[发明专利]由生物聚合物制造肥料的方法和肥料

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的用流体黑液制造氮肥的方法和一种根据权利要求12的肥料。

发明内容

根据本发明，可以将黑液用作生物聚合物源。黑液是一种富含能量和木质素的加工产品，它在造纸工业中被大量作为生产纸浆的废料。黑液是在从纸浆中分离木质素的过程中产生的，而且处理大量的黑液也是耗费很高的事情。过去曾有过各种努力，试图经济合理地利用黑液。黑液的基本特征是含氮，这就特别适用于生产肥料。由于本身带有腐蚀与易燃成分，黑液通常被用于燃烧以获取能源。

本发明的目的在于，提出一种用黑液制造氮肥的经济的方法和一种满足高质量要求的肥料。

本发明的目的一方面通过具有权利要求1的特征的方法的来实现，另一方面通过具有权利要求12的特征的肥料来实现。优选的实施方式由从属权利要求给出。

本发明方法的特征是，从黑液中除去至少一种有害物质，黑液经过冷却到室温和与水混合后，被调制成具有特定的流体状态。把可流动的黑液引入搅拌器，并与粉状的固体物质搅拌成糊状，并使该混合物成形为颗粒。

本发明的基本思想在于，为便于氮肥的生产，清除黑液中的毒素并使黑液成为固体物质。根据本发明的一个方面，给黑液脱毒通过分离出游离的、未结合的化学物质，例如特别是从黑液的制作过程中分离出单乙醇胺来实现。由此得到不含对健康和环境有害的化学物质的黑液。这样的黑液至少在最大程度上不含烷醇胺(Alkanolamine)，主要是单乙醇胺(Monoethanolamin)。

根据本发明，有害物质是指那些就一般专业知识而言，对人身健康和环境造成危害的物质。有害物质的概念主要涉及到毒素、潜在刺激和/或物质的腐蚀作用。

为了经济而方便地利用已加工的黑液，根据本发明的另一方面，通过给黑液添加粉状固体物质，溶剂和/或其他辅助材料，借助搅拌器搅拌使其成为糊状并最终形成颗粒。

按照本发明，可以把流体黑液理解为由各种物质或化学物质组成的含木质素的混合物。可以从含有木质纤维素的生物物质中获取黑液，然后再从黑液中即从植物原料里不易溶解的纤维素和半纤维素中，分离出木素质成分和其他物质。据此，流体黑液也可以包括源自黑液生产过程的物质和其他含有植物成分的物质。所含的物质的范围不限于在生产过程中引入的物质，还包括在黑液生产过程中产生的物质。

在本发明的方法中，优选使用黑液，该黑液源自用烷醇胺方法生产纸浆的过程。根据本发明的认知，这种黑液尤其含氮丰富而且污染小。

流体黑液还可以包括影响流体黑液粘度的物质，其中特别是游离烷醇胺，特别是是游离单乙醇胺。

粉状固体物质可以在若干方面有利于本发明方法的实现。一方面粉状固体物质由于其特点，可以以非常有效的方式与处理过的黑液中所含的流体成分相结合，从而影响处理过的黑液的粘稠度。另一方面它可以作为已处理过的黑液的补充物质，以使产品具有有利的特性，特别是肥料特性。

根据本发明的优选的扩展，要去除有害物质如烷醇胺，特别是带有1-4个碳原子的烷醇胺，并首先是去除单乙醇胺、丙酸醇胺、单丁醇胺和/或二甘醇胺。可以使用有分支和无分支的碳链烷醇胺。根据本发明的扩展，特别优选的是，将单乙醇胺作为烷醇胺使用。特别是在从含有木质纤维素的生物物质中生成黑液的过程中，短碳链烷醇胺具有有利的特性。在黑液生成后，可以非常便利地将短碳链烷醇胺从黑液中继续分离出来。

根据本发明的优选实施方式，可以通过蒸馏、薄膜蒸发、沉淀蒸发、喷淋干燥、管式蒸发、沉淀及随后的过滤、离心分离或挤压方法，从黑液中分离出游离烷醇胺特别是单乙醇胺。特别是通过蒸馏或其他蒸发方法，可以极为方便地从黑液中分离出短链游离烷醇胺。在此，短链游离烷醇胺的相对低的沸点是有优势的。游离烷醇胺还可以通过给含有游离烷醇胺的黑液添加非溶剂而分离出来。在此，黑液、特别是木质素成分会形成固体颗粒状物的形式，并且通过适当的固体/液体分离过程，如过滤、离心分离或挤压，与游离烷醇胺分离。同样，通过导入二氧化碳、优选在有水的情况下，使黑液特别是木质素成分沉淀，也可以分离游离烷醇胺。在此得到固体颗粒物形式的黑液。剩下的残余由被分解的活性黑液组成。