CN103804053A - 秸秆有机肥速酵釜及秸秆有机肥生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种秸秆有机肥速酵釜及秸秆有机肥生产工艺,其特点是:所述速酵釜有筒状的釜体(1),釜体(1)下面设有加热器。将玉米秸秆粉碎用水浸泡,连同其他辅料,送入釜中发酵,制成秸秆有机肥。其有益效果是:可为秸秆发酵补充热量,大幅缩短发酵时间,特别是采用太阳能储热设备以及秸秆发酵热量回收装置,节约大量燃料,保证了热量供应,降低了发酵成本,秋收后到春播前可连续发酵造肥,可望成为秸秆肥料的主要生产设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种农作物秸秆加工设备及使用方法,即一种秸秆有机肥速酵釜及秸秆有机肥生产工艺。
背景技术
农作物秸秆还田是近年推广的先进技术。目前,秸秆还田的主要方法是把秸秆粉碎后撒埋在田间。这种方法对于增加土壤腐殖质,提高粮食产量具有明显的作用。可是,由于秸秆在田间的分解时间较长,对田间卫生和耕作都具有负面的影响。以北方农区的玉米秸秆为例,由于冬季寒冷,秋收时撒在田间的秸秆冬季不能分解,春季回暖后在土壤水分比较充足的情况下,需要三个月左右才能完全分解。在此期间进行的播种和中耕,都会因秸秆的影响而降低作业质量。为了解决这个问题,农民把秸秆粉碎后堆放发酵,再于播种时撒放到田间。可是,这种堆放发酵的过程用时较长,在春播前往往不能完成发酵过程,只能隔年使用,加之占用场地大,用工成本高,难以普及推广。最近,人们采用生物发酵菌剂,大大缩短了秸秆的发酵时间,一般可在15—20天内完成发酵。可是,秸秆发酵需要较高的温度,发酵中后期秸秆自身放热能够满足需求,但在发酵初期,则必须补充热量。由于秸秆数量巨大,加之没有适用的设备,补充热量需要大量的燃料,提高了发酵的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种周期短、成本低的秸秆有机肥生产设备及使用方法。
上述目的是由以下技术方案实现的:研制一种秸秆有机肥速酵釜,其特点是:所述速酵釜是一种筒状的釜体,釜体下面设有加热器。
所述釜体是由多块可拆卸的壁板对接而成,周围设有保温层,釜体的上面设有保温盖,下面设有釜底,釜底上面四周设有环状插套,插套与釜体外围相配合。釜底下面的加热器设有火塘,火塘下面设有炉排,炉排下面有灰塘。
所述火塘与釜底之间设有可装水的水腔,水腔上面的釜底上设有多个气孔。
所述釜体设在地下,釜底下面埋设输热管,输热管通过多个气孔与釜体内部空间相通,输热管的另一端与地面上的锅炉相连接。
所述加热器是一种设在地下的太阳能储热池,太阳能储热池周围装有保温层,储热池里面装有水,并安装有散热管,散热管的两端与地面上的太阳能集热器相连。
所述太阳能储热池设在釜体的下面,太阳能储热池和釜体里面均设有导热管,导热管构成循环回路。
所述导热管上设有微型电泵。
所述釜体的保温盖上面装有水箱,水箱里面安装有多支竖立的热管,热管的下端设有隔热头,隔热头插入保温盖的插孔内,热管中部设有与插孔密封配合的密封环,水箱设有进水管和出水管。
