刘广文-水分散粒剂及干悬浮剂清洁生产工艺

水分散粒剂及干悬浮剂

清洁生产工艺

刘广文

沈阳化工研究院

lgw1959@163.com第一讲WDG与DF的通用技术一、选择这两种剂型的原因1.目前是农药企业技术升级的高峰期；2.这两种剂型是水基化的环保型剂型；3.这两种剂型是目前农药剂型的开发热点；4.包含了绝大部分的单元操作：

WDG生产过程包括气力输送、混合、干式粉碎、捏合,造粒、干燥、筛分、除尘、污水处理.DF生产过程包括均质、流体输送、湿粉碎、喷雾干燥(造粒)、筛分、除尘、污水处理.5.技术上还有很大需要提升的空间。二、基本概念经常有人将DF剂型也归纳到WDG中，其实它们的不同点多于相同点，是分属于两种不同的剂型。1.WDG及DF的定义水分散粒剂

将非水溶性农药活性成份、填加剂充分混合，经干式粉碎后再加水造粒，所制成的颗粒就是水分散粒剂。干悬浮剂将非水溶性农药活性成份、填加剂加水充分均化，经湿粉碎后再进行干燥（造粒），所制成的粉粒状产品就是干悬浮剂。2.两种剂型的区别

水分散粒剂干悬浮剂前期处理WP的生产延伸SC的生产延伸前期状态固、气、液三相混合固液混合产品状态颗粒微粒或细粉造粒工艺干法造粒喷雾干燥（造粒）标准代号WDG（或WG）DF基本粒子直径5-15µm1-5µm粉碎方式干法粉碎湿法粉碎生产方式间歇（半连续）连续含量（同一品种）高低

由于国内DF剂型生产较少，因此部分技术人员对此了解不多，误以为DF就是WDG，或DF是WDG的一种。其实，这是两种不同的剂型，还是有较大差别的，见下表。三、车间选址1.车间位置应选在厂区下风口上；2.剂型车间应便于进出物料；3.高效除草剂应与其它剂型车间保持安全距离；4.水、电、气、汽进入车间应方便；5.对生产可能产生的噪声、废水、粉尘的治理方法应有方案。四、车间布局1.尽可能设计成连续生产流程；2.物料的转移应无缝连接；3.物料转移路线尽可能短；4.重点尘源应局部密闭；5.车间内应有通风设施、除味设施；6.车间内设置完善的卫生设施，避免工人在厂区内带尘走动。五、设备要求1.个性化设计；2.更换品种方便；3.自动化、连续化生产；4.减少产生三废；5.对物料无伤害；6.操作方便。一、WDG的发展过程

农药水分散粒剂（WaterDispersibleGranules简称WDG)是二十世纪八十年代发展形成的新剂型。

固态农药可湿性粉剂（WP）是采用气流粉碎的方法，将固体原药原粉进行超细粉碎，然后兑水稀释成均匀的悬浊液喷洒使用，由于WP采用干法超细粉碎，所以生产、包装、稀释、使用时会产生粉尘飞扬，从而产生对人体和环境较大的不安全性。为此，农药制剂加工专家们考虑能否将加工中用气流进行超细粉碎的细粉进一步加工成颗粒，而这种颗粒剂与常规粉剂不同，其要求在使用时用水稀释后，即可迅速润湿、崩解，均匀分散成与原超细粉碎时粒度大小相同(1-10μm)的悬浮喷洒液。从这条思路出发进行研究，瑞士的汽巴-嘉基公司生产的阿特拉津除草剂和美国杜邦公司生产的嗪草酮除草剂研究开发成功了这种粒状农药新剂型，其后经完善就形成了农药新剂型-水分散粒剂。第二讲WDG的清洁生产技术二、WDG的国内发展现状

WDG在我国发展较快，几乎能加工成WP的品种都能制成WDG，不仅在国内已开始被用户接受而大量使用，而且也有相当数量在出口。然而，由于加工WDG的设备是借用其它行业的设备，因此多年来其生产方法并没有太大的进步，原始的生产方式对此剂型的发展存在很大的制约，开发适合该剂型的工业装备是当务之急。三、WDG的发展趋势1.高含量化；2.微细化；3.环保化;4.连续化、自动化。四、目前WDG生产存在的问题

