一种用农业废弃生物质催化制备的功能性液体肥制造技术

本发明专利技术公开了一种用农业废弃生物质催化水热碳化制备功能性液体肥料，其特征在于通过采用农业废弃生物质催化水热碳化后产生的混合液为母液，添加氮、磷、钾元素及腐植酸等制备功能性液体肥料。配制过程包括：（1）物料破碎、（2）反应条件控制、（3）肥料母液制备、（4）肥料配制。本发明专利技术制备功能性液体肥料过程简单、能耗低、反应条件温和。肥料对作物预防根腐病有明显的效果。

Functional liquid fertilizer prepared by using agricultural waste biomass

The invention discloses a carbide preparation of functional liquid fertilizer using agricultural waste catalytic hydrothermal biomass, characterized by the mixture of agricultural waste catalytic hydrothermal biomass carbonization of the mother liquor, preparing functional liquid fertilizer added with nitrogen, phosphorus and potassium and humic acid etc.. The preparation process comprises: (1) the material is broken, (2) the reaction condition is controlled, (3) the preparation of the fertilizer mother liquid, (4) the fertilizer is prepared. The invention has the advantages of simple process, low energy consumption and mild reaction condition. The effect of fertilizer on root rot of crops was obvious.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物质资源利用
，具体涉及一种农业废弃生物质催化水热碳化制备功能性液体有机肥。
技术介绍
我国农业废弃生物质资源丰富，主要包括小麦、水稻、玉米等各类秸秆等。目前，秸秆田间直接焚烧现象比较普遍，被有效利用的较少，没有充分发挥出秸秆的利用价值。秸秆直接焚烧处理容易造成空气污染，而采用催化水热碳化处理秸秆不仅对环境影响小，而且可充分开发秸秆的经济价值。催化水热碳化是将生物质与水按一定的比例混合放入反应器中，在一定的温度（180～350℃、反应时间（1～4h）和压力（1400～27600kPa）下进行的温和的催化水热反应，其产物是水热炭(炭球)和混合液体。水热炭的高热值，可直接替代部分焦炭作为燃料；反应后的混合液体中含有高浓度的有机质，具体成分主要为糖类、有机酸、糠醛、羟甲基糠醛等呋喃衍生物等有机物，直接排放到环境中将会造成环境污染。目前，反应后的混合液除了部分回流至下一批次反应过程，剩下的混合液体需要净化处理后才能排放到环境中。鉴于混合液体中特有的糠醛、羟甲基糠醛等呋喃衍生物，该类物质可对引起作物发生根腐病的腐霉、镰刀菌等微生物具有抑制杀灭作用，经加工处理和稀释后，可作为作物育苗的功能性液体肥料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为充分开发农业废弃生物质催化水热碳化后产生的混合液，提出用该类混合液为母液，添加氮、磷、钾元素及腐植酸等制备功能性液体肥料。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下。一种用生物质催化水热碳化制备功能性液体肥料的方法，所述方法包括以下制备步骤：将破碎后生物质原料与水混合均匀得到生物质水溶液，然后将其加入到高压反应器中，用氮气置换反应器内空气，升温至250～300℃，在搅拌条件下进行恒温催化水热碳化反应，反应产物经过滤处理，所得清澈的混合液体经添加氮磷钾及腐植酸后作为功能性液体肥料，固相干燥后制备生物燃料。作为优选，所述的农业废弃生物质原料选小麦、水稻、玉米秸秆。作为优选，所述生物质水溶液中生物质原料的质量浓度为20％～30％。作为优选，所述生物质水溶液的体积为高压反应器体积的2/5～3/5。作为优选，所述搅拌的速度为100～1000转/分钟。作为优选，所述催化水热水热碳化反应的时间为2～4h。作为优选，所述功能性液体肥料的配方为：催化反应后混合液体60～80份，蜜糖发酵液10～20份、氢氧化钾2份、磷酸二氢钾1份、磷酸氢二钾2份、磷酸二氢铵2份、磷酸氢二铵1份、聚磷酸铵5份、氮溶液5份和硝酸钙3份。一种功能性液体肥料，通过上述方法制备得到。本专利技术的原理为：农业废弃生物质在密闭的反应器中，高温高压的条件下，通过添加专用高效催化剂，可高效进行脱水脱羧反应，进行有机质脱水碳化，其反应后的混合液体产物中富含糖类、有机酸、糠醛、羟甲基糠醛等呋喃衍生物等有机物。本专利技术利用糠醛、羟甲基糠醛等呋喃衍生物等有机物的抑制杀灭腐霉、镰刀菌等微生物特性，通过对反应产生的混合液体进行过滤净化和添加植物营养元素，配制出一种功能性液体肥料。本专利技术具有如下优点及有益效果。