專利名稱：：長效碳酸氫銨及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種化學肥料“長效碳酸氫銨”及其制備方法。碳酸氫銨肥料作為一種化學氮肥，它適用于各種土壤和作物，肥效快，對土壤不會有酸化作用。但該肥料也有其缺點，在溫度高和有水份存在的情況下，容易分解，一般該肥料的氮素利用率僅有25-35%，肥效期短，僅有30-40天。本發明的目的就是為克服碳酸氫銨肥料存在的缺點，提高氮素的利用率，延長肥效期，制備一種長效碳酸氫銨肥料。我們知道施入土壤中氮素肥料多以氨態氮的形式進入土壤，經過土壤硝酸還原酸的作用轉化為硝態氮，硝態氮易被植物吸收利用，但往往由于轉化過快，累積過多，植物未能吸收利用，因淋溶和反硝化作用使氮素大量流失，造成浪費。碳酸氫氨由于它易溶于水和受熱分解，這種淋溶作用就更明顯，因此為保持化肥施用后土壤中的氮素，就必須有效地控制土壤中的氨態氮，同時抑制反硝化作用。本發明的特征是在碳酸氫銨中加入適量的潛育性固化劑和硝酸還原酶抑制劑組成的添加劑，使得碳酸氫銨能保持在較長期間內具有肥效。所采用的潛育性固化劑例如DCD(N4H4C2)，二環己胺、2-二乙氨基乙醇、苯乙睛或甘油三乙酸酯，所采用的硝酸還原酶抑制劑，例如硝基苯胺，2-氯吡啶，3-乙酰替氯苯胺、N-亞硝基二甲胺、磺胺噻唑或DCD(N4H4C2)。碳酸氫銨與一定量的潛育性固化劑和硝酸還原酶抑制劑成共晶或者經充分的混合成顆粒狀化肥。在上述的潛育性固化劑和硝酸還原酸抑制劑中較佳的化合物是DCD。DCD是一種潛育性固化劑，同時又是一種硝酸還原酶抑制劑，它的分子式為N4H4C2，它是白色結晶體，微溶于水、乙醇和氨溶液中，它本身是一種緩效氮肥，與水反應最后能分解成尿素，對土壤和植物無害。在碳酸氫銨中添加了潛育性固化劑DCD，則增加了土壤對NH4陰離子的吸附固化作用，減少揮發損失。同時由于DCD又是一種硝酸還原酶抑制劑，碳酸氫氨肥料加入DCD，可使施入土壤中氨態氮轉化為硝態氮的反應中斷或減緩，即減少硝態氮的淋溶和反硝化引起的土壤中氮的損失，又能改善化學肥料對地下水源的污染。但是在碳酸氫銨中所含的添加劑的量必須適量，添加劑的量過多(＞1%)，雖然能有效的保持住土壤中所施化肥中的氮素，但可被植物吸收的氨態氮減少，而所含的量過小(＜0.3%)又不能有效的減少氮的損失，作為長效碳酸氫銨，其較佳的組成重量百分比為添加劑＝0.3～1%，碳酸氫銨＝99.7～99%。這種成份的肥料是一種長效肥，可作為追肥施用也可由追肥改為播種前一次基肥，更適用于作追肥的長效碳酸氫銨中其添加劑的量占總重量的0.3～0.5%;而適用作基肥的其添加制劑的量占總重量的0.6～1%。長效碳酸氫銨的制備方法是利用生產碳酸氫銨的設備和工藝方法，但是增加一套在其原流程中定量輸入添加劑混合溶劑和混合物的控制設備，使輸入的添加劑與碳酸氫銨形成共晶體或者充分混合均勻制成的顆粒狀肥料。添加劑的輸入方法可采用1、將添加劑混合溶劑加入到碳化塔中。