[发明专利]原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺制备高氮量或多营养秸秆缓释肥

权利要求书

1.一种制备高氮量秸秆缓释肥的原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺，特征在于，挤出前，使含氮生物降解缓释肥的液态反应前体与秸秆颗粒混合；在螺杆挤出机中挤出时，物料在螺杆的旋转推动下向前运动，同时被剪切、挤压，并且在摩擦热和外加热源的共同作用下被加热，此时物料处于高温高压状态，纤维素被溶胀并部分降解、半纤维素降解成低聚糖、木质素被塑化并部分降解，同时小分子的反应前体在纤维素和木质素碎片以及纤维素和木质素及半纤维素降解产物的表面和分子链间原位发生反应，生成大分子的含氮生物降解缓释肥，从而得到高氮量秸秆缓释肥。

2.一种制备多营养秸秆缓释肥的原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺，特征在于，是如权利要求1所述的工艺中，在挤出前，还添加有易溶或微溶的肥料；挤出过程中，在生成大分子的含氮生物降解缓释肥的同时，随着水分的蒸发，加入的易溶或微溶的肥料结晶析出，镶嵌在纤维素和木质素碎片、纤维素和木质素及半纤维素降解产物以及反应挤出生成的含氮生物降解缓释肥的分子链间。

3.根据权利要求1或2所述的一种制备高氮量或多营养秸秆缓释肥的原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺，特征在于，所述含氮生物降解缓释肥的反应前体是羟甲基脲，所述含氮生物降解缓释肥是尿素醛。

4.一种制备高氮量秸秆缓释肥的原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺，特征在于，包括以下步骤：

（1）在反应器中加入计算量的甲醛，然后加入计算量的尿素，调节体系pH，一定温度下反应一定时间，得到羟甲基脲溶液；

（2）将反应挤出一体机的模口密封，将步骤（1）得到的羟甲基脲溶液和计算量的秸秆颗粒混合均匀，然后加入到反应挤出一体机中；

（3）开启反应挤出一体机的反应单元的双螺杆，在设定温度和设定转速下进行反应，同时启动抽真空脱挥单元脱除反应体系中的水蒸气，直至反应体系变粘稠；

（4）打开反应挤出一体机的模口，启动反应挤出一体机的挤出单元，挤出得到条状产物；

（5）将条状产物在设定温度下烘干后切粒，则得到高氮量秸秆缓释肥。

5.一种制备多营养秸秆缓释肥的原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺，特征在于，包括以下步骤：

（1）在反应器中加入计算量的甲醛，然后加入计算量的尿素，调节体系pH，一定温度下反应一定时间，得到羟甲基脲溶液；

（2）将反应挤出一体机的模口密封，将步骤（1）得到的羟甲基脲溶液和计算量的秸秆颗粒以及计算量的易溶或微溶的肥料混合均匀，然后加入到反应挤出一体机中；

（3）开启反应挤出一体机的反应单元的双螺杆，在设定温度和设定转速下进行反应，同时启动抽真空脱挥单元脱除反应体系中的水蒸气，直至反应体系变粘稠；

（4）打开反应挤出一体机的模口，启动反应挤出一体机的挤出单元，挤出得到条状产物；

（5）将条状产物在设定温度下烘干后切粒，则得到多营养秸秆缓释肥。

6.根据权利要求4或5所述的一种制备高氮量或多营养秸秆缓释肥的原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺，特征在于，步骤（1）中，甲醛和尿素的摩尔比为1:1-1:10。

7.根据权利要求5所述的一种制备多营养秸秆缓释肥的原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺，特征在于，步骤（2）中，易溶或微溶的肥料为氮肥、磷肥、钾肥、钙肥、镁肥、硫肥、硅肥、微量元素肥料中的一种或多种的混合物。

8.根据权利要求4或5所述的一种制备高氮量或多营养秸秆缓释肥的原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺，特征在于，步骤（3）中，双螺杆各区温度设置在25-200℃。

9.根据权利要求4或5所述的一种制备高氮量或多营养秸秆缓释肥的原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺，特征在于，步骤（3）中，螺杆转速为0-400RPM且不为0。

10.根据权利要求4所述的一种制备高氮量秸秆缓释肥的原位秸秆改性/反应挤出一体化连续工艺，特征在于，所述高氮量秸秆缓释肥中的氮元素的含量以质量百分含量计能够达到45wt%。