一种锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥及其制备方法与应用

本发明实施例涉及生物炭基有机肥料，具体涉及一种锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥及其制备方法与应用。

背景技术：

1、随着社会日益发展和人民生活水平的提高，我国对农林畜牧业产品的需求量不断增大，导致农林畜牧业所产生的固体废弃也日益增多，对生态环境健康造成巨大压力。因此，有必要对这些固体废弃物进行妥善的处理与处置。焚烧技术是一种广泛应用的固体废弃物处理技术。然而，焚烧后产生的锅炉燃烧副产物比如飞灰和炉渣等也有待进一步的处理与处置，随意堆放将不可避免的影响生态环境。

2、目前国内锅炉燃烧副产物资源化综合利用方式有：用于建筑生产材料，如制砖，制水泥和轻型墙体材料等；用于生产化肥、钙镁磷肥或用于土壤改良；用于水质净化；以及用于工程回填等。

3、在利用锅炉燃烧副产物生产农业肥料和土壤改良方面，锅炉燃烧副产物所含丰富的氮、磷以及多种微量元素，是植物生长所必需的营养元素。然而，锅炉飞灰和炉渣等副产物是无机物，长期施用会引起土壤板结和破坏土壤环境等问题。因此，有必要寻求改进措施以解决这一关键问题。

4、生物炭是生物质在缺氧条件下经过热化学转化得到的富含碳的固体物质。生物炭不仅在环境中普遍存在，而且作为来源广泛、廉价、较为稳定且环境友好的碳质材料在农业和环境领域具有广阔的应用前景，比如：利用生物炭提高土壤肥力、固碳、去除和固定污染物等。

5、在土壤改良方面，原始生物炭具有较高的碳含量，能够显著提高土壤中有机质的含量，并且显著降低土壤容重，进而起到改善土壤板结的作用。但是，原始生物炭通常氮、磷和微量元素含量不足。因此，有必要寻求提升生物炭基有机肥中无机营养元素含量的有效途径。

6、目前，生物炭基有机肥依然存在产品及其功效相对单一、改良效果不稳定等问题。因此，迫切需要形成多功能的生物炭基有机肥。

技术实现思路

1、为此，本发明实施例提供一种新型的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥的制备及其应用方法，本发明提供的生物炭基有机肥具有改良土壤和促进农作物增产的作用。本发明关于锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥制备与应用方法，能够充分发挥锅炉燃烧副产物中较高氮、磷和微量元素含量以及生物炭中较高有机碳含量的优势，形成优质高效的有机无机复合肥料，以期能够部分替代传统化肥，有效改良农田土壤，同时促进农作物增产，具有广阔的市场前景。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、根据本发明实施例的第一方面，本发明提供一种锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥的制备方法，包括以下步骤：

4、s1.分别将农业废弃物纤维、锅炉燃烧副产物、腐熟的畜禽粪便依次进行烘干，粉碎，过筛，得含水率不超过6％的农业废弃物纤维粉末、含水率不超过6％的锅炉燃烧副产物粉末、含水率为5％～10％的腐熟的畜禽粪便粉末；

5、s2.将农业废弃物纤维粉末与锅炉燃烧副产物粉末按质量比(1～2)：3充分混匀，于炭化炉中进行缺氧热解，得锅炉燃烧副产物改性生物炭；

6、s3.将锅炉燃烧副产物改性生物炭、腐熟的畜禽粪便粉末与高分子吸水树脂按质量比为(6～10)：(0～15)：(1～3)充分混匀，再经烘干、造粒、冷却、过筛，得所述锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥。

7、其中，所述农业废弃物纤维为农作物秸秆纤维类，优选地，农作物秸秆纤维类为玉米秸秆、水稻秸秆或小麦秸秆中的一种或几种。所述锅炉燃烧副产物为农林畜牧业废弃物和污泥等来源的生物质，以及特低汞，一级含砷，低铬，低镉，低铅煤燃烧后的副产物，优选地，锅炉燃烧副产物为农林畜牧业废弃物燃烧后产生的飞灰和炉渣。所述腐熟的畜禽粪便为市售畜禽粪便堆肥产品，优选地，畜禽粪便来源为鸡粪、猪粪、牛粪或羊粪中的一种或几种。

8、进一步地，步骤s1中，

9、所述农业废弃物纤维的烘干温度为100～110℃，过筛粒径为60目；

10、所述锅炉燃烧副产物的烘干温度为60～70℃，过筛粒径为60目；

11、所述腐熟的畜禽粪便的烘干温度为60～70℃，过筛粒径为60目。

12、进一步地，所述高分子吸水树脂由包括如下重量百分含量的原料制成：低交联型聚丙烯酸钠80％～90％、水8％～10％、交联剂0.5％～1.0％，其中，所述低交联型聚丙烯酸钠中钠含量为20％-30％。优选地，本发明采用的是市面上较容易购买到的天津市华盛化学试剂有限公司所生产的高分子吸水树脂。