其工藝流程示意圖如圖1，在圖1中，1、二氧化碳壓縮機;2、二氧化碳冷卻器;3、碳化塔付塔;4、碳化塔主塔;5、軟水吸氨回收塔;6、添加劑貯料槽;7、計量泵;8、濃氨水溶解槽;9、晶液泵;10、稠液槽;11、晶液槽;12、離心分離器。在這種方法中增設添加劑貯料槽，計量泵和溶解槽組成的一套定量輸入控制設備，添加劑混合溶劑由貯料槽混合，經計量泵定量輸入到溶解槽。在溶解槽中添加劑與濃氨水充分混溶，再進入碳化塔內進行碳化反應，生成含有碳酸氫銨與添加劑共結晶的漿液。然后將取出液送往分離系統，在離心分離機內使結晶和溶液分離，經脫水后成共晶體長效碳酸氫銨。2、將添加劑混合粉劑由碳化塔的輸出端加入。其工藝流程示意圖如圖2，在圖2中，1、二氧化碳壓縮機;2、二氧化碳冷卻器;3、碳化塔付塔;4、碳化塔主塔;5、軟水吸氨回收塔;6、添加劑貯料槽;7、計量泵;8、噴粉器;9、混合器;10、晶液泵;11、稠厚器;12、晶液槽;13、離心分離器。在這種方法中增設了添加劑貯料槽，計量泵和噴粉器組成的一套定量輸入控制設備，添加劑混合粉劑在貯料槽中混合，經計量泵定量送入噴粉器中，然后再由噴粉器將添加粉劑噴入由碳化塔輸出的碳酸氫銨結晶液相中混合。經晶液泵作用下，將此混合液打入稠厚器中，經離心脫水后捏合成顆粒狀含有部分共晶體的碳酸氫銨與添加劑混合物的長效碳酸氫銨。3、將添加劑混合粉劑加入到碳酸氫銨結晶中，其工藝流程示意圖如圖3和圖4。在圖3中1、二氧化碳壓縮機;2、二氧化碳冷卻器;3、碳化塔付塔;4、碳化塔主塔;5、軟水吸氨回收塔;6、添加劑貯料槽;7、計量推進器;8、攪拌器;9、晶液泵;10、稠厚器;11、晶液槽;12、離心分離器。在圖3的方法中，增設了添加劑貯料槽，計量推進器和攪拌器組成一套定量輸入控制設備，添加劑在貯料槽中被充分混合后，經計量推進器定量送入攪拌器中與從稠厚器出來的結晶碳酸氫銨混合均勻，再捏合成碳酸氫銨與添加劑混合物組成的顆粒狀長效碳酸氫銨。在圖4中，13、離心分離器;14、貯料槽;15、電磁振蕩機;16、上旋轉式攪拌器;17、下旋轉式攪拌器;18、下料斗。在圖4的方法中，增設了貯料槽，電磁振蕩機和上、下旋式兩上攪拌器。由離心分離器排出的碳酸氫銨輸入攪拌器中與由貯料槽和電磁振蕩機定量輸入的添加劑混合粉劑充分混合均勻，再捏合成混合物組成的顆粒狀長效碳酸氫爭。下面以DCD添加劑為例具體說明該肥料的制備方法。實施例1長效碳酸氫銨的合成工藝Ⅰ1、用水吸收氨，制成20%的濃氨水;2、二氧化碳經壓縮機壓縮進入氣體冷卻器，被冷卻到40℃;3、二氧化碳與濃氨水在碳化塔底部逆流接觸，生成碳化氨水;4、碳化氨水與二氧化碳在碳化塔主塔中逆流接觸，生成碳酸氫銨晶體漿液;5、碳化塔出口的氨氣(3%)用含軟水的氨回收塔回收;6、貯料槽加DCD添加劑;7、計量器控制DCD添加劑輸出量;8、DCD添加劑噴粉器;9、碳酸氫銨晶體漿液與DCD添加劑混合器。;10、在晶液泵作用下通過分配槽將碳酸氫銨漿液與DCD混合物送入稠厚器;11、稠厚器內設有攪拌器，外加冷卻夾套，使晶液冷卻晶粒變大;12、稠厚器上層母流回流母液槽;13、下層稠厚碳酸氫銨與DCD晶體排入離心分離器(轉鼓φ800，轉速650轉/分)脫水得成品。