RU2024755C1

RU2024755C1 - Method for production of molded peat

Info

Publication number: RU2024755C1
Authority: RU
Inventors: Л.М. Малков; А.В. Михайлов; В.И. Правдин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт торфяной промышленности
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1992-08-10
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: peat production technology. SUBSTANCE: method for production of molded peat includes peat includes peat excavation from deposit with simultaneous separation of wood inclusions, peat molding, and layer laying of molded members in drying figures with formation of vent channels. Peat excavated from deposit is placed in swath where it is held to its water content amounting to 80-90%, and molded members are laid in drying figures with layer criterion of 0.75-0.85 to height limited by strength of molded members underlying in drying figure. Drying figures are oriented in direction south-north with west-east direction of vent channels. EFFECT: improved peat drying conditions and its quality. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии добычи торфа. The invention relates to peat extraction technology.

Известен способ добычи кускового (формованного) торфа, включающий экскавацию торфа из залежи с отделением древесных включений, формование торфа в куски и выстилку их на поля сушки [1]. A known method of extraction of lump (molded) peat, including excavation of peat from a deposit with the separation of wood inclusions, molding peat into pieces and lining them on the drying field [1].

Способ предусматривает механическую переработку экскавированного из залежи торфа, что практически ведет к полному нарушению его естественной структуры, изменению водно-воздушных свойств и органического вещества торфа, сужая, тем самым его потребительские возможности, поскольку такой торф становится непригодным для последующей переработки и сельскохозяйственного использования. Кроме того, выстилка сформованного торфа на поверхность поля сушки не исключает влагообмен между влажной поверхностью поля и сушимым торфом, что замедляет процесс сушки и требует перевертывания сформованных кусков торфа. Это усложняет технологию добычи торфа и делает ее более трудоемкой. И наконец полная зависимость данного способа от погодных условий и малая продолжительность сезона добычи ограничивают технологические возможности его применения. The method involves the mechanical processing of peat excavated from a deposit, which practically leads to a complete disruption of its natural structure, a change in the water-air properties and organic matter of peat, thereby narrowing its consumer potential, since such peat becomes unsuitable for subsequent processing and agricultural use. In addition, the lining of the formed peat on the surface of the drying field does not exclude moisture exchange between the wet surface of the field and the dried peat, which slows down the drying process and requires overturning the formed pieces of peat. This complicates the technology of peat extraction and makes it more time consuming. And finally, the complete dependence of this method on weather conditions and the short duration of the production season limit the technological possibilities of its application.

Известен способ добычи формованного торфа, включающий экскавацию торфа из залежи с одновременной сепарацией древесных включений, формование торфа и послойную укладку сформованных элементов в фигуры сушки с образованием вентиляционных каналов [2]. A known method for the production of molded peat, including excavating peat from the deposits with the simultaneous separation of wood inclusions, forming peat and layer-by-layer stacking of formed elements in the drying figures with the formation of ventilation ducts [2].

Экскавация торфа осуществляется на всю глубину торфяной залежи машинами-багерами, перемещающимися по дну карьера, которые ленточными транспортерами доставляют торф к формующе-стилочному оборудованию. Сформованные элементы в виде кирпичей торфа непосредственно стилочным оборудованием укладывают перпендикулярными рядами с воздушными промежутками между кирпичами в каждом ряду в фигуру сушки, при этом кирпичи каждого последующего по высоте ряда укладывают через несколько (5-10) дней после укладки предыдущего. Peat excavation is carried out to the entire depth of the peat deposit by machines-baggers, moving along the bottom of the quarry, which conveyor belts deliver peat to the forming-styling equipment. Shaped elements in the form of peat bricks directly by styling equipment are laid in perpendicular rows with air gaps between the bricks in each row in the drying figure, while the bricks of each subsequent row in height are laid a few (5-10) days after laying the previous one.

Высокое влагосодержание экскавируемого из залежи торфа (до 94%), поступающего в формователь без предварительного обезвоживания, ведет к уменьшению механической прочности отформованных кирпичей и снижению эффективности выпол- нения дальнейших операций. Такие кирпичи быстро теряют форму и крошатся при выполнении последующих операций с ними, особенно при погрузке их из фигур сушки в транспортные средства. The high moisture content of peat excavated from the deposit (up to 94%), which enters the former without preliminary dehydration, leads to a decrease in the mechanical strength of the molded bricks and a decrease in the efficiency of further operations. Such bricks quickly lose their shape and crumble during subsequent operations with them, especially when loading them from drying figures into vehicles.

