CN107056496A - 一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物肥料技术领域,提供了一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,首先把玉米秸秆粉碎,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400℃,将生物质气化炉的可燃气出口处控制温度在200‑300℃,裂解3‑6h,制成玉米秸秆生物炭;分别粉碎凹凸棒土、膨润土和玉米秸秆生物炭;将磷酸铵、尿素、氯化钾、硫酸锌、碳酸氢铵、硝基腐植酸、玉米秸秆生物炭、凹凸棒土、膨润土混合并搅拌,获得肥料混合物;对所述肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型造粒,获得肥料颗粒;用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到生物炭基肥料。本发明解决玉米秸秆直接还田造成环境污染、病虫害等问题,实现废物再利用,节约资源。
Description
技术领域
本发明属于生物肥料技术领域,具体地,涉及一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法。
背景技术
我国是农业大国,是秸秆资源最为丰富的国家之一。玉米作为三大粮食作物之一,其副产品玉米秸秆的年产量达到2.5亿t左右,占各类农作物秸秆总量的30%之多,在世界上仅次于美国位居第二位。
玉米秸秆的产量如此丰富,一直以来却未被合理有效的利用。过去人们处理秸秆的方式是少部分作为取暖做饭的材料或反刍动物的粗饲料,大部分弃之于地或就地焚烧,浓烟滚滚,不仅污染环境、破坏交通,还给人们的生产、生活、财产带来威胁。另外,玉米秸秆还田自然而然会令土壤中含有大量的碳元素。但是这些碳相对而言是不稳定的,受气候影响很大。一旦遇到像农耕这样的变化,土壤就会释放出二氧化碳。而将玉米秸秆制成生物炭可以稳定地将碳元素锁住长达数百年,其中的碳元素被矿化后很难再分解。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,以解决玉米秸秆直接还田造成环境污染、病虫害等问题,实现废物再利用,节约资源。
根据本发明一方面提供的一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法包括如下步骤:
(1)把玉米秸秆粉碎成5-7cm,将粉碎后的玉米秸秆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400℃,将生物质气化炉的可燃气出口处控制温度在200-300℃,裂解3-6h,制成玉米秸秆生物炭;
(2)分别粉碎凹凸棒土、膨润土和玉米秸秆生物炭,凹凸棒土、膨润土过80目筛,玉米秸秆生物炭过60目筛;
(3)将16-18重量份磷酸铵、7-11重量份尿素、3-9重量份氯化钾、1-2重量份硫酸锌、1-2重量份碳酸氢铵、1-9重量份硝基腐植酸、30-38重量份玉米秸秆生物炭、2-9重量份凹凸棒土、7-12重量份膨润土混合到一起并搅拌,获得肥料混合物;
(4)对所述肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型造粒,获得肥料颗粒;
(5)用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到生物炭基肥料。
优选地,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括有机肥组分,所述有机肥组分包括堆肥、沼气肥、厩肥、作物秸秆、绿肥或泥肥中的一种或几种混合物。
优选地,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括微生物防腐剂,所述微生物防腐剂包括丙三醇、麦芽低聚糖、异麦芽低聚糖、海藻丙二醇脂和苯甲酸钠中的一种或多种。
优选地,所述步骤(4)初步造粒具体为:
a、向转鼓造粒机筒体内通入蒸汽,使罐体温度为70-80℃;
b、通过引风,使筒体内压力达到-0.3-0.4Mpa;
c、将肥料混合物倒入转鼓造粒机筒体内;
d、喷射温度为80-90℃雾化水至转鼓造粒机筒体内,持续喷雾至粒度为0.2-1.00mm的物料达到≥95%为止;
e、维持温度50-60℃度进行干燥10-20min,即可。
优选地,所述步骤(5)干燥机的进口温度为180-250℃。
优选地,所述步骤(5)干燥后的生物炭基肥料含水量在5%以下。
优选地,所述步骤(4)肥料颗粒为圆柱体或长方体任一种。
