RU2649872C1 - Способ электролитической обработки отходов растительного сырья - Google Patents
Способ электролитической обработки отходов растительного сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649872C1 RU2649872C1 RU2017126502A RU2017126502A RU2649872C1 RU 2649872 C1 RU2649872 C1 RU 2649872C1 RU 2017126502 A RU2017126502 A RU 2017126502A RU 2017126502 A RU2017126502 A RU 2017126502A RU 2649872 C1 RU2649872 C1 RU 2649872C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- quasi
- solid phase
- chlorine
- maintaining
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000008361 herbal raw material Substances 0.000 title abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 24
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 10
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 9
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 9
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 7
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 7
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 4
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 235000013325 dietary fiber Nutrition 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002366 mineral element Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical class O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001804 chlorine Chemical class 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003501 hydroponics Substances 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- SATVIFGJTRRDQU-UHFFFAOYSA-N potassium hypochlorite Chemical compound [K+].Cl[O-] SATVIFGJTRRDQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000000021 stimulant Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
- C05C3/00—Fertilisers containing other salts of ammonia or ammonia itself, e.g. gas liquor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ электролитической обработки отходов растительного сырья, преимущественно соломы и древесных опилок, включает измельчение и образование квазитвердой фазы в растворе соли хлоридов щелочного металла действием окислителей, генерируемых при циркуляции раствора соли с поддержанием pH 4-6 через бездиафрагменный электролизер, причем процесс проводят в растворе KCl 5-50 г/л при поддержании pH раствором HNO3 и ведут обработку до выделения хлора в газовую фазу и осветления квазитвердой фазы, после чего реакционную смесь обрабатывают раствором NH4OH и разделяют отстаиванием на жидкую и квазитвердую фазы. Изобретение позволяет получать высокоактивные многокомпонентные органоминеральные удобрения. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области экологии и может найти применение в сельском хозяйстве при использовании отходов растительного сырья, преимущественно соломы и древесных опилок, для получения органоминеральных удобрений.
Известен способ электролитической обработки некондиционных твердых продуктов, преимущественно пестицидов фосфорсодержащего ряда, с получением органоминеральных удобрений [1].
Способ не позволяет проводить обработку отходов растительного сырья.
Известен способ электролитической обработки отходов растительного сырья, преимущественно соломы, в результате измельчения и разрушения лигниноцеллюлозы (раздревеснение) в растворе хлорида натрия воздействием окислителей, генерируемых при циркуляции раствора через электролизер [2].
Способ не позволяет получать органоминеральные удобрения и применяется для повышения питательности соломы.
Известен способ электролитической обработки отходов растительного сырья, преимущественно соломы и древесных опилок, в результате измельчения и электрохимической деструкции лигниноцеллозы в растворе хлорида натрия последовательно при рН 8-10 и рН 2,5-6,0 до содержании СО2 в газовой фазе 0,1-0,3% [3].
Способ не позволяет получать органоминеральные удобрения и находит применение при повышении питательности грубых растительных кормов.
Наиболее близким к предмету изобретения является способ электролитический обработки отходов растительного сырья, преимущественно сельскохозяйственной соломы и древесных опилок. Способ заключается в измельчении и деструкции (раздревеснении) лигниноцеллюлозы в растворе хлорида натрия с образованием квазитвердой фазы при действии окислителей (растворенные в электролите хлор и кислород, продукты гидролиза хлора - хлорноватистая кислота и ее соли, пероксид водорода и радикалы НО* и НO2 *, и ион НO2 -), генерируемых при циркуляции раствора хлорида натрия через аппарат электродного типа в условиях поддержания величины рН 4-6 раствором НСl. Раздревеснение проводят до содержания СO2 (продукта полной деструкции лигноноцеллюлозы) в газовой фазе не более 0,3%. Способ используют для повышения питательности грубых растительных кормов [4].
Способ не позволяет получать органоминеральные удобрения: низкая активность продуктов обработки - квазитвердая и жидкая фазы (отсутствие минеральных элементов, необходимых для жизни растений), продолжительный период «дозревания» (перепревание) квазитвердой фазы в почве, высокое содержание в продуктах хлоридов (использование НС1 для поддержания величины рН раствора), балластных веществ (сахара), наличие токсичных (активный и растворенный хлор) соединений, опасность засоления и подкисления почвы.
