CN101177356A - 用稻草制浆造纸的废弃物制造复合颗粒肥的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用稻草制浆造纸的废液和固体废渣制造缓释放氮与有效硅复合颗粒肥的方法，是用亚硫酸铵和尿素蒸煮稻草制取低硬度纸浆，蒸煮结束后提取固形物含量＞10％的废液，在通入氧气，0.8～1.2MPa、90～110℃下反应80～100min，使废液的有机氮含量由1％～2％提高到4％～8％；将氧化氨解的废液浓缩，使其浓度由10％提高到35％～45％。将其与经过粉碎和干燥的草末、锅炉的灰渣和粉煤灰按25％～30％∶25％～30％∶40％～50％的重量比加料、混合均匀、造粒、干燥含水＜85％，灌袋包装而成。产品全氮含量3％～6％，有机氮含量1％～3％，有效硅含量为1％～5％；腐殖酸的含量为25％～40％。
Description
技术领域
本发明属于肥料制造领域，涉及造纸制浆废弃物用于制造复合型肥料。使用本方法可使稻草制浆造纸的废液和废渣等废弃物都得到充分利用，真正实现清洁生产。本发明还涉及到农业的土壤肥料的使用领域。
背景技术
利用稻草制浆造纸，稻草原料仅有不足40％转移到产品，成为纸张；原料的50％以上转移到废液之中。如果采用传统成熟的燃烧法回收制浆的化学药品和热能，由于废液的硅含量高，难于经济的回收。
稻草制浆废液中含有大量的木质素、半纤维素和纤维素的降解物等有机物，是形成土壤腐殖质的前体物质。此外稻草中的硅含量比较高，在制浆蒸煮过程中，硅元素大部分转移到废液之中。在传统的燃烧法处理废液过程中，硅是有害的元素。而水稻的生长对硅元素的需求又是很大，水稻是需硅肥最多的农作物之一。
在稻草蒸煮制浆前，一般都需要备料工序，将原料中的稻穗、稻壳、草叶等草末分离出来；备料分离的固体废渣大约占原料的10％～20％。草末的纤维素含量低，灰分(主要成分为硅)含量高，同时含有大量尘土，难于利用，一般采用填埋处理。制浆造纸的生产过程需要大量的电能和热能，一般造纸厂均配有动力锅炉；燃煤的动力锅炉会产生大量的灰渣和粉煤灰，这部分固体废物一般也都废弃，采用填埋处理。
水稻在我国分布广，种植面积比较大；北至黑龙江，南到海南岛均有水稻种植。水稻在生长过程中需要大量的氮、磷、钾和硅肥。日本、泰国、韩国、朝鲜等水稻种植面积比较大的国家都已经将硅肥作为水稻生长的第四大主要肥料。利用稻草制浆造纸，主要需要的是稻草中的纤维素和半纤维素，氮、磷、钾、硅等元素基本都在制浆过程中转移到废液中。
水稻种植过程施用的无机氮肥，一般都是速效氮肥，即在施肥后的7～10天内氮肥的大约30％被水稻吸收，其余70％未被吸收的氮肥，随地下水或地表径流流失，既浪费了肥料又对环境造成富营养化污染。将速效无机氮肥，通过氧化氨解转化成有机的氮肥后，这些有机氮肥一般在水中不溶，施肥后不会很快随地下水或地表径流流失，而是经过微生物把有机物分解后逐渐的释放出来供水稻长期使用，其氮肥的有效利用率可以达到70％左右。
本发明是利用亚硫酸铵和尿素(化肥)制浆，蒸煮结束后，转移到产品纸中的只是纤维素和半纤维素，化肥中的氮元素等均保留在制浆废液中。
发明内容
针对现有技术无法对造纸废料、灰渣和粉煤灰的有效综合利用，本发明的目的是提供一种利用稻草制浆的废液和固体废渣用于制缓释放氮与有效硅复合颗粒肥的技术。该技术使稻草制浆造纸厂的全部资源都得到充分利用。属于资源充分利用，清洁生产，不仅解决了稻草制浆的污染问题，而且使稻草制浆的固体废弃物和液体废弃物能够物尽其用，达到最优化的利用效果。
