Спосіб комплексної переробки торфу

Реферат: Винахід належить до технологій комплексної переробки торфу з одержанням паливних матеріалів та органо-мінеральних добрив. Заявлено спосіб комплексної переробки торфу, який включає добування торфу шляхом: фрезерування торфового покладу, ворушіння торфової крихти, валкування торфу, збирання торфу та його штабелювання з подальшим формуванням торфу у пелети або органо-мінеральні добрива, при цьому, після будь-яких операцій етапів добування торфу або його формування у пелети або органо-мінеральні добрива, деревні та торф'яні рештки збирають, перетирають та повертають на етап формування пелет або органомінеральних добрив. UA 104926 C2 (12) UA 104926 C2 UA 104926 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спосіб комплексної переробки торфу належить до технологій виробництва продукції із торфу, що використовується як так звані "альтернативні" джерела енергії, і стосується сфер торфообробки та виробництва засобів для опалення, а також застосовується як засіб для землеробства, а саме як органо-мінеральне добриво. Добування торфу здійснюють декількома способами. На даний час найпоширенішим є фрезерний спосіб. Фрезерний спосіб поділяється на три види, в залежності від способу збирання торфу - перевалочний, пневматичне збирання, збирання бункерними машинами. Включає в себе до 5 технологічних операцій, які можуть виключатися в залежності від виду збирання: - Фрезерування торфового покладу (подрібнення поверхневого шару торфу до 20 мм з відповідним фракційним складом в залежності від напрямку подальшого використання). Застосовується для розірвання капілярних зв'язків і припинення подачі вологи до поверхневого шару. - Ворушіння торфової крихти. Пришвидшує процес сушіння торфу. В залежності від напрямку використання, способу збирання, погодних умов застосовується одне або два ворушіння. - Валкування торфу. Використовується для підвищення продуктивності збиральних машин. - Збирання торфу. Збирання проводиться з валків, або з розстилу (при пневмозбиранні) з подальшим переміщенням до площадок зберігання. - Штабелювання. Розміщення зібраного торфу в складальних одиницях - штабелях. Використовується для запобігання намоканню торфу при зберіганні. Сукупність даних операції називають - технологічним циклом. Тривалість технологічного циклу для фрезерного способу добування від 1 до 2 діб. (Стріха В.А., к.т.н., доцент (Національний університет водного господарства та природокористування, м. Рівне - Дослідження вологісної стратифікації поперечного перерізу валка фрезерного торфу http://www.nbuv.gov.ua/portal/Chem_Biol/Vnuvgp/2009_2/v4649.pdf) Даний спосіб переробки торфу є загальнопоширеним та використовується вже десятиліттями, що свідчить про його високу ефективність. Проте, за використання вказаного способу переробки торфу завдається шкода навколишньому середовищу, оскільки на виробництвах застосовується збір лише одного виду торфу низинного, перехідного або верхового торфу. Таким чином, згідно зі спеціалізацією торфового підприємства, зазвичай величезний потенціал торф'яного продукту просто залишається у відходах виробництва. Вказані відходи забруднюють екологію та водночас характеризують такий спосіб як недостатньо ефективний. Разом із тим відбувається недобір торфу, який визначається коефіцієнтом збору. Відома наукова стаття "Технологія комплексного добування і переробки торфу і підстилаючої мінеральної сировини" (А.Е. Тімофєєв, Державний технічний університет (м. Твер, Росія)), згідно з якою запропонований фрезерний спосіб добування торфу (як верхового, так і низинного), його переробка, сушіння, відсів та використання як мінерального добрива та сировини для палива. При цьому автор зазначає необхідність використання глибинної обробки торфу задля усереднення якісних показників торфового покладу. Глибинна обробка передбачає збір усього наявного в родовищі шару торфу, що, сам по собі, ускладнює процес відбору торфу та все ж призведе до утворення відходів при виробництві. Найближчих аналогів не виявлено. В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу створити такий спосіб комплексної переробки торфу, що давав би змогу забезпечити безвідходне виробництво торф'яних продуктів в залежності від виду торфу на виході, таким чином забезпечивши екологічну безпеку виробництва. Поставлена задача вирішується шляхом створення такого способу комплексної переробки торфу, згідно з яким добувають торф шляхом фрезерування торфового покладу, ворушіння торфової крихти, валкування торфу, збирання торфу та його штабелювання, далі формують торф у пелети або органо-мінеральні добрива, при цьому, після будь-яких операцій етапів добування торфу або його формування у пелети або органо-мінеральні добрива, деревні та торф'яні рештки збирають, перетирають та додають до формування паливних матеріалів або органо-мінеральних добрив. Фізичні