所述秸秆有机肥速酵釜的使用方法是:将玉米秸秆粉碎成0.4—0.7厘米的颗粒,用水浸泡至含水量58—62%。每吨玉米秸秆加入速腐剂1.65—2.1公斤、尿素6.2—8.0公斤、鸡粪13—15公斤、301催腐剂2.4—2.6公斤、HEM菌剂1.2—1.4公斤、酵母菌1.5—1.7公斤、玉米面4.2—4.4公斤,加水48—52公斤充分搅拌后放入釜体中,盖上釜盖,在釜体下面持续加热,物料中央至少达到75℃的温度,外围温度在25℃以上,调节湿度大于65%。两天以后发出腐臭味道时翻堆,让表面未腐熟好的秸秆进入内部继续腐熟,秸秆成柔软的黑色或黑褐色状时腐熟完毕,腐熟的肥料在温度70°以下烘干至湿度9—11%,烘干好的肥料按照再按照腐熟秸秆:过80目以上筛的褐煤腐殖酸:水=100:15:4的比例,混入褐煤腐殖酸和水,送入颗粒机造粒装袋包装。
所述秸秆有机肥速酵釜的使用方法是:将玉米秸秆粉碎成0.4—0.7厘米的颗粒,用水浸泡至含水量58—62%,每吨玉米秸秆加入人粪尿18—20公斤或沼气醪液10—12公斤,牛粪或羊粪18—20公斤,尿素6.2—8公斤,酒糟6—8公斤,加水30—40公斤充分搅拌后放入釜体中,盖上釜盖,在釜体下面持续加热,物料中央至少达到75℃的温度,外围温度在25℃以上,调节湿度大于65%,两天以后发出腐臭味道时翻堆,让表面未腐熟好的秸秆进入内部继续腐熟,秸秆成柔软的黑色或黑褐色状时腐熟完毕,将腐熟的秸秆烘干成湿度为9—11%的颗粒物,再按照腐熟秸秆:过80目以上筛的褐煤腐殖酸:水=100:15:4的比例,混入褐煤腐殖酸和水,送入颗粒机造粒装袋包装,即成为秸秆有机肥。
本发明的有益效果是:可为秸秆发酵补充热量,大幅缩短发酵时间,特别是采用太阳能储热设备以及秸秆发酵热量回收装置,节约大量燃料,保证了热量供应,降低了发酵成本,秋收后到春播前可连续发酵造肥,可望成为秸秆肥料的主要生产设备。
附图说明
图1是第一种实施例的主视图;
图2是第一种实施例的俯视图;
图3是第二种实施例的主视图;
图4是第三种实施例的主视图;
图5是第三种实施例的另一结构形式的俯视图;
图6是第四种实施例的主视图;
图7是第五种实施例的主视图;
图8是第五种实施例的俯视图。
图中可见:釜体1,保温层2,保温盖3,釜底4,气孔5,水腔6,火塘7,炉排8,灰塘9,插套10,锅炉11,输热管12,储热池13,储热管14,太阳能集热器15,真空保温层16,导热管17,微型电泵18,水箱19,热管20,隔热头21,密封环22,插孔23,进水管24,出水管25。
具体实施方式
本发明总的构思是采用可以加热的釜体,进行秸秆发酵。下面围绕这一构思结合附图介绍五种实施例:
第一种实施例:图1图2介绍了一种秸秆有机肥速酵釜,这种速酵釜有筒状的釜体1,釜体1可以由金属板制造,但为了降低成本,推荐采用水泥、再生塑料、土坯、砖瓦等材料制作,最好由多块可拆卸的弧状壁板对接。釜体1周围设有保温层2,上面设有可开关的保温盖3,保温层2和保温盖3可以用棉絮、杂草、苯板、聚氨酯泡沫等材料制作。釜体1的下面设有釜底4,釜底4上面设有环状插套10,釜体1插装在插套10里,更便于安装拆卸。釜底4的下面设有加热器,加热器的形式有多种,本例采用火炉式加热器,设有烧火的火塘7,火塘7下面设有炉排8,炉排8下面有灰塘9。为了防止局部过热,在火塘7的上面与釜底4之间设有装水的水腔6。釜底4上设有多个气孔5,火塘7点火后烧热水腔里面的水,形成的热气从气孔进入釜内,增加釜内温度。具体操作方式如下:
1、秸秆粉碎:以玉米秸秆为例,粉碎成长0.4—0.7厘米的颗粒,最好粉碎成0.5立方厘米左右大小的细碎块状。
2、秸秆吸水浸泡:将粉碎后的玉米秸秆放入带有搅拌装置的浸泡池中进行浸泡吸水,使秸秆的含水量达到58—62%。
