一种美植砖的生产系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种美植砖的生产系统及方法。该生产系统包括炭化单元、发酵单元、混匀单元和挤压单元，炭化单元包括粉碎秸秆进口、生物炭出口和高温油气出口；发酵单元包括进料口和腐熟料出口；混匀单元包括生物炭进口、腐熟料进口、肥料进口、粘结剂进口和混合料出口；挤压单元包括混合料进口和美植砖出口；炭化单元的生物炭出口连接混匀单元的生物炭进口，发酵单元的腐熟料出口连接混匀单元的腐熟料进口，混匀单元的混合料出口连接挤压单元的混合料进口。本发明专利技术提供的生产系统不仅生产了美植砖，还资源化利用了农林废弃生物质。

A production system and method for the beautiful planting brick

The invention relates to a production system and method for the beautiful planting brick. The production system including carbonization unit, fermentation unit, mixing unit and extrusion unit, carbonization unit includes crushed straw, biological carbon export import and export of oil and gas at high temperature; the fermentation unit comprises a material inlet and outlet mixing unit of clinker rot; including biological carbon import and compost feeding port, fertilizer imports, imports of binder and mixture material outlet; extrusion unit includes a mixture of import and export and export of biological carbon brick; carbonization unit connected biochar imported mixing unit, the fermentation unit is connected with the outlet of the mixing unit clinker rot rot of clinker import, import export mix mixture mixing unit is connected with the extrusion unit. The production system provided by the invention not only produces beautiful planting bricks, but also makes use of agricultural and forestry waste biomass.

【技术实现步骤摘要】
一种美植砖的生产系统和方法
本专利技术总地涉及无土栽培，具体涉及一种美植砖的生产系统及方法。
技术介绍
由于国家土地资源紧缺，无土栽培技术逐渐兴起。无土栽培主要依靠栽培基质给植物提供营养。有机生态型无土栽培是采用固体有机培养基来培育蔬果，这种方法耗能低，管理方便。培养基在栽培过程中起着至关重要的作用。目前培养基一般采用草炭为主要原料，草炭属于不可再生资源，由于其需求量逐年上升，导致培养基的基质成本价格较高。且如果不合理配置基质成份，栽培作物很容易出现营养不良的现象。此外，无土栽培基质普遍存在缓冲能力差的问题，导致后期水肥排出不顺畅，造成栽培作物出现烂根或营养吸收不充分。生物炭是生物质在缺氧条件下不完全燃烧产生的富炭产物。常见的生物炭包括秸秆炭、木炭、花生壳炭等。生物炭含有酚羟基、羧基、醇羟基、烯醇基、磺酸基、氨基、醌基、羰基、甲氧基等多种基团。由于这些活性基团的存在，决定了生物炭具备较高的亲水性、离子交换性、络合能力及吸附能力，对土壤中铵根离子、硝酸盐有良好的吸附能力，也具有一定的保肥性能，施加到土壤中能够有效减少氮素的流逝。