CN105367343A - 一种环保型生物质土壤改良剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保型生物质土壤改良剂的制备方法，属于土壤改良剂的制备领域。该方法以植物秸秆为原材料，经粉碎后喷水干馏，高温热解后冷凝收集热解液，静置分层取中间层蒸馏得精制木醋液，再将笋壳炭化热解得笋壳炭，用蔗渣裹覆红壤高温裂解出糠醛蔗渣，最后将各种原料混合浓缩，干燥过筛包装后即得一种环保型生物质土壤改良剂。本发明制得改良剂对土地改良作用长期有效，可以补充土壤中缺少的各种营养元素，吸附固定土壤中的重金属离子，有效改善土壤的保水保肥能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保型生物质土壤改良剂的制备方法，属于土壤改良剂的制备领域。
背景技术
在我国，很大一部分的可耕种土地为胁迫污染下的土地，这些耕地在不同程度上受到外界非生物因素导致的环境压力，主要包括干旱、盐碱和重金属等。在这类胁迫污染的土地上种植作物，会使作物的产量降低，严重的甚至会造成作物的大面积死亡或绝收，给农户造成较严重的经济损失。为了减轻非生物因素给可耕种土地带来的环境压力，现有技术中通常向土壤中加入改良剂。传统的土壤改良剂只是针对土壤的pH值和含水量进行相应的酸碱调节和引水灌溉，这种方法能在短时间内起到改善土壤的作用，但从长远看，会消耗大量的人力和财力，最终的收益率会大大降低。
土地板结、农药残留严重、土传病害猖獗、土质保水能力下降、透气性差、分解还原能力下降；农民环保意识淡薄，石化依赖性强，很少再有人用锄头对大田作物进行锄草、松土、透气、保商，而只是把除草剂喷洒完事，这样造成土壤极其恶化；农民为追求产量，越来越多的向土地中施加化肥、向农作物喷洒农药，导致现在的土壤严重的污染，所生产出来的农产品农残超标几倍甚至几十倍，土壤污染状况越来越严重。
由于没有土壤的呼吸空间而降低土壤的肥沃度，进而给农作物的生长发育带来不利的影响。为了在逐渐失去肥沃度的农土上栽培各种农作物，不得不播撒比先前更多的化肥和农药，从而逐渐制造农作物生长过程中最坏的环境。因此，在现有技术中，为了解决上述问题而进行堆土、或者使用石灰质或硅酸质肥料等各种形式的土壤改良剂，但是对被酸性化的土壤和恢复土壤的肥沃度方面存在局限性。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前常见土壤改良剂仅能短时间内改善土壤理化性质，且大多数土壤改良剂主要由各种化学物质合成，残留于土壤中会造成二次污染，且生产成本昂贵的缺陷，提供了一种环保型生物质土壤改良剂的制备方法。该方法以植物秸秆为原材料，经粉碎后喷水干馏，高温热解后冷凝收集热解液，静置分层取中间层蒸馏得精制木醋液，再将笋壳炭化热解得笋壳炭，用蔗渣裹覆红壤高温裂解出糠醛蔗渣，最后将各种原料混合浓缩，干燥过筛包装后即得一种环保型生物质土壤改良剂。本发明制得改良剂对土地改良作用长期有效，可以补充土壤中缺少的各种营养元素，吸附固定土壤中的重金属离子，有效改善土壤的保水保肥能力。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按质量比为1：2：2称取干燥后的小麦秸秆、大豆秸秆和芝麻秸秆一起放入气流粉碎机进行粉碎后，过20～30目标准筛，得混合秸秆碎片，用喷壶对其表面喷水，使秸秆碎片含水率为20～25%；
（2）取1～2kg上述得到的秸秆碎片放入干馏釜中，并连接冷凝装置，升温至500～700℃，对秸秆碎片进行热解5～8h，热解得到的气相产物经冷凝装置冷凝后收集，得热解液；
（3）将上述得到的热解液放入蒸馏装置中，在100～110℃下蒸馏，将蒸馏液静置1～2天分层后，用注射器吸取中层澄清液，继续于80～100℃下常压蒸馏2～3h，收集冷凝液即得精制木醋液，备用；
（4）称取500～600g笋壳，用去离子水冲洗2～3次，放入烘箱在70～80℃下烘干20～30min后，用中药粉碎机进行粉碎并过50目标准筛，得笋壳粉，取300～400g笋壳粉置于管式热解炉中，以100mL/min的速率向炉内通入氮气，之后程序升温至400～500℃，热解2～3h，程序升温速率为5℃/min，待其自然冷却至室温后得笋壳炭；
