Технология производства Оксидата торфа

Используемое сырьё

Западная Сибирь является крупнейшими в мире торфяным регионом, в котором сосредоточено около 70% всех мировых запасов торфа. Общая площадь заболоченных территорий на Западно-Сибирской равнине составляет около 800 тыс.км², из них примерно  400 тыс.км² приходится на торфяные залежи. В Западной - Сибири выявлено 4822 месторождения торфа общей площадью в границах промышленных запасов 40779,2 тыс. га и суммарными ресурсами 115 498,5 млн.т.

Торф относится к классу углеводород содержащего природного сырья и наряду с нефтью, газом и каменным углём является сырьём для производства большого ряда продукции, имеющий спрос в хозяйственной деятельности человека.

Торф представляет собой смесь разложившихся в условиях избыточного увлажнения остатков растений, в основном болотных. Различают три вида торфа: верховой, низинный и переходный.

Верховой торф образуется на бедных питательными веществами возвышенных местах рельефа. К растениям торфообразования верхового торфа относятся: сфагновые мхи, пушица, подбел, багульник, осока топяная и др. Верховой торф характеризуется повышенным количеством органического вещества, высокой кислотностью, большой поглотительностью и малым содержанием питательных веществ. Применяют этот торф главным образом в качестве подстилки и для компостирования.

Низинный торф образуется на богатых питательными веществами пониженных частях рельефа. Растениями – торфообразователями низинного торфа являются осоки, тростник, хвощ, таволга, сабельник и др. Низинный торф содержит больше питательных веществ, чем верховой. Наиболее целесообразно его использовать на приготовление различных компостов.

Переходный торф занимает промежуточное положение между верховым и низинным.

Торф содержит до 3% органического азота, богатый набор макро- и микроэлементов, различные органические кислоты, витамины, гуминовые стимуляторы роста, обладает высокими показателями биологической активности, емкости ионного обмена, имеет уникальное тепловое, физико-механические и структурные свойства.[1]

Характеристика выпускаемой продукции

Население округа использует торф в качестве удобрения, без предварительной обработки обогащающими добавками, что само по себе малоэффективно, поэтому насыщение рынка доступными и не дорогостоящими удобрениями на основе торфа на территории округа актуально. Потребителями удобрений на основе торфа в первую очередь станут садоводы-любители.

  «Оксидат» -разновидность гуминовых препаратов, который представляет собой водо-растворимый продукт с содержанием азота до 20%. Используется в виде 0,75-1,0% водного раствора для предпосевной обработки семян зерновых культур и в виде 0,01% водного раствора для опрыскивания вегетирующих растений. В медицине и ветеринарии этот препарат используется, в частности, для лечения онкологических заболеваний, язвенных болезней и в офтальмологии. Если препарат оксидат из торфа будет использован для предпосевной обработки семян зерновых культур и клубней картофеля в округе, то потребность КФХ Ханты-Мансийского автономного округа составит (из расчёта за 1998 год)

- для картофеля – 21600 л.

- для кормовых – 4710 л.

Оксидат торфа разрешен также к применению в качестве ранозаживляющего средства и кормовой добавки. Его применение  в дозах 0.6 мл/кг для цыплят – бройлеров; 0.5 мл/кг для телят и 0.3мл/кг для поросят молочного периода позволяет добиться 90 – 100 % сохранности за счет выживания слаборожденных животных. Значительное увеличение среднесуточных привесов (до 50 %) обеспечивает 20 – 30 % прибавку произведенной продукции (мяса птицы, говядины, свинины) без дополнительных затрат кормов, исключая применение антибиотиков и анаболических гормонов. Препарат перспективен в качестве кормовой добавки, повышающей продуктивность и сохранность сельскохозяйственных животных для получения экологически безвредной мясопродукции.[2]

Описание технологического процесса по стадиям.

Технологический процесс производства "Оксидата торфа" включает следующие стадии;

- завоз сырья и сушка торфа в буртах;

- сепарация торфа;

- предварительное смешивание торфа с водой;

- подача и дозирование водной суспензии торфа, водного раствора аммиака и перекиси водорода;

- экстрагирование;

- декантация (отстаивание щелочной суспензии торфа);

- центрифугирование;

- пропускание жидкой фазы через фильтры;

- разлив в тару или емкости;

- транспортировка и хранение готовой продукции.

Рис.1.1 Блок схема производства «Оксидата торфа».

