一种木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的方法及装置
阅读说明：本技术 一种木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的方法及装置 (Method and device for preparing foliar fertilizer by spraying and coupling woody substance volatile gas ) 是由 方基垒 乔振亚 许永伟 张亚平 董倩倩 于 2021-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及叶面肥制备技术领域,特别是涉及一种木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的方法及装置；通过第一、第二、第三喷淋装置将螯合水溶液喷淋雾化与木质物挥发气凝结耦合,所获富含多种矿物质元素并有效耦合木质物挥发气中的有机酸类、烃类、酚类及醇类等有益物质的叶面肥,具备化学性质稳定、化学成分均匀的特点,采用对木质物挥发气高温段喷淋贝壳粉或含可溶性钾、镁、锌、铁等矿物元素物质螯合水溶液,并循环喷淋初级混合液的方法,实现了多组分叶面肥的“一站式”制备；包括螯合泵送单元、第一喷淋装置、第二喷淋装置、第三喷淋装置、除雾管、竖管换热器、循环冷水单元、负压风机机组、不凝气处理单元、成品营养液储罐、循环泵组和混合液储罐。(The invention relates to the technical field of leaf fertilizer preparation, in particular to a method and a device for preparing leaf fertilizer by spraying and coupling woody substance volatile gas; spraying and atomizing the chelated aqueous solution through the first spraying device, the second spraying device and the third spraying device to be coupled with the condensation of the wood volatile gas, so as to obtain the leaf fertilizer which is rich in various mineral elements and effectively couples beneficial substances such as organic acids, hydrocarbons, phenols, alcohols and the like in the wood volatile gas, and has the characteristics of stable chemical property and uniform chemical components; the system comprises a chelating pumping unit, a first spraying device, a second spraying device, a third spraying device, a demisting pipe, a vertical pipe heat exchanger, a circulating cold water unit, a negative pressure fan unit, a non-condensable gas processing unit, a finished product nutrient solution storage tank, a circulating pump group and a mixed solution storage tank.)
技术领域
本发明涉及叶面肥制备技术领域，特别是涉及一种木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的方法及装置。
背景技术
我国是世界上化肥生产和消费的第一大国，化肥使用量巨大，虽然在一定时间和程度上提高了作物的产量，但对土壤、水源、农产品和环境造成的危害日益加剧，如：土壤酸化、板结、营养失衡、地下水污染、农产品重金属和硝酸盐含量超标等，导致多种生态环境污染和人类疾病的发生。由于重施、乱施化肥，不注重施用生物有机肥，造成土壤有机质缺乏，导致土壤肥力下降，已成为影响我国农业持续发展和农作物稳产、高产的重要限制因素，因此，大力推广生物有机肥是今后实现农业科持续发展的必然途径。
在木质物炭化过程中，主要经济产物为生物质炭，针对木质物炭化产生的挥发性气体，目前多采用“水曝气”的方式捕捉挥发气内的可凝成分，其产物为低浓度木醋液及木焦油，因木醋液的成分中钙、铁、锌、镁的含量较低、挥发气内的酸类、烃类、醇类、酚类等可凝成分耦合度差，故其可利用度较低。
