EA032714B1

EA032714B1 - Способ комплексной переработки бурых углей и леонардита в гуминовые удобрения, препараты и в топливные брикеты и механохимический реактор переработки высоковязких сред

Info

Publication number: EA032714B1
Application number: EA201691801A
Authority: EA
Inventors: Владимир Петрович СЕВАСТЬЯНОВ; Алексей Иванович ПЕТРОВ; Константин Николаевич ТОРОП; Виталий Николаевич ВАРЫГИН
Original assignee: Владимир Петрович СЕВАСТЬЯНОВ; Алексей Иванович ПЕТРОВ; Константин Николаевич ТОРОП; Виталий Николаевич ВАРЫГИН
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2019-07-31
Also published as: JP2017518248A; UA120179C2; RU2014116670A; AU2014391742A1; LT3135655T; AU2014391742B2; EA201691801A1; IL248242B; JP6412586B2; HUE053717T2; EA201691801A8; EP3135655A4; WO2015163785A1; ES2867752T3; PT3135655T; DK3135655T3; PL3135655T3; KR102306975B1; CA2944860A1; CA2944860C

Abstract

Способ комплексной переработки каустобиолитов угольного ряда, преимущественно бурых углей и леонардита, в гуминовые органические и органоминеральные удобрения и в препараты с получением топливных брикетов, включающий проведение основных процессов в непрерывных потоках; применение процессов выщелачивания на основе водных растворов с гидромодулем около 2, применение процессов подкисления с образованием выделения гуминовых кислот из жидкой фазы в тяжёлую фазу - коагулированной пульпы, применение процессов механического разделения фаз в центробежном поле, применение жидкофазной механоактивации и диспергирования реакционных композиций перетиранием, использование остаточной "воды" в рециклах и включающий получение водорастворимых гуминовых кислот и топливных брикетов и обеспечивающий производство широкой линейки продуктов; осуществляют предварительное измельчение сырья до класса 0-3 мм, а для приготовления реакционных водных растворов осуществляют очистку и электрохимическое умягчение воды; применяют процесс жидкофазного окисления сырья и жидкофазную механоактивацию и/или механохимическую активацию с диспергированием реакционных композиций перетиранием и динамическим сдвигом слоев со статическими составляющими скоростей сдвига от единиц до десятков метров в секунду перерабатываемой среды, сопровождая эту механоактивацию дозированным вводом в эту среду механической энергии 10-40 МДж/м, со стабилизацией этого дозирования не зависимо от дрейфа всех других параметров в этой перерабатываемой среде; при этом упомянутые процессы перетирания и сдвига формируют посредством статических и динамических характеристик; так динамическое гидроимпульсное воздействие на перерабатываемую среду осуществляют в диапазоне плавающих частот от инфразвука до пограничных частот с ультразвуком, при этом также упомянутую переработку во времени осуществляют, начиная с более высоких частот; при этом также обеспечивают автоматическое поддержание максимальных параметров ввода механической энергии в перерабатываемую среду с автоматическим её ограничением в подкавитационной зоне, для предотвращения "сваливания" механохимических реакторов в режимы кавитации. Механохимический реактор переработки аномально вязких сред, включая суспензии и пульпы, выполненный по конструкторской компоновке на основе классической стержневой мельницы, состоящий из корпуса образующего помольную камеру с загрузочными и разгрузочными проёмами, с установленными внутри неё роторами, оснащёнными ударными стержнями и приводами, помольная камера снабжена вращающимися очистительными устройствами, снабженными собственными приводами, не имеющими механической связи с приводами роторов; очистительные устройства выполнены в виде вращающихся мини-роторов, оснащенных очищающими стержнями; очищающие мини-роторы расположены в плоскости одного из рабочих роторов так, что оси вращения мини-роторов расположены на дуге, являющейся частью концентрической окружности рабочих роторов, окружности диаметром, в связи с которым эти мини-роторы расположены на периферии рабочих роторов с приблизительным "сохранением" расстояний между очищающими стержнями и стержнями рабочих роторов, (при вращательном позиционировании рабочих и очищающих роторов в положения максимального приближения стержней друг к другу); при этом тянущие силы очищающих стержней, с учётом направления вращения мини-роторов, приложенные к периферийному (относительно рабочих роторов) потоку перерабатываемой среды, благодаря силам трения этой среды относительно очистительных стержней, направлены на разворот вниз этого периферийного (восходящего вверх) потока - к разгрузочному проёму, чем обеспечивается максимально эффективная очистка реакционного объёма реактора; для предотвращения попадания перерабатываемых композиций под действием центробежных сил в пространство между плоскостью роторного диска и корпусом реактора применяется "классический" гидросъёмник, посредством которого обеспечивается подача перерабатываемой среды в реакционную камеру, минуя зазор между ротором и корпусом реактора; стержни рабочих роторов по мере их расположения по радиальному удалению от оси вращения роторов конструкторски усиливают - диаметры стержней увеличивают, а число стержней в каждом круговом ряду одинаковое; подача высоковязкой перерабатываемой среды в реакционную камеру осуществляется посредством специального активного концентрично двухшнекового канала; надёжность заброса потока перерабатываемой среды в радиальных направлениях в зону активационного взаимодействия стержней обеспечивается встроенными насосно-винтовыми лопатками; обеспечивается возможность регулируемой подачи в реактор второй жидкой компоненты перерабатываемой среды по

Description

Требование экологической безопасности человечества на планете определяет не только динамику, но и структуру продуктов питания. В последние годы в мировом производстве сельскохозяйственной продукции наблюдается значительный рост доли продуктов питания, вырабатываемых без применения минеральных удобрений или с ограничением их использования. Наблюдается также и некоторая тенденция отказа от продуктов питания животного происхождения, получение которых связано с применением антибиотиков и биостимуляторов. Известной, хорошо себя зарекомендовавшей и уже используемой альтернативой относительно устоявшихся технологий сельскохозяйственных производств являются технологии с применением гуматов.

Благодаря биологической активности гуминовых веществ (ГВ) их используют в качестве стимуляторов роста растений или как микроудобрения. ГВ успешно используются в качестве структурообразователей и мелиорантов почв, они же активизируют деятельность почвенных микроорганизмов. ГВ могут применяться как детоксицирующие агенты на загрязнённых территориях. ГВ используются как неспецифические адаптогены и биогенные стимуляторы в медицине и как энтеросор-бенты в ветеринарии [1]. Кроме того ГВ (гуминовые кислоты - ГК) эффективно используют в животноводстве и птицеводстве, а также и в рыбоводстве.

Наиболее распространёнными технологиями производства ГВ веществ являются технологии их экстракции из ископаемого сырья, например выщелачиванием.

Выделенные ГК представляют собой артефакт и не потому, что в сырье имеются протогуминовые кислоты, которые, как полагали ранее, при выделении на воздухе изменяют свой состав, а потому, что происходят окислительно-гидролитические реакции из-за наличия в бурых углях сложноэфирных связей, что обусловливает необходимость многократной обработки их щелочными растворами. При этом часто ГК получается больше их содержания в перерабатываемом сырье [5, с.27].

С использованием выщелачивания производства полезных гуминосодержащих веществ развиваются в двух направлениях - получение балластных и безбалластных коммерческих продуктов. Именно безбалластные гуматы чаще называют препаратами или стимуляторами роста, а балластные гуматы - удобрениями, что обусловлено различными способами их применения и дозировками [2].

В процессе производства балластных гуматов гуминовые вещества не отделяют от сырья - всей угольной или торфяной массы. Их применяют в довольно высоких дозах, сопоставимых с общепринятыми дозами традиционных органических удобрений (обычные дозы 0,25-5 т/га, но могут быть и выше). Причем, производство этих удобрений в ряде случаев предусматривает обогащение их элементами питания (азотом, фосфором, калием, микроэлементами) в ходе обработок химическими реагентами.

Использование гуминовых веществ в виде препаратов обычно не сопровождается каким-либо существенным влиянием на почвенное плодородие в смысле изменения химических и физических характеристик почвы, так как концентрация гуминовых препаратов чрезвычайно низка, а применение их часто ограничивается предпосевной обработкой семян, или внекорневыми подкормками растений. Балластные гуминовые удобрения сочетают в себе некоторые свойства традиционных органических удобрений и классических гуминовых препаратов. Как и последние, гуминовые балластные удобрения обладают значительной физиологической активностью, но одновременно они оказывают заметное рекультивирующее влияние на почву: улучшают структурное состояние, водно-физические свойства, способствуют росту нитрификационной способности и увеличению подвижности фосфорных соединений.

Однако анализ известных способов приготовления органических гуматосодержащих удобрений и гуминовых препаратов показывает не только большое разнообразие технологий их производства, но и большое их разнообразие по качественным характеристикам, что и присутствует на мировых рынках. Большое разнообразие такой коммерческой продукции обусловлено с одной стороны специализацией свойств разных видов этой продукции, ориентированной на эффективность выращивания различных растений, и с другой стороны, это большое разнообразие можно объяснить стремлениями создавать новые изобретения, отличающиеся от известных, всевозможными улучшениями, или даже просто отличиями в целях коммерческого использования этих изобретений.

В связи с этими обстоятельствами представляется очень полезным показать возможности создания много тоннажных производств гуминосодержащих веществ по гибкой технологии, обеспечивающей молниеносную адаптацию таких производств под изменяющиеся требования рынка, как это, например, присутствует в автомобилестроении.

Технологическая часть в группе представляемых изобретений ориентирована на сырьё бурые угли и их подвид - леонардит, что определяется двумя причинами:

в общем случае практик выработки гуминосодержащих веществ бурые угли дают наибольший выход наиболее полезных композиций по сравнению с таким гуминосодержащим сырьём как торф, сапропель, сланцы, пелоиды и древесина, не говоря о природных водных ресурсах. Например, леонардит содержит до 85% гуминовых веществ [1], [3], (морские воды до 1 мг/л, речные воды до 20 мг/л, болотные воды до 300 мг/л, почвы 1-12%, торф до 40%);

более лёгкой доступностью эффективных сырьевых ресурсов - бурых углей, в связи с огромными масштабами использования их в энергетике.

Учитывая последнее обстоятельство можно намечать географию возможных размещений произ

- 1 032714 водств, в связи с использованием группы представляемых изобретений. Так, бурые угли обеспечивает около 4% выработки мировой энергии (13% электрогенерации Европы), но некоторые страны чрезвычайно зависят от использования бурого угля для производства электроэнергии, такие, как Греция (76%), Югославия (67%) и Чешская Республика (51%). Крупнейшим потребителем бурых углей является Германия, где 28% электроэнергии вырабатывается из бурого угля. В Австралии добыча углей низких сортов преобладает в штате Виктория, и потребляется он на электростанциях, находящихся вблизи от места добычи, которые производят 97% электроэнергии штата или 25% всей выработки электроэнергии Австралии [4].

Область техники

Представленная группа изобретений относится к области переработки каусто-биолитов угольного ряда, преимущественно буроугольного сырья, включая окисленный лигнит - леонардит, в частности к крупнотоннажному производству гуминовых веществ агротехники, обеспечивает умеренные капитальные затраты и технологическую себестоимость в производстве. Применение группы изобретений в комплексе, в связи с гибкостью представляемых технологий по выработке гуминосодержащих веществ обеспечивает более полную утилизацию сырья с увеличением эффективности его переработки благодаря расширению линейки вырабатываемой коммерческой продукции.

Предшествующий уровень техники

Относительно технологий переработки буроугольного сырья в органо-минеральные удобрения и препараты известно множество решений, которые можно сгруппировать на основе физико-химических эффектов, (исключив редко применяемые процессы):

процессы размалывания углей на мелкие фракции;

окислительные процессы;

процессы выщелачивания;

процессы растворения, преимущественно в водной среде;

процессы электрохимические;

процессы кислотного осаждения;

процессы отстаивания;

процессы фильтрации, центрифугирования и декантации;

процессы сгущения и сушки выпариванием.

Большинство известных решений ориентированы на промышленное применение как приготовление одного базового коммерческого продукта с его модификациями, например с использованием в нём добавок в виде минеральных удобрений и/или микроэлементов.

Представляемое же изобретение, в связи с его структурой, ориентировано на промышленное применение, сопровождаемое технологической гибкостью для производства некоторой линейки продукции, а именно:

производство балластных органических удобрений, (суспензионные гели);

производство балластных органоминеральных удобрений, (суспензионные гели);

производство гуминовых биологически активных препаратов, (безбалластные растворы композиций гуминовых кислот различных концентраций и с различным минимально остаточным составом твёрдых фракций по их размерам);

производство фульвокислот - биологически высокоактивных препаратов, (безбалластные растворы различных концентраций и с различным минимально остаточным составом твёрдых фракций по их размерам);

производство гуминовых биологически активных препаратов, (безбалластные сухие соли гуминовых кислот);

производство фульвокислот биологически высокоактивных препаратов, (безбалластные сухие соли фульвокислот - фульваты);

производство топливных брикетов.

Известные, вышеупомянутые, технологические процессы переработки буро-угольного сырья в органоминеральные удобрения и препараты используются в их комбинациях. Например, угольное сырьё размалывают, затем его подвергают окислению и далее обрабатывают щёлочью, и потом следуют другие процессы. Но может быть и так, что после размалывания угольное сырьё окисляют сразу в щелочной среде и дальнейшие технологические переделы могут быть идентичными. В связи с этим и в соответствии с изобретательским замыслом предлагаемого изобретения, ориентированного на технологическую гибкость, представляется целесообразным, что подбор аналогов должен быть несколько расширенным. Диктуется это тем, что физиологическая активность гуминовых препаратов в значительной мере зависит от характеристик сырья, его зольности и окисленности его гуминовых веществ и от особенностей технологических процессов [5, с.4], а также ввиду широты диапазона использования гуминовых удобрений и препаратов. Так, например, фульвовые препараты, обладающие беспрецедентной биологической активностью, в предлагаемом изобретении представлены в составе линейки товарной продукции. Анализируя и обобщая известные технологические решения в ходе подготовки представляемого изобретения, ожидаемо было увидеть, что в целом, технологические процессы представляют собой некие комбинации,

- 2 032714 избранные из таких категорий как: виды и концентрации реагентов, время переработки, [6, 7, 9, 12-14, 16-23, 26, 29, 33, 38-41, 53-55, 59, 60, 63, 64, 66, 68, 87], гидромодуль, [9, 12, 16-22, 26, 29, 33, 37-40, 5355, 59, 60, 86, 87], водородный показатель pH, [9-12, 14, 16, 20, 22, 23, 26, 29, 31, 33, 41, 53-55, 59, 61, 63, 67, 68], вид переработки - изохорический, [14, 16, 18, 26, 39, 53, 55, 86], или в потоке, [15, 17, 19, 20, 22, 55], температура, [6, 7, 9, 13, 15-21, 40, 26, 29, 33, 36, 38, 39, 41, 52, 58, 59, 63, 64, 66-68, 86, 87], статическое давление, [13, 36, 41, 58, 62, 63, 66], или приводятся некоторые отдельные гидродинамические данные, такие как скорости вращения конкретных перемешивающих устройств и кавитаторов, [21, 29, 26, 38, 40, 41, 53, 55, 59, 87] скорости и ускорения центрифуг, [22, 41, 64], или частоты гидроакустических воздействий, [15, 18, 19, 60, 68], и даже удельные мощности звукового давления на единицу площади перерабатываемых композиций, [20, 56, 60, 68], величины магнитной индукции [57] и её частоты [58], а также токи и напряжения, [53, 61, 65, 67], подводимые к перерабатываемым средам. При этом автором представляемого изобретения, за исключением российского решения [20], нигде не обнаружено использование такого параметра как ввод в перерабатываемую среду механоактивационной энергии, размерность которой джоуль/метр кубический.

Это представляется важным, так как такой параметр показывал бы кинетику и численную механику локализованного воздействия на надмолекулярные структуры основного, например буроугольного, сырья и на активацию конверсии крупнейших, протогуминовых, молекул. При этом очевидно, что часть механической энергии обеспечивает разрушение надмолекулярных структур, что можно интерпретировать как увеличение реакционных площадей сырьевой компоненты и её динамическую очистку, другая же часть механической энергии неотъемлемо связана с понятием механохимической активации, благодаря которой, локализовано, создаются статические и разнонаправленные динамические давления в контактных зонах реакционных компонент.

Здесь очевидно и то, что механическая энергия будет преобразована в тепло перерабатываемой среды, и это целесообразно учитывать, не зависимо от условий возможного внешнего нагревания реакционных смесей.

В связи с вышесказанным, в представляемом изобретении применяется концепция использования программируемого дозированного ввода в перерабатываемую среду механической энергии её активации в целях оптимизации технологического процесса. При этом такая концепция не отменяет возможности численных вариаций с теми, или иными реакционными компонентами, а дополняет их обеспечением возможности численного варьирования вводом механической энергии в реакционные смеси. При этом в реакционных смесях могут программно и плавно, посредством регулирования сдвиговых, или ударносдвиговых воздействий, изменяться такие параметры как амплитуда и частота удельного динамического давления, скорость сдвига, локализованные пульсации температур и изменения температуры в целом, а также время переработки.

В соответствии с изобретательским замыслом в понятие программного изменения дозировки ввода в перерабатываемые композиции механической энергии входит смысл использования выработки нескольких пилотных партий целевых продуктов, с вариациями технологических характеристик и, по результатам сравнительного анализа этих пилотных партий - программируются численные уставки, обеспечивающие подобранную оптимальность технологии производства в коммерческих объёмах. При этом понимается и то, что дозирование механической энергии в механохимических реакторах может быть в широких диапазонах и части этого диапазона условно можно связать с гидромодулем :

режимы энергетически умеренного перемешивания, (гидромодуль 0,15-1,5), применяемые например в [24, 25];

режимы энергетически повышенного перемешивания и гидродинамической или акустической кавитации, (гидромодуль от 1,5-4 и выше), например [19, 26];

режимы гидродинамической и энергетически развитой кавитации, т.е. с малыми X-числами кавитации, [8, с. 236, 237] и при относительно больших скоростях потоков (гидромодуль более от 2 до 300);

режимы высокоэнергетического перемешивания - в составе представляемого изобретения, с автоматическим поддержанием параметров в подкавитационной зоне независимо от дрейфа всех остальных основных параметров (гидромодуль от 0,9 и выше).

Здесь введенное в представленном изобретении, понятие подкавитационной зоны, в соответствии с изобретательским замыслом, предполагает некоторую новую оптимизацию технологических процессов, основанную на следующем:

при некотором составе условно фиксированных параметров механохимической переработки сырьевых компонент или полупродуктов, производительность, а иногда и качество вырабатываемой продукции оказываются прямо пропорциональными массопереносу реакционных компонент, что очевидно связано с увеличением вводимой механической энергии в перерабатываемую среду, однако до некоторых определённых пределов;

одним из таких технически легко фиксируемых пределов является порог перехода механохимического реактора в режим кавитации. С увеличением энергии этого режима чаще всего эффективность переработки соответствует экстремальной функции. При этом предполагается, что участок экстремальной функции находящийся левее наибольшего её значения значительно меньше участка располагаемого пра

- 3 032714 вее наибольшего значения. На практике это приводит к тому, что при больших энергиях кавитации наступают процессы сильной механо-деструкции перерабатываемых компонент и полезные вещества разрушаются.

В связи с этим, одно из новых решений в представленном изобретении обеспечивает автоматическое поддержание режимов механохимических реакторов в под-кавитапионной зоне, при которых ввод механической энергии в перерабатываемые среды столь большой, чем обеспечивается некоторый максимальный массоперенос реакционных компонент с одной стороны, и с другой стороны, обеспечивается ограничение вводимой в перерабатываемую среду механической энергии для предотвращения перехода работы реакторов в режимы кавитации. Такое ограничение вводится в связи с тем, что иногда ультразвуковая обработка, включая кавита-пионную могут иметь значительный отрицательный эффект, [18, 19].

Известно американское изобретение [9] Метод извлечения молекул фульвовой кислоты, ориентированное на крупномасштабное производство фульвокислот, имеющих высочайшую степень биологической активности, извлекаемых из леонардита, без использования химических веществ, что позволяет получать коммерческий продукт, который может быть сертифицирован как органический. Согласно этому изобретению гумусовый материал смешивают с водой и растворяют некоторое, небольшое количество молекул фульвокислот. Затем для увеличения выхода продукта, применяют биологическую переработку смеси, посредством микроорганизмов в присутствии кислорода в течение 1-7 дней, окисляя органические компоненты сырья. Затем применяют процесс микрофильтрации, в котором отделяют растворённые фульвокислоты от молекул гумина и от хотя-бы части молекул гуминовых кислот. После чего может использоваться вакуумная сушка или вымораживание влаги с получением гранул фульвокислот.

Общими признаками с предлагаемым изобретением, являются использование сырьевого мелкодисперсного гумусового материала - леонардита, приготовление смеси сырья с водой, водная экстракция фульвокислот, фильтрация и вакуумная сушка с получением сухих солей фульвокислот.

Причины, препятствующие получению технического результата по выработке фульвокислот, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с изобретением, описанным в [9]:

недостаточная гибкость технологии, не обеспечивающая широту линейки выпускаемой товарной продукции (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы композиций гуминовых кислот, безбалластные растворы фульвокислот, топливные брикеты);

низкая производственная мощность в части технологических регламентов основного оборудования в связи со временем переработки сырья в фульвокислоты за 1-7 дней, против 10-20 мин по представляемому изобретению;

отсутствие применения механоактивации в процессах экстракции, (растворение и биопереработкаокисление), в т.ч. адаптивно-оптимизированной, что обусловливает относительно небольшой выход продукта;

отсутствие процессов декантации центрифугированием и осаждения гуминовых веществ значительно разгружающих работу фильтров;

отсутствие использования летучих веществ содержащихся в исходном угле;

отсутствие утилизации остаточного угля - в коммерческий продукт;

отсутствие утилизации отходящей влаги при относительно большом гидромодуле 7-8;

отсутствие использования теплоты сгорания остаточного угольного сырья.