其工藝過程示意圖如圖2。實施例2、合成工藝Ⅱ其碳酸氫銨的生產過程如實施例1，進入稠厚器的結晶漿液，下層稠厚結晶液入離心分離器中，在稠厚器和離心分離器中間加一個密封機械攪拌器，攪拌器按計量器和DCD貯料槽，在計量器的控制下，每小時進DCD添加劑控制量為24-48公斤，能合成長效碳酸氫胺6噸左右，從攪拌器出來進入離心分離器進一步脫水，得產品。其過程見生產流程示意圖3。實施例3、合成工藝Ⅲ其碳酸氫銨的生產過程如實施例1，從離心分離器排出的碳酸氫銨直接輸入旋轉攪拌器中，攪拌器接電磁振蕩機和貯料槽，通過振蕩機定量的把DCD添加劑輸入攪拌器與碳酸氫銨混拌，經過正反兩個旋轉攪拌過程，二者捏合生成長效碳酸氫銨。其過程見生產流程示意圖4。實施例4、合成工藝Ⅳ其碳酸氫銨的生產過程如實施例1，DCD在水中的溶解度僅有2.26%(13℃)，而在液氨中溶解度非常大，所以先把DCD定量的溶解在濃氨水中，再進入碳化塔內進行碳化反應，濃氨水吸收二氧化碳，生成碳酸銨溶液，碳酸銨溶液進一步吸收二氧化碳，生產碳酸氫銨結晶，在碳酸氫銨晶液形成的同時，DCD也隨之結晶出來，形成碳酸氫銨和DCD的共結晶體，再進入稠厚器和分離系統，脫水后得成品碳酸氫銨。其過程見生產流程示意圖1。比較例1、長效碳酸氫銨的肥效實驗Ⅰ通過不同劑量DCD對施入土壤碳酸氫銨的氨態氮的固化作用室內模擬實驗結果如表1，經過125天的室內培養，未加添加劑DCD的碳酸氫銨土壤氨態氮含量最低，記為0%，而加入DCD固化劑后(含量分別為碳酸氫銨含量的1%、2%、3%、4%和5%)，土壤氨態氮的貯存率明顯提高，分別增加到37%、36%、29%、26%和19%。隨著DCD含量的提高，吸附力增強，使NH4變成半永久性吸附，短時間內較難釋放，所以出現隨著添加劑DCD用量的增加釋出氨態氮量下降的趨勢。因此選擇適宜DCD用量對于固氨極為重要，DCD適宜用量選為0.3～1%，可增加土壤氨態氮貯存率30%。表1DCD對氨態氮固化模擬試驗比較例2、肥效實驗Ⅱ碳酸氫銨的肥效期短，一般僅有30-45天，所以對于生長期長的作物要多次施肥。室內模擬試驗結果如表2，一般碳酸氫銨在土壤中7天能分解90%以上，22天基本分解完畢;而加入DCD固化劑后能延緩碳酸氫銨分解速度，增加肥效期。隨著DCD固化劑添加量增加(1%-5%)，NH4-N在土壤中的保存期分別增加到35天至65天以上，使碳酸氫銨肥效期延長一倍。表2DCD固化劑延長NH4-N土壤保存期模擬試驗DCD處理用量(％)012345NH4-N土率壤保存(％)7天22天35天50天65天90.067.061.057.051.052.03.025.026.027.029.528.00.23.65.47.69.88.91.02.72.94.54.61.41.61.42.0</table></tables>比較例3，肥效實驗Ⅲ如表3，在125天內分期測定各處理與對照樣品硝態氮(NO3-N)的形成時間和數量。一般碳酸氫銨硝態氮形成總量為100時，加入DCD硝化抑制劑后(1-5%)硝態氮形成總量分別降至69、41、49、49、39。