Способ и установка для получения гуминового препарата
METHOD AND INSTALLATION FOR OBTAINING A HUMIC PREPARATION

Группа изобретений «Способ и установка для получения гуминового препарата» осуществляется путем извлечения гуминовых кислот из низинного торфа высокой степени разложения с применением высоко концентрированного щелочного раствора нагретого при 65-70°С, при нормальном атмосферном давлении, в течение длительного времени в специальной технологической установке.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области переработки торфа с целью получения гуминовых веществ и может применяться в сельском хозяйстве, в химической и нефтехимической промышленности, в топливно-энергетическом комплексе, в лесной промышленности, в строительстве.
Уровень техники
Известно изобретение Способ получения гуминового удобрения и технологическая линия для его осуществления (патентный документ RU 2689526 C1). Способ осуществляют в несколько этапов. На первом этапе выполняют подготовку воды, для чего подают воду насосом высокого давления в 15 атм через кавитационную головку с электромагнитным клапаном, изменяя окислительно-восстановительный потенциал ОВП с +100 до +400 мВ до -150 до -180 мВ. На втором этапе выполняют смешивание торфа, подготовленной воды и реагентов: калийной щелочи КОН или куриного помета. На третьем этапе выполняют отстаивание продукта. На четвертом этапе выполняют центрифугирование отстоянного продукта с разделением его на густую и жидкую фракции. Густую фракцию в виде пасты фасуют и используют в качестве почвомодификатора. Жидкую часть подают на следующий пятый этап, где в жидкую фракцию добавляют микроэлементы и фасуют полученное жидкое гуминовое удобрение. Линия получения гуминового гуминового удобрения включает: узел подготовки воды, который содержит насос высокого давления 15 атм, кавитационную головку с электромагнитным клапаном, узел смешивания, узел отстоя продукта, узел центрифугирования, узел добавления микроэлементов и фасовки полученного жидкого гуминового удобрения. Техническим результатом является получение двух конечных продуктов: жидкого гуминового удобрения, улучшающего усвояемость растениями микроэлементов и способствующего их активному росту, такой консистенции, которая предотвращает засор форсунок на полевых и капельных поливальных установках, и пасты, которую используют как почвомодификатор для озеленения пустынь. Недостатком данного изобретения является большое количество подготовительных операций и энергозатратность при работе технологической линии.
Известен Способ получения гуминовых веществ (патентный документ RU 2174529 C2), в котором бурый уголь с влажностью не менее 20%, измельченный до крупности меньше 2 мм, смешивают с твердой щелочью в соотношении на 1 кг сухой беззольной массы угля и 14,2 - 15,3 моля NaOH или 15,9 - 16,1 моля КОН, смесь выдерживают при комнатной температуре 0,9 - 1 ч до полного растворения щелочи во влаге угля, а затем высушивают и подвергают термообработке при температуре 130 - 150°С в течение 4 - 7 ч, после чего осуществляют экстракцию гуминовых веществ водой при температуре 95 - 100°С.Недостатком является то что в данном способе используют более высокие температурные режимы, а сырьем является бурый уголь.
Наиболее близким изобретением является Способ получения гуминового препарата и технологическая линия для его осуществления (патентный документ RU 2573358 C1) который включает предварительную гидродинамическую обработку воды, измельчение торфа и приготовление водно-торфяной суспензии, озонирование водно-торфяной суспензии, воздействие щелочным реагентом, кавитацию, гидратацию и отделение жидкой фракции, причем количество щелочного реагента, необходимого для обработки торфо-водяной суспензии, определяется реакцией нейтрализации водной суспензии торфа (в пропорции 1:3) калийной щелочью до рН 6,5-7,5. Также описана технологическая линия для осуществления способа получения гуминового препарата. Недостатком является более сложный подготовительный процесс получения гуминового препарата.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а именно снизить температурный режим, получить гуминовый препарат с определенным содержанием составных веществ, создать менее энергозатратную технологическую установку для получения гуминового препарата.
Раскрытие сущности изобретения
Группа изобретений «Способ и установка для получения гуминового препарата» осуществляется путем извлечения гуминовых кислот из низинного торфа высокой степени разложения с применением высоко концентрированного щелочного раствора, нагретого при 65-70°С, при нормальном атмосферном давлении, в течение длительного времени в специальной технологической установке.
Техническим результатом является получение нового гуминового препарата, содержащего гуминовые кислоты не менее 30% от массы сухого вещества, фульвокислоты не менее 12%, влажность не менее 70%, сухого вещества не менее 6% и имеющего рН 7,0 - 12,5, путем извлечения гуминовых кислот из низинного торфа высокой степени разложения с применением нагретого при 65-70°С, при нормальном атмосферном давлении, в течение длительного времени высоко концентрированного щелочного раствора, осуществленном в специальной технологической установке.
