Способ получения гранулированных органических продуктов и поточная линия для его осуществления

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в производстве органических удобрений, кормовых добавок, комбикормов. Суспензию органических отходов подают в накопители-отстойники, где они разделяются на две фракции: осадок и водную суспензию. Водную суспензию подают в электрокоагуляторы с отдельными отстойниками для катодной и анодной камер и далее из отстойников анодной камеры - в среднюю часть электродиализаторов. Последние последовательно соединены с цеолитовыми фильтрами и емкостью для чистой воды. Из отстойников катодной камеры, анодной и катодной камер электродиализаторов суспензию подают в накопители-отстойники. Сгущенная масса из накопителей-отстойников и отстойников коагуляторов поступает в сгуститель и через емкость дополнительной гомогенизации - в аппарат гранулирования и сушки при одновременной подаче суспензии со скоростью 1750-4100 кг/ч и газа на псевдоожижение с расходом 22900-63000 м³/ч при давлении распыливающего воздуха 2,0-3,0 кг/см². Фильтрат из сгустителя возвращается в накопители-отстойники. Газ из аппарата гранулирования и сушки проходит двухступенчатую систему очистки, причем первая ступень связана с аппаратом по замкнутому циклу. Через вторую ступень, турбокомпрессор с воздушной заслонкой и дополнительный фильтр газ выбрасывается в атмосферу. Использование способа и поточной линии позволяет получать широкую гамму гранулированных органических продуктов с заданными свойствами и создать замкнутый экологически чистый технологический процесс переработки отходов органических производств. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к производству органических удобрений, кормовых добавок, комбикормов из отходов производств, например, сахарных, винных, спиртовых заводов, птицефабрик, животноводческих комплексов, представляющих водную суспензию с органической дисперсной фазой, и направлено на рациональное использование природных и вторичных ресурсов, охрану окружающей среды.

Известен способ получения гранулированного птичьего помета и поточная линия для его осуществления по патенту 2032644, з. N 5007361/15 от 13.10.91 г., МКИ C 05 F 3/00.

Способ включает измельчение помета, ферментацию, сгущение водной суспензии с выделением фильтрата, одновременное гранулирование и сушку путем распыления в псевдоожиженном слое и улавливания пыли в отходящих после гранулирования газах, при этом сушку проводят топочными газами, выделяющимися при сжигании биогаза - продукта ферментации, а фильтрат, полученный в процессе сгущения массы, используют для разбавления массы перед ферментацией.

Поточная линия содержит приемный бункер, измельчитель помета, аппарат подготовки к ферментации, ферментатор со сборником биогаза, мокрым фильтром и сгустителем, аппарат нагрева фильтрата, сообщенный с аппаратом подготовки к ферментации, аппарат гранулирования и сушки, топку для сжигания биогаза, установленную после сборника биогаза и связанную с аппаратом гранулирования и сушки. При этом жидкостной вход мокрого фильтра соединен с ферментатором, газовый вход - с аппаратом гранулирования и сушки, жидкостной выход мокрого фильтра соединен со сгустителем, который имеет сборники фильтрата и сгущенной массы и соединен через сборник фильтрата и аппарат нагрева с аппаратом подготовки к ферментации, а через сборник сгущенной массы - с аппаратом гранулирования и сушки.

Однако реализация указанного способа на поточной линии не позволяет улучшить экологическую ситуацию в животноводческих комплексах, т.к. остается нерешенной проблема утилизации водных суспензий, содержащих органическую дисперсную фазу. Кроме того, способ не позволяет получать гранулированные органические продукты с заранее заданными свойствами.

Заявленное изобретение направлено на решение проблемы очистки водных суспензий, содержащих органическую дисперсную фазу, создание замкнутого технологического цикла переработки отходов органических производств, получение широкой гаммы гранулированных экологически чистых органических продуктов с наперед заданными потребительскими свойствами.

С этой целью в способе получения гранулированных органических продуктов, включающем сгущение водной суспензии с выделением фильтрата, одновременное гранулирование и сушку путем распыления в псевдоожиженном слое и улавливания пыли в отходящих после гранулирования газах, при этом сушку проводят газами, выделяющимися при сжигании или природного газа, или топочных газов, согласно изобретению сгущение водной суспензии проводят методами электрокоагуляции и электродиализа, выделяя чистую воду, до влажности не более 70%. Гранулирование и сушку осуществляют при одновременной подаче в гранулятор суспензии со скоростью 1750-4100 кг/ч, газа на псевдоожижение с расходом 22900-63000 м³/ч при давлении распыливающего воздуха 2-3 кг/см².

За счет этого обеспечивается высокая степень очистки воды, получение гранулированных органических продуктов высокой плотности, заданных размеров, правильной сферической формы, удобной для дозирования, упаковки и транспортирования.

