專利名稱：有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種有機(jī)無機(jī)復(fù)合緩釋生態(tài)肥，特別是涉及到ー種利用廢棄有機(jī)質(zhì)制備有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
固體廢棄物，如城市生活垃圾，含有40%左右的有機(jī)質(zhì)，如果采用通常的處置方式如填埋、焚燒，除了二次污染以外，資源回收率也是非常的低。若直接篩選發(fā)酵制作有機(jī)肥，其肥效差，污染重，難以有實(shí)際的廣泛應(yīng)用。國家的政策法規(guī)也在愈來愈嚴(yán)格地控制二次污染和轉(zhuǎn)移性污染。無害的資源最大化處置固廢中的有機(jī)質(zhì)是當(dāng)前解決環(huán)境問題中非常突出的ー個(gè)課題。傳統(tǒng)的有機(jī)、無機(jī)復(fù)混肥是簡單地將氮、磷、鉀復(fù)合肥和普通有機(jī)質(zhì)混合，在通過 均化造粒后制成產(chǎn)品，也可再添加化學(xué)抑制劑，如，脲酶、多肽劑、脲甲醛、包膜等來制備緩釋肥，如中國專利200510136714. 6/CN990431所公開的技術(shù)。這些化學(xué)品或多或少地會(huì)帶來一定程度的污染和破壞土壤的結(jié)構(gòu)，不利于農(nóng)作物生產(chǎn)。也有采用復(fù)合控釋肥與有機(jī)肥混合的方法，如中國專利CN102108035A所述公開的技術(shù)。但上述公開的方法均難以制備高效生態(tài)緑色高標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)無機(jī)肥，其應(yīng)用對(duì)環(huán)境也有一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了有效地解決固體廢棄物中的有機(jī)質(zhì)對(duì)環(huán)境造成危害的技術(shù)問題，提出ー種能夠很大程度地改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中用肥的效率和環(huán)境的保護(hù)等多種作用，建立起可持續(xù)的良性碳循環(huán)生態(tài)鏈的有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥及其制備方法。本發(fā)明在無氧條件下，利用混合有機(jī)物高溫?zé)岵环€(wěn)定的共性，在特定催化劑存在下，熱裂解有機(jī)質(zhì)，生成特定多孔結(jié)構(gòu)和高表面活性的有機(jī)碳、可燃?xì)狻⒁约捌渌碑a(chǎn)品。特定多孔結(jié)構(gòu)和高表面活性的有機(jī)碳，可以有效地吸附氮磷鉀等農(nóng)林作物所必需的分子，在潤濕的情況下，又可以緩慢地、有條件地釋放和交換出這些營養(yǎng)成份，構(gòu)成了特別的可控的緩釋和富集元素的作用，可大大地提高氮磷鉀等被植物吸收和利用的效率，減少和避免化肥對(duì)地下水的污染。同時(shí)由于有機(jī)碳材料的構(gòu)造特性，具備了一定程度的保濕保溫作用，改善土壌的透氣性和微生物的生長環(huán)境，有效地將營養(yǎng)成分保留在根系周圍，逐步釋放、逐步轉(zhuǎn)化、植物可連續(xù)吸收，達(dá)到平衡營養(yǎng)，系統(tǒng)改良的作用。再就是有機(jī)碳本身就含有一定結(jié)構(gòu)的含氮有機(jī)物，大多數(shù)具有抗殺害蟲的作用，加之除了含有一定的氮磷鉀成分外，也將原來生物質(zhì)所具有的微量元素等保留下來，經(jīng)過高溫強(qiáng)還原以后，構(gòu)成了特別功能的營養(yǎng)組成，所以提高了植物抗病害能力和滿足了作物生長的平衡營養(yǎng)要求。除此之外，也可在有機(jī)碳中添加腐殖酸、有益菌等，生成具備其它功能的肥料種類，利用有機(jī)碳的特性改善這些添加物質(zhì)的應(yīng)用實(shí)效。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利進(jìn)行詳細(xì)的說明，其中
