CN106631618B - 一种以生物质灰和木醋液为原料的生物缓释肥及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以生物质灰和木醋液为原料制备生物缓释肥及制备方法，由以下重量份的组分组成：生物质灰40‑60份，木醋液10‑20份，木焦油10‑15份，氮源10‑20份，磷源5‑15份，钾源5‑10份。将生物质灰、木醋酸和木焦油按设定比例进行配比，并按设定比例添加氮源、磷源和钾源，得到的混合物料经过造粒、抛圆、筛分、烘干，得到成品生物缓释肥。该发明的生物质缓释肥既具有肥效性，又具有杀菌、抑菌、抗病、防虫的功效，可以有效活化土壤，增加土壤氮、磷、钾及微量元素，促进有益微生物繁殖，提高土壤蓄肥保水保墒能力，降低化肥施用量，提高土壤抗病虫菌性，减少环境污染。

Description

一种以生物质灰和木醋液为原料的生物缓释肥及制备方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种以生物质灰和木醋液为原料制备生物缓释肥及制备方法。

背景技术

随着非可再生能源危机日益加剧，近些年我国大力推广可再生的生物质发电技术，而以稻壳、秸秆和薪材等生物质为原料的发电产生了大量的生物质灰，并且逐年增加，大量的生物质灰堆积如山，占用成亩耕地，造成了资源浪费和环境污染。生物质灰具有较高的pH值，并且含有多种植物营养元素K、Ca、Mg、P等，重金属含量符合国家标准，其可以应用到农林方面，但是直接将生物质灰施撒在土地上会使土壤的盐碱化，发生植物烧根现象。

生物质除了燃烧发电外，采用热解气化方式将生物质热转化制备生物炭和粗燃气是生物质资源化利用的另一个重要方向。然而，生物质热解气化过程不可避免地产生副产物——裂解油。裂解油经过静置或蒸馏可分别得到木焦油和木醋液。其中，木醋液的主要成分为醋酸、酚类、水，其中有机质成分醋酸占10％以上。木醋液中高含量的乙酸和酚类化合物，使其具有很好的抑菌活性和抗氧化活性。木醋液在高浓度下具有较强的杀菌、抗菌的功能，在低浓度下能抑制杂菌的繁殖，具有防菌、防虫的功效。此外，木醋液中也含有以Ca、K、Fe、Na为主的多种微量元素。将木醋液直接喷洒到土壤，可用于土壤消毒，驱除害虫，防治灰色霉菌病、立枯病、根结线虫病等，而且低浓度的酚对微生物及植物的生长有一定促进作用，因此能够促进土壤中有益微生物的繁殖，改善土壤环境，促进植物生长。

发明内容

通常情况下，生物质灰呈碱性，木醋液呈酸性，两者单独使用时都具有一定的局限性。因此，如何将生物质灰、木醋液这些生物质资源化利用过程中不可避免的副产物有效并高效地返还给农田，调节土壤酸碱度，增加土壤输入，改良土壤结构，增强作物防虫、抗病的能力是当前我国农业发展迫切需要解决的问题之一。

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种以生物质灰和木醋液为原料的生物缓释肥及制备方法。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种以生物质灰和木醋液为原料的生物缓释肥，由以下重量份的组分组成：生物质灰40-60份，木醋液10-20份，木焦油10-15份，氮源10-20份，磷源5-15份，钾源5-10份。

木醋液的酸性主要来自乙酸等酸性物质，与生物质灰中的碱性物质作用能够形成可溶性的醋酸钙、醋酸镁等盐类，便于作物吸收；木醋液中的酚类、醇类物质基本不参与反应，但具有抑菌、杀菌、防虫的作用，而且低浓度的酚对土壤有益微生物及植物的生长有一定促进作用；此外，木醋液中含有以K、Ca、Mg、Zn、Mn、Fe等多种微量元素能够为植物的生长提供所需的营养成分。木焦油主要成分为酚类物质，具有杀菌、防虫的功效，而且木焦油具有较大的粘度，可以充当粘结剂的作用，而且木焦油能够在各营养成分表面形成一层有机的薄膜达到缓/控释的目的。因此，将生物质灰、木醋液、木焦油三者联用，一方面充分利用木醋液和木焦油的杀菌、抑菌、抗病、防虫功效，木醋液对植物生长的促进作用以及木焦油的缓释作用，另一方面生物质灰富含Ca、K、Na等营养成分，并且吸水和吸气能力强，有利于保水保肥，生物质灰施用于土壤后不仅具有石灰效应，而且能够在一定程度上补充土壤养分。此外，生物质灰还具有大量元素富集的特点，施用后会改变土壤中元素的构成，增加土壤中N、K等植物生长必需元素的可利用量，释放土壤中拮抗的磷、钾及微量元素，降低化肥施用量，提高土壤蓄肥保水保墒能力。