3、添加助腐剂:每吨玉米秸秆用速腐剂1.65—2.1公斤、尿素6.2—8.0公斤、鸡粪13—15公斤、301催腐剂2.4—2.6公斤、HEM菌剂1.2—1.4公斤、酵母菌1.5—1.7公斤、玉米面4.2—4.4公斤,以48—52公斤水混合后与浸水的玉米秸秆颗粒充分搅拌。这里说用的速腐剂、301催腐剂以及HEM菌剂均为市售产品,实验中采用成都合成生物科技有限公司、河南省鹤壁市天阳生物科技有限公司、河北瑞莱特生物科技有限公司等企业生产的产品,均收到了良好的效果。
4、发酵:把上述物料放入釜体中,盖上釜盖,在釜体下面持续加热,物料中央温度达到75℃以上,外围温度在25℃以上,调节湿度在65%以上。两天以后发出腐臭味道时翻堆,让表面未腐熟好的秸秆进入内部继续腐熟,再发酵1—2天,物料成为黑色或黑褐色、轻捏即碎、能溶于水的软体块状物,即成为腐熟的秸秆有机肥。如果发现发酵不完全,可延续发酵1—2天,即可完成腐熟过程。
5、成型加工:将腐熟好的肥料进行烘干,烘干物料厚度在3公分左右,温度保持在70°左右,时间2小时。烘干后的肥料湿度为10%左右,一捏即碎,能溶于水。将烘干的肥料按照100:15:4的比例混入黑土和水,搅拌好后送入颗粒机里造粒,装袋包装。
经过大量实验证明:这种秸秆肥料,可直接溶入土壤,改善土壤结构,对田间卫生没有任何不良影响。据有关资料,每500公斤秸秆速腐肥的肥效相当15.2公斤尿素、24公斤过磷酸钙和5公斤硫酸钾。其有机质含量相当于350公斤棉饼。发酵过程中堆温高达75—110℃,能有效杀灭秸秆中的致病真菌、虫卵和杂草种子。能刺激作物生长,达到增产增收。凡施速腐剂堆肥的麦田,小麦生长格外旺盛,亩株数增加5万,千粒重增加2.3克。在果树、蔬菜、西瓜、烟草上施用可显著提高品质,减轻病害。能分解残留的农药,适于生产有机农产品,可大幅提高农产品附加值。
第二种实施例:图3介绍的还田秸秆速酵釜的主体是筒状的釜体,釜体下面设有加热器。与第一种实施例不同的是,这种釜体设在地下,即在地面向下开挖土坑,以土坑周围加设保温层,地面设置锅炉,通过输热管和釜底的气孔向釜内输送热气。与第一种实施例相比,这种速酵釜可利用自然沟壑土坑,适于农民自行建造使用,造价大幅降低。同时还可采用以下方法:将玉米秸秆粉碎成0.5—1.5厘米的颗粒,用水浸泡至含水量58—62%,每吨玉米秸秆加入人粪尿18—20公斤或沼气醪液10—12公斤,牛粪或羊粪18—20公斤,尿素6.2—8公斤,酒糟6—8公斤,上述物料加水30—40公斤搅拌后与秸秆充分混合,放入釜体中,盖上釜盖,在釜体下面持续加热,物料中央至少达到75℃的温度,外围温度在25℃以上,调节湿度大于65%,两天以后发出腐臭味道时翻堆,让表面未腐熟好的秸秆进入内部继续腐熟,秸秆成柔软的黑色或黑褐色腐熟完毕,将腐熟的秸秆烘干成湿度为9—11%的颗粒物,再按照腐熟秸秆:过80目以上筛的褐煤腐殖酸:水=100:15:4的比例混入褐煤腐殖酸和水,送入颗粒机造粒装袋包装,即成为秸秆有机肥,上述材料取材方便,成本更低,发酵时间5—7天。
第三种实施例:图4介绍的秸秆有机肥速酵釜的主体是筒状的釜体,釜体下面设有加热器。釜体是设在地下的土坑,以土坑周围加设保温层围成釜体。与第二种实施例不同的是,本例的加热器是一种设在地下的太阳能储热池13,太阳能储热池13里面装有水,并安装有散热管14,散热管14的两端与地面上的太阳能集热器15相连。釜体1可以设在储能池13的上面,通过釜底传递热量。也可以如图5所示,设在太阳能储热池13的周围,通过管路向釜体内输送热量。釜体里面也可以设置导热管17,把太阳能储热池13里面的热量转移到釜体里面。