  Блок схема производства «Оксидата торфа»

1-      Бункер накопитель торфа   9-Насос водного аммиака 17- -Ёмкость-накопитель для отстаивания

2-      Транспортёр-дозатор торфа   10- Расходомер-дозатор водного аммиака щелочной суспензии торфа

3-      Сепарирующее устройства торфа   11-Ёмкость перекиси водорода 18-Насос щелочной суспензии торфа

4-      Еакопитель отходов торфа 12 -Насос перекиси водорода   19-Центрофуга

5-      Ёмкость-дозатор водной суспензии торфа 13 -Расходометр-дозатор перекиси водорода 20- Ёмкость накопитель для Оксидата торфа

6-      Насос водной суспензии торфа 14- Ёмкость воды 21–Ёмкость накопитель фугата

7-      Экстратор для щелочной суспензии торфа 15- Парогениратор 22- Комбинированное сито:

8-      Емкость аммиака   16- Система автоматики металлическое + капроновое

Рис 1.2. Схема материальных потоков линии по производству «Оксидата торфа».

Схема материальных потоков линии по производству «Оксидата торфа»

Технологический процесс производства "Оксидата торфа" (рис.1.2.) осуществляется следующим образом.

Завоз сырья.

Торф с полей добычи торфа на месторождении завозится автотранспортом и сгружается на площадку подготовки торфа в бурты размером (6х6х3) м. Из буртов торф загружается в транспортную тележку или самосвал и перевозится к месту переработки.

Сушка торфа.

Торф в буртах доводится до влажности 60-65% методом естественной I сушки в течение 2-2,5 месяцев с двух-трехкратной его перебуртовкой с периодичностью 15-20 дней.

Сепарация торфа.

Сепарация торфа - отделение его от примесей частиц очеса, древесины и корневищ размером свыше 25 мм до их содержания не более 10 %.

Из буртов торф загружается в транспортную тележку или самосвал и выгружается в лоток бункера - накопителя 1. При подъеме лотка бункера-накопителя торф ссыпается на скребковый транспортер 2 и подается им на сепарирующее устройство 3, в котором дробятся нетехнологичные включения и происходит отделение мелкого пня, корней и торфа размером частиц крупнее 25 мм. Посторонние включения из сепаратора 3 ссыпаются на транспортер, выводятся им за пределы цеха и сгружаются в накопитель отходов 4. Подрешет-ный продукт попадает на шнековый транспортер и далее с помощью скребкового транспортера подается в емкость-дозатор 5 для приготовления водной суспензии торфа.

Подготовка водной суспензии торфа.

Отсепарированный и измельченный торф ссыпается в емкость-дозатор водной суспензии торфа 5 объемом 1,5-2 м3. Сюда же подается горячая вода из рубашки экстрактора после его охлаждения до 80-90°С (при первом запуске - холодная вода) и дополнительно - холодная вода из емкости 14, или из водопроводной сети. Общее количество воды составляет: горячая вода из рубашки экстрактора + вода влажного торфа + холодная вода. Соотношение торфа к воде соответствует 1:9,5.   Для смешивания торфа с водой в емкости-дозаторе 5 в него сверху смонтирован привод, на выходном конце которого закреплен вал с лопастями. Скорость вращения лопастей - 100 - 200 об/мин.

Смесь торфа с водой перемешивается в емкости-дозаторе 5 в течение 1-2 мин. Перемешанная суспензия торфа остается в емкости-дозаторе 5 (настаивается) в течение времени, за которое из экстрактора удаляется самотеком щелочной экстракт из торфа (20-40 мин.).

Перед подачей водной суспензии торфа из емкости-дозатора 5 в экстракор 7 она еще раз перемешивается в течение 1-2 мин. Подача и дозирование водной суспензии торфа, аммиака и перекиси водорода.

Водная суспензия торфа из емкости-дозатора 5 насосом 6 подается в экстрактор 7. К водной суспензии в экстракторе 7 добавляется водный раствор аммиака из емкости 8 насосом 9 через расходомер-дозатор 10.

Перекись водорода из емкости 11 насосом 12 подается в расходомер-дозатор 13, а затем в экстрактор 7.

Количество добавляемых концентрированных растворов 25%-ой аммиачной воды и 30%-ой перекиси водорода составляет по 25 % от массы абсолютно сухого торфа.

Полная загрузка экстрактора (60 % от общего объема реактора, равного 1,6 м3) составляет 960 л.

В 960 л содержится:

- торфа абсолютно сухого - 87,3 кг;

- воды   - 829,1 л;

- аммиачной воды, 25 %-ной - 21,8 л;

- перекиси водорода, 30 %-ной - 21,8 л.

Общее соотношение торфа к жидкой фазе суспензии соответствует 1:10.

После окончания загрузки экстрактора отключается подача водной суспензии торфа, аммиака и перекиси водорода. Происходит запуск парогенератора 15 для обогрева рубашки экстрактора 7. Вода в парогенератор 11 поступает из емкости 14 или из водопроводной сети. Щелочная суспензия торфа в экстракторе прогревается до 120°С, при этой температуре осуществляется процесс экстрагирования.

