集箱5,生物炭和床料颗粒在炭基肥收集箱5内与燃气洗涤获得的浓度为15%的生物质醋液液反应，获得可溶性磷、钾复合肥。在氨水添加口 7喷入28%氨水，炭基复合肥在混合绞龙6内充分搅拌成为氮、磷、钾三元复合肥，然后进入造粒烘干机9获得合格的氮磷钾三元炭基肥产品。经过旋风分离器2的生物燃气进入喷淋塔3，生物燃气中的高分子成分被水洗涤溶解，成为生物质醋液进入生物醋液池4，当生物醋液达到为28%的浓度后喷入炭基肥收集箱5。生物燃气经过喷淋塔3后剩余主要可燃成分为是一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)等小分子气体，送入造粒烘干机9为炭基肥颗粒烘干提供能量。
[0038]实施例2
[0039]采用粒径为0.5mm的磷酸钙和氯化钾颗粒作为初始床料，磷酸钙和氯化钾的质量比为2.1，首先通过床料螺旋进料机11向流化床I加入一定量的床料，在系统运行过程中，床料持续给入，保持流化床内床料高度为95mm，稻壳由生物质螺旋进料机10连续加入，空气由鼓风机12鼓入，生物质和空气质量流量比为0.9之间。系统运行时控制流化床气化炉反应温度为870°C，炉内流速为4.8m/s。生物质在床料的辅助流化和快速加热作用下与空气反应，获得生物炭和生物燃气，生物炭和床料反应并均匀混合后被燃气由排出口 102带出，被旋风分离器2收集到炭基肥收集箱5，生物炭和床料颗粒在炭基肥收集箱5内与燃气洗涤获得的浓度为23%的生物质醋液液反应，获得可溶性磷、钾复合肥。在氨水添加口 7喷入19%氨水，炭基复合肥在混合绞龙6内充分搅拌成为氮、磷、钾三元复合肥，然后进入造粒烘干机9获得合格的氮磷钾三元炭基肥产品。经过旋风分离器2的生物燃气进入喷淋塔3，生物燃气中的高分子成分被水洗涤溶解，成为生物质醋液进入生物醋液池4，当生物醋液达到为23%的浓度后喷入炭基肥收集箱5。生物燃气经过喷淋塔3后剩余主要可燃成分为是一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)等小分子气体，送入造粒烘干机9为炭基肥颗粒烘干提供能量。
[0040]实施例3
[0041]采用粒径为0.6mm的磷酸钙和氯化钾颗粒作为初始床料，磷酸钙和氯化钾的质量比为1.2，首先通过床料螺旋进料机11向流化床I加入一定量的床料，在系统运行过程中，床料持续给入，保持流化床内床料高度为90mm,玉米稻杆由生物质螺旋进料机10连续加入，空气由鼓风机12鼓入，生物质和空气质量流量比为0.9之间。系统运行时控制流化床气化炉反应温度为760°C，炉内流速为4.lm/s。生物质在床料的辅助流化和快速加热作用下与空气反应，获得生物炭和生物燃气，生物炭和床料反应并均匀混合后被燃气由排出口102带出，被旋风分离器2收集到炭基肥收集箱5,生物炭和床料颗粒在炭基肥收集箱5内与燃气洗涤获得的浓度为25%的生物质醋液液反应，获得可溶性磷、钾复合肥。在氨水添加口 7喷入26%氨水，炭基复合肥在绞龙内充分搅拌成为氮、磷、钾三元复合肥，然后进入造粒烘干机9获得合格的氮磷钾三元炭基肥产品。经过旋风分离器2的生物燃气进入喷淋塔3，生物燃气中的高分子成分被水洗涤溶解，成为生物质醋液进入生物醋液池4，当生物醋液达到为25%的浓度后喷入炭基肥收集箱5。生物燃气经过喷淋塔3后剩余主要可燃成分为是一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)等小分子气体，送入造粒烘干机9为炭基肥颗粒烘干提供能量。
[0042]本实用新型的工作原理为:
[0043]生物质在流化床I内进行反应过程中，其中的挥发份以燃气的形式析出，固定碳和灰分转化成为生物炭。燃气中主要成分为小分子气体，包括CO、H2, CH4, CO2,另一部分为大分子有机物，以有机蒸汽形式存在，在喷淋塔3中洗涤冷凝成为木醋液。由于生物质灰分中含有钾(K)、硅(Si)、铁(Fe)等多种元素(灰分通常以氧化物的形式表示为K20、Si0#PFe2O3等)，在以磷酸钙和氯化钾为床料的流化床I内，在高温情况下(600~900°C)时会发生如下化学反应，
[0044]2KCl+3Si02+H20 — K20.3Si02+3HCl (I)
[0045]Ca3 (PO4) 2+6HCl — 2H3P04+3CaCl2(2)
[0046]3K20+2 Η3Ρ04—3K 3P04+3H20(3)
[0047]在流化床内经过(1)~ (3)系列反应后，加入的不可溶的磷酸钙中一部分转化成为可溶性磷酸钾(K3PO4),由于反应主要发生在生物炭的表面及生物炭的微孔中，生物炭和部分二元肥料(钾、磷)紧密结合。燃气携带结合肥料的生物炭和氯化钾及磷酸钙离开流化床被收集到炭基肥收集箱5中，喷入生物醋液(主要成为为醋酸，用HAC表示)，利用磷酸钙和醋液的反应特性实现磷酸钙的溶解，主要发生的反应是:
[0048]Ca3 (PO4) 2+6HAC — 3Ca (AC) 2+2H3P04 (4 )
[0049]在炭基肥收集箱出来的炭基肥呈酸性状态，在氨水添加口 7喷入氨水，发生的反应为:
[0050]3NHS+ H3P04— (NH4)3PO4(5)
[0051]因此，经过这一系列步骤后，获得了可溶性的氮、磷、钾三元复合炭基肥。
[0052]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种生物质炭基复合肥的生产设备，其特征在于:包括流化床，所述流化床底端开设有进风口，顶端开设有排出口，流化床的一侧开设有生物质进料口及床料进料口，流化床的排出口管路连接在旋风分离器的进口处，旋风分离器上还开设有第一排气口及生物炭与床料排出口，第一排气口管路连接在喷淋塔的进口处，喷淋塔与生物醋液池管路循环相通，旋风分离器的生物炭与床料排出口与炭基肥收集箱相连通，炭基肥收集箱上还设有生物质醋液喷入口及混合绞龙接入口，生物质醋液喷入口与生物醋液池管路相通，混合绞龙接入口接有混合绞龙，并开设有氨水添加口。
2.根据权利要求1所述的一种生物质炭基复合肥的生产设备，其特征在于:所述喷淋塔上还开设有第二排气口，第二排气口管路连接燃气风机，燃气风机管路连接造粒烘干机，造粒烘干机与混合绞龙的排料口相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种生物质炭基复合肥的生产设备，其特征在于:所述流化床的生物质进料口处连接有生物质螺旋进料机，床料进料口处连接有床料螺旋进料机，流化床的进风口处管路连接有鼓风机。
4.根据权利要求1或2所述的一种生物质炭基复合肥的生产设备，其特征在于:所述喷淋塔与生物醋液池之间的管路上设有循环水泵，生物醋液池与炭基肥收集箱之间的管路上设有用于将生物醋液送入炭基肥收集箱中的水泵。
【专利摘要】本实用新型公开了一种生物质炭基复合肥的生产设备，包括流化床、旋风分离器、喷淋塔、生物醋液池与炭基肥收集箱等。本实用新型生产设备简单可靠、工艺方法先进，能够有效降低生产成本，提高生产效益。
【IPC分类】C05G3-04, C05G3-00
【公开号】CN204385092
【申请号】CN201520034055
【发明人】张齐生, 张守峰, 张守军, 周建斌, 邵建华, 鲁万宝, 赵成武, 冯干, 吴银龙, 龚世明
【申请人】合肥德博生物能源科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月19日