一种工业CO2在农作物生长中的应用方法技术

本发明专利技术为工业减排在农业利用的循环经济中的“一种工业CO2在农作物生长中的应用方法”，将先后经过旋风除尘器，布袋除尘器除尘后，经过CaMg(OH)4饱和溶液提纯的不含SO2的强酸性气体，应用到农作物的生长过程中，在现有技术的基础上进一步提高农作物的产量，在农作物的生长过程中充分利用了工业废气中的CO2，减少了CO2在空气中的排放。其主要用途：①在工业上减少CO2在空气中的排放；②使工业CO2成为一种廉价的、方便的、安全的气肥；③降低在农业大棚部分因增量碳素气肥所形成的能耗；④降低在农业大棚部分因增量碳素气肥所形成的碳排放；⑤在农业上增加农作物的产量；⑥改善了农作物的品质；⑦使农作物减少了病虫害；⑧缩短农作物的生长成熟期。

【技术实现步骤摘要】
一种工业CO2在农作物生长中的应用方法一、
：工业CO2减排在农业上的利用；循环经济。二、
技术介绍
：CO2气肥早在1888年就开始在德国、英国、美国等国应用，但直到本世纪60年代前，并没有得到大规模的实际应用。60年代以后，由于对温室作物需求的增加，简易大棚的出现，使温室种植面积迅速增长，同时由于各种有效的CO2气体发生装置以及实用价廉的监测计量设备仪器的研制成功，使CO2施肥技术得到进一步的发展，并取得显著的经济效益。目前，CO2施肥在欧洲、中美、北美及一些亚洲国家温室大棚都得到了推广应用。美国约有50～75％温室作物采用CO2施肥；荷兰90％以上的番茄、黄瓜、甜椒、草莓种植中采用CO2施肥；施用CO2气肥可使作物光合作用增速40～50％，产量增加20～45％。我国在70年代初期，就开始了二氧化碳施肥技术的实验研究，并取得了良好效果，但至今这项技术仍未得到广泛应用，其中最主要的问题，是缺乏廉价、方便的，又安全的二氧化碳来源。我国现在二氧化碳的施肥技术是在大棚中的：1.高压液体二氧化碳气肥：即是将CO2压缩在高压钢瓶里控制使用，缺点是运输不便。2.固体干冰：将二氧化碳低温高压加工成干冰，干冰成本高不宜普遍推广。3.固体颗粒气肥：是一种颗粒型或圆柱型颗粒，使用时按要求将颗粒均匀埋于作物行间，表面覆土2厘米，缺点是二氧化碳比重大于空气，不利于植物的光合作用。4.燃烧法：在温室大棚内点燃木炭燃烧，产生二氧化碳的同时还产生大量的一氧化碳，所以须安装气体净化装置。5.化学反应法：即用碳酸氢铵与硫酸发生反应产生二氧化碳，使用时操作繁琐，要十分注意避免硫酸烧伤使用者或烧坏衣服物品等。6.气肥棒：一种混合物加工成可燃棒式的一种产品，每天在温室棚中点燃释放出二氧化碳，缺点是大棚中湿度较大不易点燃烧尽。7.二氧化碳气肥机：在大棚中安装二氧化碳气体发生器，发生器靠电解方式制备二氧化碳气体，使用中必须用电和水，并随时添加化工原料，使用繁琐不便。为了解决增施二氧化碳气肥问题，国内外都采取了许多措施，但这些措施大都因设备昂贵或气体来源复杂或使用烦琐不方便或使用效果不明显等原因制约了这一增施技术的发展，它对我国广大的农民种植户来说不是成本太高就是受各种条件的限制，不符合当前我国农业的实际国情，根据我国温室农业的特点及近年来对众多的二氧化碳气源的反复对比和分析，以上这些增施方式均不同程度地存在不足，不适应我国目前农村现状，所以至今难以推广应用。三、
技术实现思路
：“一种工业CO2在农作物生长中的应用方法”(一)、一种工业CO2在农作物生长中的应用方法可以解决的问题：1.为工业CO2提纯提供了一种低成本的方法、并有效利用；2.使农作物在有效的生长期内得到充分的、安全的、廉价的CO2来源，使其在光合作用下茁壮成长，进一步改善了农作物的品质，进一步增加产量；3.用工业CO2替代现有施肥技术中的二氧化碳，使农作物在有效生长期内、因充分提高光合作用效率、CO2得到有效利用，从而减少了向空气中的排放量；并由此降低大棚内的增量碳排放，降低了成本、减少了开支；4.去除了工业废气中的SO2强酸性气体使农作物获得充足的、安全的CO2或富含CO2的气体；5.