优选地,所述步骤(5)干燥机为热风干燥机。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明由于在我国为农业大国,玉米种植量大,用玉米秸秆制备生物炭作为本发明的主要原料,实现了资源利用,玉米秸秆制备生物炭在土壤中有机质的长年积累量大于其他的有机物质,同时把碳长期封存进了土壤,减少二氧化碳和甲烷等温室气体的排放,有助于减缓全球变暖以及降低大气污染;
(2)本发明肥料配方中含有磷酸铵、尿素、氯化钾、硫酸锌、碳酸氢铵、1-9重量份硝基腐植酸、玉米秸秆生物炭、凹凸棒土、膨润土,配方合理,另外还加入微生物防腐剂,还加入了有机肥组分,全面的营养配置,可为植物提供大量元素、中量元素、微量元素、有机质等又可改良土壤、保水、保肥;
(3)本发明微生物防腐剂包括丙三醇、麦芽低聚糖、异麦芽低聚糖、海藻丙二醇脂和苯甲酸钠中的一种或多种,微生物防腐剂在肥料中起到防腐作用,可防止肥料腐败及其它物质霉变,提高了肥效。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明提供一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,以解决玉米秸秆直接还田造成环境污染、病虫害等问题,实现废物再利用,节约资源。
根据本发明一方面提供的一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法包括如下步骤:
(1)把玉米秸秆粉碎成5-7cm,将粉碎后的玉米秸秆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400℃,将生物质气化炉的可燃气出口处控制温度在200-300℃,裂解3-6h,制成玉米秸秆生物炭;
(2)分别粉碎凹凸棒土、膨润土和玉米秸秆生物炭,凹凸棒土、膨润土过80目筛,玉米秸秆生物炭过60目筛;
(3)将16-18重量份磷酸铵、7-11重量份尿素、3-9重量份氯化钾、1-2重量份硫酸锌、1-2重量份碳酸氢铵、1-9重量份硝基腐植酸、30-38重量份玉米秸秆生物炭、2-9重量份凹凸棒土、7-12重量份膨润土混合到一起并搅拌,获得肥料混合物;
(4)对所述肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型造粒,获得肥料颗粒;
(5)用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到生物炭基肥料。
优选地,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括有机肥组分,所述有机肥组分包括堆肥、沼气肥、厩肥、作物秸秆、绿肥或泥肥中的一种或几种混合物。
优选地,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括微生物防腐剂,所述微生物防腐剂包括丙三醇、麦芽低聚糖、异麦芽低聚糖、海藻丙二醇脂和苯甲酸钠中的一种或多种。
优选地,所述步骤(4)初步造粒具体为:
a、向转鼓造粒机筒体内通入蒸汽,使罐体温度为70-80℃;
b、通过引风,使筒体内压力达到-0.3-0.4Mpa;
c、将肥料混合物倒入转鼓造粒机筒体内;
d、喷射温度为80-90℃雾化水至转鼓造粒机筒体内,持续喷雾至粒度为0.2-1.00mm的物料达到≥95%为止;
e、维持温度50-60℃度进行干燥10-20min,即可。
优选地,所述步骤(5)干燥机的进口温度为180-250℃。
优选地,所述步骤(5)干燥后的生物炭基肥料含水量在5%以下。
优选地,所述步骤(4)肥料颗粒为圆柱体或长方体任一种。
优选地,所述步骤(5)干燥机为热风干燥机。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明由于在我国为农业大国,玉米种植量大,用玉米秸秆制备生物炭作为本发明的主要原料,实现了资源利用,玉米秸秆制备生物炭在土壤中有机质的长年积累量大于其他的有机物质,同时把碳长期封存进了土壤,减少二氧化碳和甲烷等温室气体的排放,有助于减缓全球变暖以及降低大气污染;
(2)本发明肥料配方中含有磷酸铵、尿素、氯化钾、硫酸锌、碳酸氢铵、1-9重量份硝基腐植酸、玉米秸秆生物炭、凹凸棒土、膨润土,配方合理,另外还加入微生物防腐剂,还加入了有机肥组分,全面的营养配置,可为植物提供大量元素、中量元素、微量元素、有机质等又可改良土壤、保水、保肥;
(3)本发明微生物防腐剂包括丙三醇、麦芽低聚糖、异麦芽低聚糖、海藻丙二醇脂和苯甲酸钠中的一种或多种,微生物防腐剂在肥料中起到防腐作用,可防止肥料腐败及其它物质霉变,提高了肥效。
实施例1
本实施例一方面提供的一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法包括如下步骤:
(1)把玉米秸秆粉碎成5-7cm,将粉碎后的玉米秸秆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400℃,将生物质气化炉的可燃气出口处控制温度在200-300℃,裂解6h,制成玉米秸秆生物炭;
