三种形式：半透膜包裹膜层会因内部蒸汽扩散产生的渗透压而胀破，在包裹层破裂后，溶解性肥料养分全部释放出来。肥料加工工艺学－控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5涂层肥料5山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5采用具有小孔的不透性膜包裹水透过包裹层溶解肥料，使颗粒膨胀，孔眼增大，溶解的肥料通过孔眼释放出来。用无孔的不透膜包裹溶解性肥料通过化学、物理和微生物作用使包裹材料降解，然后逸出肥料养分。肥料加工工艺学－控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5采用具6山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5氮肥涂层材料多种多样，从天然材料到合成材料：

沥青、焦油、树胶、乳胶、油类、石蜡、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、脲醛、醋酸乙烯、硫磺等。

不同材料可以单独使用，也可联合使用，其中最重要的是蜡、聚合物及硫磺。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5氮肥涂层7山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（二）化学方法

是直接或间接地将肥料联接到预先形成的聚合物上，构成一种新型组合物，其释放速率取决于组合物键的性质、立体化学结构疏水性、降解难易程度和交联程度等。或者添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂等化学物质，调节土壤微生物活性，减缓尿素的水解和对铵态氮的硝化－反硝化作用，从而达到肥料氮素缓慢释放和减少损失的目的。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（二）化8化学型控释肥料

化学合 成型化学抑制型丁烯叉二脲和草酰胺

水溶性难降解化合物，如异丁叉 二脲等

低溶性无机盐，如磷酸镁铵等添加脲酶抑制剂减缓尿素水解添加硝化抑制剂减缓铵态氮的

硝化和反硝化作用山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工工艺－缓控释肥

难溶性有机化合物，包括脲甲醛化学型 化学合丁烯叉二脲和草酰胺 硝化和反硝化作用肥料加工9N－丁基硫代磷酸酰三胺（NBPT）邻－苯基磷酰二胺（PPD）脲酶抑制剂

硫代磷酰三胺（TPTA） 西吡（2－氯－6（三氯甲基）－吡啶）硝化抑制剂

双氰胺（DCD）

山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工工艺－缓控释肥 氢醌（HQ）N－丁基硫代磷酸酰三胺（NBPT）脲酶抑制剂 硫代磷酰三10山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（三）物理化学法是先采用物理的整体法处理，再在其表面通过化学法的处理形成包膜后构成的。例如：把一定量的营养粉均匀分散在聚合物溶液后进行造粒，然后在颗粒表面进行包膜，包膜剂和颗粒表面的聚合物发生化学反应，形成表面渗透膜，从而得到物理化学型控释肥，其养分的缓效源于表面渗透和聚合物网络结构的限制作用。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（三）物11山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第二节常见控缓释肥的生产肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第二节12山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5一、包硫尿素生产技术粒状尿素先在流化床设备中加热到65℃；然后进转鼓用155℃的熔硫处理；

熔硫用两组喷嘴(每组22个)喷入，熔硫在7.4～

10.3兆帕压下加入直径1.5m、长9.8m的转鼓。涂布有13%～16%(质量)S的尿素颗粒在80℃下从转鼓引出，送去用粘结剂(30%聚乙烯和70%润滑油的混合物)调理。（一）方法步骤肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5一、包硫13山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5涂覆的调理剂量约为总质量的2%，涂覆温度为124℃。然后将制得的产品冷却至25℃，再用硅藻土(占总

重量2.4%)重新调理最后用筛分级入库肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5涂覆的调14山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5喷动床涂硫的方法是目前新发展起来的尿素涂硫法。优点：在大的固体颗粒和气流之间可以有效接触。空气流由下向上经过颗粒物质，颗粒被空气流带着沿设备中央室升高。高出床层料面以后，颗粒便掉入中央室和设备周壁之间的环形空间，由此返回颗粒的密集层。（二）生产工艺肥料加工工－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5喷动床涂15放空1蒸汽28

水水

675空气34空气1-熔硫贮斗；2－称量器；3－喷入装置；4－造粒器；5－加热器；6－旋风分离器；7－集尘器；8－洗涤器

山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工工艺－缓控释肥放空1蒸汽28 水 65空气34空气1-熔硫贮斗；2－称量器16山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5二、涂层尿素生产技术先根据产品所需的配方比例及特定工艺条件，制备具有较强渗透性和稳定性的饱和涂层溶液。然后在尿素造粒过程中，用输液泵将涂层溶液雾 化，并与造粒塔内落下的尿素颗粒逆流接触，均 匀分布于尿素颗粒外表，并快速渗入内部。最后干燥即得产品。