因农作物获得充足的CO2来源辅以合理的光照，由此缩短多季农作物的生长成熟期。(二)、实现本技术的方法：1.首先对普通工业燃烧进行改造，使其进行过氧燃烧确保CO的含量降低以便安全应用；并对因过氧燃烧产生的工业CO2进行提纯，使其不含有SO2强酸性气体；其方法一是：①首先对普通工业燃烧进行改造，使其进行过氧燃烧确保CO的含量降低以便安全应用；②对因过氧燃烧产生的工业CO2进行提纯，使其不含有SO2强酸性气体；将含CO2的工业废气经过降温，在用旋风除尘器、布袋除尘器除尘后，在25℃以下充入活性CaMg(OH)4饱和乳中将发生如下主要反应：SO2+0.5O2+2CO2+CaMg(OH)4+H2O＝＝＝＝＝CaSO4·2H2O↓+Mg(HCO3)2③经过液气分离这时得到的气体是不含SO2、富含CO2的气体，分离后气体A1含CO2的浓度一般在20～23％之间(石灰、水泥立窑提纯处理后的废气含CO2的浓度最高可达44％)；将此气体A1导出采取加压管道输送至农田；反应后的饱和液用于制取轻质碳酸镁和高纯度的二氧化碳；多余的二氧化碳将会发生下面的反应：3CO2+CaMg(OH)4＝＝＝＝＝＝＝CaCO3↓+Mg(HCO3)2+H2O；将其沉淀压滤、干燥、粉碎、分装应用；沉淀过滤后在98～102℃时热解Mg(HCO3)2饱和溶液就会得到轻质碳酸镁和高纯度的二氧化碳B，其反应如下：5Mg(HCO3)2＝＝＝4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O↓+6CO2↑将得到的CO2根据需要采取管道输送或加压灌装或制成干冰在农田中应用。其方法二是①将秸秆等生物质燃料用过氧燃烧的方式燃烧，燃烧后的气体水洗除尘后经过液气分离，液体循环使用；沉淀干燥、粉碎、分装作钾肥；分离后气体A含CO2的浓度一般在21～25％之间，气体A加压管道输送至农田中应用；②非农作物生长季节是将秸秆等生物质燃料用过氧燃烧的方式燃烧，燃烧后将含CO2的工业废气经过降温，③在用旋风除尘器、布袋除尘器除尘后，在25℃以下充入活性CaMg(OH)4饱和乳中将发生如下主要反应：SO2+0.5O2+2CO2+CaMg(OH)4+H2O＝＝＝＝＝CaSO4·2H2O↓+Mg(HCO3)2④多余的二氧化碳将会发生下面的反应：3CO2+CaMg(OH)4＝＝＝＝＝＝＝CaCO3↓+Mg(HCO3)2+H2O；将其沉淀压滤、干燥、粉碎、分装应用；沉淀过滤后在98～102℃时热解Mg(HCO3)2饱和溶液就会得到轻质碳酸镁和高纯度的二氧化碳B，经过液气分离这时得到高纯度的二氧化碳B，其反应如下：5Mg(HCO3)2＝＝＝4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O↓+6CO2↑将得到的CO2根据需要采取管道输至农作物大棚或制成干冰准备在农田中应用。2.CO2在农作物及绿色植物的光合作用上的反应机理，是毋庸置疑的，二氧化碳是绿色植物光合作用的重要原料，植物干物质中45％是碳元素，空气中的二氧化碳是植物碳元素的唯一来源，光合作用又是碳元素摄取的唯一方式；植物光合作用中，叶片中的叶绿素吸收光能，将二氧化碳和水合成糖、淀粉、蛋白质。脂肪、纤维素等有机物质，再输送给幼叶、花、果、根、茎等器官，使这些植物器官得以生长发育。高于空气中的二氧化碳的浓度对农作物产量提高的幅度有直接的资料予以证明的是：CO2施肥在欧洲、中美、北美及一些亚洲国家温室大棚都得到了推广应用。美国约有50～75％温室作物采用CO2施肥；荷兰90％以上的番茄、黄瓜、甜椒、草莓种植中采用CO2施肥；施用CO2气肥可使作物光合作用增速40～50％，产量增加20～45％。可见提高CO2的浓度对农作物的增产，生长成熟期的影响是肯定的。