СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОЙ ДРЕВЕСНОЙ ЗОЛЫ
METHOD FOR PRODUCING GRANULATED WOOD ASH

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам получения удобрения из древесных золы в форме сферических гранул, что позволяет исключить пыление и потери, улучшить сыпучесть и дозируемость древесной золы при внесении ее в почву в качестве удобрения.
В процессе поиска аналогов не было обнаружено источников информации, описывающих способы получения гранулированных продуктов, используемых как удобрения, на основе древесных зол.
Известен способ получения гранулированного известково-аммиачного удобрения окатыванием во вращающемся грануляторе (RU 2377638 С2, опубл. 20.09.2009 г.). При окатывании приллированных гранул аммиачной селитры наносят жидкую составляющую в виде водного раствора с температурой 100-110°C, содержащего аммиачную селитру и добавки в виде сульфида аммония, каустического магнезита и фосфата аммония.
Недостатком известного способа является необходимость введения компонентов в водный раствор, усложняющих состав полученного удобрения, а также необходимость его предварительной подготовки и нагрева, поэтому способ трудоемок и не предназначен для получения гранулированной древесной золы.
Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления облегченного безобжигового зольного гравия, который используется в качестве заполнителя для бетонов и строительных растворов. В способе используют золу-унос, полученную при сжигании угля (RU 2490225 С2, опубл. 20.08.2013 г.).
Известный способ заключается в подготовке ядра путем увлажнения его жидким стеклом, дальнейшем формировании на нем оболочки и использовании увлажненных водой портландцемента при окатке в грануляторе и тепловой обработки пропариванием сырца. В качестве ядра использовали пенополистирол с размером 2-12 мм, в качестве золы - высококальциевую золу-унос, а формирование оболочки осуществляют в 2 этапа.
2
Однако способ не предназначен для получения гранулированного удобрения из древесной золы с заданным размером гранул, является цикличным и не обеспечивает непрерывность процесса гранулирования. Полученные гранулы легкие, хрупкие и крупные (5-20 мм), имеют низкую прочность (0,37-0,50 кг/см), что не обеспечивает их долгосрочное хранение и транспортировку без повреждений.
2
Технический результат, полученный при осуществлении заявленного способа, заключается в получении сферических гранул из древесной золы с заданным размером частиц 2-4 мм, имеющих статическую прочность не менее 20 кг/см, при объеме производства до 2500 кг/ч и непрерывной работе оборудования.
3
Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения гранулированной древесной золы, заключающемся в окатывании частиц гранулообразования при одновременной подаче порошкового и жидкого компонентов и дальнейшей сушке гранул, согласно изобретению в качестве частиц гранулообразования используют отсев древесной золы с размером частиц до 1,5 мм, окатывание осуществляют в грануляторе тарельчатом 6, при этом тарель 3 размещают под углом 45-75° к горизонту, вращение тарели 3 осуществляют с частотой 27-29 оборотов в минуту, жидким компонентом служит вода, а в качестве порошкообразного компонента используют сухую древесную золу с насыпным весом 560-600 кг/м, при этом весовое соотношение вода/зола поддерживают в интервале 0,27-0,29, подачу воды и золы осуществляют непрерывно, обеспечивая самопроизвольное скатывание влажных гранул через борт тарели 3.
Согласно п. 2 формулы древесная зола получена при сжигании кородревесных отходов, опилка хвойных пород с примесью лиственных пород.
Согласно п. 3 формулы сушку влажных гранул осуществляют при температуре 18-300°C.
3
Использование в качестве частиц гранулообразования отсева древесной золы с размером частиц до 1,5 мм, в качестве жидкого компонента - воды, а в качестве порошкообразного компонента - сухой древесной золы с насыпным весом 560-600 кг/мпозволяет при окатывании получать гранулы сферической формы с заданным размером 2-4 мм, обладающие высокими прочностными свойствами.
Использование вращающейся тарели 3 гранулятора тарельчатого 6, установленной под углом α=45-75° к горизонту, вращение тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 с частотой 27-29 оборотов в минуту и непрерывная подача воды и золы в весовом соотношении 0,27-0,29 обеспечивают равномерное образование гранул заданного размера и непрерывное скатывание влажных гранул за борт тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 под действием собственного веса.
Если угол α будет меньше 45°, а частота вращения тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 будет ниже 27 оборотов в минуту, то гранулы будут слипаться и не смогут свободно скатываться за борт тарели 3 гранулятора тарельчатого 6.
Если угол α будет больше 75°, а частота вращения тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 будет выше 29 оборотов в минуту, то гранулы не смогут достигать нужных размеров и раньше времени будут скатываться под действием собственного веса.
