RU1774938C - Способ получени органического удобрени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии промышленной переработки отходов птицеводческих хоз йств. С целью ускорени  спо- соба и улучшени  качества готового продукта в способе, предусматривающем анаэробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаза и обезвоживание сброженной массы путем вакуумировани  и термообработки , предлагаетс  термообработку осуществл ть после вакуумировани  путем подогрева до 200-220°С и последующей сушки до заданной влажности в процессе пневмотранспортировани , а затем в режиме кип щего сло . 3 табл., 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к технологии промышленной переработки отходов птицеводческих хоз йств, в частности птичьего помета, и может быть использовано в производстве органических удобрений.

Известен способ получени  удобрений из птичьего помета, включающий анаэробное сбраживание массы, выделение газа, смешение сброженной массы с активными поглотител ми влаги, например с активированным углем, и сушку смеси в токе гор чего воздуха (см. патент ФРГ N° 1019322, кл. С 05 F 3/00, 1958).

Недостатком известного способа  вл етс  длительность процесса обезвоживани  массы, что обусловлено малой поверхностью тепломассообмена при конвективной сушке высоковлажных материалов и проведением операции разделени  поглотител  и птичьего помета.

Известен также способ переработки органических отходов, включающий получение газа путем анаэробного сбраживани  птичьего помета и удаление влаги из твердой фазы сброженной массы в установках барабанного типа (см. книгу Бахмана В.Е, Технологи  промышленной сушки помета и повышение эффективности его использовани . Киев: Урожай, 1974),

Недостатками известного технического решени   вл ютс  длительность процесса удалени  влаги и низкое качество готового продукта.

Указанные недостатки обусловлены налипанием массы на поверхность барабана и насадки, вследствие чего затрудн етс  перемещение помета в осевом и радиальном направлени х. Незначительное обновление поверхности теплообмена снижает скорость сушки.

sl

ч

4 Ю СО 00

Наиболее близкой по технической сущности к достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ приготовлени  удобрений из органических отходов, включающий анаэробное сбраживание, отвод газа , удаление влаги из твердой фракции сброженной массы процессами вакуумиро- вани  и термообработки конвекцией в барабанных сушилках (см., например, авт.св. № 472923, кл. С 05 F 3/00, 1975).

Процесс удалени  влаги в барабанных сушилках не обеспечивает высокой скорости сушки. Это объ сн етс  тем, что частицы птичьего помета, имеющего высокую начальную влажность, слипаютс  между собой , образу  агломераты, и налипают на поверхность насадки сушилки. Перенос тепла и массы в данном случае лимитируетс  скоростью диффузионных процессов, протекающих в агломератах. Гранулометрический состав конечного продукта вследствие комкообразовани  неоднороден, что ухудшает его качественные характеристики.

Цель изобретени  - сокращение длительности процесса и повышение качества готового продукта.

Дл  достижени  поставленной цели в способе получени  органического удобрени , включающем анаэробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаза и обезвоживание сброженной массы путем вакуумировани  и термообработки согласно изобретению термообработку осуществ- л ют после вакуумировани  путем подогрева до температуры 200-220°С в теплообменнике , распылени  в среде нагретых топочных газов с температурой 700-800°С и последующей сушки до заданной влажности в процессе пневмотранспортиров ани , а затем в режиме кип щего сло .

Благодар  этому обеспечиваетс  высока  степень диспергировани  материала и интенсивное выделение влаги из частиц за счет понижени  давлени  и использовани  режимов с интенсивным подводом тепла.

На фиг. 1 показана схема установки, реализующей предлагаемый способ; на фиг. 2 приведена крива  сушки птичьего помета (стадии процесса: I - отжим, II - нагрев, III - распыление, IV - сушка в режиме пневмотранспорта , V - сушка в кип щем слое).

Схема установки получени  органического удобрени  включает: смеситель 1, массонасос 2, метантенк 3, газгольдер 4, приемник-накопитель 5, устройство вакуумного обезвоживани  6, теплообменник 7, распылительную камеру 8, трубу-сушилку 9, циклон 10, дозатор 11, сушилку кип щего .сло  12, топку 13, газодувку 14.

Устройство вакуумного обезвоживани  содержит привод 15, соединенный с валом привода, скребок 16, приемную зону 17, зону выгрузки 18 и зону отвода фильтрата 19,

фильтрующую поверхность 20, штуцер 21 и источник вакуума 22.

