一种利用棉花秸秆生产有机肥的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机肥的生产方法，具体地说是一种利用棉花秸杆生产有机肥的 方法，属于农业领域。
【背景技术】
[0002] 棉花秸杆是棉花生产的副产品，主要含有粗有机物90.9% (其中纤维素44.1 %左 右、半纤维素10.7%左右、木质素15.2%左右、粗蛋白6.5%左右）、钙0.65%左右、氮1.31 % 左右、磷0.06 %左右和钾0.5 %左右，其产量大，分布广，可以应用于造纸、生物能源、肥料和 食用菌养殖等领域。但结果显示:2012年山东省棉花总面积为7.0X10 5hm2,全省棉花秸杆资 源约3.4 X109kg，其中作生活燃料占57.93%，作发电燃料占14.64%，作纤维板原料占 8.72%，作造纸燃料占7.50%，猜杆还田占4.82%，作木炭原料占1.76%，作食用菌基料占 1.75%，作发酵饲料占0.63%，废弃占2.32%。从上述可以看出，目前相当大比例的棉花秸 杆没有得到合理利用，秸杆资源浪费严重。
[0003] 棉花秸杆含有丰富的氮、磷、钾和微量元素，可以作为棉田重要的有机肥源。目前 肥料化利用以秸杆还田为主:一是直接还田，用秸杆还田机械或粉碎装置，把秸杆就地粉碎 (切断），均匀抛撒于土壤表面，然后进行耕翻掩埋还田；二是间接还田，包括堆怄还田、过腹 还田、沼渣还田等。棉花秸杆因含有纤维素、半纤维素、木质素等主要物质难分解腐化，直接 秸杆还田存在利用率低、转化周期长、秸杆易带菌等问题。经过堆腐等间接还田方式转化效 果也较差，在肥料利用上还有很多问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有的棉花秸杆还田方式的不足，本发明提供了一种利用棉花秸杆生产有机 肥的方法。该方法是一种新的棉花秸杆利用方式，它是将棉花秸杆先进行破碎后，再经过硫 酸碳化以及加入碱性肥料AF中和造粒等步骤生产有机肥。该方法生产的有机肥能够达到国 家要求的有机肥行业标准(NY5225-2012)。
[0005] 本发明的技术方案是:一种利用棉花秸杆生产有机肥的方法，其特征是，包括以下 步骤：
[0006] (1)原料准备
[0007] 粉碎棉花秸杆:将棉花秸杆先采用秸杆粉碎机一次粉碎，再采用棉杆破碎分丝机 二次粉碎破碎至0 · 35cm以下；
[0008] 制备泡沫酸:在水中加入硫酸和渗透剂（1 %聚氧乙烯醚水溶液)搅拌均匀，配制成 硫酸浓度为9.5~10wt %、聚氧乙稀醚浓度为0.022~0.028wt %的泡沫酸备用；
[0009] (2)硫酸酸化
[0010] 利用输送带将破碎的棉花猜杆送到给料斗中，并定量的喂入注施机中，将棉花秸 杆和泡沫酸按照重量比58~62:1的比例在注施机中搅拌均匀后，由绞笼输送机送进烘干机 烘干，烘干至棉花秸杆完全碳化，且含水率为12~14% ;
[0011] (3)中和
[0012]碳化后的棉花秸杆按重量比6 :5的比例加入碱性肥料AF(氮磷钾总含量37%、 PH9.2)，搅拌混合均匀；
[0013] ⑷造粒
[0014]混匀后的物料由圆盘给料机均匀的喂入挤压造粒中制成柱状颗粒，再抛光整形成 球状颗粒，最后经低温烘干l〇〇°C)、风冷和筛分后得到粒状有机肥。
[0015] 优选的，烘干机为滚筒式烘干机，进口热风温度为195~210°C，出口温度为75~90 °C。棉花秸杆在烘干机中的停留时间控制在15 ± 3分钟。
[0016] 利用本方法生产出的有机肥:有机质含量>45%，氮磷钾有效养分含量2 17%， 5.5<pH<7，水分低于10 %，各项指标均符合有机肥行业标准(NY525-2012)。
