DE1945467A1

DE1945467A1 - Verfahren zur Trennung von Torf in fasrige und humine Substanz

Info

Publication number: DE1945467A1
Application number: DE19691945467
Authority: DE
Inventors: Masao Hirota; Katsuji Matsuda; Kazumi Nakarai; Hokkaido Sunagawa; Keiji Tanaka
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1968-12-30
Filing date: 1969-09-08
Publication date: 1970-07-02
Also published as: US3603643A; BE738343A; FR2027293A1

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assrnann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

PATENTANWÄLTE

TELEFON: SAMMEL- NR. 2S S3 41 8 M D N C H E N 2, TELEX 529979 BRÄUHAUSSTRA33E

TELEGRAMME: ZUMPAT POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN OtISO

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHAUSER

5/M
96540/1968

MITSUI TOATSTJ CHEMICALS, Inc., Tokyo/Japan

Verfahren zur Trennung von Torf in fasrige und humine Substanz

Die Erfindung "betrifft ein Yerfahren zur Trennung von Torf (einschließlich Wiesentorf und Waldtorf) in eine fasrige Substanz und eine humine Substanz, die die Bestandteile des Torfes bilden.

Der in der Natur vorkommende Torf besteht aus einem fasrigen Anteil, einem feinkörnigen kolloiden Anteil (humine Substanz), der reich an organischen Substanzen ist, und einer großen Menge Wasser. Da der größere Teil dieses Wassers in der huminen Substanz enthalten ist, war es bisher sehr schwierig, das Wasser aus"dem abgebauten Torf zu entfernen. Z. B, ist es selbst durch Entwässerung durch Kompression oder durch Zentrifugieren nicht leicht, Torf zu entwässern. Zudem sind, da Torf meist durch menschliche Arbeit abgebaut wurde, die Abbaukosten pro Gewichtseinheit des Trockenproduktes hoch, und weil der Grundwasserstand in den Torfbetten hoch ist, war ein tiefer Abbau fast immer unmöglich,

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Bisher sind viele Versuche gemacht worden, Torf für verschiedene Zwecke zu verwenden, z.B. für die Herstellung von Düngemitteln durch Umsetzung oder Vermischung von Torf mit düngenden Substanzen, als Bodenbehandlungsmittel und als geruchbindendes und Nährstoffe aufnehmendes Mittel, Torf wird jedoch am besten ausgenutzt, wenn er sich nicht im ITatürzustand befindet, sondern wenn die fasrigen und huminen Bestandteile getrennt sind. So können die jeweiligen Eigenschaften der Bestandteile ausgenutzt und wertvollere Produkte erzielt werden.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Torf wirksamer ausgenutzt und abgebaut und in seine fasrigen ' und huminen Komponenten getrennt werden kann.

Anhand der beiliegenden Zeichnung werden beispielsweise Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher erläutert:

ffig. 1 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Pig. 2 ist eine schematische, l^nsicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Trennungsverfahrens.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Trennung von Torf in seine fasrigen und' huminen Bestandteils lisfaß-fe einen Abbau des Torfes in dem Wasser des Torfbettes als einen Torfschlamm, eine Auflösung des Torf Schlammes in eine Aufschlämmung des fasrigen und des huminen Bestandteils in dem V/asser sowie eine Trennung der fasrigen Bestandteile von der Aufschlämmung ' der huminen Bestandteile durch ein Sieb.

Für den Abbau des Torfes in dem Wasser kann ein Pumpenbagger verwendet werden, der in das Torfbett gebracht wird, nachdem