生物质电厂灰是一种多孔体，通气性和透水性良好，吸水和吸气能力强，有利于保水保肥。然而，生物质在燃烧过程中N元素被氧化并转化为气态，在灰中几乎不存在或可忽略；P元素主要是以难溶于水的形式存在，如磷灰石和其他磷酸钙；生物质灰虽然含有一定量的K，但是K的具体含量受生物质种类的影响，如秸秆灰的K含量要高于木灰。为保障所制备肥料的普遍适用性，应适当补充氮源、磷源及钾源。因此，将氮源、磷源和钾源与生物质灰、木醋酸、木焦油配合使用，不仅能够提供作物生长所需的氮磷钾肥料，还能提供Ca、Mg、Fe、Na等多种微量元素，并具有杀菌、抑菌、抗病、防虫和促进有益微生物繁殖的作用，以及具有大量元素富集的特点，施用后会改变土壤中元素的构成，增加土壤中N、K等植物生长必需元素的可利用量，促进作物的生长。此外，木焦油作为粘结剂能够在各营养成分表面形成一层有机的薄膜达到缓/控释的目的，形成一种独特的有机-无机缓控释复合肥。

优选的，所述生物缓释肥，由以下重量份的组分组成：生物质灰40-50份，木醋液15-20份，木焦油10-12份，氮源10-15份，磷源10-15份，钾源5-7份。

优选的，所述氮源为尿素。

优选的，所述磷源为磷酸铵。

优选的，所述钾源为硫酸钾。

优选的，所述木醋酸的pH值为2-3，所述木焦油的pH值为2-3，所述生物质灰的pH值为11-12。

上述生物缓释肥的制备方法，包括如下步骤：

将生物质灰、木醋酸和木焦油按设定比例进行配比，并按设定比例添加氮源、磷源和钾源，得到的混合物料经过造粒、抛圆、筛分、烘干，得到成品生物缓释肥。

优选的，上述制备方法还包括二次造粒的步骤，将筛分后，粒度小于0.5mm和大于5mm的颗粒，进入造粒剂进行二次造粒。

进行二次造粒的步骤，可以使生物缓释肥的颗粒粒度保持在一个特定的范围内，保证了颗粒的均匀性，生物缓释肥释放的及时性和长久性。

优选的，所述烘干的温度为35-45℃，使颗粒的水分控制在5％以下。

本发明的有益效果为：

该发明的生物质缓释肥既具有速效性，当季施用即可增产，又具有作用长久性，可以有效疏松土壤，改良土壤结构，提高土壤活性，释放土壤中拮抗的磷、钾及微量元素，增加土壤肥效，提高土壤蓄肥保水保墒能力，降低化肥施用量，减少环境污染，提高土壤抗病虫菌性，降低土壤农药残留量，固化重金属超标的土壤，免对粮食污染，刺激作物生长、明显改善农产品品质等功能，其生产方法独特，将生物质灰、木醋液及木焦油有效的融合工艺处理方法科技含量高，融合性强，实现废物利用合理循环。

附图说明

图1为本发明方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

生物缓释肥配方：生物质电厂灰60重量份，木醋液10重量份，尿素10重量份，磷铵5重量份，硫酸钾5重量份，木焦油10重量份。

其生产方法如图1所示：

利用铡草机将林业的树身、树干、树根、树皮、树枝、农作物秸秆、废旧木材、木器、木材加工厂的边角料、野草进行切段预处理。

一方面，将处理后的初级原料经螺旋输送机输送到斗式提升机，再由上料系统连续加入裂解炭化炉，在炉内依次完成烘干、裂解炭化，最终产生粗燃气和炭，粗燃气经多级冷凝分离可得燃气、木焦油、木醋液。

另一方面，将处理后的初级原料送至生物质电厂燃烧发电，产生的烟气经过布袋除尘器收集得到生物质电厂灰。

将制备好的生物质电厂灰、木醋液以及木焦油按比例进行配比，并按比例添加氮肥、磷肥、钾肥，配比好的混合物料进入物理摩擦造粒机进行造粒，再经过滚圆机二次抛圆，之后进入筛分机进行筛分，粒度小于0.5mm和大于5mm进入造粒机二次造粒，粒度0.5～5mm进入烘干机在40℃左右进行低温烘干，使其水分控制在5％以下，烘干后成品冷却后经称重包装。

