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项目可行性报告

2017-09-25 11页 doc 26KB 29阅读

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项目可行性报告项目可行性报告 项目名称:专用水溶肥料配方设计及工程化研发 项目申请单位:福建省农业科学院土壤肥料研究所 申请日期:2013年6月18日 一、项目概述 陈荣凯副省长就发展现代农业、推进农业科技示范,调研了我院海峡现代农业示范园,我院统一部署安排农博园软硬件建设,安排“专用水溶肥料配方设计及产业化”等任务。就此,我所专门成立了攻关小组,小组由罗涛所长、王飞副所长负责,成员由章明清、孔庆波、林琼、李清华、栗方亮组成。主要开展以下工作: 结合福建省农业科学院农博园玻璃大棚内水肥一体化设施,根据西红柿、草莓、玫瑰、生菜四种作物...
项目可行性报告
项目可行性 项目名称:专用水溶肥料配方设计及工程化研发 项目申请单位:福建省农业科学院土壤肥料研究所 申请日期:2013年6月18日 一、项目概述 陈荣凯副省长就发展现代农业、推进农业科技示范,调研了我院海峡现代农业示范园,我院统一部署安排农博园软硬件建设,安排“专用水溶肥料配方设计及产业化”等任务。就此,我所专门成立了攻关小组,小组由罗涛所长、王飞副所长负责,成员由章明清、孔庆波、林琼、李清华、栗方亮组成。主要开展以下工作: 结合福建省农业科学院农博园玻璃大棚内水肥一体化设施,根据西红柿、草莓、玫瑰、生菜四种作物各个生长阶段养分需求特点,提出各种作物系列配方,开发水溶肥料(固体、液体),通过农博园内水肥一体化系统满足作物养分需求。另外通过水溶肥的开发,对配方的设计、原料的选择、制剂的配伍、工艺的改进、肥料试验进行研发,为今后的中试生产等整个水溶肥的研发流程技术的提升,也为我院今后形成具有自主产权的水溶肥生产系统打下坚实基础。 二、科学意义及市场前景 水肥一体化技术是作物现代化生产的一项重要技术。其节水、节肥、节能、省工、高效、环保的诸多优点,使该技术在世界范围内得到快速推广。欧洲很多地区并不缺水,但仍采用灌溉施肥技术,考虑的是该技术的其它优点,特别是对环境的保护。我国发展水肥一体化技术尤其必要。我国水资源严重短缺,人均水资源占有量排在世界第109位,仅为世界平均水平的1/4。发展节水农业是形势所迫。我国又是世界化肥消耗大国,单位面积施肥量居世界前列,养分利用率不高。化肥消耗国家大量能源。所有节省施肥的措施就是节约能源的措施。随着我国经济的发展,劳动力价格越来越高,我国传统的“精耕细作”农业正逐步向“集约化的现代农业”转化,高效低成本的生产是每个经营者要考虑的问题。全民环境保护意识的觉醒,越来越注重生存环境的保护。上述诸多因素的,让我们看到我国水肥一体化技术发展的美好前景。 推行水肥一体化重中之重就是开发适宜的水溶性肥料。水溶性肥料(Water Soluble Fertilizer,简称WSF),是一种可以完全溶于水的多元复合肥料,它能迅速地溶解于水中,更容易被作物吸收,而且其吸收利用率相对较高,更为关键的是它可以应用于喷滴灌等设施农业,实现水肥一体化,达到省水省肥省工的效能。一般而言,水溶性肥料可以含有作物生长所需要的全部营养元素,如N、P、K、 Ca、Mg、S以及微量元素等。这样一来,人们完全可以根据作物生长所需要的营养需求特点来设计配方,科学的配方不会造成肥料的浪费,使得其肥料利用率差不多是常规复合化学肥料的2-3倍(在中国,普通复合肥的肥料利用率仅为30%-40%)其次,水溶性肥料是一个速效肥料,可以让种植者较快地看到肥料的效果和表现,随时可以根据作物不同长势对肥料配方作出调整。