Способ гранулирования при производстве гранулированного удобрения, способ гранулирования исходного сырья удобрения (варианты) и гранулированное удобрение

1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к способу гранулирования удобрения, и более конкретно настоящее изобретение относится к способу введения мочевины в материал удобрения и гранулирования шариков. Уровень техники В данной области практикуется увеличение количества соединений, выступающих в качестве удобрений, за счет обработки мочевиной, обычно разбрызгиванием или применением аэрозоля. Наиболее нежелательный аспект обработки возникает вследствие того факта, что мочевина является водорастворимой и, так как обычно она имеет местное применение, большая часть соединения попросту теряется из-за вымывания дождем, в процессе орошения и т.д. Это является дорогостоящей процедурой при ограниченной эффективности. Для преодоления проблемы потери требуются продукт и способ,посредством которого мочевину можно смешивать или кристаллизовать с матрицей удобрения. Настоящее изобретение решает эту проблему. Сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является обеспечение улучшенного удобрения и способа введения мочевины из ее источника в удобрение. Поставленная задача решена тем, что в одном из вариантов настоящего изобретения предложен способ гранулирования исходного сырья удобрения, включающего следующие стадии: обеспечение соединения, содержащего мочевину; обеспечение источника сульфата аммония с распределением размера частиц от 3 до 10 меш; введение мочевины и сульфата аммония в барабанный гранулятор; поддержание температуры в барабанном грануляторе на достаточном уровне с целью сохранения соединения в жидком состоянии для смешивания с сульфатом аммония; и охлаждение смеси с образованием гранул сульфата аммония, содержащих мочевину. Для того чтобы способствовать более легкому катанию частиц внутри барабана, барабан можно покрыть изнутри каучуком, Teflon,неопреном, в числе других. В связи с тем, что гранулированные шарики имеют относительно высокую степень пустотного промежуточного пространства благодаря кристаллической структуре, это пространство обеспечивает особенно полезный объем, внутри которого происходит перекристаллизация мочевины. Другим объектом настоящего изобретения является гранулированное удобрение, содержащее калийную гранулу, включающую примерно 2 20% объема пустотного промежуточного пространства, и мочевину в этом пространстве. Что касается типа соединений мочевины,которые можно использовать при осуществлении настоящего изобретения, примеры их включают формальдегид мочевины, мочевинааммоний ортофосфат, мочевина-аммоний полифосфат, продукт реакции мочевины и формальдегида, содержащий более одной молекулы мочевины на молекулу формальдегида, и прочие. Предполагается, что специалистами в данной области будут оценены другие подходящие примеры, которые совместимы с химией приведенных выше соединений. Следующим объектом одного из вариантов настоящего изобретения является способ гранулирования исходного сырья для удобрения,включающий следующие стадии: обеспечение соединения, содержащего мочевину; обеспечение источника сульфата калия с распределением размера частиц от 3 до 10 меш; введение мочевины и сульфата калия в барабанный гранулятор; поддержание температуры в барабанном грануляторе на достаточном уровне с целью сохранения соединения в жидком состоянии для смешивания с сульфатом калия; и охлаждение смеси с образованием гранул сульфата калия, содержащих мочевину. Можно добавлять поверхностно-активное вещество для повышения смачиваемости исходного сырья. Поверхностно-активное вещество снижает поверхностное натяжение продукта для удобрения в достаточной степени так, чтобы мочевина могла проникать в удобрение. Это представляет особую ценность, когда смесь мочевины и удобрения охлаждают до температуры, превышающей температуру плавления мочевины, так как в результате происходит перекристаллизация мочевины внутри матрицы удобрения. Далее, следующим объектом одного из вариантов настоящего изобретения является способ гранулирования исходного сырья для удобрения, включающий следующие стадии: обеспечение соединения, содержащего мочевину; обеспечение источника хлорида калия с распределением размера частиц от 3 до примерно 10 меш; введение мочевины и хлорида калия в барабанный гранулятор; поддержание температуры в барабанном грануляторе на достаточном уровне с целью сохранения соединения в жидком состоянии для смеси с хлоридом калия; и охлаждение смеси с образованием гранул хлорида калия, содержащих мочевину. Было найдено, что перекристаллизация мочевины внутри матрицы значительно улучшает желаемые свойства сформированных гра 3 нул. Обычно прочность на раскол шариков или гранул, содержащих мочевину, превышает 7 кг. Эта характеристика является ценной в том смысле, что твердые частицы не создают в больших количествах пыли; не раскалываются,не крошатся, и т.