生物质炭基缓释肥的成型特性论文

第页共页关于生物质炭基缓释肥的成型特性论文关于生物质炭基缓释肥的成型特性论文1引言目前，我国化肥当季利用率平均为30%。其中，氮肥利用率仅为30%~35%磷肥约为10%~25%钾肥为35%~50%，不仅远远低于欧美兴旺国家60%~70%的程度，而且近年来还有下降的趋势。以氮肥为例，20世纪90年代利用率平均约为35%，现今己降至27%左右。此外，化肥过量投入、盲目施用、作物利用率不高，都会引起土壤、水体、大气和农产品的污染，化肥己被视为仅次于农药的污染，造成的危害也与农药旗鼓相当。控/缓释肥是解决这一问题的良好措施，国内外均在大力开展氮肥的控/缓释技术。用于肥料养分缓/控释的控释材料种类较多，然而目前的控释材料缺少补充土壤有机碳的功能，且大局部材料受资制约、不可再生。生物质是可再生的，因此生物炭是可再生的，资无穷。生物炭具有土壤改进和土壤固碳的作用，还可吸附和负载肥料养分，延缓肥料养分在土壤中释放和降低淋洗损失，是有益功能更多的肥料缓释绿色控释材料。目前，生物炭与肥料复合为土壤一肥料一环境提出了综合解决方案，生物炭作为肥料增效载体有生物炭载体肥料、生物炭包膜肥料、生物炭基肥料及生物菌剂肥料等形式。本文以挤出造粒机上在500℃温度下制备的稻壳炭为基质，以改性玉米淀粉为粘结剂，以尿素为肥料，研究了生物质炭基缓释肥的成型特性，分析^p了缓释肥的抗压强度、成型率、枯燥特性和N损失情况。1材料与方法1.1试验材料与设备1.1.1试验材料试验采用生物质连续热解制炭，设备采用华南农业大学设计的连续热解装置。该装置采用变螺距的特殊螺旋输送器，密螺旋保证顺畅送料的同时系统具有良好的密闭性。将稻壳在热解温度500℃、热解时间8min的条件下进展热解，获得的稻壳炭利用工业分析^p仪、ICP等仪器进展工业分析^p及养别离子检测，分析^p结果如表1所示。稻壳炭经研磨过40目的准筛后使用。试验所用的化学试剂:HzOz(30%),NaOH,Fe-SO4、CO(NHz)z、NazBO4,Hz0、NazSz03·SHzO、TBP,HzSO4,HN03,HCL,CuS04,SO4(以上为分析^p纯级别)和玉米淀粉(GB/T12309一1990)。1.1.2试验设备试验采用的.设备如表2所示。1.2试验方法1.2.1粘结剂的制取在徐鹏翔、你金等对改性淀粉粘结剂的研究根底上，制作新型缓释肥玉米淀粉粘结剂。其合成步骤如下:①调浆。向反响釜中参加适量的温水，参加工业级玉米淀粉和适量催化剂FeS04溶液((6%)搅拌，直至成均匀的浆料。②氧化。缓慢向体系中参加一定量的HZOz溶液(30%)，并参加适量的NaOH(10%)溶液，连续搅拌60min使淀粉充分氧化。③糊化。继续参加一定量的NaOH(10%)溶液，确保氧化后的玉米淀粉充分糊化，此过程持续20min。④系统中参加适量硼砂、少量尿素溶液以及NaZSZ03溶液，继续搅拌之后进展定容，待冷却至室温即可。整个反响在恒温水浴环境中进展。1.2.2肥料造粒将计量好的尿素和稻壳炭粉，按照比例A1(2:1),A2(1:1),A3(1:2)充分混合参加一定量的改性玉米淀粉粘结剂，混匀，置于挤出造粒机中进展造粒。将制造出来的炭肥分别置于温度B1(60℃),B2(80℃),B3(100℃)下分别进展烘干，持续2h，每隔10min取出，枯燥器冷却至室温后称重。由于造粒机造粒直径固定，造出的颗粒肥直径范围约为6.5~7.5mm，将烘干后的肥料颗粒进展人工筛分，计算筛剩的颗粒质量占全部质量的百分率;将制作好的球形肥料置于谷物硬度计上测定其抗压强度，分析^p其颗粒性能。2结论1)各组肥料在烘干90min左右根本到达质量平衡，低炭氮比肥料的枯燥时间较长。当炭肥比)1:1时，温度越高，烘干所需时间越短;而当炭肥比,1:2时，温度越高，烘干所需时间反而增长。生物炭本身的多孔隙构造易于水分的散发，而尿素暴露在空气中时容易吸收空气中的水分并粘附在颗粒外表，烘干初期容易外表结壳，不利于水分的散发，从而延长了枯燥时间。2)采用挤出式造粒法可获得良好的抗压强度和成型率，当烘干温度为60一100℃、炭肥比,1:1时，成型肥料的抗压强度》40N;炭肥比)1:1时，成型率》95%。过低的炭氮比会降低成型率。3)低炭氮比下尿素含量较多，暴露在空气中容易吸收空气中的水分，在造粒过程中豁附在造粒机上造成损失。因此，过低的炭氮比会增加N损失率。【参考文献】：^