这里的太阳能储热池13可设在地下2—5米处,长宽各7.2米,可装150方水,周围设有保温层。所用的太阳能集热器15有多种,可采用现有的双层真空玻璃管,也可以采用双层真空平板玻璃围成的嗮水箱等。据初步试验,在北纬38—40°的北方地区,建造一个容量150方的太阳能储能池,大约投入10000元,太阳能集热器造价10000元。从5月到10月六个月即可生产90℃的热水150吨,加之11月到第二年4月期间仍有3—4个月的时间太阳能集热器可以继续工作,太阳能储热池内的热水储存90天水温下降小于10℃。太阳能储热池上面的100立方米空间可建成发酵釜,可容纳秸秆颗粒35—40吨,发酵釜成本10000元,每个月生产6釜,10—12月即可腐熟秸秆颗粒630—720吨。按秸秆浸水前平均含水量30%、肥料烘干后含水量10%计算,加黑土造粒后可生产有机肥600—784吨,售价300元,扣除秸秆及辅料费用200元,人员工资30元,杂费20元,吨效益50元,可望当年收回投资,而肥料的改土增收效益更为可观。上述设备的使用寿命可达8—10年,远期效益更为显著。对于北纬38°以南地区,太阳能更加充裕,储热效率更高,生产时间更长,这种设备的经济效益将依次递增。
第四种实施例:如图6所示,在釜体1里面和太阳能储热池13里面分别设有导热管17,构成循环回路。在发酵初期,釜体内的温度低于太阳能储热池的温度,导热管17把热量从下向上导。当发酵中后期,秸秆分解放热,釜体内温度升高,物料中心的温度高达110℃,高于太阳能储热池的水温,导热管17把热量从上向下导,即可提高太阳能储热池的水温,延长生产时间。这种结构最好配备微型电泵18,通过强制循环使上下热量互补,节能效果更加显著。
第五种实施例:如图7图8所示,在釜体1的保温盖3上面安装一个水箱19,水箱19里面安装有多支竖立的热管20,热管20的下端设有石绵制成的隔热头21,隔热头21插入保温盖3的插孔23内,热管20中部设有与插孔23密封配合的密封环22,水箱19设有进水管24和出水管25。在秸秆物料发酵初期和中期,如图7所示,热管20提起处于高位,水箱19里面无水。当发酵快完成时,如图8所示,把热管20向下插入物料当中,热管20中部的密封环22与保温盖的插孔23密封,同时向水箱19充水。热管20是一种导热管件,种类很多,图在例举的是一种最简单的重力式热管,即在真空管内填充少量容易变相的导热液体,不受热时,液体处于管内下部,受热时液体迅速气化并且充满管内空间,即可把下面的热量迅速传到上部,这样就可以把物料中的热量传递到水箱19的水中,得到的热水可以用来补充太阳能储热池,也可以为下一步的烘干提供热源,还可以用来浸泡秸秆颗粒,使秸秆颗粒发酵初期就具有较高的温度,从而节约太阳能储热池内的热能。大量实验证明,回收秸秆发酵所产生的热量,可以使秸秆有机肥的制取作业一直延续到整个冬季,直到第二年春播之前都可以进行,对于秸秆有机肥的推广具有重要意义。
Claims (10)
1.一种秸秆有机肥速酵釜,其特征在于:所述速酵釜有筒状的釜体(1),釜体(1)下面设有加热器。
2.根据权利要求1所述的秸秆有机肥速酵釜,其特征在于:所述釜体(1)是由多块可拆卸的壁板对接而成,周围设有保温层(2),釜体(1)的上面设有保温盖(3),下面设有釜底(4),釜底(4)上面四周设有环状插套(10),插套(10)与釜体(1)外围相配合,所述加热器设在釜底(4)下面,加热器设有火塘(7),火塘(7)下面设有炉排(8),炉排(8)下面有灰塘(9)。