Таким образом, известные способы электролитической обработки отходов растительного сырья по совокупности признаков не позволяют получать органоминеральные удобрения.
Цель изобретения - обработка отходов растительного сырья, преимущественно соломы и древесных опилок, электролитическим способом с получением высокоактивных многокомпонентных органоминеральных удобрений.
Поставленная цель достигается тем, что в способе электролитической обработки отходов растительного сырья, преимущественно соломы и древесных опилок, предусматривающем измельчение сырья и образование квазитвердой фазы в результате деструкции лигниноцеллюлозы в растворе соли хлорида щелочного металла при действии окислителей, генерируемых при циркуляции раствора соли с поддержанием величины рН 4-6 через аппарат электродного типа, с нерастворимыми электродами, процесс проводят в растворе KСl 5-50 г/л, корректируя величину рН раствором азотной кислоты, и ведут обработку до выделения в газовую фазу хлора и осветления квазитвердой фазы, после чего реакционную массу (смесь) обрабатывают раствором NH4OH и выдерживают до разделения на квазитвердую и жидкую фазы. Кроме того, содержание хлора в газовой фазе составляет не более 0,1%.
Заявляемый способ отличается иными технологическими параметрами процесса, что по совокупности признаков обеспечивает качественно новый вид электролитической обработки отходов растительного сырья, позволяющий получать органоминеральные удобрения.
Отличительные технологические параметры позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение, направлены на достижение поставленной цели, не выявлены при исследовании данной и смежных областей научного поиска и отвечают критерию «изобретательский уровень».
Способ утилизации отходов растительного сырья реализуют в следующей последовательности.
Отходы растительного сырья, преимущественно соломы и древесные опилки, измельчают (механическая обработка) и проводят раздревеснение - разрушение лигниноцеллюлозы с образованием квазитвердой фазы. Процесс осуществляют действием на лигниноцеллюлозу окислителей, которые присутствуют в растворе хлорида калия. Окислители генерируют при циркуляции раствора КСl через бездиафрагменный электролизер с нерастворимыми электродами в условиях поддержания величины рН 4-6 (область образования при гидролизе хлора хлорноватистой кислоты). Обработку осуществляют по контуру электролизер - реактор с отходами растительного сырья до начала выделения хлора в газовую фазу и осветления поверхности квазитвердой фазы. Величину рН 4-6 раствора хлорида калия корректируют раствором азотной кислоты. По завершении процесса деструкции лигниноцеллюлозы (начало выделения хлора в газовую фазу и осветление квазитвердой фазы) реакционную смесь нейтрализуют раствором гидроксида аммония, после чего выдерживают до разделения на квазитвердую и жидкую фазы.
При электролизе раствора KСl в бездиафрагменном электролизере с нерастворимыми электродами протекают электрохимические (электродные на аноде и катоде) и химические (в объеме электролита) процессы, результатом которых является образование окислительных агентов с высокими окислительными потенциалами (εох.)- На аноде протекают электродные реакции, связанные с окислением молекул воды (1) и ионов Cl- (2), на катоде основным электродным процессом является молекул воды (3):
Электродные процессы сопровождаются незначительным подкислением (выход по току кислорода не превышает 20%) и сильным защелачиванием (выход по току водорода составляет 100%) раствора.
В растворе электролита протекают химические реакции, связанные с образованием окислителей - растворенного хлора и продуктов его гидролиза. Химические процессы сопровождаются подкислением раствора. При этом в области рН 4-6 основным продуктами гидролиза хлора является наиболее сильный окислитель - хлорноватистая кислота (4):
Окислительные агенты - растворенный хлор и продукты его гидролиза совместно с раствором KС1, поступают в реактор, где вступают в химическое взаимодействие с лигниноцеллюлозой. Продуктами реакции являются органические соединения (продукты неполной деструкции полисахарида), Н2O, СO2 и НСl.