同时，生物炭中的醌基能抑制土壤中的脲酶活性，因而能有效抑制尿素水解成铵态氮过程，降低氨的挥发损失。生物炭施入土壤中能够增加土壤有机质含量，改良酸性土壤，吸附固定有机污染物及重金属等等。生物炭的这些特点使之能成为一种良好的肥料缓释剂，与化学肥料混合使用可明显提高肥料利用率，增加作物产量，对促进农业可持续发展具有重要作用。因此，采用生物炭作为无土栽培基质的原料具有很好的应用前景和意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用生物炭为原料的美植砖的生产系统及方法。美植砖是一种有机无机相结合的无土栽培基质，专门适用于城镇居民小型空间如屋顶、阳台、露台或企业厂房屋顶等领域应用的新型有机蔬菜生产栽培基质。本专利技术提供了一种美植砖的生产系统,其中,所述生产系统包括炭化单元、发酵单元、混匀单元和挤压单元。所述炭化单元包括粉碎秸秆进口、生物炭出口和高温油气出口；所述发酵单元包括进料口和腐熟料出口；所述混匀单元包括生物炭进口、腐熟料进口、肥料进口、粘结剂进口和混合料出口；所述挤压单元包括混合料进口和美植砖出口；所述炭化单元的生物炭出口连接所述混匀单元的生物炭进口，所述发酵单元的腐熟料出口连接所述混匀单元的腐熟料进口，所述混匀单元的混合料出口连接所述挤压单元的混合料进口。优选地，根据前述的生产系统，其中，所述生产系统还包括高温油气直燃单元和发电单元。所述高温油气直燃单元包括高温油气入口、助燃气入口、烟气出口、水入口和蒸汽出口；所述发电单元包括蒸汽入口和冷凝水出口；所述炭化单元的高温油气出口连接所述高温油气直燃单元的高温油气入口，所述高温油气直燃单元的蒸汽出口连接所述发电单元的蒸汽入口。更优选地，根据前述的生产系统，其中，所述生产系统还包括粉碎单元，所述粉碎单元包括秸秆入口和粉碎秸秆出口，所述粉碎秸秆出口连接所述炭化单元的粉碎秸秆入口；所述生产系统还包括打孔单元，所述打孔单元包括美植砖入口，所述美植砖入口连接所述挤压单元的美植砖出口。再优选地，根据前述的生产系统，其中，所述发电单元分别连接所述挤压单元和所述打孔单元，所述发电单元产生的电能供所述挤压单元和所述打孔单元使用。本专利技术还提供了一种使用上述任一生产系统生产美植砖的方法，其中，所述方法包括：(1)将粉碎后的农作物秸秆送入所述炭化单元进行炭化得到生物炭和高温油气。(2)将锯末、稻壳、豆渣、甘蔗渣和畜禽粪便混合成发酵原料，送至所述发酵单元进行发酵7-10天得到腐熟料，所述发酵温度为25-35℃；所述发酵原料的碳氮比为15-25。(3)将步骤(1)得到的生物炭和步骤(2)得到的腐熟料送入所述混匀单元，与肥料和粘结剂一起进行混匀得到混合料。所述肥料优选为氮磷钾及中微量元素肥料.所述粘结剂优选为膨润土或凹凸棒。(4)将步骤(3)得到的混合料送入挤压单元进行挤压得到美植砖，挤压压力为50-150兆帕。优选地，根据前述的方法，其中，步骤(3)中所述生物炭：腐熟料：肥料：粘结剂的质量比为1-4:1-4:1-4:0.2-2。优选地，根据前述的方法，其中，步骤(1)中炭化温度为400-700℃，时间为30-60min。优选地，根据前述的方法，其中，所述方法还包括：将步骤(1)得到的高温油气送入所述高温油气直燃单元进行燃烧以加热水产生蒸汽；将得到的蒸汽送入所述发电单元以产生电能。优选地，根据前述的方法，其中，所述方法还包括：将农作物秸秆送入所述粉碎单元粉碎至10cm以下以得到粉碎后的农作物秸秆。或优选地，根据前述的方法，其中，所述方法还包括：将步骤(4)得到的美植砖送入所述打孔单元进行打孔，孔数量为4-40孔，孔径为20-80mm。本专利技术所提供的生产方法不仅生产了美植砖，还资源化利用了农林废弃生物质。炭化过程可以增加秸秆生物炭的吸附能力，并杜绝了秸秆中携带的病虫害，且回收利用炭化过程中产生的油气能源。将化学肥料加入美植砖中，利用生物质炭化后的生物炭实现化学肥料的长效释放，且栽培过程中只需对作物浇水即可。本专利技术制备的美植砖所用原料主要为秸秆、稻壳、畜禽粪便等农业废弃物，将废弃物变废为宝，使用4-5年后完全转为腐殖土，形态松散，透气性极佳，仍有很高的使用价值，可以重新循环到土地中。