Теплообменник 7 представл ет собой змеевик 23, заключенный в корпус 24, который снабжен патрубками ввода 25 и отвода

0 26 топочных газов.

Змеевик 23 одним концом соединен с массонасосом 2, а вторым введен в центральную часть распылительной камеры 8 и снабжен распылительной головкой 27.

5 Распылительна  камера 8 в нижней части имеет полость дл  теплоносител  28, снабженную патрубком 29 и ограниченную решеткой 30.

В верхней части камера 8 сообщена с

0 трубой-сушилкой 9, соединенной с циклоном 10.

Циклон 10 сообщен через дозатор 11с приемным бункером 31 сушилки кип щего сло  12. Сушилка кип щего сло  12 состоит

5 из трех секций 32, отделенных друг от друга шиберами 33, сепаратора 34 с патрубком отвода теплоносител  35, распределительной решетки 36, патрубков 37 подачи теплоносител  в каждую секцию 32 с заслонками

0 38, узел разгрузки 39.

В качестве теплоносител  используют .топочные газы (газы, полученные в результате брожени  птичьего помета в метантен- ке 3 и сгорающие в топке 13), подаваемые

5 на отдельные стадии газодувкой 14,

Установка работает следующим образом . Птичий помет из смесител  1 массонасосом 2 подаетс  в метантенк 3, где под действием микроорганизмов осуществл ет0 с  сбраживание органической массы. Образующиес  газы отвод тс  в газгольдеры 4 и расходуютс  по мере надобности в производстве удобрений и на нужды птицефабрики . Сброженна  масса из метантенка 3

5 поступает в приемник-накопитель 5 и далее в приемную зону 17 устройства вакуумного обезвоживани  6. В приемной зоне 17 масса с влагосодержанием более 1000% попадает на фильтрующую поверхность 20,

0 жидкость за счет разрежени  под фильтрующей поверхностью 20, создаваемого источником вакуума 22, поступает в зону отвода фильтрата 19, а масса скребком удал етс  в зону выгрузки 18. При удалении

5 массы с фильтрующей поверхности - 20 происходит регенераци  последней.

Отжата  масса с влагосодержанием 194-200% массонасосом 2 перекачиваетс  в змеевик 23 теплообменника 7. Через патрубок ввода теплоносител  25 в корпусе 24

при работающей газодувке 14 поступает теплоноситель. В качестве теплоносител  используютс  топочные газы, получаемые при сжигании биогада, поступающего в топку 13 из газгольдера 4. Температура потом- ных газов составл ет 730-880°С.

Масса в змеевике 23 теплообменника 7 нагреваетс  до температуры 200-220°С при давлении 1.6-2,4 мПа. Нагрев птичьего помета до указанного диапазона температур обусловлен с одной стороны необходимостью обеспечени  требуемой степени диспергировани  и величины влагосьема при распылении (200°С), а с другой - увеличением капитальных затрат (220°С). Увеличение температуры нагрева, а следовательно, и давлени  в змеевике 23 приведет к необходимости использовани  массонасоса высокого давлени , увеличени  толщины стенок змеевика 23, а в св зи с этим возникнут сложности по котлонадзору, что повышает опасность процесса.

Увеличение капитальных затрат и снижение качественных и кинетических характеристик процесса обусловливают оптимальные значени  режимных параметров процесса.

Нагрета  масса распыл етс  в распылительную камеру 8 через головку 27 в среду газов с температурой 700-800°С. При рас- пылении влагосодержание птичьего помета снижаетс  со 194-200% до 110-115%. Температура в зоне распылени  поддерживаетс  смесью отработанных газов из теплообменника 7 и газов из топки 13, поступающих через патрубок 29, полость 28 и решетку 30.

Верхний предел диапазона температур - 800°С обусловлен качеством продукта на последующие стадии процесса производства органических удобрений. Нижний пре- дел - 700°С зависит от интенсивности сушки в трубе-сушилке 9 до влагосодержани -40%, соответствующего критической точке на кривой сушки (фиг. 2). При распылении птичьего помета достигаетс  больша  степень дис- пергировзни  массы, что обеспечивает интенсивное удаление влаги из частиц.

Из распылительной камеры 8 частицы птичьего помета с потоком теплоносител  поступает в трубу-сушилку 9, св занную с циклоном 10, где происходит разделение твердой фазы и газового потока.

