永盈

建设以炭化为创新点的种植产业循环体系可行性报告

一、背景

我国农业生产经过了50年的改革进取取得了长的发展，无论是新品种的研发、化肥的使用、农药的使用等都促进了粮食数量安全的保障但随之而来的土壤的有机质大量减少、盐化、次生盐化、微生物大量减少，造成了土壤板结，对肥料的吸收利用率大幅度降低，个别地区的化肥使用量甚至超过2000公斤／公顷，如此饮鸩止渴，更会恶性循环下去，尤其是一些农药大量应用，更是带来大量残留，给农产品安全带来隐患。秸秆不让焚烧，更是给农业生产带来诸多不便，尤其是秸秆中的营养物质和有机质也不能得到充分利用。绿色青山、生态环保是我国下一步在涉农工作中追求的目标，而目前现状又存在着巨大的矛盾。

二、现有解决办法

1、秸秆打包送往发电厂；

2、发酵，转换成有机肥；

3、部分焚烧；

4、粉碎还田。

以上的四种办法存在着很大的弊端，用于发电，装卸运输等费用不足以支撑秸秆自身拥有的大数值；发酵转化为有机肥，需要大型厂地及大量时间，且施用到田间受到许多客观条件制约；焚烧不仅带来大气污染和危险，同时使表面土层有机质减少，大量土壤微生物被烧死，粉碎还田，田间腐熟产生大量氨气，抑制作物生长，种子落在碎秸秆上不能出苗，会出现较大风险。

三、新型秸秆炭化设备的功能及原理

随着国家环保事业的发展和振兴乡村战略的实施，中药渣、畜禽粪便、作物秸秆、食用菌废弃菌料、糠醛渣等发酵废弃物以及生活垃圾的处理方式，已经成为阻碍经济发展一大难题。

比如大部分秸秆打包堆在田间严重影响春播生产，发酵废弃物和生活垃圾随处倾倒，畜禽粪无处堆放，形成大气环境和市容的严重污染，是各级政府和经营者的头疼难解之题。

我司研发的【有机废弃炭化设备】变废为宝，重塑美好环境。设备灵活轻便，即可以在田间地头就近生产，也可以以村为单位建厂生产。其生产的活性炭和木醋液可用于炭基肥和杀虫剂等，特别是炭被誉为土地的“黑金子”，价值极高。生产中的废气余热可用于取暖、发电和洗浴等，节能减排，绿色环保。