Технический результат достигается при выполнении следующих этапов и технологических работ на специальной установке: отбор и подготовка низинного торфа с высокой степенью разложения и имеющему естественную влажность, фракционное измельчение торфа до 7 мм или его сепарация, проводится водоподготовка в емкости технологической установки, затем происходит водонагрев в «паровой рубашке» реактора установки до 65-70°С, с добавлением в нагретую воду щелочи от 3% до 5% от общей массы водного раствора гидроксид натрия NaOH и гидроксид калия KOH, перемешиванием смеси воды и щелочного раствора при включенном реакторе и работающей мешалке реактора до полного растворения щелочи в воде, добавлением через технологический люк установки к нагретому щелочному раствору низинного торфа в пропорции 1:1 (водный раствор: торф), с частотой оборота мешалки реактора 50 об/мин., в течение 3 часов происходит процесс производства до получения густой однородной смеси, содержащей гуминовые кислоты не менее 30% от массы сухого вещества, фульвокислоты не менее 12%, влажность не менее 70%, сухого вещества не менее 6% и имеющего рН 7,0-12,5
Специальная технологическая установка для получения гуминового препарата состоит: из паровой рубашки реактора, емкости, проточного нагревателя, циркуляционного насоса, трубопроводной арматуры диаметром условного прохода ДУ 50 мм залива/слива воды в емкость, трубопроводной арматуры диаметром условного прохода ДУ 50 мм залива воды в емкость, трубопроводной арматуры диаметром условного прохода ДУ 50 мм верхний залив воды в паровую рубашку реактора, трубопроводной арматуры диаметром условного прохода ДУ 50 мм нижний слив воды с паровой рубашки реактора, трубопроводной арматуры диаметром условного прохода ДУ 50 мм со счетчиком учета воды в реакторе, кран шаровой номинального диаметра 3/4 дюйма сброс избыточного давления и определения наполняемости паровой рубашки реактора, кран шаровой номинального диаметра 3/4 дюйма ДУ 3/4 сброс избыточного давления с емкости, трубопроводной арматуры диаметром условного прохода ДУ 100 мм слив с реактора готового продукта, люк загрузочный диаметром 400 мм, редуктор с электродвигателем мешалки реактора, кран шаровой номинального диаметра 3/4 дюйма ДУ 3/4 залив воды в реактор и аварийный слив воды с системы.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема технологической установки для получения гуминового препарата.
1 - Реактор
2 - Емкость
3 - Проточный нагреватель
4 - Циркуляционный насос
5 - ДУ 50 залив/слив воды в емкость
6 - ДУ 50 залив воды в емкость
7 - ДУ 50 верхний залив воды в паровую рубашку реактора
8 - ДУ 50 нижний слив воды с паровой рубашки реактора
9 - ДУ 50 со счетчиком учета воды в реактор
10 - ДУ 3/4 сброс избыточного давления и определения наполняемости паровой рубашки реактора
11 - ДУ 3/4 сброс избыточного давления с емкости
12 - ДУ 100 слив с реактора готового продукта
13 - Люк загрузочный
14 - Мешалка реактора
15 - ДУ 3/4 залив воды в реактор и аварийный слив воды с системы Осуществление изобретения
Для получения нового гуминового препарата, путем извлечения гуминовых кислот из низинного торфа высокой степени разложения проводят подготовительные и технологические работы:
Так как гуминовый препарат является органическим материалом, то его производство проводится в отапливаемом помещении в летнее и зимнее время.
Проводят отбор и подготовку следующих составляющих:
- Низинный торф с высокой степенью разложения и имеющий естественную влажность;
- Вода, очищенная от солей жесткости;
- Гидроксид натрия NaOH;
- Гидроксид калия КОН;
Осуществляют выбор и подготовку торфа, фракционный состав которого до 20 мм, высокой степени разложения, хорошо очищенного, естественной влажности. Доставка на место производства в бейлах, биг-бегах и др. упаковками любым доступным способом. Производится помол торфа на дезинтеграторе до фракции 0, допускается применение торфа после сепарации до фракции 7 мм.
3
3
Проводят водоподготовку на технологической установке, представленной на Фиг. 1, для этого заполняют водой системы водоснабжения и водонагрева: емкость (2) объемом 3 м, паровая рубашка реактора (1) объемом 0,6 м;
Затем на этой же установке проводят водонагрев, который имеет несколько стадий:
- происходит подключение нагрева воды в системе оборотного водоснабжения через циркуляционный насос (4), нагрев воды осуществляется постоянно для поддержания температурного режима зоны реактора (1), с отключением через датчик терморегулятора проточного водонагревателя (3) (отключение происходит при нагреве 82,5°С).
3
- нагретую через проточный обогреватель (3) до 65-70°С воду добавляют в «паровую рубашку» реактор (1) примерно 0,6 м.
3
- нагретую через проточный обогреватель (3) до 65-70°С воду добавляют в реактор (1) в количестве, необходимом для производства партии продукта, но не более 1,5 м;
- в нагретую в реакторе (1) воду добавляется щелочь (определенного процентного соотношения к раствору - гр./л.) при включенном реакторе (1) и работающей мешалке реактора (14) для полного растворения щелочи в воде;
- работы по приготовлению водного щелочного раствора проводят в присутствии технолога.
Процесс получения гуминового препарата на технологической установке сводится к следующим этапам:
3
- в реактор (1) через технологический люк (13) к подготовленному водному щелочному раствору добавляется равномерно подготовленный торф мерной тарой в объемной (м) пропорции 1:1 (водный раствор: торф), контроль через загрузочный люк (13), смотрят по отметке заполнения реактора;
- при температуре 65-70°С с частотой оборота мешалки реактора 50 об/мин. В течение 3 часов происходит процесс производства до получения густой однородной смеси;
- при окончании процесса производства через нижнее сливное отверстие реактора (12) происходит слив гуминового препарата в 200 литровые предварительно очищенные металлические бочки, установленные на поддон, бочки закрываются крышкой через обод крепления.
Полученный гуминовый препарат представляет собой кремообразную пасту темно-бурого или черного цвета. Контроль вязкости осуществляется визуально, для этого технолог производит отбор пробы и проведение лабораторных исследований по следующим показателям на соответствие:
- рН водной вытяжки;
- содержание гуминовых кислот.
Полученный таким способом гуминовый препарат имеет следующие основные характеристики, представлены в таблице 1.
Продолжительность цикла производственного процесса представлена в таблице 2.
Потребность в материалах цикла производственного процесса таблице №3