聚合氨基酸復合肥系列產品生產技術總結

張海濤，張 磊，徐長青，孫崇鑫

(1.山東三方化工集團有限公司 山東莒南 276600； 2.山東省臨沂第四中學 山東臨沂 276000)

近年來，我國復合肥行業出現了低層次重復建設問題，致使市場飽和、產能過剩。據報道，我國復合肥產能超過了2億t/a，目前全行業裝置開工率不足45%，整體經濟效益下滑。同時，在農業生產中存在盲目大量使用化肥的現象，導致化肥利用率降低、環境污染嚴重以及土壤退化、板結等問題。為此，山東三方化工集團有限公司在原有轉鼓蒸汽造粒、氨酸法造粒、高塔造粒和擠壓造粒復合肥生產裝置的基礎上，研發了綠色環保且具有增效作用的聚合氨基酸復合肥系列產品，產品通過大田試驗和示范、大面積使用，取得了預期的效果。

聚合氨基酸復合肥是在復合肥生產過程中加入聚谷氨酸后得到的一類增效肥料。該產品中的聚谷氨酸具有特殊的空間結構以及親水性和離子絡合性，能夠降低養分流失并實現作物對養分的快速、高效吸收，對環境相對安全。

1 聚谷氨酸增效劑

聚谷氨酸是利用生物發酵工藝生產的大分子氨基酸聚合物，有粉劑和液體2種形式，相對分子質量100 000～2 000 000(主要分布在1 100 000～1 400 000)。聚谷氨酸是一種具有活性、多功能的生物高分子類物質，在土壤中可以絡合正、負價離子，防止養分固定和淋失；具有較強的生物相融性和特殊的空間結構，可將養分離子纏繞，從而減小離子電性的影響，使養分離子從土壤快速轉移至作物根內，再從根運送至葉片，可促進作物對養分的同化吸收，提高肥料養分利用率，減輕化肥對土壤和水系的污染。

2 聚合氨基酸復合肥系列產品生產方法

2.1 轉鼓蒸汽造粒工藝生產聚合氨基酸復合肥

將尿素或氯化銨、磷酸一銨、氯化鉀、中微肥以及鈣粉填充料計量后送入混合機中，將液體聚谷氨酸用10倍清水進行混合、稀釋，定量噴入混合機中與固體原料進行混合，同時可減少該工序的粉塵排放量，有效解決因粉塵造成的環境污染問題；然后將混合物料輸送至轉鼓造粒機中，在蒸汽加熱和增濕的作用下,使含聚谷氨酸的造粒物料滾動團聚成粒，再經烘干、篩分、冷卻、計量包裝得到聚合氨基酸復合肥產品。

2.2 高塔造粒工藝生產高氮聚合氨基酸復合肥

按配方將硼砂、硫酸鋅、硫酸鎂等中微肥與聚谷氨酸計量混合形成聚合氨基酸中微肥物料；在高塔造粒生產裝置的熔融工序，將尿素或硝酸銨磷熔融后依靠重力進入加熱混合器，同時配入一定比例經加熱的磷酸一銨、氯化鉀或硫酸鉀以及混合后的聚合氨基酸中微肥物料，然后進行二級加熱、混合，在熔融液自身溫度及機械攪拌作用下迅速復合成為流動性能良好、富含聚合氨基酸的低溫共熔體；低溫共熔體依靠重力先進入高速剪切機再次進行混合，然后依靠重力進入造粒工序進行噴淋造粒；噴淋滴珠在造粒塔內下落過程中與上升空氣流接觸，滴珠發生冷卻并固化，形成外觀光滑、圓潤且帶有針孔狀的顆粒物料，再經冷卻、篩分、包膜、計量包裝后得到高氮聚合氨基酸復合肥產品。