Оптимальное весовое соотношение води и золы составляет 0,27-0,29. Если это соотношение не будет соблюдаться, то гранулы будут недостаточно либо излишне увлажнены, поэтому не будут обладать заданными свойствами.
Влажные гранулы могут подвергаться дополнительной сушке либо сохнуть в естественных условиях. Это объясняется тем, что на выходе с тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 гранулы имеют влажность 15-16% в результате перехода части свободной влаги в химически связанную форму. При дальнейшем пребывании гранул на воздухе процесс химического связывания свободной влаги продолжится. Гранулы при этом твердеют и приобретают прочность, достаточную для их дальнейшей транспортировки и хранения, не требуя дополнительной сушки.
На фиг. 1 показана установка для гранулирования древесной золы заявляемым способом, где
1 - бункер для древесной золы,
2 - питатель шнековый,
3 - тарель гранулятора тарельчатого,
4 - насос для подачи воды,
5 - распылитель воды,
6 - гранулятор тарельчатый.
Способ осуществляется следующим образом.
Окатывание частиц гранулообразования осуществляют при одновременной подаче порошкового и жидкого компонентов. В качестве частиц гранулообразования используют отсев древесной золы с размером частиц до 1,5 мм, который помещают в тарель 3 гранулятора тарельчатого 6, установленного под углом 45-75° к горизонту. Вращение тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 осуществляют с частотой 9-18 оборотов в минуту.
3
Жидким компонентом служит вода, которую подают с помощью насоса 4 и распыляют над тарелью 3 гранулятора тарельчатого 6 с помощью распылителя 5. Порошкообразный компонент в виде сухой древесной золы с насыпным весом 560-600 кг/м подают из бункера 1 с помощью питателя шнекового 2 и распыляют одновременно с водой. Древесная зола получена при сжигании кородревесных отходов, опилка хвойных пород с примесью лиственных пород.
Весовое соотношение вода/зола поддерживают в интервале 0,27-0,29. Подачу воды и золы осуществляют непрерывно. В процессе работы гранулятора тарельчатого 6 происходит самопроизвольное скатывание влажных гранул через борт гранулятора тарельчатого 6.
В дальнейшем происходит сушка влажных гранул, которую осуществляют при температуре 18-300°C.
2
В результате процесса получают удобрения в виде сферических гранул из древесной золы с размером частиц 2-4 мм, имеющих высокую статическую прочность не менее 20 кг/см, при объеме производства до 2500 кг/ч при непрерывном процессе гранулирования и использовании промышленных грануляторов с большим диаметром тарели.
Пример
Исходным материалом служила зола древесная, полученная при сжигании кородревесных отходов, опилка в основном хвойных пород (ель, сосна) с примесью лиственных пород (береза). Физическое состояние - пылевидная, порошкообразная, сухая, сыпучая смесь. Размер частиц - от нескольких микрон до 0,01 мм.
Состав золы: калий - 3,1÷4,2%; фосфор - 3,5÷5,46%; кальций - 24,02÷29,47%; магний - 6,16÷8,91%; алюминий - 0,69%; цинк - 0,14÷0,32%; свинец, кадмий – остальное.
Влажность - 0,1%.
3
Насыпной вес - 578 кг/м.
В качестве частиц гранулообразования (затравки) использовали отсев древесной золы в виде мелких гранул, полученных при рассеве. Размер 1,2±0,3 мм.
В гранулятор тарельчатый 6 помещали отсев в количестве 4 кг. Диаметр гранулятора тарельчатого 6 составлял 800 мм, высота борта 160 мм. Вращение тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 осуществляли со скоростью 28 оборотов в минуту.
Исходный порошок золы подавали из бункера 1 со скоростью 0,5 кг/мин.
Одновременно разбрызгивали воду над поверхностью затравки, расход воды составил 0,15 литров в минуту. Весовое соотношение вода/зола составило 0,28.
Через 2,5 часа непрерывного окатывания гранулы стали скатываться под действием собственного веса к борту тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 и самопроизвольно выгружаться в специальную емкость.
Время непрерывного окатывания составило 2 часа.
В таблице показан гранулометрический состав полученного продукта.
В продукте практически отсутствуют гранулы размером менее 1 мм. Гранулы размером 2-4 мм занимают порядка 90%.
Выход гранулированного продукта составил 8 кг.
3
Анализ показал, что полученные гранулы не слипались, дополнительная сушка не потребовалась. Сразу после гранулирования влажность составляла 15%. Через 12 часов хранения при комнатной температуре прочность составила 21-24 кг/см, что было достаточно для транспортировки и хранения удобрения.