CN107382590A - 一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法 - Google Patents

一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及肥料生产技术领域，具体涉及一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法，将广西白泥、黏土混合作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐，将秸秆装入陶罐内，初次煅烧，向初次煅烧得到的秸秆上撒泼一层海带浸提液，使秸秆湿度在96‑99%，堆积后密盖2‑3天，将堆积密盖得到的秸秆送入热风烘干机内烘干，再次装入陶罐内煅烧，得到富碘生物炭有机肥，本发明富碘生物炭有机肥以废弃秸秆为制作原材，具有生产成本低，工艺简单，设备要求低等优点，处理得到的生物炭有机肥中含有丰富的有机碘。

Description

一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法
技术领域
本发明涉及肥料生产技术领域，具体涉及一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法。
背景技术
碘是人体的必需微量元素之一，健康成人体内的碘的总量为30mg(20~50mg)，其中70%~80%存在于甲状腺。碘具有促进生物氧化，调节蛋白质合成和分解，促进糖和脂肪代谢，调节水盐代谢，促进维生素的吸收利用，增强酶的活力，促进生长发育等功效，目前人体补碘方式多以食用碘盐以及富碘食物为主，富碘食物多为海产品如虾、海蜇、海带等，种类较少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法。
本发明采用的技术方案为，一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法，
（1）将广西白泥、黏土按3-4:1的重量比混合作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐；
（2）将秸秆粉碎至40-50目，装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为550-580℃，煅烧时间为18-22分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出；
（3）向秸秆上撒泼一层海带浸提液，使秸秆湿度在96-99%，堆积后密盖2-3天；
海带浸提液制作时，将新鲜海带在120-125℃、0.1-0.15MPa下处理至含水量为25-28%，粉碎至80-85目，与水按1:4-5的体积比混合，以6000-6200r/min的速率搅拌处理10-12分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/5-1/4得到海带浸提液；
（4）将堆积密盖得到的秸秆送入热风烘干机内烘干至含水量在16-18%，热风烘干温度为45-50℃，得到烘干秸秆；
（5）将烘干秸秆再次装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内循环煅烧，每次煅烧温度为85-88℃，煅烧时间为13-15分钟，每次煅烧结束后，间隔3-4分钟，再进行下次煅烧，煅烧次数为5-6次，最后一次煅烧结束，待陶罐降至常温后，将秸秆导出，得到富碘生物炭有机肥。
优选的，将广西白泥、黏土按3.2:1的重量比混合作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐。
优选的，海带浸提液制作时，将新鲜海带在122℃、0.15MPa下处理至含水量为25%，粉碎至85目，与水按1:4的体积比混合，以6200r/min的速率搅拌处理10分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/4得到海带浸提液。
优选的，循环煅烧，每次煅烧温度为88℃，煅烧时间为13分钟，每次煅烧结束后，间隔3分钟，再进行下次煅烧。
本发明有益效果在于，本发明富碘生物炭有机肥以废弃秸秆为制作原材，具有生产成本低，工艺简单，设备要求低等优点，处理得到的生物炭有机肥中含有丰富的有机碘，能直接被作物利用，快速得到富碘作物，同时对地下害虫有一定灭杀左右，施撒于田中，作用15-18天，可将田内残留虫卵充分灭杀，灭杀率达到92%；
由广西白泥、黏土按3-4:1的重量比混合作为胚料制作得到的陶罐，热传递性能好，能够保证炭化充分，均匀，提高生物炭得率，同时能将秸秆炭化时所产生烟气中的二氧化硫大部分吸附，降低炭化对环境的污染性；
本发明生物炭有机肥具体制作时，采用吸附法获得富碘秸秆，秸秆经碎至40-50目，装入陶罐内，送入煅烧室内煅烧在煅烧温度为550-580℃下煅烧，煅烧过程能够提高秸秆的比表面积，处理得到的秸秆比表面积达1300㎡/g以上，具有极强的吸附性，将所得到的海带浸提液撒泼于其上，在较短时间内既能获得有机碘含量丰富的秸秆；
具体获得海带浸提液时，将新鲜海带在120-125℃、0.1-0.15MPa下处理至含水量为25-28%，有助于海带纤维裂解，海带胶质分散，利于海带细胞中碘元素的溶出，最终能够得到有机碘含量丰富的海带浸提液。
具体实施方式
实施例1：一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法，具体的，
（1）将广西白泥、黏土按3:1的重量比混合作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐；
（2）将秸秆粉碎至40目，装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为550℃，煅烧时间为18分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出；
（3）向秸秆上撒泼一层海带浸提液，使秸秆湿度在96%，堆积后密盖2天；
海带浸提液制作时，将新鲜海带在120℃、0.1MPa下处理至含水量为25%，粉碎至80目，与水按1:4的体积比混合，以6000r/min的速率搅拌处理10分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/5得到海带浸提液；
（4）将堆积密盖得到的秸秆送入热风烘干机内烘干至含水量在16%，热风烘干温度为45℃，得到烘干秸秆；
（5）将烘干秸秆再次装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为820℃，煅烧时间为30分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出，得到富碘生物炭有机肥。
实施例2：一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法，具体的，
（1）将广西白泥、黏土按4:1的重量比混合作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐；
（2）将秸秆粉碎至50目，装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为580℃，煅烧时间为22分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出；
