一种含生化腐植酸液体氮肥及其制备方法
一种含生化腐植酸液体氮肥及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化肥领域，具体涉及一种含生化腐植酸液体氮肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002]我国的化肥产业尤其是氮肥产业能源消耗量非常高。液氨直接施肥，省掉了将氨转化成尿素以及尿素造粒的过程，可节省大量的能源。
[0003]目前液体氮肥主要分为两大类，一类是液氨，是指将气态的氨气通过加压或冷却得到的液态氨。这种液体氮肥去掉了普通氮肥浓缩、结晶的耗能过程。另一类是无压氮溶液(简称UAN溶液)，它是未经浓缩的尿素与硝铵混合制成的水溶液。相比液氨，UAN溶液具有其优越性。
[0004]据了解，世界上农业发达的国家，均已采用液体氮肥。比如，美国的《化工经济手册》、《工艺评价研宄规划》等资料显示，在过去的50多年里，美国的氮肥品种一直以液体氮肥为主，液体氮肥占氮肥总量的60%?65.63%。然而，液体氮肥在我国并未得到应有的重视，不仅没有经过大规模田间试验，甚至连最基础的研宄试验都未开展，更他不上基础设施建设，尤其是运输系统等的配套建设。
[0005]腐植酸(Huminc Acid)是一种芳香族类高分子有机弱酸。其结构复杂，含多种活性官能团，具有很高的反应活性，已广泛用于农业、工业、医药、环境保护等各个方面。近年来通过科学实践证明，腐植酸对农业有很大的贡献。但仅用腐植酸作为肥料效果并不理想。腐植酸最突出的效果是与化肥一起使用可提高化肥的肥效和利用率；改良土壤、增效化肥、刺激作物生长、增强作物抗逆性、增加作物产并改善作物品质等作用。同时腐植酸是良好的硝化抑制剂，在氮肥中加入此物质可以明显提高肥效，延长氮元素在土壤中保留时间、提高氮肥利用率，减少氮素分解。经过资料调研查新后发现，含生化腐植酸的液体氮肥在国内外的基础研宄更是一片空白，还没有关于这方面的研宄应用。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于填补国内液体氮肥的空白，提供一种含生化腐植酸液体氮肥及其制备方法。
[0007]本发明所述的一种含生化腐植酸液体氮肥，其特征在于所述的含生化腐植酸液体氮肥以自制的生化腐植酸浓缩液为溶剂，添加硝酸铵与尿素在一定温度下化学反应制备而成，其中，各物质的质量百分比为:硝酸铵42?47%，尿素30?37%，生化腐植酸浓缩液16?28%。
[0008]所述的生化腐植酸的制备包括两个工序:糠醛渣的好氧发酵腐热；生化腐植酸浓缩液的提取反应。
[0009]所述的糠醛渣的好氧发酵腐热包括如下步骤:将糠醛渣平铺于发酵场，均匀撒上尿素，质量比例按照I吨糠醛渣中添加25kg尿素操作，将物料堆成条形堆体，早、中、晚各测一次温度，当平均达到50°C时开始第一次翻堆，待温度再次上升到50°C以上时，第二次翻堆，依次重复，通过翻堆控制堆体温度不超过70°C。高温阶段过后，直至温度降至35°C以下停止翻堆，物料腐熟。
[0010]所述的最佳糠醛渣发酵条件是碳氮比为30:1、水分含量为50%、pH为7.0、发酵温度为60°C下，腐熟糠醛渣中腐植酸含量为29.50%。
[0011]所述的生化腐植酸浓缩液的提取反应包括如下步骤:将发酵腐熟的糠醛渣与水按照质量比为1:8，氢氧化钠占水的质量分数为3%投料于反应釜中，开启搅拌器，同时蒸汽加热升温，控制温度在60-80°C之间，保温反应1-3小时；反应结束后，待物料温度下降至室温后，将料液通过管道和泵打入卧式离心机，进行固液分离，将分离得到的含生化腐植酸浓缩液打入储罐备用。
