CN105347998A - 以生物酶预处理的碱法玉米秸秆制浆提取的黑液生产有机-无机混合肥的方法 - Google Patents

Abstract

以生物酶预处理的碱法玉米秸秆制浆提取的黑液生产有机-无机混合肥，本发明肥料生产领域。该方法包括生物酶预处理玉米秸秆后黑液的提取、预处理后碱法玉米秸秆浆黑液的提取和有机-无机混合肥的生产，其中，生物酶预处理玉米秸秆后黑液的提取包括：湿法备料、生物酶预处理、玉米秸秆挤压处理产生黑液、黑液至黑液贮存槽；碱法玉米秸秆浆黑液的提取包括：预处理后玉米秸秆的碱法蒸煮、挤浆机挤压后的黑液、粗浆筛选、四台洗浆机串联逆流洗涤粗浆提取黑液、黑液至黑液贮存槽；有机-无机混合肥生产线包括：在黑液贮存槽混合后的黑液经黑液过滤机、蒸发站浓缩、喷浆造粒机、热冷筛分系统、有机-无机混合肥成品包装。本发明变废为宝，生产的肥料富含生物菌剂，能促进植物抗病、高产。

Description

以生物酶预处理的碱法玉米秸秆制浆提取的黑液生产有机-无机混合肥的方法

技术领域

本发明属于肥料生产领域，特别涉及一种以生物酶预处理的碱法玉米秸秆制浆提取的黑液生产有机-无机混合肥的方法。

背景技术

目前的造纸厂普遍使用化学药品溶出、脱除木素的反应过程进行蒸煮，一般的化学法制浆，不但要用到各种化学药品，而且成本高、能耗大。而采用生物酶降解木素，对玉米秸秆进行预处理，方法简单，对环境无污染，将玉米秸秆的木素降解成低分子木素，增加了木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。预处理后的玉米秸秆再利用碱法制浆抄造本色生活用纸。在采用生物酶预处理过程中会产生黑液，以及玉米秸秆预处理后进行碱法蒸煮后洗涤产生的黑液，常规的是将这些黑液经过黑液过滤机过滤后，依次进入碱回收的蒸发段、燃烧段、苛化段回收碱，整个碱回收运行成本较高。目前还没有发现以生物酶预处理的碱法玉米秸秆制浆提取的黑液生产有机-无机混合肥的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种以生物酶预处理+碱法玉米秸秆制浆提取黑液生产有机-无机混合肥的方法。该方法是在使用生物酶预处理+碱法制浆生产本色生活用纸的过程中，在采用生物酶预处理技术后，经过单螺旋浆机挤出的黑液，以及将预处理后的玉米秸秆蒸煮所得粗浆洗涤后产生的稀黑液。在黑液贮存槽混合后一起经过黑液过滤机过滤后输送进入碱回收的蒸发工段，经过蒸发段的七体五效蒸发器进行蒸发浓缩成浓黑液。然后将浓黑液通过喷浆造粒技术、热冷筛分系统最终生产出具有高活性的有机-无机混合肥。

本发明的目的按下述技术方案实现的：一种以生物酶预处理的碱法玉米秸秆制浆提取的黑液生产有机-无机混合肥的方法。主要包括生物酶预处理玉米秸秆后黑液的提取、预处理后碱法玉米秸秆浆黑液的提取和有机-无机混合肥的生产。其中，生物酶预处理玉米秸秆后黑液的提取包括：湿法备料、生物酶预处理、玉米秸秆挤压处理产生黑液、黑液至黑液贮存槽；碱法玉米秸秆浆黑液的提取包括：预处理后玉米秸秆的碱法蒸煮、挤浆机挤压后的黑液、粗浆筛选、四台洗浆机串联逆流洗涤粗浆提取黑液、黑液至黑液贮存槽；有机-无机混合肥生产包括：在黑液贮存槽混合后的黑液经黑液过滤机、蒸发站浓缩、喷浆造粒机、热冷筛分系统、有机-无机混合肥成品包装。