Укладка сформованных кирпичей перпендикулярными между собой рядами усложняет операцию и снижает эффектив- ность естественной сушки, поскольку фигуры сушки с подобной укладкой имеют значительное аэродинамическое сопротивле- ние для воздушного потока. Кроме того, жесткая технологическая связь между экскавирующим и формующе-стилочным обору- дованием снижает надежность известного способа и ограничивает его технологические возможности. Laying the molded bricks in rows perpendicular to each other complicates the operation and reduces the efficiency of natural drying, since drying figures with such laying have significant aerodynamic drag for air flow. In addition, the rigid technological connection between the excavating and forming-styling equipment reduces the reliability of the known method and limits its technological capabilities.

Цель изобретения - улучшение условий сушки сформованных элементов торфа и повышение их качества. The purpose of the invention is to improve the drying conditions of the formed elements of peat and increase their quality.

Достигается это тем, что в способе добычи формованного торфа, включающем экскавацию торфа из залежи с одновременной сепарацией древесных включений, формование торфа и послойную укладку сформованных элементов в фигуры сушки с образованием вентиляционных каналов, экскавированный из залежи торф предварительно укладывают в валок, где его выдерживают до влажности 80-90%, а послойную укладку отформованных элементов в фигуры сушки производят с критерием слоя 0,75-0,85 до высоты, ограниченной пределом прочности нижерасположенных в фигурах сушки сформованных элементов, причем фигуры сушки ориентируют в направлении юг-север с направлением вентиляционных каналов - запад-восток. This is achieved by the fact that in the method of extracting molded peat, including excavating peat from a deposit with the simultaneous separation of wood inclusions, forming peat and layer-by-layer laying of the formed elements into drying figures with the formation of ventilation ducts, the peat excavated from the deposit is preliminarily laid in a roller where it is kept until humidity 80-90%, and layer-by-layer laying of the formed elements in the drying figures is carried out with a layer criterion of 0.75-0.85 to a height limited by the tensile strength of sph rmovannyh elements, wherein the drying shape oriented in the direction south-north direction with ventilation channels - west-east.

Предварительная укладка экскавированного из залежи торфа в валок с выдержкой его до влажности 80-90% позволяет снизить влажность формуемого торфа, сохранив в достаточной степени его формующие свойства. В результате сокращается время последующей сушки сформованных элементов в фигурах сушки и повышается их механическая прочность вследствие большего содержания сухого вещества торфа в единице объема торфомассы перед формованием. Pre-laying peat excavated from a deposit into a roll with holding it to a moisture content of 80-90% allows to reduce the moisture content of the formed peat, preserving to a sufficient degree its forming properties. As a result, the time for subsequent drying of the formed elements in the drying figures is reduced and their mechanical strength is increased due to the higher dry matter content of peat per unit volume of peat mass before molding.

Послойная укладка сформованных элементов в фигуры сушки с критерием слоя 0,75-0,85, характеризующим плотность укладки, а также ориентирование фигур сушки в направлении юг-север с направлением вентиляционных каналов в направлении запад-восток позволяет существенно снизить аэродинамическое сопротивление воздушному потоку и дает возможность ему пронизывать фигуры сушки через вентиля- ционные каналы, а также в максимальной степени использовать эффект солнечной радиации и конвекции тепловых потоков. Это повышает интенсивность испарения влаги из уложенных в фигуры сушки сформованных элементов торфа и сокращает продолжительность самой сушки. Layer-by-layer stacking of molded elements in drying figures with a layer criterion of 0.75-0.85, characterizing the packing density, as well as the orientation of the drying figures in the south-north direction with the direction of the ventilation ducts in the west-east direction, can significantly reduce aerodynamic resistance to air flow and gives the ability to penetrate drying figures through ventilation ducts, as well as maximize the use of the effect of solar radiation and convection of heat fluxes. This increases the rate of moisture evaporation from the formed peat elements laid in the drying figures and shortens the drying time.