3.CO2的应用方法：在其它增产措施不变的情况下，相应增加20～30％因提高了农作物产量而缺失的N、P、K及有机肥的基础上，方法如下：①以水为输送CO2的载体：在使用的水中混入；例如：在水稻插秧后的入水口处，白天用气泵(有压力输送的用阀门控制)混入1中制得的廉价、安全、方便含CO2的气体，使水中的CO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业CO2在农作物生长中的应用方法，给过氧燃烧后的工业废气除尘后，用活性CaMg(OH)4溶液洗涤使其去除SO2强酸性气体，由此得到廉价、安全、富含CO2的气体或干冰；进而应用到农作物的生长过程中，使农作物生长所处气体中的CO2高于空气CO23倍左右，提高农作物光合作用的效率，使CO2和水快速合成糖、淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素等有机物质，供给农作物的幼叶、花、果、根、茎等器官，以适应农作物快速、茁壮成长的需要，促使农作物高产，减少病虫害，缩短生长成熟期；并由此使工业CO2在农作物生长中得以利用，减少了排放；其技术特征是：改普通工业燃烧为过氧燃烧用以降低废气中的CO含量，给过氧燃烧后的工业废气除尘后，用活性CaMg(OH)4溶液洗涤使其去除SO2强酸性气体，由此得到廉价、安全富含CO2的气体或干冰；增加农作物生长空气中的CO2浓度，来提高光合作用的效率，促使农作物的高产，减少病虫害，缩短生长成熟期；并由此使工业CO2在农作物生长中得到利用，减少了排放。

【技术特征摘要】
1.一种工业CO2在农作物生长中的应用方法，给过氧燃烧后的工业废气除尘后，用活性CaMg(OH)4溶液洗涤使其去除SO2强酸性气体，由此得到廉价、安全、富含CO2的气体或高纯度的二氧化碳；进而应用到农作物的生长过程中，提高农作物光合作用的效率，使CO2和水快速合成糖、淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素有机物质，供给农作物的幼叶、花、果、根、茎器官，以适应农作物快速、茁壮成长的需要，促使农作物高产，减少病虫害，缩短生长成熟期；并由此使工业CO2在农作物生长中得以利用，减少了排放；其技术特征是：改普通工业燃烧为过氧燃烧用以降低废气中的CO含量，给过氧燃烧后的工业废气除尘后，用活性CaMg(OH)4溶液洗涤使其去除SO2强酸性气体，由此得到廉价、安全富含CO2的气体或高纯度的二氧化碳；增加农作物生长空气中的CO2浓度，使农作物生长所处气体中的CO2浓度高于空气CO23倍左右，来提高光合作用的效率，促使农作物的高产，减少病虫害，缩短生长成熟期；并由此使工业CO2在农作物生长中得到利用，减少了排放。2.根据权利要求1所述一种工业CO2在农作物生长中的应用方法，其技术特征在于，工业CO2制取的方法是：①首先对普通工业燃烧进行改造，使其进行过氧燃烧确保CO的含量降低以便安全应用；对因过氧燃烧产生的工业CO2进行提纯，使其不含有SO2强酸性气体；将含CO2的工业废气经过降温，用旋风除尘器、布袋除尘器除尘后，在25℃以下充入活性CaMg(OH)4饱和乳中将发生如下主要反应：SO2+0.5O2+2CO2+CaMg(OH)4+H2O＝CaSO4·2H2O↓+Mg(HCO3)2；经过液气分离这时得到的气体是不含SO2强酸性气体，富含有CO2的气体；分离后气体A含CO2的浓度在20～23％之间；石灰、水泥立窑提纯处理后的废气含CO2的浓度最高可达44％；将此气体A导出采取加压管道输送至农田或大棚中应用；②沉淀压滤、干燥、粉碎、分装应用，多余的二氧化碳将会发生下面的反应：3CO2+CaMg(OH)4＝CaCO3↓+Mg(HCO3)2+H2O；将其沉淀过滤后在98-102℃时热解Mg(HCO3)2饱和溶液就会得到轻质碳酸镁，降温液气分离得到高纯度的二氧化碳B，轻质碳酸镁在制取高纯度二氧化碳时循环使用，其反应如下：5Mg(HCO3)2＝4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O↓+6CO2↑；将得到的CO2根据需要采取管道输送或加压灌装或制成干冰在农田或大棚中应用。