氮改性生物炭肥及其制备方法技术

本发明专利技术一种氮改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成：农林副产物70‑80份，人畜粪便30‑40份，添加剂20‑30份，活化剂10‑20份。本发明专利技术的生物炭具有较大的比表面积，提高了土壤的有机质含量；使用人畜粪便和农林副产物作为主要原料，较仅利用农林副产物作原料获取的生物炭肥含有更丰富的氮、磷、钾和微量元素。作为低成本非化学肥料，本发明专利技术产品可以为有机农业、绿色农业提供产量上的保证，制备方法简单、可控、易实施，在有效处理了人畜粪便和生物质的同时，比传统生物炭肥具有更高的吸附性能和更高的肥效，可以在一定范围内代替化肥施用，具有工业化推广的前景，以及显著的经济效益、环境效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合肥，具体涉及氮改性生物炭肥及其制备方法。
技术介绍
不论是在粮食作物还是在经济作物的种植领域，长久以来就采用施肥的手段来提高作物产量和质量。从最早的施用农家有机肥到施用无机肥，再到施用有机无机复合肥。施肥种类、施肥量及配比等对粮食作物或经济作物产量和质量都有很大的影响。传统的肥料尤其是有机无机复合肥虽然在提高作物产量方面起到了不错的效果。但是，传统的肥料存在成分和养分配比不合理，几乎不能恢复土壤肥力、改善土壤结构，甚至还会产生副作用，造成土壤板结等。复合肥料是指含有两种或两种以上营养元素的化肥，复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。生物炭是生物有机材料(生物质)在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物。既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化而成。生物炭虽可作为肥料，但其微孔结构较少、比表面积较低，且保留的营养元素包括微量元素较少，因此使用时一般需要添加其他肥料。元素氮对作物生长起着非常重要的作用，它是植物体内氨基酸的组成部分、是构成蛋白质的成分，也是植物进行光合作用起决定作用的叶绿素的组成部分。氮还能帮助作物分殖，施用氮肥不仅能提高农产品的产量，还能提高农产品的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供氮改性生物炭肥及其制备方法。实现本专利技术目的的技术方案为：一种氮改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成：农林副产物70-80份，人畜粪便30-40份，添加剂20-30份，活化剂10-20份。其中，所述农林副产物为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆、玉米芯、棉籽壳、稻壳、花生壳、豆壳、果壳、甘蔗渣、果皮、残次果、树木残枝、木屑中的一种或两种以上的混合物，含水量控制在10-12％。所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干或烘干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在20-22％。所述添加剂为磷酸铵和磷酸氢二铵按照质量比例为1:1混合而成。所述活化剂是尿素。上述氮改性生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：(1)将农林副产物干燥、粉碎成粉末，备用；(2)将人畜粪便放入上述生物质原料中，搅拌均匀，得到混合物1；(3)将制备好的添加剂和活化剂加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物1中，搅拌均匀，获得混合物2；(4)将经步骤(3)处理后的混合物2放入热解物料仓，仓内填充率大于80％，将物料仓加热至160-190℃，并保温40-50分钟，利用产生的水蒸气将仓内残留空气充分排出；(5)将经步骤(4)处理后的混合物送入裂解设备中，升温260-300℃，保持该温度15-20分钟，然后在3-5分钟内升温至470-500℃，并保持该温度3-4h，然后在3-5分钟内急冷至180-200℃，保持该温度40-50分钟，使物料充分完成碳化后自然冷却，得到所述的氮改性生物炭肥。本专利技术的优点为：本专利技术的生物炭具有较大的比表面积，提高了土壤的有机质含量；使用人畜粪便和农林副产物作为主要原料，较仅利用农林副产物作原料获取的生物炭肥含有更丰富的氮、磷、钾和微量元素。作为低成本非化学肥料，本专利技术产品可以为有机农业、绿色农业提供产量上的保证，制备方法简单、可控、易实施，在有效处理了人畜粪便和生物质的同时，比传统生物炭肥具有更高的吸附性能和更高的肥效，可以在一定范围内代替化肥施用，具有工业化推广的前景，以及显著的经济效益、环境效益和社会效益。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进一步说明，但本专利技术并不局限于这些实施例。实施例1一种氮改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成：农林副产物70份，人畜粪便30份，添加剂20份，活化剂10份。其中，所述农林副产物为玉米秸秆、小麦秸秆、玉米芯、棉籽壳、树木残枝的混合物，含水量控制在10％。