生物酶预处理玉米秸秆后黑液提取的工艺参数为：

生物酶用量：3.5%（以玉米秸秆绝干量为基准）；

生物酶预处理温度：50℃；

玉米秸秆干度：18-20%；

生物酶预处理时间：55h(玉米秸秆与生物酶进行反应温度达到55℃开始计时)，条件：8≤PH≤10；T=55-57℃；

提取黑液温度：80℃；

提取黑液浓度：8-10%；

预处理后碱法玉米秸秆浆黑液提取的工艺参数为：

装锅量：6500±100公斤/球（绝干量计）；

蒸煮用碱量：9.5%；

蒸煮压力：0.65MPa；

液比：1:3.5-4.0；

入球药液浓度：65±2g/l；

药液温度：≥80℃；

蒸煮时间：3.5小时；

粗浆硬度：k=18-22（高锰酸钾值）；

提取黑液浓度：8-10%；

提取黑液温度：80℃。

上述条件下有机-无机混合肥生产的工艺参数为：

蒸发浓缩后黑液浓度：45%；

蒸发浓缩后黑液温度：60℃；

造粒机机头温度：400-500℃；

造粒机机尾温度：100-110℃；

喷浆压力：0.25-0.45MPa；

产品粒度（1.00-4.75mm或3.35mm-5.6mm）:≥70%；

有机质的质量分数：

≥20%（Ⅰ型），≥15%（Ⅱ型），≥8%（Ⅲ型）；

总养分的质量分数：

≥15%（Ⅰ型），≥25%（Ⅱ型），≥30%（Ⅲ型）；

水分的质量分数：≤12%（I型），≤12%（Ⅱ型），≤8%（Ⅲ型）；

酸碱度：PH=3.0-8.0；

氯离子的质量分数≤3.0。

本发明具有如下显著效果：

1．以农作物玉米秸秆为原料，采用生物降解技术提取有机质，生产的有机-无机混合肥，活性有机质高（达65%以上，其中腐殖酸含量高达30~35%），能够被土壤微生物分解利用，大大改善土壤的物理性质。本方法生产的肥料可提高氮磷钾的吸收率，吸收率提高约30-50%左右；富含生物菌剂，起到固氮、解磷、解钾的功效。

2．有机-无机混合肥生产采用喷浆造粒技术，颗粒小，水分少，硬度大，可机播，全水溶性、高活性，能促进植物抗病、高产，施肥后的植物具有绿色植物的优势。

3．本发明使废弃的黑液变废为宝，减少废液排放，大大降低污水处理费用。无需进行常规的碱回收，降低运行成本。

4．由于玉米秸秆的大量使用，将秸秆变废为宝，解决了玉米秸秆处理的后顾之忧，而且增加了农民的收入，同时还解决了造纸原料不足的问题。

5.本发明的实施开辟了新的肥料生产领域，将对环境改善、企业发展和农民收入产生积极地影响，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

本发明的具体实施方式分为生物酶预处理玉米秸秆后黑液的提取、预处理后碱法玉米秸秆浆黑液的提取和有机-无机混合肥的生产三部分。

1.生物酶预处理玉米秸秆后黑液的提取。

1.1湿法备料：

将收购来的玉米秸秆，输送到切草机切削成15-30mm长的料片，经羊角除尘器除尘后，用皮带运输机输先后经过水洗机、水力洗草机洗后脱水，至下道工序。

1.2生物酶预处理玉米秸秆后黑液的提取：

经备料来的洗涤脱水后的料片经皮带运输机输送至生物酶预处理仓，按照预处理工艺对洗涤后的玉米秸秆进行生物酶预处理，生物酶预处理过的玉米秸秆进入单螺旋挤浆机进行挤压，挤压后的黑液浓度为8-10%，温度约80℃，输送至黑液贮存槽待用。