д. во время транспортировки; обеспечивают модифицированную растворимость и облегчают использование мочевины,что не было возможным на основе существующей методологии в данной области. Еще одним объектом настоящего изобретения является способ гранулирования исходного сырья для удобрения, включающий следующие стадии: обеспечение соединения, содержащего мочевину; обеспечение источника нитрата калия с распределением размера частиц от 3 до примерно 10 меш; введение мочевины и нитрата калия в барабанный гранулятор; поддержание температуры в барабанном грануляторе на достаточном уровне с целью сохранения соединения в жидком состоянии для смеси с нитратом калия; и охлаждение смеси с образованием гранул нитрата калия, содержащих мочевину. Описав, таким образом, в общем виде изобретение, ссылка будет теперь делаться на сопровождающие фигуры,иллюстрирующие предпочтительные варианты осуществления изобретения. Перечень фигур чертежей Фиг. 1 является схематической иллюстрацией устройства для осуществления способа; и фиг. 2 является фотографией гранулы сульфата аммония с перекристаллизованной в ней мочевиной. Фиг. 3 представляет график, иллюстрирующий скорость растворения мочевины. Номера, использованные в тексте, обозначают аналогичные элементы на фигурах. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Обратимся теперь к фиг. 1, где номер 10 представляет исходное сырье удобрения, которое может быть, между прочими, хлоридом калия, сульфатом калия, сульфатом аммония. Исходное сырье 10 может поступать из его источника, например циркуляционного потока чашечной грануляции (не показан). Исходное сырье 10 имеет распределение размера частиц между приблизительно 3 и приблизительно 10 меш. Материал вводят в барабанный гранулятор 12. Предполагается, что специалисты в данной области оценят подходящие барабанные грануляторы. Дополнительно к вводимому исходному сырью 10 в барабан 12 также вводят источник соединения, содержащего мочевину 14. Мочевину можно вводить в гранулятор 12 в жидком состоянии или же гранулятор 12 можно нагревать до такой степени, 003865 4 чтобы мочевина в соединении, содержащем мочевину, превращалась в жидкость. В качестве дальнейшей возможной альтернативы первоначальное исходное сырье можно нагревать до такой степени, чтобы вызвать расплавление мочевины в соединении. В качестве необязательной стадии, в зависимости от природы используемого химического соединения, в гранулятор 12 можно вводить подходящее поверхностно-активное вещество 16 для того, чтобы облегчить перемещение жидкой мочевины в матрицу исходного сырья для удобрения. Смесь, в целом обозначенную 18, вводят затем в охлаждающее устройство 20. Устройство может включать дополнительно барабанный гранулятор, псевдоожиженный слой или любое другое пригодное устройство для охлаждения, которое также облегчает перемещение продукта. Для того чтобы вызвать кристаллизацию мочевины внутри продукта исходного сырья, охлаждающую жидкость вводят в гранулятор 20 во входное отверстие 22 посредством противотока. Охлаждающая жидкость может включать любую жидкость, которая является инертной по отношению к химическим соединениям внутри охлаждающего устройства 20. В качестве примера для охлаждения мочевины в устройство 20 можно вводить воздух. Кристаллизация происходит в любой точке при температуре, превышающей температуру плавления мочевины (обычно 110 С), и охлаждающий воздух внутри устройства 20 снижает температуру приблизительно до 65 С с получением продукта 24, который покидает устройство. Предполагается, что специалисты в данной области примут во внимание необходимость вращения и наклона барабанного гранулятора 12 и/или 20. Эти параметры будут зависеть, среди других факторов, от природы исходного сырья. Продукт 24 фотографически иллюстрируется на фиг. 2, где гранулы показаны, в основном, в виде сферической формы, а также в поперечном сечении. В результате исследования поперечного сечения становится очевидно, что мочевина кристаллизуется внутри матрицы удобрения. Как известно, гранулы удобрения имеют обычно промежуточный пустотный объем в пределах от 15 до 25%. Это обеспечивает идеальную возможность внедрения жидкой мочевины для возможной перекристаллизации ее в матрице исходного сырья. Было найдено, что значительные преимущества появляются от введения мочевины, которые включают, например, повышенную прочность частиц на раскол. Прочность на раскол шариков сульфата аммония составляет обычно от примерно 2 до примерно 3 кг, в то же время,как только мочевина кристаллизуется внутри