当然水溶性肥料的施用方法十分简便,它可以随着灌溉水包括喷灌、滴灌等方式进行灌溉时施肥,既节约了水,又节约了肥料,而且还节约了劳动力,这在劳动力成本日益高涨的今天使用水溶性肥料的效益是显而易见的。由于水溶性肥料的施用方法是随水灌溉,所以使得施肥极为均匀,这也为提高产量和品质奠定了坚实的基础。水溶性肥料一般杂质较少,电导率低,使用浓度十分方便调节,所以它即使对幼嫩的幼苗也是安全的,不用担心引起烧苗等不良后果。其优点一,采用水、肥同施,以水带肥,实现了水肥一体化,施肥效率高,并可以减少施肥总量,发挥肥水协同效应,使肥和水的利用效率都明显提高。其二,肥效快,可解决高产作物快速生长期的营养需求。其缺点一,水溶肥料价格普遍较高,不利于普及。其二,速效性强,难以在土壤中长期保存,用肥量要严格控制,如果单次使用稍多,就会造成肥料流失、既降低施肥的经济效益,达不到高产优质高效的目的,还会造成水环境的污染,不利于可持续发展。 三、国内水溶肥生产、发展趋势 因为水溶性肥料具有使用方法简单,使用方便等特点,因此它在全世界得到了广泛的应用,在国外,它被广泛用于温室中的蔬菜和花卉、各种果树以及大田作物的灌溉施肥,园林景观绿化植物的养护,高尔夫球场,甚至于家庭绿化植物的养护。在中国由于它的高价位影响了中国农民对它的接受程度,但近年来由于中国花卉业和观赏园艺的飞速发展,它也已经被广大中国专业种植者所接受,用于盆花、草花、鲜切花种植,甚至一些高尔夫球场等。同时在一些大型的种植业农场,安装喷滴灌设施等现代化灌溉设备后,要达到水肥一体化,则必需施用水溶性肥料。 由于水溶性肥料所固有的特点和优点,引起了国际上很多公司的重视。水溶性肥料产业在国际上由于其它一些工业国家对其投入研究较早,其化学制剂业、化工机械业的配合相当成熟,再加上设施化、机械化、自动化等现代化农业、高 附加值农业种植和管理模式与技术的发展,所以现在国际上的水溶性肥料产品都相当成熟,但都集中在一些工业比较发达的国家,如全球最大的水溶性肥料——智利化学矿业公司(SQM),以及挪威的雅冉(YARA)公司,英国的欧麦思(Omex)公司,以色列的海法(Haifa)公司,英国的普朗特(Prandtl)公司,美国的施可得(Scotts)公司,美国的果茂(GrowMore)公司,美国的Greencare公司,美国的Plant-marvel公司,(株)韩国现代特产(HyundaiTuksan)公司,加拿大的植物产品(Plant-prod)公司等等,其中有不少品牌已经来到中国。国内比较优秀的如潍坊邦尔生物工程有限公司(中国红),山东耕耘肥业(巧能648)等。 在中国,由于国内的化肥工业发展较晚,加上新中国成立以后帝国主义对我们国家的技术封锁,中国的化肥工业真正是从1956年上海化工研究院合成小氮肥才开始的。中国化肥工业先后经历了硫铵,小氮肥碳酸氢铵,尿素,过磷酸钙、磷酸一铵,磷酸二铵,氯化钾、硫酸钾,低浓度复合肥,高浓度复合肥,BB肥的不同阶段。而目前中国国内市场上称为“冲施肥”、“水冲肥”的肥料,无论在有效养分含量、产品质量、肥效、对植物安全性等各方面均难达标,是不能称为“水溶性肥料”的。直到2007年开始,一些国内肥料公司才开始关心国际上已经普遍使用的全水溶性肥料,并且开始有了初步的技术研究和产品开发。我国农业部也已经开始水溶性肥料的登记批准。 随着中国农业的集约化、规模化发展,水资源的进一步匮乏,以及大型农场不断涌现,滴灌、喷灌节水设施农业面积迅速扩大,在业内,已经有越来越多的政府部门、专家学者、技术推广、农业从业者认识到水溶性肥料和水溶性肥料产业的重要性。