[发明专利]一种生物炭包膜缓释肥的制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种缓释肥的制备方法及装置，特别涉及一种生物炭包膜缓释肥的制备方法及生产该生物炭包膜缓释肥的装置。

背景技术

普通的肥料施入土壤后，前期的养分过量，植物在短期内无法完全吸收，造成大量的养分聚集在土壤中，容易因下雨而流失，渗入地下或土壤固定，到了后期植物又会缺乏养分，所以肥料的利用率很低，而缓释肥主要是采用了包衣的肥料，膜上的微孔通常很小，液态的水难以通过，只能以水分子形态进入膜内，所以肥料颗粒基本与外部隔绝，而养分通过膜的渗透压排出膜外，所以缓释肥实际上是把前期不需要的养分节约下来，到后期再供应给植物，同时不会因为下雨，微生物的分解和土壤固定而流失，相当于不停地给植物喂肥，因此，肥料利用率比普通肥料高很多。

目前主流的缓释肥包膜材料有硫，热固性树脂和热塑性树脂。热固性树脂中以醇酸树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂三种包衣材料最为常见，而热塑性树脂中以聚烯烃类为主，包括聚乙烯、聚丙烯等。虽然到目前为止，缓释肥的研发与施用已取得了很大进步，但是大多存在工艺较复杂，成本高的问题。以包硫肥料为例，在工业化生产中需要在高温高压下将固态的硫熔融，再通过高压泵将液态硫喷入流化床悬浮包膜塔内对肥料进行包膜。而各种聚合物包膜缓释肥还需要使用溶剂将高聚物溶解液化才能对肥料进行包膜，存在溶剂挥发和回收问题。另外，聚合物包膜材料会在土壤中残留，难以分解，而硫包衣缓释肥虽然适用于缺硫土壤和偏碱性土壤，但在其他土壤中施用则会白白浪费硫资源。因此，开发一种工艺简单、价格低廉、环境友好的缓释肥包膜材料及工艺具有重要的实际意义。

发明内容

发明目的：为了解决上述技术问题，本发明目的是提供一种生物炭包膜缓释肥的制备方法，该方法利用生物炭作为包膜材料，不仅解决了作物秸秆处置的难题，还能提高土壤质量，且生产装置投资成本少，流程简单易操作。

本发明的另一个目的是提供所述生物炭包膜缓释肥的生产装置，该装置能够连续生产操作，成本低，且操作简单方便。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述的一种生物炭包膜缓释肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)自然干燥后的秸秆经切割和风料分离后，以氮气作为保护气，炭化制得生物炭，粉碎制成炭粉，备用；

(2)将颗粒肥原料用热空气进行预热及流化，然后利用粘结剂进行第一次雾化喷涂；

(3)第一次雾化喷涂结束后，利用步骤(1)所得炭粉进行包膜，结束后再次用粘结剂进行第二次雾化喷涂；

(4)第二次雾化喷涂结束后，对包膜后的颗粒肥进行干燥，结束后取出，即得所述生物炭包膜缓释肥。

所述炭粉的粒径不大于0.15mm。

所述粘结剂的制作方法如下：将玉米淀粉溶于水后，不断搅拌并加入一定量的氢氧化钠溶液促使淀粉分解，加入适量双氧水，使淀粉充分氧化，再次加入氢氧化钠溶液糊化，然后加入硼砂交联，加适量水稀释即为玉米淀粉粘结剂。

所述第二次雾化喷涂的粘结剂剂量少于第一次雾化喷涂的粘结剂剂量。

所述秸秆为水稻秸秆、玉米秸秆或小麦秸秆等农作物秸秆。

本发明还提供了所述制备方法中使用的装置，该装置包括：

流化系统(I)，用于产生流化气体将颗粒肥流化，以进行下一步包膜及干燥成形；

包膜系统(II)，用于对流化系统(I)处理后的流化态颗粒肥进行喷涂及包膜；

抽气系统(III)，用于保持罐体内的负压并分离回收抽出气体中的包膜原料。

所述流化系统(I)设置在包膜系统(II)下方，并且能产生热空气进入包膜系统(II)中对颗粒肥进行预热及流化；

所述包膜系统(II)包括内部的包膜区，以及与包膜区相连通的进料系统和粘结剂雾化系统，进料系统用于颗粒肥和包膜原料的进料，粘结剂雾化系统用于输送并雾化粘结剂；

所述抽气系统(III)设置于包膜系统(II)上方，并且与包膜系统(II)连通，其用于保持包膜区负压并分离回收抽出气体中的包膜原料。

进一步，所述流化系统(I)包括气体室、加热器和空气压缩机，气体室通过加热器与空气压缩机相连接；

所述包膜系统(II)中进料系统包括设于包膜区上部侧壁的进料口和下部侧壁的出料口、以及中部紧贴内壁的孔板，孔板依次连接外部的炭粉仓和鼓风机；粘结剂雾化系统包括设于包膜区上部内壁的雾化喷嘴，其依次连接外部的液压泵、阀门和粘结剂贮罐；

所述抽气系统(III)包括引气室、引风机、旋风分离器和炭粉回收仓，引风机设于引气室内壁顶部，并且依次连接外部的旋风分离器和炭粉回收仓；