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.