合作项目：加工棉杆生产生物炭基尿
一、生物碳肥 
  生物炭肥是一种新型肥料，与现有肥料相比具有九大优势：
  1.一次施用作物产量连续数年增长  生物炭能在土壤中保持千年，成为超级长效肥料。据专家试验：施用20%生物炭肥替代现有肥料，可使粮食作物产量提高10%，特别是菠菜产量提高56%。
  2.提高作物中的芳香物质  施用生物炭肥生长的粮食、蔬菜、水果、烟叶等芳香物质大幅提高，还原作物原有的味道，从而提高作物的品质。
  3.吸附各种养分  据专家试验：化肥施用中30%通过分解蒸发、雨水冲刷等流失；生物炭微小孔隙结构能够吸收化肥等养分，在作物需要时慢慢释放，具有缓释肥功能，减少化肥损失。
  4.锁定重金属和农药残留  生物炭的化学和物理双重吸附功能，能够吸附、锁定土壤中的重金属
和农药残留，使重金属和农药残留失去生物有效性，不能被植物吸收，具有修复污染土壤功能。
  5.提供有益菌生长繁殖空间  生物炭微小孔隙结构能使有益菌安家落户搭建聚集场所，使有益菌快速繁殖，具有促进有益菌在作物根部定植功能。
作者简历：柳建国，男，工程师，郑州柳成行垃圾处理工程有限公司经理；2004年起研究有机垃圾废弃物处理设备和处理方法；2014年起设计生物炭肥生产线和生物炭基肥混合造粒生产线，撰写加工工艺、操作规程、成品半成品检验标准、安全生产规范等；获得实用型专利8项，发明专利4项。电话：13607666296同微信号。
  6.吸附土壤中水分  生物炭微小孔隙结构能够吸收水分不被迅速蒸发，具有抗旱功能。
  7.改善土壤团粒结构和理化特性  生物炭肥能够增强土壤通透性，提高作物根系活力，促进光合作用，具有改良土壤功能。
  8.补充土壤矿物质  生物炭肥矿物质含量丰富，具有提高土壤中矿物质养分功能。
  9.中和酸性土壤  生物炭肥呈碱性，可中和土壤中酸性物质，具有改善酸性土壤功能。
生物炭肥本身养分很低，主要作用是：依靠自然形成丰富的微小孔隙结构、巨大的比表面积、强大的吸附能力，以及其他功能，在土壤中发挥出意向不到的作用，使作物提高了产量和品质。
二、生物炭肥现状
    目前，国内没有销售生物炭肥，只有销售生物炭基有机肥，生物炭肥与有机肥掺和均匀成为生物炭基有机肥。目前，国内生物炭肥产量极低，能够掺和生产的生物炭基有机肥市场供应很少售价很高，只有种植高档经济作物中的高档烟叶才有权施用。2024年贵州毕节市烟草局招标采购13369吨生物炭基有机肥，成交价1377元/吨。其中有机肥按377/0.75=503元/吨，生物炭基有机肥含水率30%，生物炭肥含量0.25X0.7=0.175吨/吨，折合生物炭肥5714元/吨（1000/0.175）。
三、生物炭肥加工方法
  1.焖烧热解法  原料点燃低氧焖烧,原料完全燃烧后迅速用水灭火，成为生物炭肥。
  2.燃气燃烧加热间接热解法  筒外燃气燃烧加热回转筒，间接绝氧热解筒内原料，成为生物炭肥；燃料采用自产有机气体和天然气。2015年发现一款加工烧火炭的炭化机，经过改进加入天然气功能，达到加工生物炭肥的工艺要求，但是，天然气管道投资较大限制了推广应用。
  3.电磁感应加热间接热解法  筒外电磁感应加热回转筒，间接绝氧热解筒内原料，成为生物炭肥；电磁感应加热采用工业用电，热效率达90%以上，大功率电磁感应加热器是最新加热技术。
生物炭肥的九大优势，是专家在实验室制成的生物炭肥，原料粒径1毫米左右和热解温度400度左右才能实现。目前，加工生物炭肥普遍采用焖烧热解法，该方法低氧燃烧，明火温度800度以上，高温使生物炭内部孔隙变大，外部孔隙塌陷变成草木灰，比表面积和碳含量大幅减小；粒径巨大施入土壤分散差。第二、三种加工方法完全按照专家实验室工艺，但是，第二种加工方法天然气管道投资较大限制了推广应用；第三种加工方法投资少和精准控温，以及加工效率极高、加工产量巨大，如果加工原料能满足，可日产百吨生物炭肥。 
  本项目采用电磁感应加热间接热解法，热解温度390～400度如，鸡粪、猪粪；木质素含量较高的原料如，棉杆、烟秆，热解温度420～430度, 棉杆生物炭肥在420～430度热解最经济，产量和质量达到最大值。
以焖烧热解法量身打造的NY/T3618-2020《生物炭基有机肥》国家标准规定：生物炭肥单位含量25%和单位碳含量10%，可测算出生物炭肥中单位碳含量40%，而实验室制作的生物炭肥单位碳含量70%以上（生物炭肥纯度是以碳含量计算）。原因是：焖烧热解法因为有氧参与燃烧，使小粒径原料和大粒径原料表面变成草木灰，大幅减少生物炭肥碳含量；实验室制作的生物炭肥因为热解温度较低不会燃烧没有草木灰，所以单位碳量较高，也就是生物炭肥纯度较高。
四、生物炭基尿素加工工艺