[0012]本发明公开的生化腐植酸液体氮肥的制备方法，包括如下步骤:
(1)向带有搅拌器的反应容器中加入经准确称量的质量分数为16%?28%的生化腐植酸浓缩液，开启电源加热升温；
(2)待温度上升至55?60°C，在搅拌条件下向反应容器中投入质量分数为30%?37%的尿素反应5-20min ；
(3)加入质量分数为42%?47%硝酸铵，恒温反应时间为I?2小时；反应结束后，关闭电源，让反应物料自然冷却到室温，得到一种含生化腐植酸液体氮肥，其含氮量为28%?32%，密度为1.30?1.33g/mL，生化腐植酸含量为10?15g/L。
[0013]本发明的有益效果在于:液体氮肥相比传统固体氮肥，可以提高肥效，减少肥料流失和环境污染。液体氮肥可以较均匀地施入土壤中，可迅速被土壤吸收固定，并活化土壤中的磷钾元素，植株的氮磷钾吸收量均高于固体氮肥，经测定氮利用率可提高5%;液体氮肥相比普通氮肥具有较好的节能降耗效果。目前市面上的固体氮肥是先将普通氮肥浓缩蒸发后再造粒，做成固体颗粒后运到农民手上，农民再把它用水溶解施用到地里，整个过程繁琐复杂，不仅成本高而且耗能。然而，本发明中的液体氮肥可以直接使用，成本低，制备工序简单，节能降耗很明显；液体氮肥安全性好，运输成本低。液体氮肥是常压的，长途运输安全性好，液体氮肥可以减少运输体积。含氮量为32%的液体氮肥产品运输体积，要比普通尿素减少20% ;本发明中的液体氮肥含有生化腐植酸，将糠醛渣等农作物秸杆经过微生物发酵制取的生化腐植酸，具有官能团渗透力强、水溶性好、易被植物吸收等。腐植酸在农业肥料中的五大功效为改良土壤、增强肥效、增加产量、提高作物抗病力和改善品质；本发明中的产品制备过程充分循环再利用了固体废弃物糠醛渣，使其变废为宝，解决了糠醛产业的固体废弃物大量堆积造成的环境问题。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明作详细说明，但并不因此而限制本发明的内容。
[0015]实施案例一:
向带有搅拌器的反应容器中加入经准确称量的质量分数为16%的生化腐植酸浓缩液，开启电源加热升温，待温度上升至55°C，在搅拌条件下向反应容器中投入质量分数为37%的尿素反应5-20min后，加入质量分数为47%硝酸钱，恒温反应时间为I小时。反应结束后，关闭电源，让反应物料自然冷却到室温，得到一种含生化腐植酸液体氮肥，其含氮量为32%，密度为1.33g/mL，生化腐植酸含量为15g/L。
[0016]实施案例二:
向带有搅拌器的反应容器中加入经准确称量的质量分数为22%的生化腐植酸浓缩液，开启电源加热升温，待温度上升至60°C，在搅拌条件下向反应容器中投入质量分数为34%的尿素反应5-20min后，加入质量分数为44%硝酸铵，恒温反应时间为1.5小时。反应结束后，关闭电源，让反应物料自然冷却到室温，得到一种含生化腐植酸液体氮肥，其含氮量为30%，密度为1.32g/mL，生化腐植酸含量为13.7g/L。
[0017]实施案例三:
向带有搅拌器的反应容器中加入经准确称量的质量分数为28%的生化腐植酸浓缩液，开启电源加热升温，待温度上升至60°C，在搅拌条件下向反应容器中投入质量分数为30%的尿素反应5-20min后，加入质量分数为42%硝酸钱，恒温反应时间为2小时。反应结束后，关闭电源，让反应物料自然冷却到室温，得到一种含生化腐植酸液体氮肥，其含氮量为28%，密度为1.30g/mL，生化腐植酸含量为10.0g/L。