1.品种生产不集中,造成质量不稳定,污染源增多；

2.多数车间为改造而成,无整体规划，车间生产环境差；

3.剂型开发人员对工艺与设备缺乏整体感；

4.设备投资少,装备简陋,产品质量过于依赖操作工人；

5.更换品种较难,废水处理不达标。

五、清洁生产设备介绍①隔离房间隔离间②粉碎工艺流程的负压吸料系统3.无重力混合机的选用

无重力混合机专用喷嘴六、造粒设备

（1）间歇式造粒设备

1.旋转造粒机的冷却装置2.喷雾流化造粒机3.湿法制粒4.摇摆制粒5.齿对挤出制粒机6.圆盘造粒机7.喷动床造粒(2)半连续造粒流程(3)连续造粒系统

1.流化床连续造粒设备2.喷雾床连续造粒3.搅拌连续造粒系统连续干燥机第三讲DF的清洁生产技术

一、

前言1.DF的发展过程干悬浮剂DF（DryFlowable

）的形成思路是出自农药液态制剂-悬浮剂（SC），农药悬浮剂自1966年由ICI公司首先开发成功后，当时国际上形成了农药加工工业研究开发农药悬浮剂的热潮。但是，农药悬浮剂是一种在热力学上不稳定的悬浮分散体系，其最大的问题是在贮存过程中会导致农药活性物质的细粉粒发生团聚和聚结，引起分层。此外，悬浮剂在使用时，包装容器内容易留下残存物，包装容器中残存物的处理会给环境带来污染。为了有效解决这些问题，农药制剂加工的专家们将经过砂磨超细粉碎后的悬浮液进一步干燥制成颗粒剂，而这种颗粒剂在使用时，用水稀释，即可迅速润湿、崩解，均匀分散成与农药悬浮剂相同的悬浮喷洒液（颗粒的平均粒径1-5μm）。从此也就开发成功了农药干悬浮剂。2.悬浮剂（SC）与干悬浮剂（DF）的区别

悬浮剂(SC)干悬浮剂(DF)加水量有一定范围根据料液状态助剂种类分散剂、润湿剂、增稠剂、防冻剂、分散剂、润湿剂悬浮液要求贮存稳定粘度和表面张力包装物瓶袋技术关键贮存稳定性耐热性能

由于DF剂型的前期生产与SC相似，因此有些技术人员认为SC制剂经喷雾干燥后就得到DF制剂。其实，DF前期的生产方式和状态与SC相似，但不相同，见下表。二、我国干悬浮剂的发展现状

DF剂型,国内称干悬浮剂,我国开发较晚（国外喷雾法占造粒14.5%），大约在1999年第一套干悬浮剂装置实现了工业化，品种为53%苯噻草胺-苄嘧磺隆合剂。目前只有少数品种制成干悬浮剂，如硫磺、苯噻草胺、二氯喹啉酸、百菌清、甲维盐、代森锰锌等。但近年有许多厂家开始开展这方面的工作，是一个很有潜力的剂型。DF的发展趋势如下：

1.由于单品种产量较低，不能形成生产规模;2.设备一次投资较大,超出一般企业的承受能力;3.市场认知度还有待于进一步开发;4.设备与工艺的结合过于密切,初期开发在技术上和设备操作上有一定难度。三、干悬浮的发展趋势

纵观国内外农药剂型的发展方向，结合DF剂型的特点，分析认为DF的发展趋势如下：

1.高含量化；

2.微粒化；

3.环保化;4.连续化、自动化。四、干悬浮剂的生产过程

为了对干悬浮剂这个剂型叙述的方法，首先介绍它的生产过程。第一步是将活性成份与助剂和填加剂按比例在水中进行打浆（或称湿拼混）。第二步是进行湿粉碎，制成悬浮剂。第三步是进行喷雾干燥或喷雾造粒。其流程如下：湿拼混打浆湿粉碎喷雾干燥造粒五、DF配方与设备的关系

干悬浮剂的加工对设备的依赖性很强，特别对干燥设备更是如此，干燥设备是非标设备，要根据物料的具体情况进行工艺设计及结构设计。才能满足产量及质量要求。其中最重要的指标是悬浮液的含固率、耐热温度及产量要求，这几个指标是最主要的设计参数，是使用者在设备设计前应该提出的。含固率应以实验结果中确定，在制备干悬浮剂时，加入的水量不计入配方成份中，因为这部分水量最后通过干燥除掉，所以含固率越高越好。只要在管道中能用泵输送，应该说这个指标不难确定。悬浮液的表面张力和黏度可以通过仪器进行测定，以预测成粒情况。最主要的是悬浮液的耐热温度，因为制备干悬浮剂时干燥物料受热，再所难免，受热后的质量变化至关重要，如崩解性、悬浮率、分散性能、配方组成的不同其耐热性能也不同，这就需要小试对配方进行优化，确定耐热温度后方可设计。耐热温度的确定也是配方的筛选过程，将按不同配方制成的悬浮剂经小型喷雾干燥器干燥后，对样品进行分析，指标合格时最高耐热温度就是设计时的热风进口温度，也是生产的操作温度。六、干悬浮剂的配方开发方法

