CN101186536B - 一种微孔固体颗粒缓释肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种肥料及其制备方法。一种微孔固体颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)将地面上平铺好塑料薄膜，四周用泥土或砖石做成堆场围堰；2)将被废弃的脱硫催化剂平铺在铺好塑料薄膜地面上，将从沼气池内掏出的沼渣平铺在被废弃的脱硫催化剂的表面，将从沼气池内掏出的沼液浇洒在沼渣的上面，用泥土或薄膜纸密封堆放；其中，被废弃的脱硫催化剂∶沼渣∶沼液的质量比为1∶0.2～20∶0.3～16；3)堆放温度控制在5～38℃，堆放3～90天后取出，分选出颗粒，得微孔固体颗粒缓释肥料。本发明具有节能减排、环保、缓释的特点。

Description

一种微孔固体颗粒缓释肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种肥料及其制备方法。

背景技术

在农村沼气的脱硫过程中，普遍使用的脱硫方法是干式法中的常温氧化铁脱硫法。

干式常温氧化铁脱硫法的基本原理是当硫化氢(H₂S)与固体脱硫催化剂中的活性氧化铁接触时，经化学反应生成硫化铁。在常温下起脱硫作用的主要是α-FeOOH和β-FeOOH两种水合氧化铁及含水的γ-Fe₂O₃，其中α-FeOOH活性最高。脱硫反应式为：

Fe₂O₃·H₂O+3H₂S→β Fe₂S₃·H₂O+3H₂O+21.7kJ/mol

当经过一定时间反复使用后，脱硫催化剂就失去了必需的脱硫活性。一般情况下，失去了脱硫活性的催化剂是被随意丢弃的。

经实验测试分析，被废弃的脱硫催化剂(废弃脱硫催化剂)除了依然保持不溶于水的颗粒特性外，还保持了疏松的多孔特性且氨氮含量0.5-2％。

废弃的农用沼气脱硫催化剂目前还没有利用。从节能减排、保护环境的角度出发，被废弃的脱硫催化剂应该得到合理的利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能减排、环保、缓释的微孔固体颗粒缓释肥料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种微孔固体颗粒缓释肥料，其特征在于它由被废弃的脱硫催化剂、沼渣和沼液原料密封堆放后分选出颗粒而成，其中，被废弃的脱硫催化剂∶沼渣∶沼液的质量比为1∶0.2～20∶0.3～16。

一种微孔固体颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)将地面上平铺好塑料薄膜，四周用泥土或砖石做成堆场围堰，这就形成了一个传质堆场；

2)将被废弃的脱硫催化剂(颗粒状)平铺在铺好塑料薄膜地面上，将从沼气池内掏出的沼渣平铺在被废弃的脱硫催化剂的表面，将从沼气池内掏出的沼液浇洒在沼渣的上面，用泥土或薄膜纸密封堆放；其中，被废弃的脱硫催化剂∶沼渣∶沼液的质量比为1∶0.2～20∶0.3～16；

3)堆放温度控制在5～38℃，堆放3～90天后取出，分选出颗粒，得微孔固体颗粒缓释肥料。

堆场围堰的宽度为0.3米～4.5米，堆场围堰的长度为0.3米～4.5米，堆场围堰的高度为0.10米～0.3米。堆场可以在露天的农用土地，也可是室内，温室或大棚。

本发明的有益效果是：

沼气是以农副产品的下脚料、生活垃圾、尤其是动物的排泄物为原料，在沼气细菌的作用下产生的。这些沼气原料中含有一定量的农作物生长过程中必需的生长元素。这些元素在沼气的生产和利用过程中，被从原有的有机体中分离并遗留在沼液或沼渣中。沼液、沼渣都是很好的有机肥料，这是众所周知的。沼液、沼渣在农田中施用不当会导致农作物的死亡，这也是许多农民体会过的现象。沼液、沼渣在农田中施用不当会导致农作物的死亡，其原因是沼液、沼渣中的肥料元素含量过高，释放太快。