附图说明图1为本专利技术实施例的美植砖的生产系统；以及图2为本专利技术实施例的美植砖的生产方法流程；附图标记：1、粉碎单元；2、炭化单元；3、混匀单元；4、发酵单元；5、打孔单元；6、挤压单元；7、高温油气直燃单元；8、发电单元。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术提供了一种美植砖的生产系统,其包括炭化单元2、发酵单元4、混匀单元3和挤压单元6。炭化单元2包括粉碎秸秆进口、生物炭出口和高温油气出口。发酵单元4包括进料口和腐熟料出口。混匀单元3包括生物炭进口、腐熟料进口、肥料进口、粘结剂进口和混合料出口。挤压单元6包括混合料进口和美植砖出口。炭化单元的生物炭出口连接混匀单元的生物炭进口，发酵单元的腐熟料出口连接混匀单元的腐熟料进口，混匀单元的混合料出口连接挤压单元的混合料进口。粉碎后的农作物秸秆输送至炭化单元2进行炭化得到生物炭和高温油气。混合锯末、稻壳、豆渣、甘蔗渣和畜禽粪便得到发酵原料，输送至发酵单元4进行发酵7-10天得到腐熟料。生物炭和腐熟料输送至混匀单元3，与肥料和粘结剂一起进行混匀得到混合料。混合料输送至挤压单元6进行挤压即可得到美植砖。其中，炭化单元2的内部为高温绝氧环境，。炭化单元2具体可为无热载体蓄热式旋转床炭化炉，其炭化效率高，达到86％以上，高温油气出口设置在该炭化炉的炉顶位置，高温油气从炭化炉炉膛出气口出来，生物炭出口经双螺旋出料机连接混匀单元的生物炭进口。在一种实施方案中，生产系统还包括高温油气直燃单元7和发电单元8。高温油气直燃单元7包括高温油气入口、助燃气入口、烟气出口、水入口和蒸汽出口。发电单元8包括蒸汽入口和冷凝水出口。炭化单元的高温油气出口连接高温油气直燃单元的高温油气入口，高温油气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种美植砖的生产系统,其特征在于,所述生产系统包括炭化单元、发酵单元、混匀单元和挤压单元，所述炭化单元包括粉碎秸秆进口、生物炭出口和高温油气出口；所述发酵单元包括进料口和腐熟料出口；所述混匀单元包括生物炭进口、腐熟料进口、肥料进口、粘结剂进口和混合料出口；所述挤压单元包括混合料进口和美植砖出口；所述炭化单元的生物炭出口连接所述混匀单元的生物炭进口，所述发酵单元的腐熟料出口连接所述混匀单元的腐熟料进口，所述混匀单元的混合料出口连接所述挤压单元的混合料进口。

【技术特征摘要】
1.一种美植砖的生产系统,其特征在于,所述生产系统包括炭化单元、发酵单元、混匀单元和挤压单元，所述炭化单元包括粉碎秸秆进口、生物炭出口和高温油气出口；所述发酵单元包括进料口和腐熟料出口；所述混匀单元包括生物炭进口、腐熟料进口、肥料进口、粘结剂进口和混合料出口；所述挤压单元包括混合料进口和美植砖出口；所述炭化单元的生物炭出口连接所述混匀单元的生物炭进口，所述发酵单元的腐熟料出口连接所述混匀单元的腐熟料进口，所述混匀单元的混合料出口连接所述挤压单元的混合料进口。2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括高温油气直燃单元和发电单元，所述高温油气直燃单元包括高温油气入口、助燃气入口、烟气出口、水入口和蒸汽出口；所述发电单元包括蒸汽入口和冷凝水出口；所述炭化单元的高温油气出口连接所述高温油气直燃单元的高温油气入口，所述高温油气直燃单元的蒸汽出口连接所述发电单元的蒸汽入口。3.根据权利要求2所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括粉碎单元，所述粉碎单元包括秸秆入口和粉碎秸秆出口，所述粉碎秸秆出口连接所述炭化单元的粉碎秸秆入口；所述生产系统还包括打孔单元，所述打孔单元包括美植砖入口，所述美植砖入口连接所述挤压单元的美植砖出口。4.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于，所述发电单元分别连接所述挤压单元和所述打孔单元，所述发电单元产生的电能供所述挤压单元和所述打孔单元使用。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠惠，肖磊，巴玉鑫，刘春亚，房凯，吴道洪，
申请(专利权)人：北京源农炭肥技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11