матрицы, прочность на раскол обработанного шарика превышает, в основном, 7 кг. В случае хлорида калия и сульфата калия прочность на раскол гранул до обработки составляет от при 5 мерно 2 до примерно 3 кг, а гранулы, содержащие мочевину, демонстрируют прочность на раскол от примерно 7 до примерно 8 кг. Как видно из графика, представленного на фиг. 3, мочевина быстро растворяется. С увеличением содержания хлорида калия скорость растворения значительно снижается, обеспечивая, таким образом, продукт удобрения более длительного хранения с медленным высвобождением, который не дробится/разлагается, но,вместо этого, постепенно растворяется с равномерным уменьшением диаметра во времени. Как указано выше, благодаря введению мочевины появляются значительные дополнительные преимущества. Одно из наиболее привлекательных преимуществ, связанных с настоящим изобретением, состоит в том, что соотношение азота, фосфора, калия и серы (АФКС,или NPKS) можно эффективно изменять, чтобы получить выход продукта при любом желаемом соотношении азота, фосфора, калия и серы. В примере, показанном на фиг. 2, соотношение АФКС составляет 30-0-0-20. Хотя варианты осуществления изобретения здесь представлены специально, понятно,что изобретение может быть объектом значительных вариаций без отклонения от смысла,сути и объема заявленного и описанного изобретения. Настоящее изобретение имеет применимость при производстве удобрений. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ гранулирования при производстве гранулированного удобрения, включающий смешивание в барабанном грануляторе соединения, содержащего мочевину, с гранулами соединения удобрения, имеющими распределение размера частиц от 3 до 10 меш, при температуре, достаточной для поддержания указанного соединения, содержащего мочевину, в жидком состоянии, с внедрением его в пустотное пространство между частицами, имеющееся внутри гранул соединения удобрения, и последующее охлаждение полученной смеси с формированием твердых гранул, отличающийся тем, что указанное соединение удобрения выбирают из группы, состоящей из сульфата аммония, сульфата калия, хлорида калия и нитрата калия, полученную смесь выдерживают в указанном барабанном грануляторе при температуре приблизительно 110 С, незначительно превышающей температуру плавления указанного соединения,содержащего мочевину, а охлаждение смеси осуществляют до температуры приблизительно 65 С, и при этом перекристаллизовывают соединение, содержащее мочевину, внутри указанных пустот с образованием матрицы полученного удобрения. 2. Способ гранулирования исходного сырья удобрения, включающий смешивание в ба 003865 6 рабанном грануляторе соединения, содержащего мочевину, с гранулами источника сульфата аммония, имеющими распределение размера частиц от 3 до 10 меш, при температуре, достаточной для поддержания указанного соединения, содержащего мочевину, в жидком состоянии, и последующее охлаждение полученной смеси с образованием гранул, отличающийся тем, что полученную смесь вначале выдерживают в барабанном грануляторе при температуре приблизительно 110 С, незначительно превышающей температуру плавления указанного соединения, содержащего мочевину, а охлаждение смеси проводят до температуры приблизительно 65 С с образованием гранул сульфата аммония, внутрь которых внедрена мочевина. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что выбирают гранулы источника сульфата аммония с распределением размеров частиц от 5 до 10 меш. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве соединения, содержащего мочевину,используют формальдегид мочевины. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве соединения, содержащего мочевину,используют мочевина-аммоний ортофосфат. 6. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве соединения, содержащего мочевину,используют мочевина-аммоний полифосфат. 7. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве соединения, содержащего мочевину,используют продукт реакции мочевины и формальдегида, содержащий более одной молекулы мочевины на молекулу формальдегида. 8. Гранулированное удобрение, содержащее калийную гранулу, включающую примерно 20% объема пустотного промежуточного пространства, и соединение, содержащее мочевину,расположенное внутри указанного пространства. 9. Удобрение по п.8, отличающееся тем,что указанная гранула имеет распределение размеров частиц от 3 до 10 меш. 10. Удобрение по п.8, отличающееся тем,что указанное соединение, содержащее мочевину, представлено формальдегидом мочевины. 11. Удобрение по п.8, отличающееся тем,что указанное соединение, содержащее мочевину, представлено мочевина-аммоний ортофосфатом. 12. Удобрение по п.8, отличающееся тем,что указанное соединение, содержащее мочевину, представлено мочевина-аммоний полифосфатом. 