ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ПРОИЗВОДСТВУ ПРОДУКЦИИ ИЗ ТОРФА

Полезная модель относится к горнодобывающей и перерабатывающей отраслям промышленности и может найти применение в жилищно-коммунальном хозяйстве, строительстве, малой энергетике, сельском хозяйстве и охране окружающей среды.
Известен технологический комплекс по производству продукции из торфа (RU 2295556, Кл. C10F 5/04, C10F 7/06, 2007 г.), включающий участок добычи торфа, связанный с модульным участком переработки торфа, который снабжен фракционатором (сепаратором) и, по крайней мере двумя, параллельно установленными и взаимосвязанными между собой через фракционатор (сепаратор) линиями переработки торфа для крупнодисперсных фракций и мелкодисперсных фракций. Первая линия включает в себя последовательно установленные и взаимосвязанные между собой, посредством трубопровода и транспортера, центрифугу, многоматричный пресс, ленточную сушилку и фасовочно-упаковочный отдел. Вторая линия переработки мелкой фракции включает в себя последовательно установленные и взаимосвязанные между собой посредством трубопровода и транспортера центрифугу, экструдер с фильерами-насадками, барабанную сушилку и фасовочно-упаковочный отдел. Фасовочно-упаковочный отдел линий связан со складом отходов, который, в свою очередь, соединен с газогенератором для пиролизного сжигания некондиционной продукции, который через привод связан с генератором для преобразования тепловой энергии в электрическую. Участок добычи торфа связан с модульным участком переработки торфа пульпопроводом с размещенным в нем насосом-измельчителем. Пресс первой линии оснащен матрицами различных геометрических форм, позволяющих формовать торфоизоплиты, торфяные горшочки, субстратные блоки и т.д. Экструдер на второй линии оснащен насадками-фильерами для формования кусков диаметром 5-7 мм и длиной 10-15 мм для удобрений, топливных энергопеллет, сорбентов-поглотителей, и диаметром 25-30 мм и 50-60 мм - для производства топливных брикетов-биотоплива. Изобретение позволяет производить различную продукцию, тепло и энергию.
Данный комплекс имеет недостаток, связанный с возможностью его использования только в летний период времени, т.к. связь участка добычи торфа с модульным участком переработки торфа осуществляется пульпопроводом, что требует исключительно положительных температур. Учитывая, что в условиях Сибири отрицательные температуры большее время года, данный комплекс по переработки торфа неприемлем. Кроме того, применение пульпопровода резко удорожает производство из-за необходимости дальнейшей утилизации огромного количества воды. Использование пульпопровода также исключает возможность транспортировки по нему крупных фракций с древесными включениями, которые остаются на месте добычи, засоряют окружающую среду и не используются в конечном торфяном продукте.
Задачей полезной модели является разработка нового комплекса с возможностью осуществления круглогодичной переработки торфа с одновременным расширением ассортимента торфяной продукции.