所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在20％。所述添加剂为磷酸铵和磷酸氢二铵按照质量比例为1:1混合而成。所述活化剂是尿素。上述氮改性生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：(1)将农林副产物干燥、粉碎成粉末，备用；(2)将人畜粪便放入上述生物质原料中，搅拌均匀，得到混合物1；(3)将制备好的添加剂和活化剂加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物1中，搅拌均匀，获得混合物2；(4)将经步骤(3)处理后的混合物2放入热解物料仓，仓内填充率82％，将物料仓加热至160℃，并保温40分钟，利用产生的水蒸气将仓内残留空气充分排出；(5)将经步骤(4)处理后的混合物送入裂解设备中，升温260℃，保持该温度15分钟，然后在3钟内升温至470℃，并保持该温度3h，然后在3分钟内急冷至180℃，保持该温度40分钟，使物料充分完成碳化后自然冷却，得到所述的氮改性生物炭肥。所得到的生物炭肥的比表面积为600m3/g，按每亩施用220kg的该生物炭肥6个月后，经检测发现土壤中重金属含量减少60％，而与不施用该生物肥而使用普通复混肥比较，作物中的重金属还少35％，证明土壤中的重金属被吸附到生物炭中固化。实施例2一种氮改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成：农林副产物75份，人畜粪便35份，添加剂25份，活化剂15份。其中，所述农林副产物为水稻秸秆、棉花秸秆、玉米芯、棉籽壳、甘蔗渣、木屑的混合物，含水量控制在10％。所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在20％。所述添加剂为磷酸铵和磷酸氢二铵按照质量比例为1:1混合而成。所述活化剂是尿素。上述氮改性生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：(1)将农林副产物干燥、粉碎成粉末，备用；(2)将人畜粪便放入上述生物质原料中，搅拌均匀，得到混合物1；(3)将制备好的添加剂和活化剂加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物1中，搅拌均匀，获得混合物2；(4)将经步骤(3)处理后的混合物2放入热解物料仓，仓内填充率87％，将物料仓加热至175℃，并保温45分钟，利用产生的水蒸气将仓内残留空气充分排出；(5)将经步骤(4)处理后的混合物送入裂解设备中，升温280℃，保持该温度18分钟，然后在4分钟内升温至485℃，并保持该温度3.5h，然后在4分钟内急冷至190℃，保持该温度45分钟，使物料充分完成碳化后自然冷却，得到所述的氮改性生物炭肥。所得到的生物炭肥的比表面积为620m3/g，按每亩施用220kg的该生物炭肥6个月后，经检测发现土壤中重金属含量减少63％，而与不施用该生物肥而使用普通复混肥比较，作物中的重金属还少37％，证明土壤中的重金属被吸附到生物炭中固化。实施例3一种氮改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成：农林副产物80份，人畜粪便40份，添加剂30份，活化剂20份。其中，所述农林副产物为棉花秸秆、玉米芯、棉籽壳、稻壳、花生壳、豆壳的混合物，含水量控制在12％。所述人畜粪便是将选取的人畜粪便烘干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在22％。所述添加剂为磷酸铵和磷酸氢二铵按照质量比例为1:1混合而成。所述活化剂是尿素。上述氮改性生物炭肥的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮改性生物炭肥，其特征是：由下述重量份的原料制成：农林副产物70‑80份，人畜粪便30‑40份，添加剂20‑30份，活化剂10‑20份。

【技术特征摘要】
1.一种氮改性生物炭肥，其特征是：由下述重量份的原料制成：农林副产物70-80份，人畜粪便30-40份，添加剂20-30份，活化剂10-20份。2.根据权利要求1所述的氮改性生物炭肥，其特征是：所述农林副产物为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆、玉米芯、棉籽壳、稻壳、花生壳、豆壳、果壳、甘蔗渣、果皮、残次果、树木残枝、木屑中的一种或两种以上的混合物。3.根据权利要求1所述的氮改性生物炭肥，其特征是：所述农林副产物的含水量控制在10-12％。4.根据权利要求1所述的氮改性生物炭肥，其特征是：所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干或烘干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在20-22％。5.根据权利要求1所述的氮改性生物炭肥，其特征是：所述添加剂为磷酸铵和磷酸氢二铵按照质量比例为1:1混合而成。6.根据权利要求1所述的氮改性生物炭肥，其特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖晖，
申请(专利权)人：廖晖，
类型：发明
国别省市：广西;45