Высота формируемых фигур сушки определяется пределом прочности сформованных элементов. Чем выше их прочность, тем большей может быть высота фигур сушки. Последнее весьма существенно, поскольку с увеличением высоты фигуры за счет изменения скорости ветра, влажности воздуха и интенсивности солнечной радиации возрастает и конвекция теплового потока и соответственно повышается испаряемость влаги. Так, на высоте 2,0 м над поверхностью залежи испаряемость увеличивается более чем на 1 кг/м² по сравнению с тем же показателем на высоте 0,2 м. Как показала опытная проверка способа, укладка нового слоя сформованных элементов на нижележащий слой может производится, когда влагосодержание на поверхности элементов этого слоя достигает 1,6 кг/кг. В результате проверки установлено, что наиболее оптимальной фигурой сушки является непрерывная стенка, вытянутая с юга на север. При сушке сформованных элементов размером 0,45х0,25х0,8 м, уложенных в стенку в три ряда, в течение сезона можно сделать два цикла. В результате с одной карты шириной 20 м можно убрать 24 ряда элементов или 380 т/га (при конечной влажности 50% ). При этом качество продукции практически не отличается от свойств естественного торфа. После измельчения высушенных элементов сформованного торфа можно получить фракции торфяных частиц необходимых размеров для дальнейшего использования в самых различных направлениях переработки.The height of the formed drying figures is determined by the tensile strength of the molded elements. The higher their strength, the greater the height of the drying figures. The latter is very significant, because with an increase in the height of the figure due to changes in wind speed, air humidity and the intensity of solar radiation, convection of the heat flux also increases and, accordingly, the evaporation of moisture increases. So, at a height of 2.0 m above the surface of the deposit, evaporation increases by more than 1 kg / m ² compared with the same indicator at a height of 0.2 m. As shown by an experimental verification of the method, laying a new layer of molded elements on the underlying layer can be done when the moisture content on the surface of the elements of this layer reaches 1.6 kg / kg As a result of the check, it was found that the most optimal drying figure is a continuous wall, elongated from south to north. When drying molded elements of 0.45x0.25x0.8 m in size, laid in a wall in three rows, two cycles can be made during the season. As a result, 24 rows of elements or 380 t / ha can be removed from one card with a width of 20 m (with a final humidity of 50%). At the same time, product quality is practically no different from the properties of natural peat. After grinding the dried elements of the formed peat, fractions of peat particles of the required size can be obtained for further use in various processing directions.

На фиг. 1 представлена схема добычи формованного торфа предлагаемым способом; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1. In FIG. 1 presents a diagram of the production of molded peat of the proposed method; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1.

Способ добычи формованного торфа заключается в следующем. На предварительно подготовленном к эксплуатации участке торфяной залежи производят экскавацию торфа 1 с одновременной сепарацией древесных включений. Экскавированную торфомассу укладывают в валок 2, где ее выдерживают до влажности 80-90%, после чего формуют в элементы 3 блочного типа. Формование производят при перемещении формующего механизма вдоль валка. Сформованные элементы послойно укладывают в фигуры сушки с образованием вентиляционных каналов 5 с критерием слоя 0,75-0,85, при этом фигуры сушки ориентируют в направлении юг-север с направлением вентиляционных каналов запад-восток. Порядок формирования фигур сушки устанавливают в зависимости от механической прочности отформованных блочных элементов на сжатие. При достаточной прочности элементов последние могут быть уложены сразу в два ряда, при пониженной прочности каждый последующий ряд элементов укладывается после подсушки предыдущего. The method of extraction of molded peat is as follows. Peat 1 is excavated at a site of peat deposit previously prepared for operation with simultaneous separation of wood inclusions. The excavated peat mass is placed in a roll 2, where it is maintained to a moisture content of 80-90%, after which it is molded into block-type elements 3. Molding is performed by moving the forming mechanism along the roll. The formed elements are layered in layers in the drying figures with the formation of ventilation ducts 5 with a layer criterion of 0.75-0.85, while the drying figures are oriented in the south-north direction with the direction of the ventilation ducts west-east. The procedure for the formation of drying figures is established depending on the mechanical strength of the molded block elements in compression. With sufficient strength of the elements, the latter can be stacked immediately in two rows, with reduced strength, each subsequent row of elements is stacked after drying the previous one.