圖I為有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥生產(chǎn)裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥，其由下列重量百分含量的原料配置而成尿素5 25%、碳銨I 5%、磷酸 ニ氫鉀O 5%、碳酸鈣O 10%、硫酸鉀5 15%、過磷酸鈣5 30%、腐殖酸5 10%、高嶺土或坡縷石粉O 10%、微量元素復(fù)合劑O 1%、粘合劑O 3%、有機(jī)碳10 35%。本發(fā)明中含有的氮、磷、鉀元素是為了補(bǔ)充植物所需的三大成分，所需量與土壌成分及其特定植物特定時(shí)期的生長需要有夫。其中，腐殖酸是利用天然植物通過生物發(fā)酵的方法生產(chǎn)的腐殖酸，是個(gè)混合物，以黃腐質(zhì)酸為主。也可以是任何種類的腐質(zhì)酸，要求可溶性綜合腐質(zhì)酸含量越高越好，含量一般不低于20%。坡縷石是ー種層鏈狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂鋁硅酸粘土礦物。微量元素如硼、鎂、銅等等是植物生長必需的但需量很少的元素，通過熱解垃圾中的天然動(dòng)植物，保留其含有的微量元素，再配以一定的腐質(zhì)酸螯合劑增加流動(dòng)性，達(dá)到復(fù)合的目的。復(fù)合劑也不固定，通常不需要外加，但如遇到特定植物的需要吋，加入少量硼、鋅、鎂的可溶性鹽作為復(fù)合剤。有機(jī)碳包括有機(jī)物、該有機(jī)物重量的I 5%的石灰粉、該有機(jī)物重量的O O. 1%的氫氧化鉀。有機(jī)物可以是生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)、農(nóng)林業(yè)廢棄物、餐飲垃圾中的至少ー種。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，尿素20%、碳銨I %、碳酸鈣3. 5%、硫酸鉀15%、過磷酸鈣30%、腐殖酸5%、坡縷石粉10%、聚こ烯醇O. 5%、有機(jī)碳15%。其中，有機(jī)碳包括有機(jī)物、該有機(jī)物質(zhì)重量的4%的石灰粉。如表I所示，例舉了本發(fā)明涂料另外四個(gè)實(shí)施例的重量配比表[単位重量百分比]，即通過各組分不同的取量值，混合配制成所需的有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥。表I
本發(fā)明的制備方法，請(qǐng)參見圖1，步驟如下
步驟I:物料預(yù)處理與配制
將生活垃圾、各類農(nóng)林業(yè)廢棄物、餐飲垃圾等廢料中的磚石、金屬、玻璃等分選出去，留下的有機(jī)物粉碎后作為原料，以選擇的處理速度連續(xù)進(jìn)到料斗I中，如果物料含水率過高，則需通過脫水或干燥。控制在<65%的含水率。再根據(jù)需要，選擇好配比，將占有機(jī)物重量的I 5%的石灰粉、占有機(jī)物重量的O O. 1%的氫氧化鉀倒入料斗I中進(jìn)行混合。混合物料在電機(jī)2的驅(qū)動(dòng)下，由螺旋絞刀輸送器3送入熱裂解反應(yīng)釜4。優(yōu)選實(shí)例中，將分選出來的有機(jī)物通過粉碎到〈2厘米的尺寸，再經(jīng)螺旋壓榨后，以5噸/小時(shí)的處理量，加入有機(jī)物處理量的4%的石灰粉到料斗I中(氫氧化鉀為零)，再由螺旋絞刀混合輸送到熱裂解反應(yīng)釜4中。步驟2熱裂解
混合物料進(jìn)入到熱裂解反應(yīng)釜4進(jìn)行熱裂解反應(yīng)。釜內(nèi)反應(yīng)溫度為500° C 800° C、壓カ為常壓，熱源5提供所需熱量以保持等溫狀態(tài)。混合物料在該反應(yīng)條件下，迅速熱裂解并生成可燃?xì)狻⒄羝⒂袡C(jī)碳和其它有機(jī)產(chǎn)物，所有產(chǎn)物都隨氣流通過熱裂解反應(yīng)釜4頂部的開ロ排出反應(yīng)釜。步驟3產(chǎn)物分離