水溶性肥料(WSF),是符合更加环保、更加可持续发展的新一代肥料,也是中国肥料工业和产业未来的重点发展课题与项目。 水肥一体化已被正式纳入“国家农业十二五规划”,2011年,全国农业技术推广中心将水肥一体化定为全国重点推广的“一号技术”。2012年初农业部印发了《关于进一步推进农田节水工作的意见》,中央财政也进一步加大了农田节水技术的补贴力度,拟从今年开始到2015年的4年中投资380亿元,完成3800万亩的节水增粮面积。 “十二五”期间将是在测土配方施肥技术指导下的水溶性肥料和水肥一体化技术主导市场发展的新阶段,水溶肥市场前景广阔。 四、水溶肥研发内容 1、西红柿等4中作物系列配方设计 西红柿不同生育期养分吸收量不同,吸收量随植株的生长发育而增加。在幼苗期以吸收氮素为主,随着茎的增粗和增长对磷、钾的需求量增加。在结果初期,氮在三种主要营养元素(氮、磷、钾)中占50%,钾只占32%;进入结果盛期和开始收获时,则氮占36%,钾占50%。;所以,分阶段进行施肥尤为重要。因此,针对不同作物需肥特性,结合水肥一体化技术,兼顾肥料迁移淋溶特点,提出大量元素和微量元素的配比和相应的施肥技术。 2、水溶肥原料 2.1固体水溶肥 大量元素水溶性肥料,大量元素水溶性肥料的原料由大量元素,中量元素, -2010。 微量元素组成,有固体也有液体,目前参照的标准是NY1107 常见的大、中量元素原料如下: 硝酸钙镁:N 13.6%;CaO 16%;MgO 6% 硝酸铵钙:N 15.5%(硝态氮 14.5%,铵态氮 1%);CaO 25% 硝铵磷: N 32%(硝态氮15.5%,铵态氮 16.5%);P2O5 4% 硝酸钾: N 13.5%;K2O 45% 硝酸钙: N 15%;Ca 25% 无硫酸镁:MgO 32% 工业一铵:N 12%;P2O5 61% 工业二铵:N 20%;P2O5 53% 磷酸二氢钾:P2O5 51%; K2O 34% 磷酸脲: N 17%;P2O5 44% 尿素: N 46% 硫酸铵: N 20~21% 氯化钾: K2O 60~62% 硫酸钾: K2O 50~52%;S 16~18% 硝酸铵: N 34% (硝态氮 17%,铵态氮 17%) 氯化铵: N 25.5% 此外也有其他一些原料,比如磷酸氢二钾,聚磷酸铵,液体磷酸,碳酸钾,碳铵,硫酸脲液体等。以上原料可以给大量元素水溶性肥料提供,N、P、K、 Mg、Ca、S等六种元素。根据产品需要,不同作物,不同土壤条件,设计适合自己的配方。比如,盐碱土壤,适宜用酸性肥料,烟草是忌氯作物,硝态氮尽量避免砂性土壤等。 2.2液体水溶肥 2.2.1氨基酸水溶性液体肥料 在氨基酸发酵有机废液中,味精麸酸尾液是重要来源之一,2011年全国味精生产大约220万吨,而每生产1吨味精可产生20吨左右的高浓度有机废液,因此味精产业每年生产近4400万有机废液,因此可以利用麸酸尾液开发水溶性肥料。 2.2.2i沼液 沼液是禽畜粪便等有机物经过厌氧发酵后的残留液体,主要包括发酵过程中产生的有机、无机盐类,如铵盐、钾盐、磷酸盐等可溶性物质,其总固体含量小于1%。与沼渣相比,沼液虽然养分含量不高,但其养分主要为速效性养分。这是由于发酵物长期浸泡水中,可溶性养分自固相转入液相,提高了速效养分含量。沼液不仅含有丰富的氮(0.03%~0.08%)、磷(0.02%~0.07%)、钾(0.05%~1.40%)等大量营养元素和钙、铜、铁、锌、锰等微量营养元素,还含有丰富的氨基酸、B族维生素、各种水解酶、某些植物激素以及对病虫害有抑制作用的物质或因子。