[发明专利]一种富含微量金属元素的生物炭基复合肥制备方法

说明书

本发明属于生物炭基复合肥技术领域，公开了一种富含微量金属元素的生物炭基复合肥制备方法，包括以下步骤：将配制的含金属盐的复配催化剂喷洒在生物质物料表面，所述复配催化剂与生物质原料的质量比为0.5~2%；将原料进行无氧热解气化，热解温度为400℃~600℃，得到生物质混合燃气，将炉内的炭渣排出；净化生物质混合燃气，得到木焦油和木醋液；将炭渣、木醋液的混合液按质量比为（80~95）：（5~20）进行混合得炭基复合肥。本发明利用金属元素对焦油的催化裂解作用，促进焦油裂解，一方面焦油裂解后轻质组分含量提升，进而提高生物质燃气产量，另一方面加深炭化，使炭渣结构更松散，不易结块，减少炉壁结焦。

技术领域

本发明属于生物炭基复合肥技术领域，涉及一种富含微量金属元素的生物炭基复合肥制备方法。

背景技术

生物质材料目前的处理方式为焚烧发电、填埋或热解气化发电。焚烧发电会伴随着大气污染，飞灰残渣处置困难、尾渣不可利用等问题；填埋会占用土地资源，产生的垃圾渗滤液处理也是及其困难。生物质热解气化生产燃气发电，已经成为再生能源发展的必然方向。生物质热解气化所产生的生物炭渣和木醋液可以配制炭基复合肥，起到有效提高土壤有机质和肥效的作用，显著改善土壤微生物及酶活性、促进植物生长，但是缺少植物生长所缺乏的微量金属元素。此外，生物质颗粒(以下简称物料)在热解过程中由于炉内温度分布不均匀，会导致部分物料没有完全炭化，半炭化的物料混合着热解析出的生物质焦油持续包裹炭渣或是物料，最终导致板结；被包裹的物料或是半炭化物料中的生物质焦油组分无法挥发，最终导致物料含油率高(含油率高不利于植物生长)；由于物料的板结，及物料混合着炭渣焦油黏附在热解炉壁上形成可以隔绝温度的混合焦块，不易清理。

发明内容

本发明针对现有生物炭基复合肥缺少微量金属元素，以及炭渣容易板结、含油率高致使炭渣不易清理的技术问题，提供一种富含微量金属元素的生物炭基复合肥制备方法，通过在生物质材料表面喷洒富含金属离子的复配催化剂，不仅降低了结焦率，还使炭渣中富含微量金属元素，使炭基复合肥为植物生长提供不可或缺的微量元素。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种富含微量金属元素的生物炭基复合肥的制备方法，包括以下步骤：

1)混料：将配制的含金属盐的复配催化剂喷洒在生物质物料表面，所述复配催化剂与生物质原料的质量比为0.5～2％；

2)无氧热解：将原料进行无氧热解气化，热解温度为400℃～600℃，得到生物质混合燃气，将炉内的炭渣排出；

3)气体净化：净化生物质混合燃气，得到木焦油和木醋液；

4)炭基复合肥配料：将炭渣、木醋液的混合液按质量比为(80～95)：(5～20)进行混合得炭基复合肥。木醋液作为炭基复合肥中的杀菌剂，减少在储存过程中产生的霉菌等微生物的产生。

在一个技术方案中，所述含金属盐的复配催化剂包括金属盐复合物、表面活性剂、还原剂、防沉淀剂、络合剂和水；所述金属盐复合物包括铁盐、镁盐、钼酸铵、氨基磺酸钴、锌盐和铜盐，铁盐、镁盐、钼酸铵、氨基磺酸钴、锌盐和铜盐、表面活性剂、还原剂、防沉淀剂、络合剂和水的质量比为(4.5～15)：(1～15)：(1～20)：(2.5～10)：(5～15)：(2.5～10)：500：500：(15-30)：(50-70)：500。表面活性剂的作用可以使金属元素快速分散渗透到物料内部，还原剂使金属离子不被氧化，络合剂使金属离子在反应过程中缓慢释放，持续起到催化作用，不会随着焦油组分而挥发并最终残留在炭渣中；防沉淀剂使配制好的复配催化剂溶液中金属离子不产生沉淀，喷洒时可均匀分布在生物质表面。

在一个技术方案中，所述表面活性剂选自磺基脂肪酸甲酯钾盐或木质素。

在一个技术方案中，所述还原剂为维生素C。

在一个技术方案中，所述防沉淀剂为柠檬酸。

在一个技术方案中，所述络合剂为乙二胺四乙酸。