(1)本专利技术采用催化水热碳化方法，反应后混合液体中富含杀菌力很强的糠醛、羟甲基糠醛等呋喃衍生物等，添加植物营养元素后，配制出一种功能性液体肥料。反应后获得的水热碳热值高，可直接作为生物质燃料；(2)本专利技术通过采用高效专用催化剂，最大限度提高了水热碳化反应效率，而且反应过程液相中含有较高浓度的糠醛、羟甲基糠醛等呋喃衍生物等；(3)采用本专利技术制备功能性液体肥料过程简单、能耗低、反应条件温和、肥料对作物预防根腐病有明显的效果。具体实施方式下面，结合实施例对本专利技术做进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护之中。实施例1。将玉米秸秆破碎至12到16目，取20kg与水100L混合均匀得到生物质水溶液，采用自动进料泵将其注入到500L高压反应器中，关闭进料口，用氮气对反应釜中空气进行置换3次。然后，打开反应器的加热器，设定反应温度225℃、搅拌速度200转/分钟。当升温至225℃后，恒温3小时。反应终止，打开出气孔，放气至反应器中气压与大气一致后，打开出料口，使得反应物料冷却至常温。取出反应所产生的固体焦炭及富含酚类等稳定组分的混合液体，用用固液分离器进行过滤分离，固体烘干压实造粒成为生物燃料，过滤获得的混合液体可作为配置功能性液体肥料的母液。取过滤后的混合液体60份，与添蜜糖发酵液20份，氢氧化钾2份、磷酸二氢钾1份、磷酸氢二钾2份、磷酸二氢铵2份、磷酸氢二铵1份、聚磷酸铵5份、氮溶液5份和硝酸钙3份混合，配置成可预防根腐病的功能性液体肥料。实施例2。将玉米秸秆破碎至12到16目，取20kg与水100L混合均匀得到生物质水溶液，采用自动进料泵将其注入到500L高压反应器中，关闭进料口，用氮气对反应釜中空气进行置换3次。然后，打开反应器的加热器，设定反应温度250℃、搅拌速度600转/分钟。当升温至250℃后，恒温2小时。反应终止，打开出气孔，放气至反应器中气压与大气一致后，打开出料口，使得反应物料冷却至常温。取出反应所产生的固体焦炭及富含酚类等稳定组分的混合液体，用用固液分离器进行过滤分离，固体烘干压实造粒成为生物燃料，过滤获得的混合液体可作为配置功能性液体肥料的母液。取过滤后的混合液体80份，与添蜜糖发酵液10份，氢氧化钾2份、磷酸二氢钾1份、磷酸氢二钾2份、磷酸二氢铵2份、磷酸氢二铵1份、聚磷酸铵5份、氮溶液5份和硝酸钙3份混合，配置成可预防根腐病的功能性液体肥料。实施例3。将水稻秸秆破碎至12到16目，取20kg与水100L混合均匀得到生物质水溶液，采用自动进料泵将其注入到500L高压反应器中，关闭进料口，用氮气对反应釜中空气进行置换3次。然后，打开反应器的加热器，设定反应温度225℃、搅拌速度200转/分钟。当升温至225℃后，恒温3小时。反应终止，打开出气孔，放气至反应器中气压与大气一致后，打开出料口，使得反应物料冷却至常温。取出反应所产生的固体焦炭及富含酚类等稳定组分的混合液体，用用固液分离器进行过滤分离，固体烘干压实造粒成为生物燃料，过滤获得的混合液体可作为配置功能性液体肥料的母液。取过滤后的混合液体60份，与添蜜糖发酵液20份，氢氧化钾2份、磷酸二氢钾1份、磷酸氢二钾2份、磷酸二氢铵2份、磷酸氢二铵1份、聚磷酸铵5份、氮溶液5份和硝酸钙3份混合，配置成可预防根腐病的功能性液体肥料。实施例4。将水稻秸秆破碎至12到16目，取20kg与水100L混合均匀得到生物质水溶液，采用自动进料泵将其注入到500L高压反应器中，关闭进料口，用氮气对反应釜中空气进行置换3次。然后，打开反应器的加热器，设定反应温度250℃、搅拌速度600转/分钟。当升温至250℃后，恒温2小时。反应终止，打开出气孔，放气至反应器中气压与大气一致后，打开出料口，使得反应物料冷却至常温。取出反应所产生的固体焦炭及富含酚类等稳定组分的混合液体，用用固液分离器进行过滤分离，固体烘干压实造粒成为生物燃料，过滤获得的混合液体可作为配置功能性液体肥料的母液。取过滤后的混合液体80份，与添蜜糖发酵液10份，氢氧化钾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用农业废弃生物质催化水热碳化制备功能性液体肥料，其特征在于，包括以下步骤：（1）物料破碎：将破碎后生物质原料与水混合均匀得到生物质水溶液，然后将其加入到高压反应器中；（2）反应条件控制：添加专用催化剂，用氮气置换反应器内空气，升温至250～300℃，在搅拌条件下进行恒温催化水热碳化反应；（3）肥料母液制备：反应产物经过滤处理，所得清澈的混合液体可作为配制肥料的母液；（4）肥料配制：将步骤3所得的清澈的混合液体经添加氮磷钾营养元素及腐植酸后，可作为功能性液体肥料。

【技术特征摘要】
1.一种用农业废弃生物质催化水热碳化制备功能性液体肥料，其特征在于，包括以下步骤：（1）物料破碎：将破碎后生物质原料与水混合均匀得到生物质水溶液，然后将其加入到高压反应器中；（2）反应条件控制：添加专用催化剂，用氮气置换反应器内空气，升温至250～300℃，在搅拌条件下进行恒温催化水热碳化反应；（3）肥料母液制备：反应产物经过滤处理，所得清澈的混合液体可作为配制肥料的母液；（4）肥料配制：将步骤3所得的清澈的混合液体经添加氮磷钾营养元素及腐植酸后，可作为功能性液体肥料。2.根据权利要求1所述的生物质原料优选小麦、水稻...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭燕锋，王磊，孙玉红，
申请(专利权)人：青岛漾花湖农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37