【主权项】
1.一种含生化腐植酸液体氮肥，其特征在于所述的含生化腐植酸液体氮肥以自制的生化腐植酸浓缩液为溶剂，添加硝酸铵与尿素在一定温度下化学反应制备而成，其中，各物质的质量百分比为:硝酸铵42?47%，尿素30?37%，生化腐植酸浓缩液16?28%。2.根据权利要求1所述的一种含生化腐植酸液体氮肥，其特征在于所述的生化腐植酸的制备包括两个工序:糠醛渣的好氧发酵腐热；生化腐植酸浓缩液的提取反应。3.根据权利要求2所述的生化腐植酸的制备，其特征在于所述的糠醛渣的好氧发酵腐热包括如下步骤:将糠醛渣平铺于发酵场，均匀撒上尿素，质量比例按照I吨糠醛渣中添加25kg尿素操作，将物料堆成条形堆体，早、中、晚各测一次温度，当平均达到50°C时开始第一次翻堆，待温度再次上升到50°C以上时，第二次翻堆，依次重复，通过翻堆控制堆体温度不超过70°C ;高温阶段过后，直至温度降至35°C以下停止翻堆，物料腐熟。4.根据权利要求2所述的生化腐植酸的制备，其特征在于所述的糠醛渣的好氧发酵腐热的最佳糠醛渣发酵条件是碳氮比为30:1、水分含量为50%、pH为7.0、发酵温度为60 °C下，腐熟糠醛渣中腐植酸含量为29.50%。5.根据权利要求2所述的生化腐植酸的制备，其特征在于所述的生化腐植酸浓缩液的提取反应包括如下步骤:将发酵腐熟的糠醛渣与水按照质量比为1:8，氢氧化钠占水的质量分数为3%投料于反应釜中，开启搅拌器，同时蒸汽加热升温，控制温度在60-80°C之间，保温反应1-3小时；反应结束后，待物料温度下降至室温后，将料液通过管道和泵打入卧式离心机，进行固液分离，将分离得到的含生化腐植酸浓缩液打入储罐备用。6.一种含生化腐植酸液体氮肥的制备方法，包括如下步骤: (1)向带有搅拌器的反应容器中加入经准确称量的质量分数为16%?28%的生化腐植酸浓缩液，开启电源加热升温； (2)待温度上升至55?60°C，在搅拌条件下向反应容器中投入质量分数为30%?37%的尿素反应5-20min ； (3)加入质量分数为42%?47%硝酸铵，恒温反应时间为I?2小时；反应结束后，关闭电源，让反应物料自然冷却到室温，得到一种含生化腐植酸液体氮肥。7.根据权利要求6所述的一种含生化腐植酸液体氮肥的制备方法，其特征在于步骤3中制备得到的含生化腐植酸液体氮肥，其含氮量为28%?32%，密度为1.30?1.33g/mL，生化腐植酸含量为10?15g/L。
【专利摘要】本发明公开了一种含生化腐植酸液体氮肥及其制备方法。含生化腐植酸液体氮肥是以自制的生化腐植酸浓缩液为溶剂，添加硝酸铵与尿素在一定温度下化学反应制备而成，其中，各物质的质量百分比为：硝酸铵42～47%，尿素30～37%，生化腐植酸浓缩液16～28%。本发明的有益效果在于：提高肥效，减少肥料流失和环境污染；具有较好的节能降耗效果；安全性好，运输成本低；含有生化腐植酸，将糠醛渣等农作物秸秆经过微生物发酵制取的生化腐植酸，具有官能团渗透力强、水溶性好、易被植物吸收等；产品制备过程充分循环再利用了固体废弃物糠醛渣，解决了糠醛产业的固体废弃物大量堆积造成的环境问题。
【IPC分类】C05G3/04
【公开号】CN104892298
【申请号】CN201510215715
【发明人】张院萍, 崔刚
【申请人】宁夏共享生物化工有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月30日
