CN100387554C - 利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种植物秸秆灰渣多元素肥料的制造方法，方法所使用的设备简单、投资少、生产成本低，生产的秸秆灰渣多元素肥料可以提供给植物P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Mo等多种养分。肥料所含养分的植物有效性高，不易被土壤固定，易于被植物吸收利用。该方法以植物秸秆燃烧、裂解、气化后形成的灰渣为主要原料，加入无机废酸溶液、农用有机酸和/或堆制反应能产生有机酸的有机固体废弃物使原料pH值下降至6.0～7.5，堆制发酵反应1～10天，干燥粉碎成产品或粉碎后加入3～10%的黏结剂，造粒成成品肥料。该技术尤其适用于秸秆发电过程中产生的灰渣农肥化处理和商品化加工。

Description

利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法

技术领域

本发明涉及一种利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法，尤其适用于秸秆发电过程中通过燃烧、热解、气化等产生的灰渣处置，属于农业环境保护领域中的固体废弃物农肥处理与利用技术。

背景技术

植物秸秆中含有C、H、S等可燃元素，可以直接燃烧或通过热解、气化后间接燃烧。1kg秸秆其热值一般在18～21MJ，相当于0.61-0.72kg标准煤。我国是地域辽阔，秸秆资源十分丰富，2001年我国稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类、油料、棉花、甘蔗等八大类主要农作物秸秆总产量达到59648.1万吨，折标煤量30047万吨。

秸秆的传统利用方式主要是作为农村居民燃料、动物饲料或直接还田。近年来，随着农村经济发展和农民收入增加以及煤、油、气等商品能源的普及，主要作为燃料的农作物秸秆已经成为废弃物或占用一定农田常年堆积，或就地焚烧，不仅浪费了大量资源、也严重污染环境。

秸秆发电是一种秸秆资源化利用的新途径。目前，在西方发达国家如美国、欧洲、日本等被广泛采用，我国从90年代开始也相继建立了规模不等的秸秆发电厂，如广东和广西两省共有小型发电机组300余台，总装置容量800Mw。根据我国新能源和再生能源发展纲要提出的目标，至2010年我国生物质能发电装机容量要超过300万kw。

不论是作为农村居民生活燃料或用于工厂化发电，秸秆热解、气化、燃烧过程中都会产生3-20％灰渣。秸秆灰渣含有P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu等多种植物必需元素营养元素以及Si、Se等多种有益元素，大量研究表明，施用草木灰对很多作物显著的增产效果，在我国传统农业中草木灰是一种重要的肥源。秸秆灰渣中，植物必需元素和有益元素的生物有效性普遍较低。发明人曾测定了稻草、小麦这两种主要农作物秸秆在300℃(相当于出现明火燃烧)、550℃(家庭小炉灶燃烧)、800℃(生物质锅炉燃烧)处理下灰渣的pH及其全钾、有效钾、速效钾和全磷、有效磷、速效磷的含量，结果见表1。

表1两种不同秸秆灰渣的pH及磷、钾含量比较

从表1可以看出，两种秸秆灰渣都呈强碱性，有效磷一般只占全鳞30-70％，有效钾只占全钾的30-50％。显然，作为肥料使用时，相当一部分养分不能被植物吸收利用。而秸秆灰渣碱性强，在碱性土壤中利用率更低。

另外，有大量研究表明，Ca、Fe、Zn等中微量元素在灰分的碱性条件下，植物有效性极低。

由于不同种类秸秆和不同温度燃烧的草木灰养分形态差别大，且多成无效态，如不加处理直接施用，一则不能充分发挥其肥效，二则可能造成对作物不良影响。

中国专利公开号CN1189481A公开了一种利用草木灰、粪灰等制取高钾钙农用肥料的方法。它是将草木灰、粪灰、石灰粪、工业用盐、硫酸钾、氯化钾、尿液，通过搅拌、研磨、过筛后制得。其缺点是制得的肥料成盐度高、碱性强，灰渣中的大部分元素(如：P、Si、Fe、Zn、Cu、Mn、Mo等)处于固定状态不易被作物吸收利用，尤其不适用在碱性土壤中使用。

发明内容

本发明针对秸秆灰渣直接施用及现有技术加工产生的植物营养元素有效性低的缺陷，提供一种利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法，该方法生产的肥料植物营养元素的有效性高、不易被土壤固定失效、适宜各类土壤施用，且制备过程操作简单，易于推广。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：

一种利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法，其特征是：

该方法以植物秸秆灰渣为主要原料，加入工业废酸液、农用有机酸和/或堆制反应能产生有机酸的有机固体废弃物，余量为水，控制物料pH值在6.0～7.5，物料湿度控制在30～40％；

将上述物料搅拌均匀后堆制反应1～10天后，干燥粉碎，得粉状肥料；

该粉状肥料直接包装，或添加其重量0.003～0.1倍的黏结剂造粒后包装。

其中，将70～80份的植物秸秆灰渣、1～15份废酸液和5～29份水三种组分混合后充分搅拌均匀，密封堆制反应1～3天后可制得中性多元素肥料。

其中，将60～70份秸秆灰渣，5～30份农用有机酸或堆制反应能产生有机酸的有机固体废弃物和0～35份水，将上述三种组分混合后充分搅拌均匀，密封堆制反应2～10天后制得螯合多元素肥料。