Техническим результатом является обеспечение возможности переработки мерзлых агрегатов торфа с древесными включениями.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что технологический комплекс по производству продукции из торфа включает функционально связанные между собой участок добычи торфа, модульный участок переработки торфа, снабженный подготовительным отделением с сепаратором и дробилкой, за которым расположены параллельно установленные и взаимосвязанные между собой линии переработки торфа, каждая из которых на выходе связана со складом готовой продукции. Согласно полезной модели подготовительное отделение на входе дополнительно содержит цеховой склад сырья, а за дробилкой дополнительно расположен участок подготовки мерзлого торфа, включающий камеру тепловой обработки с сетчатым транспортером, связанную с фильтр-прессом и второй валково-зубчатой дробилкой, при этом первая линия выполнена из последовательно установленных и взаимосвязанных между собой транспортерами валково-зубчатой дробилки с барабанной сушилкой, теплоагрегатом и складом торфяной засыпки, вторая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой транспортером валково-зубчатую дробилку с барабанной сушилкой, с бункером-дозатором торфа и бункером-дозатором извести, связанных со смесителем и далее транспортером со складом торфяного грунта, третья линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку с бункером-дозатором торфа и смесителем который в свою очередь связан с бункером-дозатором нефтяного шлама, при этом смеситель оборудован пресс-экструдером, связанным транспортером с тоннельной сушилкой, камерой акклиматизации, участком упаковки и складом композиционного топлива, четвертая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку, бункер-дозатор торфа, а также бункер-дозатор древесного наполнителя, связанный с одной стороны со складом древесных отходов, а с другой - со смесителем оборудованным пресс-экструдером, связанные транспортером с тоннельной сушилкой, камерой акклиматизации, участком упаковки и складом кускового топлива, пятая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой бункер-дозатор торфа, пресс-экструдер, тарельчатый гранулятор, связанный ленточным конвейером с тоннельной сушилкой, камерой акклиматизации, участком сортировки и упаковки и складом торфяных гранул, шестая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку, связанную с бункером-дозатором торфа, а также бункер-дозатор древесного наполнителя, связанный с одной стороны со складом древесных отходов, а с другой - со смесителем, оборудованным пресс-экструдером, в свою очередь последовательно связанный с участком формования торфяных плит, тоннельной сушилкой, участками акклиматизации, упаковки и складом торфяных плит.
Кроме того, цеховой склад сырья выполнен в виде горизонтальной площадки длиной 175 м и шириной 93-111 м с технологическими проходами от 5 до 20 м и вымощенной бетонными дорожными плитами. Между подготовительным отделением и модульным участком переработки торфа расположен склад сырьевых компонентов, включающий склад извести, склад нефтяного шлама, склад древесных отходов, связанный с рубильной машиной. Сепаратор подготовительного отделения связан со складом древесных отходов. На третьей и шестой линиях тоннельные сушилки целесообразно выполнять многоярусными. На шестой линии склад древесных отходов последовательно связывают через рубильную машину, транспортер и молотковую дробилку с бункером-дозатором древесного наполнителя. Участок формования торфяных плит шестой линии желательно оборудовать вибропрессом типа «Варяг». Кроме того, третья, четвертая, пятая и шестая линии включают зону акклиматизации, а также участок упаковки готовой продукции. Тоннельные и барабанные сушилки всех линий комплекса соединены трубопроводами с камерой тепловой обработки мерзлого торфа.
3
Наличие в подготовительном отделении комплекса цехового склада сырья, обеспечит бесперебойное снабжение торфяным сырьем, а, следовательно, и бесперебойную работу комплекса не зависимо от времени года, погодных условий и других непредвиденных обстоятельств. При этом площадь склада определяется размерами штабеля торфа и технологическими проходами, оставляемыми по периметру штабеля. Штабель должен обеспечивать складирование торфяного сырья в объеме, определенном 50400 т или 64700 м, создающий условия бесперебойной работы комплекса.
Введение участка подготовки мерзлого торфа с камерой тепловой обработки и с сетчатым транспортером, связанного с фильтр-прессом и второй валково-зубчатой дробилкой, обеспечивает возможность плавления льда мерзлого торфяного сырья за счет отработанного сушильного агента с последующим удалением свободной и конденсированной влаги, дроблением кусков торфа и пневой древесины, используемых в дальнейшем процессе производства торфяной продукции.
Наличие шести линий переработки торфа, включающих последовательно установленные и взаимосвязанные между собой цепочки оборудования, позволяет на выходе каждой линии получать такую готовую продукцию, как торфяную засыпку, торфяной грунт, кусковое топливо, композиционное топливо, торфяные гранулы «тофозит» и торфоплиты. В зависимости от состава сырья, наличия тех или иных компонентов, а также в зависимости от пакета заказа покупателей, возможно как включать, так и отключать ту или иную линии, а также получать продукцию на всех линиях одновременно. Наличие в комплексе склада сырьевых компонентов, в который входит склад извести, склад нефтяного шлама и склад древесных включений, оборудованный рубильной машиной и молотковой дробилкой позволяет расширять ассортимент готовой продукции за счет вариации добавок в торфяное сырье. При этом наличие рубильной машины и молотковой дробилки позволяет по максимуму использовать все добываемое на участке добычи торфа сырье, включая и древесные отходы. Связь тоннельных и барабанных сушилок всех линий комплекса с камерой тепловой обработки мерзлого торфа, позволяет значительно экономить энергии, за счет использования отработанного тепла на внутренних линиях производства.