由熱裂解爐4頂部管ロ排出的氣流通過三級(jí)高溫旋流分選器6，將有機(jī)碳粉和燃?xì)獾葰怏w分開氣體由三級(jí)高溫旋流分選器6頂部的管道7排出后，經(jīng)冷凝塔15分出冷凝液體再經(jīng)過油水分離器16進(jìn)行分離，分離出來的水由分離器16下部的出ロ 18回收、分離出來的液態(tài)油由分離器16上部的出ロ 19導(dǎo)出后儲(chǔ)藏。可燃?xì)庥衫淠?5的上部直接排出并儲(chǔ)存到氣罐17中。分離出來的有機(jī)碳，直接從三級(jí)高溫旋流分選器6下部的開ロ排入到混配料裝置9中。步驟4配料 通過混配料裝置9中的配料ロ 10,根據(jù)選定配比,加入尿素5 25%、碳銨I 5%、磷酸ニ氫鉀O 5%、碳酸鈣O 10%、硫酸鉀5 15%、過磷酸鈣5 30%、腐殖酸5 10%、高嶺土或坡縷石粉O 10%、微量元素復(fù)合劑O _1%、粘合劑O 3%，余量為有機(jī)碳占10- 35%。混配料裝置9在電機(jī)8的驅(qū)動(dòng)下，將所有物料碾磨混合均勻后，送入造粒機(jī)11中造粒。優(yōu)選實(shí)施例中，加入粉末尿素20%、碳銨O. 5%、碳酸鈣4%、硫酸鉀15%、過磷酸鈣30%、腐殖酸5%、凹凸棒10%，其中有機(jī)碳占15%，當(dāng)碾磨混合完成后，在物料出口吋，噴撒聚こ烯醇溶液(w/w 5%—重量百分?jǐn)?shù)，如5克聚こ烯醇和95克水配成的溶液)O. 5%，然后所有物料被送入造粒機(jī)11中造粒。步驟5造粒、包裝
均勻混合的物料進(jìn)入造粒機(jī)11后，通過造粒機(jī)11滾動(dòng)或壓膜做成一定尺寸和形狀的固體顆粒，出料前在熱風(fēng)的流動(dòng)中干燥而控制含水率，最后顆粒流出到傳送帶12并送入產(chǎn)品料斗13進(jìn)行包裝，通過電子秤自動(dòng)包裝機(jī)14完成最后的產(chǎn)品包裝。優(yōu)選實(shí)施例中,造粒機(jī)11采用滾筒造粒設(shè)備，生產(chǎn)3 5mm直徑的圓球顆粒、含水率小于有機(jī)無機(jī)混肥標(biāo)準(zhǔn)要求的5%。本發(fā)明中的有機(jī)碳是獨(dú)特的成分，對(duì)植物的作用也是不可替代的，既有有機(jī)肥的特性，又能増加透氣、保濕等其它性能，實(shí)際綜合功效十分顯著。有機(jī)碳的作用見下表
表2不同土壤種植物莖葉中的總氮含量
S: 土壤；P:植物；B:空白；F:化肥；C:有機(jī)碳；R:蘿卜；F:花木；G:草本 表2數(shù)據(jù)說明有機(jī)碳可有效地促進(jìn)植物的發(fā)育(總氮含量)，尤其對(duì)于貧瘠土壤種植件。表3植物根部周圍土壤中總氮含量
表3數(shù)據(jù)顯示，加有機(jī)碳的土壌防流失、保肥能力明顯提高，且隨有機(jī)碳含量的提高而增加。本發(fā)明通過無氧熱裂解的方法制備具有特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)碳，并將之作為重要的功能材料用于生產(chǎn)一種高效生態(tài)有機(jī)無機(jī)復(fù)混緩釋肥，這不僅提高了固廢無害化資源化水平，而且資源高附加值的產(chǎn)出比大為提高。本發(fā)明能夠很大程度地改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中用肥的效率和環(huán)境的保護(hù)等多種作用，建立起可持續(xù)的良性碳循環(huán)生態(tài)鏈。
權(quán)利要求
1.ー種有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥，其特征在干，由下列重量百分含量的原料配置而成 尿素5 25%、碳銨I 5%、磷酸ニ氫鉀O 5%、碳酸鈣O 10%、硫酸鉀5 15%、過磷酸鈣5 30%、腐殖酸5 10%、高嶺土或坡縷石粉O 10%、微量元素復(fù)合劑O 1%、粘合劑O 3%、有機(jī)碳10 35%。
2.如權(quán)利要求I所述的有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥，其特征在于，所述有機(jī)碳包括有機(jī)物、該有機(jī)物重量的I 5%的石灰粉、該有機(jī)物重量的O O. 1%的氫氧化鉀。
