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脲甲醛缓释复合肥料制备工艺的研究

作　者: 魏婵
导　师: 张文辉；谷守玉
学　校: 郑州大学
专　业: 化学工艺
关键词: 缓释肥脲甲醛制备工艺母液循环氯化钾
分类号: TQ449.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

脲甲醛缓释肥是非常有潜力的缓／控释肥品种之一,然而在脲甲醛缓释肥的研究与应用上仍然存在着许多的空白与薄弱环节,工业化生产技术尚不成熟,仍然需要更深入的研究探讨。本研究通过单因素试验考察影响原料氮的转化率和产品活性指数AI值的各因素条件,得到适宜的脲甲醛缓释肥制备工艺,同时将母液多次循环,考察每次循环后氮的转化率与产品AI值的变化情况；在制备脲甲醛缓释氮肥的过程中加入氯化钾,研制缓释复合肥,研究氯化钾的加入阶段和加入量对脲甲醛缓释复合肥制备的影响结果表明：1.制备脲甲醛缓释肥的适宜的工艺参数为：尿素-甲醛的摩尔比n(U)/n(F)=1.4；羟甲基化反应阶段的反应时间t1=90min,反应温度T1=50℃,pHHl=8.0；亚甲基化反应阶段的反应时间t2=75min,反应温度T2=40℃,pH2=3.0；产品烘干温度为90℃C。在该条件下,氮的转化率为75.07%,产品AI值为53.16%。2.将母液循环使用5次,产品AI值从53.16%逐渐降至48.30%,但仍满足AOAC规定的标准即AI>40%；第一次母液循环氮的转化率即显著提高,虽然之后氮的转化率又有所下降,但母液的循环使用,减少了资源的浪费和废液的排放,具有经济意义和环保意义。3.KCl加入量相同时,反应结束时加入KCl得到的产品AI值最高,亚甲基化反应开始时加入KC1得到的产品AI值次之,羟甲基化反应开始时加入KCl得到的产品AI值最低；羟甲基化反应开始时加入KCl与亚甲基化反应开始时加入KCl,这两种情况下氮的转化率和产品钾含量几乎一致,反应结束时加入KCl其氮的转化率和产品钾含量均低于上述两种情况。KCl加入阶段相同时,产品AI值随KCl加入量的增加而减小；氮的转化率几乎不随KCl加入量的改变而改变；产品的钾含量随KCl加入量的增加而增加。添加KC1的试验规律表明,KCl不宜在脲甲醛缓释肥制备过程中加入

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
1 绪论  11-25
  1.1 选题背景及意义  11-16
    1.1.1 化肥与粮食安全  11-12
    1.1.2 化肥施用存在的问题  12-14
      1.1.2.1 化肥投入与收益不匹配  12
      1.1.2.2 化肥对土壤的影响  12-13
      1.1.2.3 化肥对水体的污染  13
      1.1.2.4 化肥对大气的破坏  13
      1.1.2.5 化肥对作物品质及食物链的影响  13-14
    1.1.3 解决化肥问题的途径  14-16
      1.1.3.1 农艺措施  14-15
      1.1.3.2 生物学途径  15
      1.1.3.3 肥料工艺措施  15-16
  1.2 缓/控释肥料综述  16-18
    1.2.1 缓/控释肥料的概念  16
    1.2.2 缓/控释肥料的类型  16-18
      1.2.2.1 物理型缓/控释肥  17
      1.2.2.2 化学型缓/控释肥  17-18
      1.2.2.3 物理化学型缓/控释肥  18
  1.3 脲甲醛缓释肥  18-23
    1.3.1 脲甲醛缓释肥简介  18-19
    1.3.2 脲甲醛缓释肥的生产工艺  19-20
    1.3.3 评价脲甲醛缓释肥料的参数—AI值  20
    1.3.4 脲甲醛缓释肥料的国内外研究现状  20-22
      1.3.4.1 国外研究现状  21
      1.3.4.2 国内研究现状  21-22
    1.3.5 我国脲甲醛缓释肥存在的问题及发展趋势  22-23
      1.3.5.1 我国脲甲醛缓释肥存在的问题  22-23
      1.3.5.2 我国脲甲醛缓释肥发展趋势  23
  1.4 研究内容  23-25
2 脲甲醛缓释肥制备工艺的研究  25-44
  2.1 合成原理  25
  2.2 工艺条件的选择  25-27
    2.2.1 尿素-甲醛的摩尔比(n(U)/n(F))  26
    2.2.2 反应时间  26
    2.2.3 反应温度  26
    2.2.4 pH值与酸碱试剂  26-27
    2.2.5 产品烘干温度  27
  2.3 试验部分  27-31
    2.3.1 脲甲醛缓释肥的制备  27-29
      2.3.1.1 主要仪器与试剂  27-28
      2.3.1.2 脲甲醛缓释肥的制备步骤  28-29
    2.3.2 产品分析  29-31
      2.3.2.1 主要仪器与试剂  29
      2.3.2.2 产品分析步骤  29-31
  2.4 结果与讨论  31-42
    2.4.1 尿素-甲醛的摩尔比(n(U)/n(F))  31-33
    2.4.2 羟甲基化反应阶段的反应时间t_1  33-34
    2.4.3 亚甲基化反应阶段的反应时间t_2  34-36
    2.4.4 羟甲基化反应阶段的温度T_1  36-37
    2.4.5 亚甲基化反应阶段的温度T_2  37-39
    2.4.6 羟甲基化反应阶段的pH_1值  39-40
    2.4.7 亚甲基化反应阶段的pH_2值  40-42
    2.4.8 产品烘干温度  42
  2.5 本章小结  42-44
3 母液循环研究  44-49
  3.1 主要仪器与试剂  44-45
  3.2 试验部分  45-47
    3.2.1 制备脲甲醛缓释肥  45
    3.2.2 母液中残留氮的测定  45-46
    3.2.3 母液中总甲醛的测定  46-47
    3.2.4 产品分析  47
  3.3 结果与讨论  47-48
    3.3.1 试验结果  47-48
    3.3.2 分析与讨论  48
  3.4 本章小结  48-49
4 氯化钾对脲甲醛缓释肥制备的影响  49-58
  4.1 主要仪器与试剂  49-50
  4.2 试验部分  50-51
    4.2.1 制备脲甲醛缓释复合钾肥  50-51
      4.2.1.1 工艺条件的选择  50
      4.2.1.2 制备步骤  50-51
    4.2.2 产品分析  51
      4.2.2.1 氮的转化率与产品AI值  51
      4.2.2.2 钾含量测定  51
  4.3 结果与讨论  51-56
    4.3.1 试验结果  51-53
    4.3.2 分析与讨论  53-56
  4.4 本章小结  56-58
5 结论  58-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
个人简历与硕士期间发表的学术论文  64

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