（3）向秸秆上撒泼一层海带浸提液，使秸秆湿度在99%，堆积后密盖3天；
海带浸提液制作时，将新鲜海带在125℃、0.15MPa下处理至含水量为28%，粉碎至85目，与水按1:5的体积比混合，以6200r/min的速率搅拌处理12分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/4得到海带浸提液；
（4）将堆积密盖得到的秸秆送入热风烘干机内烘干至含水量在18%，热风烘干温度为50℃，得到烘干秸秆；
（5）将烘干秸秆再次装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为850℃，煅烧时间为32分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出，得到富碘生物炭有机肥。
实施例3：一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法，具体的，
（1）将广西白泥、黏土按3.8:1的重量比混合作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐；
（2）将秸秆粉碎至46目，装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为570℃，煅烧时间为20分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出；
（3）向秸秆上撒泼一层海带浸提液，使秸秆湿度在98%，堆积后密盖3天；
海带浸提液制作时，将新鲜海带在122℃、0.12MPa下处理至含水量为26%，粉碎至82目，与水按1:4.6的体积比混合，以6100r/min的速率搅拌处理11分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/4得到海带浸提液；
（4）将堆积密盖得到的秸秆送入热风烘干机内烘干至含水量在17%，热风烘干温度为48℃，得到烘干秸秆；
（5）将烘干秸秆再次装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为830℃，煅烧时间为31分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出，得到富碘生物炭有机肥。
以下结合单一对比和多重对比试验对本发明进一步说明：
单一对比试验1：将同一产地所产秸秆随机分为实验组、对照组1、对照组2共计3组，每组3kg；
实验组：
（1）将广西白泥、黏土按3:1的重量比混合作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐；
（2）将秸秆粉碎至40目，装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为550℃，煅烧时间为18分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出；
对照组1：
（1）将广西白泥作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐；
（2）将秸秆粉碎至40目，装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为550℃，煅烧时间为18分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出；
对照组2：
（1）将黏土作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐；
（2）将秸秆粉碎至40目，装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为550℃，煅烧时间为18分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出；
对照组3：
将秸秆粉碎至40目，直接送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为550℃，煅烧时间为18分钟，待秸秆降至常温后，将秸秆导出；
处理时，对各组处理时所产生的烟气进行收集，并分析其中二氧化硫含量，处理结束后，测评各组所得到秸秆比表面积，结果见下表2：
组别 实验组 对照组1 对照组2 对照组3
烟气中二氧化硫含量（ppm） 0.25 24 17 52
比表面积（㎡/g） 1358 886 945 522
由表1可知，由广西白泥、黏土按4:1的重量比混合作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐对二氧化硫吸附性较好，而单一仅采用广西白泥或黏土制成的陶罐对二氧化硫吸附性不明显，另外，将秸秆放入陶罐内煅烧相较于常规处理所得到的秸秆比表面积更大。
单一对比试验2：对单一对比试验1处理得到的秸秆分别经以下步骤处理，
（1）向秸秆上撒泼一层海带浸提液，使秸秆湿度在96%，堆积后密盖2天；
海带浸提液制作时，将新鲜海带在120℃、0.1MPa下处理至含水量为25%，粉碎至80目，与水按1:4的体积比混合，以6000r/min的速率搅拌处理10分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/5得到海带浸提液；
（2）将堆积密盖得到的秸秆送入热风烘干机内烘干至含水量在16%，热风烘干温度为45℃，得到烘干秸秆；
（3）将烘干秸秆再次装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为820℃，煅烧时间为30分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出，得到富碘生物炭有机肥；
各组秸秆处理结束，随机从各组处理得到的秸秆中称取500g秸秆，作为检测对象，检测其中有机碘含量，结果见下表1：
组别 实验组 对照组1 对照组2 对照组3
秸秆中有机碘含量（mg/kg） 14.8 5.1 5.6 4.4
由表2可知，各组秸秆中有机碘含量与各组秸秆比表面积大小呈正比关系；
单一对比试验3：将统一产地所产秸秆随机分为实验组、对照组1、对照组2共计三组，
其中实验组海带浸提液制作时，将新鲜海带在120℃、0.1MPa下处理至含水量为25%，粉碎至80目，与水按1:4的体积比混合，以6000r/min的速率搅拌处理10分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/5得到海带浸提液；
对照组1海带浸提液制作时，将新鲜海带粉碎至80目，与水按1:4的体积比混合，以6000r/min的速率搅拌处理10分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/5得到海带浸提液；
对照组2海带浸提液制作时，将新鲜海常规晾晒至含水量为25%，粉碎至80目，与水按1:4的体积比混合，以6000r/min的速率搅拌处理10分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/5得到海带浸提液；
对各组处理得到的海带浸提液中有机碘含量进行检测，结果见下表1：
组别 实验组 对照组1 对照组2
海带浸提液中有机碘含量（mg/kg） 15.9 1.8 3.5
由表3可知，新鲜海带在120℃、0.1MPa下处理至含水量为25%，相较于常规晾干或直接与水混合处理，有机碘溶出率明显提高。