本发明的技术方案是：利用亚硫酸铵和尿素(化肥)制浆，蒸煮结束后，转移到产品纸中的只是纤维素和半纤维素，化肥中的氮元素等均保留在制浆废液中，将其加压氧化以提高有机氮的含量，经浓缩后与粉碎后的草末、粉煤灰等混合造粒成缓释放氮与硅的复合肥。
本发明的工艺过程包括以下步骤：
(1)稻草原料利用亚硫酸铵和尿素(化肥)制浆，蒸煮结束后，不经稀释，直接提取废液，废液的固形物含量＞10％，全氮含量12％～18％，铵氮含量12％～17％，有机氮含量1％～2％。
(2)将制浆废液放入反应釜中，进行氧化氨解反应：通入氧气，压力为0.8～1.2Mpa，优选1.0MPa；温度为90～110℃，优选100℃；反应时间为80～100min，优选90min。通过氧化氨解反应使废液的有机氮含量由1～2％提高到4～8％
(3)将氧化氨解的废液蒸发浓缩，使其浓度由10％提高到35～45％。以使用多效蒸发器(四或五效)为好。
(4)将稻草备料的固体废物——草末，使用粉碎机进一步粉碎为能过20～40目筛的粉末，干燥至90％以上的干度。以使用锅炉的烟道气干燥为有利。
(5)把动力锅炉的灰渣、粉煤灰等，将其粉碎至过40～60目筛，并干燥至90％以上的干度。
(6)把动力锅炉灰渣∶草末∶废液(以绝干固形物计)按照(40～50％)∶(25～30％)∶(25～30％)的比例，在搅拌机中混合均匀。
(7)使用造粒机将上述混合物挤出造粒，制备为缓释放氮与硅的复合肥。该肥料的全氮含量3％～6％，有机氮含量1％～3％，有效硅含量为1％～5％；腐殖酸的含量为25％～40％。
(8)将上述缓释放氮与硅的复合肥进行干燥，使其含水＜85％后，灌袋包装。
本发明所具有的突出优点是：(1)稻草制浆造纸厂的全部资源性废料-制浆废液、草末与草灰、锅炉灰渣与粉煤灰-都得到充分利用。属于资源充分利用，清洁生产，不仅解决了稻草制浆的污染问题，而且使稻草制浆的固体废弃物和液体废弃物能够物尽其用，达到最优化的利用效果。(2)水稻的生长对硅元素的需求又是很大，水稻是需硅肥最多的农作物之一。本发明的这种颗粒复合肥不仅提供有效的硅肥，而含氮肥为有机氮肥，不溶于水，施肥后经过微生物作用而将其逐渐释放出来供水稻长期使用，其氮肥的有效利用率可以达到70％左右。
具体实施方式
实施例1
(1)稻草原料用亚硫酸铵和尿素制浆，蒸煮结束后，用双螺旋挤浆机提取废液，废液的固形物含量为12.5％。
(2)将制浆废液注入反应釜，通入氧气，压力为1.0Mpa；升温到100℃；反应时间90min。通过氧化氨解反应使废液的有机氮含量由1.2％提高到4.8％
(3)使用5效蒸发器将氧化氨解的废液浓度由12.5％提高到38％。
(4)将稻草备料的草末，使用粉碎机粉碎，通过30目筛，使用锅炉的烟道气干燥至90％的干度。
(5)把动力锅炉的灰渣、粉煤灰，使用球磨机粉碎，过40目筛，干燥至90％的干度。
(6)把动力锅炉灰渣∶草末∶废液(以绝干固形物计)按照45∶25∶30的比例，在搅拌机中混合均匀。
(7)使用造粒机将上述混合物挤出造粒，制备为缓释放氮与有效硅复合颗粒肥。该肥料的全氮含量5.1％，有机氮含量2.8％，有效硅含量为3.6％；腐殖酸的含量为36.42％。
(8)将上述缓释放氮与硅的复合肥进行干燥，使其含水＜85％后，灌袋包装。
实施例2
(1)稻草原料用亚硫酸铵和尿素制浆，蒸煮结束后，用双螺旋挤浆机提取废液，废液的固形物含量为13.1％。
(2)将制浆废液注入反应釜，通入氧气，压力为0.9Mpa；升温到105℃；反应时间85min。通过氧化氨解反应使废液的有机氮含量由1.2％提高到4.5％
