本技术涉及一种肥料加工机械,即一种尿素生物有机肥生产设备。
背景技术:
1、尿素含氮量高,施用量小,既可作底肥,有可做追肥,增产效果显著,是目前使用最多的化肥。可是,长期大量的使用尿素,会降低农产品的品质,降低土壤有益菌群以及有机质的含量,造成土壤板结,降低耕层的通透性。因此,如何克服尿素的上述缺点,是目前农业科研工作的重要课题。
2、由现有技术可知,尿素可以通过微生物分解发酵,将其中的氮素转化成微生物代谢物和菌体蛋白,成为与有机肥相似的养分。使用这种经过发酵的生物尿素,农产品的口味会显著改善,土壤的结构也会大幅优化。因此,目前市场上已经推出多种生物尿素肥料。可是,现有的生物尿素肥料质量过大,储运施肥都不方便,更不适于作追肥。
3、研究表明,生物尿素质量大是由现有的发酵工艺造成的。在发酵过程中,生物菌需要两类原料,一种是碳源,另一种是氮源。其中,碳源材料用量很大,氮源材料用量很少。一般来说,碳源与氮源质量之比应大于等于30,即碳氮比c/n≥30。碳氮比过低,微生物生长缓慢,发酵时间延长,氮素挥发严重,多导致发酵失败。也就是说,在尿素发酵过程中,其氮源成分还要增加近30倍的碳源材料。为了降低成本,碳源材料多选用农作物秸秆等含碳生物质材料,质量还会进一步增加,甚至达到百倍。运输和施用都不方便,不能做追肥,从而使尿素生物肥料的应用受到限制。
4、为了解决上述问题,本研究提出了两段发酵法,即将发酵过程分为两段,一段是高碳发酵,另一段是低碳发酵。高碳发酵的碳氮比达到30以上,低碳发酵的碳氮比在5以下。高碳发酵当中,微生物借助碳源材料,构成细胞的架构,并且形成大规模的菌群。随后进入低碳发酵,此时大量生物菌的细胞架构已经形成,碳源材料的需求已呈下降趋势。而生物菌的生命活动大幅增强,所需的氮源材料相对增加。因而在低碳条件下仍然能够继续生长扩大,继续分解氮素养分,直到完成整个发酵过程。由于两段发酵是本研究刚提出的工艺,目前尚无适用的生产设备。特别是因氮源比例大幅提升而引发的氮气挥发问题,尚需要专用的设备来解决。
5、氮素变质挥发是氮肥发酵过程中的普遍现象。为解决这个问题,现有的氮肥发酵尽量避免露天发酵,提倡采用专用设备,进行罐内发酵。可是,罐内发酵还存在着内压剧增,胀破罐体的风险。因此,现有技术还要采用以下三种方法:一是罐内预留足够的空间,以容纳挥发的氨气。显然,这种方式会减少罐内的物料,降低生产率。同时,发酵完成后进行产品分装时,挥发的氮素还会跑掉。二是加装定压排气阀,例如《一种过滤功能的微生物化肥发酵装置202121840552.5》,在罐内压力超高时,阀门开启,排放氨气。显然,这种方式既会损失氮素,也会污染环境。三是在排放管路中填加活性炭,以吸附气体异味。例如《一种化肥发酵池202022312713.5》。显然,这种方式会大幅增加生产成本,而且也会损失氮素成分。可见,氮素变质挥发是氮肥发酵当中需要解决的一个难题,在氮源比例大幅提高的低碳发酵当中这个问题更加突出。
技术实现思路
1、本实用新型的目的是提供一种能够进行尿素的生物发酵,把尿素转化成生物有机肥,且肥料的质量增幅很小,储运和施用都很方便,特别适于追肥的尿素生物有机肥生产设备。
