Производство торфяных удобрений

     Торф  представляет собой смесь разложившихся  в условиях избыточного увлажнения остатков растений, в основном болотных.

     По  составу исходного растительного материала, условиям образования и физико-химическими свойствами различают три типа торфа:

      - верховой тип торфа; 

      - переходной тип торфа; 

      - низинный тип торфа. 

     Каждый  тип торфа по содержанию в нем древесных остатков подразделяется на три подтипа:

      - торф лесного подтипа с высокой  степенью разложения;

      - торф топяного подтипа с минимальной  степенью разложения;

      - торф лесотопяного подтипа, занимающий  промежуточное положение.

     Верховой  торф образуется на бедных питательными веществами возвышенных местах рельефа. К растениям торфообразования верхового торфа относятся: сфагновые мхи, пушица, подбел, багульник, осока топяная и др. Верховой торф характеризуется повышенным количеством органического вещества, высокой кислотностью, большой поглотительностью и малым содержанием питательных веществ. Применяют этот торф главным образом в качестве подстилки и для компостирования.

     Низинный  торф образуется на богатых питательными веществами пониженных частях рельефа. Растениями – торфообразователями  низинного торфа являются осоки, тростник, хвощ, таволга, сабельник и др. Низинный торф содержит больше питательных веществ, чем верховой. Наиболее целесообразно его использовать на приготовление различных компостов.

     Переходный  торф занимает промежуточное положение между верховым и низинным. Торф имеет сложный химический состав, который определяется условиями генезиса, химическим составом растений - торфообразователей и степенью разложения торфа. Элементный состав торфа: углерод 50-60%, водород 5-6,5%, кислород 30-40%, азот 1-3%, сера 0,1-1,5% (иногда 2,5%) на горючую массу.

     В компонентном составе органической массы содержание водорастворимых  веществ 1-5%, битумов 2-10%, легкогидролизуемых соединений 20-40%, целлюлозы 4-10%, гуминовых  кислот 15-20%, лигнина 5-20%.

     Торф – это сложная полидисперсная многокомпонентная система; его физические свойства зависят от свойств отдельных частей, соотношений между ними, степени разложения или дисперсности твердой части, оцениваемой удельной поверхностью или содержанием фракций размером менее 250 мкм.

     Для торфа характерны большое влагосодержание  в естественном залегании (88-96%), пористость до 96-97% и высокий коэффициент  сжимаемости при компрессионных испытаниях.

     Текстура  торфа – однородная, иногда слоистая; структура обычно волокнистая или пластичная (сильноразложившийся торф). Цвет желтый или бурый до черного. Слаборазложившийся торф в сухом состоянии имеет малую плотность (до 0,3г/см³), низкий коэффициент теплопроводность и высокую газопоглотительную способность.

     Торф  высокой дисперсности (после механической переработки) образует при сушке плотные куски с большой механической прочностью и теплотворной способностью 2650-3120 ккал/кг (при 40% влажности).

     Слаборазложившийся  торф – отличный фильтрующий материал, а высокодисперсный материал. Торф поглощает и удерживает значительное количество влаги, аммиака, катионов (особенно тяжелых металлов).

     Торф  содержит до 3% органического азота, богатый набор макро- и микроэлементов, различные органические кислоты, витамины, гуминовые стимуляторы роста, обладает высокими показателями биологической активности, емкости ионного обмена, имеет уникальное тепловое, физико-механические и структурные свойства.

     В верховом слаборазложившемся торфе  массовая доля углеводов достигает 40-50%, в сильноразложившемся торфе гуминовые кислоты составляют 50% и более.

     Отдельные виды торфа богаты битумами, массовая доля которых достигает 2-10%.

     Малоразложившийся верховой торф обладает высокой водо- и газопоглотительной способностью, низким коэффициентом теплопроводности.

     Торф  высокой степени разложения используют для приготовления компостов, смесей с известью, для производства торфоаммиачных и торфоминерально-аммиачных удобрений.

     Торф, содержащий вивианит, применяют как фосфорное удобрение, известь как известковое удобрение.

     Торфяная  смола – жидкий продукт термического разложения торфа, сложная смесь химических соединений – одноатомных и многоатомных фенолов и их эфиров, спиртов, альдегидов и кетонов, азотистых оснований и др. торфяную смолу получают как попутный продукт газификации и коксования кускового и фрезерного торфа.

     Торфяной  брикет – получают из фрезерного торфа путем его механической переработки (размельчения и рассева), сушки подрешетного продукта в сушилках и прессования высушенной крошки в торфяных прессах при давлении 800-1200 кг/см³ в куски двух размеров: длинной 180 и 150 мм, шириной 70 и 66 мм, высотой 25-40 мм.