Известно американское изобретательское решение, касающееся также получения фульвиковых препаратов [10], Извлечение фульвиковых полезных ископаемых из гуминовых веществ. Концепцией этого изобретения является достижение цели - получать фульвиковые растворы, имеющие высокую биологическую активность и безопасные для внутреннего и наружного применений людям и животным, а также для опрыскивания листьев растительности. Что достигается относительно просто. Безопасность обеспечивается тем, что в технологическом процессе не используются кислоты, используются вода и те щелочные экстрагенты, которые безопасны, например гидроксиды кальция и магния, а понижение водородного показателя pH обеспечивают простым отстаиванием раствора. После отстоя раствора, поднявшуюся фракцию фульвокислот собирают.

Общими признаками с представляемым изобретением, являются использование сырья, содержащего комплексы гуминовых веществ, очень вероятно процесс измельчения сырья, (нет данных), использование воды в процессе выщелачивания и собственно процесс выщелачивания, выделение, (отличающимися процессами) фульвиковых компонент из раствора в жидком виде.

Причины, препятствующие получению технического результата по выработке фульвокислот, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с изобретением, описанным в [10]:

недостаточная гибкость технологии, не обеспечивающая широту линейки выпускаемой товарной продукции (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, сухие фульваты, топливные брикеты);

низкая производственная мощность в части технологических регламентов основного оборудования в связи со временем переработки сырья в фульвокислоты, в связи с относительно длительным, (нет данных) процессом естественного отстаивания раствора, против 10-20 мин по представляемому изобрете

- 4 032714 нию;

отсутствие применения механоактивации в процессе экстракции, в т.ч. адаптивно-оптимизированной, что обусловливает выход продукта относительно небольших концентраций;

отсутствие процессов декантации центрифугированием и осаждения гуминовых веществ и фильтрации, что снижает выход продукта из раствора;

отсутствие использования летучих веществ содержащихся в сырье;

отсутствие утилизации остатков сырья - в коммерческий продукт;

отсутствие утилизации отходящей влаги, в составе остатков сырья;

отсутствие использования теплоты сгорания остаточного сырья.

Известно американское изобретение [11] Извлечение из гуминовых веществ фульвиковых полезных ископаемых, витаминов, аминокислот, ферментов и фито нутриентов. Технологическая сущность этого изобретения почти ни чем не отличается от вышеописанного изобретения [10], за исключением перечня получаемых органических веществ, который расширен в соответствии с наименованием этого изобретения [11]. В связи с этим здесь не представляется целесообразным описывать общие признаки с предлагаемым изобретением и описывать причины препятствующие получению технического результата по выработке фульвокислот, и других продуктов как части составляющей представляемое изобретение, по сравнению с изобретением, описанным в [11].

Известно американское изобретение [12], Удобрение. По этому изобретению из природных органических веществ, предпочтительно из торфа или угля, получают органические удобрения, в составе которых присутствует органический углерод.

Согласно этому изобретению вырабатывается три группы по видам продуктов:

линейка из 16 продуктов, представляющих собой жидкие, малобалластные органоминеральные и высококонцентрированные удобрения с содержанием влаги около 60-80%, при начальном гидромодуле технологического процесса 6-13, и с практически нейтральным показателем pH 6,5-7;

жидкая кальций-пропионатная, малобалластная композиция с содержанием влаги около 70%, с нейтральным показателем pH 6,5-7, представляющая собой композицию питательных веществ, улучшающую клеточную структуру растений и являющаяся биоцидом широкого спектра действия, успешно борющаяся с болезнями растений, (в списке 22 болезни);

условно сухое, (15-20% влаги) балластное органоминеральное удобрение, получаемое из мелкодисперсного торфа, пропионовой кислоты с добавлением сульфата калия или хлорида калия и микроэлементов.

Для обеспечения свойств безопасности продуктов по этому изобретению, [12] в первичных технологических переделах, при выщелачивании физиологически активных органических углеродных веществ применяют гидроксид калия, используемый, например, в пищевой промышленности, с гидромодулем 6 т 13. Что же касается использования кислот, то здесь безопасность продуктов обеспечивается применением этилендиаминтетрауксусной кислоты, (Трилон Б), или применением пропионовой кислоты.

Первая, Трилон Б - это ион коагулянт. Схема действия его основана на извлечении ионов металла из нерастворимых солей металлов и замещения их на ионы натрия, почти все соли, которого растворимы в воде, причем независимо от валентности металла 1 молекула трилона реагирует с 1 молекулой металла. Вторая, пропионовая кислота - это безопасный консервант в пищевой промышленности, которая также используется в производстве лекарств. Кроме того, эта кислота препятствует росту плесени и некоторых бактерий.

Это относительно новое изобретение [12], (американский патент 2011 года), показывает современные и передовые достижения в агрохимии, посредством которых могут высокоэффективно выращиваться продукты питания, определяемые как органические, и соответственно этому могут сертифицироваться.

В связи с этим использование представляемого изобретение, как комплекса технологических аппаратов обеспечивает производство таких же, или им подобных органических удобрений, а кроме того и других. Написанное несколько выше обсуждение компонентов изобретения [12] не может рассматриваться как приоритетное против предлагаемого изобретения, хотябы потому, что предлагаемое изобретение, (в составе группы) ориентировано в целом на функциональную структуру - комплекс технологических аппаратов, с новыми свойствами, как самих аппаратов, так и функциональной структуры. Обсуждение компонентов изобретения [12] здесь приведено для описания современной ситуации в области соответствующей техники и не истолковывается как допущение, что обсуждённое имеет приоритет.

Общими признаками с представляемым изобретением, являются использование основного сырья, содержащего природные органические углеродные комплексы гуминовые вещества, (уголь);

расширенная линейка по видам товарной продукции;

процессы измельчения основного сырья;

процессы жидкофазного выщелачивания в водных растворах;

процессы обработки полу продуктовых смесей кислотами, для понижения показателей pH;

процессы добавления в перерабатываемые полупродукты минеральных веществ и органических ки

- 5 032714 слот;

процессы добавления в перерабатываемые полупродукты микроэлементов;

Причины препятствующие получению технического результата по выработке органо-минеральных удобрений и препаратов, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с изобретением описанным в [12]:

недостаточная гибкость технологии, не обеспечивающая широту линейки выпускаемой товарной продукции, (не представлены, безбалластные растворы фульвокислот, сухие фульваты и топливные брикеты);

низкая производственная мощность в части технологических регламентов основного оборудования в связи со временем полной переработки сырья в продукты за 13-25 ч, против 10-20 мин по представляемому изобретению;

отсутствие применения механоактивации в процессе экстракции, в т.ч. адаптивнооптимизированной, что обусловливает пониженную концентрацию органического углерода в полупродуктовом удобрении;

отсутствие процессов активной декантации центрифугированием и фильтрации, что обусловливает пониженную концентрацию органического углерода в полупродуктовом удобрении;

отсутствие использования летучих веществ содержащихся в сырьевом угле; отсутствие утилизации остаточного органического сырья, например угля в коммерческий продукт; отсутствие использования теплоты сгорания остаточного органического сырья.

Известно американское изобретение [13] Извлечение гуминовых кислот.

Метод извлечения гуминовых кислот заключается в использовании сырьевого окисленного угля, который смешивают с водным раствором гидроксида натрия, полученную смесь нагревают, под давлением 0,5 МПа, до температуры 100-160°С. При таких параметрах, с гидромодулем 5-7, смесь выдерживают 1-2 ч, чем осуществляют экстракцию гуминовых кислот. Затем посредством сепарации продукт отделяется от остатков.

Общими признаками с представляемым изобретением, являются использование основного сырья - окисленный уголь;

очень вероятно (не приводится) процессы измельчения угля; процессы жидкофазного выщелачивания в водных растворах; процессы активной декантации центрифугированием.

Причины, препятствующие получению технического результата по извлечению гуминовых кислот, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с изобретением описанным в [13]:

недостаточная гибкость технологии, не обеспечивающая широту линейки выпускаемой товарной продукции, (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы фульвокислот, сухие фульваты и топливные брикеты);

низкая производственная мощность в части технологических регламентов основного оборудования в связи со временем полной переработки сырья в продукты за 1,5-2,5 ч, против 10-20 мин по представляемому изобретению;

относительно повышенные энергозатраты, в связи с работой реактора при повышенных температурах под давлением;

отсутствие применения механоактивации в процессе экстракции, в т.ч. адаптивнооптимизированной, что обусловливает некоторое понижение концентрации гуминовых кислот в готовом продукте;

отсутствие использования летучих веществ содержащихся в сырьевом угле;

отсутствие использования теплоты сгорания остаточного сырья; отсутствие утилизации остаточного сырья в коммерческий продукт.

Известно американское изобретение [14] Метод производства фульватного кальция из гумусного материала. Изобретение предполагает использование леонардита, как источника сырья, априорно содержащего наибольшее количество гуминовых веществ. Технология производства фульватного кальция начинается с того, что сырьё дробят в молотковой мельнице и смешивают его с водой и гидроксидом натрия в соотношении, обеспечивающем водородный показатель pH 10,0. Далее щелочной раствор перемешивается с углем при гидромодуле 175-300 в течение 15-30 мин, в ходе чего экстрагируются гуминовые и фульвовые кислоты, а гумин остаётся нерастворимым. Затем добавляя в полученную суспензию хлористо-водородную кислоту, в течение 15-30 мин с перемешиваем суспензии осаждают гуминовые кислоты в твёрдый вид. Что осуществляется уже с показателем pH 4,5. При этом фульвовые кислоты остаются в этой суспензии в растворённом виде. Затем используя сгустительный аппарат и добавляя в суспензию флокулянт, в течение 1 ч формируют из твёрдых частиц гуминовых кислот крупные и устойчивые хлопья. Далее из сгустителя, раствор уже фульвиковых кислот, отделённый от твёрдых фракций направляют в отстойник, а из нижней части сгустителя выводится высококонцентрированная суспензия в некий аппарат, так называемый подъёмник. Посредством которого из суспензии выделяется раствор

- 6 032714 фильтрата, который добавляют в вышеупомянутый процесс экстракции, а оставшиеся отходы выводятся из того же подъёмника.

В отстойнике к раствору фульвиковых кислот добавляют гидроксид кальция, перемешивая состав около 15 мин, при этом поднимается водородный показатель pH до 13,5. Чем обеспечивается осаждение фульвиковых кислот в виде фульвата кальция. Из суспензии которого, с некоторым подсушиванием, на фильтре отмываются отходы в виде некого раствора, с получением, таким образом, продукта - фульвата кальция, в дальнейшем включая его гранулирование.

Общими признаками с представляемым изобретением, являются в том числе технологические процессы, обеспеченные составом оборудования в представляемом изобретении:

использование наилучшего, из возможных, сырья - леонардита;

размалывание сырья до мелких фракций;

экстракция гуминовых кислот в водно-щелочных растворах;

осаждение гуминовых кислот из раствора посредством применения кислоты;

применение флокулянтов для агрегации мелкодисперсных частиц гуминовых кислот в крупные и устойчивые хлопья;

процессы грубого разделения технологической суспензии на твёрдую и жидкую фазы, с получением полу продуктового раствора;

процессы фильтрации полу продуктового раствора, (отличающиеся обратной технологической функциональностью - в изобретении [14] полупродукт в твёрдой фазе, после его осаждения повышением pH до 13,5; а по представляемому изобретению полупродукт в жидкой фазе);

процессы просушки продукта.

Причины препятствующие получению технического результата по производству фульватов, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с изобретением [14]:

недостаточная гибкость технологии, не обеспечивающая широту линейки выпускаемой товарной продукции, (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы композиций гуминовых кислот, безбалластные сухие соли гуминовых кислот, безбалластные растворы фульвокислот и топливные брикеты);

низкая производственная мощность в части технологических регламентов основного оборудования в связи со временем полной переработки сырья в продукт за 2-2,5 ч, против 10-20 мин по представляемому изобретению;

отсутствие применения механоактивации в процессе экстракции, в т.ч. адаптивно-оптимизированной, что обусловливает некоторое понижение концентрации гуминовых кислот в готовом продукте;

отсутствие утилизации отходящей влаги, в составе остатков сырья и в составе отходящего раствора;

отсутствие использования теплоты сгорания остаточного сырья;

отсутствие утилизации остаточного сырья в коммерческий продукт. Известно технологическое решение, представленное в [16] Способ выделения гуминовых кислот. В этом относительно простом решении используют классическую последовательность технологических переделов, а особенностью изобретения является использование триэтаноламиновой соли лаурилсульфата. Что при упомянутой простоте обеспечивает получение солей гуминовых кислот с выходом до 99,4%.

Здесь выделение гуминовых кислот из бурого угля ведут путём экстракции 2-2,5% водным щелочным раствором с триэтаноламиновой солью лаурилсульфата, используемых в весовом соотношении 1 : 0,25, при 85-90° С и с гидромодулем около 10, с последующим выделением полупродукта посредством разбавлением реакционной смеси водой в 1,5 раза и подкислением до pH 3,5-4, с перемешиваем. Далее полупродукт фильтруют и высушивают.

Общими признаками с представляемым изобретением, являются:

использование буроугольного сырья;

размалывание сырья до мелких фракций, (не указано, но очень вероятно);

осаждение гуминовых кислот из раствора посредством применения кислоты; процесс фильтрации полу продуктовой суспензии;

процесс просушки фильтрата до товарного продукта.

Причины, препятствующие получению технического результата по производству фульватов, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с изобретением [16]:

недостаточная гибкость технологии, не обеспечивающая широту линейки выпускаемой товарной продукции, (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы композиций гуминовых кислот, безбалластные растворы фульвокислот, безбалластные сухие соли - фульваты и топливные брикеты);

относительно низкая производственная мощность в части технологических регламентов основного оборудования в связи со временем полной переработки сырья в продукт, около 1 ч, против 10-20 мин по представляемому изобретению;

- 7 032714 отсутствие применения механоактивапии в процессе экстракции, в т.ч. адаптивно-оптимизированной, что обусловливает применение дополнительного реагента и увеличивает время переработки;

отсутствие утилизации отходящей влаги, в составе остатков сырья и в составе отходящего раствора; отсутствие использования летучих веществ содержащихся в сырьевом угле;

отсутствие утилизации остаточного сырья в коммерческий продукт.

Известно близкое к классическому технологическое решение [17] Технология получения растворимых гуматов из торфа. Согласно этой технологии торф измельчают до 1-2 мм, смешивают с 2% раствором кальцинированной соды или гидроксидом натрия (гидромодуль около 10) и обрабатывают эту смесь в механическом диспергаторе. Окончательное извлечение гуминовых кислот осуществляют в реакторе при подогреве суспензии до 80-10°С с интенсивным её перемешиваем 0,5-1,0 ч. При этом реактор запитывается острым паром от внешнего источника посредством эжектора. Непрореагировавший торф отделяется от раствора гуматов центрифугой, с промывкой дополнительной водой. Промытый осадок направляют в отвал, а промывочную воду из центрифуги (с целью уменьшения потерь гуматов) подают на приготовление содового раствора.

Полученный слабый 2% раствор гуматов упаривают под некоторым вакуумом до 15% концентрации.

Общими признаками с представляемым изобретением, являются использование близкого по составу сырья;

проведение основных процессов в потоке; размалывание сырья до мелких фракций;

механохимическая активации в ходе экстракции;

отделение балластов от полу продуктовой суспензии центрифугированием;

вакуумная сушка;

использование водной компоненты в рециклах.

Причины, препятствующие получению технического результата по производству гуминовых кислот, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с технологией описанной в [17] :

недостаточная гибкость технологии, не обеспечивающая широту линейки выпускаемой товарной продукции, (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы фульвокислот, безбалластные сухие гуматы, безбалластные сухие соли -фульваты и топливные брикеты);

относительно низкая производственная мощность в части технологических регламентов основного оборудования в связи со временем полной переработки сырья в продукт, 0,5-1 ч, против 10-20 мин по представляемому изобретению;

отсутствие применения в процессе экстракции адаптивно-оптимизированной механоактивации, что увеличивает время переработки сырья и обусловливает относительно небольшой выход продукта - 20,6% на сухой торф;

Известно изобретение [18] Способ выделения гуминовых кислот из бурого угля. Здесь при обработке бурого угля инфразвуком, в относительно широком классе 2-6 мм, аммиаком при температуре всего лишь 20-30° С и с гидромодулем около 9, получают выход гуминовых кислот 96%. При этом время переработки сырья составляет всего лишь 5-6 мин.

В этом изобретении существует очень значимая исследовательская ценность, экспериментально показывающая, что с повышением температуры переработки буроугольного сырья свыше 30° до 100°С выход гуминовых кислот снижается почти вдвое.

Здесь же [18], показано, что обработка водоаммиачной суспензии инфразвуковыми колебаниями с частотами 15-20 Гц, по сравнению с весьма популярными процессами с применением ультразвука, выход гуминовых кислот больше в 2,5-2,7 раза. При этом продолжительность экстракции уменьшается в 17-24 раза. Общими признаками с представляемым изобретением, являются использование буроугольного сырья;

использование буроугольного сырья близких фракций;

проведение процессов экстракции при низких температурах;

применение низкочастотных механоактивационных воздействий на перерабатываемую среду; продолжительность технологических процессов - единицы минут.

Причины, препятствующие получению технического результата по производству гуминовых кислот, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с технологией описанной в [18] :

- 8 032714 отсутствие технологической гибкости, производится только один продукт - раствор балластных гуминовых кислот, (не представлены балластные органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы гуминовых кислот, безбалластные растворы фульвокислот, безбалластные сухие гуматы, безбалластные сухие соли - фульваты и топливные брикеты);

низкая производственная мощность обусловленная малым объёмом реактора;

применение технологии изохорного типа;

отсутствие применения в процессе экстракции адаптивно-оптимизированной механоактивации, что могло бы дополнительно сократить время переработки сырья;

отсутствие использования летучих веществ содержащихся в сырье.

Известно изобретение [19] Способ получения гуминовых кислот и устройство для его осуществления. Согласно этому изобретению из окисленного бурого угля или из торфа получают высококонцентрированный - 18% раствор гуминовых кислот, применяя выщелачивание, с гидромодулем - 2 и сопровождающееся низкочастотными акустическими колебаниями. Процесс выщелачивания ведётся при оптимальной температуре 60-80°С, в течение 5-10 с. При этом извлечение гуминовых кислот составляет 98,2-100%.

В этом изобретении [19] декларируется, что благодаря применению низкочастотных акустических колебаний при некотором эффекте вибрирующих кавитационных струй время переработки угля сокращается в сотни раз, как и производительность процесса также в сотни раз.

Общими признаками с представляемым изобретением, являются использование сырья - каустобиолитов угольного ряда; использование буроугольного сырья близких фракций; проведение процессов экстракции при низких температурах; проведение технологических процессов в потоке;

продолжительность технологических процессов - единицы минут. применение низкочастотных механоактивационных воздействий на перерабатываемую среду; механическое разделение твёрдой и жидкой фаз.

Причины, препятствующие получению технического результата по производству гуминовых кислот, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с технологией, описанной в [19]:

отсутствие технологической гибкости, производится только один продукт - безбалластный раствор гуминовых кислот, (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы фульвокислот, безбалластные сухие гуматы, безбалластные сухие соли - фульваты и топливные брикеты);

отсутствие применения в процессе экстракции адаптивно-оптимизированной механоактивации, что могло бы оптимизировать технологические процессы относительно характеристик различного сырья из угольного ряда каустобиолитов;

Известно российское изобретение [23], Способ производства концентрата гуминовой кислоты из бурого угля и линия для производства концентрата гуминовой кислоты. Это способ, включающий измельчение бурого угля до получения микрочастиц, приготовление суспензии в слабом растворе щелочи и экстрагирование, при механическом перемешивании суспензии в реакторе-смесителе, из микрочастиц угля гуминовой кислоты, характеризующийся тем, что уголь подвергают двухступенчатому измельчению, при этом на второй ступени измельчения применяют классическую высокоскоростную стержневую мельницу, а при перемешивании суспензии в реакторе-смесителе одновременно воздействуют на нее ультразвуком в течение 7-15 мин, далее производят разделение твердой фазы от жидкой путем осаждения нерастворимого угля-золы в отстойнике в течение 15-20 мин, а жидкую фазу подают в крекингреактор, вводят катализатор - соляную кислоту, осуществляют расщепление жидкой фазы на воду и гуминовую кислоту 90%-ной, 70%-ной и 40%-ной концентрации после отстоя в течение не менее 24 ч, при этом, изменяя концентрацию вводимой в крекинг-реактор соляной кислоты, регулируют РН товарных концентратов гуминовых кислот, а воду возвращают на рецикл в реактор-смеситель.

Общими признаками с представляемым изобретением, являются использование буроугольного сырья близких фракций;

дробление буроугольного сырья;

очень вероятно (не указано) проведение процессов экстракции и расщепления реакционных смесей на гуминовые кислоты и воду при низких температурах;

проведение большей части технологических процессов в подобных аппаратах; продолжительность технологических процессов - единицы минут; применение механоактивационных воздействий на перерабатываемую среду; механическое и гравитационное разделение фаз. применение отработанной воды в рециклах.

- 9 032714

Причины, препятствующие получению технического результата по производству гуминовых кислот, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с технологией описанной в [23]:

отсутствие технологической гибкости, производится продукты только одного вида - безбалластные растворы (гели) гуминовых кислот, различной концентрации, (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы фульвокислот, безбалластные сухие гуматы, безбалластные сухие соли - фульваты и топливные брикеты);

отсутствие применения в процессе экстракции адаптивно-оптимизированной механоактивации, что могло бы оптимизировать технологические процессы относительно характеристик применяемого сырья бурого угля и могло бы разнообразить использование сырья из угольного ряда каустобиолитов;

Известно российское изобретение [20], Способ получения органоминеральных удобрений, заключающийся в том, что предварительно приготавливают смесь раствора щелочи с уровнем pH не менее 12, с любым каустобиолитовым сырьём угольного ряда, после чего производят кавитационное диспергирование воздействием ультразвуковым излучением из расчета удельной мощности 1-4 Вт на 1 см в зоне обработки смеси в течение 5-15 мин. Затем в эту смесь добавляют ортофосфорную кислоту в количестве обеспечивающем снижение показателя pH до 2-1. Далее обрабатывают этот раствор ультразвуковым излучением тех же параметров в течение того же диапазона времени, после чего полученный раствор смешивают со щелочью, в количестве, обеспечивающем нейтрализацию раствора до pH 7-7,5 и далее вводят в полученное жидкое гуминовое удобрение питательные микроэлементы.

В результате чего получают балластные гуматы в жидком виде.