13. Удобрение по п.8, отличающееся тем,что указанное соединение, содержащее мочевину, представлено продуктом реакции мочевины и формальдегида, содержащим более одной молекулы мочевины на молекулу формальдегида. 14. Удобрение по п.8, отличающееся тем,что указанная калийная гранула представлена хлоридом калия. 7 15. Удобрение по п.8, отличающееся тем,что указанная калийная гранула представлена сульфатом калия. 16. Удобрение по п.8, отличающееся тем,что указанная калийная гранула представлена нитратом калия. 17. Способ гранулирования исходного сырья удобрения, включающий смешивание в барабанном грануляторе соединения, содержащего мочевину, с гранулами соединения удобрения, имеющими распределение размера частиц от 3 до 10 меш, при температуре, достаточной для поддержания указанного соединения, содержащего мочевину, в жидком состоянии, и последующее охлаждение полученной смеси с образованием гранул, отличающийся тем, что соединение, содержащее мочевину, смешивают с гранулами источника сульфата калия в качестве соединения удобрения, полученную смесь выдерживают в указанном барабанном грануляторе при температуре приблизительно 110 С,незначительно превышающей температуру плавления указанного соединения, содержащего мочевину, а охлаждение смеси осуществляют до температуры приблизительно 65 С с образованием гранул сульфата калия, внутрь которых внедрена мочевина. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что дополнительно вводят поверхностно-активное вещество в указанный барабанный гранулятор. 19. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанную смесь охлаждают во втором барабанном грануляторе противоточным контактом с охлаждающим воздухом. 20. Способ по п.17, отличающийся тем, что поддерживают, по крайней мере, такую температуру в указанном барабанном грануляторе,при которой указанное соединение, содержащее мочевину, плавится. 21. Способ по п.17, отличающийся тем, что полученную смесь охлаждают в достаточной степени для застывания указанного соединения,содержащего мочевину, в указанном сульфате калия. 22. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанные гранулы имеют распределение размеров частиц от 4 до 10 меш. 23. Способ гранулирования исходного сырья удобрения, включающий смешивание в барабанном грануляторе соединения, содержащего мочевину, с гранулами соединения удобрения, имеющими распределение размера частиц от 3 до 10 меш, при температуре, достаточной для поддержания указанного соединения, содержащего мочевину, в жидком состоянии, и последующее охлаждение полученной смеси с образованием гранул, отличающийся тем, что соединение, содержащее мочевину, смешивают с гранулами источника хлорида калия в качестве соединения удобрения, полученную смесь выдерживают в указанном барабанном грануляторе при температуре приблизительно 110 С, 003865 8 незначительно превышающей температуру плавления указанного соединения, содержащего мочевину, а охлаждение смеси осуществляют до температуры приблизительно 65 С с образованием гранул хлорида калия, внутрь которых внедрена мочевина. 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что дополнительно вводят поверхностно-активное вещество в указанный барабанный гранулятор. 25. Способ по п.23, отличающийся тем, что указанную смесь охлаждают во втором барабанном грануляторе противоточным контактом с охлаждающим воздухом. 26. Способ по п.23, отличающийся тем, что поддерживают, по крайней мере, такую температуру в указанном барабанном грануляторе,при которой указанное соединение, содержащее мочевину, плавится. 27. Способ по п.23, отличающийся тем, что полученную смесь охлаждают в достаточной степени для застывания указанного соединения,содержащего мочевину, в указанном хлориде калия. 28. Способ по п.23, отличающийся тем, что указанные гранулы имеют распределение размеров частиц от 5 до 10 меш. 29. Способ гранулирования исходного сырья удобрения, включающий смешивание в барабанном грануляторе соединения, содержащего мочевину, с гранулами соединения удобрения, имеющими распределение размера частиц от 3 до 10 меш, при температуре, достаточной для поддержания указанного соединения, содержащего мочевину, в жидком состоянии, и последующее охлаждение полученной смеси с образованием гранул, отличающийся тем, что соединение, содержащее мочевину, смешивают с гранулами источника нитрата калия в качестве соединения удобрения, полученную смесь выдерживают в указанном барабанном грануляторе при температуре приблизительно 110 С, незначительно превышающей температуру плавления указанного соединения, содержащего мочевину, а охлаждение смеси осуществляют до температуры приблизительно 65 С с образованием гранул нитрата калия, внутрь которых внедрена мочевина.