Экстрагирование.

Время и температура экстракции гуминовых кислот из торфа поддерживается в экстракторе системой автоматики 16 в пределах 120±5 °С путем нагрева водной суспензии в экстракторе 7 пропусканием пара в рубашку экстрак-гора от парогенератора 15. Время экстракции - 4-4,2 часов. После окончания 1роцесса экстракции парогенератор 15 отключается. В рубашку экстрактора 7 окачивается холодная вода из емкости воды 14 для понижения температуры елочной суспензии торфа в экстракторе 7 до температуры 80-90°С. Щелочная суспензия торфа из экстрактора 7 самотеком поступает в промежуточную емкость - накопитель 17, которая установлена ниже экстрактора на 1,0 м.

Декантация щелочной суспензии торфа.

В промежуточной емкости-накопителе 17 осуществляется хранение щелочной суспензии торфа в течение 12-14 часов (период от окончания экстракции до начала центрифугирования). При этом происходит естественное расслоение (декантация) жидкой и твердой фаз с образованием примерно 2/3 объема (в верхней части емкости-накопителя 17) более жидкой части щелочной суспензии торфа и 1/3 объема (в нижней части емкости-накопителя 17) более густой части суспензии.

Использование накопителя 17 обеспечивает быстрое освобождение экстрактора от щелочной суспензии торфа после экстракции. Частичное расслоение жидкой и твердой фаз щелочной суспензии торфа в емкости-накопителе 17 нормализует работу центрифуги 19.

Центрифугирование.

Из емкости-накопителя 17 щелочная суспензия торфа насосом 18 перекачивается в центрифугу 19, в которой происходит разделение суспензии на жидкую фазу ("Оксидата торфа") и полужидкую (фугат).

Для обеспечения нормальной работы центрифуги сначала перекачивается более жидкая часть щелочной суспензии торфа, расположенная в верхней части емкости 17 и занимающая ~ 2/3 объема, затем - оставшаяся, более густая часть суспензии, находящаяся в нижней части емкости-накопителя 17.

Для повышения выхода жидкой фазы щелочной суспензии ("Оксидат торфа") и снижения содержания в ней твердых частиц торфа, при перекачке "Оксидата торфа" из центрифуги 17 в емкость-накопитель 20 его дополнительно пропускают через 2 специально изготовленных фильтра 22 и 23. Фильтр 22 осуществляет удаление более крупных частиц торфа из жидкой фазы. Этот фильтр представляет собой металлическую сетку с размерами ячейки 2,0-2,5 мм.

Второй фильтр (23) удаляет более мелкие частицы торфа. Фильтр 23 включает металлическую и капроновую сетки с диаметром отверстий - 1 мм. При снижении потока "Оксидата торфа" через указанные фильтры в результате их засорения процесс перекачки "Оксидата торфа" останавливают, фильтры снимают, очищают, промывают и вновь устанавливают.

Жидкая часть ("Оксидат торфа") подается в емкость-накопитель 20, откуда поступает для разлива в потребительскую тару.

Полужидкая фракция (фугат) из центрифуги подается в емкость-накопитель 21 и может быть использована в качестве компонента торфяных удобрений и субстратов.

Фасовка и разлив.

Фасовка "Оксидата торфа" производится в полимерные или стеклянные бутыли по 0,5, 1,0, 1,5 л либо оксидат перекачивается в цистерну, а затем раздаточной колонкой переливается в любую тару потребителя.

Для транспортировки бутыли с "Оксидатом торфа" помещают в транспортную тару деревянную по ГОСТ 18575-81 или полимерную по ГОСТ 27324-87.

Для сельскохозяйственных предприятий, по согласованию с заказчиком, "Оксидат торфа" поставляется в цистернах объемом до 60м3 по ГОСТ 2263-79.

Хранение и транспортировка  готовой продукции.

Транспортные упаковки "Оксидата торфа" хранят в штабелях в закрытом складском помещении, защищающем препарат от света и воздействия атмосферных осадков, при температуре не ниже 0 °С.

Транспортировка готовой продукции осуществляется всеми видами транспорта согласно действующим правилам перевозок, обеспечивающим сохранность продукции и тары.

Срок хранения "Оксидата торфа" составляет 5 лет.

Учет и контроль производства.

