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一種基于生物質(zhì)的二氧化碳施肥設(shè)備及方法

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一種基于生物質(zhì)的二氧化碳施肥設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫室氣體施肥技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于生物質(zhì)的二氧化碳施肥設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前設(shè)施農(nóng)業(yè)已由簡(jiǎn)易塑料大棚、溫室發(fā)展到具有人工環(huán)境控制的自動(dòng)化、機(jī)械化程度極高的現(xiàn)代化大型溫室和植物工廠。設(shè)施蔬菜生產(chǎn)在設(shè)施農(nóng)業(yè)占了很大的比重,設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中,二氧化碳作為光合作用的反應(yīng)物,對(duì)植物的生長(zhǎng)起著至關(guān)重要的作用,二氧化碳缺乏在設(shè)施蔬菜的生產(chǎn)中已經(jīng)成為一個(gè)影響作為生長(zhǎng)發(fā)育的因素,尤其是在一些地面硬化的溫室中表現(xiàn)尤為明顯,因此,如何提高并調(diào)控溫室大棚內(nèi)的二氧化碳濃度以滿足作物光合作用的需要,同時(shí)達(dá)到提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)的目的,已經(jīng)成為設(shè)施蔬菜栽培發(fā)展迫切需要解決的問(wèn)題。
[0003]現(xiàn)有的化學(xué)型二氧化碳發(fā)生器主要是通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)腔內(nèi)的壓力變化來(lái)達(dá)到控制二氧化碳?xì)怏w的出氣率,但由于硫酸等藥品的獲取難度大、腐蝕性強(qiáng),成本高等問(wèn)題,所以該方法存在了很大的制約性。現(xiàn)有的生物發(fā)酵法制取二氧化碳的方式有施用顆粒有機(jī)生物氣肥法,將顆粒有機(jī)生物氣肥按一定間距均勻施入植株行間,施入深度為3厘米,保持穴位土壤有一定的水分,使其相對(duì)濕度在80 %左右,利用土壤微生物發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳,該方式的缺點(diǎn)是需要外界補(bǔ)充顆粒的有機(jī)氣肥,成本比一般的有機(jī)物發(fā)酵法要高,而且二氧化碳的釋放量和釋放時(shí)間不受控制,影響溫室內(nèi)二氧化碳濃度調(diào)節(jié)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決現(xiàn)有技術(shù)中利用生物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳施肥量不可控制的問(wèn)題。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種基于生物質(zhì)的二氧化碳施肥設(shè)備,包括密閉的殼體,殼體內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)物裝置、加熱裝置、加水裝置、第一二氧化碳傳感器、儲(chǔ)氣裝置和控制裝置;所述儲(chǔ)物裝置用于放置待發(fā)酵生物質(zhì);所述加熱裝置用于提供發(fā)酵所需的溫度,所述加水裝置用于向儲(chǔ)物裝置內(nèi)加入水分;所述第一二氧化碳傳感器用于檢測(cè)所述殼體內(nèi)二氧化碳的濃度;所述儲(chǔ)氣裝置包括空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣罐,所述空氣壓縮機(jī)用于收集殼體內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳,所述儲(chǔ)氣罐連接有穿過(guò)所述殼體的出氣管,用于向殼體外釋放二氧化碳,所述出氣管的管口設(shè)有控制閥門(mén);所述控制裝置用于控制儲(chǔ)氣裝置收集二氧化碳;所述殼體的頂部還設(shè)有通風(fēng)裝置,用于提供發(fā)酵所需的氧氣。
[0008]其中,所述儲(chǔ)物裝置設(shè)于所述殼體的上部,所述儲(chǔ)氣裝置設(shè)于所述儲(chǔ)物裝置的下方。
[0009]其中,所述第一二氧化碳傳感器與所述空氣壓縮機(jī)的進(jìn)口位于同一高度。
[0010]其中,所述殼體內(nèi)還設(shè)有第二二氧化碳傳感器,所述第二二氧化碳傳感器設(shè)于所述殼體內(nèi)的上部空間。