1.DF配方与SC配方的区别

干悬浮剂的前期粉碎方法和其形态与SC相同，但配方的组成与SC却有一定区别：①干悬浮剂中的水分加入量不受含量限制；②干悬浮剂中一般不需要加入增稠剂、防冻剂、稳定剂；③干悬浮剂可以加入大量减水剂类分散剂；④DF配方开发的主要目的是考查分散体的耐热稳定性。

（SC配方开发的主要目的是考查分散体的贮存稳定性）

2.DF配方试验的主要目的

干悬浮剂的开发与其它剂型不同，此剂型与加工设备，特别是喷雾干燥设备有直接关系，因此在配方开发时就应关注设备参数。配方的开发主要解决如下问题：①保证悬浮剂的各项应用性能;②确定最高含固量;③确定悬浮液的热敏温度；④保证产品的粒度。

3.主要实验设备

实验室砂磨机实验室喷雾干燥机七、湿粉碎工艺

1.流程设置

三机串联流程第一台介质直径为２~２.５mm；第二台为１.8~1.6mm；第三台为１.4~1.2mm。如果第一台转速为U1，第二台为1.15U1，第三台为1.25U1。浆料通过三台砂磨机总停留时间为5-12min，颗粒直径可以达到1.0-5μm。砂磨系统2.决定研磨效率的因素(1)配方与浆料参数

②料液粘度；③料液起泡性；④料液含固量。(2)研磨介质①研磨介质的粒径；②研磨介质的种类；③研磨介质的装入量。八、干燥造粒技术

1.干燥设备

应用于工业上的喷雾干燥器，按雾化器的型式分类主要有气流式、离心式和压力式三种型式。但用于干悬浮剂干燥的主要是压力式喷雾干燥器。压力式雾化器需要高压泵供料，产品为空心颗粒状，获得200～300μｍ的产品。主要靠调节雾化器孔径和雾化压力来实现流量调节。物料需要过滤，容易出现雾化器堵塞的情况。但雾化器造价低，不需要维修，有易损件，使用一定时间后要进行更换。压力式喷雾干燥器的外形图

压力式喷雾干燥器流程图空心颗粒产品53%苯噻·苄入水后3秒后

6秒后10秒后2.影响粒度的因素

①料液粘度；②料液表面张力；③含固率；④干燥温度；⑤雾化压力；⑥喷嘴结构。3.影响产品质量的因素

①活性成分的性质及含量；②分散剂的加入量；③粘结剂的性质；④粘结剂的加入量；⑤热风进口温度；⑥热风出口温度；⑦产品出口温度。4.操作技术(1)含固率

①含固率的确定原则；②含固率对产量的影响。(2)粒度控制

①含固率的控制；②操作压力控制；③物料粘度及表面张力控制；④操作温度控制；⑤喷嘴结构的影响。(3)水分控制

①干燥器高度的影响；②进口空气湿度的影响；③尾气温度的影响；④料液粘度的影响。5.影响产品质量的因素

①活性成分的性质及含量；②分散剂的加入量；③粘结剂的性质；④粘结剂的加入量；⑤热风进口温度；⑥热风出口温度。第四讲三废治理一、粉尘治理方案（1）粉尘产生的因素1.投料产生的粉尘；

2.粉碎过程产生的粉尘；

3.物料转移产生的粉尘；

4.干燥过程产生的粉尘；

5.造粒过程中产生的粉尘；

6.筛分过程产生的粉尘。（2）解决方法1.尽可能设计成连续化流程；2.上下游设备使物料的转移要通畅；

3.开放式操作区域采用隔离间；

4.加料口要有负压吸尘装置；

5.车间要设通风系统；

6.人、货通道要分开。二、废水治理(1)污水产生的因素1.清洗设备产生的废水

当更换品种时,生产设备应彻底清洗，于是产生大量废水。2.湿式除尘产生的废水

生产过程气体中含有粉尘，车间通风的排风中也携带一定的粉尘，对气体进行湿式除尘时会产生一定量的废水。3.清洗环境产生的废水

车间操作台、地面会遗落一定粉料，清洗时也会产生一定量的废水。55

MVR中文意义是机械式二次蒸汽再压缩蒸发器。

其工作原理是：利用高效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽，把电能转换成热能，提高二次蒸汽的焓，被提高热能的二次蒸汽打入蒸发室再对物料进行换热，以达到循环利用二次蒸汽已有的热能，从而可以不需要外部供应鲜蒸汽，依靠系统自身循环来实现蒸发浓缩和蒸发结晶的目的。1、MVR高效节能蒸发器的工作原理

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