聚合氨基酸复合肥系列产品生产技术总结

张海涛，张 磊，徐长青，孙崇鑫

(1.山东三方化工集团有限公司 山东莒南 276600； 2.山东省临沂第四中学 山东临沂 276000)

近年来，我国复合肥行业出现了低层次重复建设问题，致使市场饱和、产能过剩。据报道，我国复合肥产能超过了2亿t/a，目前全行业装置开工率不足45%，整体经济效益下滑。同时，在农业生产中存在盲目大量使用化肥的现象，导致化肥利用率降低、环境污染严重以及土壤退化、板结等问题。为此，山东三方化工集团有限公司在原有转鼓蒸汽造粒、氨酸法造粒、高塔造粒和挤压造粒复合肥生产装置的基础上，研发了绿色环保且具有增效作用的聚合氨基酸复合肥系列产品，产品通过大田试验和示范、大面积使用，取得了预期的效果。

聚合氨基酸复合肥是在复合肥生产过程中加入聚谷氨酸后得到的一类增效肥料。该产品中的聚谷氨酸具有特殊的空间结构以及亲水性和离子络合性，能够降低养分流失并实现作物对养分的快速、高效吸收，对环境相对安全。

1 聚谷氨酸增效剂

聚谷氨酸是利用生物发酵工艺生产的大分子氨基酸聚合物，有粉剂和液体2种形式，相对分子质量100 000～2 000 000(主要分布在1 100 000～1 400 000)。聚谷氨酸是一种具有活性、多功能的生物高分子类物质，在土壤中可以络合正、负价离子，防止养分固定和淋失；具有较强的生物相融性和特殊的空间结构，可将养分离子缠绕，从而减小离子电性的影响，使养分离子从土壤快速转移至作物根内，再从根运送至叶片，可促进作物对养分的同化吸收，提高肥料养分利用率，减轻化肥对土壤和水系的污染。

2 聚合氨基酸复合肥系列产品生产方法

2.1 转鼓蒸汽造粒工艺生产聚合氨基酸复合肥

将尿素或氯化铵、磷酸一铵、氯化钾、中微肥以及钙粉填充料计量后送入混合机中，将液体聚谷氨酸用10倍清水进行混合、稀释，定量喷入混合机中与固体原料进行混合，同时可减少该工序的粉尘排放量，有效解决因粉尘造成的环境污染问题；然后将混合物料输送至转鼓造粒机中，在蒸汽加热和增湿的作用下,使含聚谷氨酸的造粒物料滚动团聚成粒，再经烘干、筛分、冷却、计量包装得到聚合氨基酸复合肥产品。

2.2 高塔造粒工艺生产高氮聚合氨基酸复合肥

按配方将硼砂、硫酸锌、硫酸镁等中微肥与聚谷氨酸计量混合形成聚合氨基酸中微肥物料；在高塔造粒生产装置的熔融工序，将尿素或硝酸铵磷熔融后依靠重力进入加热混合器，同时配入一定比例经加热的磷酸一铵、氯化钾或硫酸钾以及混合后的聚合氨基酸中微肥物料，然后进行二级加热、混合，在熔融液自身温度及机械搅拌作用下迅速复合成为流动性能良好、富含聚合氨基酸的低温共熔体；低温共熔体依靠重力先进入高速剪切机再次进行混合，然后依靠重力进入造粒工序进行喷淋造粒；喷淋滴珠在造粒塔内下落过程中与上升空气流接触，滴珠发生冷却并固化，形成外观光滑、圆润且带有针孔状的颗粒物料，再经冷却、筛分、包膜、计量包装后得到高氮聚合氨基酸复合肥产品。

