PL233470B1

PL233470B1 - Sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowego

Info

Publication number: PL233470B1
Application number: PL422305A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Obraniak; Stanisław Brzeziński; Tomasz Olejnik; Elżbieta Sobiecka; Andrzej Baryga
Original assignee: Politechnika Lodzka
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-10-31
Also published as: PL422305A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowego, z materiału sypkiego, w postaci błota posaturacyjnego, w drodze jego granulacji, z użyciem wodnego roztworu melasu do jego nawilżania podczas granulacji, z wykorzystaniem mączki wapiennej. Sposób ten polega na tym, że jako materiał sypki, z którego wytwarza się nawóz stosuje się błoto posaturacyjne o wilgotności do 0,5 i o uziarnieniu do 2,5 mm oraz mączkę wapienną o uziarnieniu do 0,5 mm, przy czym najpierw do poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej wprowadza się błoto posaturacyjne w takiej ilości, aby stosunek objętości wprowadzonego błota do objętości bębna granulatora był równy 0,15 - 0,40, po czym prowadzi się granulację błota przy szybkości obrotowej bębna granulatora 10 - 25 obrotów/minutę w czasie 4 - 10 minut z równoczesnym natryskiwaniem granulowanego złoża 10 - 70% wodnym roztworem melasu o temperaturze 10 - 50°C, wprowadzanym w postaci kropel o średnicy do 6 mm lub w postaci strugi, pod ciśnieniem 10 - 30 kPa w ilości 100 - 230 części wagowych na 1000 części wagowych złoża, następnie na przesypujące się w bębnie złoże nanosi się mączkę wapienną w ilości 150 - 700 części wagowych na 1000 części wagowych zgranulowanego złoża w bębnie i kontynuuje granulację w czasie kolejnych 4 - 15 minut, przy czym wodny roztwór melasu wprowadza się nad przesypujące się złoże za pomocą zestawu dysz umocowanych osiowo, wewnątrz bębna granulatora.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowego.

Znane są sposoby wytwarzania granulowanych nawozów mineralnych wapniowych z mączek dolomitowych, wapiennych, kredy, gipsu oraz mieszanin w/w składników w drodze granulacji tych składników w granulatorach talerzowych i bębnowych, z użyciem wody lub wodnych roztworów melasu do nawilżania granulowanych składników pylistych.

Błoto posaturacyjne, zwane inaczej błotem defekosaturacyjnym, błotem saturacyjnym, osadem saturacyjnym, szlamem defekacyjnym, szlamem saturacyjnym, jest produktem odpadowym z cukrowni, powstającym w ilości 8-12% masy przerabianych buraków. Zawiera ono 50% suchej masy, z czego 63-77,4% stanowi CaCOs, 7,4% MgCOs, 11,7% substancje organiczne, 0,3-0,4% azot i do 0,5% P2O5. Błoto posaturacyjne jest dotychczas zwykle składowane na pryzmach.

Z polskiego zgłoszenia wynalazku P. 417845 znany jest sposób wytwarzania nawozu mineralnego wapniowego z błota posaturacyjnego w granulatorze talerzowym o pracy okresowej, z wykorzystaniem mączki wapiennej. Sposób ten wiąże się jednak z dużym wydatkiem energetycznym produkcji, a także wytwarzaniem granul o różnych właściwościach fizycznych.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania granulowanych nawozów organicznomineralno wapniowowych z błota posaturacyjnego, wymagającego mniejszych nakładów energetycznych i pozwalającego na produkcję nawozu o jednorodnych właściwościach wszystkich granul.

Sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowego, z materiału sypkiego w postaci błota posaturacyjnego, w drodze jego granulacji, z użyciem wodnego roztworu melasu do jego nawilżania podczas granulacji, z wykorzystaniem mączki wapiennej, według wynalazku polega na tym, że jako materiał sypki, z którego wytwarza się nawóz stosuje się błoto posaturacyjne o wilgotności do 0,5 i o uziarnieniu do 2,5 mm oraz mączkę wapienną o uziarnieniu do 0,5 mm, przy czym najpierw do poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej wprowadza się błoto posaturacyjne w takiej ilości, aby stosunek objętości wprowadzonego błota do objętości bębna granulatora był równy 0,15-0,40, po czym prowadzi się granulację błota przy szybkości obrotowej bębna granulatora 10-25 obrotów/minutę w czasie 4-10 minut z równoczesnym natryskiwaniem granulowanego złoża 10-70% wodnym roztworem melasu o temperaturze 10-50°C, wprowadzanym w postaci kropel o średnicy do 6 mm lub w postaci strugi, pod ciśnieniem 10-30 kPa w ilości 100-230 części wagowych na 1000 części wagowych złoża. Następnie na przesypujące się w bębnie złoże nanosi się mączkę wapienną w ilości 150-700 części wagowych na 1000 części wagowych zgranulowanego złoża w bębnie i kontynuuje granulację w czasie kolejnych 4-15 minut, przy czym wodny roztwór melasy wprowadza się nad przesypujące się złoże za pomocą zestawu dysz umocowanych osiowo, wewnątrz bębna granulatora. Granulowane złoże korzystnie natryskiwane jest 25-40% wodnym roztworem melasu, co pozwala uzyskać wystarczającą wytrzymałość granul przy odpowiednio krótkim ich czasie rozpadu w glebie. Pożądanym jest, aby roztwór melasu miał temperaturę 20-40°C, co zapewnia niezawodność przepływu roztworu przez dysze, przy zachowaniu jego właściwości wzmacniających strukturę granul.