1.3主要设备：

辊式切草机：12t/h；

水洗机:8m³；

水力洗草机：60m³；

斜螺旋脱水机；200t/d；

生物酶预处理设备：9000m³；

单螺旋挤浆机：ZLYA1100。

1.4工艺流程：

玉米秸秆—辊式切草机—除尘器—皮带运输机—水洗机—水力洗草机--—斜螺旋脱水机—皮带运输机—生物酶预处理仓—单螺旋挤浆机—黑液贮存槽。

1.5生物酶预处理玉米秸秆后提取黑液的工艺参数为：

生物酶用量：3.5%（以玉米秸秆绝干量为基准）；

生物酶预处理温度：50℃；

玉米秸秆干度：18-20%；

生物酶预处理时间：55h(玉米秸秆与生物酶进行反应温度达到55℃开始计时)，条件：8≤PH≤10；T=55-57℃；

提取黑液温度：80℃；

提取黑液浓度：8-10%。

2．预处理后碱法玉米秸秆浆黑液的提取：

2.1间歇蒸煮：

从生物酶预处理车间来的玉米秸秆和蒸煮药液混合后经螺旋预浸机、装锅器后入蒸球进行蒸煮。蒸煮好的粗浆喷放至喷放仓，喷放仓的底部采用螺旋推进器，将玉米秸秆浆推至单螺旋挤浆机，挤浆机将黑液挤出，粗浆用稀黑液稀释后进入地下粗浆贮池。

2.2玉米秸秆浆洗涤黑液的提取：

地下贮浆池的粗浆经过稀释后，用泵送至2m²跳筛粗选，粗选后的浆经过四台串联的平面阀鼓式真空洗浆机组逆流洗涤。洗涤后的玉米秸秆浆进入下道工序。洗涤后提取的黑液与生物酶预处理玉米秸秆后的黑液在黑液贮存槽内混合。