Таким образом, процесс деструктивного окисления лигниноцеллюлозы сопровождается незначительным подкислением (электрохимическое окисление молекул воды, гидролиз хлора и деструкция лигниноцеллюлозы) и значительным защелачиванием раствора электролита (результат катодного восстановления молекул воды). При этом, как показывают расчеты, избыток образующейся щелочи составляет более 90%. Для обеспечения заданного значения величины рН 4-6 (область образования НСlO) необходимо проводить нейтрализацию избытка щелочи раствором кислоты. С этой целью предлагается использовать раствор HNO3, поскольку при этом наряду с поддержанием величины рН в получаемый продукт (органоминеральное удобрение) вносится необходимый для роста растений азот. Масса вносимого на один Фарадей (26,8 А×ч) азота составляет до 3,0 г в расчете на NO3 -.
Концентрация раствора KСl выбрана с учетом обеспечения интенсивности деструктивных процессов, высокой электропроводности раствора, невысоких затрат и значительного содержания калия в органоминеральном удобрении. Проведение процесса в условиях предлагаемого способа (до начала выделения хлора и осветления квазитвердой фазы) наряду с невысоким расходом электрического тока обеспечивает достаточное раздревеснение сырья. Обработка реакционной смеси по завершении процесса раствором NH4OH позволяет «удалить» агрессивные компоненты (хлорноватистая кислота, гипохлорит калия) и увеличить в составе продукта (органоминеральное удобрение) жизненно необходимый растениям элемент азот. Разделение готового продукта выстаиванием на квазитвердую и жидкую фазы обеспечивает целенаправленное использование полученных продуктов: квазитвердую фазу - вносить в грунт, жидкую - использовать для приготовления питательных растворов.
Выделение хлора в газовую фазу и осветление поверхности квазитвердой фазы (снижение интенсивности окраски) являются косвенными признаками завершения процесса обработки. Действительно, в роли окислителей преимущественно выступают растворенный хлор и продукты его гидролиза - НСlO и ион СlO-. Процесс деструкции протекает с расходом этих окислителей (восстанавливаются до ионов Cl-) и пополнением их концентрации в результате растворения и гидролиза анодно генерируемого хлора. По мере разрушения лигниноуглеводного комплекса (и осветления квазитвердой фазы) потребность в окислителях снижается и концентрация их в растворе возрастает, что сопровождается торможением процессов растворения и гидролиза хлора и выделением его в газовую фазу. Таким образом, наличие хлора в газовой фазе и осветление поверхности квазитвердой фазы свидетельствуют о завершении процесса раздревеснения растительного сырья. Дальнейшая электролитическая обработка отходов растительного сырья нежелательна, т.к. будет сопровождаться глубокими (до углекислого газа и воды) деструктивными и окислительными процессами и значительным расходом энергии.
В условиях предлагаемого технического решения происходит достаточное раздревеснение растительных отходов, разрыхление и увеличение активности поверхности полисахарида («освобождение» молекул от связующих веществ). В результате этих процессов в межмолекулярное пространство (между нитями целлюлозы) проникают и адсорбируются активные компоненты раствора: кислород, калий, азот, биологически активные органические соединения (янтарная кислота и ее соединения).
Обработку отходов растительного сырья проводят в периодическом или непрерывном режимах. При периодическом режиме порцию отходов растительного сырья (солома или древесные опилки) обрабатывают раствором KCl с окислителями, получаемыми при циркуляции раствора через электролизер, до начала выделения хлора и осветления квазитвердой фазы. После завершения обработки квазитвердая и жидкая фазы отводятся и используются по назначению. При непрерывном режиме обработки в реактор непрерывно подают отходы и выводят квазитвердую фазу, сохраняя циркуляцию раствора через электролизер и проводя подпитку растворного цикла свежим раствором (при отводе части рабочего раствора). Режим процесса обработки обусловлен заданием (потребное количество органоминерального удобрения) и конструкцией установки.
Апробацию и сравнительную оценку известного и предлагаемого способов электролитической обработки отходов растительного сырья проводили в лабораторных условиях.
Примеры
Отходы растительного сырья - солома (ржаная) и древесные опилки (осиновые), измельчали и подвергали действию окислителей, генерируемых в растворе соли хлоридов щелочного металла при циркуляции раствора через бездиафрагменный электролизер с электродами из стеклоуглерода. Процесс проводили с корректировкой рН раствором HNO3 по замкнутому технологическому циклу (реактор с отходами растительного сырья - бездиафрагменный электролизер) до раздревеснения (деструкции) лигниноцеллюлозы с образованием квазитвердой фазы. Реакционную смесь нейтрализовали раствором HNO3 и выдерживали до разделения на квазитвердую и жидкую фазы.