沼液其速效营养能力强,养分可利用率高,能迅速被作物吸收利用,不但能提高作物的产量和品质,而且具有防病抗逆作用,是一种优质的有机液体肥料。 由于规模沼气工程产生沼渣沼液的数量大,如果沼渣沼液废弃,则会造成当地严重的环境和水域污染。另一方面,沼液含有多种植物生长的养分,丰富的氨基酸及各种生长激素,维生素等,随着生态农业的持续性发展,人们发展沼气生态农业的热情越来越高,沼液的用途也逐渐被群众开发利用。因而要研发规模化沼气工程的沼液无害化处理及高值利用技术,沼液混凝预沉后通过自清洗压差过滤器,去除颗粒较大的杂质,再通过三维渗透膜聚结系统(3dmocs)、热移位式多效蒸发节能浓缩技术,对沼液减量化处理,再利用作为水溶性液体肥料。 3、水溶肥生产的工艺流程 其总体思路是,采用物理混配结合化学合成,将含有氮、磷、钾等养分的农用硫酸铵、尿素、磷酸铵、磷酸二氢钾、硫酸钾等原料按照相应的配方,通过搅拌、混料机等机械设备,另行部份采用化学合成,在一定温度、酸碱度等控制条件下,经过溶解、过滤、蒸发浓缩、冷却 结晶分离相结合。 3.1遵守标准、以功能、市场需求以及水溶肥发展趋势确定肥料的指标。 遵守标准,就是要按照行业标准生产研发与生产水溶性肥料,以功能来确定水溶肥的指标,比如我们生产的肥料要求其活根,抗寒等。这需要我们在水溶肥的原料上考虑一些有这方面功效的原料,比如生长调节剂。水溶肥的研发应该与水溶肥的市场情况及发展趋势作为肥料指标确立的重要参考。 3.2原料的筛选 在水溶肥指标确立之后,我们根据配方情况以及水溶性肥料所要达到的目标效果对原料进行筛选,在原料筛选中,应该注意原料间的理化性质配伍情况,比如,会不会发生酸碱反应,会不会发生复分解反应产生沉淀,会不会发生络合反应等等。目的就是确保肥料的肥效以及水不溶物的含量。此外在原料的选择上还应该考虑,目标市场的水质,气候情况。比如,在新疆市场,地下水偏碱性,水质的矿化度较高,所以在原料的选择上应该予以注意,从理论上讲铵态氮在碱性环境下容易挥发,特别是在新疆膜下滴灌中用肥季节的地表温度会达到60度以上,更容易造成铵态氮的挥发。此外还要考虑水溶肥的外观一致性原则,由于原料的颗粒大小,颜色等会导致在水溶肥“品相”较差。另在原料特别要注意一些原料的吸湿率,比如7水硫酸镁与尿素的混合,会很容易导致产品严重结块。所以在原料的筛选上要注意以下几个原则:?、确保肥效不受影响;?、确保产品的功能性以及市场需求;?、确保产品的保质期;?、确保产品的安全性(毒性、易爆性等);?、确保产品的“卖相”。 3.3制剂的配置 在选择好原料之后,通过计算得出生产1吨该配方大量元素水溶性肥料所需各个原料的重量。在研发过程中,我们会以5公斤,10公斤目标配方水溶肥进行研发配置,为后面的稳定性试验提供基础。特别是在大量元素水溶性肥料液体肥料中,制剂的配制非常重要,通常会有很多因素需要考虑,比如化学反应,溶解度,增溶作用,消减作用等。 3.4稳定性试验 稳定性试验包含,吸湿结块,水不溶物,肥效是否收到影响,液体水溶肥会不会分层,有悬浮(浊)物,是否存在胀气(包),是否存在掉色,颜色改变等。 稳定性试验是水溶肥是否可以作为商品出售的重要条件之一。 3.5肥效试验与市场试推广 肥效试验,主要目的是验证肥料的功能性试验。第一、首先需要验证的是肥效,第二、需要验证肥料的其他功能,抗寒等。这些试验可以在试验室完成,也可以在大田试验中进行,国内水溶肥企业在肥料的研发过程中,大多已省略这个环节,直接将产品推向市场。为了节省时间,可以考虑做短期作物的盆栽试验。此环节很重要,是验证肥料肥效与功能的重要过程,可以及时为产品的“修正”提出依据。 