(2)分别粉碎凹凸棒土、膨润土和玉米秸秆生物炭,凹凸棒土、膨润土过80目筛,玉米秸秆生物炭过60目筛;
(3)将18重量份磷酸铵、7重量份尿素、9重量份氯化钾、1重量份硫酸锌、2重量份碳酸氢铵、1重量份硝基腐植酸、38重量份玉米秸秆生物炭、2重量份凹凸棒土、12重量份膨润土混合到一起并搅拌,获得肥料混合物;
(4)对所述肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型造粒,获得肥料颗粒;
(5)用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到生物炭基肥料。
所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括有机肥组分,所述有机肥组分包括堆肥、沼气肥、厩肥、作物秸秆、绿肥或泥肥中的一种或几种混合物。
所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括微生物防腐剂,所述微生物防腐剂包括丙三醇、麦芽低聚糖、异麦芽低聚糖、海藻丙二醇脂和苯甲酸钠中的一种或多种。
所述步骤(4)初步造粒具体为:
a、向转鼓造粒机筒体内通入蒸汽,使罐体温度为70-80℃;
b、通过引风,使筒体内压力达到-0.3-0.4Mpa;
c、将肥料混合物倒入转鼓造粒机筒体内;
d、喷射温度为80-90℃雾化水至转鼓造粒机筒体内,持续喷雾至粒度为0.2-1.00mm的物料达到≥95%为止;
e、维持温度50-60℃度进行干燥20min,即可。
所述步骤(5)干燥机的进口温度为180-250℃。
所述步骤(5)干燥后的生物炭基肥料含水量在5%以下。
所述步骤(4)肥料颗粒为圆柱体或长方体任一种。
所述步骤(5)干燥机为热风干燥机。
实施例2
本实施例一方面提供的一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法包括如下步骤:
(1)把玉米秸秆粉碎成5-7cm,将粉碎后的玉米秸秆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400℃,将生物质气化炉的可燃气出口处控制温度在200-300℃,裂解3-6h,制成玉米秸秆生物炭;
(2)分别粉碎凹凸棒土、膨润土和玉米秸秆生物炭,凹凸棒土、膨润土过80目筛,玉米秸秆生物炭过60目筛;
(3)将16重量份磷酸铵、11重量份尿素、3重量份氯化钾、2重量份硫酸锌、1重量份碳酸氢铵、9重量份硝基腐植酸、30重量份玉米秸秆生物炭、9重量份凹凸棒土、7重量份膨润土混合到一起并搅拌,获得肥料混合物;
(4)对所述肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型造粒,获得肥料颗粒;
(5)用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到生物炭基肥料。
所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括有机肥组分,所述有机肥组分包括堆肥、沼气肥、厩肥、作物秸秆、绿肥或泥肥中的一种或几种混合物。
所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括微生物防腐剂,所述微生物防腐剂包括丙三醇、麦芽低聚糖、异麦芽低聚糖、海藻丙二醇脂和苯甲酸钠中的一种或多种。
所述步骤(4)初步造粒具体为:
a、向转鼓造粒机筒体内通入蒸汽,使罐体温度为70-80℃;
b、通过引风,使筒体内压力达到-0.3-0.4Mpa;
c、将肥料混合物倒入转鼓造粒机筒体内;
d、喷射温度为80-90℃雾化水至转鼓造粒机筒体内,持续喷雾至粒度为0.2-1.00mm的物料达到≥95%为止;
e、维持温度50-60℃度进行干燥10min,即可。
所述步骤(5)干燥机的进口温度为180-250℃。
所述步骤(5)干燥后的生物炭基肥料含水量在5%以下。
所述步骤(4)肥料颗粒为圆柱体或长方体任一种。
所述步骤(5)干燥机为热风干燥机。
实施例3
本实施例一方面提供的一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法包括如下步骤:
(1)把玉米秸秆粉碎成5-7cm,将粉碎后的玉米秸秆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400℃,将生物质气化炉的可燃气出口处控制温度在200-300℃,裂解3-6h,制成玉米秸秆生物炭;
(2)分别粉碎凹凸棒土、膨润土和玉米秸秆生物炭,凹凸棒土、膨润土过80目筛,玉米秸秆生物炭过60目筛;
(3)将17重量份磷酸铵、9重量份尿素、6重量份氯化钾、1重量份硫酸锌、1重量份碳酸氢铵、6重量份硝基腐植酸、36重量份玉米秸秆生物炭、5重量份凹凸棒土、9重量份膨润土混合到一起并搅拌,获得肥料混合物;