Важным обстоятельством в рассматриваемом изобретении представляется некоторая возможность контроля механоактивации применяемой в ходе переработки реакционных смесей, это дозирование механической энергии в эти смеси.

Общими признаками этого изобретения [20] с представляемым изобретением, являются использование сырья - каустобиолитов угольного ряда;

дробление сырья, (не указано, но очень вероятно);

очень вероятно (не указано) проведение процессов экстракции при низких температурах; сравнительно близкая продолжительность технологических процессов;

применение дозированных механоактивационных воздействий на перерабатываемые реакционные композиции.

Причины, препятствующие получению технического результата по производству гуминовых кислот, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с технологией описанной в [20]:

отсутствие технологической гибкости, производится только один продукт - балластный раствор (суспензии, гели) гуминовых кислот с микроэлементами, (не представлены безбалластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы фульвокислот, безбалластные сухие гуматы, безбалластные сухие соли - фульваты и топливные брикеты);

отсутствие применения в процессе экстракции адаптивно-оптимизированной механоактивации, что могло бы оптимизировать технологические процессы относительно характеристик разного сырья - каустобиолитов угольного ряда;

отсутствие процесса рецикла воды;

Известно российское изобретение [21] Способ получения азотосодержащих гуминовых удобрений из торфа. Здесь ведут переработку торфа водным раствором аммиака при его концентрации 0,5-5,0% в течение 30 мин в роторном кавитационном аппарате, а затем добавляют пероксид водорода в количестве 5-20% от массы абсолютно сухого торфа и проводят окисление при интенсивном кавитационном воздействии в течение 15-60 мин при температуре 60°С, при гидромодуле 2. Затем от полученной смеси центрифугированием отделяют жидкую фазу, из которой посредством вакуумной сушки готовят сухой продукт. Общими признаками с представляемым изобретением, являются использование сырья из каустобиолитов угольного ряда;

проведение основных процессов переработки сырья при низких температурах;

применение механоактивационных воздействий на перерабатываемые реакционные композиции; близкие значения гидромодуля;

применение процессов активного механического разделения реакционных смесей на твёрдую и жидкую фазы;

применение процессов концентрации жидких фаз до условно сухого продукта посредством вакуум

- 10 032714 ной сушки.

Причины, препятствующие получению технического результата по производству гуминовых веществ, как части, составляющей представляемое изобретение, по сравнению с технологией описанной в [21]:

отсутствие технологической гибкости, производится только один продукт - условно сухое безбалластное гуминовое азотосодержащее удобрение, (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения - суспензионные гели, безбалластные растворы композиций гуминовых кислот, безбалластные растворы фульвокислот, безбалластные сухие соли - фульваты и топливные брикеты);

отсутствие применения в основных процессах переработки реакционных композиций адаптивнооптимизированной механоактивации, что могло бы улучшить эффективность технологических процессов;

отсутствие процесса рецикла воды;

Известно российское технологическое решение, представленное в [6, 7], Установка для получения гуминовых веществ. Здесь эффективность трансформации бурых углей в гуминовые вещества основана на возможности частичной пере конфигурации потока перерабатываемой среды по оборудованию, в случае использовании сырьевого угля с низким выходом гуминовых веществ. Технологическое решение представлено следующими переделами:

дробление бурого угля до класса 0-2 мм;

обеспечение влагосодержания в угле не менее 30%;

перемешивание дроблёного влажного угля с сухой щёлочью;

выдержка углещелочной смеси при комнатной температуре до полного растворения щёлочи во влаге угля, 1 ч;

полная просушка углещелочной смеси посредством продувки её воздухом с температурой 130150°С, в течение 4-7 ч;

изохорная экстракция водой при температуре 90-100°С, 1 ч;

микрофильтрация суспензионного экстракта;

при необходимости, концентрация экстракта на установке обратного осмоса;

просушка полученного раствора гуматов горячим воздухом до пастообразного состояния;

вакуумная просушка гуматов до порошков, с влажность 8-10%.

В этой технологии общими признаками, с предлагаемым изобретением являются наличие технологической гибкости - возможность пере конфигурации потока перерабатываемой среды по оборудованию, дробление сырьевого угля, обеспечение регламентируемых содержаний влаги, сильно отличающийся процесс экстракции, фильтрация экстрактов и вакуумная просушка до порошкообразного состояния препаратов.

Причины, препятствующие получению технического результата, который обеспечивается представляемым изобретением по сравнению с технологией, описанной в [6, 7]:

недостаточная гибкость технологии, не обеспечивающая широту линейки выпускаемой товарной продукции, (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы композиций гуминовых кислот, безбалластные растворы фульвокислот, топливные брикеты);

низкая производственная мощность в части технологических регламентов основного оборудования в связи со временем переработки сырья в гуминовые вещества за 6-9 ч, против 10-20 мин по представляемому изобретению;

отсутствие жидкофазного окислительного процесса обеспечивающего значительное увеличение выхода гуминовых веществ, как это указано в [27];

отсутствие применения механоактивации в процессе экстракции, в том числе адаптивно-оптимизированной;

отсутствие процессов декантации центрифугироваем и осаждения гуминовых веществ значительно разгружающих работу фильтров;

отсутствие утилизации отходящей влаги, при относительно большом гидромодуле, равном 23-33;

отсутствие использования теплоты сгорания остаточного угля.

Известно российское изобретение [15], Способ получения органоминеральных удобрений и технологическая линия для его осуществления. Изобретением предполагается выпуск двух видов товарной продукции с возможностью некоторой их модификации по параметрам, ввиду некоторой универсальности технологии. Продукция: жидкое удобрение, (суспензионные) балластные гуминовые кислоты и сухое гранулированное комплексное гуминовое органоминеральное удобрение.

- 11 032714

Это изобретение наиболее подходящее по общим существенным признака, к представляемому изобретению и принято за прототип.

Общими признаками аналога [15] с предлагаемым изобретением являются универсальность и гибкость технологической схемы, обеспечивающей выпуск товарной продукции более одного вида с возможностью их модификациями;

использование такого сырья как бурый уголь и вода;

проведение основных процессов в потоке;

применение процессов выщелачивания на основе водных растворов с гидромодулем больше 1; использование процессов выщелачивания при малых расходах щелочей;

применение жидкофазной механоактивации и диспергирования реакционных компонент в процессах экстракции, (по аналогу [15] - кавитационная гидроударная обработка, по представляемому изобретению - адаптивно оптимизированная механоактивация);

применение процессов вакуумной сушки при получении продуктов биостимуляторов растений;

применение процессов тепловой сушки, (по прототипу - касается продуктов биостимуляторов, по представляемому изобретению - относится к производству продуктов биостимуляторов и топливных брикетов);

применение процессов грануляции (по прототипу - касается продуктов биостимуляторов, по представляемому изобретению - относится к производству продуктов биостимуляторов и топливных брикетов).

Причины, препятствующие получению технического результата, в части приготовления органоминеральных гуминовых удобрений и препаратов по сравнению с изобретением [15]:

отсутствие применения в процессах экстракции-диспергирования, адаптивно-оптимизированной механоактивации, по прототипу [15] многократно применяются менее эффективные процессы кавитационной, (относительно высокочастотной) обработки по сравнению с данными в [18, 19];

отсутствие процессов декантации центрифугироваем и осаждения гуминовых веществ значительно разгружающих работу фильтров, в ходе производства продуктов расширяющих товарную линейку;

отсутствие утилизации отходящей влаги, при относительно большом гидромодуле, (не приводится), но составляющим более 2-3;

отсутствие использования теплоты сгорания остаточного угля;

использование дополнительного внешнего топлива для генерации технологического тепла;

относительно большая неоднородность используемых технологий, вследствие чего, слишком увеличенная металлоёмкость оборудования; фактически в изобретении - прототипе добавлен мусороперерабатывающий завод ради добавления органоуглеводной сырьевой составляющей, (которой в общем объёме твёрдых бытовых отходов, перерабатываемых на таком заводе, совсем не много); это же как недостаток изобретения [15] отмечается в [28], где указывают на сложность технологического процесса получения органоминеральных удобрений, включающего и переработку сложных по составу городских твердых бытовых отходов - сложность сортировки твердых бытовых отходов в большом наличии в них пластмассовых и полиэтиленовых пакетов, оберток и упаковок, металлических, деревянных, железобетонных и резиновых включений, переработку городских твердых бытовых отходов необходимо выделять в самостоятельное производство, с одновременной сортировкой отходов по назначению в местах их сбора (металл, стекло, пластмасса, пищевые отходы, бумага и т.д.).

Известно российское изобретение [22] Способ получения водорастворимых гуминовых кислот. Это изобретение является наиболее близким по технической сущности к представляемому изобретению и выбрано в качестве прототипа. Согласно этому изобретению в качестве сырья используется каустобиолиты угольного ряда предварительно измельчённые до 1-10 мм. Это сырьё перетирают в 2,0-4,0% растворе гидроксида калия или натрия на жерновой мельнице с гидромодулем около 0,5-2,0. Перетёртую суспензию разделяют в поле центробежных сил (1500 g), на декантере - на твёрдую фазу (остаточный уголь) и на жидкую фазу - раствор гуминовых веществ. Остаточный уголь брикетируют, а раствор гумино-вых веществ подкисляют до pH 2,1-2,5 с образованием коагулированных гуминовых кислот в составе суспензии. Затем из этой суспензии в поле центробежных сил (1500 g), на декантере выделяют тяжёлую фазу - коагулированные гуминовые кислоты, а жидкую фазу подщелачивают и возвращают в начало технологического процесса. Далее коагулированные гуминовые кислоты истирают в жерновой мельнице с добавленным 2-4% раствором щелочного или щелочноземельного металлов, при гидромодуле 0,1-0,2 до достижения pH 3,2-5,0.

- 12 032714

В результате получают готовый продукт - безбалластные водорастворимые гуминовые кислоты в сухом виде.

Общими признаками прототипа [22] с предлагаемым изобретением являются:

использование такого сырья как каустобиолиты угольного ряда; производство более одного вида товарных продуктов;

проведение основных процессов в непрерывных потоках;

применение процессов выщелачивания на основе водных растворов с гидромодулем около 2; использование процессов подкисления с образованием выделения гуминовых кислот из жидкой фазы в тяжёлую фазу - коагулированной пульпы;

применение жидкофазной механоактивации и диспергирования реакционных композиций в процессах экстракции, (по прототипу [22] - перетирание, по представляемому изобретению - адаптивно оптимизированная механоактивация, включающая перетирание и динамический сдвиг с дозированием механической энергии);

применение процессов разделения фаз в поле центробежных сил;

использование остаточной воды в рециклах;

использование остаточного сырья для изготовления топливных брикетов;

Причины, препятствующие получению технического результата по сравнению с прототипом - изобретением, [22]:

недостаточная гибкость технологии, не обеспечивающая широту линейки выпускаемой товарной продукции, (не представлены балластные органические и органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей, безбалластные растворы гуминовых кислот и фульвокислот, сухие кислоты - фульваты);

отсутствие процесса жидкофазного окисления повышающего выход продуктов.

отсутствие адаптивно-оптимизированной механоактивации и применения эмульгирования обеспечивающих повышение эффективности технологий, включая увеличение входа продуктов и включая приготовление особо чистых продуктов без использования щелочей и кислот;

отсутствие гравитационного разделения смесей на компоненты по их плотностям с селективным отбором этих компонент с разных уровней для снижения нагрузки на оборудование механического разделения фаз;

отсутствие процесса вакуумной просушки в ходе приготовления особо чистых и глубоко просушенных продуктов приготавливаемых без использования щелочей и кислот;

отсутствие использования летучих веществ содержащихся в исходном сырье для генерации технологического тепла;

отсутствие использования теплоты сгорания некоторой части твёрдого, остаточного сырья для генерации технологического тепла.

Относительно применения в составе представляемого изобретения механохи-мического реактора переработки высоковязких сред, включая суспензии и пульпы, известно изобретение [75]. В этом изобретении предназначенном для измельчения твердых материалов в жидкости используется компоновка классической стержневой мельницы. Устройство содержит корпус, установленные в нем с возможностью противоположного вращения дискообразные рабочие органы, имеющие на поверхностях, обращенных друг к другу, расположенные концентрическими рядами ударные элементы и разгонные лопатки. Внутренняя торцевая поверхность корпуса имеет тороидальную форму, а тангенциально расположенный выгрузочный патрубок выполнен в виде усеченного конуса и соединен малым отверстием с гидропиклоном. По мнению авторов, этого изобретения повышается эффективность измельчения твердого материала, находящегося в жидкости с последующим их разделением.

Общими существенными признаками изобретения [75] с представляемым изобретением являются: проведение процессов измельчения, активации и перемешивания различных материалов в жидкотекучих средах;

применение генеральной кинематической схемы в конструкторской компоновке соответствующей классической стержневой мельнице, [76];

Причины препятствующие получению технического результата по сравнению с решениями по изобретению [75]:

неспособность устройства переработки реакционных компонент аномально вязких текучих сред ввиду того, что для этого не предусмотрено ни каких специальных конструкторско-технологических решений;

конструкторское решение устройства допускает попадание перерабатываемой среды через осевые отверстия ротора в пространство между ротором и корпусом устройства, что может привести к перегрузкам привода ротора, перегреву конструкции и к заклиниванию ротора.

отсутствие возможности ввода на переработку в устройство второй компоненты в жидком виде, с интенсивным перемешиванием компонент, их диспергации и механоактивации с большим локализованным их массопереносом;

отсутствие функционально связанных регулируемых скоростей приводов роторов и регулирования

- 13 032714 массоподачи в переработку компонент, для обеспечения оптимизации режимов этой переработки и для предотвращения перехода устройства в режим кавитации, посредством контроля акустических шумов в перерабатываемой среде;

Известно изобретение [77] дезинтегратор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, два рабочих органа в виде дисков противоточного вращения, на которых концентричными рядами размещены измельчающие элементы, обращенные друг к другу, и ряды одного диска размещены между рядами другого. При этом в основании входного патрубка на валу одного из дисков введен шнек, помогающий измельчать исходные материалы любой влажности.

Общими существенными признаками изобретения [77] с представляемым изобретением являются: проведение процессов измельчения, активации и перемешивания различных материалов в средах большой (любой) влажности;

Причины, препятствующие получению технического результата по сравнению с решениями по изобретению [77]:

неспособность переработки реакционных компонент аномально вязких текучих сред ввиду того, что для этого не предусмотрено ни каких специальных конструкторско-технологических решений, кроме шнека обеспечивающего работу с материалами большой влажности, но не вязкости;

конструкторское решение допускает попадание перерабатываемой среды через осевые отверстия ротора в пространство между ротором и корпусом устройства, что может привести к перегрузкам привода ротора, перегреву конструкции и к заклиниванию ротора.

отсутствие возможности ввода на переработку в дизинтегратор второй компоненты в жидком виде, с интенсивным перемешиванием компонент, их диспергации и механоактивации с большим локализованным их массопереносом;

отсутствие функционально связанных регулируемых скоростей приводов роторов и регулирования массоподачи в переработку компонент, для обеспечения оптимизации режимов этой переработки и для предотвращения перехода дезинтегратора в режим кавитации, посредством контроля акустических шумов в перерабатываемой среде;

Известно изобретение [78], диспергатор для приготовления эмульсий. Устройство содержит цилиндрический корпус с загрузочным и выгрузочным патрубками, в котором расположены роторы, на которых закреплены многогранные измельчающие элементы, а также отклоняющие концентрические кольца. Устройство снабжено закрепленной на роторе со стороны загрузочного патрубка камерой в виде заборного конуса.

Общими существенными признаками изобретения [78] с представляемым изобретением являются: проведение процессов переработки реакционных компонент в жидком виде;

применение генеральной кинематической схемы в конструкторской компоновке соответствующей классической стержневой мельнице [76];

Причины, препятствующие получению технического результата по сравнению с решениями по изобретению [78]:

неспособность переработки реакционных компонент аномально вязких текучих сред ввиду того, что для этого не предусмотрено ни каких специальных конструкторско-технологических решений;

решение направленное на предотвращение попадания перерабатываемой среды через осевые отверстия ротора в пространство между ротором и корпусом устройства, (камера в виде заборного конуса), является попыткой решить проблему, но не достаточно надёжно выполняет эту функцию, так как остаются зазоры для возможного проникновения перерабатываемой среды в пространство между ротором и корпусом устройства, что может привести к перегрузкам привода ротора, перегреву конструкции и к заклиниванию ротора.

отсутствие возможности ввода на переработку в диспергатор во второй компоненты в жидком виде, с интенсивным перемешиванием компонент, их диспер-гации и механоактивации с большим локализованным их массопереносом;

отсутствие функционально связанных регулируемых скоростей приводов роторов и регулирования массоподачи в переработку компонент, для обеспечения оптимизации режимов этой переработки и для предотвращения перехода диспергатора в режим кавитации, посредством контроля акустических шумов в перерабатываемой среде;

Известно изобретение [79], роторно-пульсационный аппарат предназначен для смешения компонент, диспергирования, гомогенизации, а также пастеризации и стерилизации жидких сред, проведения звукохимических реакций. Он содержит корпус, внутри которого с зазором установлены ротор и статор с турбулизирующими элементами на обращенных друг к другу поверхностях. Ротор выполнен из двух частей с возможностью разъема по оси симметрии диаметрального сечения в плоскости вращения. На смежных сторонах плоскостей стыковки кольцевые проточки образуют резонансный объем. В радиальном зазоре между ротором и статором и корпусом установлены щеточные уплотнения. Турбулизирующие элементы выполнены в виде колец с радиальными прорезями. В ступичной части ротора параллель

- 14 032714 но оси вращения имеются каналы для прохода обрабатываемой среды к дальней от входа в аппарат радиальной зоне ротор-статор. На валу ротора со стороны входного патрубка установлена дополнительная осевая ступень винтового насоса.

Общими существенными признаками изобретения [79] с представляемым изобретением являются проведение процессов переработки реакционных компонент в жидком виде;

применение генеральной кинематической схемы в конструкторской компоновке аппарата относительно близко соответствует классической стержневой мельнице, [76], однако только с одним ротором, (двойной дисмембратор), [80, с.58];

конструкторское решение обеспечивающее предотвращение попадания перерабатываемой среды в пространство между ротором и корпусом аппарата;

применение осевой ступени винтового насоса (по представляемому изобретению - концентрично осевые шнеки) для подачи перерабатываемой среды в реакционную камеру аппарата;

Причины, препятствующие получению технического результата по сравнению с решениями по изобретению [79]:

решение направленное на предотвращение попадания перерабатываемой среды через осевые отверстия ротора в пространство между ротором и корпусом устройства, (камера в виде заборного конуса), является попыткой решить проблему, но не достаточно надёжно выполняет эту функцию, так как остаются зазоры для возможного проникновения перерабатываемой среды в пространство между ротором и корпусом устройства, что может привести к перегрузкам привода ротора, перегреву конструкции и к заклиниванию ротора;

отсутствие функционально связанных регулируемых скоростей приводов роторов и регулирования массоподачи в переработку компонент, для обеспечения оптимизации режимов этой переработки и для предотвращения перехода диспергатора в режим кавитации, посредством контроля акустических шумов в перерабатываемой среде.

Известно изобретение [23]. Здесь используют двухмашинный агрегат - битовый (стержневой ) дезинтегратор конструкторски связанный по своему входу с дробилкой угля посредством шнековой подачи и по своему выходу со смесителем, также посредством шнекового вывода. Дезинтегратор состоит из двух вращающихся в противоположные стороны роторов (корзин), насаженных на отдельные соосные валы. На дисках роторов по концентрическим окружностям расположены ряды ударных элементов (бил). Материал, подлежащий измельчению, подается в центральную часть ротора и, перемещаясь к периферии, подвергается многократным ударам бил, вращающихся с высокой скоростью во встречных направлениях, при этом происходит разрыв внутренних связей измельчаемого материала.

Общими существенными признаками изобретения [23] с представляемым изобретением являются применение генеральной кинематической схемы в конструкторской компоновке дезинтегратора соответствует классической стержневой мельнице [76];

транспортировка перерабатываемой среды в дезинтегратор и из него осуществляется посредством шнековых приводов;

Причины, препятствующие получению технического результата по сравнению с решениями по изобретению [23]:

относительно низкая надёжность возможной переработки реакционных компонент аномально вязких текучих сред ввиду того, что для этого предусмотрено ограниченное количество конструкторскотехнологических элементов - только два шнека;

конструкторское решение дезинтегратора не предотвращает попадание перерабатываемой среды в пространство между ротором и корпусом устройства, что может привести к перегрузкам привода ротора, перегреву конструкции и к заклиниванию ротора;

отсутствие возможности ввода на переработку в дезинтегратор второй компоненты в жидком виде, с интенсивным перемешиванием компонент, их диспер-гации и механоактивации с большим локализованным их массопереносом;

отсутствие функционально связанных регулируемых скоростей приводов роторов и регулирования массоподачи в переработку компонент, для обеспечения оптимизации режимов этой переработки и для предотвращения перехода устройства в режим кавитации, посредством контроля акустических шумов в перерабатываемой среде.

Известно решение [81]. Здесь используется дезинтегратор, в котором подачу перерабатываемой среды осуществляют в осевом (относительно роторов) направлении, симметрично с двух сторон, посредством шнеков с регулируемыми по скоростям приводами. Привода главного движения регулируются также. При этом осуществляется функционально взаимозависимое (посредством специального контроллера) управление скоростями тех и других приводов для оптимизации работы режима дезинтегратора по

- 15 032714 критерию количественного выхода летучих веществ из угля в результате его механодеструкции. Конструкторская компоновка дезинтегратора исключает попадание перерабатываемого материала в пространство между роторами и корпусом дезинтегратора, благодаря использованию устройств типа золотникового гидросъёмника.

Общими существенными признаками изобретения [81] с представляемым изобретением являются применение генеральной кинематической схемы в конструкторской компоновке дезинтегратора соответствует классической стержневой мельнице [76];

конструкторская компоновка дезинтегратора исключает попадание перерабатываемого материала в пространство между роторами и корпусом дезинтегратора, благодаря использованию устройств типа золотникового гидросъёмника;

возможность управления скоростями приводов роторов и приводов подачи материала на переработку, включая при этом функционально взаимозависимое (посредством специального контроллера) управление этими скоростями для оптимизации работы режима дезинтегратора.