（5）称取200～300g甘蔗渣放入1L烧杯中，加入20～30mL质量浓度为10%的磷酸溶液和10～20mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀后自然风干，按质量比为2:1将风干后的蔗渣和红壤粘土混合均匀，加入混合物总体积1/2～2/3的蒸馏水，用玻璃棒搅拌10～20min，使红壤粘土裹在蔗渣颗粒表面；
（6）将裹覆红壤粘土的蔗渣颗粒放入石英裂解反应炉中，加热升温至500～600℃，高温裂解2～3h后，得裂解糠醛蔗渣；
（7）取20～30g上述制得的裂解糠醛蔗渣、15～25g笋壳炭和300～400mL精制木醋液，一起放入500mL烧杯中，放置在磁力搅拌机上，以400～500r/min的转速搅拌1～2h，将混合物移入浓缩罐中，减压至1500～1600Pa，浓缩成泥状物，经烘箱在105～110℃下干燥，粉碎后过40目标准筛即得一种环保型生物质土壤改良剂。
本发明的具体应用方法是：先将待改良的土地用犁地机进行翻锄，之后将本发明制得的土壤改良剂装入施肥机，均匀的施加进翻锄后的土壤里，施加量为10～20kg/亩，施加完毕后用犁地机再次翻锄一次即可，经本发明土壤改良剂改良后的土壤容重降低，N、P、K元素含量增加了10～15%，土壤的保水保肥能力显著提高。
本发明的有益效果：
（1）本发明制得的土壤改良剂原材料为纯天然生物质，不含有害化学元素，不会造成二次污染；
（2）本发明制得的土壤改良剂明显提高土壤的保水保肥能力，增加了各类营养元素；
（3）本发明制得的土壤改良剂制造过程简便，成本低廉。
具体实施方式
按质量比为1：2：2称取干燥后的小麦秸秆、大豆秸秆和芝麻秸秆一起放入气流粉碎机进行粉碎后，过20～30目标准筛，得混合秸秆碎片，用喷壶对其表面喷水，使秸秆碎片含水率为20～25%；取1～2kg上述得到的秸秆碎片放入干馏釜中，并连接冷凝装置，升温至500～700℃，对秸秆碎片进行热解5～8h，热解得到的气相产物经冷凝装置冷凝后收集，得热解液；将上述得到的热解液放入蒸馏装置中，在100～110℃下蒸馏，将蒸馏液静置1～2天分层后，用注射器吸取中层澄清液，继续于80～100℃下常压蒸馏2～3h，收集冷凝液即得精制木醋液，备用；称取500～600g笋壳，用去离子水冲洗2～3次，放入烘箱在70～80℃下烘干20～30min后，用中药粉碎机进行粉碎并过50目标准筛，得笋壳粉，取300～400g笋壳粉置于管式热解炉中，以100mL/min的速率向炉内通入氮气，之后程序升温至400～500℃，热解2～3h，程序升温速率为5℃/min，待其自然冷却至室温后得笋壳炭；称取200～300g甘蔗渣放入1L烧杯中，加入20～30mL质量浓度为10%的磷酸溶液和10～20mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀后自然风干，按质量比为2:1将风干后的蔗渣和红壤粘土混合均匀，加入混合物总体积1/2～2/3的蒸馏水，用玻璃棒搅拌10～20min，使红壤粘土裹在蔗渣颗粒表面；将裹覆红壤粘土的蔗渣颗粒放入石英裂解反应炉中，加热升温至500～600℃，高温裂解2～3h后，得裂解糠醛蔗渣；取20～30g上述制得的裂解糠醛蔗渣、15～25g笋壳炭和300～400mL精制木醋液，一起放入500mL烧杯中，放置在磁力搅拌机上，以400～500r/min的转速搅拌1～2h，将混合物移入浓缩罐中，减压至1500～1600Pa，浓缩成泥状物，经烘箱在105～110℃下干燥，粉碎后过40目标准筛即得一种环保型生物质土壤改良剂。
实例1
按质量比为1：2：2称取干燥后的小麦秸秆、大豆秸秆和芝麻秸秆一起放入气流粉碎机进行粉碎后，过20目标准筛，得混合秸秆碎片，用喷壶对其表面喷水，使秸秆碎片含水率为20%；取1kg上述得到的秸秆碎片放入干馏釜中，并连接冷凝装置，升温至500℃，对秸秆碎片进行热解5h，热解得到的气相产物经冷凝装置冷凝后收集，得热解液；将上述得到的热解液放入蒸馏装置中，在100℃下蒸馏，将蒸馏液静置1天分层后，用注射器吸取中层澄清液，继续于80℃下常压蒸馏2h，收集冷凝液即得精制木醋液，备用；称取500g笋壳，用去离子水冲洗2次，放入烘箱在70℃下烘干20min后，用中药粉碎机进行粉碎并过50目标准筛，得笋壳粉，取300g笋壳粉置于管式热解炉中，以100mL/min的速率向炉内通入氮气，之后