一种炭基液体肥料、及其生产系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种炭基液体肥料，其中，炭基液体肥料按以下重量份数的组分制备：1‑3份的木醋液、2‑6份的生物炭浸提液、1‑2份的沼液、0.5‑3份的悬浮剂、3‑8份的氮磷钾肥、1‑3份的腐殖酸钾、0.5‑2份的海藻酸、0.5‑2份的甲壳素和0.5‑2的氨基酸。本发明专利技术还涉及该炭基液体肥料的生产系统和方法。该炭基液体肥料的施用使作物的产量提高更加明显，还能有效减少化肥需用量。

A carbon based liquid fertilizer and its production system and method

The present invention relates to a carbon based liquid fertilizer, in which the carbon based liquid fertilizer is prepared according to the components of the number of parts of the weight below: 1 wood vinegar, 6 copies of biological charcoal extract, 2 portions of biogas liquid, 0.5 3 portions of suspension, 3 8 portions of potassium fertilizer, 1 potassium humic acid, 0.5 8 alginic acids, etc. Chitin and 0.5 amino acids of 2. The invention also relates to the production system and method of the carbon based liquid fertilizer. The application of the carbon based liquid fertilizer made the crop yield more obvious and effectively reduced the amount of fertilizer needed.

【技术实现步骤摘要】
一种炭基液体肥料、及其生产系统和方法
本专利技术总地涉及农业资源化
，具体涉及一种炭基液体肥料、及其生产系统和方法。
技术介绍
目前，农业已进入现代化时期，发展现代农业必须用现代的农资产品来装备现代农业。而增施肥料是保证粮食增产、农产品质量安全的一项重要的环节。用于农业的肥料主要分为化学肥料(即化肥)和有机肥。化肥是采用化学和物理方法人工制成的肥料，含有一种或几种农作物生长需要的营养元素，长期使用容易导致土壤结构被破坏、生产潜力降低、金属和有毒元素有所增加、微生物活性降低、物质难以转化及降解、养分失调、硝酸盐累积、酸化加剧、pH变化太大等问题。并且，目前市场上的传统化肥所含营养元素较少，不能完全满足作物生长的需求，而且存在价格较高、增产效果不明显的缺点。此外，使用上还存在肥料利用率低、施加量过多等问题。而有机肥多为农家肥，虽然具有许多优点，却存在不便运输和施肥等缺陷。生物炭是生物残体在缺氧或低氧条件下，经高温热解产生的稳定的、高度芳香化的物质，主要由碳、氢、氧等元素组成，其中含碳量高达80％以上。从微观结构上来说，生物炭多由紧密堆积、高度扭曲的芳香环片层组成，孔结构发达，具有较大的比表面积，表面富含羧基、酚羟基、羰基、内酯基、酸酐等官能团，具有很好的吸附性能。同时，生物炭的制备原料非常广泛，成本较低，有利于实现固体废弃物的资源化利用。研究表明生物炭施入土壤后可提高作物对土壤养分的吸收能力和土壤肥力，改善土壤有效养分的供应，达到增加作物产量和生物量的效果。但目前为止，鲜少有提取生物炭可溶性成分作为液体肥使用的。生物炭生产过程中还会产生多种副产物，例如木醋液、生物油和可燃气等。木醋液的有效成分主要为酚类。酚类是一种有效的抗菌物质，能够提高作物的免疫力，同时也可以达到刺激作物生长的目的。