【技术领域】
[0001]本发明涉及化肥领域，具体涉及一种含生化腐植酸液体氮肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002]我国的化肥产业尤其是氮肥产业能源消耗量非常高。液氨直接施肥，省掉了将氨转化成尿素以及尿素造粒的过程，可节省大量的能源。
[0003]目前液体氮肥主要分为两大类，一类是液氨，是指将气态的氨气通过加压或冷却得到的液态氨。这种液体氮肥去掉了普通氮肥浓缩、结晶的耗能过程。另一类是无压氮溶液(简称UAN溶液)，它是未经浓缩的尿素与硝铵混合制成的水溶液。相比液氨，UAN溶液具有其优越性。
[0004]据了解，世界上农业发达的国家，均已采用液体氮肥。比如，美国的《化工经济手册》、《工艺评价研宄规划》等资料显示，在过去的50多年里，美国的氮肥品种一直以液体氮肥为主，液体氮肥占氮肥总量的60%?65.63%。然而，液体氮肥在我国并未得到应有的重视，不仅没有经过大规模田间试验，甚至连最基础的研宄试验都未开展，更他不上基础设施建设，尤其是运输系统等的配套建设。
[0005]腐植酸(Huminc Acid)是一种芳香族类高分子有机弱酸。其结构复杂，含多种活性官能团，具有很高的反应活性，已广泛用于农业、工业、医药、环境保护等各个方面。近年来通过科学实践证明，腐植酸对农业有很大的贡献。但仅用腐植酸作为肥料效果并不理想。腐植酸最突出的效果是与化肥一起使用可提高化肥的肥效和利用率；改良土壤、增效化肥、刺激作物生长、增强作物抗逆性、增加作物产并改善作物品质等作用。同时腐植酸是良好的硝化抑制剂，在氮肥中加入此物质可以明显提高肥效，延长氮元素在土壤中保留时间、提高氮肥利用率，减少氮素分解。经过资料调研查新后发现，含生化腐植酸的液体氮肥在国内外的基础研宄更是一片空白，还没有关于这方面的研宄应用。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于填补国内液体氮肥的空白，提供一种含生化腐植酸液体氮肥及其制备方法。
[0007]本发明所述的一种含生化腐植酸液体氮肥，其特征在于所述的含生化腐植酸液体氮肥以自制的生化腐植酸浓缩液为溶剂，添加硝酸铵与尿素在一定温度下化学反应制备而成，其中，各物质的质量百分比为:硝酸铵42?47%，尿素30?37%，生化腐植酸浓缩液16?28%。
[0008]所述的生化腐植酸的制备包括两个工序:糠醛渣的好氧发酵腐热；生化腐植酸浓缩液的提取反应。
[0009]所述的糠醛渣的好氧发酵腐热包括如下步骤:将糠醛渣平铺于发酵场，均匀撒上尿素，质量比例按照I吨糠醛渣中添加25kg尿素操作，将物料堆成条形堆体，早、中、晚各测一次温度，当平均达到50°C时开始第一次翻堆，待温度再次上升到50°C以上时，第二次翻堆，依次重复，通过翻堆控制堆体温度不超过70°C。高温阶段过后，直至温度降至35°C以下停止翻堆，物料腐熟。
[0010]所述的最佳糠醛渣发酵条件是碳氮比为30:1、水分含量为50%、pH为7.0、发酵温度为60°C下，腐熟糠醛渣中腐植酸含量为29.50%。
[0011]所述的生化腐植酸浓缩液的提取反应包括如下步骤:将发酵腐熟的糠醛渣与水按照质量比为1:8，氢氧化钠占水的质量分数为3%投料于反应釜中，开启搅拌器，同时蒸汽加热升温，控制温度在60-80°C之间，保温反应1-3小时；反应结束后，待物料温度下降至室温后，将料液通过管道和泵打入卧式离心机，进行固液分离，将分离得到的含生化腐植酸浓缩液打入储罐备用。