程序升温至400℃，热解2h，程序升温速率为5℃/min，待其自然冷却至室温后得笋壳炭；称取200g甘蔗渣放入1L烧杯中，加入20mL质量浓度为10%的磷酸溶液和10mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀后自然风干，按质量比为2:1将风干后的蔗渣和红壤粘土混合均匀，加入混合物总体积1/2的蒸馏水，用玻璃棒搅拌10min，使红壤粘土裹在蔗渣颗粒表面；将裹覆红壤粘土的蔗渣颗粒放入石英裂解反应炉中，加热升温至500℃，高温裂解2h后，得裂解糠醛蔗渣；取20g上述制得的裂解糠醛蔗渣、15g笋壳炭和300mL精制木醋液，一起放入500mL烧杯中，放置在磁力搅拌机上，以400r/min的转速搅拌1h，将混合物移入浓缩罐中，减压至1500Pa，浓缩成泥状物，经烘箱在105℃下干燥，粉碎后过40目标准筛即得一种环保型生物质土壤改良剂。
本发明的具体应用方法是：先将待改良的土地用犁地机进行翻锄，之后将本发明制得的土壤改良剂装入施肥机，均匀的施加进翻锄后的土壤里，施加量为10kg/亩，施加完毕后用犁地机再次翻锄一次即可，经本发明土壤改良剂改良后的土壤容重降低，各种营养元素含量增加了10%，土壤的保水保肥能力显著提高。
实例2
按质量比为1：2：2称取干燥后的小麦秸秆、大豆秸秆和芝麻秸秆一起放入气流粉碎机进行粉碎后，过20目标准筛，得混合秸秆碎片，用喷壶对其表面喷水，使秸秆碎片含水率为23%；取1kg上述得到的秸秆碎片放入干馏釜中，并连接冷凝装置，升温至600℃，对秸秆碎片进行热解7h，热解得到的气相产物经冷凝装置冷凝后收集，得热解液；将上述得到的热解液放入蒸馏装置中，在105℃下蒸馏，将蒸馏液静置1天分层后，用注射器吸取中层澄清液，继续于90℃下常压蒸馏2h，收集冷凝液即得精制木醋液，备用；称取550g笋壳，用去离子水冲洗2次，放入烘箱在75℃下烘干25min后，用中药粉碎机进行粉碎并过50目标准筛，得笋壳粉，取350g笋壳粉置于管式热解炉中，以100mL/min的速率向炉内通入氮气，之后程序升温至450℃，热解2h，程序升温速率为5℃/min，待其自然冷却至室温后得笋壳炭；称取250g甘蔗渣放入1L烧杯中，加入25mL质量浓度为10%的磷酸溶液和15mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀后自然风干，按质量比为2:1将风干后的蔗渣和红壤粘土混合均匀，加入混合物总体积1/2的蒸馏水，用玻璃棒搅拌15min，使红壤粘土裹在蔗渣颗粒表面；将裹覆红壤粘土的蔗渣颗粒放入石英裂解反应炉中，加热升温至550℃，高温裂解2h后，得裂解糠醛蔗渣；取25g上述制得的裂解糠醛蔗渣、20g笋壳炭和350mL精制木醋液，一起放入500mL烧杯中，放置在磁力搅拌机上，以400r/min的转速搅拌1h，将混合物移入浓缩罐中，减压至1550Pa，浓缩成泥状物，经烘箱在108℃下干燥，粉碎后过40目标准筛即得一种环保型生物质土壤改良剂。
本发明的具体应用方法是：先将待改良的土地用犁地机进行翻锄，之后将本发明制得的土壤改良剂装入施肥机，均匀的施加进翻锄后的土壤里，施加量为15kg/亩，施加完毕后用犁地机再次翻锄一次即可，经本发明土壤改良剂改良后的土壤容重降低，各种营养元素含量增加了13%，土壤的保水保肥能力显著提高。
实例3
按质量比为1：2：2称取干燥后的小麦秸秆、大豆秸秆和芝麻秸秆一起放入气流粉碎机进行粉碎后，过30目标准筛，得混合秸秆碎片，用喷壶对其表面喷水，使秸秆碎片含水率为25%；取2kg上述得到的秸秆碎片放入干馏釜中，并连接冷凝装置，升温至700℃，对秸秆碎片进行热解8h，热解得到的气相产物经冷凝装置冷凝后收集，得热解液；将上述得到的热解液放入蒸馏装置中，在110℃下蒸馏，将蒸馏液静置2天分层后，用注射器吸取中层澄清液，继续于100℃下常压蒸馏3h，收集冷凝液即得精制木醋液，备用；称取600g笋壳，用去离子水冲洗3次，放入烘箱在80℃下烘干30min后，用中药粉碎机进行粉碎并过50目标准筛，得笋壳粉，取400g笋壳粉置于管式热解炉中，以100mL/min的速率向炉内通入氮气，之后程序升温至500℃，热解3h，程序升温速率为5℃/min，待其自然冷却至室温后得笋壳炭；称取300g甘蔗渣放入1L烧杯中，加入30mL质量浓度为