1、设备炭化后产品优势

我们对生物质炭进行了制成炭基复合肥（炭为20%-30%）的研究与示范，还田以后有如下效果：

(1) 生物质炭还田，可以增加土壤孔隙度，降低土壤容重、改善土壤通气、透水状况，提高土壤最大持水量，可以增加土壤透气性和缓解土壤板结的难题，解决土壤板结的作用。

(2)生物质炭还田，可以将我国农田土壤中紧缺的氮、磷、钾等大量元素返回到土壤中，而且还可以补充植物所必须的硅、钙、镁、钠。

2、系统功能介绍

系统工作流程：

1、药渣、粪便上输送机，输送进入烧结炉内

2、一号烧结炉加热至280℃连续烧结2.5h

3、一号烧结炉内280℃烟气进入二号烧结炉内，利用一号烧结炉的烟气将二号炉温度带至280℃并稳定加热2.5-3h

4、二号炉280℃烟气进入三号烧结炉内，利用二号烧结炉的烟气将三号炉温度带至280℃并稳定加热2.5-3h

5、三号炉280℃烟气进入四号烧结炉内，利用三号烧结炉的烟气将四号炉温度带至280℃并稳定加热2.5-3h，四号炉的烟气再回到一号炉。

6、烟气在1-4号炉内循环，只需要加热一号炉，其余炉体靠烟气带动升温

FT60

2.1 设备参数： 

2.2 上料输送机

如上图所示，上料输送机主要用于将原料输送至有机烧结炉内，上料输送机采用带挡边皮带，皮带材料为高耐磨皮带，内含钢丝，结实耐用。

驱动部分采用三相异步电机驱动，配控制按钮，操作员按下按钮系统自动运行，进行上料。

传动部分为链传动，可实现大功率传动。

2.3 有机烧结炉

有机烧结炉为整个系统的关键部件，生物反应都在此容器内进行，有机物在有机烧结炉内转化为炭粉和木醋液。

如图所示，黄色部分为转动反应罐，黑色部分为保温外层，紫色部分为加热装置。

转动反应罐在烧结时自动旋转，使烧结均匀，黑色保温层为碳钢焊接制作，保温效果良好，旋转部分为齿轮传动，旋转速度均匀，烧结效果好。

加热装置使用废气进行燃烧，加热稳定，效率高。

2.4 冷却罐和木醋液集液箱

如上图所示，蓝色罐体为废气冷却罐，废气经此冷却后经管道输送至系统加热装置，进行废气再利用。

黑色方箱为木醋液集液箱，烧结后产生的木醋液汇集在集液箱里，等待装车转运。

2.5 下料皮带机

下料皮带机用于将烧结完成后的炭粉从有机烧结炉内传输出来。下料皮带线将炭粉传输到皮带线的末端的炭槽内，工人将炭槽内的炭粉装袋。

2.6机械搅拌机

3、设备配置清单

本机属于新型环保设备，能有效解决有机废弃物对环境的污染。同时该设备能将废弃物变废为宝，所产生的附产品是新型生物质能源，可以附加更大的经济价值。

四、炭在土壤中的功能

秸秆炭化后，施入田间，在农业生产链条中起到替代蚯蚓的作用，而常年大化肥及农药的使用，土壤严重板结，蚯蚓量大幅度减少，而应用秸秆炭的土壤，会极大的提高土壤三大功能，即:物理、化学、生物功能，从而提高作物对营养的吸收作用率。

碳肥是近几年出现的农业新产品，虽然资历尚浅，然而却受到了专家学者和农户的充分认可和肯定，成为农资新宠，究竟有何神奇之处呢？

碳肥，指以生物炭为主原料，或利用碳技术、碳工艺所制得的新型肥料产品。根据碳肥的构成和功能，可将碳肥分为碳氧肥、碳能肥两大类。

碳氧肥是以生物碳和有机物为主原料制成，主要作为基肥施用的碳肥。包括了碳基有机肥、碳基生物有机肥、碳基复合微生物肥料、碳基土壤调理剂、碳基菌肥、碳基微生物菌剂等。生物炭是在缺氧的条件下把生物质进行高温处理，使其中的油和气燃烧后所剩下的物质。

这里所说的生物质，主要来源于植物体，如毛竹、木材、作物秸秆等，其中，尤以竹炭的品质为佳。竹炭具有疏松多孔的结构，可以作为土壤微生物和有机营养成份的载体，保持良好的营养平衡和微生态平衡，增强土壤活力；竹炭具有很强的吸附能力，能够吸附土壤中的重金属和残留农药，净化土壤环境，修复污染和受损土壤；竹炭施入土壤之后，可以增强土壤透气、保水、保肥性能，有利于提高水分和养分利用率，并能显著降低干旱和水淹给农业生产带来的影响。

碳能肥：以有机或无机养分为主原料，添加天然植物提取物碳能，具有极佳水溶性，主要作为追肥施用的肥料。碳能肥又根据产品形态，可以分为碳能水溶肥料、碳能液体肥料。

“碳肥施入土壤中能被根系直接利用，其有机营养水平相当于普通有机肥的10倍以上。采用碳酶技术的复混肥料，有机碳本身发挥巨大肥力能量的同时可将其他营养元素(NPK、中微量元素等)水溶转变为更小的分子，快速被作物吸收利用。已慢慢为人所知，虽然是近几年才兴起的产品，但得到了权威专家和农民的青睐。权威预测，碳肥这种新型肥料将会引领肥料发展潮流，也将影响肥料市场的格局。

☉碳元素对作物生长的重要性

在深入介绍碳肥之前，我们有必要先认识一下碳元素。碳元素是植物必需的六种大量元素之首，是生命元素，其在植物干物质中占35%，是非常重要而又易被忽视的植物必需营养元素。

植物吸收碳的主要途径有：

（1）由叶片气孔吸收空气中的二氧化碳，经光合作用转化为碳水化合物，再转化为糖类、蛋白质、氨基酸、纤维素和酶类等重要物质，组成农作物的内部组织和能量来源。

（2）植物的根部也由土壤中的有机质直接吸收溶解于水的小分子有机碳元素，输入植物内部经电化学反应形成植物的内部组织和能量来源。

有研究表明,植物利用CO2(在阳光充足时)最佳浓度是0.1%,而自然界空气中的CO2平均浓度只有0.03%，植物光合作用远没有达到最佳状态，再加上光照强度低或者阴雨天弱光合作用,农作物缺碳更严重。如果土壤不能有效地向作物供给有效碳,农作物就会长期处于“缺饥渴”的病态。

“碳饥渴”，能给植物带来什么严重后果呢？碳元素如果充足的话，可以提高土壤的碳氮比（C/N），使土壤中的微生物获得良好的繁殖条件。土壤微生物的大量繁殖会进一步提高土壤的生物肥力和物理肥力，从而提高土壤中N、P、K等矿质营养元素的利用率，形成良性循环。反之，“碳饥渴”长期持续会导致微生物的繁殖条件每况愈下，土地肥力下降，氮磷钾速效化肥也不能被作物吸收，反而会造成土壤酸化、板结，根系败坏，作物产量与品质的下降等恶果。