[0011]其中,所述儲(chǔ)物裝置包括一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)物箱,所述儲(chǔ)物箱的頂部開(kāi)口設(shè)置,且所述儲(chǔ)物箱的側(cè)壁為網(wǎng)孔狀。
[0012]其中,所述儲(chǔ)物箱設(shè)于所述殼體內(nèi)的支架上,所述支架上與所述儲(chǔ)物箱接觸位置設(shè)有流利條。
[0013]其中,所述加水裝置包括加水管、水栗和水箱;所述加水管鋪設(shè)于所述儲(chǔ)物裝置的上方,且加水管上間隔開(kāi)設(shè)有多個(gè)通孔;所述水栗連接于所述水箱與所述加水管之間。
[0014]其中,所述殼體內(nèi)還設(shè)有溫濕度傳感器,用于測(cè)量殼體內(nèi)的溫濕度。
[0015]其中,所述通風(fēng)裝置包括通風(fēng)板、電推桿和固定座,所述殼體頂部設(shè)有通風(fēng)口,所述通風(fēng)板與所述通風(fēng)口相配合,所述固定座固定于所述殼體上,所述電推桿連接于所述固定座和所述通風(fēng)板之間。
[0016]本發(fā)明還提供了一種上述的基于生物質(zhì)的二氧化碳施肥設(shè)備的施肥方法,包括以下步驟:
[0017]S1:將待發(fā)酵生物質(zhì)放置于所述儲(chǔ)物裝置內(nèi);
[0018]S2:調(diào)節(jié)所述加熱裝置和加水裝置使生物質(zhì)發(fā)酵;
[0019]S3:所述第一二氧化碳傳感器檢測(cè)到的濃度值上升到設(shè)定值時(shí),打開(kāi)所述空氣壓縮機(jī),將二氧化碳收集到所述儲(chǔ)氣罐內(nèi);
[0020]S4:所述第一二氧化碳傳感器檢測(cè)到的濃度值下降到設(shè)定值時(shí),關(guān)閉所述空氣壓縮機(jī),開(kāi)啟所述通風(fēng)裝置向所述儲(chǔ)物裝置內(nèi)補(bǔ)充空氣;
[0021]S5:開(kāi)啟或關(guān)閉所述控制閥門(mén),控制所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)二氧化碳向溫室內(nèi)的釋放。
[0022](三)有益效果
[0023]本發(fā)明的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提供的二氧化碳施肥設(shè)備內(nèi)設(shè)有加熱裝置和加水裝置,可以控制生物質(zhì)發(fā)酵的溫度和濕度,提高生物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳的轉(zhuǎn)換率,在密閉容器進(jìn)行發(fā)酵,環(huán)境因素更加可控,利用儲(chǔ)氣裝置收集二氧化碳,可以根據(jù)溫室內(nèi)作物對(duì)于二氧化碳的需求向溫室內(nèi)釋放二氧化碳,減少了水電等能源的消耗,節(jié)能效果顯著,而且反應(yīng)后的產(chǎn)物還可以作為有機(jī)肥料還田使用,清潔零污染,有利于設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另外,采用控制裝置進(jìn)行控制,設(shè)備自動(dòng)化程度較高,易于安裝調(diào)試,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,具有較低的成本,不僅解決了溫室作物對(duì)二氧化碳?xì)夥实男枨螅餐貙捔宿r(nóng)作物秸桿的應(yīng)用發(fā)展領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例基于生物質(zhì)的二氧化碳施肥設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例電控柜的示意圖。
[0026]圖中:1:殼體;2:控制按鈕;3:觸摸屏;4:電控柜;5:加水管;6:水栗;7:水箱;8:流利條;9:空氣壓縮機(jī);10:儲(chǔ)氣罐;11:出氣管;12:固定座;13:通風(fēng)板;14:電推桿;15:儲(chǔ)物箱;16:第二二氧化碳傳感器;17:電加熱板;18:溫濕度傳感器;19:第一二氧化碳傳感器;20:空氣開(kāi)關(guān);21:直流電源;22:PLC;23:繼電器組。