[0017] 碱性肥料AF是由广东省高校环境友好型肥料工程技术中心研究开发，氮磷钾总含 量37%，pH9.2，其中碱性氮磷钾是由含氮28.0%的碱性肥料（以羟基脲为原料合成的无钠 碱性氮肥）、含P 2〇5 18%的钙镁磷肥，含K20 65.1 %的K2C03按质量比1:1:1的熔融复混肥料。
[0018] 本发明的有益效果是：
[0019] 1、棉花秸杆中主要含有纤维素、半纤维素等碳水化合物，作物无法直接吸收利用， 使用泡沫酸在高温下变成浓硫酸，将这些物质氧化脱水而成炭（即碳化作用），变为有机碳， 同时使碳化物中含有一定量的元素硫;硫酸碳化棉花秸杆为棉花秸杆转化为有机肥提供了 新途径，实现了变废为宝；
[0020] 2、本发明配制的泡沫酸黏度高、滤失量小、缓速和分流效果好，可以增加酸液处理 范围和改善高低渗透层之间的吸酸量矛盾，提高酸化效果，而且使用安全；
[0021] 3、棉花秸杆碳化物pH<2,不能直接利用。碱性肥料(AF) -方面中和碳化物的酸 性，另一方面提尚有机肥氣憐钟的含量。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1
[0023] (1)棉花秸杆处理：
[0024] 一次粉碎:将棉花秸杆粉碎(型号9F-68型棉花秸杆粉碎机、筛网Φ0.5);
[0025] 二次粉碎:使用JHXF型棉杆破碎分丝机，破碎至Φ0.35以下；
[0026] (2)制备泡沫酸：其供给系统由配酸罐、供酸罐和酸栗组成。在配酸罐内将浓硫酸 (96 %的工业硫酸）、渗透剂（1 %聚氧乙烯醚)和水按重量比水:浓硫酸:渗透剂=100:11.3: 2.8的比例混合配制好，进行机械搅拌后得到泡沫酸，然后由酸栗栗送入供酸罐供碳化棉花 秸杆之用;供酸量的多少由球阀控制，可根据秸杆量随时调整供酸量；
[0027] (3)利用输送带将破碎的棉花秸杆送到给料斗中，并定量的喂入注施机中，可根据 棉花秸杆量调整泡沫酸用量，一般重量比为60:1。注施机能将棉花秸杆与泡沫酸进行充分 的搅拌，再均匀的输送给烘干机。其中给料斗型号为Y1000 (Y型1000立方米容积）；注施机的 结构见实用新型专利88207368.0(申请人：中国农业工程研究设计院，发明名称:棉籽脱绒、 精选设备），采用无级变速器；
[0028] (4)绞笼输送机(L = 6米)将将注施机输送来的含酸秸杆送进烘干机；
[0029] (5)烘干碳化:烘干机可根据生产量和碳化效果来调节角度，调节风门大小，改变 棉花秸杆在烘干机内的停留时间，使其控制在15分钟。烘干机能快速的干燥泡沫酸润湿的 秸杆，能使秸杆的含水率由20-25%下降到12-14%，同时能完全碳化秸杆，进口热风温度为 195~210°C，出口温度为75~90°C ;烘干机的技术指标为:碳钢L1300、φ15:0;可转动滚筒，L =20米，直径1.5米；
[0030] (6)中和增氮磷钾:碳化后的秸杆通过输送带送入搅拌机，加入碱性肥料AF(氮磷 钾总含量37%、ρΗ9.2)，按重量比碳化后的秸杆:碱性肥料AF = 6:5混合均匀；搅拌机为JB-1500气动搅拌机；
[0031 ] (7)造粒:混勾后的物料由圆盘喂料机均勾的喂入挤压造粒中（有机肥造粒机)制 成柱状颗粒;柱状颗粒整形机将柱状颗粒(直径和长度相等)抛光整形成球状颗粒，由皮带 机送入烘干、冷却、筛分机(三合 体机），颗粒在烘干冷却筛分机的前段进行低温烘干 (< 100°C)，然后进入冷却段进行风冷，充分冷却后的物料进入安装在筒体尾端的筛网将粉 料及大颗粒筛出，重新返回混合造粒系统;成品颗粒由提升机输送到成品料仓，经包装系统 计量、包装入库。
[0032] 利用本方法可生产出的有机肥:有机质含量>45%，氮磷钾有效养分含量2 17%， 5.5<pH<7，水分低于1