Общая высота фигур сушки помимо предела прочности нижерасположенных в фигуре сформованных элементов определ- яется с учетом технологических ограничений по регламенту добычи. Последние предусматривают укладку верхнего слоя сформованных элементов в ходе сушки всей фигуры, но с учетом того, чтобы к моменту отгрузки на склад готовой продукции торф всей фигуры был высушен до кондиционной влажности. The total height of the drying figures, in addition to the tensile strength of the molded elements located in the figure below, is determined taking into account technological limitations in accordance with the production regulations. The latter provide for laying the top layer of the molded elements during the drying of the whole figure, but taking into account that by the time the finished product is shipped to the finished product warehouse, the peat of the whole figure is dried to normal humidity.

Для установления оптимальных параметров влажности торфа в валке перед формованием были проведены многократные полевые исследования с верховым торфом степенью разложения 5-15%. Этот показатель должен быть обусловлен, с одной стороны, минимальным влагосодержанием торфа в валке, с другой - сохранением благоприятных свойств формуемости торфа, определяемых главным образом его влажностью. To establish the optimum moisture parameters of peat in the roll before molding, multiple field studies were carried out with high peat decomposition degree of 5-15%. This indicator should be due, on the one hand, to the minimum moisture content of peat in the roll, and, on the other hand, to the maintenance of favorable formability properties of peat, determined mainly by its moisture content.

Поскольку помимо влажности на формуемость торфа в значительной степени оказывают влияние физические характерис- тики торфа (тип залежи, вид торфа, степень разложения, засоренность древесными включениями и т.п.), в процессе исследования определяется коэффициент упрочнения торфа при формовании λ, учитывающий все эти особенности. Коэффициент упрочнения определяется по эмпирической зависимости
λ =

где V_o - удельный объем торфа, предел прочности которого равен 0,1 кг/см².Since, in addition to humidity, the physical characteristics of peat (the type of deposit, the type of peat, the degree of decomposition, the clogging of wood inclusions, etc.) have a significant effect on the formability of peat, the study determines the coefficient of peat hardening during molding λ, taking into account all these features. Hardening coefficient is determined by empirical dependence
λ =

where V _o is the specific volume of peat, the tensile strength of which is 0.1 kg / cm ² .

В табл. 1 приведены значения коэффициента упрочнения торфа при формовании (λ) и количества удаляемой воды ( ΔW) при сушке сформованных элементов до влажности 50% в зависимости от влажности формуемого торфа. In the table. Figure 1 shows the values of the peat hardening coefficient during molding (λ) and the amount of water removed (ΔW) when drying the formed elements to a moisture content of 50%, depending on the moisture content of the peat being molded.

Как видно из данных табл. 1, при повышении влажности торфа коэффициент упрочнения последовательно снижается, но зато возрастает количество воды, которое необходимо удалить после формования в процессе дальнейшей сушки сформованных элементов до влажности 50%, а следовательно, и время сушки. As can be seen from the data table. 1, with an increase in the humidity of peat, the hardening coefficient gradually decreases, but the amount of water increases, which must be removed after molding during further drying of the formed elements to a moisture content of 50%, and therefore, the drying time.

Учитывая воздействие постоянного усилия формования (без возможности его увеличения) при влажности торфа в валке менее 80% и высоком коэффициенте упрочнения формуемость торфа вследствие недостаточного количества воды в нем заметно снижается, что в свою очередь ведет к уменьшению механической прочности сформованных элементов. При влажности торфа в валке более 90%, имеющем сравнительно низкий коэффициент упрочнения и повышенное влагосодержание, отформованные элементы оплывают после формования, теряют форму, механическую прочность и требуют длительного времени для последующей сушки до кондиционной влажности 50% . В процессе полевых испытаний способа велись наблюдения за динамикой процесса сушки сформованных элементов, уложенных в фигуры сушки, с периодическим контролем влаги весовым методом. Given the impact of a constant molding force (without the possibility of increasing it) when the peat moisture in the roll is less than 80% and the hardening coefficient is high, the peat formability decreases markedly due to insufficient water in it, which in turn leads to a decrease in the mechanical strength of the formed elements. When the peat moisture in the roll is more than 90%, which has a relatively low coefficient of hardening and increased moisture content, the formed elements float away after molding, lose their shape, mechanical strength and require a long time for subsequent drying to an average humidity of 50%. In the process of field testing of the method, observations were made of the dynamics of the drying process of the molded elements laid in the drying figures, with periodic moisture control by the weight method.