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die obere Bodenschicht, z.B. mit einem Schleppkübel "bagger, entfernt worden ist. Der Torf wird mit der Schneidvorrichtung des Pumpenbaggers in kleine Blöcke geschnitten. Die Torfblöcke werden herausgenommen und zum oberen Teil des Baggers zwischen Schneidvorrichtung und deren Welle gebracht. Diese kleinen Blöcke werden zusammen mit dem V/asser in dem Torfbett in eine Pumpe gesaugt und von dem Pumpenflügelrad zerkleinert, so daß sie in eine Aufschlämmung von fasrigen und huminen Bestandteilen aufgelöst werden. Gleichzeitig werden Torf und Wasser hydraulisch weiterbefördert. Im allgemeinen wird der Torf in der Pumpe gut aufgelöst. Wenn es jedoch notwendig oder wünschenswert ist, kann eine Schlagvorrichtung .vor oder hinter der Pumpe vorgesehen werden, die den Torf zerschlägt und weiter in fasrige und humine Bestandteile auflöst. Wenn eine hydraulische Förderung verwendet wird, beträgt die Konzentration des Torfes (alle festen Bestandteile) in dem Wasser vorzugsweise etwa 1 bis ca. 5 Gew.-S^.

Der Abbauvorgang soll anhand der Fig. 1 erklärt werden. Ein Pumpschiff 1 ist drehbar mit einem Stab oder Pfosten 2 verbunden und kann sich frei um den Stab 2 als Mittelpunkt drehen. Das Pumpschiff 1 ist so mit dem Pfosten 2 verbunden, daß es mit dem Drahtseil 4 in Richtung des Bugs

gezogen werden kann, wobei das Drahtseil 4 an dem Stab oder der Verankerung 3 befestigt werden kann. Am vorderen Ende der Schneidwelle 5, die drehbar am Bug des Schiffes 1 angebracht ist, iet eine Schneidvorrichtung 6 mit Schneidmessern vorgesehen, die den Torf dadurch abbauen, daß sie eine Torflage 12 abschneiden und durch die Drehung der Schneidmesser der Schneidvorrichtung in kleine Blöcke zerkleinern. Diese kleinen Blöcke werden mit Hilfe einer Pumpe 9 als Schlamm zusammen mit dem Wasser des Torfbettes durch eine Rohrleitung 8 abgesaugt. Die Schneidvorrichtung 6 kann mit Hilfe eines Auslegers 7 leicht auf und ab und nach rechts und links bewegt werden. Der Schlamm wird zur nächsten Stufe mit Hilfe einer Pumpe 9 durch eine Rohrleitung 11 geleitet, die von Schwimmkörpern 10 getragen wird.

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Wenn Bodenschlamm 13 abgebaut wird, verschlechtert sich die Qualität des Produktes. Deshalb ist es vorteilhaft zu verhindern, daß die Schneidvorrichtung 6 zu tief hinuntergeht, und um dies zu verhindern, kann sie mit einer geeigneten Wasser- Z:Z Standsmeßeinrichtung versehen sein.

Der Schlamm, der die fasrigen und huminen Bestandteile enthält, wird mit Hilfe eines Siebes passender Masohengröße in einen festen fasrigen Bestandteil mit 80 bis 90# Wasser und eine humine Aufschlämmung mit 0,5 bis 5# huminer Bestandteile getrennt. Diese Trennung wird vorzugsweise mit Hilfe einer Trennvorrichtung ausgeführt, zu der ein Drehzylinder sieb mit einer Drehachse quer zur Richtung des Schlammflusses mit einem Sieb mit einer Maschenweite von etwa 0,5 bis 5 mm gehört. Das Sieb ist in einer Förderrinne angebracht, die mit einem mit dem Inneren dee zylindrischen Siebes in Verbindung stehenden Wehr versehen ist, das dem Überlauf der Aufschlämmung des huminen Bestandtellee, die von dem Schlammgemisch getrennt ist, dient. Der fasrige Bestandteil wird von dem huminen Bestandteil fortlaufend getrennt, während sich das Drehsieb mit etwa 5 bis 30 Upm dreht.