硝態氮(NO3-N)形成時間也延遲30天左右，且隨著DCD施用量增加作用增強，可使土壤硝態氮形成量減少30～60%。表3DCD減少土壤NO3-N形成量并延長生成時間</tables>比較例4、肥效實驗Ⅳ由于長效碳酸氫銨能延長肥效期和減少肥料硝化損失，所以表現在同等產量水平上有明顯節肥效果。在一般施肥水平上，使用長效碳酸氫銨每畝可節省用肥15公斤左右(表4)，所以使用該種肥料不但能節省肥料，又能改善化肥對地下水源的污染。表4長效碳酸氫銨施肥量試驗</tables>權利要求1.一種碳酸氫銨化學肥料，其特征在于該化學肥料中含有一定量的潛育性固化劑和硝酸還原酶抑制劑組成的添加劑，碳酸氫銨和添加劑成共晶體或混合物。2.根據權利要求1所述的化學肥料，其特征在于添加劑的量占總重量的較佳比為0.3～1%。3.根據權利要求2所述的化學肥料，其特征在于該化學肥料作為追肥時，其較佳的添加劑的量占總重量的百分比為0.3～0.5%;作為基肥時，其較佳的添加劑的量占總重量的百分比為0.6～1%。4.根據權利要求1所述的化學肥料，其特征在于較佳的潛育性固化劑和硝酸還原酶抑制劑是采用DCD(N4H4C2)。5.根據權利要求1所述的化學肥料，長鏟碳酸氫銨的制法，是采用了生產碳酸氫銨的生產工藝流程，其特征在于增加一套定量輸入添加劑的控制設備，通入該設備將固化劑和抑制劑定量加入到生產碳酸氨銨的流程中，制得添加劑與碳酸氫銨形成的共晶體或者混合均勻的顆粒狀肥料。6.根據權利要求5所述的化學肥料的制法，其特征在于該方法中所加入的添加劑是以混合溶劑或混合粉劑的形式加入到碳酸氫銨的生產過程中。7.根據權利要求5所述的化學肥料的制法，其特征在于該工藝中增設添加劑貯料槽，計量泵和溶解槽組成的一套定量輸入控制設備，添加劑混合溶劑是經貯料槽，計量泵定量輸入到溶解槽，與濃氨水充分混合后進入碳化塔內進行碳化反應，生成共晶體長效碳酸氫銨。8.根據權利要求5所述的化學肥料的制法，其特征在于該工藝中增設了添加劑貯料槽，計量泵和噴粉器組成的一套定量輸入控制設備，添加劑混合粉劑，經貯料槽，計量泵和噴粉器，定量噴入由碳化塔輸出的碳酸氫銨結晶液相中混合，制成含有部分共晶體的碳酸氫銨與添加劑的混合物產品。9.根據權利要求5所述的化學肥料的制法，其特點在于該工藝中是直接將添加劑的混合粉劑定量加入到碳酸氫銨結晶中，經充分混合均勻制得碳酸氫銨與添加劑的混合物產品。全文摘要一種化學肥料長效碳酸氫銨及其制備方法，其特征在于它由碳酸氫銨添加少量的潛育性固化劑和硝酸還原酶抑制劑，形成的共晶體或者混合物，其制備過程是利用生產碳酸氫銨的工藝加以改進而成。該肥料能夠提高氮素利用率為25-30％，延長肥效期40-60天，減少施肥量20-30％，施肥方法可由追肥改為播種前一次基肥，可省去追肥工序。且具有明顯的增產效果，增產幅度在10％以上。文檔編號C05C3/00GK1053225SQ9010501公開日1991年7月24日申請日期1990年1月9日優先權日1990年1月9日發明者張志明申請人:中國科學院沈陽應用生態研究所