В процессе производства всех видов продукции осуществляется контроль над качеством исходного сырья и готовой продукции. Тип и вид торфа, степень разложения принимаются по данным паспортизации торфяной залежи. Определение влажности, зольности, содержания азота, фосфора и калия, а также проведение ряда других анализов осуществляется в лаборатории, размещенной на площади бытовых помещений. Каждая транспортная единица с торфом, доставляемая в цех, подвергается визуально или органолептически пригодности торфа по остаточным признакам саморазогревания (запах, очаги с образованием полукокса, цвет). Периодически контролируется фракционный состав подготовленного торфа, для этого отбирается в 3-4 приема общая проба массой 1-2 кг и подвергается рассеву на ситах. Для установления режима сушки гранулированного торфа контролируется значение начальной и конечной влаги торфа. Они определяются ускоренным методом по ГОСТ 11305-83.

Характеристика линии  по производству « Оксидата торфа".

Выбор оборудования произведен на основании разработок института СибНИИТ. Следует отметить, что в настоящее время в России и странах СНГ не существует серийного производства оборудования по переработке торфа. Проектом применено стандартное оборудование, изготавливаемое для других отраслей промышленности, а также нестандартное оборудование, изготавливаемое по отдельным заказам.

С цехом по производству удобрений сблокированы административно бытовые -помещения и лаборатория по контролю за качеством сырья и готовой продукции.

Торф из бункера барабанным питателем (1) подается в мешалку, в которую подается из бака горячая вода. После перемешивания суспензия фекальным насосом подается в реактор. В реактор подается из мерников аммиачная вода и перекись водорода, а также подводится пар. Соотношение составляющих определено регламентом, разработанным институтом СибНИИТ. Под действием высокой температуры в течение 5 часов происходит процесс экстрагирования. Полученная в результате экстрагирования суспензия фекальным насосом подается в промежуточную емкость в которой происходит разделение суспензии методом деконтации. Жидкая фракция самотеком (порциями по 100 л) подается в центрифугу в которой происходит окончательное разделение суспензии на жидкость («Оксидат торфа») и твердую фракцию (фугат). «Оксидат» торфа насосом центрифуги подается в специально установленные баки.

Из баков "Оксидат торфа" на разливочном устройстве разливается по бутылкам или бочкам. Фугат из центрифуги подается в накопительную емкость. По мере накопления емкости с фугатом отвозятся погрузчиком на питатель линии'" расфасовки торфоминеральных смесей. [3] 

Используемое оборудование

1. Экстрактор  Сэрн-в 1,6-2

Производительность, т/сутки -0,5

Вместимость корпуса, м3    -1,6

Габаритные размеры, мм

длина -1695

ширина   -1695

высота   -3355

Масса, кг -1836

Мощность, кВт - 2,2

2. Центрифуга ОМБ-803К

Рабочий объем, дм3 -100

Габаритные размеры, мм

длина   -1910

ширина -1355

высота

до разъема крышки -1000

при открывании крышки -2200 Мощность, кВт   -7,5

2.  Насос  Х50-32-125К (для подачи перекиси водорода и аммиачной воды)

Подача, м3 /ч   -12,5

Напор, м  -20

Габаритные размеры,

длина   - 927

ширина - 360

высота   - 317

Масса, кг - 114

Мощность, кВт - 1,4

Изготовитель: "Уралгидромаш", г. Екатеринбург

4.  Насос фекальный СМ 80-50-200

Подача, м з/ч   -  35

Напор, м з/ч - 10

Масса, кг   - 197

Мощность, кВт   - 5,5  

Характеристика задействованных кадров

Численность производственного персонала определена из условия технологической необходимости обслуживания оборудования и приведена в следующей таблице.

План по персоналу

Таблица 6.3

Категории работников

Кол-во
I Управление:
Директор

1

Зам. директора

1

Гл. бухгалтер

1

Бухгалтер- кассир

1

Делопроизводитель

1

II Производство:
Гл. инженер

1

Технолог

1

Механик

1

Энергетик

1

Зав. складом

1

Кладовщик

1

Оператор оборудования

12

Тракторист

2

Разнорабочие

10

Водитель автомобиля

4

Водитель легкового автомобиля

1

Водитель легкового автомобиля

1

Лаборант

1

Сменный мастер

2

Слесарь электрик

2

Слесарь наладчик

2

Уборщик производственных помещений

2

Уборщик производственных помещений

1

Сторожа

3

Инженер маркетинга

1

Инженер МТС

1

ВСЕГО

56

. Организация труда.

В целях повышения эффективности работы рекомендуется коллективная форма организации труда, которая осуществляется путем создания производственных бригад. Весь технологический и обслуживающий персонал, включая сменных мастеров, объединяется в сквозную комплексную бригаду с частичным совмещением специальностей. Оплата труда производится по конечному результату - выпуску готовой продукции с учетом трудового вклада каждого члена бригады.