尿素防结块剂的研究.doc

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尿素 尿素防结块剂的研究 中石油乌鲁木齐石化公司化肥厂艾尔肯·牙森 新疆大学化学化工学院阿布力克木·阿布力孜热西旦·孜比布拉 摘要介绍肥料结块理论、结块原因和造成结块的各种因素,提出防止肥料结块的各种措施; 针对尿素颗粒本身的含水量和环境条件的改变等造成结块的主要原因进行理论上的探讨,选用表 面活性剂的方法对尿素防结块效果(降低水分和吸水量)进行了实验,推荐出比较适宜尿素产品防 结块的表面活性剂。· 关键词尿索结块表面活性剂 尿素产品在生产、储存和运输过程中,由 由于物理和化学的平衡,固体牯结是在 于其自身质量和机械强度的削弱及在环境湿 各个颗粒接触点上形成的。按该理论,固体 度、温度和压力的共同作用下会发生结块。 颗粒在接触点处连接起来。机理是:在颗粒 随着农业机械化的普及和施肥技术的不断提 表面处,离子复分解、反复溶解再结晶。 高,尿素的结块会给使用者造成许多麻烦。 1.2毛细管粘附理论 即使是很轻度的结块也会阻塞施肥机械,造 由于微细晶粒间毛细管吸附力的存在, 成尿素在土壤中的分布性差。而中等程度的 使毛细管弯月面上水的饱和蒸汽压低于外部 结块,用户往往不愿接受。严重结块的生产 的饱和蒸汽压,外部水蒸气扩散至晶粒间,从 厂家只能回收产品进行再处理或大减价出 而吸湿潮解,导致结块。毛细管吸附力P可 售。这样的选择在日益加剧的尿素市场中, 计算如下: 会严重影响生产厂家自身的经济效益和它在 P=2700sO/R 市场上的商业形象,因此有必要生产出防结 式中:P一在弯月面下的压差; 块的尿素产品。 y一液体的表面张力; R--弯月面的半径; 1结块理论 口一液体与晶体之间的接触角。 尿素结块是一个很复杂的过程,近年来 液体的表面张力越小,毛细管吸附力越 国内外对尿素结块机理和原因进行了许多研 小,越不易结块。可以说,在结块过程中两种 究,但现在还没有准确、统一的定论。尿素的 机理同时存在,只是在不同状况下,所起作用 结块过程主要按照吸湿一颗粒表面的溶解一 不同。 水分蒸发而结晶析出一颗粒间桥接的循环, 经过一段时间而发生结块 。 2结块原因及措施 尿素作为肥料之一,其结块原因可以按 影响尿素结块的因素包括尿素晶体自身 肥料的结块理论来讨论。C,amondesL21在1977 一因素和外部因素。 年提出有关肥料结块的以下两种理论。 2.1自身因素 1.1晶体桥连理论 1)晶体颗粒的大小对结块有影响:晶体 223 粒度 粒度越小,比表面积越大,越易吸潮;晶体粒 另一方面,毛细引力会很快出现,吸收大气的 度为球形时,单位体积的接触点很少,从而不 潮气,很快生成饱和溶液。随着时间的推移, 易结块;粒度分布很广的晶体由于接触点多, 特别在受压力影响时,接触面有所改变。总 从而结块倾向较大。 的来说,贮存时间越长结块现象越严重。 2)肥料主要组分和某些杂质对肥料结 总的来说,肥料结块的机理可以利用如 块有影响:吸湿性强易结块,而某些金属杂质 下简单的模式图解释,肥料本身的含水量则 起抑制剂的作用。 是引起肥料结块的根本原因。其机理:肥料 3)颗粒强度:如果颗粒强度低,在受压 表面的水分溶解J,一些肥料养分,经干燥、冷 崩碎时就有碎末产生,从而增加颗粒间的接 却后,肥料成分再结晶,这些结晶就成了肥料 触面积”J。 颗粒间的联桥,使肥料颗粒出现结块[5](图 4)含水量:肥料含水是促使肥料结块的 1)。 最重要的因素,颗粒的中心和外部存在着湿 千懊区 喂湿区 结晶析Ⅲ 度差.结果,水分从颗粒内部扩散出来,扩散 ∥ 肥霪士号甚肯 ‘:气十/分畈收 速度与湿度差有关,这样在肥料内会放出自 由水分,使表面晶体形成饱和溶液,这是晶体 桥连的第一步或者产生了毛细管粘附。 2.2外部因素 1)湿度:对于各种水溶性化合物,均有 最大相对湿度。达到最大相对湿度时该化合 图1肥料的干燥、吸湿状态与结块的发生模式 物必然吸湿。这成为临界相对湿度。湿度高 2.3防止肥料结块的方法 于临界相对湿度时,肥料吸水,直至潮解,形 有关防止肥料结块的问题,国内外学者 成饱和溶液;湿度低于l临界相对湿度时,饱和 作过大量的研究工作,归纳起来,主要采取下 溶液会蒸发,析出结晶物质。 列措施:采用现代化的生产工艺,采用新型造 2)温度:温度对结块有影响,因为当温 粒设备和干燥设备.应用各种防结块剂,以降 度变化时,环境中的相对湿度也随之改变,颗 低产品的含水量,提高产品的强度,均匀性, 粒表面也会由于含湿量的改变引起粘结成 防结性和松散性,以及改善包装条件,改进包 块。如:尿素在10—20℃时,吸湿性弱,但 装方法,采用防

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