CN102180747B - 一种炭基复合肥料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炭基复合肥料的制备方法，采用有机无机复合工艺，通过无氧燃烧作物秸秆，进行高温热裂解，得到生物黑炭，将生物黑炭与无机化学肥料混合加热反应，形成有机无机复合物，吸收了无机复合肥和传统有机肥的长处，同时克服了两者各自的弊端。通过配比生物黑炭和生物焦油比例，调节复合作用强度，达到炭基复合肥料肥效缓速可控、土壤增碳、农业减排结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种炭基复合肥料的制备方法，属于肥料领域。
背景技术
炭基复合肥料技术是根据巴西亚马逊河流域一种黑色碳化土认识的，这种称为Terra Preta(TP)土壤是古人类刀耕火种形成的一种特殊的肥沃土壤，人们发现这种黑色碳化土是呈斑块状分布于强风化景观下的非常贫瘠的氧化土和老成土景观中，在TP表土层中，每千克有机碳中含有100-350g黑碳；在氧化土的表土层中，每千克有机碳中含有50-150g黑炭。在亚马逊河流域的高温高湿地区，通常土壤有机质分解十分强烈，但这种土壤的有机质在森林砍伐几个世纪后还能长期存在，专家通过分析认为这与土壤中大量的碳黑有关。
炭基复合肥料生产技术：利用我国农田秸秆等农业有机废弃物，通过裂解炭化工艺制成生物黑炭等系列产品，再将生物黑炭等系列产品与无机化学肥料进行有机无机复合生产的新型肥料；是利用生物黑炭具有独特的多孔结构，强大的表面能和超强的吸附性能，将生物黑炭作为无机肥料的载体和吸附剂，作物秸秆中温裂解产生的木醋液和生物焦油等作为粘合剂，依据测土配方施肥要求，配比营养元素(包括中肥、微肥)，通过特殊条件控制，进行物理化学反应，形成有机无机复合物，再通过蒸汽造粒，生产的系列产品；它要求作物大量营养元素N、P、K等符合国家复合肥质量标准的同时，通过配比生物黑炭和生物焦油比例，调节复合作用强度，肥效缓速可控，肥料的利用率高，炭基复合肥料中N肥利用率达到65％以上，按照土壤归还学说理论，通过秸秆炭化，使农作物矿质营养元素归还率达60％左右。通过炭基复合肥料的连续施用，能够使农田土壤理化指标随施肥年限增加不断改善，土壤碳会逐年增加，农作物产量和质量得到保证的环境友好型肥料。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种炭基复合肥料的制备方法，充分利用废弃物作物秸秆及制备出高效率的有机肥料，提高农作物的生长。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
炭基复合肥料的制备方法，包括以下步骤：
(1)生物黑炭黑制备：各种秸秆等生物质加入生物质气化炉内进行无氧高温热裂解，将炭化层温度控制在500℃左右，将生物质气化炉的可燃气出口处控制温度在200～300℃左右，收集木醋液、生物焦油；得到生物黑炭；
(2)炭基复合肥料生产：将生物质中无氧高温热裂解产生的木醋液、生物焦油作为粘合剂与生物黑炭、无机化学肥料、微量元素混合进行物理化学反应，反应温度160-180℃，气压6-7atm，时间10-20分钟，形成有机无机复合物，再通过蒸汽造粒，生产成品；各反应物料中生物黑炭占30-40％，无机化学肥料、微量元素用量依据测土配方施肥要求确定。
所述的反应温度180℃，气压7atm。
所述的无机化学肥料是氮、磷、钾肥料中的一种或多种，所述的微量元素是指包括锌、硒、硼肥中的一种或多种。
生物黑炭是有机碳下的混合物的统称，为纤维素、羰基、酸及其酸的衍生物、呋喃、吡喃、脱水糖、苯酚、烷基烃及其烯属烃类的衍生物成分复杂有机碳的混合物。
本发明的有益效果：
炭基复合肥料以纯天然且具有调节作物生长作用的生物黑炭为主要成份，辅以作物必需的氮、磷、钾三大营养元素外，肥料中还含有钙、镁、硫及铁、硼、钼、铜、钴等中微量元素，养份配比合理，肥力功效好，可以改良土壤，提高土壤有机质含量，减少土壤板结，给农作物更全面的营养，使庄稼活力充沛，颗粒饱满，产量增加。其在农业上的推广应用，既提高作物产量，增进作物品质，又能彻底扭转土壤养分入不敷出的局面，维系农田生态系统的养分平衡，增强农田生态系统的稳定度。同时，通过新型颗粒肥连年推广，生物黑炭在农田土壤中含量也随之增加，土壤吸肥保肥能力将逐渐增强，化肥的流失将逐步得到遏制，从而将大幅减轻化肥的面源污染，特别是可缓解因大量使用氮磷肥带来的环境压力；炭基复合肥料的大量使用，还可使土壤中障碍因子得到不断修复、土壤结构及理化性状得到不断改善，土壤缓冲性能逐渐增强，从而使土壤生产力和净化力得到显著提高，利于农作物持续增产和农产品的食用安全性，促进农业持续发展。
附图说明
图1为作物秸秆生物质气化炉结构示意图。
1、炉体 2、炉膛 3、进料口 4、集气接口 5、热电偶 6、出口摇杆 7、回流管 8、风门控 制9、出气口 10、入料摇杆
具体实施方式
炭基复合肥料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)生物黑炭黑制备：各种秸秆等生物质加入生物质气化炉内进行无氧高温热裂解，将炭化层温度控制在500℃左右，将生物质气化炉的可燃气出口处控制温度在200～300℃左右，收集木醋液、生物焦油；得到生物黑炭；
(2)炭基复合肥料生产：将生物质中无氧高温热裂解产生的木醋液、生物焦油作为粘合剂与生物黑炭、无机化学肥料、微量元素混合进行物理化学反应，反应温度180℃，气压7atm，时间10-20分钟，形成有机无机复合物，再通过蒸汽造粒，生产成品；各反应物料中生物黑炭占30-40％，无机化学肥料是氮、磷、钾肥料中的一种或多种，所述的微量元素是指包括锌、硒、硼肥中的一种或多种。无机化学肥料、微量元素用量依据测土配方施肥要求确定。
Claims (1)
1.一种炭基复合肥料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1） 生物黑炭制备：各种秸秆生物质加入生物质气化炉内进行无氧高温热裂解，将炭化层温度控制在500℃，将生物质气化炉的可燃气出口处控制温度在200～300℃，收集木醋液、生物焦油；得到生物黑炭；
（2） 炭基复合肥料生产：将生物质中无氧高温热裂解产生的木醋液、生物焦油作为粘合剂与生物黑炭、无机化学肥料、微量元素混合进行物理化学反应，反应温度160-180℃，气压6-7atm，时间10-20分钟，形成有机无机复合物，再通过蒸汽造粒，生产成品；各反应物料中生物黑炭占30-40%，无机化学肥料、微量元素用量依据测土配方施肥要求确定；
所述的无机化学肥料是氮、磷、钾肥料中的一种或多种，所述的微量元素是指包括锌、硒、硼中的一种或多种。
2、根据权利要求1所述的炭基复合肥料的制备方法，其特征在于，所述的生物黑炭是有机碳下的混合物的统称，为维生素、羰基、酸及其酸的衍生物、呋喃、吡喃、脱水糖、苯酚、烷基烃及其烯属烃类的衍生物成分复杂有机碳的混合物。
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