市场试推广,是指将研发产品研发出来之后,带上样品,产品相关指标,给客户将产品的优势以及功能性作出宣讲,听取客户的意见。然后综合意见再次对产品进行修正。 3.6中试 将以上5点完成后,可进行中试生产,解决在生产中可能会遇到的问题。 以上是大量元素水溶性肥料的研发流程,应该说每个环节都很严谨,科学。通常在水溶肥的研发过程中,很多环节以及细节被忽略。这就会导致很多厂家的产品进入市场了,发现问题重重,而并没有在研发过程中就将这些问题解决。 3、水溶肥设备方案 成套大量元素固体水溶肥设备主要由粉碎机、自动配料混料包装主机、控制柜、输送机、缝包机、气泵、电机等构成。具有多种规格,我们根据中试规模,可选择每小时的产量为3-6T;混拌的物料分2,8物料。 工作原理设备 按以下顺序进行生产:原料?粉碎?配料?混拌?放料入袋?缝包?出成品 部份原料 化学合成 主要指标特点:结构安装采用形式有钢架平台式或楼层式两种,安装方式灵活,占地面积小;采用电脑自动计量配料,配料精度好,质量稳定,效果好,设备投资小,经济实用,机械化和自动化程度高;整条生产线配置合理,通用性强, 适合各种类型的企业;整套设备的机壳及内衬采用工业级不锈钢材料制造,耐腐蚀,使用寿命长;控制柜采用防腐喷漆,可适用于条件恶劣的化工、化肥等生产环境;独特的抗震装置,保证计量精确,能在较复杂的工况条件下稳定工作,配料速度快,精度高;随时修改落差内码,数字调校,并零位自动跟踪;可存储多个配方,根据需要随时设定,并由电控装置实现自动控制;多个开口,检修清理方便,操作简单,维护方便;采用单袋配料混拌包装方式,易于每袋各种元素的控制,混合均匀度高;配料混料速度快,与空气接触的时间短,不易发生肥料吸水返潮;混拌部分的螺旋叶设计合理独特,搅拌均匀,进出料迅速。 五、主要成果资料 1. 筛选制作水溶单质肥料 2. 提供西红柿、玫瑰、草莓、生菜四种作物水溶专用肥系列配方 3. 提供水溶专用肥生产技术2套(固体、液体) 4. 提供西红柿、玫瑰、草莓、生菜四种作物专用肥中试产品 5. 提供水溶肥生产设备方案。 六、时间安排 2013.7月上中旬 1. 研讨筛选水溶肥工艺路线(固体) 2. 提出开发液体水溶性肥配方 3. 提出西红柿、玫瑰、草莓、生菜等不同阶段配方。 2013.7月中下旬 1. 开展水溶性专用配方肥可行性论证 2. 研讨水溶肥工艺路线(液体); 3. 水溶肥生产中试试验 2013.8月上中下旬 1. 继续水溶肥生产中试任务 2. 完善西红柿等四种作物水溶肥配方 2013.9月中上旬 1. 完善水溶肥工艺路线 2. 制订水溶性肥料使用技术 2013.9月中下旬 1. 设计包装袋 2. 进行产品中试生产 3. 水溶肥生产技术2套 七、项目参加单位 1、项目承担单位概况 项目承担单位福建省农科院土肥所是我省唯一从事植物营养与肥料方面研究的省级专业研究机构。现有职工46人,其中高级技术人员16人(博士7人)。1992年至今,获国家星火科技三等奖一项,获航空工业部科技进步二等奖两项,获省科技进步三等奖七项。近三年科研成果推广产生的社会效益达2.5亿元,创直接经济效益近100万元,先后国际水稻研究所、加拿大国际钾磷肥研究所、美国硫肥研究所等多国外机构开展合作研究,并与国内青海中信国安、福州耀隆集团、三明化工总厂等十余家肥料企业开展技术合作、技术服务等工作。本研究所长期从事蔬菜、茶叶、果树的营养与施肥研究,并在该领域积累了丰富的经验。经作、果树系列配方与产品,有的已获科技成果奖,有的已通过了专家组的鉴定或验收,为进行产业化生产奠定基础。
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