Причины, препятствующие получению технического результата по сравнению с решениями по изобретению [81]:

относительно низкая надёжность возможной переработки реакционных компонент аномально вязких текучих сред ввиду того, что для этого предусмотрено ограниченное количество конструкторскотехнологических элементов - только два шнека и отсутствуют устройства внутренней очистки дезинтегратора;

сложность и большая металлоёмкость электромеханической конструкции дезинтегратора, включая необходимость применения специальных электродвигателей с полыми роторами.

Известно решение [82] Дезинтегратор мокрого помола. Это решение является наиболее близким аналогом по изобретательскому замыслу представляемого изобретения, и принято в качестве прототипа.

Это конструкторское решение относится к устройствам для измельчения, активации и перемешивания различных материалов с вращающимися ударными органами стержневого типа. Здесь решается задача повышение надежности работы дезинтегратора при обработке влажных материалов, паст, растворов и суспензий, с предотвращением забивания помольной камеры обрабатываемой средой и предотвращение заклинивания роторов.

Дезинтегратор мокрого помола содержит корпус, образующий помольную камеру с загрузочным и разгрузочным окнами и с установленными внутри неё роторами оснащёнными ударными стержнями и приводами, а помольная камера снабжена вращающимися очистными устройствами щеточного типа, расположенными перпендикулярно к оси роторов; при этом очистные устройства снабжены собственными приводами, не имеющими механической связи с приводами роторов.

Общими признаками прототипа [82] с представляемым изобретением являются проведение процессов измельчения, активации и перемешивания различных материалов в жидкотекучих средах;

помольная камера (рабочий объём механохимического реактора - по представляемому изобретению) снабжены очистительными устройствами;

очистительные устройства приводятся в движение собственными автономными приводами, не имеющими механической связи с приводами роторов.

Причины препятствующие получению технического результата по сравнению с решениями по прототипу [82]:

а) отсутствие надёжности или неспособность переработки реакционных компонент аномально вязких текучих сред по следующим причинам:

ввиду того, что помольная камера снабжена вращающимися очистными устройствами щеточного типа, расположенными перпендикулярно к оси роторов и согласно их конструкторской компоновке в целом, в помольной камере образуются мёртвые зоны, (очевидно из чертежа) в которых накапливаются не до конца прореагировавшие между собой реакционные компоненты; что может приводить к периодическим их сбросом в перерабатываемый поток, и вследствие чего на выходе дезинтегратора образуются химически неоднородные макрофрагменты перерабатываемой среды;

вероятная возможность, (в зависимости от свойств вязкости и адгезии перерабатываемых композиций, и/или их свойства по типу неньютоновский жидкостей) накопления не до конца прореагировавших между собой реакционных компонент в щёточных объёмах очистительных устройств, из-за чего, происходит периодический их сброс в перерабатываемый поток, и вследствие чего на выходе дезинтегратора образуются химически неоднородные макрофрагменты перерабатываемой среды;

- 16 032714

б) отсутствие конструкторской блокировки попадания перерабатываемых композиций, под действием центробежных сил, в пространство между роторами и корпусом дезинтегратора, что может приводить к заклиниванию роторов при переработке высоковязких сред, по представляемому изобретению применяется классический гидросъёмник;

в) отсутствие конструкторско-технологического усиления стержней рабочих роторов, их прочности и рабочего ресурса, (в представляемом изобретении - по мере периферийного удаления стержней от оси вращения роторов, диаметры стержней увеличены ввиду неизбежного увеличения действующих на них нагрузок);

г) отсутствие регулируемого привода подачи дозирования потока перерабатываемой среды в дезинтегратор, в том числе шнекового узла с анти адгезионными поверхностями;

д) отсутствие пространственно ориентированных поверхностей гидро золотниковых проёмов, с насосно-отражательными свойствами - конструкторских элементов обеспечивающих продвижение перерабатываемой среды с изменением её направления - от направления загрузки/подачи перерабатываемой среды в дезинтегратор на направление к помольной камере, параллельно оси вращения роторов;

е) низкая надёжность подачи высоковязкой перерабатываемой среды в дезинтегратор ввиду отсутствия активного концентрично-двухшнекового канала подачи перерабатываемой среды в горизонтальном направлении - в помольную камеру;

ж) отсутствие насосно-винтовых лопаток обеспечивающих надёжность заброса потока перерабатываемой среды в зону активапионного взаимодействия стержней;

з) отсутствие возможности регулируемой - дозируемой подачи в дезинтегратор второй жидкой компоненты перерабатываемой среды по автономному каналу;

и) отсутствие возможности функционально связного регулирования скоростей приводов главного движения дезинтегратора/реактора (роторов) и приводов подачи (дозирования потоков) композиции перерабатываемой среды в дезинтегратор/реактор, для обеспечения настройки режимов его работы;

к) отсутствие контроля границы возможного перехода дезинтегратора/реактора в режим кавитации посредством акустического сенсора и вследствие чего, отсутствие автоматической стабилизации режима работы в подкавитационной зоне; л) отсутствие неподвижных отражательно-направляющих лопаток в разгрузочном проёме дезинтегратора/реактора для обеспечения надёжности вывода перерабатываемой среды;

м) отсутствие анти адгезионных покрытий внутренних поверхностей стенок разгрузочного проёма дезинтегратора/реактора и отражательно-направляющих лопаток установленных в этом проёме для обеспечения надёжности вывода перерабатываемой среды;

н) отсутствие вибрационного воздействия на выводимую перерабатываемую среду от стенок разгрузочного проёма дезинтегратора/реактора и от неподвижных отражательно-направляющих лопаток, установленных в этом проёме, для обеспечения надёжности вывода перерабатываемой среды.

Раскрытие изобретения

Гумины не растворимы в воде при любом значении pH, значит не растворимы в щелочных или кислотных условиях. Химические и физические свойства гуминов открыты только частично. Гумины. присутствующие в почве наиболее устойчивы к разложению из всех гуминовых веществ. Некоторые из основных функций гуминов в почве - водоудерживающая способность, улучшает структуру почвы, поддерживает стабильность почвы, функционируют в системе катионного обмена и, в общем, улучшают плодородие почвы. Таким образом, гумин - ключевой компонент плодородной почвы [31].

Гуминовые кислоты - смесь, низко концентрированных, жирных и ароматических кислот. Они не растворимы в воде, с низким водородным показателем pH, но растворимы в воде с высоким pH. Гуминовые кислоты - это часть гуминовых веществ, которые осаждаются в водном растворе, если уровень pH опускается ниже двух, [31]. Фульвовые кислоты - смесь низко концентрированных жирных и ароматических органических кислот, которые растворимы в воде при любых условиях (кислых, нейтральных, щелочных). Фульвовые кислоты имеют относительно малый молекулярный вес и соответственно, они хорошо проникают в корни, стебли и листья растений. Фульвовые кислоты, проникая, несут микроэлементы с поверхностей растений в их ткани. При нанесении на листву фульвовая кислота транспортирует микроэлементы прямо в метаболические центры клеток растений.

Фульвовые кислоты совместимы с растениями, при этом не токсичны при использовании их в относительно низких концентрациях, [31].

Задачей предполагаемого способа является расширение функциональных возможностей известных способов - создание высокоэффективной гибкой технологии производства разнообразных продуктов органических и органоминеральных гуминовых удобрений и биологически активных гуминовых препаратов, фульватов и топливных брикетов на основе широкодоступного сырья - каустобиолитов угольного ряда, включая леонардит. Леонардит является самым богатым сырьём для производства гуминовых препаратов, так как содержание в нём гуминовых (протогуминовых) веществ достигает 90%, [32].

Наибольшую ценность для производства удобрений представляют, как правило, низкокачественные угли, которые во многих случаях добываются наиболее экономичным открытым способом. Открытым способом добываются выветрившиеся энергетические угли пониженного качества. Эти угли представ

- 17 032714 ляют большую ценность для получения органо-минеральных удобрений и стимуляторов роста растений. Высокая влажность и зольность не являются препятствием для использования углей в сельском хозяйстве: повышенная влажность устраняет необходимость увлажнения углей при производстве удобрений, в минеральной же части содержатся микроэлементы (бор, марганец, цинк, и др.), необходимые для нормального роста растений, [27].

При обзоре процессов выработки гуминовых удобрений и препаратов просматривается некоторое, групповое различие в технологиях, по критерию - численное значение гидромодуля. Это можно охарактеризовать тремя группами:

условно сухие процессы, при которых влажность основного органического сырья составляет десятки процентов - гидромодуль 0,1-0,8. При этом полное растворение экстрагентов во влаге сырья сопровождается относительно длительным перемешиванием, или очень длительным выдерживаем смесей в спокойном состоянии; например в ходе получения биологически активного гуминового препарата в изобретении [33] перерабатывается вязко текучая паста с оптимизированным гидромодулем 0,67;

процессы сопровождающиеся значением гидромодуля 5-13, как это, например, используют в [12]. При этом процессы экстракции обеспечиваются интенсивным перемешиванием, или гидродинамической обработкой смесей с относительно высокими энергиями, что означает механоактивацию;

процессы со значением гидромодуля 25-200, [29]; в данном случае получают очень много остаточной воды, с очевидными проблемами её утилизации, так как фактически эта вода представляет собой раствор, содержащий продукты нейтрализации щелочей и кислот - растворы минеральных солей, [48]; множество известных технологий получения полезных гуминовых веществ направлены, прежде всего на повышение выхода основного продукта, а проблемы экологии при этом практически не очень учитываются, несмотря на то, что объём сточных вод, образующихся в процессах получения ГК из бурых углей, в 2-25 раз превышает объём готового продукта, [48].

В ходе разработки представляемого изобретения, цель которого создать группу изобретений комплексного использования с широкой линейкой продуктов, признак различия технологий по критерию число гидромодуля представляется важным. Для конструктора - технолога очевидно, что так или иначе численное значение гидромодуля, относительно директивно направляет выбор на ту или иную физикохимическую функциональность аппаратов, из которых будет составляться комплекс технологического оборудования.

По этому критерию в настоящем изобретении применяется концепция механо-активапионной переработки сырьевых реакционных компонент с гидромодулем преимущественного диапазона 1-2.

Таким образом, одной из целей представляемого изобретения является уменьшение объёмов используемой воды с минимальным энергоемкостью технологических процессов и минимальным расходом реагентов, с повышением качества получаемых продуктов при относительно широкой их номенклатуре.

В [5, с. 163, 164] описана первоклассическая технология получения гуминовых стимуляторов роста. Подсушенный измельчённый уголь смешивается с водным раствором гидроксида натрия. Смесь перемешивается определённое время при заданной температуре, а затем разделяется на твёрдую и жидкую фазы. Твёрдая фаза представляет собой не растворившийся остаточный уголь, а жидкая щелочной раствор гуматов. Раствор гуматов сушат и получают твёрдые гуматы. Твёрдый осадок является отходом производства и может быть направлен на сжигание, или использоваться в других направлениях. Дистиллят упаривания можно применять для повторного приготовления раствора щёлочи, или сбрасывать в канализацию.

Широко распространенные классические технологии получения биостимуляторов роста из органического сырья включает стадию измельчения сырья, смешение его с водой, добавление кислой среды, выдержку, частичное удаление влаги, добавление щелочной среды, сгущение. Однако на некоторых стадиях физические параметры процесса таковы, что давление (до нескольких МПа) и температуры (более 100 градусов С) разрушают значительную часть биологически активных веществ, присутствующих в сырье, таких как аминокислоты, ферменты, гормоноподобные вещества, витамины и т.д. Кроме того, в результате концентрация гуматов в растворе не превышает 2%, что обусловливает необходимость испарять до 80-85% влаги, т.е. ведет к значительным энергетическим затратам, [26]. В процессе реализации распространенных классических технологий так же необходимо использовать температуры превышающие 100°С, что ведет к разрушению ряда биологически активных веществ, [26], а путь классического увеличения водородного показателя pH до 12 приводит к значительному расходу щелочи.

В [5, с. 33] представлены экспериментальные данные о снижении в 4-5 раз выхода ГК в связи с повышением температуры с 50-100° до 200°С при одних и тех же других параметрах процессов экстракции.

В соответствии с этим для получения высококачественных коммерческих продуктов, получаемых из ископаемого органического сырья, необходимо уменьшить температуру переработки сырья, т.е. исключить кипение, при этом целесообразно не повышать концентрацию применяемых щелочей и целесообразно так же уменьшить количество используемой воды и кроме того, выгодно использовать воду в технологических рециклах.

В соответствии с этим в представляемом изобретении для предотвращения термодеструкции ГК и

- 18 032714 фульвовых кислот (ФК) вакуумное выпаривание выполняют в аппаратах, используя минимальный температурный напор, например в устройствах, подобных представленным в российских изобретениях [34, 35].

Окисление угля - нежелательный процесс с точки зрения энергетиков и коксохимиков. Однако при окислении бурых углей различными окислителями: азотной кислотой, перекисью водорода, кислородом или воздухом под давлением в щелочной среде получаются смеси органических кислот от высокомолекулярных гуминовых и водорастворимых полициклических до низкомолекулярных жирных (муравьиной, уксусной, щавелевой, янтарной, адипиновой и др.) и ароматических (бензойной, изомерных фталевых и многоосновных бензокарбоновых). Свойства угля при окислении изменяются в различных направлениях. Изменение массы угля при окислении связано с воздействием на него кислорода. При этом молекулы кислорода связываются в комплексы с макромолекулами, образующими вещество угля, а наблюдающаяся потеря массы является следствием выделения моно оксида и диоксида углерода, паров воды и аммиака в количествах, превосходящих количество поглощённого кислорода, [27]. Здесь же приводятся данные о том, что при окислении углей изменяется выход летучих веществ и образуется некоторое количество гуминовых кислот. Окислением можно до 50% углерода угля перевести в водорастворимые кислоты и почти весь углерод - в гуминовые кислоты, [27, с.222]. В качестве побочных продуктов получаются, как выше упомянутые газы, вода и минеральные вещества, которые так или иначе могут использоваться.

Например, в американском изобретении [36] представлен процесс активного окисления угля кислородом или воздухом в реакторе псевдоожиженного слоя, как производство гуминовых кислот. Согласно австралийскому изобретению [37] растительное гумусосодержащее сырьё также окисляют воздухом при активном перемешивании с гидромодулем менее 1 перед тем, как подвергнуть его водной экстракции. В изобретениях [38, 39] и в материалах конференции [40] для получения оксигуматов или защитного препарата для растений из торфа наряду со щелочью применяют пероксид водорода в количествах 2,5-20% от массы абсолютно сухого сырья.

В связи с действием вышеуказанного фактора окисления ископаемых органических веществ в представляемом изобретении применяют процесс жидкофазного окисления пероксидом водорода.

В способе комплексной переработки бурых углей в гуминовые удобрения и препараты по представляемому изобретению поставленная задача достигается тем, что применяют гибкую технологическую схему, (ГТС) посредством структуры которой обеспечивают производство линейки товарных продуктов, представленных составом:

производство топливных брикетов.

Поставленная задача достигаются тем, что технологическая схема согласно представляемому изобретению обладает свойством гибкости для производства вышеперечисленного состава линейки продукции, с одной стороны, и с другой благодаря свойству гибкости в схеме используется минимальный состав оборудования. При этом понимается, что конфигурация материальных потоков в технологической схеме может быть оперативно изменена, в зависимости от нужд производства того или иного продукта.

Концепция ГТС представленной в настоящем изобретении предполагает не только вышеназванную гибкость, но и адаптивность относительно видов и параметров сырья, то есть обеспечивается оптимизация технологических регламентов при использовании разных видов сырья - каустобиолитов угольного ряда. При этом, для одного и того же вида сырья, например леонардитов подаваемых на переработку из разных месторождений, при разных условиях их транспортировки и складского хранения, вследствие чего их характеристики различны, технологические регламенты могут оптимизироваться.

Оптимизация в соответствие с изобретательским замыслом представляется тремя категориями процессов:

организационно аналитические процессы - охватывают подготовку производства в связи с выбором сырья, выбором состава линейки товарной продукции на планируемый период работы производства, материально-техническое и другие виды ресурсного обеспечения хода производства;

программно параметрические процессы - охватывающие подготовку производства в связи с характеристиками сырья и требуемыми характеристиками продукции, включая технологические расчёты и

- 19 032714 эксперименты, по результатам которых разрабатываются технологические регламенты на планируемый период работы производства;

пусконаладочные процессы - в соответствие с технологическими регламентами на рабочие места вносятся, соответствующие инструкции по управлению технологическими процессами и вносятся электронные управляющие программы для оборудования.

Для двух последних категорий, могут использоваться функциональные взаимозависимости параметров технологических процессов, взаимозависимостей, например приведенных в изобретениях [21, 22, 29]:

увеличение применяемого гидромодуля снижает напряжённость требований к оборудованию, но понижает выход гуминовых кислот, [29] и увеличивает энергозатраты на увеличение концентрации продуктов; аналогичная зависимость приведена и в [21];

выход гуминовых кислот в зависимости от времени переработки реакционных компонент имеет вид экстремальной функции, [29]; похожие данные представлены и в [21];

выход гуминовых кислот увеличивается при переработке бурых углей в связи с относительным увеличением числа его частиц с мелким фракционным составом, [22];

увеличение температуры переработки реакционных компонент выше 60-80°С снижает выход гуминовых кислот, [29];

в ходе экстракционных процессов выход гуминовых кислот наибольший при использовании гидроксида натрия, гидроксида калия, или водного аммиака, по сравнению с другими экстрагентами, например гидроксидом лития, [29];

с увеличением концентраций водных растворов с такими реагентами как аммиак и пероксид водорода, выход водорастворимых органических веществ возрастает, [21]; аналогичная зависимость для гидроксида калия приведена в [22];

в процессе разделения перерабатываемых суспензий на твёрдую и жидкую фазы в поле центробежных сил (центрифугированием/декантированием) потери гуминовых кислот увеличиваются, за счёт их остаточного содержания в твёрдой фазе, при снижении количества раствора менее 0,5 от количества угля, а увеличение количества раствора свыше 2,0 не приводит к существенному уменьшению потерь, [22].

Этими примерами не исчерпывается всевозможные функционально технологические взаимозависимости, а всего лишь иллюстрируется возможность программирования функционально технологических вариаций в представляемом изобретении.

В предлагаемом изобретении учитывается возможность реакций солей гуминовых кислот с ионами кальция, магния и железа, содержащимися в жесткой воде. В связи с этим, изобретением предусматривается наличие подсистемы водоподготовки, посредством которой воду внешнего источника очищают и подвергают электрохимическому умягчению. Параметры подготовленной воды, соответствующие технологиям выработки, например водорастворимых солей гуминовых кислот из [41]: железо общее - не более 0,05 мг/л, жесткость общая - не более 0,3 мг-экв/л.

В представляемом изобретении в максимальной мере применяют механоактивацию и механохимическую активацию с целью обеспечения высокого выхода гуминовых продуктов и для интенсификации технологических процессов в целом.

Так по данным из [49], после механической активации выход общих ГК увеличивается в 1,63 раза; выход свободных ГК увеличивается в 1,9 раза. А после механохимической активации выход общих ГК увеличивается в 2,13 раза; выход свободных ГК - в 2,5 раза. Подобная тенденция действия механоактивации представлена в переработке торфов [50], здесь показано, что механоактивация торфов увеличивает выход ГК в 6-7 раз.

При механоактивации с реагентами (механохимическая активация) происходит структурная перестройка, приводящая к изменению отдельных фрагментов макромолекул и количества функциональных групп в составе ГК [51], увеличивается количество гидрофильных фрагментов в их составе, что является причиной повышения растворимости гуминовых препаратов.

Адаптивно оптимизированное механоактивационное воздействие на перерабатываемые реакционные компоненты применяемое в представляемом изобретении обеспечивает возможность снижения концентрации используемой щелочи до 0,5-1,0%, а возможен и полный отказ от её применения. Это снижает расход щелочи в процессе производства и позволяет получать гуминовые кислоты с pH 5-6, что ближе к нейтральным их показателям. А согласно этому по данным из [23], это позволяет использовать полученные гуминовые продукты в медицине, парфюмерии и в косметике. При необходимости применения щёлочи, хотя-бы в минимальных количествах, для производства чистых препаратов используют пирофосфат натрия, посредством которого гуминовые вещества извлекаются почти полностью и при невысоких температурах (20-40°С), что способствует получению неизменных и не окисленных ГК с хорошими качественными характеристиками, которые согласно [52] рекомендуются для производства медицинских препаратов, а следовательно, и в животноводстве, птицеводстве и в рыбоводстве. В связи с этим в представляемом изобретении, предварительно перед процессами переработки водокомпозиционных сырьевых смесей в продукты применяют физическую обработку воды до увеличения показателя pH с 7-7,4 до

- 20 032714

8,45-9.

Такие эффективные процессы увеличения показателя pH воды известны из изобретений [42, 43, 44]. Здесь при обработке воды применяется гидродинамическая кавитация, благодаря которой молекулы воды диссоциируют, с образованием ионов водорода и гидроксильных групп OH. При этом кроме группы OH и атомарного водорода, часть которого покидает воду, также образуются свободные радикалы HO₂, а в результате их рекомбинации образуется полезный пероксид водорода [44].

Одним из направлений совершенствования широко применяемых технологий получения из ископаемого органического сырья биостимуляторов роста, просматривается путь усовершенствования процессов механоактивации. В соответствии с изобретательским замыслом, этот путь основывается на оригинальных и не часто встречающихся технологических параметрах, посредством которых достигаются очень высокие технические показатели, это низкочастотное и инфразвуковое воздействие на реакционные компоненты [18, 19] и это также большие скорости сдвига в жидких реакционных смесях [26].

Переход гуматов в раствор идёт по диффузионному механизму и значительная интенсификация процесса экстракционного извлечения гуминовых кислот достигается воздействием на пограничный слой и на частицы твёрдой фазы низкочастотными акустическими колебаниями [19].

Новым в представляемом настоящем изобретении, как совершенствование функционального применения низкочастотных звуковых и инфразвуковых воздействий на реакционные смеси и применения больших скоростей сдвига в смесях, является процесс названный - адаптивно-оптимизированная механоактивация. Этот процесс обеспечивает режимы высокоэнергетического перемешивания реакционных компонент, с автоматическим поддержанием параметров в подкавитапионной зоне независимо от дрейфа всех остальных основных параметров при гидромодуле от 0,9 и выше.