3.根据权利要求1所述一种工业CO2在农作物生长中的应用方法，其技术特征在于，工业CO2制取的方法是：工业燃烧的燃料是秸秆生物质，将秸秆生物质燃料用过氧燃烧的方式燃烧，燃烧后的气体水洗除尘后经过液气分离，液体循环使用；沉淀干燥、粉碎、分装作钾肥；分离后气体含CO2的浓度在21～25％之间；气体A加压管道输送至农田或大棚中应用；非农作物生长季节是将秸秆生物质燃料用过氧燃烧的方式燃烧，燃烧后将含CO2的工业废气经过降温，用旋风除尘器、布袋除尘器除尘后，在25℃以下充入活性CaMg(OH)4饱和乳中将发生如下主要反应：SO2+0.5O2+2CO2+CaMg(OH)4+H2O＝CaSO4·2H2O↓+Mg(HCO3)2；多余的二氧化碳将会发生下面的反应：3CO2+CaMg(OH)4＝CaCO3↓+Mg(HCO3)2+H2O；将其沉淀压滤、干燥、粉碎、分装应用；沉淀过滤后在98-102℃时热解Mg(HCO3)2饱和溶液就会得到轻质碳酸镁和高纯度的二氧化碳B，经过液气分离这时得到高纯度的二氧化碳B，其反应如下：5Mg(HCO3)2＝4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O↓+6CO2↑；将得到的CO2根据需要采取管道输至农作物大棚或制成干冰准备在农田或大棚中应用。4.根据权利要求2或3所述一种工业CO2在农作物生长中的应用方法，在其它增产措施不变的情况下，相应增加20～30％的N、P、K、S、Mg、Ca及有机肥的基础上，该方法的详细步骤为给气体加压后，①用管道输送至水稻育秧处，使育秧用水中CO2的浓度在水中保持500PPm左右；②用管道输送至稻田，插秧后在稻田的入水口处用阀门调节气体的流量，使其CO2的浓度在混入时水中保持1500～2000PPm，因白天气温升高和水稻生长需水而施放CO2；③三叶期白天早晚取低值的1/2，阳光充足时取低值，无阳光时停止混入；成长的分孽期、拔节期、稻穗分化期、孕穗抽穗期及抽穗后期白天早晚取低值，阳光充足时取高值，无阳光时停止混入；在抽穗期应改善群体下部叶片的光照条件，延长叶片功能期，以防止水稻生长过茂或封行过早过严造成根系早衰，在气温达到37℃时，分置适量的干冰用以降温增肥；结实期控制气温在28～32℃范围内，在气温超过33℃时，分置适量的干冰用以降温增肥；④混气管口扁平且与水平面呈30°在水下，混气管的投影线与水稻田埂平行且距田埂20cm，气体流量应不吹浑水质；以便稻田水中CO2浓度的均衡，从而增加其空气中的CO2浓度；无水期接通管网直接通入富含CO2的气体，增加其空气中的CO2浓度；⑤CO2的通入直至水稻到完熟停止生长为止。5.根据权利要求2或3所述一种工业CO2在农作物生长中的应用方法，在其它增产措施不变的情况下，相应增加20～30％的N、P、K及有机肥的基础上，该方法的详细步骤为：给气体加压后，用管道输送至农作物的大棚，连接预埋在大棚中的管网，连接处有阀门管控气体的流量，用气体B，管网为直径10mm，每1000mm有1mm的孔，在大棚中按需要均匀分布；用气体A，管网为直径15mm，每1000mm有1mm的孔对穿，在大棚中按需要均匀分布；秧苗有4片叶时在白天通入含有CO2的气体，使CO2在空气中的浓度保持在700PPm左右，1周后使CO2在白天空气中的浓度保持在1000PPm左右；当气温超过28℃的时间超过3小时，在气温达到28℃时，大棚中分散放置3小时可以气化的固体CO...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩秀峰，
申请(专利权)人：韩秀峰，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23