Для достижения указанного технического результата поточная линия для получения гранулированных органических продуктов, включающая приемный бункер, топку, сгуститель, аппарат гранулирования и сушки, соединенный с топкой для сжигания газа, сепаратор и систему массопроводов, снабжена установленными перед сгустителем накопителем-отстойниками, соединенными с приемным бункером, элеткрокоагуляторами с отстойниками, электродиализаторами, цеолитовыми фильтрами, емкостью для чистой воды и установленными после аппарата гранулирования и сушки двухступенчатой системой воздухоочистки, первая ступень которой соединена с ним по замкнутому циклу, а вторая - последовательно с турбокомпрессором, воздушной заслонкой и дополнительным фильтром. Выходы водной фракции суспензии накопителей-отстойников соединены с электрокоагуляторами, а выходы сгущенной массы накопителей-отстойников и отстойников электрокоагуляторов - со сгустителем, выход фильтрата которого соединен с накопителями-отстойниками, причем анодная и катодная камеры электрокоагуляторов соединены с отдельными отстойниками. Отстойники анодной части электрокоагуляторов соединены со средней частью электродиализаторов, которые затем последовательно соединены с цеолитовыми фильтрами и емкостью для чистой воды. Отстойники же катодной части электрокоагуляторов, анодная и катодная камеры электродиализаторов соединены с накопителями-отстойниками.

На чертеже показана поточная линия для получения гранулированных органических продуктов.

Линия включает в себя приемный бункер 1, соединенный массопроводом с накопителями-отстойниками 2. Накопители-отстойники соединены со сгустителем 3 и с электрокоагуляторами 4, анодная и катодная части которых соединены с отдельными отстойниками 5 и 6, которые в свою очередь соединены со сгустителем 3, а через электродиализаторы 7 отстойники анодной части 5 элеткрокоагуляторов 4 соединены с цеолитовыми фильтрами 8 и емкостью чистой воды 9, а отстойники катодной части 6 элеткрокоагуляторов - с накопителями-отстойниками 2. Сгуститель 3 через шнек-транспортер 10 со шнеками-дозаторами различных добавок 11, емкость с мешалкой 12, снабженной устройством дозированной подачи 13, компрессором 14, соединен с аппаратом гранулирования и сушки 15, который снабжен питателем 16, наклонным шнековым транспортером 17 и воздушным сепаратором 18. Кроме того, аппарат гранулирования и сушки соединен с топкой 19, а через двухступенчатую систему воздухоочистки 20 - с последовательно установленными турбокомпрессором 21, воздушной заслонкой 22 и дополнительным воздушным фильтром 23.

При работе описанной выше поточной линии осуществляется предлагаемый способ получения гранулированных органических продуктов.

Органические отходы производств, например, переработки барды в обогащенные кормовые добавки с содержанием твердой фракции 5 - 10% загружаются в приемный бункер 1. Из приемного бункера барда поступает в накопители-отстойники 2. Барда разделяется на две фракции: водную суспензию с органической дисперсной фазой и органическую часть, выпавшую в осадок. Водная суспензия подается в электрокоагуляторы 4, где перешедшие в раствор катионы растворяющегося металла электродов являются активными коагулянтами растворенных и взвешенных органических веществ. Обработанная водная суспензия из анодной части электрокоагуляторов поступает в отстойники 5, а из катодной части - в отстойники 6, при этом осадки из отстойников 5, 6 и накопителей-отстойников 2 направляются в сгуститель 3. Водная часть анодных отстойников поступает в среднюю часть электродиализаторов 7, где проводится обработка методом электрохимического обессоливания с использованием диафрагменной технологии, а поступившая водопроводная вода в катодную и анодную камеры электродиализаторов и вода катодных отстойников поступает в накопители-отстойники. Вода средней части электродиализаторов поступает в цеолитовые фильтры 8 для грубого и тонкого фильтрования. Очищенная вода, соответствующая нормам ПДК на сборную воду (см. табл. 1), накапливается в емкости чистой воды 9 и далее может использоваться в оборотном водоснабжении, для рыбохозяйственного назначения и т.д.

Цеолит в цеолитовых фильтрах по мере засорения заменяется новым, а отработанный используется как добавка к готовому продукту и является ценной минеральной составляющей органоминеральных удобрений.