广州氮肥厂研制出的涂层尿素就是将含有硼、锌、锰、铁、钼等微量元素的胶状有机物涂层溶液涂在普通尿素上干涸而成的一种新型高效氮肥。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5二、涂层17山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5三、草酰胺生产方法用NO2或CuO把氢氰酸氧化成氰，然后酸解氰成草酰胺；用醌作氧化剂，把醇氧化羟化成草酸酯，草酸酯氨解成草酰胺；在150～160℃条件下，把草酸和氨加热直接生产草酰胺。有三种方法：肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5三、草酰18山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5四、胶粘肥料是用整体法生产的肥料。具体做法如下：配制聚合物体系，该聚合物体系应与肥料配方相配伍，聚合物必须可溶并能产生粘性，一般为多糖化合物，制成粉末。配制NPK液体肥料，其浓度及性质因地而宜将聚合物粉末倒入盛有液体肥料的大槽内，搅拌5～10分钟，直至达粘性蜂蜜状。聚合物粉末用量占混合总体积的1％。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5四、胶粘19山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5五、喷动床包膜复混肥料

按养分配比制成的颗粒复混肥料是包膜复混肥料的原料。代表性的包膜材料是轻烯烃类如聚乙烯、聚苯乙烯等。这些原料在一定的溶剂下溶解，然后通过喷头喷洒到复混肥料的颗粒上，其生产装置如下图。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5五、喷动20山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工21山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5

这是一种喷动床包膜肥料生产装置，主要设备是包膜器，其关键部件是喷头，一股雾化空气是使被溶剂溶解的包膜材料进行雾化，另一股喷动空气将颗粒喷动上升。当颗粒达到一定的高度又落加到喷流与器壁之间的环形间隙中时，形成喷动床内的旋回运动。这两股空气均被预热，使包膜材料一层一层的包涂到颗粒上，同时使溶剂挥发。从包膜器的顶部将气体引出，经除尘器除去粉尘，再经溶剂冷凝器，加收溶剂重复使用。空气经鼓风机作喷动空气。包膜的厚度和包膜材料中造成包膜开孔率的添加剂用量是控制养分释放速率的主要因素。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5 22山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5六、转盘包膜复肥

我国常采用转盘生产包膜复肥，其特点是“以肥包肥”，即以微溶性肥料为包膜材料来包涂速溶性肥料，达到养分缓释的目的。

例如以钙镁磷肥为包膜材料，来包涂水溶性氮肥(如尿素、硝酸铵)，或加入水溶磷肥、钾肥、微肥等。其生产流程如下图肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5六、转盘23山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5转盘包膜粘结剂

计量泵封闭剂NPK计量计量计量混合钙镁磷肥计量络合剂放空除尘风机干燥冷却筛分成品络合微肥肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5转盘包膜24山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5

由于钙镁磷肥具有不溶水的特性，因而与尿素或同养分配方的复混肥料相比，其临界相对湿度较高，吸潮速率较慢，既保证了肥料的物理性状，又达到缓慢释放水溶性养分的速率，而且钙镁磷肥本身又是缓释性磷肥。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5 由于钙25山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.526山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第三章缓控释肥的生产原理与技术肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第三章27山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第一节缓控释肥的控释特征和释放机理缓控释肥的基本生产方法按其加工过程可分为：物理方法化学方法物理化学法肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第一节28山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（一）物理方法通过简单的物理过程处理使肥料具有缓释性，有微胶囊法和整体法。微胶囊法是通过惰性物质包膜以控制肥料的渗透率；

整体法则是将肥料均一的溶解或分解在聚合物中，形成多孔网络体系，然后随着聚合物的溶解或降解过程控制养分释放。肥料加工工艺学－控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（一）物29物理法微胶囊法整体法

包裹型肥料

涂层尿素各种胶结肥料

山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工工艺－缓控释肥 硫包尿素

聚合物包膜肥料物理法微胶囊法 包裹型肥料 肥料加工工艺－缓控释肥30山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5涂层肥料：是用非水溶性物质把水溶性肥料包裹起来，以控制其养分释放速率。包裹分成三种形式：半透膜包裹膜层会因内部蒸汽扩散产生的渗透压而胀破，在包裹层破裂后，溶解性肥料养分全部释放出来。肥料加工工艺学－控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5涂层肥料31山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5采用具有小孔的不透性膜包裹水透过包裹层溶解肥料，使颗粒膨胀，孔眼增大，溶解的肥料通过孔眼释放出来。用无孔的不透膜包裹溶解性肥料通过化学、物理和微生物作用使包裹材料降解，然后逸出肥料养分。肥料加工工艺学－控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5采用具32山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5氮肥涂层材料多种多样，从天然材料到合成材料：

沥青、焦油、树胶、乳胶、油类、石蜡、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、脲醛、醋酸乙烯、硫磺等。

不同材料可以单独使用，也可联合使用，其中最重要的是蜡、聚合物及硫磺。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5氮肥涂层33山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（二）化学方法

是直接或间接地将肥料联接到预先形成的聚合物上，构成一种新型组合物，其释放速率取决于组合物键的性质、立体化学结构疏水性、降解难易程度和交联程度等。或者添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂等化学物质，调节土壤微生物活性，减缓尿素的水解和对铵态氮的硝化－反硝化作用，从而达到肥料氮素缓慢释放和减少损失的目的。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（二）化34化学型控释肥料