生物油和可燃气可作为能源产品。近年来，生物质热裂解来制备生物质燃料技术得到了迅猛的发展，该方法能够将生物质高效转化为易储存、能量密度高的生物油、可燃气以及生物炭。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种炭基液体肥料、及其生产系统和方法。本专利技术提供了一种炭基液体肥料，其中，所述炭基液体肥料按以下重量份数的组分制备：1-3份的木醋液、2-6份的生物炭浸提液、1-2份的沼液、0.5-3份的悬浮剂、3-8份的氮磷钾肥、1-3份的腐殖酸钾、0.5-2份的海藻酸、0.5-2份的甲壳素和0.5-2份的氨基酸。优选地，根据前述的炭基液体肥料，其中，所述生物炭浸提液为采用热水对生物炭进行热浸提制得。优选为热浸提温度为55-75℃。所述沼液为人畜粪便与农林生物质混合发酵产沼气后的沼液。所述悬浮剂选自黏土、硅藻土、硅镁土、海泡石土、黄原酸树胶和钠基膨润土中的一种或多种。氮磷钾肥为含氮、含磷、含钾的无机肥料，氮肥、磷肥和钾肥之间的重量配比为1-3:1-2:1-3。其中，所述沼液的pH为7.13，呈微碱性，干物质含量为1.55wt％，有机物含量为0.66wt％。在常见的农林生物热解炭(即农林生物炭)中，例如稻壳、小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆等，其K、P、Ca和Si含量范围分别为6.0-20.0g/kg，3.0-8.0g/kg，10.0-35.0g/kg，25.0-120.0g/kg，对应的生物炭浸提液中K、P、Ca、Si、Mg含量分别为4.0-15.0g/L，1.0-6.0g/L，1.5-10.7g/L，3.5-25.5g/L，20.0-105.0g/L。农林生物质的养分源于土壤，通过热解、浸提能够将养分提取出来。本专利技术还提供了一种前述的炭基液体肥料的生产系统，其中，所述生产系统包括浸提系统和混料搅拌系统。所述浸提系统包括生物炭入口、热水入口和生物炭浸提液出口。所述混料搅拌系统包括生物炭浸提液入口、木醋液入口、燃气入口、原料入口和炭基液体肥出口。所述浸提系统的生物炭浸提液出口连接所述混料搅拌系统的生物炭浸提液入口。优选地，根据前述的生产系统，其中，所述生产系统还包括炭化炉，所述炭化炉包括生物质入口、燃气入口、生物炭出口和高温油气出口，所述生物炭出口连接所述浸提系统的生物炭入口。其中，所述炭化炉可为蓄热式辐射管旋转床炭化炉。所述高温油气出口设置在所述炭化炉的炉顶位置。更优选地，根据前述的生产系统，其中，所述生产系统还包括高温油气水分离系统，所述高温油气水分离系统包括高温油气入口、冷却水入口、生物燃气出口、生物油出口、木醋液出口和热水出口，所述高温油气入口连接所述炭化炉的高温油气出口，所述生物燃气出口连接所述炭化炉的燃气入口和所述混料搅拌系统的燃气入口，所述木醋液出口连接所述混料搅拌系统的木醋液入口，所述热水出口连接所述浸提系统的热水入口。具体地，所述高温油气水分离系统采用间接冷却的方式冷却高温油气。水为冷却介质。还优选地，根据前述的生产系统，其中，所述生产系统还包括粉碎系统，所述粉碎系统包括生物质出口，所述生物质出口连接所述炭化炉的生物质入口。本专利技术还提供一种利用前述的生产系统生产炭基液体肥料的方法，其中，所述方法包括：(1)在所述浸提系统中，采用热水对生物炭进行热浸提制得生物炭浸提液，将所述生物炭浸提液输送至所述混料搅拌系统，热浸提温度为55-75℃，浸提时间为30-60min。所述生物炭与热水的质量比为1:3。(2)在所述混料搅拌系统中，在60-70℃中，混合搅拌1-3重量份数的木醋液、2-6重量份数的所述生物炭浸提液、1-2重量份数的沼液和0.5-3重量份数的悬浮剂直至形成10％的预凝胶。优选为65℃。(3)将步骤(2)所述的预凝胶搅拌直至胶化形成凝胶。(4)向步骤(3)所述的凝胶中加入1-3重量份数的氮肥、1-2重量份数的磷肥、1-3重量份数的腐殖酸钾、0.5-2重量份数的海藻酸、0.5-2重量份数的甲壳素和0.5-2重量份数的氨基酸，冷却至室温。(5)向步骤(4)所述冷却的凝胶中加入1-3重量份数的钾肥后再搅拌5-20min。