包膜控释肥生产中循环水余热利用工艺及装置

摘要

本发明公开了一种工业化生产包膜控释肥的冷却循环水回水余热回收利用工艺和装置。来自流化床的混合气体经风机进入冷凝器冷凝回收部分溶剂后进入预热器预热，再进入流化床循环使用；在冷凝器中，冷却循环水进水部分来自凉水塔、部分来自余热回收制热设备，冷却循环水回水部分回凉水塔冷却、部分回余热回收制热设备回收余热；余热回收制热设备在驱动热源驱动下，回收来自冷凝器的冷却循环水回水中的余热，产生热水供预热器作为加热介质使用，预热器使用后的热水回余热回收制热设备循环使用。利用本工艺装置生产包膜控释肥，冷却循环水回水余热利用率可达40％以上，降低了产品能耗。

说明书

技术领域

本发明属于控释肥生产技术领域，具体是涉及一种包膜控释肥工业化生产的循环水余热利用工艺和装置。 

背景技术

控释肥是在传统肥料外层包裹一层特殊的膜，根据作物养分需求，控制养分释放速度和释放量，使养分释放曲线与作物需求相一致的新型肥料。该肥料的突出特点是按照作物生长规律曲线同步供给有效养分，从而使肥料养分有效利用率得到大幅度提高，在确保作物生长的前提下，与同浓度肥料相比，肥效可提高50％以上，可使传统化肥的用量大大减少。由于这种肥料具有提高化肥利用率、减少使用量与施肥次数、降低生产成本、减少环境污染、提高农作物产品品质和节省化肥生产原料等优点，因此被称为“21世纪高科技环保肥料”，成为肥料产业的发展方向。 

由于控释肥的以上优点，近年来我国有很多高校和科研院所都在进行控释肥料的研究，也取得了一些成果。如中国授权专利文献“以回收热塑性树脂为可降解膜的包膜控释肥料的生产方法”(公告号CN1257136C，申请号：200410035783.3)，公开了一种以回收热塑性树脂为可降解膜的包膜控释肥料的生产方法。中国专利文献”一种制造聚合物包膜控释肥料的工艺和设备”(公开号：CN101037371A，申请号：200710098613.3)也公开了一种制造聚合物包膜控释肥料的工艺和设备。但由于以上研究都处于实验室阶段或小试阶段，工艺简单，设备简陋，导致产量低，生产成本高，不适用于规模化的工业生产。 

授权中国专利文献“工业化生产包膜控释肥的方法和装置”(公开CN 101391924A，申请号200810158290.7)公开了一种工业化生产包膜控释肥的方法和装置。该方法是利用气体介质使流化床内的肥料颗粒处于流态化，同时将肥料颗粒预热，然后把配制好的包膜溶液喷涂到流态化的肥料颗粒表面，溶剂迅速挥发，而溶质则附着在肥料颗粒表面形成致密均匀的膜。所用装置包括加料装置、流化床、引风机、冷凝器、预热器、溶剂回收槽、溶剂泵、溶解釜、尾气回收装置，其中，所述流化床上设有加料装置，所述流化床的出气口经引风机、冷凝器和预热器与流化床的入气口相连通，所述冷凝器的冷凝液出口接溶剂回收槽，所述溶剂回收槽通过溶剂泵与溶解釜相连通，所述溶剂回收槽和溶解釜的尾气出口接尾气回收装置，所述溶解釜的溶剂出口通过溶剂管道与流化床相连通。但该方法同时也存在能耗高等缺点，制约了控释肥的推广应用力度。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工业化生产包膜控释肥的冷却循环水回水余热回收利用工艺和装置。利用本工艺装置生产包膜控释肥，冷却循环水回水余热利用率可达40％以上，降低了产品能耗。 