(4)对所述肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型造粒,获得肥料颗粒;
(5)用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到生物炭基肥料。
所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括有机肥组分,所述有机肥组分包括堆肥、沼气肥、厩肥、作物秸秆、绿肥或泥肥中的一种或几种混合物。
所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括微生物防腐剂,所述微生物防腐剂包括丙三醇、麦芽低聚糖、异麦芽低聚糖、海藻丙二醇脂和苯甲酸钠中的一种或多种。
所述步骤(4)初步造粒具体为:
a、向转鼓造粒机筒体内通入蒸汽,使罐体温度为70-80℃;
b、通过引风,使筒体内压力达到-0.3-0.4Mpa;
c、将肥料混合物倒入转鼓造粒机筒体内;
d、喷射温度为80-90℃雾化水至转鼓造粒机筒体内,持续喷雾至粒度为0.2-1.00mm的物料达到≥95%为止;
e、维持温度50-60℃度进行干燥15min,即可。
所述步骤(5)干燥机的进口温度为180-250℃。
所述步骤(5)干燥后的生物炭基肥料含水量在5%以下。
所述步骤(4)肥料颗粒为圆柱体或长方体任一种。
所述步骤(5)干燥机为热风干燥机。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,其特征在于,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法包括如下步骤:
(1)把玉米秸秆粉碎成5-7cm,将粉碎后的玉米秸秆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400℃,将生物质气化炉的可燃气出口处控制温度在200-300℃,裂解3-6h,制成玉米秸秆生物炭;
(2)分别粉碎凹凸棒土、膨润土和玉米秸秆生物炭,凹凸棒土、膨润土过80目筛,玉米秸秆生物炭过60目筛;
(3)将16-18重量份磷酸铵、7-11重量份尿素、3-9重量份氯化钾、1-2重量份硫酸锌、1-2重量份碳酸氢铵、1-9重量份硝基腐植酸、30-38重量份玉米秸秆生物炭、2-9重量份凹凸棒土、7-12重量份膨润土混合到一起并搅拌,获得肥料混合物;
(4)对所述肥料混合物首先用转鼓造粒机进行初步造粒,然后用圆盘造粒机进行整型造粒,获得肥料颗粒;
(5)用干燥机对肥料颗粒进行干燥处理,得到生物炭基肥料。
2.根据权利要求1所述的用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,其特征在于,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括有机肥组分,所述有机肥组分包括堆肥、沼气肥、厩肥、作物秸秆、绿肥或泥肥中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1所述的用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,其特征在于,所述用玉米秸秆制备生物炭基肥料还包括微生物防腐剂,所述微生物防腐剂包括丙三醇、麦芽低聚糖、异麦芽低聚糖、海藻丙二醇脂和苯甲酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,其特征在于,所述步骤(4)初步造粒具体为:
a、向转鼓造粒机筒体内通入蒸汽,使罐体温度为70-80℃;
b、通过引风,使筒体内压力达到-0.3-0.4Mpa;
c、将肥料混合物倒入转鼓造粒机筒体内;
d、喷射温度为80-90℃雾化水至转鼓造粒机筒体内,持续喷雾至粒度为0.2-1.00mm的物料达到≥95%为止;
e、维持温度50-60℃度进行干燥10-20min,即可。
5.根据权利要求1所述的用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,其特征在于,所述步骤(5)干燥机的进口温度为180-250℃。
6.根据权利要求1所述的用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,其特征在于,所述步骤(5)干燥后的生物炭基肥料含水量在5%以下。
7.根据权利要求1所述的用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,其特征在于,所述步骤(4)肥料颗粒为圆柱体或长方体任一种。
8.根据权利要求1所述的用玉米秸秆制备生物炭基肥料的方法,其特征在于,所述步骤(5)干燥机为热风干燥机。
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