优选地，根据前述的方法，其中，步骤(1)中，热浸提的同时进行震荡，震荡速率为160-200r/min。更优选地，根据前述的方法，其中，所述方法还包括制备所述生物炭，其包括：将生物质在所述炭化炉中进行热解得到生物炭和高温油气，热解温度为400-700℃，热解时间为30-60min。所述热解温度优选为500-650℃。所述生物质为农业和林业生产和加工过程中产生的废弃物。优选地，所述生物质选自秸秆、树枝树叶、稻壳、花生壳和木屑中的一种或多种；所述生物质在所述粉碎系统中进行粉碎至10-20cm长。还优选地，根据前述的方法，其中，所述方法还包括分离所述高温油气，其包括：将所述高温油气在所述高温油气水分离系统中经冷却水冷却以分离得到生物燃气和热解油水混合物；所述生物燃气一部分作为所述炭化炉的燃料，一部分在所述混料搅拌系统加热时使用；所述冷却水冷却所述高温油气后作为步骤(1)中的所述热水；所述热解油水混合物静置后得到生物油和木醋液，所述木醋液作为步骤(2)中的所述木醋液。具体地，所述热解油水混合物静置后，上层生物油和下层生物油送至储油罐；中层的木醋液送至所述混料搅拌系统。木醋液中有机酚含量4000-6000g/L。本专利技术提供的炭基液体肥料将生物炭浸提液与其他肥料混合制备，施用后，作物的产量提高明显，还能有效减少化肥需用量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炭基液体肥料，其特征在于，所述炭基液体肥料按以下重量份数的组分制备：1‑3份的木醋液、2‑6份的生物炭浸提液、1‑2份的沼液、0.5‑3份的悬浮剂、3‑8份的氮磷钾肥、1‑3份的腐殖酸钾、0.5‑2份的海藻酸、0.5‑2份的甲壳素和0.5‑2份的氨基酸。

【技术特征摘要】
1.一种炭基液体肥料，其特征在于，所述炭基液体肥料按以下重量份数的组分制备：1-3份的木醋液、2-6份的生物炭浸提液、1-2份的沼液、0.5-3份的悬浮剂、3-8份的氮磷钾肥、1-3份的腐殖酸钾、0.5-2份的海藻酸、0.5-2份的甲壳素和0.5-2份的氨基酸。2.根据权利要求1所述的炭基液体肥料，其特征在于，所述生物炭浸提液为采用热水对生物炭进行热浸提制得，优选为热浸提温度为55-75℃；所述沼液为人畜粪便与农林生物质混合发酵产沼气后的沼液；所述悬浮剂选自黏土、硅藻土、硅镁土、海泡石土、黄原酸树胶和钠基膨润土中的一种或多种；氮磷钾肥为含氮、含磷、含钾的无机肥料，氮肥、磷肥和钾肥之间的重量配比为1-3:1-2:1-3。3.一种权利要求1或2所述的炭基液体肥料的生产系统，其特征在于，所述生产系统包括浸提系统和混料搅拌系统，所述浸提系统包括生物炭入口、热水入口和生物炭浸提液出口；所述混料搅拌系统包括生物炭浸提液入口、木醋液入口、燃气入口、原料入口和炭基液体肥出口；所述浸提系统的生物炭浸提液出口连接所述混料搅拌系统的生物炭浸提液入口。4.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括炭化炉，所述炭化炉包括生物质入口、燃气入口、生物炭出口和高温油气出口，所述生物炭出口连接所述浸提系统的生物炭入口。5.根据权利要求4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水分离系统，所述高温油气水分离系统包括高温油气入口、冷却水入口、生物燃气出口、生物油出口、木醋液出口和热水出口，所述高温油气入口连接所述炭化炉的高温油气出口，所述生物燃气出口连接所述炭化炉的燃气入口和所述混料搅拌系统的燃气入口，所述木醋液出口连接所述混料搅拌系统的木醋液入口，所述热水出口连接所述浸提系统的热水入口。6.根据权利要求4或5所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括粉碎系统，所述粉碎系统包括生物质出口，所述生物质出口连接所述炭化炉的生物质入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠惠，巴玉鑫，肖磊，刘春亚，卢爽，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