В сгустителе 3 водный органический осадок доводится до содержания твердой фракции 20-40%. Отсепарированная вода подается обратно в накопители-отстойники, а сгущенная масса поступает в шнековый транспортер 10, который снабжен шнек-дозаторами различных добавок 11. Далее обогащенная органическая масса влажностью 70-75% поступает в емкость с мешалкой 12, дополнительно перемешивается и гомогенизируется и подается устройством дозированной подачи 13 со скоростью 1750-4100 кг/ч одновременно с подачей компрессором 14 воздуха давлением 2-3 кг/см² в аппарат гранулирования и сушки 15, где распыливается до туманообразного состояния, а засасывание турбокомпрессором 21 нагретого топкой газа с расходом 22900-63000 м³/ч создает в аппарате гранулирования и сушки псевдоожиженный слой, что обеспечивает получение гранул правильной сферической формы требуемых размеров 1-6 мм и насыпной плотности 750-800 кг/м³. Готовый гранулированный продукт выгружается в наклонный шнековый транспортер 17, который подает продукт в зигзагообразный воздушный сепаратор 18. За счет вакуума, образующегося в аппарате гранулирования и сушки, и дополнительного воздуха, подаваемого в зигзагообразный сепаратор вентилятором (не показан) проводится воздушная сепарация продукта по гранулометрическому составу на пыль и мелкие гранулы, возвращаемые в аппарат гранулирования и сушки, а готовый продукт выгружается на упаковку. Из аппарата гранулирования и сушки воздух попадает в двухступенчатую систему воздухоочистки 20, где он очищается от мелких гранул, которые из первой ступени возвращаются в аппарат гранулирования и сушки, а товарная фракция выгружается. Пыль, осевшая во второй ступени воздухоочистки, выгружается. Очищенный из турбокомпрессора 21 выбрасывается через регулирующую напор и производительность воздушную заслонку 22 и дополнительный воздушный фильтр 23 в атмосферу.

При переработке органических отходов животноводческих комплексов накопители-отстойники, в которых под действием температуры происходит процесс ферментации с выделением биогаза, соединены последовательно с вакуумгидрозатвором, установкой для отделения сероводорода, газгольдером и компрессором (не показаны). Сжатый биогаз поступает в топку 19, а далее нагретый газ через аппарат гранулирования и сушки проходит путь, как описано выше, отдает тепло в конденсаторе-обогревателе (не показан), в котором смонтированы накопители-отстойники, и выбрасывается в атмосферу.

Технологические режимы изготовления продуктов приведены в табл. 2.

При эквивалентном диаметре емкости не менее 100 мм, в которую осуществляется загрузка, и величине загрузки емкости 50 кг и более насыпная плотность, независимо от размера гранул, составляет 750-800 кг/м³.

При уменьшении нижних пределов параметров, представленных в таблице 2, практически невозможно получить гранулы правильной сферической формы при разумных производительностях. При увеличении верхних значений параметров существенно возрастают энергозатраты на производство.

Формула изобретения

1. Способ получения гранулированных органических продуктов, включающий сгущение водной суспензии с выделением фильтрата, одновременное гранулирование и сушку путем распыления в псевдоожиженном слое и улавливания пыли в отходящих после гранулирования газах, при этом сушку проводят, например, топочными газами, или природным газом, отличающийся тем, что сгущение водной суспензии производят методами электрокоагуляции и электродиализа до влажности не более 70%, выделяя чистую воду, а гранулирование и сушку осуществляют при одновременной подаче в гранулятор суспензии со скоростью 1750-4100 кг/ч и газа на псевдоожижение с расходом 22900-63000 м³/ч при давлении распыливающего воздуха 2,0-3,0 кг/см₂.

2. Поточная линия для получения гранулированных органических продуктов, содержащая приемный бункер, топку, сгуститель, аппарат гранулирования и сушки, соединенный с топкой для сжигания газа, сепаратор и систему массопроводов, отличающаяся тем, что линия снабжена установленными перед сгустителем накопителями-отстойниками, соединенными с приемным бункером, электрокоагуляторами с отстойниками, электродиализаторами, цеолитовыми фильтрами, емкостью для чистой воды и установленными после аппарата гранулирования и сушки двухступенчатой системой воздухоочистки, соединенной первой ступенью с ним по замкнутому циклу, а через вторую ступень последовательно с турбокомпрессором, воздушной заслонкой и дополнительным фильтром, при этом выходы водной фракции суспензии накопителей-отстойников соединены с электрокоагуляторами, а выходы сгущенной массы накопителей-отстойников и отстойников электрокоагуляторов - со сгустителем, выход фильтрата которого соединен с накопителями-отстойниками, причем анодная и катодная камеры электрокоагуляторов соединены с отдельными отстойниками, отстойники анодной части электрокоагуляторов соединены со средней частью электродиализаторов, которые последовательно соединены с цеолитовыми фильтрами и емкостью для чистой воды, а отстойники катодной части электрокоагуляторов, анодная и катодная камеры электродиализаторов соединены с накопителями-отстойниками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.03.2007

Извещение опубликовано: 20.03.2007        БИ: 08/2007

---