[发明专利]一种土壤调理剂连续化生产装置及方法

说明书

本发明属于土壤调理剂技术领域，尤其涉及一种土壤调理剂连续化生产装置，采用本发明的装置制备土壤调理剂的工艺简单，设备易于操作，可实现大规模连续化生产；采用本发明装置制备的土壤调理剂的保水性能能够提高到自重的8倍以上，活性有效硅含量达到35％以上，其它有益元素得到了补充，且能够实现增收增产。

技术领域

本发明涉及土壤调理剂技术领域，尤其涉及一种土壤调理剂连续化生产装置及方法。

背景技术

随着农业生产的发展，大量化肥被用来提高农作物的产量，由于化肥的过量和长期施用，使得土地盐碱化、板结化、保水性能极大降低，对农业的后续健康发展和自然生态造成了不可估量的影响和潜在的危害。在雨季，过量化肥被雨水冲刷至河流湖泊，造成水体的富营养化污染，从另一个侧面对生态系统和人体造成危害。在北方干旱、半干旱地区，降雨季节性强，多集中在夏秋季节。由于土壤一般具有容水量小、透水性强的特性，雨水基本上在较短时间内经过蒸发、渗漏等自然过程而流失，因而形成长期缺水的状态，使得植物难于生存，或者生长较差。

除水分之外，植物生长必须要有充足的营养物质，例如硅、氮、磷、钾、铁、钙、镁、硫以及其它有益于植物生长的元素。一般地，土壤中硅元素含量比较丰富，但是能够被植物吸收的有效硅即所谓的枸溶性硅含量较低。研究表明，中国南方水稻土有效硅含量一般在80～120毫克/千克，低于缺硅指标95毫克/千克的水稻土地面积约有3330万公顷。北方山东省土壤有效硅含量最低值只有15.4毫克/千克，其中鲁东丘陵区采集样品中高达31.9％的样品有效硅含量100毫克/千克(山东省土壤有效硅含量及分布，泉维洁、张翠珍；《山东农业科学》1999年第5期，11-14页)。为使植物能够健康生长，这些分布于各地的缺硅土壤需要补充大量能被植物吸收利用的有效硅，以及其它营养元素。

为了改善土壤的物理化学性质，调理土壤中植物赖以生长所必须的营养物质，多种土壤调理剂被用来期望实现这一目的。粉煤灰具有保持水分和改善土壤物理化学性质的功效早已被认知。这种由煤燃烧而产生的细小颗粒物粉煤灰呈多孔结构，可以吸附水分，亦被用作改良土壤的添加物或者土壤调理剂。但是，粉煤灰的化学元素大多以不溶性氧化物存在，活性低，在直接用作土壤调理剂时难以被植物吸收，因而功效有限。而且，由于粉煤灰本身吸水量不大，保水的功效也不显著。

基于上述问题，研究人员开发出了具有不同功效的土壤调理剂。中国专利CN108641723 A公开了一种利用高碱金属含量的粉煤灰制备土壤调理剂的方法，将高碱粉煤灰与固体碱混合、研磨，加热后水洗，过滤，烘干，得到的土壤调理剂用来治理土壤重金属污染。该工艺虽然具有流程简单、耗碱量少等优点，但是粉煤灰中的有益元素未能得到活化，不能用来提供能被植物吸收的活性元素，例如枸溶性硅。中国专利CN108239536A公开了一种利用硅和钙制备土壤调理剂的方法，硅来源于含硅矿物质和废渣，例如粉煤灰，钙来源于含钙的氧化物、碱或矿物质，各种原料在控温和搅拌的条件下反应，可以生成高达35％的活性有效硅，同时保持了粉煤灰吸水、提高土壤透气性能的功用，但该发明未能给出能够实现大规模生产制备土壤调理剂的方法，也未包含植物所需要的其它有益元素。中国实用新型专利CN203940709U公开了一种土壤调理剂脱水干燥的装置，装置中设有多条传输带使待脱水的调理剂在加热和抽真空的壳体内往复通过，达到脱水干燥的目的，但传动部分容易磨损，尤其是在高温条件下故障率偏高。中国发明专利申请公开号CN105130706A公开了一种用于土壤调理剂生产的连续蒸压装置，采用多个进料仓和出料仓设置，依次使用不同的进料仓和出料仓，用以避免生产过程中压力釜泄压、进料的间歇步骤，该发明虽然减少了生产过程中的泄压步骤，但进料仓或者出料仓的切换过程必须启动控制阀门，在高温高压下频繁开启使得整套装置故障率增高，由于料液中的固体颗粒可能使得阀门不能完全闭合，因而使不同料仓间产生漏压或者串压，使装备不能正常运转。

综上，粉煤灰被用作制备土壤调理剂的添加剂或者原料，制备工艺不同，但存在的问题是不能在提高土壤调理剂的保水性能、活性有效硅含量且包含植物所需要的其它有益元素的同时，实现大规模生产制备土壤调理剂，使得粉煤灰土壤调理剂推广利用受到极大限制。