[0012]本发明公开的生化腐植酸液体氮肥的制备方法，包括如下步骤:
(1)向带有搅拌器的反应容器中加入经准确称量的质量分数为16%?28%的生化腐植酸浓缩液，开启电源加热升温；
(2)待温度上升至55?60°C，在搅拌条件下向反应容器中投入质量分数为30%?37%的尿素反应5-20min ；
(3)加入质量分数为42%?47%硝酸铵，恒温反应时间为I?2小时；反应结束后，关闭电源，让反应物料自然冷却到室温，得到一种含生化腐植酸液体氮肥，其含氮量为28%?32%，密度为1.30?1.33g/mL，生化腐植酸含量为10?15g/L。
[0013]本发明的有益效果在于:液体氮肥相比传统固体氮肥，可以提高肥效，减少肥料流失和环境污染。液体氮肥可以较均匀地施入土壤中，可迅速被土壤吸收固定，并活化土壤中的磷钾元素，植株的氮磷钾吸收量均高于固体氮肥，经测定氮利用率可提高5%;液体氮肥相比普通氮肥具有较好的节能降耗效果。目前市面上的固体氮肥是先将普通氮肥浓缩蒸发后再造粒，做成固体颗粒后运到农民手上，农民再把它用水溶解施用到地里，整个过程繁琐复杂，不仅成本高而且耗能。然而，本发明中的液体氮肥可以直接使用，成本低，制备工序简单，节能降耗很明显；液体氮肥安全性好，运输成本低。液体氮肥是常压的，长途运输安全性好，液体氮肥可以减少运输体积。含氮量为32%的液体氮肥产品运输体积，要比普通尿素减少20% ;本发明中的液体氮肥含有生化腐植酸，将糠醛渣等农作物秸杆经过微生物发酵制取的生化腐植酸，具有官能团渗透力强、水溶性好、易被植物吸收等。腐植酸在农业肥料中的五大功效为改良土壤、增强肥效、增加产量、提高作物抗病力和改善品质；本发明中的产品制备过程充分循环再利用了固体废弃物糠醛渣，使其变废为宝，解决了糠醛产业的固体废弃物大量堆积造成的环境问题。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明作详细说明，但并不因此而限制本发明的内容。
[0015]实施案例一:
向带有搅拌器的反应容器中加入经准确称量的质量分数为16%的生化腐植酸浓缩液，开启电源加热升温，待温度上升至55°C，在搅拌条件下向反应容器中投入质量分数为37%的尿素反应5-20min后，加入质量分数为47%硝酸钱，恒温反应时间为I小时。反应结束后，关闭电源，让反应物料自然冷却到室温，得到一种含生化腐植酸液体氮肥，其含氮量为32%，密度为1.33g/mL，生化腐植酸含量为15g/L。
[0016]实施案例二:
向带有搅拌器的反应容器中加入经准确称量的质量分数为22%的生化腐植酸浓缩液，开启电源加热升温，待温度上升至60°C，在搅拌条件下向反应容器中投入质量分数为34%的尿素反应5-20min后，加入质量分数为44%硝酸铵，恒温反应时间为1.5小时。反应结束后，关闭电源，让反应物料自然冷却到室温，得到一种含生化腐植酸液体氮肥，其含氮量为30%，密度为1.32g/mL，生化腐植酸含量为13.7g/L。
[0017]实施案例三:
向带有搅拌器的反应容器中加入经准确称量的质量分数为28%的生化腐植酸浓缩液，开启电源加热升温，待温度上升至60°C，在搅拌条件下向反应容器中投入质量分数为30%的尿素反应5-20min后，加入质量分数为42%硝酸钱，恒温反应时间为2小时。反应结束后，关闭电源，让反应物料自然冷却到室温，得到一种含生化腐植酸液体氮肥，其含氮量为28%，密度为1.30g/mL，生化腐植酸含量为10.0g/L。