Тверда  фаза из циклона 10 через дозатор 11 поступает в приемный бункер 31 сушилки кип щего сло  12. Досушка птичьего помета до влагосодержани  8-10% осуществл етс  в секци х 32, регулирование времени пребывани  частиц в секции обеспечиваетс  углом наклона распределительной решетки 36 и шиберами 33.

Интенсивность перемешивани  сло  в секции 32 регулируетс  заслонками 38, измен ющими расход теплоносител , поступающего через патрубки 37 подачи.

Отвод отработанного теплоносител  осуществл етс  через сепаратор 34 и патрубок 35.

Высушенный материал удал етс  из сушилки 12 через узел выгрузки 39. Размер частиц лежит в пределах 0,05-1,3 мм.

Разработана экспериментальна  установка по удалению влаги из птичьего помета и проведены экспериментальные исследовани .

Основные технические характеристики экспериментальной установки периодического действи :

Диаметр фильтра, мм220

Высота сло  суспензии, мм20

Источник вакуума Вакуумный насос марки 2НВР-50М Обьем нагревательной емкости, л2

Диаметр распылительной камеры, мм500

Высота распылительной камеры, мм1200

Нагреватель ТЭН, напр жение питани , В220 Диаметр сушилки, мм100 Высота сушильной камеры , мм 400 Режимные параметры процесса: Температура теплоносител , °С730 Температура нагрева массы,°С 200 Начальное влагосодержание , % Более

1000

Конечное влагосодержание , %8-10 Результаты экспериментальных исследований приведены в табл. 1-3.

При исследовании масса птичьего помета с влагосодержанием более 1000% составл ла 1026.56 г, после отжима - 274,36 г с влагосодержанием 194%. Масса продукта, высушенного до 10%-ного влагосодержани , была равна 102,69 г. Конечный продукт имеет размер частиц 0,05-1.3 мм.

Как видно из таблиц, длительность процесса удалени  влаги из птичьего помета способом, предлагаемым в качестве изобретени , составл ет 25-30 минут, длительность же процесса конвективным способом составл ет 80-90 минут.

Вли ние различного сочетани  режимных параметров, составл ющих признаки изобретени , на процесс удалени  влаги из

птичьего побега видно из приведенного в табл. 3

Как видно из табл. 3, изменение параметров приводит к изменению длительности процесса удалени  влаги и качественных характеристик. Оптимальным сочетанием  вл етс  проведение процесса при температуре нагрева массы 210°С и температуре среды 730°С ( 2), вход щих в диапазон изменени  параметров признаков изобретени .

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа обусловлены использованием интенсивных режимов подвода тепла к материалу с высокой степенью его диспергировани .

0

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  органического удобрени , включающий анаэробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаза и обезвоживание сброженной массы путем вакуумировани  и термообработки, отличающийс  тем, что, с целью ускорени  способа и улучшени  качества готового продукта , термообработку осуществл ют после вакуумировани  путем подогрева до 200- 220°С в теплообменнике, распылени  нагретых газов в среде топочных газов с температурой 700-800°С и последующей сушки до заданной влажности в процессе пневмотранспортировани , а затем - в режиме кип щего сло .

   Таблица 1

   Результаты исследовани  удалени  влаги из птичьего помета на экспериментальной установке , реализующей способ, предлагаемый в качестве изобретени 

   Примечание. Конечный продукт представл ет собой дисперсный материал с размерами частиц 0,05-1,3 мм.

   Таблица 2 Результаты исследовани  удалени  влаги из птичьего помета конвективным способом

   1к70 с

   УнЛоI Ук,$

   194110

   1нЛ1 20

   710

   т,н°с

   730

   Примечание. Конечный продукт представл ет собой агломерат. Условное обозначение к таблицам 1 и 2: UH. UK начальное и конечное влагосодержание; Тн, Тк - начальна  и конечна  температура материала; ТТн - температура теплоносител .

   1к70 с

   710

   т,н°с

   730

   Таблица 3

   - /

   VJЈ

   U/i iV

   5ДО

   Ш

   Редактор А. Корина

   Фиг. г

   Составитель Т. Голубева Техред М.МоргенталКорректор в. Петраш

   Продолжение табл. 3

   36

   J7

   W

   /8(7