[发明专利]一种应用膨化技术制备降解型缓释尿素化肥的方法

说明书

技术领域

本发明属于天然植物纤维综合利用技术领域，具体涉及一种应用膨化技术制备降解型缓释尿素化肥的方法。

背景技术

国际上，对缓/控释化肥的研究主要集中在缓/控释化肥包封材料的选择与比较。 按照材料对环境的影响，可以划分为生物降解和非生物降解材料。生物降解材料中研究较多的包括松香、石蜡、多聚磷酸盐 、醋酸纤维素、聚乳酸 、可降解聚氨酯和尿素缩甲醛等；非生物降解材料主要为常见的工业聚合物，如聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺等，这些材料价格低廉，但对土壤和环境有一定程度的危害。

在天然木质纤维材料中，纤维素通常总是与半纤维素、木质素共存，形成复杂的结构，使得纤维素的水解率很低。研究表明应采用适当的物理或化学预处理方法，改变植物纤维的结晶结构，提高纤维素的可及度及水解率，从而充分利用这些生物质资源。在各种预处理方法中，发展较快的当属汽爆法、膨化法和生物法。膨化是在高温高压条件下对纤维材料进行短时处理，然后通过瞬间喷放卸压，能够改善秸秆的理化性状，能够提高农作物秸秆的利用率。

发明内容

本发明提供一种应用膨化技术制备降解型缓释尿素化肥的方法，本发明产物具有生物降解性好，包膜材质不会产生二次污染，有利于改善土壤结构，生产成本低。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种应用膨化技术制备降解型缓释尿素化肥的方法，包括以下具体步骤：

（1）粉碎：

将20-30重量份农作物秸秆除去不能使用的杂质和腐败变质成分，采用锤片式粉碎机进行粉碎处理，粉碎长度为3-5mm；

（2）调质处理：

将上述粉碎后的农作物秸秆均匀地流入双轴异径差速调质器内进行强烈搅拌，同时通入压力在0.2-0.5MPa，温度在90-110℃不带冷凝水的干饱和蒸汽，滞留时间在1-5分钟；

（3）膨化：

将步骤（2）经调质处理的农作物秸秆与60-90份尿素混合均匀，加入3-8份碳酸盐助膨化剂，混合均匀后送入膨化机中，进行膨化处理1-8分钟，之后瞬间喷爆入仓；

（4）粉碎：

将上述膨化物破碎成5-8mm颗粒后，向其表面喷洒18-30份油脚；

（5）挤压造粒：

将步骤（4）颗粒送入环膜造粒机中进行造粒处理，之后采用塔式冷却器进行冷却、干燥，制成圆柱状颗粒缓释氮肥。

其中，所述的农作物秸秆是指水稻秸秆、小麦秸秆、棉秸秆中的一种或一种以上的混合物。

其中，所述的双轴异径差速调质器中小筒桨叶的转速在200-300r/min，大筒浆叶的转速在400-600r/min。

其中，所述的膨化处理中，进料温度在60-140℃，出料温度在200-300℃，膨化压力在5-15MPa。

其中，所述的碳酸盐助膨化剂是指碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或两者的混合物。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明中使用双轴异径差速调质器对粉碎后的生物质原料进行调质处理，粉料依靠桨叶的推动力沿着筒体向前推进，在筒体内既有单轴的绕轴螺旋运动，同时又被桨叶抛向另一轴，参加另一轴的螺旋运动，增加了粉料的运动路线，延长了粉料在调质器内的滞留时间，使粉料在调质器内达到杀毒灭菌和充分预熟化的目的，从而达到更有利于膨化的目的。

（2）在调质处理后进行膨化处理，加入盐酸盐作为助膨化剂，在密闭的膨化腔中碳酸盐发生热分解，生成二氧化碳和水，增强了膨化机内的高温高压作用，膨化处理后秸秆纤维组织结构疏松，整体形成均匀的多孔网架结构，更有利于对尿素颗粒的包覆，达到初步缓释效果，之后在膨化物颗粒表面喷洒油脚，经造粒在化肥颗粒表面形成保护膜，进一步提高缓释效果。

具体实施方式

一种应用膨化技术制备降解型缓释尿素化肥的方法，包括以下具体步骤：

（1）粉碎：

将30重量份农作物秸秆除去不能使用的杂质和腐败变质成分，采用锤片式粉碎机进行粉碎处理，粉碎长度为3-5mm；

（2）调质处理：

将上述粉碎后的农作物秸秆均匀地流入双轴异径差速调质器内进行强烈搅拌，同时通入压力在0.4MPa，温度在110℃不带冷凝水的干饱和蒸汽，滞留时间在3分钟；

（3）膨化：

将步骤（2）经调质处理的农作物秸秆与90份尿素混合均匀，加入8份碳酸盐助膨化剂，混合均匀后送入膨化机中，进行膨化处理5分钟，之后瞬间喷爆入仓；

（4）粉碎：