Claims (4)

1.一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法，其特征在于，
（1）将广西白泥、黏土按3-4:1的重量比混合作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐；
（2）将秸秆粉碎至40-50目，装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内煅烧，煅烧温度为550-580℃，煅烧时间为18-22分钟，待陶罐降至常温后，将秸秆导出；
（3）向秸秆上撒泼一层海带浸提液，使秸秆湿度在96-99%，堆积后密盖2-3天；
海带浸提液制作时，将新鲜海带在120-125℃、0.1-0.15MPa下处理至含水量为25-28%，粉碎至80-85目，与水按1:4-5的体积比混合，以6000-6200r/min的速率搅拌处理10-12分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/5-1/4得到海带浸提液；
（4）将堆积密盖得到的秸秆送入热风烘干机内烘干至含水量在16-18%，热风烘干温度为45-50℃，得到烘干秸秆；
（5）将烘干秸秆再次装入陶罐内，以压实完全装满为准，将陶罐开口密封，送入煅烧室内循环煅烧，每次煅烧温度为85-88℃，煅烧时间为13-15分钟，每次煅烧结束后，间隔3-4分钟，再进行下次煅烧，煅烧次数为5-6次，最后一次煅烧结束，待陶罐降至常温后，将秸秆导出，得到富碘生物炭有机肥。
2.根据权利要求1所述的一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法，其特征在于，
将广西白泥、黏土按3.2:1的重量比混合作为胚料，制成胚体，再经烘烤，得到陶罐。
3.根据权利要求1所述的一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法，其特征在于，
海带浸提液制作时，将新鲜海带在122℃、0.15MPa下处理至含水量为25%，粉碎至85目，与水按1:4的体积比混合，以6200r/min的速率搅拌处理10分钟，静置去沉淀，保留上层液体，浓缩至原体积的1/4得到海带浸提液。
4.根据权利要求1所述的一种以秸秆为原料生产富碘生物炭有机肥的方法，其特征在于，
循环煅烧，每次煅烧温度为88℃，煅烧时间为13分钟，每次煅烧结束后，间隔3分钟，再进行下次煅烧。
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