[发明专利]秸秆焚烧发电厂草炭灰强碱性废水治理制土壤疏松调节肥技术

说明书

1、技术领域

本发明涉及环境保护领域和再生能源利用，主要是把从秸秆焚烧发电厂从秸秆焚烧炉出来的红热草炭灰用螺旋输送器送入夹套水冷却的耐高温石墨衬里石墨耐腐水冷却的夹套反应釜中，用硝酸、磷酸、硫酸中和反应后，得到混合物PH＝6-9，硫酸钾、硫酸氢钾、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢钾、硝酸钾草木灰肥料，用发电厂高温烟道气烘干后分筛除杂粉碎，尾气吸收回用，制造含炭的土壤疏松调节肥产品(申请单位编制为：K-SNP)，不论土壤属于酸性、碱性、中性，都可以直接用于作土壤疏松施肥，也可以作合成氮磷钾复合肥料配料，还可以直接配合畜禽粪便农家肥用于土壤施肥。治理秸秆发电厂目前水冷却后的炉底灰草炭灰随意堆放洌滤水含过量强碱性碳酸钾对于土壤和地下水污染。

2、背景技术

长期以来，农村秸秆大多以就地堆放或焚烧为主，堆放占地助长农作物病虫害，焚烧严重污染空气。国家为了治理因焚烧农作物秸秆造成大气雾霾污染，提高空气质量和资源利用率，在全国很多乡镇投资兴建了成百上千的秸秆焚烧发电厂，利用秸秆中蕴藏的热能资源再利用。但是由于目前的秸秆焚烧炉存在碳燃烧不完全的诸多问题，所有秸秆发电企业的焚烧炉尾部出来的秸秆草炭灰，都是在红热的情况下，喷水冷却，残留在草炭灰中固化的钾和碳含量很高，因碳酸钾呈强碱性，由于草炭灰产量大，杂质多分离加工困难，利用率低，企业不得不将草炭灰运输到厂外堆放填埋。由于碳酸钾的存在，经过雨水淋洌，污染草炭灰堆场周边的土地和地下水，使得土壤板结植被死亡，污染很难恢复。全国600多座城市的所有秸秆发电厂，年产草炭灰几千万吨，而且每年在不断增长，用于堆放填埋秸秆草炭灰的土地占用巨大，浪费了很多有效宝贵的土地资源和碳酸钾资源。

秸秆灰的含钾量与秸秆的种类和烧结时间有关，含钾量在6％～30％之间波动。分析实验室出具的含量分析化验报告显示，木炭灰、稻壳灰，秸秆灰含氧化钙6.55％、氧化钾6.72％、二氧化硅68.88％。这就是说，一个年烧秸秆20万吨的发电厂就相当于一个万吨级的小钾矿。它已经是实实在在的成品。

农民和肥料专家都知道秸秆灰含有丰富的钾元素，但是秸秆灰分散在各家各户，很难集中，因此无法产业化地生产肥料，一个年消耗玉米秸秆20万吨左右的秸秆发电厂，可年产6000多吨秸秆灰。

那么，如果秸秆灰肥料能够大规模生产出来，其市场前景如何呢？在中国缺少钾资源的大背景下，利用含钾丰富的秸秆灰生产肥料根本不用担心销路。况且很多农民都有将草木灰用作肥料的经历，因此也易于接受这种肥料。另外，目前含氧化钾50％的钾肥售价在4700～5000元/吨，而含氧化钾6.7％的秸秆灰肥料成本约为600元/吨，且施到田间后化肥流失量减少，使得所需化肥总量也大大减少，因此，秸秆灰肥料在价格方面具有很强的竞争力。至于其上市销售以及国家标准等相关问题，新肥料可以先执行高于目前国家标准的企业标准，技术和市场等因素都不会影响秸秆灰肥料的前景。

近年来，因钾资源匮乏，国内钾肥价格节节攀升，进口钾肥谈判也步履维艰，以秸秆灰为原料生产钾肥，与中国到俄罗斯、泰国等国家去寻找钾矿一样意义重大。

在发电厂，秸秆经燃烧发电后会形成飞灰和炉底灰两种形式的灰渣。它们分别来自于发电厂的除尘器和锅炉炉底。目前能被化肥厂利用的只是除尘器中的飞灰。炉底灰在高温下被浇上冷却水，会以炉渣的形式排出。这些炉渣与飞灰本来同是秸秆灰，但在高温下被浇上冷却水后，就变成了块状的固体废物，不能用作化肥企业的原料。

同样是秸秆灰，为何两者的价值相差这样大？据了解，秸秆灰含有硅、钾、钙等多种元素，但如果在高温下遇到冷却水，这些元素就会发生化学反应，成为一种结晶体。检测结果表明，这种结晶体已经不再具有作为肥料所必需的酸溶性。另外，秸秆灰中的钾元素以碳酸钾的形式存在，而碳酸钾易溶于水，炉底灰在遭遇冷却水后，其含有的钾元素会溶于水并随水流失，还会污染环境。因此，炉渣作为钾元素来源的价值消失了。在许多生物发电厂，都有堆积如山的炉渣——它们已成为等待被处理的废渣。

60吨秸秆灰中只有20吨是可以被化肥厂利用的资源，其余2/3的秸秆灰从含钾的宝贝变成了废物，堆放在工厂，并且日积月累越来越多，带来了新的处理难题。本来秸秆发电是国家大力提倡的循环经济项目，但大量堆放的炉渣灰，形成强碱性二次污染，却成为循环经济的尾巴。所以国内治理秸秆发电厂的秸秆灰渣钾资源循环利用迫在眉睫。