化学合 成型化学抑制型丁烯叉二脲和草酰胺

水溶性难降解化合物，如异丁叉 二脲等

低溶性无机盐，如磷酸镁铵等添加脲酶抑制剂减缓尿素水解添加硝化抑制剂减缓铵态氮的

硝化和反硝化作用山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工工艺－缓控释肥

难溶性有机化合物，包括脲甲醛化学型 化学合丁烯叉二脲和草酰胺 硝化和反硝化作用肥料加工35N－丁基硫代磷酸酰三胺（NBPT）邻－苯基磷酰二胺（PPD）脲酶抑制剂

硫代磷酰三胺（TPTA） 西吡（2－氯－6（三氯甲基）－吡啶）硝化抑制剂

双氰胺（DCD）

山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工工艺－缓控释肥 氢醌（HQ）N－丁基硫代磷酸酰三胺（NBPT）脲酶抑制剂 硫代磷酰三36山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（三）物理化学法是先采用物理的整体法处理，再在其表面通过化学法的处理形成包膜后构成的。例如：把一定量的营养粉均匀分散在聚合物溶液后进行造粒，然后在颗粒表面进行包膜，包膜剂和颗粒表面的聚合物发生化学反应，形成表面渗透膜，从而得到物理化学型控释肥，其养分的缓效源于表面渗透和聚合物网络结构的限制作用。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5（三）物37山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第二节常见控缓释肥的生产肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5第二节38山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5一、包硫尿素生产技术粒状尿素先在流化床设备中加热到65℃；然后进转鼓用155℃的熔硫处理；

熔硫用两组喷嘴(每组22个)喷入，熔硫在7.4～

10.3兆帕压下加入直径1.5m、长9.8m的转鼓。涂布有13%～16%(质量)S的尿素颗粒在80℃下从转鼓引出，送去用粘结剂(30%聚乙烯和70%润滑油的混合物)调理。（一）方法步骤肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5一、包硫39山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5涂覆的调理剂量约为总质量的2%，涂覆温度为124℃。然后将制得的产品冷却至25℃，再用硅藻土(占总

重量2.4%)重新调理最后用筛分级入库肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5涂覆的调40山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5喷动床涂硫的方法是目前新发展起来的尿素涂硫法。优点：在大的固体颗粒和气流之间可以有效接触。空气流由下向上经过颗粒物质，颗粒被空气流带着沿设备中央室升高。高出床层料面以后，颗粒便掉入中央室和设备周壁之间的环形空间，由此返回颗粒的密集层。（二）生产工艺肥料加工工－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5喷动床涂41放空1蒸汽28

水水

675空气34空气1-熔硫贮斗；2－称量器；3－喷入装置；4－造粒器；5－加热器；6－旋风分离器；7－集尘器；8－洗涤器

山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工工艺－缓控释肥放空1蒸汽28 水 65空气34空气1-熔硫贮斗；2－称量器42山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5二、涂层尿素生产技术先根据产品所需的配方比例及特定工艺条件，制备具有较强渗透性和稳定性的饱和涂层溶液。然后在尿素造粒过程中，用输液泵将涂层溶液雾 化，并与造粒塔内落下的尿素颗粒逆流接触，均 匀分布于尿素颗粒外表，并快速渗入内部。最后干燥即得产品。

广州氮肥厂研制出的涂层尿素就是将含有硼、锌、锰、铁、钼等微量元素的胶状有机物涂层溶液涂在普通尿素上干涸而成的一种新型高效氮肥。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5二、涂层43山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5三、草酰胺生产方法用NO2或CuO把氢氰酸氧化成氰，然后酸解氰成草酰胺；用醌作氧化剂，把醇氧化羟化成草酸酯，草酸酯氨解成草酰胺；在150～160℃条件下，把草酸和氨加热直接生产草酰胺。有三种方法：肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5三、草酰44山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5四、胶粘肥料是用整体法生产的肥料。具体做法如下：配制聚合物体系，该聚合物体系应与肥料配方相配伍，聚合物必须可溶并能产生粘性，一般为多糖化合物，制成粉末。配制NPK液体肥料，其浓度及性质因地而宜将聚合物粉末倒入盛有液体肥料的大槽内，搅拌5～10分钟，直至达粘性蜂蜜状。聚合物粉末用量占混合总体积的1％。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5四、胶粘45山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5五、喷动床包膜复混肥料

按养分配比制成的颗粒复混肥料是包膜复混肥料的原料。代表性的包膜材料是轻烯烃类如聚乙烯、聚苯乙烯等。这些原料在一定的溶剂下溶解，然后通过喷头喷洒到复混肥料的颗粒上，其生产装置如下图。肥料加工工艺－缓控释肥山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5五、喷动46山东农业大学资源环境学院植物营养教研室2013.5肥料加工