  1.生物炭肥加工工艺：粉碎（棉杆）---干化---制粉（棉杆）---炭化---冷却---装袋。   
  2. 生物炭基尿素加工工艺：1).粉状：制粉（尿素）---配料搅拌---包装---入库。
    2).粒状：制粉（尿素）---配料搅拌---造粒---分筛---包装---入库。
    生物炭肥生产线和生物炭基尿素混合造粒生产线，全部组合设备都是市场上热销的通用设备，只有干化机和炭化机将燃气加热改成电磁感应加热。近年进口大功率电磁感应加热器在回转式煅烧机上应用，煅烧机最高加热温度1300度，采用耐高温不锈钢制造价格很高。根据生物炭肥热解温度最高500度的工艺要求，与生产厂家技术沟通，回转式炭化机采用普通钢制造大幅降低几倍价格。
五、加工棉秆
    2020年全球棉花产量2500万吨，新疆棉花产量516万吨，占全球产量的五分之一，棉秆产量达到1000多万吨。由于新疆地区能源丰富电价较低，现在又重点发展光伏、风力发电成本更低，在利用农林废弃物发电上被忽视。新疆气候干旱将棉秆粉碎回田不易腐烂，损坏了土壤墒情，制作有机肥和牲畜饲料也不行。长期以来，新疆没有大型棉秆加工企业，使棉秆大部分闲置浪费。为了利用新疆巨大的棉杆废弃资源，加工棉杆生产生物炭基尿素。例如，尿素2200元/吨（包括运输费），本项目生产的生物炭基尿素售价与尿素一样都是2200元/吨，要求造粒另交200元/吨造粒费。
    一个生物炭基尿素加工厂钢结构厂房仓库70002、办公宿舍楼3502，土地120002，生产设备100多万元，总投资预计3000万元。生物炭基尿素产能64800吨，生物炭肥产能10800吨/年（300个工作日X3班）；按50%产能达标率计算，生物炭基尿素年产量32400吨，生物炭肥年产量5400吨（0含水率），购买棉杆21600吨/年，费用324万元/年。生物炭肥原料费用600元/吨（棉杆收购价150元/吨X4吨），其他费用500元/吨，生物炭肥价格与尿素一样2200元/吨,利润594万元/年(2200X5400-1100X5400)；一吨生物炭肥掺和5吨尿素，按一半产量造粒，造粒费200元/吨，造粒利润324万元/年<200X5400/2X（5+1）>；尿素国家标准含水率1%，生物炭基尿素（化肥）国家标准含水率10%（可添加8%水），利润570.24万元/年<2200X5400X（5+1）X0.08>；换包装袋100元/吨（原尿素袋不加价）利润324万元/年<100X5400X（5+1）>；尿素运费利润270万元/年(100X5400X5)；大批量购买尿素生产厂家让利2%，利润108万元/年（2000X5400X5X0.02）；利润合计2190.24万元/年。本项目生物炭基尿素中生物炭肥掺和比例不低于20%，单位碳含量不低于14%，比国家标准NY/T3041-2016《生物炭基肥料（化肥）》规定单位碳含量9%提高了55.56%。加工新疆全部棉杆需要相同生物炭基尿素加工厂463多个（不包括葡萄枝、芦苇、果木杂树枝）。
    本项目生物炭肥单位碳含量比现有技术提高了75%以上，生物炭肥价格是现有技术的22%（碳含量计算）。把棉农废弃的棉杆加工成为生物炭基尿素，单位碳含量比国家标准提高了55.56%，而且售价与尿素一样。低廉价格让棉农节省开支，收购棉杆让棉农增加收入，也为企业创造巨大的经济效益和社会效益。
六、营销方法
   1.棉杆换肥料  收购的棉杆用生物炭基尿素以物换物，各作各价等值交换。
   2.签订购买合同  购买生物炭基尿素需要签订购买合同，销售价=尿素出厂价+运输费+装卸费+包装费（用原尿素包装袋不加包装费），交货款50%的定金代买尿素，按照合同签订日期排队发货，接到通知三天内没有提货重新排队。本项目只生产生物炭肥不生产尿素，尿素属于代买、代混合。
   3.没有签订购买合同  没有签订购买合同，销售价另加200元/吨，立刻发货。
七、专利技术
   1.环保型干化机 ；2.环保型炭化机；3.生物炭肥生产线；3. 生物炭基肥混合造粒生产线。
八、技术水平
    2019年参加（沈阳）首届国际生物炭应用技术研讨会，会后参观国家生物炭研究院（沈阳农大）生物炭肥应用试验基地。据基地教授说：用20%生物炭肥替代化肥，玉米不增产反而减产；另外一个水稻试验基地教授也是一样说：生物炭肥替代化肥水稻也减产；参观生物炭肥生产线，生产效率很低1小时产量不足100公斤，生产的生物炭肥表面呈灰白色含有大量草木灰。玉米、水稻减产原因：采用焖烧热解法生产的生物炭肥，大量减少了微小孔隙结构和比表面积以及含有大量草木灰，失去了生物炭独有的特性，也失去了肥料作用。根据国内外代表提供的论文和样品进行对比，本项目生物炭肥加工技术达到世界先进水平。