Sposób według wynalazku umożliwia równomierne, zwłaszcza wzdłuż osi bębna, dostarczanie cieczy nawilżającej za pomocą zestawu dysz, co wpływa na ujednorodnienie właściwości wszystkich granul nawozu. Co więcej, produkcja nawozów według wynalazku wymaga mniejszych nakładów energetycznych, a prosta konstrukcja granulatorów bębnowych zmniejsza ryzyko komplikacji w trakcie produkcji nawozów. Ponadto sposób według wynalazku pozwala na produkcję nawozów z większą wydajnością, niż przy zastosowaniu granulatorów talerzowych.

Sposób według wynalazku umożliwia wykorzystanie produktu odpadowego - błota saturacyjnego składowanego dotychczas zwykle na pryzmach. Sposobem według wynalazku otrzymuje się nawóz mineralno-organiczny zawierający związki wapniowe o dobrej jakości i składzie, zawierający ponadto różne składniki mineralne. Wprowadzanie, w ostatniej fazie procesu mączki wapiennej do bębna granulatora powoduje pokrycie suchym materiałem przewilżonych powierzchni wcześniej utworzonych aglomeratów, przez co zapewnia uzyskanie granul tworzących nie zbrylające się złoże o sypkości pozwalającej na swobodny transport granulatu do kolejnych operacji technologicznych. Dodanie mączki wapiennej wzbogaca ponadto nawóz o dodatkowe składniki mineralne. Nawilżanie wodnym roztworem melasu poprawia wytrzymałość granul i wzbogaca nawóz o dodatkowe składniki organiczne. Nawóz organiczno-wapniowy otrzymany sposobem według wynalazku może być z powodzeniem stosowany zamiast dotychczas stosowanych nawozów wapniowych, w szczególności do odkwaszania gleby.

PL 233 470 B1

Sposób wytwarzania nawozu na bazie błota posaturacyjnego według wynalazku pozwala również na wykorzystanie istniejących już instalacji i zaadaptowanie ich do produkcji omawianego nawozu.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

P r z y k ł a d 1

W bębnie poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej o średnicy 500 mm, umieszczono przesiane na sicie o średnicy oczek 2,5 mm błoto posaturacyjne o wilgotności równej 0,39 w ilości 10000 g, po czym uruchomiono bęben granulatora z prędkością 13 obrotów/minutę. Po wprawieniu materiału w granulatorze w ruch cyrkulacyjny zwilżano go za pomocą zestawu dysz przez 5 minut 65% wodnym roztworem melasu, ogrzanym w odrębnym zbiorniku ciśnieniowym do temperatury 45°C, wprowadzanym kroplami o średnicy ok. 5 mm, przez dysze, pod ciśnieniem 20 kPa, w ilości 1900 g. Średnica wylotowa dysz wynosiła 1,5 mm. Po 6 minutach mieszania zawartości reaktora, w czasie których nastąpiło zgranulowanie zawartego w nim błota posaturacyjnego, na tak utworzone złoże wysypano 5000 g mączki wapiennej o uziarnieniu do 0,25 mm i kontynuowano mieszanie złoża przez 12 minut, aż cała wdozowana mączka wapienna przyłączyła się do wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę.

Po wysuszeniu uzyskanego złoża w suszarce laboratoryjnej otrzymano nawóz w postaci granulatu, nie pylącego się i nie zbrylającego się, cechującego się dużą sypkością. Otrzymany nawóz zawierał 92% właściwej frakcji ziaren o granulacji 2-10 mm. Wytrzymałość mechaniczna określona w pomiarach odporności na ściskanie dla granul o wymiarach 4 mm osiągała wartość nie mniejszą niż 15 N, co zapewniało trwałość nawozu podczas transportu i dozowania. Stopień rozpadu granul otrzymanego nawozu w wilgotnym środowisku gleby zawierał się w granicach 90-100% masy użytego do pomiarów nawozu w czasie do 12 godzin.