3.根据权利要求2所述的秸秆有机肥速酵釜,其特征在于:所述火塘(7)与釜底(4)之间设有可装水的水腔(6),水腔(6)上面的釜底(4)上设有多个气孔(5)。
4.根据权利要求1所述的秸秆有机肥速酵釜,其特征在于:所述釜体(1)设在地下,釜底(4)下面埋设输热管(12),输热管(12)通过多个气孔(5)与釜体(1)内部空间相通,输热管(12)的另一端与地面上的锅炉(11)相连接。
5.根据权利要求1所述的秸秆有机肥速酵釜,其特征在于:所述加热器是一种设在地下的太阳能储热池(13),太阳能储热池(13)周围装有保温层,太阳能储热池(13)里面装有水,并安装有散热管(14),散热管(14)的两端与地面上的太阳能集热器(15)相连。
6.根据权利要求5所述的秸秆有机肥速酵釜,其特征在于:所述太阳能储热池(13)设在釜体(1)的下面,太阳能储热池(13)和釜体(1)里面均设有导热管(17),导热管(17)构成循环回路。
7.根据权利要求6所述的秸秆有机肥速酵釜,其特征在于:所述导热管(17)上设有微型电泵(18)。
8.根据权利要求1所述的秸秆有机肥速酵釜,其特征在于:所述釜体(1)的保温盖(3)上面装有水箱(19),水箱里面安装有多支竖立的热管(20),热管的下端设有隔热头(21),隔热头插入保温盖的插孔(23)内,热管中部设有与插孔密封配合的密封环(22),水箱19设有进水管(24)和出水管(25)。
9.根据权利要求1所述的秸秆有机肥速酵釜,其特征在于:所述还田秸秆速酵釜生产秸秆发酵有机肥的工艺是:将玉米秸秆粉碎成0.4—0.7厘米的颗粒,用水浸泡至含水量58—62%,每吨玉米秸秆加入速腐剂1.65—2.1公斤、尿素6.2—8.0公斤、鸡粪13—15公斤、301催腐剂2.4—2.6公斤、HEM菌剂1.2—1.4公斤、酵母菌1.5—1.7公斤、玉米面4.2—4.4公斤,加水48—52公斤充分搅拌后放入釜体中,盖上釜盖,在釜体下面持续加热,物料中央至少达到75℃的温度,外围温度在25℃以上,调节湿度大于65%,两天以后发出腐臭味道时翻堆,让表面未腐熟好的秸秆进入内部继续腐熟,秸秆成柔软的黑色或黑褐色状时腐熟完毕,腐熟的肥料在温度70°以下烘干至湿度9—11%,烘干好的肥料按照腐熟秸秆:过80目以上筛的褐煤腐殖酸:水=100:15:4的比例,混入褐煤腐殖酸和水,送入颗粒机造粒装袋包装。
10.根据权利要求1所述的秸秆有机肥速酵釜,其特征在于:所述还田秸秆速酵釜生产秸秆发酵有机肥的工艺是:将玉米秸秆粉碎成0.4—0.7厘米的颗粒,用水浸泡至含水量58—62%,每吨玉米秸秆加入人粪尿18—20公斤或沼气醪液10—12公斤,牛粪或羊粪18—20公斤,尿素6.2—8公斤,酒糟6—8公斤,加水30—40公斤充分搅拌后放入釜体中,盖上釜盖,在釜体下面持续加热,物料中央至少达到75℃的温度,外围温度在25℃以上,调节湿度大于65%,两天以后发出腐臭味道时翻堆,让表面未腐熟好的秸秆进入内部继续腐熟,秸秆成柔软的黑色或黑褐色状时腐熟完毕,将腐熟的秸秆烘干成湿度为9—11%的颗粒物,再按照腐熟秸秆:过80目以上筛的褐煤腐殖酸:水=100:15:4的比例混入褐煤腐殖酸和水,送入颗粒机造粒装袋包装,即成为秸秆有机肥。
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