10%的磷酸溶液和20mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀后自然风干，按质量比为2:1将风干后的蔗渣和红壤粘土混合均匀，加入混合物总体积2/3的蒸馏水，用玻璃棒搅拌20min，使红壤粘土裹在蔗渣颗粒表面；将裹覆红壤粘土的蔗渣颗粒放入石英裂解反应炉中，加热升温至600℃，高温裂解3h后，得裂解糠醛蔗渣；取30g上述制得的裂解糠醛蔗渣、25g笋壳炭和400mL精制木醋液，一起放入500mL烧杯中，放置在磁力搅拌机上，以500r/min的转速搅拌2h，将混合物移入浓缩罐中，减压至1600Pa，浓缩成泥状物，经烘箱在110℃下干燥，粉碎后过40目标准筛即得一种环保型生物质土壤改良剂。
本发明的具体应用方法是：先将待改良的土地用犁地机进行翻锄，之后将本发明制得的土壤改良剂装入施肥机，均匀的施加进翻锄后的土壤里，施加量为20kg/亩，施加完毕后用犁地机再次翻锄一次即可，经本发明土壤改良剂改良后的土壤容重降低，各种营养元素含量增加了15%，土壤的保水保肥能力显著提高。
Claims (1)
1.一种环保型生物质土壤改良剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按质量比为1：2：2称取干燥后的小麦秸秆、大豆秸秆和芝麻秸秆一起放入气流粉碎机进行粉碎后，过20～30目标准筛，得混合秸秆碎片，用喷壶对其表面喷水，使秸秆碎片含水率为20～25%；
（2）取1～2kg上述得到的秸秆碎片放入干馏釜中，并连接冷凝装置，升温至500～700℃，对秸秆碎片进行热解5～8h，热解得到的气相产物经冷凝装置冷凝后收集，得热解液；
（3）将上述得到的热解液放入蒸馏装置中，在100～110℃下蒸馏，将蒸馏液静置1～2天分层后，用注射器吸取中层澄清液，继续于80～100℃下常压蒸馏2～3h，收集冷凝液即得精制木醋液，备用；
（4）称取500～600g笋壳，用去离子水冲洗2～3次，放入烘箱在70～80℃下烘干20～30min后，用中药粉碎机进行粉碎并过50目标准筛，得笋壳粉，取300～400g笋壳粉置于管式热解炉中，以100mL/min的速率向炉内通入氮气，之后程序升温至400～500℃，热解2～3h，程序升温速率为5℃/min，待其自然冷却至室温后得笋壳炭；
（5）称取200～300g甘蔗渣放入1L烧杯中，加入20～30mL质量浓度为10%的磷酸溶液和10～20mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀后自然风干，按质量比为2:1将风干后的蔗渣和红壤粘土混合均匀，加入混合物总体积1/2～2/3的蒸馏水，用玻璃棒搅拌10～20min，使红壤粘土裹在蔗渣颗粒表面；
（6）将裹覆红壤粘土的蔗渣颗粒放入石英裂解反应炉中，加热升温至500～600℃，高温裂解2～3h后，得裂解糠醛蔗渣；
（7）取20～30g上述制得的裂解糠醛蔗渣、15～25g笋壳炭和300～400mL精制木醋液，一起放入500mL烧杯中，放置在磁力搅拌机上，以400～500r/min的转速搅拌1～2h，将混合物移入浓缩罐中，减压至1500～1600Pa，浓缩成泥状物，经烘箱在105～110℃下干燥，粉碎后过40目标准筛即得一种环保型生物质土壤改良剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 213164 Changzhou Province, north of the New District, Jiangsu Biguiyuan, unit B, room 1601, room 32 Applicant after: Ding Yuqin Address before: 213164 Changzhou Province, north of the new North Industrial Park Road, one hundred environmental protection (Fan Qun drying equipment Co., Ltd.) Applicant before: Ding Yuqin |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160302 |