В соответствии с изобретательским замыслом в представляемом изобретении используется такое техническое решение как применения больших скоростей сдвига в реакционных композициях с адаптивно-оптимизированной механоактивацией, что позволяет обеспечить технологический контроль параметров перерабатываемых реакционных композиций в ходе всего времени их переработки, как это подобно делается согласно изобретению [20]. При этом ссылка на изобретение [20] не означает возможности его противопоставления предлагаемому изобретению, а лишь указывает правильное направление дальнейшего совершенствования известных технологий.

В многих изобретениях где необходимы процессы экстракции применяют явление кавитации, как например в изобретении [20]. Здесь указывается : Использование ультразвуковой кавитационной технологии позволяет вести процессы экстракции при низких температурах (вплоть до комнатных) и низких давлениях (вплоть до атмосферного). При этом очевидно, что эти температуры и давления относятся к интервалам времени несравнимо большими, чем периоды вышеназванных ультразвуковых колебаний. Проблема заключается в том, что в локализованных областях перерабатываемых смесей и на очень коротких интервалах времени, это совсем не так. И это является проблемой наличия в процессах переработки смесей механодеструкции и термодеструкции, наряду и с теми полезными эффектами кавитации.

При схлопывании кавитационных пузырьков температура в них поднимается до 10000°С, а давление 100-1000 МПа, [8, 43]. Однако основная опасность локализованной термоударной и гидроударной деструкции гуминовых веществ существует не в самих кавитационных пузырьках, а в жидкой среде находящейся вблизи этих пузырьков. Так по данным из [44] экспериментально установлено, что температура в материале вблизи схлопывающегося пузырька повышается на 500-600°С, а возникающие ударные волны достигают значений до 400 МПа в окружающей пузырёк жидкости.

В связи с этим для исключения гидроударной механодеструкции и для исключения локализованных термодеструкций, в предлагаемом изобретении применяют вышеназванные процессы адаптивнооптимизированной механоактивации и/или механохимической активации, с динамическими воздействиями на перерабатываемые среды в диапазоне звуковых и инфразвуковых частот, как это делается в [18, 19], и со статическими составляющими скоростей сдвига от единиц до десятков метров в секунду, как это делается согласно изобретению [26].

Одной из целей представленного изобретения является обеспечение стабилизации дозированного ввода в перерабатываемую реакционную среду механоактивационной энергии, что необходимо для поддержания оптимальных технологических параметров в перерабатываемых средах. Здесь также представляется целесообразным, и это соответствует изобретательскому замыслу, обеспечение возможности ввода механической энергии в перерабатываемые среды максимально, но и с возможностью специального ограничения - исключающего сваливание механохимических реакторов в режимы кавитации и, обеспечения их работу в подкавитапионных зонах.

Автоматическое регулирование ввода в перерабатываемую реакционную среду механоактивационной энергии для поддержания работы механохимических реакторов в подкавитационных зонах, независимо от характеристик перерабатываемых сред и независимо от их дрейфа этих характеристик, осуществляют, согласно представляемому изобретению, на основе известных методов управления вихревыми аппаратами сжигания топлива, с использованием их акустического поля [45].

Подобное решение, касающееся стабилизации работы, например кавитаторов, известно из [47].

- 21 032714

Однако предлагаемое здесь решение, основанное на характеристиках электроэнергии поступающей в электродвигатель, совершенно скромно отражает корреляцию между электроэнергией и реальными гидродинамическими процессами в реакторах, то есть предлагаемая в [47] информационно-передаточная функция ни как не отражает передаточные функции электромеханики приводных электродвигателей и тем более преобразователей регулирующих их работу, которые сами работают с формированием гармоник посредством импульсных режимов.

В связи с этим представляется, что кавитационные шумы очень легко фиксируются звуковыми сенсорами и, задача управления приводами механохимических реакторов сводится всего лишь к плавному снижению скоростей приводов до исчезновения кавитационных шумов.

В соответствии с изобретательским замыслом, акустическую информацию собирают посредством акустических зондов, которые конструкторски располагают в корпусах механохимических реакторов и аппаратов и, на основе этой информации, посредством контроллеров, например по алгоритмам из [46], управляют главными приводами этих реакторов и аппаратов.

Существенными признаками используемой ГТС в связи с возможностями маневрирования по сырью и в связи с относительной широтой линейки товарных продуктов являются:

а) использование различного сырья из каустобиолитов угольного ряда, представленных углями, включая леонардит, торфом и горючими сланцами [30];

б) предварительное измельчение сырья до класса 0-3 мм;

в) предварительная очистка и электрохимическое умягчение воды восполняемой из внешней системы водоснабжения;

г) возможность перенаправления материальных потоков перерабатываемых реагентных композиций по различному оборудованию, организуя таким образом в ГТС технологические контуры для производства того или иного продукта;

д) преимущественная переработка сырья в непрерывных потоках;

е) возможность использования, (применять, или не применять) в процессах переработки сырья окислителей, щелочных экстрагентов, кислот и флокулянтов, технологически применяя их посредством соответствующих аппаратных модулей, включая тот или иной модуль в технологический контур, ориентируемый на производство конкретного продукта:

предварительное жидкофазное или газожидкостное окисление сырья, например кислородным барботированием, или пероксидом водорода;

вариантные возможности - экстрагирование посредством гидроксидов натрия, или калия, а также посредством пирофосфатов натрия, или калия, или без химических реагентов посредством корректировки водородного показателя pH воды физическими методами, [42, 43, 44];

подкисление перерабатываемых композиций с образованием выделения ГК из жидкой фазы в тяжёлую - гелеобразную и коагулированную фазу, включая применение ортофосфорной кислоты для получения продуктов, качество которых позволяет применять их в медицинских и животноводческих целях;

возможность добавления в продукты минеральных удобрений и/или микроэлементов.

ж) механическое разделение суспензий на твёрдые и жидкие фазы в поле центробежных сил;

з) процесс тонкой фильтрации для получения жидких высококачественных продуктов с предельно малым содержанием балластных веществ;

и) вакуумное, низкотемпературное просушивание растворов с минимальным термонапором и с предварительным их активапионным эмульгированием в докавитапионной зоне параметров, с целью получения высококачественных продуктов;

к) применение жидкофазной адаптивно-оптимизированной механоактивации и/или механохимической активации с гидромодулем 0,9-2,5 и с диспергированием реакционных композиций перетиранием и динамическим сдвигом слоев перерабатываемой среды со статическими составляющими скоростей сдвига от единиц до десятков метров в секунду; с дозированным вводом в эту среду механической энергии со стабилизацией этого дозирования не зависимо от дрейфа всех других параметров в этой перерабатываемой среде; при этом упомянутые процессы перетирания и сдвига формируют посредством статических и динамических характеристик, так динамическое - гидроимпульсное воздействие на перерабатываемую среду осуществляют в диапазоне плавающих частот от инфразвука до пограничных частот с ультразвуком, при этом также упомянутую переработку, во времени осуществляют, начиная с более высоких частот; при этом также, средствами метрологии и средствами управляющей электроники и электротехники, обеспечивают автоматическое поддержание максимальных параметров ввода механической энергии в перерабатываемую среду с автоматическим её ограничением в подкавитационной зоне, для предотвращения сваливания механохимических реакторов в режимы кавитации.

л) возможность гравитационного разделение смесей на компоненты по их плотностям с селективным отбором этих компонент с разных уровней в ходе производства балластных удобрений и для облегчения режимов работы аппаратов механического разделения фаз;

м) применение рециклов воды - вторичное использование отходящей воды;

н) применение технологий обессоливания отходящей воды, (растворов - продуктов нейтрализации щелочей и кислот, посредством обратного осмоса, выпаривания влаги и кристаллизации) с выработ

- 22 032714 кой дополнительных продуктов - различных солей коммерческих кондиций;

о) выделение летучих веществ из сырьевых компонент в ходе переработки реакционных композиций посредством механической активации и механохимической активации, с дальнейшим использованием горючей части этих летучих веществ для генерации технологического тепла, например в процессе вакуумного просушивания, и в процессе полукоксования и формообразования топливных брикетов;

п) использование некоторой части производимых топливных брикетов для генерации технологического тепла.

Из [27, с. 198] известна классическая технология брикетирования бурых углей для их полукоксования. Суть этой технологии сводится к измельчению угля до класса 0-1 мм, просушки его горячим газом до влажности 8-10%, с последующим формированием брикетов давлением около 200 МПа и охлаждением инертным газом. В представляемом изобретении эффективность технологии брикетирования более высокая благодаря новому инженерному решению - часть тепловой энергии необходимой для полукоксования и формообразования брикетов получают, сжигая летучие вещества, получаемые при переработке реакционных композиций в ходе приготовления гуминовых и фульвиковых продуктов. Кроме этого, в технологии предлагаемого изобретения в части приготовления топливных брикетов используют известное [69] решение - часть полученных топливных брикетов сжигают для того, чтобы выработать тепловую энергию и использовать её для нагрева теплоносителя, посредством которого нагревают, контактирующие с формуемым материалом, термосиловые элементы шнекового экструдера.

В соответствии с представляемым изобретением процесс приготовления топливных брикетов осуществляют в шнековом экструдере способом термоконтактного полукоксования.

В целом из [27, с. 197] известно, что обычно процесс полукоксования заключается в равномерном прогреве угольной дозы до температуры 500-550°С без доступа воздуха и в ходе получения полукокса отводят парогазовую смесь выделившихся веществ. По представляемому изобретению, горючую часть этих летучих веществ - сжигают, вырабатывая часть необходимого технологического тепла. Греющая температура теплоносителя, при этом, по данным из [70] для процесса полукоксования составляет до 650 градусов С, и эти данные используются в изобретении. Мысль об использовании в качестве греющего теплоносителя горячих газов высказана и в российском решении [71], где показан энерготехнологический комплекс с торрефикатором биопеллет. Эти данные здесь приведены для более полного понимания решений применяемых в предлагаемом изобретении и не могут быть, по сути, ему противопоставлены.

За основу конструкции обогреваемого и силового формообразующего (топливные брикеты) экструдера приняты разные известные лучшие инженерные решения, объединённые в этом изобретении. Так в части силовой механики формообразования брикетов может использоваться совсем новое решение, показанное в [72]. Возможности термоконтактирования движущихся и двигающих материал конструкторских элементов представлены также новыми изобретениями [73 и 74]. Здесь также показаны возможности нагрева внешними теплоносителями не только корпуса самого экструдера, но и его шнека.

В результате преобразования механической энергии рабочих органов экструдера в тепловую энергию за счёт внутреннего трения в самом формуемом материале и за счёт дополнительного нагрева корпуса и шнека, в связи с подводом к ним теплоты посредством горячих газов : получают комплексное воздействие на перерабатываемый материал, механическое и термическое, чем обеспечивают высокую производительность оборудования и приемлемое качество продукта.

Полукокс является основным продуктом полукоксования бурых углей (включая леонардит). Вследствие лёгкой воспламеняемости, высокой реакционной способности и бездымного горения полукокс, стремятся использовать в быту, для газификации и в качестве химического реагента [27, с.203].

Задачей представляемого изобретения, также является необходимость предположить в составе группы изобретений, к использованию в комплексе технологического оборудования новый перерабатывающий аппарат - механохимический реактор переработки высоковязких сред, включая суспензии и пульпы.

Здесь в связи вышеописанными особенностями технологий по представляемому изобретению, основные технические требования к механохимическому реактору переработки высоковязких сред следующие :

а) переработка реакционных компонент буроугольных суспензий, включая леонардит, осуществляется при гидромодуле 0,9-2 и при изготовлении балластных гуминовых удобрений преимущественно 0,91,1.

б) переработка высоковязких сред, что также связано с малыми значениями гидромодуля: экспериментально установлено, что при наибольшей технологической температуре, применяемой согласно представленному изобретению 60°С, условно начальная вязкость перерабатываемой буроугольной суспензии, в представляемом механохимическом реакторе, составляет 1,38 Па/S и возрастает по мере её переработки с вводом энергии до 10-5-40 ЫДж/м;

известно, [8, с. 100] что в жидкостях возрастание вязкости возникает с увеличением давления, что имеет место согласно представляемому изобретению, вследствие динамического гидроимпульсного воздействии на реакционные композиции;

- 23 032714 известно также [8, с. 100], что вязкость органических кислот возрастает с возрастанием их молекулярной массы, особенно в дисперсных системах, когда образуется сцепление микрочастиц, или макромолекул, что в полной мере относится к каустобиолитовому сырью и гуминовым веществам;

в) переработка реакционных композиций осуществляется не только посредством относительно большого массопереноса, но и благодаря динамическому гидроимпульсному воздействию на эти реакционные композиции:

с плавающей частотой по диапазону от 3200 до 16 Гц за время 4-6 с за время прохождения реакторной дозы реакционной композиции через реактор;

скорости сдвига изменяют от 100 до 0,5 м/с за время 4-6 с за время прохождения реакторной дозы реакционной композиции через реактор;

с учётом вышеуказанных параметров, такой параметр, как среднее (динамическое и статическое) давление является численно свободным параметром, при энергии механической активации реакционных композиций 5- 40 MJ/м³.

г) переработка реакционных композиций с выполнением параметров указанных в вышенаписанных пунктах а), б), в), в режиме адаптивно-оптимизированной механоактивации осуществляется автоматическим поддержанием этих параметров, с их ограничением в подкавитационной зоне независимо от дрейфа всех остальных параметров механохимического реактора.

Что касается конструирования реактора относительно гидроимпульсного воздействия на реакционные композиции и воздействие на них скоростей сдвига, то целесообразно воспользоваться формулой:

где f - частота гидроимпульсного воздействия на реакционные композиции;

n - управляемый параметр, число оборотов в минуту роторных дисков;

N - число рабочих стержней на длине окружности роторных дисков.

Таким образом, подробно детализированной задачей представленного изобретения является построение комплекса конструкторско-технологических решений обеспечивающих вышеуказанные технические требования к механохимическому реактору.

Существенными признаками представляемой конструкции механохимического реактора являются: проведение процессов измельчения перемешивания и активации материалов в виде аномально вязких жидкотекучих сред;

рабочий объём реакционной зоны механохимического реактора снабжен очистительными устройствами - вращающимися очистительными мини-роторами с установленными на них очистительными стержнями;

очистительные мини-роторы приводятся в движение собственными автономными приводами, не имеющими механической связи с приводами роторов;

для блокирования нежелательной возможности попадания перерабатываемых материалов под действием центробежных сил, в пространство между роторами и корпусом дезинтегратора, что может приводить к заклиниванию роторов при переработке высоковязких сред, применяется классический гидросъёмник; а для предотвращения попадания в это пространство перерабатываемых материалов со стороны радиальной периферии роторов, на цилиндрических поверхностях роторных дисков выполнены минишнековые, одновитковые резьбы, которые при вращении роторов выполняют активное отражение перерабатываемых материалов от зазоров между дисками роторов и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса реактора;

конструкторско-технологическое усиление стержней рабочих роторов, их прочности и рабочего ресурса - по мере периферийного удаления/размещения стержней от оси вращения роторов, диаметры стержней увеличены, ввиду неизбежного увеличения действующих на них нагрузок;

при гидроимпульсном воздействии на перерабатываемую среду, с целью исключения формирования гармоник выше первой, со значительными амплитудами - для эффективности этого гидро импульсного воздействия, число стержней в каждом круговом ряду роторов применяют одинаковое, а их геометрия (не противоречащая вышеупомянутому усилению стержней) рассчитывается по данным представленным в изобретении [83];

пространственно ориентированные поверхности гидро золотниковых проёмов, с насосноотражательными свойствами - конструкторские элементы обеспечивающие продвижение перерабатываемой среды с изменением её направления - от направления загрузки/подачи перерабатываемой среды в реактор на направление к его реакционной камере, параллельно оси вращения роторов;

подача перерабатываемой среды в реакционную зону (в горизонтальном направлении) выполняется концентрично расположенными, один в другом, двумя шнеками активной подачи высоковязкой перерабатываемой среды;

наличие насосно-винтовых лопаток обеспечивающих надёжность заброса потока перерабатываемой среды в зону активационного взаимодействия стержней, как это делается, например, в изобретении [84];

- 24 032714 для случая необходимости переработки особых аномально вязких слабо текущих композиций, например с гидромодулем 0,5-0,9 возможно применение без стержневых роторов - с радиально-волновыми поверхностями, как это показано применительно к дисмембратору представленному в изобретении [85];

возможность насосно-дозируемой (регулируемой) подачи в реактор второй жидкой компоненты перерабатываемой среды по автономному каналу;

наличие регулируемого привода подачи/дозирования потока перерабатываемой среды в реактор, в том числе посредством шнекового узла с анти адгезионными поверхностями;

автономное регулирование скоростей приводов главного движения реактора -для каждого ротора не зависимо, чем обеспечиваются диапазон скоростей сдвига перерабатываемых композиций и амплитудночастотный диапазон гидродинамического импульсного воздействия на эти перерабатываемые композиции;

возможность функционально связного регулирования скоростей приводов главного движения реактора (роторов) и приводов подачи (дозирования потоков) композиции перерабатываемой среды в реактор, для обеспечения настройки режимов его работы и для поддержания этих режимов в ходе производства;

параметрический контроль границы возможного перехода реактора в режим кавитации посредством акустического сенсора и вследствие чего, возможность обеспечение автоматической стабилизации режимов работы реактора в подкавитационной зоне;

неподвижные отражательно-направляющие лопатки в разгрузочном проёме реактора для обеспечения надёжности вывода высоко вязкой перерабатываемой среды из реактора;

антиадгезионные покрытия внутренних поверхностей стенок разгрузочного проёма реактора и отражательно-направляющих лопаток установленных в этом проёме для обеспечения надёжности вывода высоко вязкой перерабатываемой среды из реактора;

вибрационное воздействие на выводимую перерабатываемую среду от стенок разгрузочного проёма реактора и от неподвижных отражательно-направляющих лопаток, установленных в этом проёме, для обеспечения надёжности вывода высоко вязкой перерабатываемой среды из реактора.

Таким образом, необходимая функциональность механохимического реактора достигается использованием вышеприведенных признаков, часть которых была известна ранее из вышеприведенных источников, а часть является новой, но сочетание их, совместное их использование позволяет решить актуальную и нерешенную до сих пор задачу - построение механохимического реактора переработки высоковязких сред, включая суспензии и пульпы. При этом в реакторе обеспечивается дозированный ввод в эти перерабатываемые среды механоактивационной энергии и с вариацией её взаимозависимых параметров, таких как время, динамическая и статическая мощности, скорости сдвига, частоты и давления.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется структурно-технологической схемой и эскизами конструкторских компоновок основного оборудования.

Фиг. 1. Структурно-технологическая схема технологических процессов с программно-управляемой кинетикой механоактивации и механохимической активации в ходе приготовления гуминовых удобрений, физиологически активных препаратов солей и топливных брикетов.

Фиг. 2. Конструкторская компоновка механохимического реактора переработки высоко вязких сред с регулированием энергии механоактивации.

Фиг. 3. Конструкторско-компоновочная схема движущихся элементов и движения перерабатываемых высоко вязких сред механохимического реактора.

Фиг. 4. Технический рисунок, представляющий функционально конструкторские особенности узла гидросъёмника обеспечивающего подачу высоко вязких сред в зону их переработки в механохимическом реакторе.

Фиг. 5. Технический рисунок, представляющий основу конструкции роторных дисков механохимического реактора для случая переработки аномально вязких, слабо текучих сред.

Лучший вариант осуществления изобретения

Осуществление изобретения по способу комплексной переработки каусто-биолитов угольного ряда, преимущественно бурых углей и леонардита, в гуми-новые органические и органоминеральные удобрения и в препараты с получением солей и топливных брикетов, иллюстрируется технологической схемой, фиг. 1. На этой схеме структурно представлены три системы: система 1 водоподготовки и обессоливания воды, система приготовления топливных брикетов и генерации технологического тепла, представлена тепловой сушилкой 2, шнековым экструдером 3 и бойлером 4 и собственно технологическая система комплексной переработки каустобиолитов угольного ряда представлена подробно.

Согласно представляемому способу процесс производства балластных органических или органоминеральных удобрений, как продукта в виде суспензионных гелей осуществляют следующим образом.

Через задвижку 5 из системы внешнего водоснабжения осуществляют питание водой системы 1 водоподготовки и обессоливания воды. На основе проведения физико-химических анализов поступающей воды, при необходимости производят её очистку и умягчение. Затем в зависимости от коммерческих требований к продукту может осуществляться кавитационная обработка воды [42, 43, 44] для поднятия

- 25 032714 её водородного показателя pH с 7-7,4 до 8,45-9, за счёт насыщения воды гидроксид-ионами OH^-. В этом случае экстрагирование ГК производят без добавления щелочей, так как, если в воде ионов OH^- превышает 10^-7 моль/л, то это уже щелочной раствор.

Однако при этом для увеличения выхода ГК предварительно перед выщелачиваем сырьё, например леонардит обрабатывают 3-5% раствором пероксида водорода. Выполняя это, дозируют концентрат пероксида водорода из ёмкости 6, через вентили 7 и 8, по линии 9 в смеситель 10, а дозу очищенной воды из системы 1, через клапан 11, по линии 12 переводят в смеситель 10 посредством регулировочного вентиля 13, после чего на 10-15 с запускают работу мешалки смесителя 10. По готовности раствора пероксида водорода запускают в работу дозатор сырья 14, дробилку 15, главные привода 16, 17 и привод подачи 18 механохимического реактора 19. Посредством сенсоров (не показаны) фиксируют момент поступления дроблёного леонардита 20 на привод подачи 18 и сразу начинают подачу в механохимический реактор 19 раствора пероксида водорода из смесителя 10 - посредством насоса-дозатора 21, по линии 22, через вентиль 23 и клапан 24, по линии 25. При этом скорости подачи реакционных компонент в механохимический реактор 19 предварительно рассчитываются исходя из показаний сенсора 26 влажности сырья 27. При этом также для безаварийной работы оборудования от сырья 27 отделяют возможные металлические включения 28, посредством магнитного сепаратора 29 и очищенный леонардит 30 поступает в дробилку 15, а возможные металлические включения 28 собирают в бункере 31.