Технологический комплекс по производству продукции из торфа поясняется схемой круглогодичной переработки торфа.
Технологический комплекс включает участок 1 добычи торфа, последовательно связанный с подготовительным отделением 2 и модульным участком 3 переработки торфа. Подготовительное отделение 2 включает цеховой склад 4 сырья, связанный транспортером 5 с сепаратором 6 и дробилкой 7 за которой расположен участок 8 подготовки мерзлого торфа, включающий камеру 9 тепловой обработки с сетчатым транспортером, связанную с фильтр-прессом 10 и второй валково-зубчатой дробилкой 11. Между подготовительным отделением 2 и модульным участком 3 переработки торфа расположен склад 12 сырьевых компонентов, включающий склад 13 извести, склад 14 нефтяного шлама, склад 15 древесных отходов, связанный с рубильной машиной 16. А на выходе модульного участка расположен склад 17 готовой продукции, содержащий склад 18 торфяной засыпки, склад 19 торфяного грунта, склад 20 композиционного топлива, склад 21 кускового топлива, склад 22 торфяных гранул «тофозита» и склад 23 тофоплит. Модульный участок 3 включает шесть линий по переработке торфа. Первая линия содержит последовательно установленные и взаимосвязанных между собой транспортером 24 волково-зубчатой дробилки 11 с барабанной сушилкой 25, теплоагрегатом 26 и складом 18 торфяной засыпки. Вторая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой транспортером 24 валково-зубчатую дробилку 11 с барабанной сушилкой 25 и далее с бункером-дозатором 27 торфа и бункером-дозатором 28 извести, связанных со смесителем 29 и далее транспортером со складом 19 торфяного грунта. Третья линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку 11 с бункером-дозатором 31 торфа и смесителем 32 который в свою очередь связан со и бункер-дозатор 33 нефтяного шлама. Нефтяной шлам поступает в смеситель 32 со склада 14 шлама с помощью шламового насоса 34. При этом смеситель 32 оборудован пресс-экструдером (на схеме не показано), связанным транспортером с тоннельной сушилкой 35, камерой 36 акклиматизации топлива, входящей в состав зоны 37 акклиматизации, линию 38 упаковки топлива, входящим в участок 39 упаковки готовой продукции и, наконец, со складом 20 композиционного топлива. Четвертая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку 11, бункер-дозатор 31 торфа, бункер-дозатор 30 древесного наполнителя (отходов), смеситель 32 с пресс-экструдером, связанные транспортером с тоннельной сушилкой 35, камерой 39 акклиматизации кускового топлива, участком 40 упаковки кускового топлива и складом 21 кускового топлива. Пятая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку 11 с бункером-дозатором 41 торфа, смесителем 42 с пресс-экструдером, тарельчатый гранулятор 43, связанный ленточным конвейером с тоннельной сушилкой 35, камерой 44 акклиматизации, участком 45 сортировки и упаковки и складом 22 торфяных гранул «торфозита». Шестая линия включает последовательно установленные и взаимосвязанные между собой валково-зубчатую дробилку 11, связанную с бункером-дозатором 46 торфа, а также бункер-дозатор 47 древесного наполнителя, связанный с одной стороны со складом 15 древесных отходов, а с другой - со смесителем 48, оборудованным пресс-экструдером. В свою очередь смеситель 48 последовательно связан с участком 49 формования торфяных плит, тоннельной сушилкой 50, участком 51 акклиматизации торфяных плит, участком 52 упаковки торфяных плит и складом 23 торфяных плит. Рубильная машина 16 склада 15 древесных отходов связана с бункером-дозатором 47 древесного наполнителя через транспортер 53 с молотковой дробилкой 54.
Технологический комплекс по производству продукции из торфа работает следующим образом.