Der Tor gang der Trennung des fasrigen Bestandteiles von der Aufschlämmung des huminen Bestandteiles soll anhand der. Fig. 2 erklärt werden, in der der Torf schlamm 14 von links in die Rinne 15 eingeleitet wird. Ein Drehzylinder 16 mit einem mantelförmigen Sieb 17 ist quer zur Flußrichtung des Schlammes angeordnet. Die Größe der Maschen des Siebes beträgt vorzugsweise etwa 0,5 bis 5 mm, je nach Verwendungszweck des erhaltenen fasrigen und huminen Bestandteils. Wenn sie kleiner als 0,5 mm ist, setzen sich die Maschen sehr schnell zu und sind daher nicht sehr praktisch. Ist sie größer als etwa 5 mm, so mischt sich eine erhebliche Menge der kurzen fasrigen Bestandteile unter den feinkörnigen huminen Bestandteil,und die Wirksamkeit der Trennung fällt ab. Eine Drehzahl des Zylinders von etwa 5 bis etwa 30 Upm ist günstig, um das Zusetzen der !flaschen zu verhindern und um die Arbeitsgeschwindigkeit und die Wirksamkeit der Tren-

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"nung im wesentlichen konstant zu halten und dadurch einen kontinuierlichen Arbeitsvorgang sicherzustellen. Die Umdrehung dient außerdem dazu, die fasrigen Bestandteile, die sich an der Oberfläche des Siebes und am Boden der Rinne ansammeln, am Sieb vorbei zu befördern.

Die Aufschlämmung des huminen Bestandteiles, die durch die Maschen gelangt ist, fließt in den Drehzylinder 16, erreicht ein konstantes Niveau und fließt über das Wehr 18, das eine festgelegte Höhe hat und an der !Förderrinne 15 angebracht ist. Die so getrennte Aufschlämmung des huminen Bestandteiles 19 wird sodann in ein FäHbecken geleitet und sodann zu einem "Kuchen" mit einem Vassergehalt von etwa 80$ durch geeignete- Mittel, wie etwa eine Dekantiervorrichtung oder ein Oliver-Filter, aufgearbeitet.

Auf der anderen Seite wird der getrennte fasrige Bestandteil 20 an der Unterseite der Rinne 15 unter dem Sieb 17 hindurch durch die Drehung des Drehzylinders bewegt und an der stromabwärts des Siebes gelegenen Seite angesammelt. Dieser fasrige Bestandteil wird von einer Gabel aufgegriffen, mit einer Walze oder Presse zu einem Zwischenprodukt mit einem Wassergehalt von etwa 50 bis 70$ entwässert und sodamm erwärmt und getrocknet, wodurch man das Endprodukt erhält. Außerdem kann, wenn es erforderlich ist, den huminen Bestandteil besser zu trennen, ein weiteres Mal Wasser zu der abgetrennten huminen Aufschlämmung hinzugefügt und dieselbe Behandlung - wie oben beschrieben - wiederholt werden, um weitere fasrige Anteile zu entfernen.

Da der so getrocknete fasrige Anteil ein Raumgewicht von etwa 0,1, d.h., ein Schüttgewicht von etwa O,lg/cm , hat, ist es vorteilhaft, ihn für den Transport zu komprimieren, so daß das Baufflgewicht etwa 0,3 bis 0,4 beträgt, d.h., ein Schüttgewicht von etwa 0,3 bis 0,4 g/ciir entsteht. Der fasrige Anteil des TorfeB hat die Eigenheit, daß er am besten zusammengepreßt werden kann, wenn der Wassergehalt etwa 20$ beträgt. Außerdem 1st es besonders vorteilhaft, wenn er als ein Absorptionsmittel für

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flüssige Nährstoffe gebraucht werden soll, und um zu verhindern, daß er hei der Lagerung stockig wird, den Wasseranteil des fasrigen Endproduktes in der Größenordnung von etwa 10 his 20$ zu halten.

