[發明專利]一種生物炭肥的生產方法

無效

• 申請號: 201310231305.9
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103274778A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 李子富;劉璇;張揚;周曉琴;尹福斌;白曉鳳;程世昆
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C05F15/00
• 分類號: C05F15/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明屬于生物質的資源化利用領域，具體涉及一種利用活化劑強化制備基于人畜糞便和農林廢棄物的生物炭肥的方法。

背景技術

生物炭（biochar）是由生物質在完全或部分缺氧的條件下經過熱裂解、炭化產生的一類高度芳香化、難溶性的固態物質。生物炭多擁有疏松微孔的結構，基于此，近年來，生物炭作為土壤改良劑、肥料緩釋載體在農業上的應用吸引了越來越廣泛的關注。常見的生物炭包括秸稈炭、椰殼炭、木炭、竹炭等。國內也有較多以農林副產物熱解獲取生物質的專利發明，如上海大學專利“生物炭的制備方法”，中國科學院南京土壤研究所專利“一種秸稈制碳裝置”。這類生物炭雖然具有豐富的微孔結構，但氮、磷、鉀等植物營養元素含量極低，在施用中往往需要配合化肥以增強肥效。

人類的生存與發展始終伴隨著大量的人及牲畜排泄物的產生，隨著人們生活的提高，人畜糞便對環境的污染也日益嚴重。根據2012年版中國統計年鑒數據顯示，2011年年底我國養牛業存欄數10360萬頭，肉豬存欄數46766萬頭，羊存欄數28235萬頭。養殖業的快速發展也帶來了大量動物糞便。人畜糞便中含有大量的有機質和氮、磷、鉀等物質，若直接排放，會造成水體污染和富營養化；糞便中含有大量病原體，容易引發大規模傳染病的流行；糞便污水中有機質腐爛分解后產生有毒有害氣體，發生惡臭。這些均嚴重污染了大地、水體、大氣和生物群落，并對人體健康產生潛在威脅。雖然人畜糞便種類繁多，但是大都具有含水率高、不易儲存、受潮易腐爛等特點，導致運輸成本大、儲存空間大和處理成本高等問題。因此尋求合適的人畜糞便處理方法具有現實意義和商業化前景。

發明內容

本發明的目的旨在利用活化劑增強傳統生物炭產品的微孔性能和肥效，解決人畜糞便處理困難和傳統生物炭肥效不足的缺點。

本發明改變單純使用農林副產物為原料制備生物炭的方式，利用活化劑增強生物炭產品的微孔結構和肥效，解決人畜糞便處理困難和傳統生物炭產品肥效不足的難題。本方法采用人畜糞便混合農林副產物為基礎原料，并添加活化劑促進碳化過程，在穩定的工藝參數下，以環境友好、簡單有效的方法，制備微孔結構充沛、富含植物營養元素的生物炭肥產品。

本發明的技術方案是：

（1）采用人畜糞便和農林副產物作為基礎原料，按照一定比例添加由磷酸鉀、碳酸鉀和氫氧化鉀按質量比2:2:1混合配制的活化劑。其中人畜糞便和農林副產物體積比為1:0.5～1:3，活化劑投加量為原料總質量的5%～10%；

（2）利用太陽能、風能或生物能對上述混合物進行干燥脫水，完成預干燥的物料含水率應低于30%；

（3）將上述混合物放入熱解物料倉，倉內填充率大于80%，將物料倉加熱至150℃～200℃，并保溫20～60分鐘，利用產生的水蒸氣將倉內殘留空氣充分排除；

（4）將熱解物料倉升溫至450℃～550℃，并保溫1～2小時，使物料充分完成碳化；

（5）待物料倉冷卻后，可獲得生物炭肥產品。

本發明與現有制備方法相比具有以下顯著特點和有益效果：

1、利用活化劑對生物炭進行活化，使產物較傳統生物炭微孔結構增多30%以上，肥效增加25%以上；

2、使用人畜糞便和農林副產物混合物作為主要原料，較僅利用農林副產物作原料獲取的生物炭含有更豐富的氮、磷、鉀和微量元素；

3、將易分解有機碳轉化為穩定的固定碳，減少了大氣中二氧化碳的排放，有利于改善全球氣候變化；

4、對人畜糞便進行了充分處理，避免了人畜糞便可能產生的環境和健康問題；

5、作為低成本非化學肥料，本生物炭肥可以為有機農業、綠色農業提供產量上的保證。

這種生物炭肥制備方法簡單、可控、易實施，在有效處理了人畜糞便和農林副產物的同時，所獲得產品較傳統生物炭具有更豐富的微孔結構和更高的肥效，可以在一定范圍內代替化肥施用，具有工業化推廣的前景，以及顯著的經濟效益、環境效益和社會效益。

附圖說明

圖1為本發明實施例一種生物炭肥制備工藝的流程圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明：

實施方式一：