3
Торф с участка 1 добычи торфа поступает автотранспортом сначала на подготовительное отделение 2 и первоначально в цеховой склад 4 сырья. Открытый склад 4 торфяного сырья представляет собой горизонтальную площадку, вымощенную бетонными дорожными плитами. Площадь склада определяется размерами штабеля торфа и технологическими проходами, оставляемыми по периметру штабеля. Штабель должен обеспечивать складирование торфяного сырья в объеме 50415 т или 64718 м. Складирование торфа производится в один штабель в форме усеченной пирамиды с основанием в форме прямоугольника. Со склада 4 торф транспортером 5 подается на валковый магнитный сепаратор 6, где удаляются комья мерзлого торфа, крупные древесные и иные инородные и некондиционные включения размером более 300-400 мм, и далее на дробилку 7. Из сепаратора 6 отсепарированные комья торфа поступают обратно на склад 4 сырья для оттаивания, а куски древесины поступают на склад 15 древесных отходов, оборудованный рубильной машиной 16, в которой производится предварительное измельчение пневой древесины для дальнейшей переработки, а иные включения (металл и камни) - на свалку. Измельченный в дробилке 7 до фракции не более 20 мм торф поступает на участок 8 подготовки мерзлого торфа на котором сетчатым транспортером - в камеру 9 для тепловой обработки, в которой (в зимний период) за счет отработанного сушильного агента происходит плавление льда в мерзлых агрегатах торфа и удаление свободной и конденсированной влаги, в летний период тепловая камера 9 отключается. Далее торфяная крошка поступает на ленточный транспортер фильтр-пресс 10 марки ЛФ-1800П, в котором удаляется свободная гравитационная влага из торфа. Отжатая влага собирается и подается в отстойник для дальнейшей утилизации. Обезвоженный торф поступает в приемный бункер второй валково-зубчатой дробилки 11, марки ДВЗ-2 для повторного дробления обезвоженных пластин торфа (кека). Полученная торфяная крошка влажностью 79-82% разделяется на шесть линий. Первая линия торфяной засыпки связывает транспортером 24 валково-зубчатую дробилку 11 с барабанной сушилкой 25, оборудованной теплогенератором, работающим на газе в которой производится дальнейшая сушка торфяной крошки. Из сушилки 25 торфяная крошка влажностью 55% подается ленточным транспортером на склад 18 торфяной засыпки, где хранится в штабеле.
Вторая линия торфяного грунта направлена от валково-зубчатой дробилки 11 и далее в барабанную сушилку 25, из которой высушенный до 55% торф поступает через бункер-дозатор 27 в смеситель 29, в который также поступает и известь (раскислитель) из бункера-дозатора 28, связанного со складом 13 извести. Готовая торфяная смесь из смесителя 29 подается на склад 19 торфяного грунта, где хранится в штабеле.
Третья линия композиционного топлива направлена от валково-зубчатой дробилки 11 в бункер-дозатор 31 торфа, из которого он поступает в смеситель 32, марки АСК-1. В этот же смеситель 32 из бункера-дозатора 33 поступает нефтяной шлам, который подается шламовым насосом 34 со склада 14 нефтяного шлама, оборудованного подогреваемым шламохранилищем. После перемешивания торфа со шламом смеситель 32 АСК-1 производит формование композиционного топлива диаметром 50 мм, который через мундштуки машины АСК-1 подается на многоярусный транспортер тоннельной сушилки 35. В сушилке 35 производится сушка сформованного топлива горячим воздухом, который образуется в теплогенераторе, работающим на попутном газе. Высушенное композиционное топливо из сушилки 35 поступает в зону 37 акклиматизации на участок 36, где происходит акклиматизация в течение 24 часов для выравнивания температуры и влажности, а затем готовое топливо поступает на участок 39 упаковки где упаковывается в крафт-мешки на упаковочной линии 38 и поступает на склад 20 готовой продукции композиционного топлива.