В табл. 2 приведены данные, характеризующие величину испаряемости и продолжительность сушки элементов до конечной влажности 50% в зависимости от критерия слоя, т.е. плотности укладки элементов в фигуры сушки. In the table. 2 shows data characterizing the amount of evaporation and the duration of drying of the elements to a final humidity of 50%, depending on the criterion of the layer, i.e. the density of stacking elements in the drying figures.

Критерий слоя определяется отношением суммарной площади поверхности сформованных элементов к площади поверхности всей фигуры сушки, т.е. The layer criterion is determined by the ratio of the total surface area of the formed elements to the surface area of the entire drying figure, i.e.

K_с=

Исследования процесса сушки проводились с формованными элементами прямоугольного сечения различных размеров, наиболее оптимальным из которых выбран элемент с размерами 0,45 х 0,25 х 0,8 м.K _c =

Investigations of the drying process were carried out with molded elements of rectangular cross-section of various sizes, the most optimal of which was chosen an element with dimensions of 0.45 x 0.25 x 0.8 m.

Как показали результаты опытной проверки, при критерии слоя менее 0,75 процесс испаряемости влаги идет интенсивнее, а соответственно имеет несколько меньшую продолжительность сушки сформованных элементов до влажности 50% . Однако фигуры сушки с таким критерием слоя имеют сравнительно небольшое содержание торфа в объеме всей фигуры (коэффициент загрузки фигуры сушки), поскольку значительная часть этого объема приходится на вентиляционные каналы, что снижает концентрацию торфа в фигурах сушки и требует для них дополнительных площадей. При критерии слоя 0,75 - 0,85 испаряемость влаги уменьшается незначительно, несколько в большей степени увеличивается продолжительность сушки сформованных элементов, но существенно увеличивается коэффициент загрузки фигур сушки. При критерии слоя более 0,85 вследствие уменьшения размеров вентиляционных каналов резко снижается интенсивность испаряемости и существенно возрастает продолжительность сушки. Высушенные в фигурах сушки с критерием слоя 0,75 - 0,85 до влажности 50% формованные элементы обладают достаточной механической прочностью для последующей тpанспортировки и сохраняют близкие к естественным водно-воздушные свойства. As the results of the pilot test showed, with a layer criterion of less than 0.75, the process of moisture evaporation is more intensive, and accordingly has a slightly shorter drying time of the formed elements to a moisture content of 50%. However, drying figures with this layer criterion have a relatively small peat content in the volume of the whole figure (load factor of the drying figure), since a significant part of this volume falls on the ventilation ducts, which reduces the concentration of peat in the drying figures and requires additional areas for them. With a layer criterion of 0.75 - 0.85, the evaporation of moisture decreases slightly, the drying time of the molded elements increases slightly to a greater extent, but the load factor of the drying figures increases significantly. With a layer criterion of more than 0.85, due to a decrease in the size of the ventilation ducts, the evaporation rate sharply decreases and the drying time substantially increases. The molded elements dried in the drying figures with a layer criterion of 0.75 - 0.85 to a moisture content of 50% have sufficient mechanical strength for subsequent transportation and retain water-air properties close to natural.

Claims

METHOD FOR PRODUCING FORMED PEAT, including excavating peat from a deposit with simultaneous separation of wood inclusions, forming peat and layer-by-layer laying of formed elements in drying figures with the formation of ventilation ducts, characterized in that the peat excavated from the deposit is preliminarily laid in a roller where it is kept to a moisture content of 80 - 90%, and layer-by-layer laying of the formed elements in the drying figures is carried out with a layer criterion of 0.75 - 0.85 to a height limited by the tensile strength of the molds located in the drying figure below nnyh elements, wherein the drying shape oriented towards the south - north direction with ventilation ducts east - west.