Способ получения органического удобрения

 

Изобретение относится к технологии промышленной переработки отходов птицеводческих хозяйств. С целью ускорения способа и улучшения качества готового продукта в способе, предусматривающем анаэробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаза и обезвоживание сброженной массы путем вакуумирования и термообработки , предлагается термообработку осуществлять после вакуумирования путем подогрева до 200-220°С и последующей сушки до заданной влажности в процессе пневмотранспортирования, а затем в режиме кипящего слоя. 3 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 05 F 3/00, С 02 F 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ПАТЕНТУ (21) 4901735/15 (22) 15.11.90 (46) 07.11.92. Бюл. N 41 (71) Казанский химико-технологический институт им, С.M.Êèðoâà и Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования (72) Р.Г.Сафин, Л,Н,Нигаметзянова, В.АЛашков, Л, Г, Голубев и А.Ф. Шакиров (73) Казанский филиал Научно-технологического центра международной ассоциации (56) Авторское свидетельство СССР

N 472923, кл. С 05 F 3/ОО, 1972, Изобретение относится к технологии промышленной переработки отходов птицеводческих хозяйств, в частности птичьего помета, и может быть использовано в производстве органических удобрений.

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

Недостатком известного способа является длительность процесса обезвоживания массы, что обусловлено малой поверхностью тепломассообмена при конвективной сушке высоковлажных материалов и проведением операции разделения поглотителя и птичьего помета.

„„БЦ „„1774938 АЗ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ (57) Изобретение относится к технологии промышленной переработки отходов птицеводческих хозяйств, С целью ускорения cll0" саба и улучшения качества готового продукта в способе, предусматривающем анаэробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаза и обезвоживание сброженной массы путем вакуумирования и термообработки, предлагается термообработку осуществлять после вакуумирования путем подогрева до 200-220 С и последующей сушки до заданной влажности в процессе пневмотранспортирования, а затем в режиме кипящего слоя, 3 табл., 2 ил.

Известен также способ переработки органических отходов, включающий получение газа путем анаэробного сбраживания птичьего помета и удаление влаги иэ твердой фазы сброженной массы в установках барабанного типа (см. книгу Бахмана В.Е, Технология промышленной сушки помета и повышение эффективности его использования. Киев; Урожай, 1974), Недостатками известного технического решения являются длительность процесса удаления влаги и низкое качество готового продукта.

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

1774938

Наиболее близкой по технической сущности к достигаемому результату к изобретению является способ приготовления удобрений из органических отходов, включающий анаэробное сбраживание, отвод газа, удаление влаги иэ твердой фракции сброженной массы процессами вакуумирования и термообработки конвекцией в барабанных сушилках (см„например, авт.св.

hL 472923, кл. С 05 F 3/00, 1975), Процесс удаления влаги в барабанных сушилках не обеспечивает высокой скорости сушки. Это объясняется тем, что частицы птичьего помета, имеющего высокую начальную влажность, слипаются между собой, образуя агломераты, и налипают на поверхность насадки сушилки. Перенос тепла и массы в данном случае лимитируется скоростью диффузионных процессов, протекающих в агломератах. Гранулометрический состав конечного продукта вследствие комкообразования неоднороден, что ухудшает его качественные характеристики.

Цель изобретения — сокращение длительности процесса и повышение качества готового продукта.

Для достижения поставленной цели в способе получения органического удобрения, включающем аназробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаэа и обезвоживание сброженной массы путем вакуумирования и термообработки согласно изобретению термообработку осуществляют после вакуумирования путем подогрева до температуры 200-220 С в теплообменнике, распыления в среде нагретых топочных газов с температурой 700-800 С и последующей сушки до заданной влажности в процессе пневмотранспортирования, а затем в режиме кипящего слоя.

Благодаря этому обеспечивается высокая степень диспергирования материала и интенсивное выделение влаги из частиц за счет понижения давления и использования режимов с интенсивным подводом тепла.

На фиг, 1 показана схема установки, реализующей предлагаемый способ; на фиг.