如何将木质物炭化过程中产生的挥发气有效利用，资源化利用其内富含的酸类、烃类、醇类、酚类等有益物质，有效耦合不同植物所需要的钙、镁、锌、铁等矿物元素，制备为品质稳定，营养成分均衡的生物有机肥，是目前行业亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种有效耦合了木质物挥发气中的有机酸类、烃类、酚类及醇类等有益物质及多补充矿物质元素，实现了多组分叶面肥的“一站式”制备的木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的方法及装置。
本发明的一种木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的方法及装置，包括螯合泵送单元、第一喷淋装置、第二喷淋装置、第三喷淋装置、除雾管、竖管换热器、循环冷水单元、负压风机机组、不凝气处理单元、成品营养液储罐、循环泵组和混合液储罐，螯合泵送单元与第一喷淋装置连接，第一喷淋装置、第二喷淋装置和第三喷淋装置通过内部管路连通，第一喷淋装置、第二喷淋装置和第三喷淋装置均与混合液储罐连通，第三喷淋装置的输出端与除雾管的输入端连接，竖管换热器与除雾管通过外部管道连接，循环冷水单元与竖管换热器通过外部管道组成循环水路，负压风机机组与竖管换热器的输出端连接，不凝气处理单元与负压风机的输出端连接，成品营养液储罐与混合液储罐的成品输出端连接，混合液储罐、第一喷淋装置、第二喷淋装置和第三喷淋装置分别与循环泵组连接；通过第一、第二、第三喷淋装置将螯合水溶液喷淋雾化与木质物挥发气凝结耦合，富含多种矿物质元素并有效耦合了木质物挥发气中的有机酸类、烃类、酚类及醇类等有益物质，具备化学性质稳定、化学成分均匀的特点，采用对木质物挥发气高温段喷淋贝壳粉或含可溶性钾、镁、锌、铁等矿物元素物质螯合水溶液，并循环喷淋初级混合液的方法，实现了多组分叶面肥的“一站式”制备。
优选的，第一喷淋装置包括第一喷淋室、第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴、螯合液供给管路和第一混合液供给管路，螯合液供给管路和第一混合液供给管路均固定设置于第一喷淋室的顶部，螯合液供给管路与螯合泵送单元连通，第一混合液供给管路与循环泵组连通，第一喷嘴固定设置于第一喷淋室的内部并与螯合液供给管路连接，第二喷嘴和第三喷嘴均固定设置于第一喷淋室的内部并与第一混合液供给管路连接；螯合水溶液经第一喷淋装置的第一喷嘴喷淋雾化，与挥发气内的酸类、烃类、醇类、酚类等可凝成分加速凝结耦合，形成“水包油”、“油包水”状性质稳定的初级混合液。
优选的，第一喷淋室外形为直角梯形体结构；通过上述设置便于后续清洗。
优选的，第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴依次呈轴线与梯形体斜面平行，并朝向第二喷淋装置的方向布置；通过上述设置倾斜喷嘴中的高速射流可加速第一喷淋室内的气体流动，同时可清洗管壁积留的杂质。
优选的，第二喷淋装置包括第二喷淋室、第四喷嘴和第二混合液供给管路，第二喷淋室与第一喷淋室连通，第二混合液供给管路固定设置于第二喷淋室的顶部，第二混合液供给管路与循环泵组连通，第四喷嘴固定设置于第二喷淋室内部并与第二混合液供给管路连接；；通过上述设置对未完全凝结耦合的木质物挥发气进一步凝结耦合。
优选的，第三喷淋装置包括第三喷淋室、第五喷嘴和第三混合液供给管路，第三喷淋室与第二喷淋室连通，第三混合液供给管路固定设置于第三喷淋室的顶部，第三混合液供给管路与循环泵组连通，第五喷嘴固定设置于第三喷淋室的内部并与第三混合液供给管路连接；通过上述设置对未完全凝结耦合的木质物挥发气进一步凝结耦合。
优选的，第二喷淋装置和第三喷淋装置的第四喷嘴和第五喷嘴轴线呈与第二喷淋室和第三喷淋室中轴线平行布置；通过上述设置喷雾均匀。
优选的，一种木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的方法，包括以下步骤：
第一、混合液储罐灌装约2/3液位的清水后启动负压风机机组、循环泵组和螯合泵送单元；
第二、木质物挥发气在负压条件依次进入第一喷淋装置、第二喷淋装置和第三喷淋装置；
第三、在挥发气高温段(280-350℃)，蚝壳粉、贝壳粉或含可溶性钾、镁、锌、铁等矿物元素物质的螯合水溶液经第一喷淋装置的第一喷嘴喷淋雾化，与挥发气内的酸类、烃类、醇类、酚类等可凝成分加速凝结耦合，形成“水包油”、“油包水”状性质稳定的初级混合液并流至混合液储罐；
第四、未完全凝结耦合的木质物挥发气进入第二喷淋装置和第三喷淋装置凝结耦合完成；
第五、其余气体经除雾管和竖管换热器除雾冷却后至不凝气体处理单元达标处理；
第六、循环利用所获初级混合液对木质物挥发气喷淋耦合，实现营养元素的富集；经化验成分合格的混合液抽提至叶面肥储罐存储。
与现有技术相比本发明的有益效果为：通过该方法与装置获得的叶面肥，富含多种矿物质元素并有效耦合了木质物挥发气中的有机酸类、烃类、酚类及醇类等有益物质，具备化学性质稳定、化学成分均匀的特点。采用对木质物挥发气高温段喷淋贝壳粉或含可溶性钾、镁、锌、铁等矿物元素物质螯合水溶液，并循环喷淋初级混合液的方法，实现了多组分叶面肥的“一站式”制备。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是第一喷淋室外形示意图；