☉据相关研究表明，作物长时间缺碳会表现以下病症：

（1）、根系衰弱、早衰、黄叶病或失绿症等；

（2）、作物亚健康；

（3）、防病抗逆机能低：作物失去自身正常状态下具备的对逆境的抵御机能，抗寒、抗旱、抗涝、抗病虫害功能低，易造成严重失收。

△由此可见，碳元素是植物生长过程中必需营养元素，其重要性毋庸置疑。

目前碳肥逐渐在市场上流通，许多农户也开始注重给土壤补充碳元素，现在市场上主要有：竹炭生物有机肥、竹炭土壤改良剂、竹炭复合微生物肥料、碳能生物菌肥、植物液体肥、碳能水溶肥等产品；产品种类也开始慢慢多样化，但是最终目的都一样，补充植物所需的碳元素，改善土壤的团粒结构，提高土壤保水保肥的能力，提高肥料利用率。

☉碳肥存在的争议

1、植物是否需要额外补充碳元素？

作物获取生长所需的碳元素主要有两条途径：一是植物叶片气孔吸收大气中的二氧化碳，通过光合作用合成碳水化合物，进而转化为植物所需的大分子化合物；二是植物通过根系从土壤中吸收小分子液态碳化合物，与其他营养元素、矿质元素一起被根系吸收，然后通过一系列生化反应转化为植物所需的生命物质，如糖类、蛋白质、氨基酸等等。

有人会问：地球空气中CO2含量逐年跃升，那么植物可以从空气中就地取材汲取“碳”营养啊，有必要大张旗鼓地高喊为植物补碳吗？

研究表明,植物利用CO2(在阳光充足时)最佳浓度是0.1%,而自然界空气中的CO2平均浓度只有0.03%，加上光照强度低或者阴雨天，光合作用更弱,作物缺碳更严重。如果植物不能及时从土壤吸收有效碳,作物就会长期处于“碳饥渴”的状态。

现实情况中，农民不理解作物需肥规律，认为化肥施用越多，作物就可以获得高产。当作物处于“碳饥渴”状态时，微生物繁殖条件差，土壤中大量的N、P、K无法被有效利用，进一步加剧土壤板结，形成恶性循环；而当碳元素充足时，土壤的碳氮比（C/N）提高，这使土壤中的微生物获得良好的繁殖条件。土壤微生物的大量繁殖会进一步提高土壤的生物肥力和物理肥力，从而提高土壤中N、P、K等矿质营养元素的利用率，形成良性循环。

2、碳肥是否只是传统有机肥的替代者？

有机肥是缓释肥料，它的有机质含量虽然很高，但大部分在短近期不能溶于水。大部分有机质以矿化腐殖质形式存在，需经土壤微生物长时间分解才能逐渐释放出水溶性有机碳，专家曾试验，将有机肥兑4倍水混匀置于密闭容器中100天后，测试其水溶有机碳却仅有1%!可见，施进土壤的有机肥，其当季被吸收利用的有机营养(主要是有机水溶碳)是非常少的。　　　

但有机肥为什么又有肥效?之所以有肥效有以下几个原因！

一是它改变了土壤结构，提高了土壤物理肥力与生物肥力；

二是它本身含有N、P、K营养元素(一般占5%-12%左右)作用发挥得比较充分，具备一定的化学肥力。而其短近期内发生作用的有机质肥力(水溶有机碳)则是十分有限的，每100公斤仅1公斤左右。这就说明连续大量地使用合格的有机肥，才能保证农作物根部吸收所需的有机碳。但现实很残酷!农业生产的现状证明：“连续地大量地使用合格有机肥”不是件容易的事！　　　

化学肥料施入土壤后需通过微生物或各种菌类、酶类进行有选择性、重复性的化学分解，被分解成功的那一部分才能顺利进入植物根系，然后被作物吸收并利用，较有机碳直接进入作物根系来比较的话，肥料利用速度与利用率都大大打了折扣。　　　

传统有机肥及化学肥料应用的种种弊端， “碳肥”应运而生!　　

“碳肥”打造作物营养吸收利用的“高速公路”，“碳肥”被作物利用的过程区别于其他所有传统肥料，“碳肥”所含的水溶有机碳不必经过任何化学分解也无需耗费土壤氧气与能量就能被作物吸收!  

最后我们用16字来总结碳肥 优势

▼

解除板结、调酸控盐、促根补碳、降解农残