利用被废弃的脱硫催化剂的形状和多孔性特征，使亲铁和亲硫元素及其相关化合物在沼渣的湿润的环境中进入催化剂的微孔，而且居留在微孔中，这就成了目标缓释肥料。

当植物的根须伸浸在这种颗粒肥的微孔中时，可以吸收需要的部分肥料元素并将其送至作物需要的部位。

实验分析证明，被废弃的脱硫催化剂中的硫元素在催化剂中是以不溶性的硫化铁的形式存在，在土壤中细菌和作物根须的作用下，最后硫化铁被转化成硫酸钙的形式留存于土壤中，节能减排、环保。这项技术的实施将从真正意义上推动和实现节能减排。

附图说明

图1是现有脱硫催化剂生产所用的固相反应器的结构示意图；

图2是图1的A部放大图；

图中：1-电动机，2-第一减速机，3-第二减速机，4-除尘器接口，5-固体料进料口，6-公转臂，7-自转臂，8-螺旋状叶片，9-出料口，10-空气喷射头，11-加强筋，12-锥形筒体，13-空气导向孔，14-传动机构。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

以下实施例1-6所指的被废弃的脱硫催化剂，是指按下述生产方法所得到的脱硫催化剂应用于农村沼气脱硫后，被废弃的脱硫催化剂。

现有的应用于农村沼气脱硫的脱硫催化剂的生产方法，它包括如下步骤：

1)原料的选取：按质量百分数为：七水硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)10～85％、不溶性碳酸盐5～80％、偏锰酸0.5～40％，选取七水硫酸亚铁、不溶性碳酸盐和偏锰酸，备用；

2)混合：将不溶性碳酸盐、偏锰酸在预混机中混合20～30分钟，投入七水硫酸亚铁继续混合，同时用5～20分钟喷入水，水的加入量为七水硫酸亚铁、不溶性碳酸盐和偏锰酸质量的2～40％，得混合料A；

3)固相反应：将混合料A从固相反应器的固体料进料口加入到固相反应器的锥形筒体内，在搅拌和充足的氧气作用下反应，反应时间控制在5min～1000min，得混合料B；

4)存放、造粒、干燥：混合料B堆放0.5～10小时；堆放后的混合料用造粒机造粒，粒度控制在12～8mm×2～10mm的范围；造粒好的物料送至带式干燥机进行干燥，在70～230℃的范围内烘干活化，得脱硫催化剂(或称常温氧化铁系脱硫剂)。

所述的不溶性碳酸盐为碳酸钙或白云石。所述的碳酸钙可以是天然石灰石通过机械加工的粉体，也可以是天然石灰石通过燃烧后进行化学处理得到的轻质碳酸钙粉末；所述的粉体直径为100目～400目。

如图1、图2所示，现有脱硫催化剂生产所用的固相反应器，它包括锥形筒体、螺旋搅拌器、出料阀、空气喷射头12，锥形筒体12是倒圆锥形，锥形筒体内为空腔，锥形筒体的上端面设有固体料进料口5、除尘器接口4，锥形筒体底为出料口9，出料口处设有出料阀，锥形筒体的上端面设有加强筋11；螺旋搅拌器包括电动机1、第一减速机2、第二减速机3、传动机构14、旋转搅拌机构，旋转搅拌机构包括公转臂6、自转臂7，自转臂上设有螺旋状叶片8，公转臂6、自转臂7分别位于锥形筒体的空腔内，自转臂能自转并能公转，电动机1、第一减速机2、第二减速机3设在锥形筒体的上端面上(螺旋搅拌器的详细结构请参照现有的锥形混合机；电动机还可为2个，分别驱动2个减速机)。锥形筒体的下部开有空气进料口，空气进料口内设有空气喷射头10，空气喷射头上的空气导向孔13位于锥形筒体的空腔内。

所述的锥形筒体的上端面(锥底)直径为0.3～10米，锥形筒体的高度为0.5～10米。所述的空气进料口位于锥形筒体从下至上锥面三分之一以下处。所述的空气进料口的形状为圆形、椭圆形或多边形。所述的空气进料口为1-1000个(根据需要确定)。所述的空气进料口的面积为1cm²～5000cm²。所述的空气导向孔13的面积为1cm²～300cm²。所述的空气导向孔13的形状为圆形、椭圆形或多边形。所述的空气导向孔13的开孔方向是顺着螺旋搅拌器的公转臂转动的方向。所述的空气导向孔13的几何中心处的法线与螺旋搅拌器公转平面的夹角为负值，为-50°～0°。螺旋搅拌器公转速度控制在2～10转/min，螺旋搅拌器自转速度控制在20～80转/min。