властивості торфів в залежності від виду торфу: торф (англ. peat, нім. Torf) органічна гірська порода, яка утворилась внаслідок біохімічного процесу розкладу (відмирання і неповного розкладання) при підвищеній вологості і нестачі кисню; в ній міститься не більше 50 % мінеральних компонентів на суху речовину. Інтенсивність біохімічного процесу розкладу відмерлих частин рослин залежить від хімічного складу і повітряно-температурного режиму 1 UA 104926 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 обводненого середовища. Менше обводнення торфу, більш висока мінералізація вод, що підживлюють торфове родовище, і більша тривалість теплого періоду року сприяють більш інтенсивному процесу розкладу. Біохімічні процеси, завдяки яким утворюється торф, проходять в основному в верхньому (переважно до 0,5 м), так званому торфогенному шарі. В шарі нижче рівня ґрунтових вод, в анаеробних умовах без доступу кисню, ці процеси протікають дуже повільно або повністю затухають. Щорічний приріст, відмирання і неповне розкладання органічної маси призводять до поступового напластування одного або декількох видів торфу. Всі види торфів об'єднуються в три типи - верховий, перехідний, низинний. Верховий тип торфу утворюється із рослинності оліготрофного типу, залишки рослин евтрофного типу не більше 5 %. Рослинність верхового типу отримує водно-мінеральне живлення за рахунок атмосферних опадів. Мінералізація вод поверхневого шару невелика, дуже рідко досягає 50 мг/л. Реакція водного середовища кисла (рН - 2,8-4,5). Зольність поверхневого шару 2-4 %. Перехідний торф утворюється з рослинності оліготрофного і евтрофного типів, при вмісті залишків кожної з них більше 5 %. Торф перехідного типу найчастіше зустрічається шарами невеликої товщини між низинними і верховими торфами. Рослинність перехідного типу живиться атмосферними опадами і частково за рахунок поверхнево-стічних або ґрунтових вод. При цьому мінералізація не перевищує 8,0 мг/л. Реакція водного середовища кисла (рН - 4,5-5,5). Зольність торфу 6-8 %. Низинний торф утворюється із рослинності евтрофного типу, вміст рослинності оліготрофного типу не більше 5 %. Рослинність низинного типу отримує водно-мінеральне живлення, крім атмосферних опадів, за рахунок поверхнево-стічних, ґрунтових, або річних паводкових вод. Їх мінералізація складає до 400 мг/л і більше. Вода має слабокислу або частіше всього навіть слаболужну реакцію (рН - 5,5-7,5). Зольність торфу складає від 6 до 18 % і більше, в залежності від величини наносу мінеральних частин. Комплексний підхід до переробки торфу передбачає, що під час видобутку торфу на підприємстві виникають відходи виробництва, що не використовуються та відповідно становлять небезпеку для екології. Разом із тим, торф'яні продукти недовикористовуються при цьому. Так, для виробництва торф'яного паливного матеріалу використовують низинний та перехідний торф із вологістю до 50 %, що подрібнюється до фракцій 0,2-0,5 мм. Фракції торфу подаються до сушильного апарата, в якому продукуються димові гази температурою від 700 до 900 °C, за допомогою яких проводиться сушіння торфу до вологості 8-12 %. Після сушіння, сухий торф подається на формуючий апарат - гранулятор, що дозволяє отримати гранули діаметром до 8 мм і довжиною до 40 мм. Далі проводять процес охолодження гранул в холодильному апараті приблизно до 40 градусів С, в результаті отримують паливний матеріал (у вигляді гранул, котрі називають "пелети"). На поверхні торф'яників зазвичай міститеся багато деревних решток, що не використовуються в подальшій переробці торфу, тому доцільним є їх подрібнення та використання у складі торф'яного паливного матеріалу. При цьому верховий торф використовується для виготовлення органо-мінеральних добрив. До органо-мінеральних добрив для забезпечення достатнього рівня кислотності, зольності та ін. необхідних для добрив вимог, додають також низинний та перехідний торф. Отже, при використанні вказаного способу комплексно та ефективно використовується не лише верховий, перехідний та низинний торфи для виготовлення торф'яних продуктів - органо-мінеральних добрив та паливних продуктів, а, й ефективне використання продуктів, що є відходами виробництва. В цьому і полягає комплексність та інноваційність вказаного підходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб комплексної переробки торфу, в якому добувають торф шляхом: фрезерування торфового покладу, ворушіння торфової крихти, валкування торфу, збирання торфу та його штабелювання з подальшим формуванням торфу у пелети або органо-мінеральні добрива, при цьому, після будь-яких операцій етапів добування торфу або його формування у пелети або органо-мінеральні добрива, деревні та торф'яні рештки збирають, перетирають та повертають на етап формування пелет або органо-мінеральних добрив. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2