通过模拟降雨对采用本配方制备的生物缓释肥的缓释效果进行测试，发现相比于未添加木焦油作为粘结剂而其他配方相同所制备的肥料，添加木焦油作为粘结剂完全按照本配方制备的肥料，K Ca Na Mg离子的缓释效果明显，其中K离子控释率达到60％以上，Ca离子50％以上，Na离子60％以上。

实施例2

生物缓释肥配方：生物质电厂灰55重量份，木醋液12重量份，尿素11重量份，磷铵5重量份，硫酸钾5重量份，木焦油12重量份。

其生产方法如下：

利用铡草机将林业的树身、树干、树根、树皮、树枝、农作物秸秆、废旧木材、木器、木材加工厂的边角料、野草进行切段预处理。

一方面，将处理后的初级原料经螺旋输送机输送到斗式提升机，再由上料系统连续加入裂解炭化炉，在炉内依次完成烘干、裂解炭化，最终产生粗燃气和炭，粗燃气经多级冷凝分离可得燃气、木焦油、木醋液。

另一方面，将处理后的初级原料送至生物质电厂燃烧发电，产生的烟气经过布袋除尘器收集得到生物质电厂灰。

将制备好的生物质电厂灰、木醋液以及木焦油按比例进行配比，并按比例添加氮肥、磷肥、钾肥，配比好的混合物料进入物理摩擦造粒机进行造粒，再经过滚圆机二次抛圆，之后进入筛分机进行筛分，粒度小于0.5mm和大于5mm进入造粒机二次造粒，粒度0.5～5mm进入烘干机在40℃左右进行低温烘干，使其水分控制在5％以下，烘干后成品冷却后经称重包装。

综上所述本发明有如下特点：

在上述产品的制备中，生物质电厂灰和木醋液起到了至关重要和传统化肥的颠覆性作用。目前国内的生物质电厂为了降低污染物排放，大多燃烧不完全，飞灰中碳含量较高。生物质电厂灰是一种多孔体，通气性和透水性良好，吸水和吸气能力强，有利于保水保肥。生物质灰中含有丰富的K、Ca、Mg、P养分，还含有很多微量矿物质，可提供作物所需的营养元素，提高土壤肥力。生物质灰可以调节土壤的pH值，还可改善微生物生存环境，为微生物的繁殖提供有利条件。生物质电厂灰还是一种新型的重金属污染土壤的钝化剂，能够吸附土壤中的重金属，降低重金属在土壤中的迁移性，有利于农作物增产。木醋液是在生物质热解生产生物炭时产生的副产品，呈酸性，有机质含量极为丰富，渗透性很强，并且具有杀菌抑菌的作用。土壤中施入木醋液，有效抑制有碍农作物生长的微生物繁殖，并能杀死根瘤线虫等害虫，促进植物根部健康生长，改良土壤，促进有益微生物的生长。此外，生物质电厂灰为碱性，木醋液为酸性，二者配合使用：一方面，能够增强土壤肥力，增强作物抗菌、防虫的功效；另一方面，酸碱中和能够有效避免单独使用的烧地烧根现象，复合现代化生态农业、绿色农业和对肥料的要求。

本发明在保证氮磷钾营养元素的同时，加入了富含生物炭、K、Ca、Mg、P养分以及微量元素的生物质灰和木醋液，生产出的生物灰基缓释肥与传统的肥料有着本质的区别，是肥料行业的颠覆之作，环保高效，具有很好的经济和社会效益。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种以生物质灰和木醋液为原料的生物缓释肥，其特征在于：由以下重量份的组分组成：生物质灰40-60份，木醋液10-20份，木焦油10-15份，氮源10-20份，磷源5-15份，钾源5-10份；

所述氮源为尿素；

所述磷源为磷酸铵；

所述钾源为硫酸钾；

所述木醋酸的pH值为2-3，所述木焦油的pH值为2-3，所述生物质灰的pH值为11-12；

制备方法为：

将生物质灰、木醋酸和木焦油按设定比例进行配比，并按设定比例添加氮源、磷源和钾源，得到的混合物料经过造粒、抛圆、筛分、烘干，得到成品生物缓释肥；

制备方法包括二次造粒的步骤，将筛分后，粒度小于0.5mm和大于5mm的颗粒，进入造粒机进行二次造粒；

制备方法中所述烘干的温度为35-45℃，使颗粒的水分控制在5％以下。

2.根据权利要求1所述的生物缓释肥，其特征在于：所述生物缓释肥，由以下重量份的组分组成：生物质灰40-50份，木醋液15-20份，木焦油10-12份，氮源10-15份，磷源10-15份，钾源5-7份。

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