实施例1：

在长3米，宽2米的农用平地上，平铺好聚乙烯塑料薄膜；四周用潮湿的泥土围上宽0.20米，高0.10米的堆场围堰。取被废弃的脱硫催化剂颗粒200kg平铺在铺好塑料薄膜地面上，取从沼气池内新掏出的沼渣200kg平铺在被废弃的脱硫催化剂颗粒的表面，取沼液80kg浇洒在沼渣的上面，用薄膜纸密封堆放。堆放温度控制在25～30℃，堆放15天后，分选出柱状颗粒，即是目标产品(微孔固体颗粒缓释肥料)。

实施例2：

在长3米，宽2米的农用平地上，平铺好可降解聚乙烯塑料薄膜；四周用潮湿的泥土围上宽0.20米，高0.10米的围堰。取被废弃的脱硫催化剂颗粒200kg平铺在铺好塑料薄膜地面上，取从沼气池内新掏出的沼渣200kg平铺在被废弃的脱硫催化剂的表面，取沼液80kg浇洒在沼渣的上面，用泥土表掩一层0.05米厚的密封层堆放，堆放温度控制在20～25℃，堆放20天后，分选出柱状颗粒，即是目标产品(微孔固体颗粒缓释肥料)。将残剩的沼渣和泥土混合用造粒机造粒也可作为另一个等级的有机微量元素使用。

实施例3：

在长3米，宽1米的大棚内，平铺好可降解聚乙烯塑料薄膜；四周用潮湿的泥土围上宽0.30米，高0.20米的围堰。取被废弃的脱硫催化剂颗粒200kg平铺在铺好塑料薄膜的地面上。取从沼气池内新掏出的沼渣400kg平铺在被废弃的脱硫催化剂的表面，取沼液300kg浇洒在沼渣的上面，用薄膜纸密封堆放，堆放温度控制在15～20℃，堆放30天后，用分选机分选出柱状颗粒，即是目标产品(微孔固体颗粒缓释肥料)。将残剩的沼渣和泥土混合用造粒机造粒也可作为另一个等级的有机微量元素使用。

实施例4：

在长4米，宽2米的温室内(保持温度25℃)，平铺好可降解聚乙烯塑料薄膜；四周用潮湿的泥土围上宽0.30米，高0.20米的围堰。取被废弃的脱硫催化剂颗粒200kg平铺在铺好塑料薄膜地面上，取从沼气池内新掏出的沼渣1000kg平铺在被废弃的脱硫催化剂的表面，取沼液200kg浇洒在沼渣的上面，用薄膜纸密封堆放，堆放35天后，分选出柱状颗粒，即是目标产品(微孔固体颗粒缓释肥料)。

实施例5：

在长4米，宽3米的大棚内，平铺好可降解聚乙烯塑料薄膜；四周用潮湿的泥土围上宽0.25米，高0.30米的围堰。取被废弃的脱硫催化剂颗粒100kg平铺在铺好塑料薄膜地面上，取从沼气池内新掏出的沼渣1000kg平铺在被废弃的脱硫催化剂的表面，取沼液1000kg浇洒在沼渣的上面，用泥土表掩一层0.05米厚的密封层堆放，堆放温度控制在10～15℃，堆放60天后，分选出柱状颗粒，即是目标产品(微孔固体颗粒缓释肥料)。将残剩的沼渣和泥土混合用造粒机造粒也可作为另一个等级的有机微量元素使用。