Реакционные компоненты перерабатывают в механохимическом реакторе 19 при температурах 2060°С с гидромодулем 0,9-1,2 в режиме оптимизированной механохимической активации, включающем следующее.

Автоматическое регулирование ограничения реакционной композиции по предельно допустимой её температуре, посредством возможности снижения скоростей приводов 16, 17 главного движения реактора 19, (физический эффект механического эквивалента теплоты). Контроль температуры перерабатываемой композиции осуществляют на выходе её из реактора 19, посредством термосенсора 32, и по результатам этого контроля посредством контроллеров 33 управления приводами, снижают скорости приводов 16 и 17. При этом также снижают скорости привода 18 подачи сырья и дозатора 14, а также уменьшают подачу раствора пероксида водорода в реактор 19, посредством насоса дозатора 21.

Автоматическое ограничение перехода механохимического реактора 19 в режим кавитации, посредством возможности снижения скоростей приводов главного движения 16 и 17 реактора 19, при появлении кавитационных шумов в объёме реакционной зоны реактора. Контроль кавитационных шумов осуществляют посредством акустического сенсора 34, и при их появлении посредством контроллеров 33 управления приводами плавно снижают скорости приводов 16 и 17 до исчезновения кавитационных шумов. Сигналы шумов из реакционных зон механохимиче-ских реакторов 19 и 35, полученные посредством акустических сенсоров 34, 71 передают в контроллеры 33 по линиям 72 и 73.

Изменение динамического гидроимпульсного воздействия на реакционную композицию с плавающими частотами по всему диапазону, от 3200 до 16 Гц, за время 4-6 с, время прохождения реакторной дозы реакционной композиции через реактор; Под реакторной дозой понимается объём реакционной зоны ме-ханохимического реактора. При этом скорости сдвига изменяют от 100 до 0,5 м/с. Таким образом, в ходе переработки реакционной композиции, каждый макромолекулярный кластер сырьевой компоненты гарантировано подвергается механическому воздействию сдвига (с приложением сил трения на некоторой длине пробега к элементарно-гипотетическим слоям реакционной композиции), что и есть внесение механической энергии в эту реакционную композицию. При таких параметрах переработки реакционной композиции энергия её механической активации составляет около 20 ЫДж/м.

Более полное представление работы механохимических реакторов 19 и 35 может быть понятным в связи с его описанием, как составной части группы представляемых изобретений.

В ходе переработки в механохимическом реакторе 19 композиции леонардита с раствором пероксида водорода, подачу последнего через насос-дозатор контролируют посредством расходомера 36. Переработанная композиция 37 поступает в газожидкостный сепаратор 38, посредством которого из этой композиции выделяют летучие вещества - газы 39 образующиеся в результате химических реакций и выделяющиеся из леонардита в результате его механодеструкции. Эти летучие вещества 39 собирают, сжимают и хранят в специальной газовой подсистеме (не показана) и затем эти газы 39 сжигают в бойлере 4 с выработкой технологического тепла. Очищенная от газов 39 переработанная композиция 40 поступает в буферную циркуляционную ёмкость 41, из которой через вентиль 42, по линии 43, посредством питательного насоса 44 эту композицию направляют на переработку выщелачиванием в механохимический реактор 35, осуществляя при этом контроль подачи композиции на переработку посредством расходомера 45 и указателя расхода 46.

В ходе процесса выщелачивания, посредством добавления к перерабатываемой композиции водного раствора щёлочи, или воды откорректированной по водородному показателю pH, увеличивают гидромодуль до значений 1,5-2,5. Добавляемую жидкую компоненту подают в механохимический реактор 35 по линиям 47 и 164, посредством насоса-дозатора 48, через вентили 49 и 165, из смесителя 50, контролируя подачу этой компоненты посредством расходомера 51. При этом, как указывалось выше, вода, не содержащая химических добавок, а откорректированная по показателю pH подаётся посредством насоса

- 26 032714 из системы 1 водоподготовки и обессоливания воды по линии 53 через клапан 54, обратный клапан 55 и через вентиль 56 в смеситель 50. При этом вода с откорректированным водородным показателем pH проходит через щелочной смеситель 50 транзитом.

В зависимости от коммерческих требований к продукту, в данном случае балластного органического удобрения в виде суспензионного геля, как вариант, выщелачивание может осуществляться с применением гидроксидов натрия или калия. В этом варианте из складского бункера 57, дозированную на весах 58 щёлочь 59 загружают в смеситель 50 и, в него же дозируют очищенную и при необходимости умягчённую воду по линии 53. Затем на 1-2 мин запускают в работу мешалку смесителя 50 и, таким образом готовят технологический щелочной раствор. Количество используемой при этом воды предварительно рассчитывается исходя из того, что подаваемая в механохимический реактор 35 на переработку композиция уже содержит воду и что гидромодуль её переработки в реакторе 35 должен быть в пределах 1,5-2,5.

В ходе переработки реакционной композиции в механохимический реактор 35, при необходимости, вводят минеральные удобрения и/или микроэлементы 60.

Работа механохимического реактора 35 аналогична работе реактора 19, как это описано выше. Контроль температуры в реакторе 35 осуществляют посредством термосенсора 61. Посредством переключателя 62 готовые продукты 63 - балластные органические или органоминеральные удобрения в виде суспензионных гелей выводятся из процесса на их расфасовку и складирование (не показано).

Переключатель 62 также может использоваться при пуско-наладочных работах, для отбора проб 64, в ходе экспериментальных работ по подборке режимов переработки сырьевых композиций. Аналогичным переключателем 65 оснащён и механохимический реактор 19 для отбора проб 66.

Вентили 67-69 установленные на выходных патрубках смесителей 10, 50 и 70 предназначаются для профилактических промывок этих смесителей во время между экспериментальными подборами реакционных компонент и режимов работы оборудования для исключения возможного нежелательного взаимного влияния тех или иных химических веществ, друг на друга.

В ходе выработки того или иного продукта из состава предполагаемой линейки продуктов согласно представляемому изобретению в механохимических реакторах 19 и 35 возможно применение циркуляционных циклов, когда перерабатываемая композиция из реактора 19 направляется на его вход для повторной переработки. Число таких циклов может быть от двух до шести. При этой цикловой переработке сырьевых композиций, время прохождения изменения частот гидроимпульсного воздействия на эти перерабатываемые композиции в вышеуказанном диапазоне частот, увеличивают в соответствии с числом циклов. Для выполнения переработки сырьевых композиций, с применением циркуляционных циклов, используют соответствующие этому трубопроводы и вентили (на фиг. 1 не показаны). Кроме того, если на основе представляемого изобретения создают много тоннажное производство, то цикловая циркуляционная переработка, (если она необходима по технологическому регламенту изготовления какого либо продукта) заменяется на переработку в нескольких механохимических реакторах, когда перерабатываемую композицию последовательно передают из одного реактора на другой. Такой вариант технологии, касающийся реакторов 19 и 35, ввиду его простоты, на фиг. 1 не показан.

Согласно представляемому способу процесс производства гуминовых биологически активных препаратов - безбалластных растворов композиций гуминовых кислот различных концентраций и с различным минимально остаточным составом твёрдых фракций 110 их размерам, осуществляют в двух вариантах. Следующим образом по первому варианту.

На первом этапе готовят балластные гуматы в виде суспензионных гелей, как это выше описано. При этом посредством переключателя 62 полученную суспензию 130 направляют в газожидкостный сепаратор 74, посредством которого из этой композиционной суспензии выделяют летучие вещества - газы 75 образующиеся в результате химических реакций, а также и выделяющиеся из леонардита в результате его механодеструкции. Эти летучие вещества 75 собирают, сжимают и хранят в специальной вышеупомянутой газовой подсистеме, и затем эти газы 75 сжигают в бойлере 4 с выработкой технологического тепла.

Очищенную от газов 75 переработанную суспензионную композицию 76, составленную воднощелочным раствором ГК и твёрдой фракцией направляют в специальный аппарат - диссольвердестабилизатор 77. В ходе заполнения этого аппарата суспензионной композицией 76 и до момента её вывода из этого аппарата, поддерживают рабочий режим работы мешалки и быстроходной фрезы аппарата 77, чем продолжают завершение процесса выщелачивания ГК.

Время содержания суспензионной композиции в аппарате 77, во взмученном состоянии составляет 1-5 мин, после чего эту композицию подвергают механическому разделению на твёрдую и жидкую фазы на сверх центрифуге - декантере 78. Для этого суспензионную композицию направляют в декантер 78 по линии 79, посредством насоса 80, через вентиль 81. При этом запускают в работу декантер 78 и посредством расходомера 82 и уровнемера встроенного в аппарат 77 контролируют полноту разделения композиции на фазы. Из декантера 78 отделённую твёрдую фазу 83 направляют в сушилку 2 системы приготовления топливных брикетов и генерации технологического тепла, а жидкую фазу 84, представляющую собой водно-щелочной раствор ГК, из декантера 78 направляют в буферную ёмкость 87. Затем этот вод

- 27 032714 но-щелочной раствор ГК из буферной ёмкости 87 переводят в диссольвер-дестабилизатор 77 посредством насоса 88, по линиям 89-91, через вентиль 92, обратный клапан 93, вентиль 94, и через вентиль 95. Полноту перевода в одно-щелочного раствора ГК из буферной ёмкости 87 в диссольвер-дестабилизатор 77 контролируют посредством уровнемера встроенного в ёмкость 87 и посредством расходомера 96.

До окончания процесса перевода водно-щелочного раствора в диссольвер-дестабилизатор 77 готовят технологический 10-20% раствор кислоты, например хлористо-водородной, концентрат которой хранят в складской кислотной ёмкости 97. Для этого кислотный смеситель 70 предварительно заполняют дозой воды, по линиям 53 и 98, через обратный клапан 99, через вентили 54 и 100. Затем включают мешалку кислотного смесителя 70 и затем открывают вентили 101 и 102 и, по линии 103 кислоту (самотёком) дозируют в смеситель 70. Контроль кислотной дозы, при этом, осуществляют посредством встроенных уровнемеров в складской кислотной ёмкости 97 и в кислотном смесителе 70. Через 5-10 с, по окончанию дозирования мешалку кислотного смесителя 70 останавливают.

Далее при работе мешалки и быстроходной фрезы диссольвера-дестабилизатора 77 кислотную дозу из смесителя 70 переводят в диссольвер-дестабили-затор 77, самотёком по линии 104 через вентили 105 и 106, осуществляя тем самым процесс подкисления перерабатываемой среды в с понижением показателя pH до 1,5-3, с образованием выделения ГК из раствора в тяжелую фазу в виде коагулированной пульпы. Контроль дозы раствора кислоты вводимого в диссольвер-дестабилизатор 77 осуществляют посредством расходомера 155. В течение 2-4 мин после окончания ввода кислоты в диссольвер-дестабилизатор 77, при необходимости добавляют флокулянт 107, и ещё через 2-4 мин останавливают его мешалку и быстроходную фрезу. В течение следующих 5-20 мин (в зависимости от применения флокулянта) ГК осаждают в виде геля, или крупных хлопьев. Из некоторого уровня диссольвера-дестабилизатора 77, посредством насоса 108, по линиям 109 и 110, через вентиль 111 выводят часть жидкой фазы, маточный раствор - представляющей собой раствор продуктов нейтрализации щелочи и кислоты, в систему 1 водоподготовки и обессоливания воды, где этот раствор обессоливают и производят соли коммерческих кондиций, а чистую воду возвращают в основные технологические процессы.

Затем запускают мешалку и быстроходную фрезу диссольвера-дестабилизатора 77 и вводят в него в сухом виде щёлочь 112, поднимая показатель pH до 8,5-10. Переводя таким образом, ГК из тяжелой фазы (в течение 1-2 мин работы мешалки и быстроходной фрезы диссольвера-дестабилизатора 77,) в новый вторичный раствор - продукт, который теперь получен с увеличенной концентрацией ГК до 10-15%. При этом, концентрация полученного раствора ГК определяется не только содержанием ГК в первичном щелочном растворе, но и величиной отбора маточного раствора из диссольвера-дестабилизатора 77.

Полученный таким образом продукт - биологически активный препарат -без балластный раствор композиций гуминовых кислот переводят в складскую товарную ёмкость 113, посредством насоса 88, по линиям 109, 114, 89, 90 и 115, через вентили 111 и 116. При этом контроль полноты перевода продукта в складскую товарную ёмкость 113 осуществляют посредством расходомера 117 и уровнемера встроенного в диссольвер-дестабилизатор 77. Из складской ёмкости 113 продукт выводят на коммерческую реализацию по линии 118, через клапан 119.

Водный раствор этого продукта может быть использован для эффективного выращивания растений. При этом для использования полученного раствора в технологиях гидропоники, его дополнительно подвергают очистке на фильтре 120 и направляют в складскую товарную ёмкость 121. В этом случае полученный раствор ГК и находящийся в диссольвере-дестабилизаторе 77 называют как - полупродукт и направляют его на фильтр 120 также посредством насоса 88, по линиям 109, 114, 89-91 и 121, через вентиль 111, 94 и 122.

Отфильтрованный раствор - продукт, содержит в себе не более 0,5% частиц твёрдой фазы, и размерами менее 40 мкм, и может быть использован при выращивании растений по технологиям гидропоники. Из фильтра 120 этот продукт направляют по линиям 123 и 160, через вентиль 124 в складскую ёмкость 121. Из складской ёмкости 121 продукт выводят на коммерческую реализацию по линии 125, через клапан 126.

Остаточную твёрдую фазу 127 из фильтра 120, посредством технологического транспорта 128 направляют в систему приготовления топливных брикетов, где эту твёрдую фазу 129 загружают в сушилку 2.

По второму варианту, согласно представляемому способу процесс производства гуминовых биологически активных препаратов - безбалластных растворов композиций гуминовых кислот различных концентраций и с различным минимально остаточным составом твёрдых фракций 110 их размерам, осуществляют следующим образом.

На первом этапе готовят низко концентрированный продукт - представляющий собой воднощелочной раствор ГК 84, который выводят из декантера 78, (жидкая фаза) как это было выше описано в буферную ёмкость 87.

Далее на втором этапе процесса, этот водно-щелочной раствор ГК из буферной ёмкости 87 направляют на вакуумно-выпарной аппарат 131, для увеличения его концентрации. Направляют посредством насоса 88, выполняющего в этом варианте технологии роль подпорного насоса, для насоса высокого давления 132, по линиям 89, 90, 133 и 134 через вентили 92 и 135 и обратный клапан 93. При этом перед

- 28 032714 подачей водно-щелочного раствора ГК в вакуумно-выпарной аппарат 131, этот раствор предварительно подвергают активации в эжекторном эмульгаторе 136, в гидродинамическом докавитационном режиме. Работу эжекторного эмульгатора 136 в таком режиме обеспечивают посредством насоса высокого давления 132, регулируемого дросселя 137, посредством которого обеспечивают необходимое противодавление, и буферной ёмкости, (не показана). Полноту использования водно-щелочного раствора ГК выводимого из буферной ёмкости 87 контролируют посредством расходомера 117.

Для предотвращения термодеструкции ГК, работу выпарного аппарата 131 поддерживают в режиме кипения воды на уровне 60 градусов С, посредством вакуумного насоса 138, создающего в конденсаторе 139 и, по вакуумной линии 140 соответственно, в выпарном аппарате 131 - давление 19,87 кПа.

Чистую воду из конденсатоотводчика 141 перекачивают конденсатным насосом 142 в буферную ёмкость 143 конденсата по линии 144, через клапан 145. В дальнейшем, эту чистую конденсатную воду используют, по мере необходимости, возвращая её в систему водоподготовки 1 для восполнения технологического расхода воды, или для приготовления раствора пероксида водорода, или в процессе приготовления фульвовых препаратов, как будет описано ниже. Для этого, воду из буферной ёмкости 143 посредством насоса 146, по линиям 147 и 12 направляют в систему водоподготовки 1, через клапаны 148 и 11, обратный клапан 149 и через вентиль 23. В другом вышеупомянутом случае, воду из буферной ёмкости 143 посредством насоса 146, по линиям 147, 12 и 150 направляют в смеситель 10, через клапаны 148 и 13, обратный клапан 149 и через вентиль 23. В ещё одном другом вышеупомянутом случае, чистую воду из буферной ёмкости 143, посредством насоса 146 и насоса дозатора 21, по линии 147, через буферную ёмкость, (не показана) направляют в механохи-мический реактор 19, через клапаны 148 и 24, а также через обратный клапан 149.

Режим работы выпарного вакуумного аппарата 131 обеспечивают также посредством подачи в него греющего пара 151 из бойлера 4. Регулирование подачи греющего пара, для стабилизации температуры кипения воды на уровне 60 градусов С в этом аппарате 131, используют термосенсор 152 и регулируемый вентиль 153. На фиг. 1, позицией 154 показан отработанный пар, который из аппарата 131 возвращают на подогрев в бойлер 4.

Таким образом, посредством выпарного вакуумного аппарата 131 из раствора ГК удаляют часть воды, чем повышают содержание ГК в растворе до необходимой коммерческой кондиции. Готовый продукт - раствор ГК из аппарата 131 выводят в складскую ёмкость 113 или в складскую ёмкость 121, в зависимости от крупности минимально допустимого содержания в продукте остаточных твёрдых частиц.

Готовый раствор ГК выводят из аппарата 131 посредством продуктового насоса и буферной ёмкости (не показаны), по линиям 156, 157, или по линиям 156, 158 ь 160 и посредством логистических вентилей 161-163.

Согласно представляемому способу процесс производства биологически высокоактивных препаратов - безбалластных растворов композиций фульвовых кислот различных концентраций с минимальным остаточным составом твёрдых фракций 110 их размерам, осуществляют по двум вариантам. Используют такое сырьё как леонардит, ввиду того, что леонардит является самым богатым сырьём для производства гуминовых препаратов, так как содержание в нём гуминовых (протогуминовых) веществ достигает 90%, [14, 32].

По первому варианту, как наиболее простому, экстракцию ФК из леонардита осуществляют посредством чистой воды и адаптивно оптимизированной механоактивации. Относительная простота технологического процесса заключается в том, что в этом варианте не используют какие-либо химические вещества.

Однако при этом теряются ГК содержащиеся в твёрдой фазе, отходящей из процесса. При этом органический углерод переводят в состав топливных брикетов, в связи с чем, упомянутые потери восполняются в аспекте энергетики.

Технологический процесс осуществляют следующим образом.

Запускают в работу механохимический реактор 19 и подают в него дроблёный леонардит 20, подготовленный как выше было описано. Вместе с этим в реактор 19 подают чистую воду по линии 25 посредством насоса-дозатора 21, через клапан 24.

При этом регулирование потоков леонардита 20 и чистой воды осуществляют исходя из регламентируемого гидромодуля 2-3, в зависимости от характеристик сырьевого леонардита 27, и с учётом его влажности, которую контролируют посредством сенсора 26. Переработку леонардита, ведут в режимах адаптивно оптимизированной механоактивации, также и в механохимическом реакторе 35. Отводят образующиеся летучие вещества - газы 39 и 75, которые, как выше указывалось, используют для генерации технологического тепла.

Технологическую дозу реакционной композиции 76 собирают в диссольвере-дестабилизаторе 77, откуда её направляют на механическое разделение фаз в декантере 78, по линии 79, посредством насоса 80, через вентиль 81. Твёрдую фазу 83 из декантера 78 направляют в сушилку 2 системы приготовления топливных брикетов, а жидкую фазу 84, представляющую собой раствор ФК и некоторую небольшую часть ГК, которые растворимы в воде, собирают в буферной ёмкости 87. Затем раствор ФК подвергают фильтрации для обеспечения содержания в нём твёрдых частиц размерами не более 40 мкм, и отфильт

- 29 032714 рованный раствор направляют в складскую ёмкость 167 из фильтра 120, или из фильтра 120 через вакуумный выпарной аппарат 131, полученный таким образом концентрированный раствор ФК. Подачу раствора ФК на фильтр 120 из буферной ёмкости 87 осуществляют посредством насоса 88, по линиям 89, 91 и 121, через вентили 92, 94 и 122 и через обратный клапан 93. Полноту вывода раствора ФК на фильтрацию контролируют посредством уровнемера встроенного в буферную ёмкость 87 и по показаниям расходомера 96.

Отфильтрованный слабо концентрированный раствор ФК, из фильтра 120 в складскую ёмкость 167 направляют, используя остаточное давление после фильтра 120, по линиям 123, 159 и 168, через логистические вентили 124 и 163.

В другом случае отфильтрованный слабо концентрированный раствор ФК, из фильтра 120 направляют в вакуумный выпарной аппарат 131 по линиям 123, 133 и 134, через вентиль 169, посредством насоса высокого давления 132 и через эжекторный эмульгатор 136 и регулируемый дроссель 137, назначение и работа которых описаны выше. В результате работы вакуумного выпарного аппарата 131, получают концентрированный раствор ФК - коммерческий продукт. Этот продукт содержит и небольшое количество низкомолекулярных - активных ГК, которые растворимы в воде. При применении этого продукта, благодаря ГК его свойства несколько улучшены. Готовый продукт направляют в складскую ёмкость 167, по линиям 156, 158 и 168, через логистические вентили 161 и 162.

По второму варианту, приготовления раствора ФК, экстракцию осуществляют посредством гидроксида натрия, или калия, применяя также адаптивно оптимизированную механоактивацию. В технологическом процессе используют хлористоводородную, или ортофосфорную кислоту. Технологическим процессом по этому варианту обеспечивается производство не только продуктового раствора ФК, но и раствора ГК, являющегося также коммерческим продуктом.

На первом этапе технологического процесса из леонардита готовят реакционную композицию, применяя выщелачивание на основе гидроксида натрия, или калия, или используют их пирофосфаты, или без химических веществ, используя физический процесс корректировки водородного показателя pH, как это было выше описано, и сосредотачивают реакционную композицию в диссольвередестабилизаторе 77. При этом предварительно, может осуществляться процесс жидкофазного окисления леонардита, в зависимости от его исходных характеристик. Процесс жидкофазного окисления, согласно представляемому изобретению также описан выше. Затем реакционную композицию из диссольверадестабили-затора 77 направляют на разделение фаз в декантер 78, как это также было выше описано. Из декантера 78 твёрдую фазу 83 направляют в сушилку 2 системы приготовления топливных брикетов, а жидкую фазу, представляющую собой композиционный раствор ГК и ФК, направляют в буферную ёмкость 87, по линии 84. Затем этот композиционный раствор посредством насоса 88 переводят в диссольвер-дестабилизатор 77, по линиям 89-91, через обратный клапан 93 и через вентили 92, 94 и 95. Полноту перевода композиционного раствора из буферной ёмкости 87 в диссольвер-дестабилизатор 77 контролируют посредством уровнемера встроенного в ёмкость 87 и посредством расходомера 96.