(3)使用5效蒸发器将氧化氨解的废液浓度由13.1％提高到40％。
(4)将稻草备料的草末，使用粉碎机粉碎，通过30目筛，使用锅炉的烟道气干燥至90％的干度。
(5)把动力锅炉的灰渣、粉煤灰，使用球磨机粉碎，过40目筛，干燥至90％的干度。
(6)把动力锅炉灰渣∶草末∶废液(以绝干固形物计)按照48∶27∶25的比例，在搅拌机中混合均匀。
(7)使用造粒机将上述混合物挤出造粒，制备为缓释放氮与有效硅复合颗粒肥。该肥料的全氮含量4.6％，有机氮含量2.1％，有效硅含量为3.8％；腐殖酸的含量为34.06％。
(8)将上述缓释放氮与硅的复合肥进行干燥，使其含水＜85％后，灌袋包装。
实施例3
(1)稻草原料用亚硫酸铵和尿素制浆，蒸煮结束后，用双螺旋挤浆机提取废液，废液的固形物含量为11.4％。
(2)将制浆废液注入反应釜，通入氧气，压力为1.1Mpa；升温到95℃；反应时间100min。通过氧化氨解反应使废液的有机氮含量由1.2％提高到4.6％
(3)使用5效蒸发器将氧化氨解的废液浓度由11.4％提高到38％。
(4)将稻草备料的草末，使用粉碎机粉碎，通过30目筛，使用锅炉的烟道气干燥至90％的干度。
(5)把动力锅炉的灰渣、粉煤灰，使用球磨机粉碎，过40目筛，干燥至90％的干度。
(6)把动力锅炉灰渣∶草末∶废液(以绝干固形物计)按照42∶28∶30的比例，在搅拌机中混合均匀。
(7)使用造粒机将上述混合物挤出造粒，制备为缓释放氮与有效硅复合颗粒肥。该肥料的全氮含量4.1％，有机氮含量1.8％，有效硅含量为3.2％；腐殖酸的含量为32.54％。
(8)将上述缓释放氮与硅的复合肥进行干燥，使其含水＜85％后，灌袋包装。
Claims (5)
1.一种复合肥的制造方法，其特征在于利用稻草制浆造纸的废液和固体废渣制造缓释放氮与有效硅复合颗粒肥的方法；工艺包括如下步骤：
(1)用亚硫酸铵和尿素蒸煮稻草制取低硬度纸浆；蒸煮结束后，提取固形物含量＞10％废液，废液的全氮含量12％～18％；
(2)制浆废液通过氧化氨解反应：将制浆废液放入反应釜中，通入氧气，在0.8～1.2Mpa、90～110℃下反应80～100min，使废液的有机氮含量由1～2％提高到4～8％；
(3)将氧化氨解的废液浓缩，使其浓度由10％提高到35～45％；
(4)将稻草备料的草末粉碎至通过20～40目筛，并干燥至90％以上的干度；
(5)把动力锅炉的灰渣、粉煤灰粉碎，过40～60目筛，并干燥至90％以上的干度；
(6)按如下重量比例：
粉碎的动力锅炉灰渣 40～50％
粉碎的草末 25～30％
以固形物计废液 25～30％
进行混合均匀；
(7)将上述混合物用造粒机制备为缓释放氮与有效硅的复合颗粒肥。该肥料的全氮含量12～18％，有机氮含量4～8％，有效硅含量为1～5％；
(8)干燥使复合颗粒肥成品的含水＜85％，灌袋包装。
2.根据权利要求1所述复合肥的制造方法，其特征在于在(2)制浆废液通过氧化氨解反应中通入氧气，压力为1.0Mpa。
3.根据权利要求1所述复合肥的制造方法，其特征在于在(2)制浆废液通过氧化氨解反应中反应温度为100℃。
4.根据权利要求1所述复合肥的制造方法，其特征在于在(2)制浆废液通过氧化氨解反应中反应时间为90min。
5.根据权利要求1所述复合肥的制造方法，其特征在于在(3)将氧化氨解的废液浓缩步骤中使用多效蒸发器进行浓缩。
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