附图中标记：1、螯合泵送单元；2、第一喷淋装置；3、第二喷淋装置；4、第三喷淋装置；5、除雾管；6、竖管换热器；7、循环冷水单元；8、负压风机机组；9、不凝气处理单元；10、成品营养液储罐；11、循环泵组；12、混合液储罐；21、第一喷淋室；22、第一喷嘴；23、第二喷嘴；24、第三喷嘴；25、螯合液供给管路；26、第一混合液供给管路；31、第二喷淋室；32、第四喷嘴；33、第二混合液供给管路；41、第三喷淋室；42、第五喷嘴；43、第三混合液供给管路。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
如图1至图2所示，一种木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的装置，包括螯合泵送单元1、第一喷淋装置2、第二喷淋装置3、第三喷淋装置4、除雾管5、竖管换热器6、循环冷水单元7、负压风机机组8、不凝气处理单元9、成品营养液储罐10、循环泵组11和混合液储罐12，螯合泵送单元1与第一喷淋装置2连接，第一喷淋装置2、第二喷淋装置3和第三喷淋装置4通过内部管路连通，第一喷淋装置2、第二喷淋装置3和第三喷淋装置4均与混合液储罐12连通，第三喷淋装置4的输出端与除雾管5的输入端连接，竖管换热器6与除雾管5通过外部管道连接，循环冷水单元7与竖管换热器6通过外部管道组成循环水路，负压风机机组8与竖管换热器6的输出端连接，不凝气处理单元9与负压风机的输出端连接，成品营养液储罐10与混合液储罐12的成品输出端连接，混合液储罐12、第一喷淋装置2、第二喷淋装置3和第三喷淋装置4分别与循环泵组11连接，第一喷淋装置2包括第一喷淋室21、第一喷嘴22、第二喷嘴23、第三喷嘴24、螯合液供给管路25和第一混合液供给管路26，螯合液供给管路25和第一混合液供给管路26均固定设置于第一喷淋室21的顶部，螯合液供给管路25与螯合泵送单元1连通，第一混合液供给管路26与循环泵组11连通，第一喷嘴22固定设置于第一喷淋室21的内部并与螯合液供给管路25连接，第二喷嘴23和第三喷嘴24均固定设置于第一喷淋室21的内部并与第一混合液供给管路26连接，第一喷淋室21外形为直角梯形体结构，第一喷嘴22、第二喷嘴23和第三喷嘴24依次呈轴线与梯形体斜面平行，并朝向第二喷淋装置3的方向布置，第二喷淋装置3包括第二喷淋室31、第四喷嘴32和第二混合液供给管路33，第二喷淋室31与第一喷淋室21连通，第二混合液供给管路33固定设置于第二喷淋室31的顶部，第二混合液供给管路33与循环泵组11连通，第四喷嘴32固定设置于第二喷淋室31内部并与第二混合液供给管路33连接，第三喷淋装置4包括第三喷淋室41、第五喷嘴42和第三混合液供给管路43，第三喷淋室41与第二喷淋室31连通，第三混合液供给管路43固定设置于第三喷淋室41的顶部，第三混合液供给管路43与循环泵组11连通，第五喷嘴42固定设置于第三喷淋室41的内部并与第三混合液供给管路43连接；通过第一、第二、第三喷淋装置将螯合水溶液喷淋雾化与木质物挥发气凝结耦合，富含多种矿物质元素并有效耦合了木质物挥发气中的有机酸类、烃类、酚类及醇类等有益物质，具备化学性质稳定、化学成分均匀的特点，采用对木质物挥发气高温段喷淋贝壳粉或含可溶性钾、镁、锌、铁等矿物元素物质螯合水溶液，并循环喷淋初级混合液的方法，实现了多组分叶面肥的“一站式”制备。
本发明的一种木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的方法包括以下步骤：
第一、混合液储罐12灌装约2/3液位的清水后启动负压风机机组8、循环泵组11和螯合泵送单元1；
第二、木质物挥发气在负压条件依次进入第一喷淋装置2、第二喷淋装置3和第三喷淋装置4；
第三、在挥发气高温段(280-350℃)，蚝壳粉、贝壳粉或含可溶性钾、镁、锌、铁等矿物元素物质的螯合水溶液经第一喷淋装置2的第一喷嘴22喷淋雾化，与挥发气内的酸类、烃类、醇类、酚类等可凝成分加速凝结耦合，形成“水包油”、“油包水”状性质稳定的初级混合液并流至混合液储罐12；
第四、未完全凝结耦合的木质物挥发气进入第二喷淋装置3和第三喷淋装置4凝结耦合完成；
第五、其余气体经除雾管5和竖管换热器6除雾冷却后至不凝气体处理单元达标处理；
第六、循环利用所获初级混合液对木质物挥发气喷淋耦合，实现营养元素的富集；经化验成分合格的混合液抽提至叶面肥储罐存储。
本发明的一种木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的方法及装置，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，并且其所有部件的具体结构、型号和系数指标均为其自带技术，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本发明的一种木质物挥发气喷淋耦合制备叶面肥的方法及装置的负压风机机组8和循环泵组11为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可，而无需本领域的技术人员付出创造性劳动。
本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
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