【主权项】
1.一种含生化腐植酸液体氮肥，其特征在于所述的含生化腐植酸液体氮肥以自制的生化腐植酸浓缩液为溶剂，添加硝酸铵与尿素在一定温度下化学反应制备而成，其中，各物质的质量百分比为:硝酸铵42?47%，尿素30?37%，生化腐植酸浓缩液16?28%。2.根据权利要求1所述的一种含生化腐植酸液体氮肥，其特征在于所述的生化腐植酸的制备包括两个工序:糠醛渣的好氧发酵腐热；生化腐植酸浓缩液的提取反应。3.根据权利要求2所述的生化腐植酸的制备，其特征在于所述的糠醛渣的好氧发酵腐热包括如下步骤:将糠醛渣平铺于发酵场，均匀撒上尿素，质量比例按照I吨糠醛渣中添加25kg尿素操作，将物料堆成条形堆体，早、中、晚各测一次温度，当平均达到50°C时开始第一次翻堆，待温度再次上升到50°C以上时，第二次翻堆，依次重复，通过翻堆控制堆体温度不超过70°C ;高温阶段过后，直至温度降至35°C以下停止翻堆，物料腐熟。4.根据权利要求2所述的生化腐植酸的制备，其特征在于所述的糠醛渣的好氧发酵腐热的最佳糠醛渣发酵条件是碳氮比为30:1、水分含量为50%、pH为7.0、发酵温度为60 °C下，腐熟糠醛渣中腐植酸含量为29.50%。5.根据权利要求2所述的生化腐植酸的制备，其特征在于所述的生化腐植酸浓缩液的提取反应包括如下步骤:将发酵腐熟的糠醛渣与水按照质量比为1:8，氢氧化钠占水的质量分数为3%投料于反应釜中，开启搅拌器，同时蒸汽加热升温，控制温度在60-80°C之间，保温反应1-3小时；反应结束后，待物料温度下降至室温后，将料液通过管道和泵打入卧式离心机，进行固液分离，将分离得到的含生化腐植酸浓缩液打入储罐备用。6.一种含生化腐植酸液体氮肥的制备方法，包括如下步骤: (1)向带有搅拌器的反应容器中加入经准确称量的质量分数为16%?28%的生化腐植酸浓缩液，开启电源加热升温； (2)待温度上升至55?60°C，在搅拌条件下向反应容器中投入质量分数为30%?37%的尿素反应5-20min ； (3)加入质量分数为42%?47%硝酸铵，恒温反应时间为I?2小时；反应结束后，关闭电源，让反应物料自然冷却到室温，得到一种含生化腐植酸液体氮肥。7.根据权利要求6所述的一种含生化腐植酸液体氮肥的制备方法，其特征在于步骤3中制备得到的含生化腐植酸液体氮肥，其含氮量为28%?32%，密度为1.30?1.33g/mL，生化腐植酸含量为10?15g/L。
【专利摘要】本发明公开了一种含生化腐植酸液体氮肥及其制备方法。含生化腐植酸液体氮肥是以自制的生化腐植酸浓缩液为溶剂，添加硝酸铵与尿素在一定温度下化学反应制备而成，其中，各物质的质量百分比为：硝酸铵42～47%，尿素30～37%，生化腐植酸浓缩液16～28%。本发明的有益效果在于：提高肥效，减少肥料流失和环境污染；具有较好的节能降耗效果；安全性好，运输成本低；含有生化腐植酸，将糠醛渣等农作物秸秆经过微生物发酵制取的生化腐植酸，具有官能团渗透力强、水溶性好、易被植物吸收等；产品制备过程充分循环再利用了固体废弃物糠醛渣，解决了糠醛产业的固体废弃物大量堆积造成的环境问题。
【IPC分类】C05G3/04
【公开号】CN104892298
【申请号】CN201510215715
【发明人】张院萍, 崔刚
【申请人】宁夏共享生物化工有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月30日
最新回复(0)