Далее, при работе мешалки и быстроходной фрезы диссольвера дестабилизатора 77, в него вводят кислотный раствор, понижая водородный показатель pH до 1,5-2,5 и течение 5-15 мин осуществляют процесс выделения ГК из жидкой фазы в тяжёлую фазу в виде коагулированной пульпы. Ввод хлористоводородной кислоты, или ортофосфорной кислоты в диссольвер-дестабилизатор 77 осуществляют из кислотного смесителя 70 по линии 104, через вентили 105 и 106. При этом контроль дозирования кислотного раствора осуществляют посредством уровнемера встроенного в кислотный смеситель 70 и посредством расходомера 155. Для ускорения процесса выделения ГК из жидкой фазы, в диссольвердестабилизатор 77 может быть введён флокулянт 107. В результате завершения процесса перевода ГК в тяжелую фазу, ФК остаются в жидкой фазе растворёнными. Мешалку и быстроходную фрезу диссольвера-дестабилизатора 77 останавливают и в течение 10-20 мин осаждают на дно диссольверадестабилизатора 77 ГК в виде гелеобразных хлопьев.

Затем используя технические возможности диссольвера-дестабилизатора 77 (подробно будет показано ниже) жидкую фазу из диссольвера-дестабилизатора 77, представляющую собой раствор ФК переводят в буферную ёмкость 166, посредством насоса 88, по линиям 109, 114, 89-91 и 85, через вентили 111, 94 и 86. Из буферной ёмкости 166 раствор ФК посредством насоса 88 направляют на фильтр 120, на котором отделяют твёрдые частицы 127 размером более 40 мкм, и которые направляют в транспортное средство 128, для их утилизации в систему приготовления топливных брикетов. Подачу раствора ФК на фильтр 120 осуществляют по линиям 170, 89-91, и 121, через вентили 171, 94 и 122 и через обратный клапан 172. Полноту вывода раствора ФК из буферной ёмкости 166 на фильтрацию и далее на её концентрацию осуществляют посредством встроенного уровнемера в ёмкость 166 и по данным расходомера 96.

Затем отфильтрованный раствор ФК из фильтра 120 направляют на вакуумный выпарной аппарат 131 и осуществляют повышение концентрации продукта, как это выше уже описано. Готовый продукт концентрированный раствор ФК направляют в складскую ёмкость 167.

К осаждённым ГК, находящимся в диссольвере-дестабилизаторе 77, приливают во до-щелочной раствор, который дозируют из щелочного смесителя 50 посредством насоса-дозатора 48. Этот раствор

- 30 032714 направляют по линиям 47 и 173, через вентили 49, 165 и 174. Контроль дозирования осуществляют посредством уровнемера встроенного в щелочной смеситель 50 и по данным расходомера 51. При этом включают мешалку и быстроходную фрезу диссольвера-дестабилизатора 77 и в течение 1-2 мин после окончания ввода щелочного раствора, растворяют в нём ГК. Затем раствор ГК, как это было описано выше, направляют в складскую ёмкость 113, или применяя фильтрацию, в складскую ёмкость 121.

Полученный раствор ФК обладает чрезвычайно высокой биологической активностью и имеет высокую коммерческую ценность. ФК имеют относительно малые молекулярные массы и соответственно, они хорошо проникают в корни, стебли и листья растений. ФК, проникая, несут микроэлементы с поверхностей растений в их ткани. При нанесении на листву, ФК транспортирует микроэлементы прямо в метаболические центры клеток растений [31, 37].

Если в ходе получения этого продукта использовали (как выше указывалось) гидроксид калия и ортофосфорную кислоту, то такой продукт может применяться в животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве.

Приготовление гуминовых биологически активных препаратов - безбалластных сухих солей ГК и биологически высоко активных безбалластных препаратов - сухих солей фульвовых кислот - фульватов, осуществляют по вышеописанным технологиям, с той лишь разницей, что просушивание в вакуумно-выпарном аппарате 131 проводят до влажности продуктов, соответствующей их коммерческой кондиции. Вывод готовых продуктов на фиг. 1 обозначен позицией 175.

Приготовление топливных брикетов в соответствии с представленным изобретением осуществляют следующим образом.

Остаточные после процессов приготовления гуминовых и фульвовых препаратов твёрдые фракции 83 и 129, представляющие собой материал - преимущественно органический углерод и 10-25% минеральных компонент, направляют в сушилку 2 системы приготовления топливных брикетов, где из этого материала удаляют часть влаги, понижая её содержание с 40-60% до 15-20%. В ходе подсушивания этого материала, посредством ворошения и продувкой горячими газами, например, по типу псевдоожиженного слоя, в непрерывном потоке осуществляют дозирование этого просушенного материала 176 в экструдер 3. Экструдер 3 обогревается горячими дымовыми газами 177, поступающими из бойлера 4 при сжигании в нём части производимых топливных брикетов 178 и сжигании горючей части летучих веществ 179 - суммы летучих веществ 39 и 75 выделяемых из угольного сырья в ходе его переработки в гуминовые удобрения и препараты гуминовых и фульвовых кислот.

Регулирование температуры дымовых газов нагревающих термоконтактирую-щие части экструдера 3 с материалом 176, в пределах 600-650°С, осуществляют по показаниям пирометра (не показан) и посредством регулирующих вентилей 180 и 181. Другими каналами регулирования температуры, греющих экструдер 3, газов 177 являются средства топливоподачи (не показаны) в бойлер 4 брикетов 178 и летучих веществ 179. Возможное избыточное тепло дымовых газов 182, бойлера 4 сбрасывают в атмосферу посредством регулирующего вентиля 181. Греющие дымовые газы 177 проходя через экструдер 3, отдают в нём часть своего тепла. И затем эти газы 182 с их температурой 400-450°С направляют в сушилку 2, в которой эти газы отдают другую часть своего тепла на удаление влаги из твёрдых фракций материалов 83 и 129 и на их подогрев. Затем эти охлаждённые дымовые газы 183 до температуры 110 + 115 градусов С выводят из сушилки 2 в атмосферу.

В процессе полукоксования материала 176 в экструдере 3, из этого материала выделяется парогазовая композиция, [27, с. 197] часть газов которой представляет собой горючие вещества и вследствие этого, отходящие газы 184 из экструдера 3 направляют на сжигание их горючей части в бойлер 4.

По выходу топливных брикетов 185 из экструдера 3 их охлаждают и складируют 186, а также и фасуют в коммерческую тару.

Осуществление изобретения в части механохимического реактора переработки высоко вязких сред включая суспензии и пульпы иллюстрируется техническими рисунками фиг. 2-5. На фиг. 2 представлена конструкторская компоновка реактора. Здесь позицией 187 обозначена станина реактора, которую монтируют на неподвижных направляющих 188 посредством резьбовых соединений 189. При этом корпус реактора 190, 191 выполняют разъёмным, составленным стационарной частью - корпус 190 и подвижной частью - корпус 191, который может быть перемещён посредством колёс 192 по направляющим 188 в позицию профилактики и ремонта.

На станине 187 размещён электродвигатель (не показан), приводящий в движение роторный диск 193, закреплённый на несущей втулке 194, которая, в свою очередь, жестко связана с полым несущим валом 195 гидросъёмника, который показан корпусом 196, щитами 197, подшипниками 198 и загрузочным портом 199. При этом, на загрузочный порт 199, сверху устанавливают автономный шнековый регулируемый привод (не показан), а внутренняя поверхность порта 199 оснащена вставкой 200 выполненной из анти адгезионного материала.

На подвижном корпусе 191 размещён электродвигатель (не показан), приводящий в движение роторный диск 201 закреплённый на несущей шнековой втулке 202, которая, в свою очередь, жестко зафиксирована на приводном валу 203 несущего подшипникового узла 204.

- 31 032714

На несущей шнековой втулке 202 посредством переходного конуса 205 закреплён малый консольный шнек 206, который вставлен осесимметрично в полый несущий вал 195 гидросъёмника, на внутренней поверхности которого, также осесимметрично, жестко закреплён радиально-охватывающий шнек 207. Позицией 208 показан кольцевой распределительный коллектор гидросъёмника сообщающийся с загрузочным портом 199 с одной стороны, и с другой, сообщающийся с гидро золотниковыми проёмами 209, которые выполнены в полом несущем валу 195 гидросъёмника. Здесь позицией 210 показано направление рабочего вращения приводного вала 211, полого несущего вала 195 гидросъёмника. Позицией 212 показано рабочее направление вращения приводного вала 203.

Посредством разъёмных креплений 213, например цанговых зажимов, на роторных дисках 193 и 201 закреплены круговые ряды рабочих стержней 214 и 215, соответственно.

Позицией 216 показан кольцевой распределительный коллектор стационарного корпуса 190, сообщающийся со штуцером 217, ввода в реактор жидких компонент, с одной стороны, и с другой, сообщающийся с золотниковыми каналами 218, которые выполнены в несущей втулке 194. На этой несущей втулке 194 закреплены насосно-винтовые лопатки 219 обеспечивающие надёжность заброса потока перерабатываемой среды в зону активационного взаимодействия стержней 214, 215.

Неподвижные отражательно-направляющие лопатки 220 размещены в разгрузочном проёме 221 реактора и для обеспечения надёжности вывода из реактора высоко вязких перерабатываемых сред эти лопатки 220, как и сам разгрузочный проём 221 соединены с электромагнитным устройством вибрационного воздействия 222.

Позицией 223 показаны минишнековые, одновитковые резьбы выполненные на цилиндрических поверхностях роторных дисков, которые при вращении роторов выполняют активное отражение перерабатываемых материалов от зазоров между дисками роторов и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 190 реактора.

Посредством акустического сенсора 224 встроенного в корпус 190 осуществляют съём акустических сигналов из реакционной зоны, включая шумы кавитационного характера.

На фиг. 3 детально показано расположение очищающих мини-роторов 225 в корпусе 190 механохимического реактора, с установленными на них очищающими стержнями 226. Здесь позицией 227 показано направление вращения мини-роторов 225, а позицией 228 обозначено направление вращения роторного диска 201 со стержнями 215, периферийный ряд которых наиболее приближен к очищающим минироторам 225. На этой же фиг. 3 показано позицией 229 направление вращения роторного диска 193 (не показан) со стержнями 214.

Обозначены направления 230 движения перерабатываемой среды, под воздействием насосновинтовых лопаток 219, обеспечивающих заброс потока этой среды в зону активационного взаимодействия стержней 214, 215. При этом направление 231 вращения насосно-винтовых лопаток 219 совпадает с направлением вращения роторного диска 193 (на фиг. 3 не показан). Позицией 232 показано направление вращения несущей шнековой втулки 202, посредством которой перерабатываемая среда подаётся на насосно-винтовые лопатки 219.

На фиг. 4 детально показана ориентация и расположение золотниковых проёмов 209 выполненных в полом несущем валу 195 гидросъёмника. Здесь же позицией 208 показан кольцевой распределительный коллектор гидросъёмника сообщающийся с загрузочным портом 199, (на фиг. 4 не показан). Этот же кольцевой распределительный коллектор 208 сообщается и с золотниковыми проёмами 209. Позицией 233 показаны уплотнительные элементы, обеспечивающие гидроизоляцию подшипников 198 узла гидросъёмника от перерабатываемых сред.

На фиг. 5 показан общий вид без стержневого ротора 234 с радиально-волновыми поверхностями 235, который предназначен для переработки в механохимическом реакторе особых аномально вязких слабо текучих сред.

Работа механохимического реактора (исключая химизм процессов, который подробно описан выше с точки зрения механики) осуществляется следующим образом.

Сначала запускают привода главного движения реактора вращением валов 203 и 211 и соответствующих роторных дисков 193 и 201. Затем осуществляют подачу в реактор основной (вязкой или высоко вязкой) перерабатываемой компоненты через загрузочный порт 199 и через небольшое время задержки (0,5-2,5 с) в реактор направляют поток жидкой компоненты, через штуцер 217. Дозирование потоков перерабатываемых компонент в реактор, скорости приводов его главного движения и время задержки выполняют согласно технологическому регламенту соответствующему химизму процесса переработки. При этом также, через время задержки, включают работу электромагнитного устройства 222 вибрационного воздействия.

Вязкая или высоко вязкая перерабатываемая компонента посредством шнекового привода 18 подаётся в кольцевой распределительный коллектор 208 и через него в гидрозолотниковые проёмы 209. Поверхности гидрозолотниковых проёмов 209 пространственно ориентированы так, что при вращении полого несущего вала 195 эти поверхности формируют насосно-отражательные силы, действующие на поток перерабатываемой компоненты в радиальном направлении - к оси вращения вала 195, в осевом направлении вала 195 - к зоне активного взаимодействия стержней 214, 215 реактора. Чем обеспечивается

- 32 032714 продвижение перерабатываемой среды с изменением её направления и обеспечивается передача потока перерабатываемой компоненты от неподвижного загрузочного порта 199 в полость вращающегося несущего вала 195. Здесь перерабатываемая вязкая или высоковязкая компонента попадает в поле действия движущих её сил со всех сторон: от осевого малого консольного шнека 206 и от радиальноохватывающего шнека 207, который выполнен витками левосторонней резьбы. Таким образом, осуществляют гарантированное нагнетание вязкой, или высоковязкой перерабатываемой компоненты во внутреннюю полость 194 несущей втулки 194. В результате такого нагнетания, перерабатываемая компонента, находящаяся во внутренней полости несущей втулки 194 подвергается некоторому давлению со стороны гидросъёмника и благодаря этому она свободно подхватывается несущей шнековой втулкой 202 и направляется к насосно-винтовым лопаткам 219, посредством которых осуществляется заброс потока перерабатываемой композиции в зону актива-пионного взаимодействия стержней 214, 215. Здесь перерабатываемая среда названа уже как композиция потому, что в поток среды набегающий к насосновинтовым лопаткам 219 (сюда же) и нагнетают посредством насосов дозаторов 21, или 48, жидкую компоненту по золотниковым каналам 218, питающимся от кольцевого распределительного коллектора 216 стационарного корпуса 190, который в свою очередь запитывается через штуцер 217.

Механохимическая переработка реакционных компонент осуществляется в зонах активного взаимодействия круговых рядов стержней 214 и 215, как это было выше описано благодаря статическим и динамическим регулируемым параметрам, в соответствии с технологическим регламентом. В ходе этой переработки, реакционные компоненты под действием на них гравитационных и центробежных сил, продвигаются по реакционной зоне в радиальных направлениях относительно осей вращения роторных дисков 193 и 201.

Достигая периферии роторных дисков, перерабатываемая композиция, испытывая силы тянущего трения, действующие от периферийного ряда стержней 215, вынуждено движется вдоль внутренней цилиндрической поверхности корпуса 190 реактора, как это показано на фиг. 3 позицией 236. При этом вертикальные составляющие этого движения, движения находящегося левее оси А - благоприятно направлены к выводу реакционной композиции из реактора, то есть в сторону разгрузочного проёма 221. Вертикальные составляющие этого кругового движения (обозначенные позицией 237) находящиеся правее оси А - направлены в противоположную сторону относительно разгрузочного проёма 221 и являются обстоятельством возможного засорения реактора.

В связи с этим в соответствии с изобретательским замыслом применяют и конструкторски компонуют очистительные мини-роторы 225, действие которых следующее. В зонах минимально-контактных расстояний между стержнями 215 и очистительными стержнями 226, их скоростные векторы - касательные к окружностям, по которым эти стержни движутся, по направлениям совпадают и они же близки по угловым направлениям 237 движения реакционной композиции. В связи с чем без значительных затрат энергии и без формирования локализованных в этих местах скачков давления за счёт тянущих активных сил трения очистительных стержней 226 часть движущегося 237 потока перерабатываемой композиции отклоняют вблизи каждого очистительного мини-ротора 225 - по направлениям 238. И таким образом, весь периферийный поток направления 237 переформируют в новый поток направления 239, который в свою очередь движется в сторону разгрузочного проёма 221, где под действием силы гравитации и благоприятно встречаясь с потоком направления 240 выводится из реактора по направлению 241. При этом упомянутый поток направления 240 сформирован из потока направления 236 под действием центробежных сил и силы гравитации.

Основная часть потока направления 240, как показано на фиг. 3, дополнительно отклоняется благодаря реакции от неподвижных отражательно-направляющих лопаток 220 и выводится из реактора этим отклоненным потоком по направлениям 242.

Промышленная применимость

Заявляемый способ комплексной переработки каустобиолитов угольного ряда преимущественно бурых углей и леонардита, в продукты: гуминовые органические и органоминеральные удобрения и в гуминовые и фульвовые препараты с получением топливных брикетов может быть применён для крупнотоннажного производства этих продуктов в коммерческих целях в области сельского хозяйства для производства экологических продуктов питания в технологиях растениеводства, животноводства, птицеводства и рыбоводства.

Кроме того продукты изготовленные по представляемому способу могут использоваться в качестве компонентов искусственных грунтов и мелиорантов, например как это показано в [88] в составе с цеолитными материалами, с серпентинитом и с минеральными удобрениями.

Большинство единиц оборудования относящихся к технологиям приготовления продуктов получаемых согласно представленному изобретению в промышленно-стях ряда стран опробовано и находится в эксплуатации.

Библиографические данные источников информации

1. И.В. Перминова, Д.М. Жилин. Гуминовые вещества в контексте зелёной химии. В: ЗЕЛЁНАЯ ХИМИЯ В РОССИИ, В.В. Лунин, П. Тундо, Е.С. Локтева (Ред.), Изд. Московского Университета, с. 146162.

- 33 032714

2. Безуглова О.С. УДОБРЕНИЯ И СТИМУЛЯТОРЫ РОСТА. Ростов-на-Дону: изд. Феникс, 2000; 2002. - 320 с.

3. И.В. Перминова. ГУМИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА - ВЫЗОВ ХИМИКАМ XXI ВЕКА. Химия и жизнь, 2008, № 1.

4. Utilisation of Low Rank Coals David J Allardice and Brian С Young* Allardice Consulting 10 Arcady Grove, Vermont, Vic 3133, Australia.

5. T.A. Кухаренко. О МОЛЕКУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЕ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ. Из книги сборника Гуминовые вещества в биосфере, под ред. Д.С. Орлова. - Москва, изд. Наука, 1993 г.-237 с.

6. В.А. Михеев, Г.И. Петрова, М.Д. Новопашин, М.И. Бычев. Свидетельство на полезную модель RU 13656 U1, 10 мая 2000. УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ.

7. Михеев В.А., Петрова Г.И., Бычев М.И. ТРАНСФОРМАЦИЯ БУРЫХ УГЛЕЙ В ГУМИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА ПРИ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ. - Якутск: ЯФ, изд. СО РАН, 2002.

8. Физический энциклопедический словарь. Гл.редактор - A.M. Прохоров, Москва, изд. Советская энциклопедия, 1983, с. 100; с. 236, 237.

9. Patent No.: US 7,896,944 В2. Mar. 1, 2011. Method for extracting fulvic acid MOLECULES.

10. Patent No.: US 7,825,266 B1. Nov. 2, 2010. Extraction of fulvic minerals from HUMIC SUBSTANCES.

11. Patent No.: US 8,383,840 B1. Feb. 26, 2013. Extraction of fulvic minerals, VITAMINS, AMINO ACIDS, ENZYMES, AND PHYTONUTRIENTS FROM HUMIC SUBSTANCES.

12. Patent No.: US 7,875,096 B2. Jan. 25, 2011. FETILIZER.

13. Patent No.: US 5,004,831. Apr. 2, 1991. Recovery of humic acids.

14. Patent No.: US 6,204,396 B1. Mar. 20, 2001. Method for producing calcium FULVATE FROM HUMUS MATERIAL.

15. Петраков А.Д., Радченко СМ., Яковлев О.П., Галочкин А.И., Ефанов М.В., Шотт П.Р., Высоцкая В.В. Патент РФ, RU 2296731. 10 апреля 2007. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

16. П.В. Ткаченко, Б.И. Шпанер, А.И. Глущенко. Авторское свидетельство SU 937445. 23 ИЮНЯ 1982. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ.

17. Н.М. Смольянинова, СИ. Хорошко, А.Н. Москальчук. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ растворимых гуматов из торфа. Известия Томского политехнического института имени СМ. Кирова. Том 178, 1969. с. 158-161.

18. В.М. Хаустов, В.Н. Кулаков, В.В. Кулаков, А.П. Мещеряков, М.Т. Шокин, Р.Е. Фридбург. Авторское свидетельство SU 1404501. 23 июня 1988. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГУ МИНОВЫХ КИСЛОТ ИЗ БУРОГО УГЛЯ.

19. Шульгин А.И., Скворцов О.В., Кудин А.В. Патент России RU 2042422. 27 августа 1995. Способ получения гуминовых кислот и устройство для его осуществления.

20. Энс В.И., Шаталов СВ. Патент России RU 2350587. 27 марта 2009. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ.

21. Ефанов М.В., Черненко П.П., Новоженов В.А. Патент России RU 2384549. 20 марта 2010. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТОСОДЕРЖАЩИХ ГУМИНОВЫХ УДОБРЕНИЙ ИЗ ТОРФА.

22. Фердман В.М., Габбасова И.М., Гаринов Т.Т., Сагитов И.О., Томилова А.А. Патент России RU 2463282. 10 октября 2012. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ.

23. Проселков Н.В., Глуховцев В.Э., Капкин Н.В., Честюнин СВ., Калинин А.Н., Панов О.А., Филиппов В.А., Фильянов В.П., Новиков А.В. Патент России RU 2473527. 27 января 2013. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОНЦЕНТРАТА ГУМИНОВОЙ КИСЛОТЫ ИЗ БУРОГО УГЛЯ И ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНЦЕНТРАТА ГУМИНОВОЙ КИСЛОТЫ.

24. Швецовов С.Г. Патент России RU 2378235. 10 января 2010. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ГУМИНОВОГО УДОБРЕНИЯ.