2.3主要设备：

蒸球：ZCQ40m³；

单螺旋挤浆机：ZLYA1100；

平面阀鼓式真空洗浆机：60m³。

2.4工艺流程：

生物酶预处理后的玉米秸秆—蒸球—喷放仓—单螺旋挤浆机—地下贮浆池—洗前浆池—2m²跳筛—四台串联平面阀鼓式真空洗浆机组—洗涤后黑液—黑液贮存槽。

2.5预处理后碱法玉米秸秆浆黑液提取的工艺参数为：

装锅量：6500±100公斤/球（绝干量计）；

蒸煮用碱量：9.5%；

蒸煮压力：0.65MPa；

液比：1:3.5-4.0；

入球药液浓度：65±2g/l；

药液温度：≥80℃；

蒸煮时间：3.5小时；

粗浆硬度：k=18-22（高锰酸钾值）；

提取黑液浓度：8-10%；

提取黑液温度：80℃。

3有机-无机混合肥的生产

3.1黑液蒸发浓缩：

来自贮存槽的黑液，依据黑液蒸发工序送入七体五效蒸发器进行黑液的蒸发浓缩，浓缩后成浓黑液，黑液浓度：45%，温度:60℃,贮存待用。

3.2有机-无机混合肥的生产：

蒸发浓缩后来的黑液，通过喷浆造粒机、滚动筛分机、滚筒冷却机、包膜机，最终生产出合格成品有机-无机混合肥。

3.3主要设备：

板式蒸发器：设计压力:壳体0.095MPa；加热器0.3MPa；

换热面积:640㎡；

喷浆造粒机：Φ4250×16000mm，筒体转速4.2r/min；

滚动筛分机：筛体转速12.5r/min，生产能力10~12t/h；

滚筒冷却机：Φ1800X18000mm，筒体转速n=5r.p.m；

包膜机：筒体壁厚12mm，筒体转速n=13r.p.m。

3.4工艺流程：

来自黑液贮存槽的黑液—蒸发浓缩—喷浆造粒机—滚动筛分机—滚筒冷却机—包膜机—成品入库待售。

3.5工艺参数：

蒸发浓缩后黑液浓度：45%；

蒸发浓缩后黑液温度：60℃；

造粒机机头温度：400-500℃；

造粒机机尾温度：100-110℃；

喷浆压力：0.25-0.45MPa；

产品粒度（1.00-4.75mm或3.35mm-5.6mm）:≥70%；

有机质的质量分数：

≥20%（Ⅰ型），≥15%（Ⅱ型），≥8%（Ⅲ型）；

总养分的质量分数：

≥15%（Ⅰ型），≥25%（Ⅱ型），≥30%（Ⅲ型）；

水分的质量分数：≤12%（I型），≤12%（Ⅱ型），≤8%（Ⅲ型）；

酸碱度：PH=3.0-8.0；

氯离子的质量分数≤3.0。

本发明是以宁夏和周边地区的玉米秸秆为原料，采用新技术—生物酶预处理+烧碱法制浆抄造本色生活用纸，期间在采用生物酶预处理玉米秸秆的过程中产生的黑液和预处理后的玉米秸秆蒸煮，进行粗浆洗涤产生的稀黑液，输送到黑液贮存槽的混合黑液提取后进入碱回收蒸发段，蒸发浓缩成浓黑液，提取其中的有机质及其富含肥料元素，生产出高活性的有机-无机混合肥料。

Claims (4)

1.以生物酶预处理的碱法玉米秸秆制浆提取的黑液生产有机-无机混合肥的方法，其特征在于该方法包括生物酶预处理玉米秸秆后黑液的提取、预处理后碱法玉米秸秆浆黑液的提取和有机-无机混合肥的生产，其中，生物酶预处理玉米秸秆后黑液的提取包括：湿法备料、生物酶预处理、玉米秸秆挤压处理产生黑液；碱法玉米秸秆浆黑液的提取包括：预处理后玉米秸秆的碱法蒸煮、挤浆机挤压后的黑液、粗浆筛选、四台洗浆机串联逆流洗涤提取黑液；有机肥-无机混合生产线包括：提取后的黑液经过蒸发站浓缩、喷浆造粒机、热冷筛分系统、有机-无机混合肥成品包装。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的生物酶预处理玉米秸秆后黑液提取的工艺参数为：

生物酶用量：3.5%（以玉米秸秆绝干量为基准）；

生物酶预处理温度：50℃；

玉米秸秆干度：18-20%；

生物酶预处理时间：55h(玉米秸秆与生物酶进行反应温度达到55℃开始计时)，条件：8≤PH≤10；T=55-57℃；

提取黑液温度：80℃；

提取黑液浓度：8-10%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的碱法玉米秸秆浆黑液提取的工艺参数为：

装锅量：6500±100公斤/球（绝干量计）；

蒸煮用碱量：9.5%；

蒸煮压力：0.65MPa；

液比：1:3.5-4.0；

入球药液浓度：65±2g/l；

药液温度：≥80℃；

蒸煮时间：3.5小时；

粗浆硬度：k=18-22（高锰酸钾值）；

提取黑液浓度：8-10%；

提取黑液温度：80℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的进行有机-无机混合肥生产的工艺参数为：

蒸发浓缩后黑液浓度：45%；

蒸发浓缩后黑液温度：60℃；

造粒机机头温度：400-500℃；

造粒机机尾温度：100-110℃；

喷浆压力：0.25-0.45MPa；

产品粒度（1.00-4.75mm或3.35mm-5.6mm）:≥70%；

有机质的质量分数：

≥20%（Ⅰ型），≥15%（Ⅱ型），≥8%（Ⅲ型）；

总养分的质量分数：

≥15%（Ⅰ型），≥25%（Ⅱ型），≥30%（Ⅲ型）；

水分的质量分数：≤12%（I型），≤12%（Ⅱ型），≤8%（Ⅲ型）；

酸碱度：PH=3.0-8.0；

氯离子的质量分数≤3.0；

酸碱度：PH=3.0-8.0；

氯离子的质量分数≤3.0。