[发明专利]利用秸秆与沼液制备高氮炭基肥的系统及其制备高氮炭基肥的方法

说明书

本发明公开了利用秸秆与沼液制备高氮炭基肥的系统及其制备高氮炭基肥的方法。系统包括原料破碎装置、调质搅拌装置、热解炭化炉、喷淋装置、滚筒搅拌装置和PLC控制系统。原料破碎装置、调质搅拌装置、热解炭化炉和滚筒搅拌装置依次直接连接或通过输送带连接，喷淋装置位于热解炭化炉和滚筒搅拌装置之间。PLC控制系统电性连接原料破碎装置、调质搅拌装置、热解炭化炉、喷淋装置和滚筒搅拌装置。本发明实现了秸秆和沼液的循环利用与资源化利用，提高了木炭肥的氮含量，促进了作物的生长效率。

技术领域

本发明涉及沼液资源利用领域，尤其涉及一种利用秸秆与沼液制备高氮炭基肥的系统及其制备高氮炭基肥的方法。

背景技术

农作物秸秆是农业生产的主要副产品，是一种具有丰富氮、磷、钾及有机质养分的可再生生物质资源，我国作为农业大国，农作物秸秆资源十分丰富，每年产生6～8亿吨。

而随着农民生活条件的逐渐改善，农作物秸秆逐渐变为农产品废弃物，每年春秋两季农忙时节仍存在秸秆焚烧的现象，既浪费了资源，同时也造成污染空气等环境问题。

在农作物秸秆资源利用方式上，主要有秸秆还田、秸秆做饲料、秸秆堆肥做肥料和秸秆栽培食用菌。

以农作物秸秆为原料做生物质炭肥的利用是资源化利用的新途径。生物质炭是生物质在缺氧或厌氧条件下经碳化热裂解所得的一类具有高度芳香化物质。生物质炭主要是以碳、氢、氧元素组成，其次是灰分元素，主要是钾、钙、钠、镁、硅、硫等矿质元素及其他一些元素。生物质炭碳含量很高，一般为40-75％。研究表明，生物质炭具有复杂的多孔隙结构和较大的比表面积，对质地较粘土壤可增大土壤通透性，施入土壤可吸附更多的水分和养分离子，提高土壤持水性能和养分吸持能力；同时生物质炭一般呈黑色，多孔隙结构可吸收一定量可溶性有机化合物、矿物质及水分，施入土壤可增深土壤颜色，增加土壤吸热能力，提高土壤温度。但生物质炭本身矿质养分含量低，导致C/N提高，会降低土壤的有效性养分，出现一定的减产。研究表明，通过调配生物质炭C/N比或生物质炭与肥料复合施用可明显改善作物肥效，养分均呈缓慢而恒稳释放。

我国以沼气工程为代表的厌氧发酵技术是一种能消纳有机废弃物、缓解能源短缺的环境友好型技术，得到日益广泛的应用，伴随沼气等厌氧发酵工程大规模发展的是沼液沼渣等发酵残留物的大幅增多，如何妥善处置发酵残留物已经成为限制厌氧发酵技术发展的瓶颈性问题。

传统的化肥等复合肥料几乎不能恢复土壤肥力、改善土壤结构，而且还产生了土壤板结等问题。一般的炭基肥氮含量较低，而沼气工程沼液氨氮含量较高，资源化的利用沼液和生物质炭制高氮生物炭基肥，对于现阶段秸秆和沼液资源化处置具有重要的价值和意义。

发明内容

本发明实施方式提供的利用秸秆与沼液制备高氮炭基肥的系统，其特征在于，包括原料破碎装置、调质搅拌装置、热解炭化炉、喷淋装置、滚筒搅拌装置和PLC控制系统，原料破碎装置、调质搅拌装置、热解炭化炉和滚筒搅拌装置依次直接连接或通过输送带连接，喷淋装置位于热解炭化炉和滚筒搅拌装置之间，PLC控制系统电性连接原料破碎装置、调质搅拌装置、热解炭化炉、喷淋装置和滚筒搅拌装置。

本发明实现了秸秆和沼液的循环利用与资源化利用，提高了木炭肥的氮含量，促进了作物的生长效率。

进一步地，调质搅拌装置连通有调质剂储存箱，调质剂储存箱中预存有催化剂和胶黏剂且能定量释放到调质搅拌装置。

进一步地，调质搅拌装置通过进料螺旋装置连接热解炭化炉，热解炭化炉底部设置有热源装置，热解炭化炉中设置有温度探头，热解炭化炉上设置有压力表和泄压阀。

进一步地，热解炭化炉顶部连接有热解气和少量焦油燃烧装置，热解气和少量焦油燃烧装置连接余热利用系统，余热利用系统再连接至热解炭化炉。