P r z y k ł a d 2

W bębnie poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej o średnicy 300 mm i długości 240 mm, umieszczono 1000 g błota posaturacyjnego przesianego na sicie o wielkości oczek 2,5 mm, o wilgotności równej 0,38, po czym bęben granulatora wprawiono w ruch obrotowy z prędkością 20 obrotów/minutę. Po wprawieniu materiału w granulatorze w ruch cyrkulacyjny zwilżano go za pomocą zestawu dysz przez 5,5 minuty 12% wodnym roztworem melasu, ogrzanym w odrębnym zbiorniku ciśnieniowym do temperatury 20°C, wprowadzanym strugą, przez dysze, pod ciśnieniem 15 kPa, w ilości 200 g. Średnica wylotowa dysz wynosiła 1,2 mm. Po 6 minutach mieszania zawartości granulatora, w czasie których nastąpiło zgranulowanie zawartego w nim błota posaturacyjnego, na tak utworzone złoże wysypano następne 450 g mączki wapiennej o wilgotności równej 0,025 i uziarnieniu do 0,25 mm i kontynuowano mieszanie złoża przez 9 minut do chwili, gdy cała dodatkowo wdozowana mączka wapienna przyłączyła się do uprzednio powstałych, wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę.

Po wysuszeniu uzyskanego złoża w suszarce laboratoryjnej otrzymano nawóz w postaci granulatu o składzie granulometrycznym z zakresu 1-10 mm, nie pylącego się i nie zbrylającego, cechującego się dużą sypkością i odpornością na ściskanie przekraczającą 15 N. Stopień rozpadu granul otrzymanego nawozu w wilgotnym środowisku gleby zawierał się w granicach 90-100% masy użytego do pomiarów nawozu w czasie do 12 godzin.

P r z y k ł a d 3

W bębnie poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej o średnicy 500 mm, umieszczono przesiane na sicie o średnicy oczek 2,5 mm błoto posaturacyjne o wilgotności równej 0,39 w ilości 7500 g, po czym uruchomiono bęben granulatora z prędkością 13 obrotów/minutę. Po wprawieniu materiału w granulatorze w ruch cyrkulacyjny zwilżano go za pomocą zestawu dysz przez 6 minut 30% wodnym roztworem melasu, ogrzanym w odrębnym zbiorniku ciśnieniowym do temperatury 30°C, wprowadzanym kroplami o średnicy 5 mm, przez dysze, pod ciśnieniem 30 kPa, w ilości 1400 g. Średnica wylotowa dysz wynosiła 1,5 mm. Po 6,5 minutach mieszania zawartości reaktora, w czasie których nastąpiło zgranulowanie zawartego w nim błota posaturacyjnego, na tak utworzone złoże wysypano 2500 g mączki wapiennej o wilgotności równej 0,025 i uziarnieniu do 0,25 mm i kontynuowano mieszanie złoża przez 11 minut, aż całe dodatkowo wdozowane błoto posaturacyjne przyłączy się do wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę.

Po wysuszeniu uzyskanego złoża w suszarce laboratoryjnej otrzymano nawóz w postaci granulatu, nie pylącego się i nie zbrylającego się, cechującego się dużą sypkością. Otrzymany nawóz zawierał 90% właściwej frakcji ziaren o granulacji 2-10 mm. Wytrzymałość mechaniczna określona w pomiarach

PL 233 470 B1 odporności na ściskanie dla granul o wymiarach 4 mm osiągała wartość nie mniejszą niż 15 N, co zapewniało trwałość nawozu podczas transportu i dozowania. Stopień rozpadu granul otrzymanego nawozu w wilgotnym środowisku gleby zawierał się w granicach 90-100% masy użytego do pomiarów nawozu w czasie do 12 godzin.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania granulowanego nawozu organiczno-mineralnego wapniowego, z materiału sypkiego, w postaci błota posaturacyjnego, w drodze jego granulacji, z użyciem wodnego roztworu melasu do jego nawilżania podczas granulacji, z wykorzystaniem mączki wapiennej, znamienny tym, że jako materiał sypki, z którego wytwarza się nawóz stosuje się błoto posaturacyjne o wilgotności do 0,5 i o uziarnieniu do 2,5 mm oraz mączkę wapienną o uziarnieniu do 0,5 mm, przy czym najpierw do poziomego granulatora bębnowego o pracy okresowej wprowadza się błoto posaturacyjne w takiej ilości, aby stosunek objętości wprowadzonego błota do objętości bębna granulatora był równy 0,15-0,40, po czym prowadzi się granulację błota przy szybkości obrotowej bębna granulatora 10-25 obrotów/minutę w czasie 4-10 minut z równoczesnym natryskiwaniem granulowanego złoża 10-70% wodnym roztworem melasu o temperaturze 10-50°C, wprowadzanym w postaci kropel o średnicy do 6 mm lub w postaci strugi, pod ciśnieniem 10-30 kPa w ilości 100-230 części wagowych na 1000 części wagowych złoża, następnie na przesypujące się w bębnie złoże nanosi się mączkę wapienną w ilości 150-700 części wagowych na 1000 części wagowych zgranulowanego złoża w bębnie i kontynuuje granulację w czasie kolejnych 4-15 minut, przy czym wodny roztwór melasu wprowadza się nad przesypujące się złoże za pomocą zestawu dysz umocowanych osiowo, wewnątrz bębna granulatora.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że granulowane złoże natryskiwane jest 25-40% wodnym roztworem melasu.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że roztwór melasu ma temperaturę 20-40°C.