2.3 氨酸造粒工藝生產有機-無機聚合氨基酸復合肥

在氨酸造粒復合肥生產裝置中，將定量的聚谷氨酸、磷酸一銨、粉狀風化煤和水按比例在磷銨溶解槽中混合，制得一定濃度的混合料漿；將混合料漿送入混酸槽中與定量的濃硫酸進行混合化學處理，從而將風化煤中的鈣、鎂脫除并得到混酸料漿；混酸料漿經混酸流量計計量、料漿泵加壓后定量送入管式反應器內，液氨經蒸發器汽化、渦街流量計計量后定量進入管式反應器，混酸料漿與氣氨發生劇烈的中和反應，生成溫度較高的聚合氨基酸、硫酸銨、磷酸銨、腐殖酸銨料漿，同時放出大量的熱量并在管式反應器內產生背壓，從而將制得的料漿噴入轉鼓造粒機內。在配料工序，定量的風化煤、氯化鉀、尿素、氯化銨、中微肥等固體物料經混合、粉碎后輸送至轉鼓造粒機內，粉狀物料與從管式反應器噴入尚未固化的料漿進行混合，在轉鼓造粒機的轉動作用下團聚成粒，顆粒物料再經干燥、冷卻、篩分、計量包裝后得到有機-無機聚合氨基酸復合肥。造粒工序產生的尾氣經文丘里洗滌器、噴淋塔二級洗滌后達標放空，干燥和冷卻尾氣經布袋收塵器、三級酸洗后達標放空。

2.4 擠壓造粒法生產生物有機型聚合氨基酸復合肥

將定量的作物秸稈、蘑菇渣、尿素、牛羊糞計量后植入枯草芽孢桿菌(3 kg/t)和地衣芽孢桿菌(2 kg/t)，然后進行堆化發酵處理，發酵14 d左右進行低溫干燥，得到生物有機肥；將定量的聚谷氨酸、磷酸一銨、尿素、氯化鉀、硫酸鋅、硼砂、硫酸鎂進行混合，得到聚合氨基酸無機混合肥；將生物有機肥和聚合氨基酸無機混合肥按配方計量后送至混合機內攪拌混合，混合物料由皮帶輸送機輸送至貯料倉中，采用圓盤喂料機將混合物料分配至輥壓造粒機料倉內，通過輥壓造粒機將物料擠壓成片狀，然后經棘輪破碎成不規則顆粒，再經篩分、計量包裝后得到生物有機型聚合氨基酸復合肥；篩分下的余料返回配料崗位重新造粒。

3 聚合氨基酸復合肥的性能特點

3.1 提高化肥利用率，減輕環境污染

包膜控釋肥、長效肥料存在的主要問題是其養分釋放曲線與植物需肥曲線不完全吻合，植物生長初期效果不顯著，尤其是不適用于生育期較短的作物。聚合氨基酸復合肥系列產品既可克服普通肥料養分失效過快、利用率低的問題，又解決了包膜控釋肥、長效肥在施肥前期不能滿足作物對養分需求的難題。

施用聚合氨基酸復合肥可保證農作物生育前期對養分的高效吸收利用，肥力更強勁，效果更明顯，還能夠顯著提高土壤中硝態氮、速效磷、速效鉀的含量，保證作物在整個生育期內正常生長，實現一次性施肥滿足作物整個生長周期的營養所需；可以明顯增加作物干物質的積累，同時還能促進葉片伸展和增加根莖的生物量，促進光合作用和養分的吸收轉移，提高作物產量；明顯提高氮、磷、鉀的利用效率，減輕因施用化肥所引起的土壤和水系環境污染。

3.2 改良土壤

使用聚合氨基酸復合肥后，可改變土壤含鹽量過高、堿性過強、土粒高度分散、土壤結構性差的問題，促進土壤團粒結構的形成；施用聚合氨基酸復合肥后，土壤容重明顯下降，土壤總孔隙度和持水量相應增加，有助于提高土壤保水和保肥的能力，從而為植物根系生長發育創造良好的條件。

3.3 提高土壤微生物及酶的活性

土壤微生物是土壤重要的組成部分，對土壤有機質和無機質的轉化、營養元素的循環以及酶的形成均有重要影響。國內外大量研究資料證實，施用氨基酸可使好氣細菌、放線菌、纖維分解菌的數量增加，有利于有機物的轉化，促進營養元素的釋放。因此，施用聚合氨基酸復合肥能提高土壤微生物和酶的活性，增加土壤微生物的數量。