实施例6：

在长4米，宽3米的温室内(保持温度30℃)，平铺好可降解聚乙烯塑料薄膜；四周用潮湿的泥土围上宽0.30米，高0.30米的围堰。取被废弃的脱硫催化剂颗粒400kg平铺在铺好塑料薄膜地面上，取从沼气池内新掏出的沼渣800kg平铺在被废弃的脱硫催化剂的表面，取沼液500kg浇洒在沼渣的上面，用泥土表掩一层稻草的密封层堆放，堆放40天后，揭开稻草，分选出柱状颗粒，即是目标产品(微孔固体颗粒缓释肥料)。

实施例7：

一种微孔固体颗粒缓释肥料的制备方法，它包括如下步骤：

1)将地面上平铺好塑料薄膜，四周用泥土石做成堆场围堰，这就形成了一个传质堆场；

2)将被废弃的脱硫催化剂(颗粒状)平铺在铺好塑料薄膜地面上，将从沼气池内掏出的沼渣平铺在被废弃的脱硫催化剂的表面，将从沼气池内掏出的沼液浇洒在沼渣的上面，用泥土密封堆放；其中，被废弃的脱硫催化剂∶沼渣∶沼液的质量比为1∶0.2∶0.3；

3)堆放温度控制在5℃，堆放90天后取出，分选出颗粒，得微孔固体颗粒缓释肥料。

实施例8：

一种微孔固体颗粒缓释肥料的制备方法，它包括如下步骤：

1)将地面上平铺好塑料薄膜，四周用砖石做成堆场围堰，这就形成了一个传质堆场；

2)将被废弃的脱硫催化剂(颗粒状)平铺在铺好塑料薄膜地面上，将从沼气池内掏出的沼渣平铺在被废弃的脱硫催化剂的表面，将从沼气池内掏出的沼液浇洒在沼渣的上面，用薄膜纸密封堆放；其中，被废弃的脱硫催化剂∶沼渣∶沼液的质量比为1∶20∶16；

3)堆放温度控制在38℃，堆放3天后取出，分选出颗粒，得微孔固体颗粒缓释肥料。

Claims (3)

1.一种微孔固体颗粒缓释肥料，其特征在于它由被废弃的脱硫催化剂、沼渣和沼液原料密封堆放后分选出颗粒而成，其中，被废弃的脱硫催化剂∶沼渣∶沼液的质量比为1∶0.2～20∶0.3～16；

脱硫催化剂的生产方法，它包括如下步骤：

1)原料的选取：按质量百分数为：七水硫酸亚铁10～85％、不溶性碳酸盐5～80％、偏锰酸0.5～40％，选取七水硫酸亚铁、不溶性碳酸盐和偏锰酸，备用；

2)混合：将不溶性碳酸盐、偏锰酸在预混机中混合20～30分钟，投入七水硫酸亚铁继续混合，同时用5～20分钟喷入水，水的加入量为七水硫酸亚铁、不溶性碳酸盐和偏锰酸质量的2～40％，得混合料A；

3)固相反应：将混合料A从固相反应器的固体料进料口加入到固相反应器的锥形筒体内，在搅拌和充足的氧气作用下反应，反应时间控制在5min～1000min，得混合料B；

4)存放、造粒、干燥：混合料B堆放0.5～10小时；堆放后的混合料用造粒机造粒，粒度控制在12～8mm×2～10mm的范围；造粒好的物料送至带式干燥机进行干燥，在70～230℃的范围内烘干活化，得脱硫催化剂。

2.如权利要求1所述的一种微孔固体颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)将地面上平铺好塑料薄膜，四周用泥土或砖石做成堆场围堰；

2)将被废弃的脱硫催化剂平铺在铺好塑料薄膜地面上，将从沼气池内掏出的沼渣平铺在被废弃的脱硫催化剂的表面，将从沼气池内掏出的沼液浇洒在沼渣的上面，用泥土或薄膜纸密封堆放；其中，被废弃的脱硫催化剂∶沼渣∶沼液的质量比为1∶0.2～20∶0.3～16；

3)堆放温度控制在5～38℃，堆放3～90天后取出，分选出颗粒，得微孔固体颗粒缓释肥料。

3.根据权利要求2所述的一种微孔固体颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于：堆场围堰的宽度为0.3米～4.5米，堆场围堰的长度为0.3米～4.5米，堆场围堰的高度为0.10米～0.3米。