2 приведена кривая сушки птичьего помета (стадии процесса: I — отжим, П вЂ” нагрев, Ш— распыление, И вЂ” сушка в режиме пневмотранспорта, Ч вЂ” сушка в кипящем слое).

Схема установки получения органического удобрения включает: смеситель 1, массонасос 2, метантенк 3, газгольдер 4, приемник-накопитель 5, устройство вакуумного обезвоживания 6, теплообменник 7, распылительную камеру 8, трубу-сушилку 9, циклон 10, дозатор 11, сушилку кипящего .слоя 12, топку 13, газодувку 14.

Устройство вакуумного обезвоживания 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 представляет собой змеевик 23, заключенный в корпус 24, который снабжен патрубками ввода 25 и отвода

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.

Распылительная камера 8 в нижней части имеет полость для теплоносителя 28, снабженную патрубком 29 и ограниченную решеткой 30, 8 верхней части камера 8 сообщена с трубой-сушилкой 9, соединенной с циклоном 10, Циклон 10 сообщен через дозатор 11 с приемным бункером 31 сушилки кипящего слоя 12, Сушилка кипящего слоя 12 состоит иэ трех секций 32, отделенных друг от друга шиберами 33, сепаратора 34 с патрубком отвода теплоносителя 35, распределительной решетки 36, патрубков 37 подачи теплоносителя в каждую секцию 32 с заслонками

38, узел разгрузки 39, В качестве теплоносителя используют топочные газы (газы, полученные в результате брожения птичьего помета в метантенке 3 и сгорающие в топке 13), подаваемые на отдельные стадии газодувкой 14, Установка работает следующим образом. Птичий помет из смесителя 1 массонасосом 2 подается в метантенк 3, где под действием микроорганизмов осуществляется сбраживание органической массы. Образующиеся газы отводятся в газгольдеры 4 и расходуются по мере надобности в производстве удобрений и на нужды птицефабрики, Сброженная масса иэ метантенка 3 поступает в приемник-накопитель 5 и далее в приемную зону 17 устройства вакуумного обезвоживания 6. 8 приемной зоне 17 масса с влагосодержанием более 1000 / попадает на фильтрующую поверхность 20, жидкость за счет разрежения под фильтрующей поверхностью 20, создаваемого источником вакуума 22, поступает в зону отвода фильтрата 19, а масса скребком удаляется в зону выгрузки 18, При удалении массы с фильтрующей поверхности — 20 происходит регенерация последней.

Отжатая масса с влагосодержанием

194-2007; массонасосом 2 перекачивается в змеевик 23 теплообменника 7. Через патрубок ввода теплоносителя 25 в корпусе 24

1774938

1200

730

55 при работающей газодувке 14 поступает теплоноситель, В качестве теплоносителя используются топочные газы, получаемые при сжигании биогаэа, поступающего в топку 13 из газгольдера 4. Температура поточных газов составляет 730-880 С.

Масса в змеевике 23 теплообменника 7 нагревается до температуры 200-220 С при давлении 1,6-2,4 мПа. Нагрев птичьего помета до укаэанного диапазона температур обусловлен с одной стороны необходимостью обеспечения требуемой степени диспергирования и величины влагосьема при распылении (200 С), а с другой — увеличением капитальных затрат (220 С), Увеличение температуры нагрева, а следовательно, и давления в змеевике 23 приведет к необходимости использования массонасоса высокого давления, увеличения толщины стенок змеевика 23, а в связи с этим возникнут сложности по котлонадзору, что повышает опасность процесса.

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

Нагретая масса распыляется в распылительную камеру 8 через головку 27 в среду газов с температурой 700-800 С. При распылении влагосодержание птичьего помета снижается со 194-200 до 110-115 .

Температура в зоне распыления поддерживается 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 предел — 700 С зависит от интенсивности сушки в трубе-сушил ке 9 до влагосодержания — 40, соответствующего критической точке на кривой сушки (фиг. 2), При распылении птичьего помета достигается большая степень диспергирования массы, что обеспечивает интенсивное удаление влаги из частиц.