本发明的技术方案如下： 

包膜控释肥生产中循环水余热利用工艺，其特征是： 

A、来自流化床的混合气体经风机进入冷凝器冷凝回收部分溶剂后进入预热器预热，再进入流化床循环使用； 

B、在冷凝器中，冷却循环水进水部分来自凉水塔、部分来自余热回收制热设备，冷却循环水回水部分回凉水塔冷却、部分回余热回收制热设备回收余热； 

C、余热回收制热设备在驱动热源驱动下，回收来自冷凝器的冷却循环水回水中的余热，产生热水供预热器作为加热介质使用，预热器使用后的热水回余热回收制热设备循环使用。 

前述的包膜控释肥生产中循环水余热利用工艺，优选的方案是： 

所述步骤A：来自流化床的混合气体的流量为100000-300000m³/h，温度为60-70℃，经风机进入冷凝器冷凝至30-40℃回收部分溶剂后，进入预热器预热至70-80℃，再进入流化床循环使用。 

前述的包膜控释肥生产中循环水余热利用工艺，优选的方案是： 

所述步骤B：在冷凝器中，冷却循环水进水温度30-35℃，流量300-1000m³/h，其中55-65％来自凉水塔，其余35-45％来自余热回收制热设备，冷却循环水回水温度35-40℃，其中55-65％回凉水塔冷却，其余35-45％回余热回收制热设备回收余热。 

前述的包膜控释肥生产中循环水余热利用工艺，优选的方案是： 

所述步骤C：余热回收制热设备在0.6-1Mpa、160-180℃的过热蒸汽作为驱动热源的驱动下，回收来自冷凝器的冷却循环水回水中的余热，产生温度85-95℃、流量58-65m³/h的热水供预热器作为加热介质使用，预热器使用后的45-55℃的热水回余热回收制热设备循环使用。 

前述的包膜控释肥生产中循环水余热利用工艺，优选的方案是：步骤C中所述驱动热源是压力为0.8Mpa的过热蒸汽。 

本发明还提供了实现前述包膜控释肥生产中循环水余热利用工艺的装置，包括流化床、风机、冷凝器、预热器、余热回收制热设备、循环水泵及凉水塔，所述流化床的混合气体出口经风机、冷凝器、预热器和流化床的预热气体入口相连通构成闭路循环；所述冷凝器的部分冷却循环水与余热回收制热设备相连通构成循环，部分冷却循环水经循环水泵与凉水塔相连通构成循环；所述预热器的加热介质与余热回收制热设备相连通构成闭路循环。 

在现有的包膜控释肥工业化生产中，其中流化气体多采用闭路循环工艺，即从流化床出来的流化气体经冷凝器冷凝回收溶剂后再经预热器预热进入流化床循环使用。在该流程中，流化床出来的含溶剂的流化气体在冷凝器中的冷凝需大量的冷却循环水，而预热器预热冷却后的循环气体则需大量由导热油或蒸汽提供的热量。这需要大量的能源消耗。本发明中，针对冷凝器冷却和预热器预热工序冷却介质及加热介质独立运行的弊端，进行工艺优化改造，在冷凝器与预热器两个工序间增加余热回收制热设备，冷凝器的冷却循环水回水通过该设备，以蒸汽为驱动热源将冷却循环水回水余热进行回收，提升为高品位热能(85-95℃热水)作为预热器的加热介质，替代蒸汽或导热油供预热器加热使用，实现余热能源的回收利用，冷却循环水回水余热利用率可达40％以上。 

本发明的技术优势还在于： 

1、降低了凉水塔的循环水量，减少了循环水的蒸发损失，节约了水资源。 

2、预热器的加热介质可由导热油改为热水，去掉了导热油循环系统，降低了设备投资及运行费用。 

附图说明

图1是包膜控释肥生产中循环水余热回收利用装置结构示意图。 

其中，1是流化床、2是风机、3是冷凝器、4是预热器、5是余热回收制热设备、6是循环水泵、7是凉水塔。 

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的技术方案详加描述，但保护范围不限于此。实施例中使用的余热回收制热设备的生产厂家是江苏双良空调设备有限公司，型号是HRH-I。 