所述的堆制反应能产生有机酸的有机固体废弃物为畜禽粪便、城市污泥、生活垃圾或工业有机废渣中一种或几种。

所述的工业有机废渣为各种抗生素、酶制剂、酒精、柠檬酸、糠醛、味精、制糖或中草药制剂工业生产中排出的废渣中一种或几种。

所述的农用有机酸是指农用氨基酸和农用腐殖酸。

所述的植物秸秆灰渣指农作物秸秆、林木或农林加工下脚料经燃烧、裂解、气化形成的灰渣。

所述工业废酸液指化工工业、酿造工业或食品加工业产生的废硫酸、废磷酸、废硝酸、废醋酸、废苹果酸或废柠檬酸以及这些行业产生的含多种酸性成分的废液中的一种或几种。

所述黏结剂为凹凸棒土、改性淀粉、骨胶或聚乙烯醇中一种或几种。

堆制反应在密封条件下进行。

本发明相比现有技术具有显著特点：

1、本发明通过添加无机酸使灰渣元素得到活化，或通过添加有机废弃物(如畜禽粪)进行沤制发酵产生有机酸或直接添加有机酸(如氨基酸、腐殖酸等)使灰渣中营养元素螯合态得到活化，因此本肥料的活性强，尤其是螯合态的形成，土壤不易固定，提高了灰渣中养分利用率。

2、通过有机酸或无机酸处理或通过加入有机废弃物沤制发酵产酸，使灰渣pH下降至中性，因此制得的肥料适用于各类土壤。

3、田间试验表明，本发明技术生产的灰渣肥料比普通的秸秆灰渣在每亩用量为150kg条件下，辣椒、番茄、萝卜、油菜等作物增产10～20％。

4、本发明还通过添加黏结剂，对灰渣肥料进行造粒加工，便于包装运输和施用，尤其适用于秸秆发电产生的大量灰渣的农肥化和商品化。

5、本发明所使用的原料均为工农业废弃物，并且加工过程无废物产生，因此是一种化废为宝，实现废弃资源再利用的环境友好技术。

附图说明

图1为本发明的生产流程图。

具体实施方式

实施例1

取秸秆灰渣700kg、废硫酸(浓度为70-80％)40kg和水300kg，先将硫酸溶解在水中制得稀酸溶液，再在搅拌过程中徐徐加入稀酸溶液，物料最终含水量控制在30％，pH值为约为7.0。搅拌均匀后，放入混凝土池或其它反应容器内加盖密封1天，1天后取出干燥，粉碎，加入25kg的改性淀粉，进行园盘造粒，再包装即可。

实施例2

取秸秆灰渣600kg，加入柠檬酸渣300kg，用水补充至物料含水量为40％左右。用搅拌机充分搅拌均匀后，放入混凝土池内加盖密封10天。10天后取出干燥，粉碎，包装。

实施例3

取秸秆灰渣650kg，加入奶牛鲜粪250kg，用水补充至物料含水量为35％左右。用搅拌机充分搅拌均匀后，放入混凝土池内加盖密封7天。7天后取出干燥，粉碎，加入25kg的改性淀粉，进行挤压造粒后包装。

实施例4

取秸秆灰渣700kg，腐殖酸50kg，用水补充至物料含水量为33％左右。用搅拌机充分搅拌均匀后，得物料的pH值为约为6.8，放入混凝土池内加盖密封3天。3天后取出干燥，粉碎，加入30kg的骨胶，进行园盘造粒后包装。

实施例5

取秸秆灰渣800kg，加入农用氨基酸20kg，用水补充至物料含水量为36％左右。用搅拌机充分搅拌均匀后，得物料的pH值为约为7.3，放入混凝土池内加盖密封3天。3天后取出干燥，粉碎，加入35kg的骨胶，进行园盘造粒后包装。

实施例6

取秸秆灰渣600kg，加入糠醛渣300kg，用水补充至物料含水量为37％左右。用搅拌机充分搅拌均匀后，得物料的pH值为约为7.5，放入混凝土池内加盖密封6天。6天后取出干燥，粉碎，加入90kg的凹凸棒土，进行挤压造粒后包装。

实施例7

取秸秆灰渣600kg，加入柠檬酸渣150kg、猪鲜粪250kg，用水补充至物料含水量为38％左右。用搅拌机充分搅拌均匀后放入混凝土池内加盖密封8天。8天后取出干燥，粉碎，加入60kg的改性淀粉，进行挤压造粒后包装。

实施例8

取秸秆灰渣750kg，加入柠檬酸渣100kg和150kg腐殖酸，用水补充至物料含水量为35％左右，用搅拌机充分搅拌均匀后放入混凝土池内加盖密封6天。6天后取出干燥，粉碎，加入5kg的聚乙烯醇，进行挤压造粒后包装。

Claims (5)

1.一种利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法，其特征是：

取70～80份植物秸秆灰渣、1～15份废硫酸液和5～29份水，或取60～70份秸秆灰渣、5～30份农用有机酸、柠檬酸渣、糠醛渣或奶牛鲜粪和0～35份水，充分搅拌均匀，混匀的物料pH值控制在6.0～7.5，湿度控制在30～40％，然后堆制反应1～10天；

堆制结束后，产物经过干燥粉碎，得粉状多元素肥料；或产物干燥粉碎后，加入产物质量0.003～0.1倍的黏结剂，通过造粒，得颗粒多元素肥料。

2.根据权利要求1所述的利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法，其特征是所述农用有机酸是指农用氨基酸或农用腐殖酸。

3.根据权利要求1所述的利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法，其特征是所述的植物秸秆灰渣指农作物秸秆、林木或农林加工下脚料经燃烧、裂解、气化形成的灰渣。

4.根据权利要求1所述的利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法，其特征是堆制反应在密封条件下进行。

5.根据权利要求1所述的利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法，其特征是所述黏结剂为凹凸棒土、改性淀粉、骨胶或聚乙烯醇中一种或几种。