25. Бапуев А.А., Левинский Б.В., Фурсов А.В., Строганова Л.Н. Патент России RU 2036190. Способ получения гуматов щелочных металлов. 27 мая 1995.

26. Билибин Е.Б., Герасенков А.А., Антонов Э.Р., Алпатов А.П., Киселев Н.К. Патент России RU 2049084. 27 ноября 1995. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСТИМУЛЯТОРА РОСТА ИЗ САПРОПЕЛЯ И/ИЛИ ТОРФА.

27. ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ УГЛЯ. Агроскин А.А. Москва, изд. Недра, 1969 г.

28. Жиляков А.С., Жиляков С.Ф. Патент России RU 2420500. 10 июня 2011. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

29. Дудкин Д.В., Толстяк А.С., Фахретдинова Г.Ф. Патент России RU 2429214. 20 сентября 2011. Способ получения гуминовых кислот и гуматов из торфа.

30. НОВЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ, под ред. А.Ю. Ишлюнского, Москва, Научное издательство Большая Российская энциклопедия, 2000 год.

31. Application No.: AU 2009200226 Al. Jan. 21, 2009. Improved fertilizer.

- 34 032714

32. Ozdoba D.M., Blyth J.C., Engler R.F., Dinel H., Schnitzer M. LEONARDITE AND HUMIFIED ORGANIC MATTER. In Proc Humic Substances Seminar V, Boston. MA, March 21-23. 2001. P. 34.

33. Дементьев В.А., Бражко О.И. Патент России RU 2472761. 20 января 2013. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО ГУМИНОВОГО ПРОДУКТА.

34. Макаренко В.Г. Патент России RU 2500465. 10 декабря 2012. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ И ВЫПАРИВАНИЯ ТЕКУЧИХ ПРОДУКТОВ.

35. Левинский Б.В., Курченко СМ. Патент России RU 2179163. 10 февраля 2002. Способ и устройство для концентрирования растворов солей гуминовых кислот.

36. Patent No.: US 4,788,360 Nov. 29, 1988. Process for the production of regenerated HUMIC ACIDS FROM COAL.

37. Patent Abridgment AU-B-28114/89. Acceptance No. 623364. Agricultural chemical FOR FOLIAR APPLICATION. 14.05.92.

38. Ефанов М.В., Латкин А.А., Черниченко П.П., Галочкин А.И. Петраков А.Д. Патент России RU 2370478. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИГУМАТОВ ИЗ ТОРФА. 20 октября 2009.

39. Бурмистрова Т.П., Сысоева Л.Н., Трунова Н.М., Терещенко Н.Н. Патент России RU 2216172. 20 ноября 2003. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СРЕДСТВА ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ОТ ГРИБКОВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ.

40. Ефанов М.В., Латкин А.А., Черниченко П.П., Галочкин А.И. ГОУ ВПО Алтайский государственный университет, г. Барнаул, Россия. ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИГУМИ-НОВЫХ ПРЕПАРАТОВ ИЗ ТОРФА КАВИТАЦИОННЫМ МЕТОДОМ. Современные наукоёмкие технологии № 2, 2008.

41. Богословский В.Н. Патент России RU 2469995. 20 декабря 2012. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ.

42. Запорожец Е.П., Запорожец Е.Е., Тлехурай Г.Н., Богус A.M., Холпанов Л.П. Патент РФ, RU 2104964. 20 февраля 1998. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ.

43. Зиберт Г.К., Запорожец Е.П. Патент РФ, RU 2240984. 27 ноября 2004. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ И ВОДНЫХ РАСТВОРОВ.

44. Петраков А.Д., Радченко СМ., Яковлев О.П. Патент РФ, RU 2380399. 27 января 2010. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАВИТАЦИОННОГО ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

45. Гайдабура И.П., Ваганов А. П., Тодорев Ю.Г. УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ВИХРЕВЫМИ АППАРАТАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИХ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ. Журнал Промышленная энергетика, 1986 год, № 7, Москва, с.36-39.

46. Кириллов И.Н., Булкин В.В. Патент на полезную модель RU 137977. 27 февраля 2014. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АКУСТОШУМОВЫХ СИГНАЛОВ.

47. Елфимов В.В., Елфимов П.В, Аветисян А.Р., Дидиченко А.П., Попов СП., Ар-утюнян А.Ф. Российская заявка на изобретение RU 2012135445. 20 февраля 2014. Способ управления процессом повышения стабильности работы кавитатора.

48. Федорченко В.И., Гончаренко Н.А., Козьминых В.О. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ БУРЫХ УГЛЕЙ ТЮЛЬГАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ. Вестник Оренбургского государственного университета, № 5/май, 2006. Приложение, с. 75-80.

49. Куликова М.П. Куулар Л.Л. ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ТОРФА. Химические науки. Фундаментальные исследования, № 4, 2013, с. 90 -г 94.

50. А.А. Иванов, Н.В. Юдина, А.А. Ильина. КИСЛОТНЫЕ И ИОНООБМЕННЫЕ СВОЙСТВА ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ МЕХАНОАКТИВИРОВАННЫХ ТОРФОВ. Химия растительного сырья, 2010, № 4, с. 145-150.

51. А.А. Иванов, Н.В. Юдина, О.И. Ломовский. Влияние механохимической активации на состав и свойства гуминовых кислот торфов. Известия Томского политехнического университета. 2006. Т.309. № 5, с. 73-76.

52. М.В. Гостищева, И.В. Федько, Е.О. Писниченко. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ВЫДЕЛЕНИЯ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ИЗ ТОРФОВ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ. Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2004. Автоматизированные системы обработки информации, управления и проектирования, с. 66-69. УДК: 631.41:631.417.

53. Шульгин А.И. Патент РФ, RU RU 2175651. 10 ноября 2001. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОМИНЕРАЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

54. Карманчук А.С., Кулов К.М., Иванова O.K., Назыралиева Р.Н. Предварительный патент Киргизии, KG 0163. 01 апреля 1997. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕ-РАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ.

55. Дудкин Д.В., Евстратова Д.А. Патент России RU 2442763. 20 февраля 2012. Способ гумификации растительного сырья.

56. Аникин B.C. Патент России RU 2491266. 27 августа 2013. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ И ВЕЩЕСТВО УЛЬТРАГУМАТ, ПОЛУЧЕННОЕ ЭТИМ СПОСОБОМ.

- 35 032714

57. Бирюков И.И., Зелепукин Ю.И., Бирюкова Н.И., Зелепукин СЮ. Патент России RU 2435749. 10 декабря 2011. Способ изготовления удобрений.

58. Ковалев К.Е., Папаянаки В.В. Патент России RU 2219147. 20 декабря 2003. Способ комплексного органоминерального удобрения.

59. Дудкин Д.В., Евстратова Д.А. Патент России RU 2442763. 20 февраля 2012. Способ гумификации растительного сырья.

60. Новицкий Я.А. Патент России RU 2246469. 20 февраля 2005. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ИЗ САПРОПЕЛЯ.

61. Бердников И.А., Серов К.О. Патент России RU 2248339. 20 марта 2005. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВЫХ УДОБРЕНИЙ.

62. Бутаков В.И., Бутаков Ю.В., Макушев Ю.В. Патент России RU 2275348. 27 апреля 2006. Способ получения гуматов щелочных металлов.

63. Мирзаянов Д.М., Габдуллина Ф.Г., Сыркин A.M., Любин А.С, Гнездилова Л.В., Фролов А.В. Патент России RU 2281930. 20 августа 2006. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ И ИХ СОЛЕЙ.

64. Апканеев А.В., Дегтярёв В.В., Чумаков А.Н. Патент России RU 2286970. 10 ноября 2006. Способ получения водорастворимого гумата.

65. Предтеченский М.Р., Пуховой М.В., Гайслер Е.В. Патент России RU 2307817. 10 ноября 2007. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОВОГО КОНЦЕНТРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

66. Калинников Ю.А., Батурина И.Ю., Кирдей Т.А. Патент России RU 2310633. 20 ноября 2007. Способ получения жидких торфяных гуматов.

67. Ломовцев В.И. Патент России RU 2319683. 20 марта 2008. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОМИНЕРАЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА.

68. Ягафарова Г.Г, Акчурина Л.Р., Фёдорова Ю.А., Сафаров А.Х., Ягафаров И.Р. Патент России RU 2471755. 10 января 2013. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ.

69. Кнер Петер, Стенли Брюс. Заявка на изобретение RU 2012132296. 27 декабря 2010. Способ и устройство для просушивания пастообразных материалов, в частности илистых отложений станций очистки сточных вод, с выработкой тепловой энергии.

70. Воронин В.П., Волков Э.П., Гаврилов Е.И., Гаврилов А.Ф, Блохин А.П., Бычков A.M., Стельмах ГЛ., Кенеман Ф.Е. Патент России RU 2211927. 10 сентября 2003. Способ термической переработки бурых углей с выработкой электроэнергии и установка для его осуществления.

71. Зайченко В.М., Косов В.Ф., Кузьмина Ю.С., Марков А.В., Морозов А.В. Патент России на полезную модель RU 136801 U1. 20 января 2014. ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС С ТОРРЕФИКАТОРОМ БИОПЕЛЛЕТ.

72. Еремин Д.В. Патент России на полезную модель RU 137755 U1. 27 февраля 2014. ОДНОШНЕКОВЫЙ ПРЕСС-СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ЭКСТРУДИРОВАНИЯ С ПОЛУЧЕНИЕМ ТОПЛИВНЫХ БРИКЕТОВ.

73. Прилепина И.И., Ханин В.П. Патент России RU 2499671. 27 ноября 2013. ШНЕКОВЫЙ ПРЕСС ДЛЯ БРИКЕТИРОВАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ.

74. Остриков А.Н., Напольских М.С. Патент России RU 2501501. 20 декабря 2013. ДВУХШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР.

75. Гуюмджян П.П., Роменская И.А„ Подохин В.А., Ладаев Н.М. Патент России RU 2169617. 27 июня 2001. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ.

76. НОВЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ. Под ред. А.Ю. Ишлинского. Москва, Научное издательство Большая Российская энциклопедия, 2000.

77. Баев B.C. Патент России RU 2185244. 20 июля 2002. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО ТОПЛИВА И ДЕЗИНТЕГРАТОР И УСТРОЙСТВО ГИДРОУДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

78. Горшков Г.М., Шигабутдинов Р.Х. Патент России RU 2082487. 27 июня 1997. ДИСПЕРГАТОР.

79. Кесель Б.А., Федоров А.Д., Гимушин И.Ф., Волков Г.А., Гатауллин Р.Ш., Вос-кобойников Д.В., Весельев Д.А. Патент России RU 2166986. 20 марта 2001. РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННЫЙ АППАРАТ, (РПА).

80. А.Н. Плановский, В.М. Рамм, С.З. Каган. ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ. Москва, Госхимиздат, 1995.

81. Севастьянов В.П. Патент России RU 2433282. 10 ноября 2011. СПОСОБ ПСЕВДОДЕТОНАЦИОННОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ В КОМБИНИРОВАННОМ ЦИКЛЕ ICSGCC.

82. Липилин А.Б. Патент России на полезную модель RU 72155 U1. 10 апреля 2008. Дезинтегратор мокрого помола.

83. Николаев Е.А., Шулаев Н.С., Боев Е.В.., Иванов СП., Афанасенко В.Г. Патент России RU 2414286. 20 марта 2011. ОСЕВОЙ СМЕСИТЕЛЬ.

- 36 032714

84. Скворцов Л.С., Сердюк Б.П., Грачева Р.С. Патент России RU 2438769. 10 января 2012. РОТОРНЫЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ КАВИТАНИОННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКИХ СРЕД, (ВАРИАНТЫ).

85. Аникеев В.Н., Жуков Ю.Н., Соловьёв С.А., Мотина Е.В., Петров Ю.М. Патент России RU 2428246. 10 сентября 2011. РОТОРНЫЙ АППАРАТ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.

86. Касимова Л.В. Патент России RU 2213452. 10 октября 2003. СТИМУЛЯТОР РОСТА РАСТЕНИЙ.

87. М.В. Ефанов, В.А. Новоженов, В.Н. Франкивский. ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ АММОНО-ЛИЗ ТОРФА В УСЛОВИЯХ КАВИТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ. Химия растительного сырья, 2010. № 1., с. 165-169.

88. Конов М.А., Хамизов Р.Х. Патент России RU 2511296. 10 апреля 2014. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИТНЫХ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ В ПОЧВУ И ГОТОВЫХ ПОЧВЕННЫХ СУБСТРАТОВ.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Механохимический реактор переработки аномально вязких сред, включая переработку суспензии и пульпы, выполненный по конструкторской компоновке на основе классической стержневой мельницы, состоящий из корпуса, образующего помольную камеру с загрузочными и разгрузочными проёмами с установленными внутри неё роторами, оснащёнными ударными стержнями и приводами, помольная камера снабжена вращающимися очистительными устройствами, снабжёнными собственными приводами, не имеющими механической связи с приводами роторов, отличающийся тем, что очистительные устройства выполнены в виде вращающихся мини-роторов, оснащённых очищающими стержнями; очищающие мини-роторы расположены в плоскости одного из рабочих роторов так, что оси вращения мини-роторов расположены на дуге, являющейся частью концентрической окружности рабочих роторов, окружности диаметром, в связи с которым эти мини-роторы расположены на периферии рабочих роторов с одинаковыми расстояниями между очищающими стержнями и стержнями рабочих роторов, при вращательном позиционировании рабочих и очищающих роторов в положения максимального приближения стержней друг к другу для предотвращения попадания перерабатываемых композиций под действием центробежных сил в пространство между плоскостью роторного диска и корпусом реактора применяется классический гидросъёмник, посредством которого обеспечивается подача перерабатываемой среды в реакционную камеру, минуя зазор между ротором и корпусом реактора; стержни рабочих роторов по мере их расположения по радиальному удалению от оси вращения роторов конструкторски усиливают - диаметры стержней увеличивают, а число стержней в каждом круговом ряду одинаковое; подача высоковязкой перерабатываемой среды в реакционную камеру осуществляется посредством специального активного концентрического двухшнекового канала; надёжность заброса потока перерабатываемой среды в радиальных направлениях в зону активационного взаимодействия стержней обеспечивается встроенными насосно-винтовыми лопатками; обеспечивается возможность регулируемой подачи в реактор второй жидкой компоненты перерабатываемой среды по автономному каналу; привод главного движения реактора - вращающие рабочие роторы и привод подачи в реактор перерабатываемой среды выполнены регулируемыми по скоростям и посредством специального контроллера функционально связно взаимно регулируются для обеспечения оптимальных режимов переработки реакционных композиций - перерабатываемой среды; посредством акустического сенсора, встроенного в корпус реактора, осуществляют контроль границы возможного перехода реактора в режим кавитации и в связи с этим регулируют скорости приводов реактора, обеспечивая автоматическую стабилизацию режима работы реактора в подкавитационной зоне.
2. Механохимический реактор по п.1, отличающийся тем, что загрузочный порт, оснащённый шнековым дозатором с регулируемым приводом, выполнен с антиадгезионными поверхностями, включая поверхности шнека.
3. Механохимический реактор по п.1, отличающийся тем, что в гидросъёмнике золотниковые полости конструкторски выполнены профилированными так, что они являются насосно-отражательными поверхностями, обеспечивающими продвижение перерабатываемой среды с изменением её направления - от направления загрузки/подачи перерабатываемой среды в реактор на направление к реакционной камере параллельно осям вращения роторов.
4. Механохимический реактор по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения надёжности вывода перерабатываемой среды из реактора в разгрузочном проёме реактора установлены неподвижные отражательно-направляющие лопатки, снабженные антиадгезионным покрытием, при этом внутренние поверхности разгрузочного проёма реактора выполнены также с антиадгезионным покрытием, кроме того стенки разгрузочного проёма реактора и установленные в этом проёме отражательно-направляющие лопатки осуществляют вибрационное воздействие на выводимую перерабатываемую среду посредством специального электромагнитного устройства.
5. Механохимический реактор по п.1, отличающийся тем, что для предотвращения попадания пере

- 37 032714 рабатываемых композиций в пространство между торцевыми плоскостями роторных дисков и корпусом реактора со стороны радиальной периферии роторов на цилиндрических поверхностях роторных дисков выполнены мини-шнековые одновитковые резьбы, которые при вращении роторов выполняют активное отражение перерабатываемых материалов от зазоров между роторными дисками и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса реактора.
6. Способ комплексной переработки каустобиолитов угольного ряда, преимущественно бурых углей и леонардита, в гуминовые органические и органоминеральные удобрения и в препараты с получением топливных брикетов, включающий проведение основных процессов в непрерывных потоках; применение процессов выщелачивания на основе водных растворов с гидромодулем около 2, применение процессов подкисления с образованием выделения гуминовых кислот из жидкой фазы в тяжёлую фазу коагулированной пульпы, применение процессов механического разделения фаз в центробежном поле, применение жидкофазной механоактивации и диспергирования реакционных композиций перетиранием, использование остаточной воды в рециклах и включающий получение водорастворимых гуминовых кислот и топливных брикетов, и для обеспечения производства широкой линейки продуктов осуществляют предварительное измельчение сырья до класса 0-3 мм, отличающийся тем, что для приготовления реакционных водных растворов осуществляют очистку и электрохимическое умягчение воды; и применяют жидкофазную механоактивацию и/или механохимическую активацию с диспергированием реакционных композиций посредством механохимических реакторов переработки аномально вязких сред по пп.1-5, выполненных по конструкторской компоновке на основе классической стержневой мельницы с помольной камерой, снабжённой очистительными устройствами, выполненными в виде вращающихся мини-роторов и оснащённых акустическими сенсорами, сигналами, от которых регулируют режимы работы этих реакторов; диспергирование реакционных композиций осуществляют перетиранием и динамическим сдвигом слоев со статическими составляющими скоростей сдвига от единиц до десятков метров в секунду перерабатываемой среды, сопровождая эту механоактивацию дозированным вводом в эту среду механической энергии 10-40 ЫДж/м³ со стабилизацией этого дозирования независимо от дрейфа всех других параметров в этой перерабатываемой среде; при этом упомянутые процессы перетирания и сдвига формируют посредством статических и динамических характеристик; так динамическое - гидроимпульсное воздействие на перерабатываемую среду осуществляют в диапазоне плавающих частот от инфразвука до пограничных частот с ультразвуком, при этом также упомянутую переработку во времени осуществляют, начиная с более высоких частот; при этом также обеспечивают автоматическое поддержание максимальных параметров ввода механической энергии в перерабатываемую среду с автоматическим её ограничением в подкавитационной зоне для предотвращения сваливания механохимических реакторов в режимы кавитации; при этом используют два механохимических реактора в вариантах последовательной переработки сырьевых композиций, в первом реакторе осуществляют окисление, во втором - выщелачивание, или последовательно через эти реакторы осуществляют многократную циркуляцию, например, сырья с чистой водой.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что для производства того или иного продукта из возможных согласно способу перенаправляют материальные потоки перерабатываемых реагентных композиций по различному оборудованию, организуя таким образом технологические контуры для производства того или иного продукта.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что процессы экстракции гуминовых и фулвиковых веществ ведут без использования химических экстрагентов, осуществляющих окисление и выщелачивание; предварительно применяют какой-либо процесс водоподготовки, обеспечивающий поднятие водородного показателя pH с сохранением его от нескольких часов до нескольких дней и способствующего выщелачиванию, при этом насыщают воду гидроксилами OH^-, удаляя из воды молекулярный водород после рекомбинации некоторой части ионов водорода, осуществляют, например, применяя к воде механоактивацию с возможной кавитацией, обеспечивающую деструкцию части молекул воды; может быть применён электролиз воды, при котором для удаления из воды ионов водорода используют ионообменную смолу; при этом получают особо чистые товарные продукты.
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что для получения особо чистых препаратов, пригодных для применения в медицине, животноводстве, птицеводстве и в рыбоводстве, используют технологический процесс с выщелачиваем гуминовых кислот посредством пирофосфатов натрия или калия.
10. Способ по п.6, отличающийся тем, что в ходе переработки сырья в продукты в реакционные смеси добавляют минеральные удобрения и/или микроэлементы.
11. Способ по п.6, отличающийся тем, что для ускорения процесса выделения гуминовых кислот из жидкой фазы в тяжёлую фазу в виде коагулированной пульпы и ускорения, проявляющегося агломерацией, применяют флокулянты.
12. Способ по п.6, отличающийся тем, что в ходе приготовления фульвовых препаратов применяют гравитационное разделение смесей на компоненты по их плотностям с селективным отбором этих компонент с разных уровней для обеспечения дальнейших процессов увеличения концентрации препаратов.
13. Способ по п.6, отличающийся тем, что после процессов механического разделения фаз в центробежном поле применяют тонкую фильтрацию.

- 38 032714
14. Способ по п.6, отличающийся тем, что применяют низкотемпературное вакуумное просушивание продуктов до состояния коммерческой влажности, а перед процессом вакуумного просушивания применяют гидродинамический докавитационный процесс эмульгирования, что активирует раствор для более эффективного его просушивания с уменьшением термодеструкции полезных веществ в продуктах, которая может иметь место в процессах вакуумного просушивания из-за наличия термонапора.
15. Способ по п.6, отличающийся тем, что применяют технологии обессоливания отходящих растворов - продуктов нейтрализации щелочей и кислот с выделением различных солей коммерческой кондиции.
16. Способ по п.6, отличающийся тем, что в ходе механохимических переработок реакционных композиций из них выделяют летучие вещества, содержащиеся в сырьевой компоненте, горючую часть которых используют для генерации технологического тепла, например, в процессе вакуумного просушивания и в процессе полукоксования и формообразования топливных брикетов.
17. Способ по п.6, отличающийся тем, что в перерабатываемую реакционную композицию вводят пеногаситель.
18. Способ по п.6, отличающийся тем, что некоторую часть производимых топливных брикетов ис-

Вспомогательные обозначения линий материальных потоков ► - Бурый уголь, сырьевой .........► - Уголь мелких фракций ..........► - Минеральные удобрения, ..........” микроэлементы и флокулянты ..............► Соли гуминовых кислот и фульваты

- Жидкости (вода, суспензия, растворы, баллатные гуматы) -Пар

- Летучие вещества

- Топливные брикеты

- Горячие дымовые газы пользуют для генерации технологического тепла.