2、上述目的是由以下技术方案实现的:提供一种尿素生物有机肥生产设备,包括发酵罐,其特点是:所述发酵罐有高碳发酵罐和低碳发酵罐,高碳发酵罐与低碳发酵罐之间有放料管相通,放料管上装有放料阀,低碳发酵罐的下部设有排肥管;低碳发酵罐的外面设有溶氮箱,溶氮箱内装有溶氮剂,溶氮箱与低碳发酵罐之间设有吸氮管,吸氮管上装有吸氮阀,吸氮管的一端进入低碳发酵罐的内上部,另一端插入溶氮箱的溶氮剂中,溶氮箱通过回送管与低碳发酵罐下部相通,回送管上装有回送阀。
3、所述吸氮阀是一种定压阀,定压阀有管状的阀体,阀体内下部设有阀孔,阀孔上口与密封球相配合,密封球上面装有压簧,压簧上端抵顶在压板下侧,压板上面设有调压螺杆,调压螺杆通过螺纹与阀体的上口相配合。
4、所述溶氮箱设有调氮管,调氮管通过调氮阀与高碳发酵罐相通。
5、所述高碳发酵罐包括一级高碳发酵罐和二级高碳发酵罐,一级发酵罐与二级发酵罐之间有排料管相通,排料管上装有排料阀,二级高碳发酵罐与低碳发酵罐之间有放料管相通,放料管上装有放料阀。
6、所述溶氮箱设有调氮管,调氮管通过调氮阀分别与一级高碳发酵罐及二级高碳发酵罐的下部相通。
7、本实用新型的有益效果是:通过高碳发酵罐,使微生物快速生长,形成大规模菌群。再转人低碳发酵罐,与尿素混合发酵,可大幅减少碳源材料的用量,显著降低肥料的质量增幅。发酵罐安装挥发氮气回收装置,可限制发酵罐内压的增长,减少氮气损失,提高了发酵罐的利用空间,降低了生产成本。生产的尿素生物有机肥,养分与有机肥相似,可改善农产品品质,改良土壤,且便于储运和施用,适于做追肥。从而为实现尿素的有机转化,提供了适用的设备。
1.一种尿素生物有机肥生产设备,包括发酵罐,其特征在于:所述发酵罐有高碳发酵罐(1)和低碳发酵罐(2),高碳发酵罐与低碳发酵罐之间有放料管(1-1)相通,放料管上装有放料阀(1-2),低碳发酵罐的下部设有排肥管(2-1);低碳发酵罐的外面设有溶氮箱(3),溶氮箱内装有溶氮剂(6),溶氮箱与低碳发酵罐之间设有吸氮管(3-1),吸氮管上装有吸氮阀(3-2),吸氮管的一端进入低碳发酵罐的内上部,另一端插入溶氮箱的溶氮剂中,溶氮箱通过回送管(3-3)与低碳发酵罐下部相通,回送管上装有回送阀(3-4)。
2.根据权利要求1所述的尿素生物有机肥生产设备,其特征在于:所述吸氮阀(3-2)是一种定压阀(7),定压阀有管状的阀体(7-1),阀体内下部设有阀孔(7-2),阀孔上口与密封球(7-3)相配合,密封球上面装有压簧(7-4),压簧上端抵顶在压板(7-5)下侧,压板上面设有调压螺杆(7-6),调压螺杆通过螺纹与阀体的上口相配合。
3.根据权利要求1所述的尿素生物有机肥生产设备,其特征在于:所述溶氮箱(3)设有调氮管(3-5),调氮管通过调氮阀(3-6)与高碳发酵罐(1)相通。
4.根据权利要求1所述的尿素生物有机肥生产设备,其特征在于:所述高碳发酵罐包括一级高碳发酵罐(1-3)和二级高碳发酵罐(1-4),一级发酵罐与二级发酵罐之间有排料管(1-5)相通,排料管上装有排料阀(1-6),二级高碳发酵罐与低碳发酵罐(2)之间有放料管(1-1)相通,放料管上装有放料阀(1-2)。
5.根据权利要求4所述的尿素生物有机肥生产设备,其特征在于:所述溶氮箱(3)设有调氮管(3-5),调氮管通过调氮阀(3-6)分别与一级高碳发酵罐(1-3)及二级高碳发酵罐(1-4)的下部相通。