实施例1 

包膜控释肥生产中循环水余热回收利用装置，如图1所示，包括流化床1、风机2、冷凝器3、预热器4、余热回收制热设备5、循环水泵6及凉水塔7。所述流化床1的空气与溶剂混合气体出口经风机2、冷凝器3、预热器4和流化床1的预热气体入口相连通构成闭路循环；冷凝器3的部分冷却循环水与余热回收制热设备5相连通构成循环，部分冷却循环水经循环水泵6与凉水塔7相连通构成循环；预热器4的加热介质与余热回收制热设备5相连通构成闭路循环。 

利用该装置进行包膜控释肥生产中循环水余热回收利用的工艺： 

A、来自流化床1的混合气体经风机2进入冷凝器3冷凝回收部分溶剂后进入预热器4热，再进入流化床1循环使用； 

B、在冷凝器3中，冷却循环水进水部分来自凉水塔7、部分来自余热回收制热设备5，冷却循环水回水部分回凉水塔7冷却、部分回余热回收制热设备5回收余热； 

C、余热回收制热设备5在驱动热源驱动下，回收来自冷凝器3的冷却循环水回水中的余热，产生热水供预热器4作为加热介质使用，预热器4使用后的热水回余热回收制热设备5循环使用。 

通过以上装置和工艺对包膜控释肥工业化生产过程的循环水余热进行回收，回收利用率可达40％以上。 

实施例2 

包膜控释肥生产中循环水余热回收利用装置，结构仍如图1所示，但利用该装置进行包膜控释肥生产中循环水余热利用的工艺与实施例1所不同的是： 

所述步骤A：来自流化床1的混合气体的流量为100000m³/h，温度为60℃，经风机2进入冷凝器3冷凝至30℃回收部分溶剂后，进入预热器4预热至70℃，再进入流化床1循环使用。 

所述步骤B：在冷凝器3中，冷却循环水进水温度30℃，流量300m³/h，其中55％来自凉水塔7，其余45％来自余热回收制热设备5，冷却循环水回水温度35℃，其中55％回凉水塔7冷却，其余45％回余热回收制热设备5回收余热。 

所述步骤C：余热回收制热设备5在0.6Mpa、160℃的过热蒸汽作为驱动热源的驱动下，回收来自冷凝器3的冷却循环水回水中的余热，产生温度85℃、流量58m³/h的热水供预热器4作为加热介质使用，预热器4使用后的45℃的热水回余热回收制热设备5循环使用。 

通过以上装置和工艺对包膜控释肥工业化生产过程的循环水余热进行回收，回收利用率可达45％。 

实施例3 

包膜控释肥生产中循环水余热回收利用装置，结构仍如图1所示，但利用该装置进行包膜控释肥生产中循环水余热利用的工艺与实施例1或2所不同的是： 

所述步骤A：来自流化床1的混合气体的流量为300000m³/h，温度为70℃，经风机2进入冷凝器3冷凝至40℃回收部分溶剂后，进入预热器4预热至80℃，再进入流化床1循环使用。 

所述步骤B：在冷凝器3中，冷却循环水进水温度35℃，流量1000m³/h，其中65％来自凉水塔7，其余35％来自余热回收制热设备5，冷却循环水回水温度40℃，其中65％回凉水塔7冷却，其余35％回余热回收制热设备5回收余热。 

所述步骤C：余热回收制热设备5在1Mpa、180℃的过热蒸汽作为驱动热源的驱动下，回收来自冷凝器3的冷却循环水回水中的余热，产生温度95℃、流量65m³/h的热水供预热器4作为加热介质使用，预热器4使用后的55℃的热水回余热回收制热设备5循环使用。 

通过以上装置和工艺对包膜控释肥工业化生产过程的循环水余热进行回收，回收利用率可达43％。 

实施例4 

包膜控释肥生产中循环水余热回收利用装置，结构仍如图1所示，但利用该装置进行包膜控释肥生产中循环水余热利用的工艺与实施例1或2所不同的是：步骤C中所述驱动热源是压力为0.8Mpa的过热蒸汽。 

通过以上装置和工艺对包膜控释肥工业化生产过程的循环水余热进行回收，回收利用率可达42％。