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于生物質(zhì)的二氧化碳施肥設(shè)備,包括密閉的殼體1,本實(shí)施例中,殼體1的尺寸優(yōu)選為80cmX80cmX 170cm,采用壁厚為1.5mm的鋼板焊接而成,殼體1內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)物裝置、加熱裝置、加水裝置、第一二氧化碳傳感器19、儲(chǔ)氣裝置和控制裝置;儲(chǔ)物裝置用于放置待發(fā)酵生物質(zhì);加熱裝置用于為待發(fā)酵生物質(zhì)提供發(fā)酵所需的溫度,加水裝置用于向儲(chǔ)物裝置內(nèi)加入水分;第一二氧化碳傳感器19用于檢測(cè)殼體1內(nèi)二氧化碳的濃度;儲(chǔ)氣裝置包括空氣壓縮機(jī)9和儲(chǔ)氣罐10,空氣壓縮機(jī)9用于收集殼體1內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳,并將收集的二氧化碳儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣罐10中,儲(chǔ)氣罐連接有穿過(guò)殼體1的出氣管11,用于向殼體1外釋放二氧化碳,出氣管11的管口設(shè)有控制閥門(mén),用于控制出氣管11向外釋放二氧化碳,控制閥門(mén)既可以人工控制,也可以為自動(dòng)控制;控制裝置用于控制儲(chǔ)氣裝置收集二氧化碳,本實(shí)施例中,控制裝置還可以根據(jù)溫室內(nèi)二氧化碳的濃度控制出氣管管口控制閥門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉,實(shí)現(xiàn)該二氧化碳施肥設(shè)備的全自動(dòng)控制;殼體1的頂部還設(shè)有通風(fēng)裝置,用于提供發(fā)酵所需的氧氣。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例提供的二氧化碳施肥設(shè)備生物質(zhì)的發(fā)酵在密閉的殼體1內(nèi)進(jìn)行,控制裝置根據(jù)殼體1內(nèi)二氧化碳的濃度控制儲(chǔ)氣裝置的開(kāi)啟或關(guān)閉,當(dāng)溫室內(nèi)二氧化碳濃度高于設(shè)定值時(shí)開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)9,當(dāng)溫室內(nèi)二氧化碳濃度低于設(shè)定值時(shí)關(guān)閉空氣壓縮機(jī)9,開(kāi)啟通風(fēng)裝置向殼體1內(nèi)補(bǔ)充生物質(zhì)發(fā)酵所需的空氣,儲(chǔ)氣罐10連接有一與殼體1外相連通的出氣管11,當(dāng)溫室內(nèi)需要供給二氧化碳時(shí)儲(chǔ)氣罐10由出氣管11向溫室內(nèi)釋放二氧化碳。本發(fā)明提供的二氧化碳施肥設(shè)備內(nèi)設(shè)有加熱裝置和加水裝置,可以控制生物質(zhì)發(fā)酵的溫度和濕度,提高生物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳的轉(zhuǎn)換率,在密閉容器進(jìn)行發(fā)酵,環(huán)境因素更加可控,減少了水電等能源的消耗,節(jié)能效果顯著,而且反應(yīng)后的產(chǎn)物還可以作為有機(jī)肥料還田使用,清潔零污染,有利于設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另外,采用控制裝置進(jìn)行控制,設(shè)備自動(dòng)化程度較高,易于安裝調(diào)試,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,具有較低的成本,不僅解決了溫室作物對(duì)二氧化碳?xì)夥实男枨?,也拓寬了農(nóng)作物秸桿的應(yīng)用發(fā)展領(lǐng)域。
[0030]進(jìn)一步地,儲(chǔ)物裝置設(shè)于殼體1的上部,儲(chǔ)氣裝置設(shè)于儲(chǔ)物裝置的下方。儲(chǔ)物裝置發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳密度較大容易下沉,因此將儲(chǔ)氣裝置設(shè)于儲(chǔ)物裝置的下方便于二氧化碳的收集。具體地,第一二氧化碳傳感器19與空氣壓縮機(jī)9的進(jìn)口位于同一高度。本實(shí)施例中,空氣壓縮機(jī)9優(yōu)選為0TS-550X2型號(hào),額定功率為1100w,額定排氣壓力為0.7MPa,儲(chǔ)氣罐10優(yōu)選為50L的儲(chǔ)氣罐10,將第一二氧化碳傳感器19設(shè)于與空氣壓縮機(jī)9進(jìn)口同一高度便于控制裝置根據(jù)二氧化碳的濃度開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)9進(jìn)行收集,避免過(guò)早的開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)9壓縮機(jī)內(nèi)會(huì)吸入過(guò)多的空氣。進(jìn)一步地,殼體1
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