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

Твердая фаза из циклона 10 через дозатор 11 поступает в приемный бункер 31 сушилки кипящего слоя 12. Досушка птичьего помета до влагосодержания 8-10 осуществляется в секциях 32, регулирование времени пребывания частиц в секции обеспечивается углом наклона распределительной решетки 36 и шиберэпи 33.

Интенсивность перемешивания слоя в секции 32 регулируется заслонками 38, изменяющими расход теплоносителя, IlO ступающего через патрубки 37 подачи.

Отвод отработанного теплоносителя осуществляется через сепаратор 34 и патрубок 35, Высушенный материал удаляется из сушилки 12 через узел выгрузки 39. Размер частиц лежит в пределах 0,05-1,3 мм.

Разработана экспериментальная установка по удалению влаги иэ птичьего помета и проведены экспериментальные исследования.

Основные технические характеристики экспериментальной установки периодического действия:

Диаметр фильтра, мм 220

Высота слоя суспензии, мм 20

Источник вакуума

Вакуумный насос марки 2НВР-50М

Обьем нагревательной емкости, л 2

Диаметр рэспылительной камеры, мм 500

Высота распылительной камеры, мм

Нагреватель ТЗН, напряжение питания, В 220

Диаметр сушилки, мм 100

Высота сушильной камеры, мм 400

Режимные параметры процесса:

Температура теплоносителя, С

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 составляла 1026,56 г, после отжима — 274,36 г с влагосодержанием 194 . Масса продукта, высушенного до 10 -ного влагосодержания, была равна 102,69 г. Конечный продукт имеет размер частиц 0,05-1,3 мм.

Как видно из таблиц, длительность процесса удаления влаги из птичьего помета способом, предлагаемым в качестве изобретения, составляет 25-30 минут, длительность же процесса конвективным способом составляет 80-90 минут.

Влияние различного сочетания режимных параметров, составляющих признаки изобретения, на процесс удаления влаги из

1 174938

Таблица 1

Результаты исследования удаления влаги из птичьего помета на экспериментальной установке, реализующей способ, предлагаемый в качестве изобретения

Наг ев Распыле

Т», Отж

u., 1

000

П р и м е ч а ч и е. Конечный продукт представляет собой дисперсный материал с размерами частиц 0,05 — 1,3 мм.

Таблица 2

Результаты исследования удаления влаги из птичьего помета конвективным способом г

П р и м е ч а н и е. Конечный продукт представляет собой агломерат, Условное обозначение к таблицам 1 и 2:

UH, Ок — начальное и конечное влагосодержание;

Т ь Т, — начальная и конечная температура материала;

Т,H — температура теплоносителя.

Таблица 3 птичьего îкета видно из приведенного в табл. 3.

Как видно из табл, 3, изменение параметров приводит к изменению длительности процесса удаления влаги и качественных характеристик. Оптимальным сочетанием является проведение процесса при температуре нагрева массы 210 С и температуре среды 730 С (М 2), входящих в диапазон изменения параметров признаков изобретения, Технико-экономические преимущества предлагаемого способа обусловлены использованием интенсивных режимов подвода тепла к материалу с высокой степенью его диспергирования, Формула изобретения

Способ получения органического удобрения, включающий анаэробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаза и

5 обезвоживание сброженной массы путем вакуумирования и термообработки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью ускорения способа и улучшения качества готового продукта, термообработку осуществляют после

1Î вакуумирования путем подогрева до 200220 С в теплообменнике, распыления нагретых газов в среде топочных газов с температурой 700-800 С и последующей сушки до заданной влажности в процессе

15 пневмотранспортирования, а затем — в режиме кипящего слоя.

1774938

Продолжение табл. 3

f7 дд т <аиа

Фиг. 2

Составитель Т. Голубева

Техред М.Моргентал Корректор В. Петраш

Редактор А. Хорина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3942 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5