3.如權(quán)利要求2所述的有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥，其特征在于，所述的有機(jī)物包括生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)、農(nóng)林業(yè)廢棄物、餐飲垃圾中的至少ー種。
4.如權(quán)利要求2所述的有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥，其特征在于，所述的有機(jī)物含水率<65%。·
5.一種如權(quán)利要求I所述有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥的制備方法，其包括如下步驟 步驟I :物料預(yù)處理與配制 將經(jīng)分選出來的有機(jī)物，與石灰粉、氫氧化鉀按配比混合，再將上述混合物料送入熱裂解反應(yīng)爸； 步驟2熱裂解 對(duì)進(jìn)入熱裂解反應(yīng)釜釜內(nèi)的混合物料加熱，進(jìn)行熱裂解反應(yīng)，而反應(yīng)生成的可燃?xì)狻⒄羝⒂袡C(jī)碳及有機(jī)物均隨氣流通過熱裂解反應(yīng)釜頂部的出ロ排入旋流分選器； 步驟3產(chǎn)物分離 旋流分選器將進(jìn)入的氣流中的有機(jī)碳和氣體進(jìn)行分離； 氣體送入冷凝塔，經(jīng)冷凝塔分離出的冷凝液體送入至油水分離器進(jìn)行分離，分離出來的水排出回收、分離出來的液態(tài)油導(dǎo)出儲(chǔ)藏；經(jīng)冷凝塔分離出來的可燃?xì)馀懦鰞?chǔ)存于氣罐中； 有機(jī)碳直接由旋流分選器排入混配料裝置中； 步驟4配料 按配比將尿素、碳銨、磷酸ニ氫鉀、碳酸鈣、硫酸鉀、過磷酸鈣、腐殖酸、高嶺土或坡縷石粉、微量元素復(fù)合劑、粘合劑加入混配料裝置中，并與所述的有機(jī)碳碾磨混合均勻后，送入造粒機(jī)； 步驟5造粒、包裝 造粒機(jī)11將進(jìn)入后的均勻混合的物料，制作成一定尺寸和形狀的固體顆粒，經(jīng)干燥后送入料斗進(jìn)行包裝。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述熱裂解反應(yīng)的溫度為500°C 800° Co
7.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的經(jīng)分選出來的有機(jī)物粉碎到小于2厘米的尺寸。
8.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述造粒后的固體顆粒為3 5mm直徑的圓球顆粒。
9.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述經(jīng)干燥后的固體顆粒，含水率小于5% ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥，其由下列重量百分含量的原料配置而成尿素5～25%、碳銨1～5%、磷酸二氫鉀0～5%、碳酸鈣0～10%、硫酸鉀5～15%、過磷酸鈣5～30%、腐殖酸5～10%、高嶺土或坡縷石粉0～10%、微量元素復(fù)合劑0～1%、粘合劑0～3%、有機(jī)碳10～35%。本發(fā)明還公開了有機(jī)碳生態(tài)緩釋肥的制備方法。通過無氧熱裂解先制備具有特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)碳，并將之作為重要的功能材料用于生產(chǎn)高效生態(tài)有機(jī)無機(jī)復(fù)混緩釋肥，這不僅提高了固廢無害化資源化水平，而且資源高附加值的產(chǎn)出比大為提高。本發(fā)明能夠很大程度地改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中用肥的效率和環(huán)境的保護(hù)等多種作用，建立起可持續(xù)的良性碳循環(huán)生態(tài)鏈。
文檔編號(hào)C05G3/00GK102718600SQ20121023288
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者王志成 申請(qǐng)人:深圳開普藍(lán)生能源環(huán)保有限公司