[發(fā)明專利]一種利用農(nóng)林生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備油、氣和炭基包膜肥的系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN109721441A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王惠惠;巴玉鑫;肖磊;劉春亞;牛明杰;楊永毅;吳道洪
• 申請（專利權(quán)）人: 北京源農(nóng)炭肥技術(shù)有限公司
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04;C05G3/00;C10B53/02;C10B47/30;F22B1/22
• 代理公司: 北京連城創(chuàng)新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11254
• 代理人: 劉伍堂

本發(fā)明涉及一種利用農(nóng)林生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備油、氣和炭基包膜肥的系統(tǒng)及方法，其中，系統(tǒng)主要包括：蓄熱式輻射管旋轉(zhuǎn)床熱解爐、油氣直燃鍋爐、熄焦系統(tǒng)、第一破碎裝置、混料機(jī)和滾筒造粒機(jī)，其中，油氣直燃鍋爐與所述蓄熱式輻射管旋轉(zhuǎn)床熱解爐連接；熄焦系統(tǒng)分別與所述蓄熱式輻射管旋轉(zhuǎn)床熱解爐和所述油氣直燃鍋爐相連；第一破碎裝置與所述熄焦系統(tǒng)相連；所述混料機(jī)與所述第一破碎裝置相連；滾筒造粒機(jī)分別與所述混料機(jī)和所述油氣直燃鍋爐相連。本發(fā)明回收了農(nóng)林廢棄生物質(zhì)中的能量，并且將生物炭粉與粘結(jié)劑作為包膜材料，對化學(xué)肥料進(jìn)行包膜，既實(shí)現(xiàn)了化學(xué)肥料中營養(yǎng)物質(zhì)的緩釋效果，又實(shí)現(xiàn)了保水保肥的效果，提高了化學(xué)肥料的利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)資源化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用農(nóng)林生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備油、氣和炭基包膜肥的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，用于農(nóng)業(yè)的肥料中主要分為化肥和有機(jī)肥，但是隨著生活水平的提高，對農(nóng)作物的耕作也越來越簡單化，越來越機(jī)械化，由于化肥是采用化學(xué)和物理方法人工制成的含有一種或幾種農(nóng)作物生長需要的營養(yǎng)元素的肥料，長期使用容易導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)被破壞、生產(chǎn)潛力降低、金屬和有毒元素有所增加、微生物活性降低、物質(zhì)難以轉(zhuǎn)化及降解、養(yǎng)分失調(diào)、硝酸鹽累積、酸化加劇、pH變化太大等問題。而有機(jī)肥中，多為農(nóng)家肥，雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，卻存在不便運(yùn)輸和施肥等缺陷。目前，農(nóng)業(yè)已進(jìn)入現(xiàn)代化時期，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必須用現(xiàn)代的農(nóng)資產(chǎn)品來裝備現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。我國是農(nóng)業(yè)大國，增施肥料是保證糧食增產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)。目前市場上的傳統(tǒng)化學(xué)肥料所含營養(yǎng)元素較少，不能完全滿足作物生長的需要，而且價格較高，增產(chǎn)效果不明顯，此外還存在肥料利用率低、施加量過多等問題。

生物炭是生物殘體在缺氧或低氧條件下，經(jīng)高溫?zé)峤猱a(chǎn)生的穩(wěn)定的、高度芳香化的物質(zhì)，主要由碳、氫、氧等元素組成，其中含碳量高達(dá)80%以上；從微觀結(jié)構(gòu)上來說，生物炭多由緊密堆積、高度扭曲的芳香環(huán)片層組成，孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，具有較大的比表面積，表面富含羧基、酚羥基、羰基、內(nèi)酯基、酸酐等官能團(tuán)，具有很好的吸附性能。同時生物炭的制備原料非常廣泛，成本較低，有利于實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的資源化利用。研究表明生物炭施入土壤后可提高作物對土壤養(yǎng)分的吸收能力和土壤肥力，改善土壤有效養(yǎng)分的供應(yīng)，達(dá)到增加作物產(chǎn)量和生物量的效果。此外，若生物炭與其他肥料配合施用，作物的產(chǎn)量提高將會更加明顯，還能有效減少化肥需用量。在生物炭生產(chǎn)的過程中，還會副產(chǎn)大量的生物油和可燃?xì)忸惖哪茉串a(chǎn)品。近年來，生物質(zhì)熱裂解來制備生物質(zhì)燃料技術(shù)得到了迅猛地發(fā)展，該方法能夠?qū)⑸镔|(zhì)高效轉(zhuǎn)化為易儲存、能量密度高的生物油、可燃?xì)?發(fā)電)以及生物質(zhì)炭。但現(xiàn)有技術(shù)中涉及到的生物炭基肥料聯(lián)產(chǎn)，僅僅是生物炭的生產(chǎn)，沒有對生物炭進(jìn)行進(jìn)一步加工成真正可以使用的農(nóng)用肥料，且生產(chǎn)過程中能源利用率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種利用農(nóng)林生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)制備油、氣和炭基包膜肥的系統(tǒng)及方法，將農(nóng)林生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的油氣，通過直燃產(chǎn)蒸汽，一部分進(jìn)行發(fā)電，另一部分用于肥料造粒，回收了農(nóng)林廢棄生物質(zhì)中的能量；同時將熱解產(chǎn)生的熱解炭與化肥進(jìn)行結(jié)合生產(chǎn)炭基包膜肥，既實(shí)現(xiàn)了農(nóng)林生物質(zhì)的秸稈還田，又增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量；此外，將生物炭粉與粘結(jié)劑作為包膜材料，對化學(xué)肥料進(jìn)行包膜，利用生物炭的吸附能力，既實(shí)現(xiàn)了化學(xué)肥料中營養(yǎng)物質(zhì)的緩釋效果，又實(shí)現(xiàn)了保水保肥的效果，提高了化學(xué)肥料的利用率。

為至少解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：