13、进一步地，步骤s3中，混匀后的混合物在100～150℃下烘干至含水率为2.5～7.5％。

14、进一步地，所述造粒的温度为50～80℃，所述过筛的粒径为3～5mm。

15、根据本发明实施例的第二方面，本发明提供一种锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥，其特征在于，其由如上任一项所述的方法制成。

16、根据本发明实施例的第三方面，本发明提供如上所述的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥在土壤改良、矿区复垦、矿区植被恢复中的应用。

17、根据本发明实施例的第四方面，本发明提供一种如上所述的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥的应用方法，所述方法包括：

18、拌种：以15～30kg/亩的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥量进行拌种，用于种播或点播；

19、基肥：以10～40kg/亩的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥量与种子一起沟施，覆土后浇水；

20、穴施：以0.02～0.05kg的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥施入穴内和土拌匀后，将移栽类作物栽于穴中；

21、追施：在距作物根部10cm处挖条沟状，以20～30kg/亩的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥量撒入沟中，覆土浇水；果树追施一般采用沿树冠或放射性开沟，施于沟内覆土后浇水，大树每棵施用量3～5kg、小树施用1～2kg。

22、本发明实施例具有如下优点：

23、本发明所选取的锅炉燃烧副产物比如飞灰和炉渣是属于工业固体废弃物，生物炭原料来源是农业秸秆类废弃物，腐熟的畜禽粪便是来源于畜牧养殖业的固体废弃物，几者按照一定范围的比例混合后用于制备生物炭基有机肥，不仅实现了工农业固体废弃物的资源化利用，在不污染环境的前提下使其变废为宝，而且有助于土壤改良和农作物的增产。

24、本发明的生物炭基有机肥中有机质和腐殖酸含量较高，能够显著提升土壤中有机质含量；由于加入的锅炉燃烧副产物飞灰和炉渣等含丰富的氮、磷以及多种微量元素，可以为农作物生长提供大量的营养元素；经锅炉燃烧副产物改性的生物质制备生物炭使肥料疏松多孔，通气透水性好，有较强的离子交换能力和酸碱平衡控制的能力；特别是本发明的有机肥中引入了高分子吸水树脂有助于土壤中水分的保持，进而促进农作物对土壤中营养物质的吸收。本发明提供的生物炭基有机肥制备方法简单，原材料价廉易得，配比科学合理，在农业领域中具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥的制备方法，其特征在于，步骤s1中，

3.根据权利要求1所述的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述缺氧热解的温度为300～700℃，时间为30～60min。

4.根据权利要求1所述的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥的制备方法，其特征在于，所述高分子吸水树脂由包括如下重量百分含量的原料制成：低交联型聚丙烯酸钠80％～90％、水8％～10％、交联剂0.5％～1.0％，其中，所述低交联型聚丙烯酸钠中钠含量为20％-30％。

5.根据权利要求1所述的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥的制备方法，其特征在于，步骤s3中，混匀后的混合物在100～150℃下烘干至含水率为2.5～7.5％。

6.根据权利要求5所述的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥的制备方法，其特征在于，所述造粒的温度为50～80℃，所述过筛的粒径为3～5mm。

7.一种锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥，其特征在于，其由权利要求1-6中任一项所述的方法制成。

8.权利要求7所述的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥在农田土壤改良、矿区复垦、矿区植被恢复中的应用。

9.一种如权利要求7所述的锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥的应用方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结本发明实施例公开了一种锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥及其制备方法与应用。所述制备方法包括：S1.分别将农业废弃物纤维、锅炉燃烧副产物、腐熟的畜禽粪便依次进行烘干，粉碎，过筛，得含水率不超过6％的农业废弃物纤维粉末、含水率不超过6％的锅炉燃烧副产物粉末、含水率为5％～10％的腐熟的畜禽粪便粉末；S2.将农业废弃物纤维粉末与锅炉燃烧副产物粉末按质量比(1～2)：3充分混匀，于炭化炉中进行缺氧热解，得锅炉燃烧副产物改性生物炭；S3.将锅炉燃烧副产物改性生物炭、腐熟的畜禽粪便粉末与高分子吸水树脂按质量比为(6～10)：(0～15)：(1～3)充分混匀，再经烘干、造粒、冷却、过筛，得所述锅炉燃烧副产物改性生物炭基有机肥。本发明提供的生物炭基有机肥制备方法简单，原材料价廉易得，配比科学合理，在农业领域中具有广阔的应用前景。技术研发人员：张桂香,张哲海,张宏宇,于航,何田田受保护的技术使用者：太原科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13