Общие параметры известного и предлагаемого способов: электролитической обработки отходов растительного сырья (солома и древесные опилки): объем электролизера 0,5 л, объем реактора 0,3 л, режим циркуляции раствора - Re>10000, насыщенность реакционной смеси по 02 до 8 мг/л, температура 353 К, рН 4-6, электроды стеклоуглерод, плотность тока 500 А/м2, токовая нагрузка 3 А, напряжение 4 В, масса растительного отхода (сухие) на обработку 100 г, масса полученной квазитвердой фазы 96 г.
Отличительные параметры известного (1) и заявляемого (2) решений:
1. Известное решение (прототип): электролит - раствор NaCl 15 г/л, корректировка величины рН - раствор НСl, количество пропущенного электричества до 15 А×ч, продолжительность обработки - до содержания в газовой фазе СO2 0,2%.
2. Заявляемое решение: электролит - раствор КС1 15 г/л, корректировка величины рН раствором HNO3, количество пропущенного электричества до 1,5 А×ч, процесс проводили до начала выделения хлора в газовую фазу и осветления квазитвердой фазы, реакционную смесь обрабатывали раствором NH4OH до величины рН 7,0-7,5 и выдерживали до разделения на квазитвердую и жидкую фазы.
Полученные результаты обработки отходов растительного сырья приведены в таблице 1.
Органоминеральное удобрение получают в виде квазитвердой и жидкой фаз. Квазитвердую фазу смешивают с грунтом в различных соотношениях (зависит от состава грунта), жидкую разбавляют водой и используют как подкормку растений (вносят при поливе). Органоминеральные удобрения (квазитвердая и жидкая фазы), полученные из растительного сырья (солома, древесные опилки) по предлагаемой технологии, содержат ряд ценных и необходимых растениям компонентов (азот, калий, природные микроэлементы - соли металлов, биологические стимуляторы роста) и относятся к высокоэффективным препаратам, сочетающим наряду с минеральной (подобно известными комплексным удобрениям), биологически активную составляющую. Квазитвердая фаза органоминерального удобрения имеет пористую структуру с развитой поверхностью и «насыщена» минеральными элементами (калий, азот, микроэлементы сырья) и биологически активными соединениями (янтарная кислота, соли янтарной кислоты и др. соединения), которые связаны с твердой фазой силами межмолекулярного взаимодействия (Ванн-дер-Вальсовы силы). Вследствие этого переход полезных компонентов из квазитвердой фазы в почву и потребление их растениями происходит постепенно, что позволяет не проводить или снизить частоту подкормки и уменьшить количество вносимых удобрений. Применение органоминеральных удобрений наиболее эффективно (сравнительно быстрый эффект при минимальных затратах) в гидропонике и аэропонике, при подготовке почвы и выращивании сельскохозяйственных культур в парниках и теплицах, возделывании грядок и подкормке плодово-ягодных растений.
* После разделения реакционной смеси до 85% полезных компонентов остается в жидкой фазе;
** Без учета азота вводимого с раствором NH4OH.
Список литературы
1. Патент РФ 2421261. Способ окислительного жидкофазного обезвреживания пестицидов фосфорсодержащего ряда / В.Е Зяблицев, Е.В. Зяблицева, Е.И. Сысолятина и др. Опубл. в БИ №17, 2009.
2. А.с. СССР 1489691 SU, А23К 1/12 / Б.К. Тюрин и др. Опубл. в БИ №24, 1989.
3. Патент РФ 2352140. Способ обработки грубых кормов. Опубл. в БИ №11, 2009.
4. Патент РФ 2493722. Способ обработки грубых кормов / Е.В. Зяблицева, А.И Мамонтов, М.П. Зяблицева и др. Опубл. в БИ №27, 2013.