Der so erhaltene fasrige Anteil kann gehraucht werden als ein Absorptionsmittel für flüssige Nährstoffe, wie etwa Melasse, lösbare Fischprodukte oder Rindertalg, eine Faserplatte oder irgendein anderes Faserprodukt. Der humine Bestandteil auf der anderen Seite kann gehraucht werden als ein Bodenbehandlungsmittel, ein Mittel zur Behandlung von Abwasser, ein geruchbindendes bzw. desinfizierendes Mittel oder als eine organische Substanz, als Dünger zur Beschleunigung des Getreidewachstums.,

Als Ergebnis der vorliegenden Erfindung kann bei der Trennung von Torf in seine fasrigen und huminen Bestandteile der Arbeitsvorgang vom iCorfabbau bis zur .Gewinnung seiner Bestandteile außerordentlich wirkungsvoll durchgeführt werden. Außerdem kann der fasrige Anteil, da er von dem kolloiden huminen Anteil getrennt ist, in wesentlich höherem Maße mechanisch entwässert werden. Die erhaltenen fasrigen und huminen Bestandteile können entsprechend ihren jeweiligen Eigenschaften für viele Zwecke verwendet werden und sind so besser ausnutzbar, als wenn sie vermischt in Q?orf in natürlichem Zustand auftreten.

Ia folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen erläutert.

Beispiel 1 · '

Unter Verwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, wurden 300 t/h eines Rohtorfes (mit einem Wassergehalt von 90$) mit einem Pumpenbagger unter Wasser abgebaut und 860 t/h eines Schlammes mit etwa 3,5$ festen Trofanteilen hydraulisch nach oben befördert. 100 t/h des Schlammes wurden durch eine Auflösungs- oder Schlagvorrichtung mit* 12 Drehmessern von 500 mm Länge, die rechtwinklig an der Achse befestigt

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waren, zur weiteren Auflösung des !Dorfes in dem Schlamm geleitet. Dann wurde der Schlamm gegen ein Drehzylindersieb mit Maschen von 1 mm und einer Drehzahl von 25 U/min, wie in Fig. 2 gezeigt, geführt, wobei der humine Anteil als eine wäßrige Aufschlämmung abgeführt und etwa 15 t/h eines fasrigen Anteiles mit einem Wassergehalt von etwa 85% erhalten wurden. Der fasrige Anteil wurde dann mit einer Entwässerungsvorrichtung vom Schneckentyp öntwäs-—sert und ~ ~ '

{durch eine Luftstrom-Trocknungsvorrichtung mit einem Durchmesser von 0,3 m und einer Länge von 30 m geführt, wodurch der Wassergehalt' auf etwa 20% reduziert wurde. Der getrocknete fasrige Anteil wurde mit einer Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinert und unter einem Druck von 40 kg/cm gepreßt, wobei 120 Ballen/Std. des fasrigen Produktes mit einem Raumgewicht von 0,35 und einem Gewicht jedes "Ballens von 20 kg produziert wurden.

Die Aufschlämmung des huminen Bestandteiles wurde in ein Fällbecken von 5 m Breite, 20 m Länge und 2 m Tiefe geleitet und dort 24 Std. belassen. Dann wurde ein Schlamm von etwa 5% festen Bestandteilen des huminen Anteils, der sich am Boden abgesetzt hatte, mit einer Pumpe nach oben gesaugt, und der humine Anteil wurde durch Filtern in Form von "Kuchen" abgeschieden, die einen Wassergehalt von etwa 30% hatten und in einer Menge von etwa 1 t/h anfielen. Die "Kuchen" wurden mit einer Entwässerungsvorrichtung bis zu einem Wassergehalt von etwa 55% entwässert und dann zerkleinert, wodurch 0,4 t/h des huminen Produktes entstanden.

Beispiel 2

Auf dieselbe Art wie in Beispiel 1 wurde !Dorf (mit einem Wassergehalt von 93%) im Wasser mit einem Pumpenbagger abgebaut, hydraulisch als ein Schlamm von 10 t Wasser pro t Torf weiterbefördert, in eine Rinne von 60 cm Weite und 40 cm Tiefe geleitet und mit einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, in den fasrigen und den huminen Anteil getrennt. Die Torrichtung bestand aus einer Anordnung eines Drehzylinders, der in der Rinne mit seiner Drehachse quer zu der Rinne angebracht war und auf dessen

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gesamter Mantelfläche eich ein Siel) mit einer lichten Siebma- -schenweite von 0,8 mm (20 mesh) befand, Daa Sieb drehte sich mit etwa 27 U/min. Die Pörder-

rinne war mit Wehren an den Seiten der Rinne mit einer Höhe von 12 cm oberhalb des tiefsten Punktes der Mantelfläche des Siebes versehen, die mit dem Inneren des Drehzylinders in Verbindung standen. Der tiefste Punkt der Mantelfläche des Siebes hatte von dem Boden der Rinne einen Abstand von 10 cm« Der Zylinder hatte einen Durchmesser von 60 cm und eine Länge von 60 om.