Четвертая линия производства кускового топлива направлена от валково-зубчатой дробилки 11 в бункер-дозатор 31 торфа, из которого он поступает в смеситель 32, марки АСК-1, в который также подается бункером-дозатором 30 древесный наполнитель, поступающий со склада древесных отходов 15. После перемешивания торфа в смесителе 32 АСК-1 производит формование кускового топлива диаметром 50 мм, который через мундштуки машины АСК-1 подается на многоярусный транспортер тоннельной сушилки 35 и далее в зону акклиматизации 39, на упаковочную линию 40 и на склад 21 кускового топлива.
Пятая технологическая линия - для получения гранулированного торфа «торфозита». Из валково-зубчатой дробилки 11 торф поступает в дозатора 41, и далее в смеситель 42 с пресс-экструдером, марки АСК-1, и, пройдя через пресс-экструдер с фильерами диаметром 15-20 мм, поступает на тарельчатый гранулятор 43. Гранулятор 43 оснащен управляемым приводом, а также устройством, обеспечивающим изменение угла наклона тарели. При необходимости в гранулятор 43 подают воду. После окатывания гранулы диаметром 15-20 мм ленточным конвейером подаются в тоннельную сушилку 35. В сушилке 35 гранулы высушиваются до влажности 10-12% и поступают на ленточный конвейер, который подает гранулы на участок 44 акклиматизации. Далее сепарируются гранулы диаметром >20 и <5 мм. Отсепарированные гранулы диаметром менее 20 и более 5 мм поступают на упаковочную линию 45 для затаривания в биг-беги. Упакованные гранулы складируются на складе 22 готовой продукции «торфозита». Гранулы >20 и <5 мм накапливаются и пакуются отдельно для дальнейшего использования в качестве засыпной теплоизоляции.
Шестая линия получения торфяных плит «торфоизол» связывает валково-зубчатую дробилку 11 с бункером дозатором 46 торфа, из которого он поступает в смеситель 48, марки АСК-1. В этот же смеситель 48 из бункера-дозатора 47 поступает древесный наполнитель - переработанный на молотковой дробилке 54 до фракции 1-3 мм из древесных отходов. Для получения древесного наполнителя кусковые древесные отходы, хранящиеся на складе 15 древесных отходов, перерабатываются сначала в технологическую щепу рубительной машиной 16, а затем щепа подается транспортером 53 в молотковую дробилку 54. После перемешивания торфа с древесным наполнителем машина АСК-1 производит формование гранул торфа диаметром 15-20 мм, которые через мундштуки машины АСК-1 подаются на участок 49 формования торфяных плит оборудованный вибропрессом «Варяг». На прессе в специальной пресс-форме формуются торфяные плиты размером 1000х500х60 мм, которые поступают на металлических поддонах в кассеты (стеллажи). В каждой кассете устанавливается 10-15 поддонов с плитами. После заполнения кассеты самотаской поступают в тоннельную сушилку 50. В сушилке 50 производится сушка сформованных торфяных плит горячим воздухом, образующимся в теплогенераторе, работающим на попутном газе. Высушенные плиты из сушилки 50 поступают на участок 51 для акклиматизации в течение 24 часов. Затем упаковываются на европоддонах в стрейч-пленку на участке 52 и далее поступают на склад 23 готовой продукции торфяных плит. Отработанные газы в виде сушильного агента поступают из сушилок 35 и 50 в камеру 9 тепловой обработки мерзлого торфа по трубопроводу 55.
Конструктивное исполнение заявленного технологического комплекса по производству продукции из торфа не ограничивается представленной схемы его осуществления. Так в рамках данной полезной модели возможны и иные альтернативные решения выполнения линий производства готовых торфяных продуктов, используя разные наполнители и оборудование формования. Однако, использование цехового склада сырья и участка подготовки мерзлого торфа, позволит накапливать в летний период достаточное количество сырья в складских помещениях, а в зимнее время, когда приостанавливается добыча торфа производить торфяную продукцию в бесперебойном режиме.
В настоящее время произведены эксперименты по осуществлению получения торфяной продукции в зимнее время года, разработан проект технологической линии, готовится пуско-наладочные работы по осуществлению заявленного технологического комплекса.