Claims (3)
1. Способ электролитической обработки отходов растительного сырья, преимущественно соломы и древесных опилок, включающий измельчение и образование квазитвердой фазы в растворе соли хлоридов щелочного металла действием окислителей, генерируемых при циркуляции раствора соли с поддержанием pH 4-6 через бездиафрагменный электролизер, отличающийся тем, что процесс проводят в растворе KCl 5-50 г/л при поддержании pH раствором HNO3 и ведут обработку до выделения хлора в газовую фазу и осветления квазитвердой фазы, после чего реакционную смесь обрабатывают раствором NH4OH и разделяют отстаиванием на жидкую и квазитвердую фазы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание хлора в газовой фазе составляет 0,1%.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку раствором NH4OH проводят до величины pH 7,0-7,5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126502A RU2649872C1 (ru) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Способ электролитической обработки отходов растительного сырья |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126502A RU2649872C1 (ru) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Способ электролитической обработки отходов растительного сырья |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649872C1 true RU2649872C1 (ru) | 2018-04-05 |
Family
ID=61867160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017126502A RU2649872C1 (ru) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | Способ электролитической обработки отходов растительного сырья |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649872C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007054953A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Council Of Scientific & Industrial Research | Improved process for the recovery of sulphate of potash (sop) from sulphate rich bittern |
| CN101870481A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-10-27 | 张罡 | 硝酸钾、氯化镁、磷酸铵镁与氮钾肥联产工艺 |
| RU2493722C1 (ru) * | 2012-03-22 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вятская государственная сельскохозяйственная академия" (ФГБОУ ВПО ВГСХА) | Способ обработки грубых кормов |
-
2017
- 2017-07-24 RU RU2017126502A patent/RU2649872C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007054953A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Council Of Scientific & Industrial Research | Improved process for the recovery of sulphate of potash (sop) from sulphate rich bittern |
| CN101870481A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-10-27 | 张罡 | 硝酸钾、氯化镁、磷酸铵镁与氮钾肥联产工艺 |
| RU2493722C1 (ru) * | 2012-03-22 | 2013-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вятская государственная сельскохозяйственная академия" (ФГБОУ ВПО ВГСХА) | Способ обработки грубых кормов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2902368B1 (en) | A physico-chemical process for removal of nitrogen species from recirculated aquaculture systems | |
| US20100183745A1 (en) | Electrochemical Device for Biocide Treatment in Agricultural Applications | |
| Ihara et al. | Electrochemical oxidation of the effluent from anaerobic digestion of dairy manure | |
| CN104310629A (zh) | 一种畜禽沼液农田安全利用的方法 | |
| Sundha et al. | Utilization of municipal solid waste compost in reclamation of saline-sodic soil irrigated with poor quality water | |
| JP6559621B2 (ja) | 海草・藻類の再資源化方法 | |
| RU2649872C1 (ru) | Способ электролитической обработки отходов растительного сырья | |
| CN105417789A (zh) | 一种去除水体中藻类的方法 | |
| KR101967061B1 (ko) | 전해수를 이용한 펄빅산 추출방법 | |
| FI118734B (fi) | Menetelmä eloperäisen materiaalin jäännöksen käsittelemiseksi | |
| EP2844076A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von pflanzenproteinen | |
| RU2332855C1 (ru) | Способ консервирования зеленых кормов | |
| RU2352140C2 (ru) | Способ обработки грубых кормов | |
| AU2007200687B2 (en) | A seagrass based nutrient product for plant biological growth stimulation and a method for preparing the same | |
| RU2566993C1 (ru) | Способ получения жидкого торфо-гуминового удобрения | |
| RU2493722C1 (ru) | Способ обработки грубых кормов | |
| KR20060134272A (ko) | 유기질 비료의 제조방법 | |
| RU2646156C2 (ru) | Способ обработки грубых кормов | |
| CN108456102A (zh) | 一种活化土壤调理盐碱地可免深耕的复合肥料及其制备方法 | |
| RU2741090C1 (ru) | Способ получения органоминеральной добавки | |
| CN110105959A (zh) | 一种菱镁矿粉尘污染土壤原位净化方法 | |
| RU2203861C1 (ru) | Способ активации воды | |
| CN113461082B (zh) | 一种泥炭水质净化剂及其制备方法 | |
| EP1285901A1 (de) | Bodenverbesserungs- und Wasservitalisierungsmittel | |
| CN101377061A (zh) | 一种强酸性高氧化水在生物造纸制浆工艺中的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190725 |