     Основные  свойства торфяных брикетов:

• относительная влажность до 16%;

• зольность до 15%;
•   теплота сгорания 3800-4000 ккал/кг;

•   прочность на изгиб – не менее 30кг/см². 
  

     Торфяной  воск – продукт, получаемый при переработке торфяного битума. Различают 3 вида торфяного воска:

• сырой – пескообразная масса от темно-коричневого до черного цвета с температурой плавления 50-75^◦C;
• обессмоленный;
• рафинированный.

     Битумы  из торфа извлекают органическими  растворителями: бензином, дихлорэтаном, смесью спирта и бензола. Выход битумов составляет 3-8% на абсолютно сухое вещество. Состав сырого торфяного воска:

• воск 40-45%;
• парафин 40-45%;
• смола 10-20%.

      Обессмоленный торфяной воск получается обработкой сырого торфяного воска холодным бензином, а рафинированного торфяного воска серной кислотой и бихроматом калия. Торфяной воск применяется для приготовления модельных составов в производстве точного литья, в промышленности пластмасс.

      Торфяной  газ – продукт термического разложения торфа. Состав его зависит от влажности исходного торфа:

• CO² – 8,3-9,4%;
• C_mH_n – 0,4%;
• О² – 0,1-0,2%;
• СО – 25-27%;
• Н² – 16-17%
• СН⁴ – 2,3 -3,0%;
• N² – 44,5-45,5%;
• Теплота сгорания 1450-1550 ккал/м³

      Торфяной кокс – твердый продукт термического разложения торфа. Различают низкотемпературное коксование, или полукоксование, проводимое при конечной температуре нагревания торфа 550-600^◦C, среднетемпературное (700-750^◦C) и коксование (900-1100^◦C). Торфяной кокс можно получить в печах непрерывного действия с внутренним или внешним обогревом. Отличается высокой реакционной способностью, малым содержанием серы и фосфора. Применяется для производства сорбентов, ферросплавов, активных углей.

     Разработаны нормы внесения минеральных компонентов на 1 т исходного торфа при его условной влаге 55%. Эти данные приведены в таблице 1. 

Таблица 1 «Нормы внесения минеральных компонентов на 1 т исходного торфа при его условной влаге 55%»

 
 

     Также введены нормы внесения известняковой  муки (или мела) в зависимости  от массовой влаги и кислотности  исходного торфа, которые приведены  в таблице 2.

     Таблица 2 «Нормы внесения известняковой муки (или мела) в зависимости от массовой влаги и кислотности исходного торфа» 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Раздел 2

Технология  производства органических удобрений на основе торфа. 

2.1Описание  технологического  процесса по стадиям. 

     Технологический процесс производства включает следующие стадии:

     - завоз сырья и сушка торфа  в буртах;

     - сепарация торфа;

     - предварительное смешивание торфа с водой;

     - подача и дозирование водной  суспензии торфа, водного раствора  аммиака и   перекиси водорода;

     - экстрагирование;

     - декантация (отстаивание щелочной  суспензии торфа);

     - центрифугирование;

     - пропускание жидкой фазы через фильтры;

     - разлив в тару или емкости; 
 

     Технологический процесс производства осуществляется следующим образом. 

     Завоз сырья.

     Торф  с полей добычи торфа на месторождении  завозится автотранспортом и сгружается на площадку подготовки торфа в бурты размером (6х6х3) м. Из буртов торф загружается в транспортную тележку или самосвал и перевозится к месту переработки.

     Сушка торфа.

           Торф в буртах доводится до влажности 60-65% методом естественной I сушки в течение 2-2,5 месяцев с двух-трехкратной его перебуртовкой с периодичностью 15-20 дней.

     Сепарация торфа.

     Сепарация торфа - отделение его от примесей частиц очеса, древесины и корневищ размером свыше 25 мм до их содержания не более 10 %.

     Из  буртов торф загружается в транспортную тележку или самосвал и выгружается в лоток бункера - накопителя. При подъеме лотка бункера-накопителя торф ссыпается на скребковый транспортер и подается им на сепарирующее устройство, в котором дробятся нетехнологичные включения, и происходит отделение мелкого пня, корней и торфа размером частиц крупнее 25 мм. Посторонние включения из сепаратора ссыпаются на транспортер, выводятся им за пределы цеха и сгружаются в накопитель отходов. Подрешетный продукт попадает на шнековый транспортер и далее с помощью скребкового транспортера подается в емкость-дозатор для приготовления водной суспензии торфа.