2.3 氨酸造粒工艺生产有机-无机聚合氨基酸复合肥

在氨酸造粒复合肥生产装置中，将定量的聚谷氨酸、磷酸一铵、粉状风化煤和水按比例在磷铵溶解槽中混合，制得一定浓度的混合料浆；将混合料浆送入混酸槽中与定量的浓硫酸进行混合化学处理，从而将风化煤中的钙、镁脱除并得到混酸料浆；混酸料浆经混酸流量计计量、料浆泵加压后定量送入管式反应器内，液氨经蒸发器汽化、涡街流量计计量后定量进入管式反应器，混酸料浆与气氨发生剧烈的中和反应，生成温度较高的聚合氨基酸、硫酸铵、磷酸铵、腐殖酸铵料浆，同时放出大量的热量并在管式反应器内产生背压，从而将制得的料浆喷入转鼓造粒机内。在配料工序，定量的风化煤、氯化钾、尿素、氯化铵、中微肥等固体物料经混合、粉碎后输送至转鼓造粒机内，粉状物料与从管式反应器喷入尚未固化的料浆进行混合，在转鼓造粒机的转动作用下团聚成粒，颗粒物料再经干燥、冷却、筛分、计量包装后得到有机-无机聚合氨基酸复合肥。造粒工序产生的尾气经文丘里洗涤器、喷淋塔二级洗涤后达标放空，干燥和冷却尾气经布袋收尘器、三级酸洗后达标放空。

2.4 挤压造粒法生产生物有机型聚合氨基酸复合肥

将定量的作物秸秆、蘑菇渣、尿素、牛羊粪计量后植入枯草芽孢杆菌(3 kg/t)和地衣芽孢杆菌(2 kg/t)，然后进行堆化发酵处理，发酵14 d左右进行低温干燥，得到生物有机肥；将定量的聚谷氨酸、磷酸一铵、尿素、氯化钾、硫酸锌、硼砂、硫酸镁进行混合，得到聚合氨基酸无机混合肥；将生物有机肥和聚合氨基酸无机混合肥按配方计量后送至混合机内搅拌混合，混合物料由皮带输送机输送至贮料仓中，采用圆盘喂料机将混合物料分配至辊压造粒机料仓内，通过辊压造粒机将物料挤压成片状，然后经棘轮破碎成不规则颗粒，再经筛分、计量包装后得到生物有机型聚合氨基酸复合肥；筛分下的余料返回配料岗位重新造粒。

3 聚合氨基酸复合肥的性能特点

3.1 提高化肥利用率，减轻环境污染

包膜控释肥、长效肥料存在的主要问题是其养分释放曲线与植物需肥曲线不完全吻合，植物生长初期效果不显著，尤其是不适用于生育期较短的作物。聚合氨基酸复合肥系列产品既可克服普通肥料养分失效过快、利用率低的问题，又解决了包膜控释肥、长效肥在施肥前期不能满足作物对养分需求的难题。

施用聚合氨基酸复合肥可保证农作物生育前期对养分的高效吸收利用，肥力更强劲，效果更明显，还能够显著提高土壤中硝态氮、速效磷、速效钾的含量，保证作物在整个生育期内正常生长，实现一次性施肥满足作物整个生长周期的营养所需；可以明显增加作物干物质的积累，同时还能促进叶片伸展和增加根茎的生物量，促进光合作用和养分的吸收转移，提高作物产量；明显提高氮、磷、钾的利用效率，减轻因施用化肥所引起的土壤和水系环境污染。

3.2 改良土壤

使用聚合氨基酸复合肥后，可改变土壤含盐量过高、碱性过强、土粒高度分散、土壤结构性差的问题，促进土壤团粒结构的形成；施用聚合氨基酸复合肥后，土壤容重明显下降，土壤总孔隙度和持水量相应增加，有助于提高土壤保水和保肥的能力，从而为植物根系生长发育创造良好的条件。

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组成部分，对土壤有机质和无机质的转化、营养元素的循环以及酶的形成均有重要影响。国内外大量研究资料证实，施用氨基酸可使好气细菌、放线菌、纤维分解菌的数量增加，有利于有机物的转化，促进营养元素的释放。因此，施用聚合氨基酸复合肥能提高土壤微生物和酶的活性，增加土壤微生物的数量。