Die Aufschlämmung des huminen Anteiles mit einer Konzentration von etwa 0,5% fiel in einer Menge von 38 t/h durch Überlauf über die Wehre an und wurde für die Gewinnung in das" FaIIbWken, wie in Beispiel 1 beschrieben, geleitet.

Der fasrige Anteil wurde in einer Menge von etwa 2 t/h mit einer Gabelvorrichtung der Rinne entnommen und hatte einen Wassergehalt von etwa 90$. Er wurde anschließend mit einer Schraubenpresse auf einen Wassergehalt von etwa 65$ entwässert. Der mit diesem fasrigen Bestandteil vermischte humine Bestandteil betrug . 1/50 des huminen Bestandteils eines ursprünglichen Rohtor'fs bezogen auf das Gewicht. Der fasrige

Bestandteil wurde weiter bis zu einem Wassergehalt von etwa 20$ getrocknet unSf einem Druck von 40 kg/cm² gepreßt, wobei Ballen von einem Raumgewicht von 0,34 und einem Gewicht pro Ballen von 20 kg entstanden. Wenn der fasrige, in der Schraubenpresse entwässerte Bestandteil ein weiteres Mal unter Zugabe von Wasser aufgelöst und, wie oben beschrieben, über dae Sieb geschickt wurde, wurde die Menge des huminen Bestandteile in dem entstehenden fasrigen Produkt auf 1/2500 des huminen Anteile von Rohtorf., bezogen auf das Gewicht, gesenkt, und es entstand ein* Produkt* von Behr" hoher Qualität.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Abbau von Torf aus einem Trofbett und zum Trennen des Torfs in seinen fasrigen und seinen huminen Bestandteil, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem Torf in dem Wasser innerhalb des Torfbettes einen Trofschlamm bildet, daß man den Torf in dem Tr of schlamm auflöst, um eine wäßrige Aufschlämmung der fasrigen und huminen Bestandteile herzustellen, und daß man den fasrigen von dem huminen Bestandteil trennt.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Torfschlamm dadurch bildet, daß man den Torf in kleinen Blöcken innerhalb des Wassers in dem Torfbett abbaut.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Torfblöoke und das Wasser dadurch hyuraulisch zu nachfolgenden Stufen befördert werden, daß sie durch eineFlügelradrührpumpe laufen, in der die Blöcke aufgelöst werden, so daß sie eine Aufschlämmung der fasrigen und huminen Anteile bilden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die fasrigen und huminen Bestandteile in Form eines festen fasrigen Bestandteiles und einer Aufschlämmung des huminen Bestandteiles voneinander trennt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm etwa 1 bis 5 Gew.-^'forf enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den fasrigen Bestandteil mechanisch entwässert.

7. Verfahren nach\Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den mechanisch, entwäsaarten^fasrigen Bestandteil auf ein Baum-

gewicht von 0,3 bis 0,4 preßt.

Θ. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aufschlämmung des festen huminen Bestandteiles konzentriert und mechanisch entwässert.

9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den wäßrigen Schlamm der fasrigen und huminen Bestandteile gegen ein sich drehendes zylindrisches Sieb leitet, wobei
das Sieb den huminen Bestandteil als eine wäßrige Aufschlämmung in das Innere des Zylinders treten läßt und den fasrigen Bestandteil an der Außenseite weiterbefördert, und daß man die Aufschlämmung des huminen Bestandteiles vom Inneren des zylindrischen Siebes ableitet.

10. Verfahren nach Anspruch 9_% dadurch gekennzeichnet, daß man ein Sieb mit Maschen von etwa 0,5 bis 5 mm und einer Drehzahl von etwa 5 bis 30 U/min verwendet.

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