Способ получения органического удобрения

)5 С 05 Р 3/00, С 02 Р 11/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК ПАТЕНТУ ческии инсти-техническийивного обору"Ж сушкедениемптичье(71) Казанский химико-технологитут им, С.М.Кирова и Научноцентр по разработке прогрессдовдния(73) Казанский филиал Научно-технологического центра международной ассоциации(56) Авторское свидетельство СССРВ 472923, кл. С 05 Г 3/ОО, 1972,Изобретение относится к технологии промышленной переработки отходов птицеводческих хозяйств, в частности птичьего помета, и может быть использовано в производстве органических удобрений.Известен способ получения удобрений из птичьего помета, включающий анаэробное сбраживание массы, выделение газа, смешение сброженной массы с активными поглотителями влаги, например с активированным углем, и сушку смеси в токе горячего воздуха (см. патент ФРГ М 1019322, кл. С 05 Р 3/00, 1958),Недостатком известного способа является длительность процесса обезвоживания массы. что обусловлено малой поверхностью тепломассообмена при конвективнойвысоковлажнь 1 х материалов и прове- операции разделения поглотителя иго помета.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ(57) Изобретение относится к технологии промышленной переработки отходов птицеводческих хозяйств, С целью ускорения способа и улучшения качества готового продукта в способе, предусматривающем анаэробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаза и обезвоживание сброженной массы путем вакуумирования и термообработки, предлагается термообработку осуществлять после вакуумирования путем подогрева до 200-220 С и последующей сушки до заданной влажности в процессе пневмотранспортирования, а затем в режиме кипящего слоя, 3 табл., 2 ил. Известен также способ переработки органических отходов, включающий получение газа путем анаэробного сбраживания птичьего помета и удаление влаги иэ твердой фазы сброженной массы в установках барабанного типа (см, книгу Бахмана В.Е, Технология промышленной сушки помета и повышение эффективности его использования. Киев; Урожай, 1974),Недостатками известного технического решения являются длительность процесса удаления влаги и низкое качество готового продукта,Указанные недостатки обусловлены налипанием массы на поверхность барабана и насадки, вследствие чего затрудняется перемещение помета в осевом и радиальном направлениях. Незначительное обновление поверхности теплообмена снижает скорость сушки, 1774938Наиболее близкой по технической сущности к достигаемому результату к изобретению является способ приготовления удобрений из органических отходов, включающий анаэробное сбраживание, отвод газа, удаление влаги иэ твердой фракции сброженной массы процессами вакуумирования и термообработки конвекцией в барабанных сушилках (смнапример, авт.св. М 472923, кл. С 05 Р 3/00, 1975),Процесс удаления влаги в барабанных сушилках не обеспечивает высокой скорости сушки. Это объясняется тем, что частицы птичьего помета, имеющего высокую начальную влажность, слипаются между собой, образуя агломераты, и налипают на поверхность насадки сушилки. Перенос тепла и массы в данном случае лимитируется скоростью диффузионных процессов, протекающих в агломератах. Гранулометрический состав конечного продукта вследствие комкообразования неоднороден, что ухудшает его качественные характеристики.Цель изобретения - сокращение длительности процесса и повышение качества готового продукта,Для достижения поставленной цели в способе получения органического удобрения, включающем аназробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаэа и обезвоживание сброженной массы путем вакуумирования и термообработки согласно изобретению термообработку осуществляют после вакуумирования путем подогрева до температуры 200-220 С в теплообменнике, распыления в среде нагретых топочных газов с температурой 700-800 С и последующей сушки до заданной влажности в процессе пневмотранспортирования, а затем в режиме кипящего слоя.Благодаря этому обеспечивается высокая степень диспергирования материала и интенсивное выделение влаги из частиц за счет понижения давления и использования режимов с интенсивным подводом тепла.На фиг, 1 показана схема установки, реализующей предлагаемый способ; на фиг.2 приведена кривая сушки птичьего помета (стадии процесса: - отжим, П - нагрев, Ш - распыление, И - сушка в режиме пневмотранспорта, Ч - сушка в кипящем слое).Схема установки получения органического удобрения включает: смеситель 1, массонасос 2, метантенк 3, газгольдер 4, приемник-накопитель 5, устройство вакуумного обезвоживания 6, теплообменник 7, распылительную камеру 8, трубу-сушилку 9, циклон 10, дозатор 11, сушилку кипящего ,слоя 12, топку 13, газодувку 14,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство вакуумного обезвоживания содержит привод 15, соединенный с валом привода, скребок 16, приемную зону 17, зону выгрузки 18 и зону отвода фильтрата 19, фильтрующую поверхность 20, штуцер 21 и источник вакуума 22,Теплообменник 7 представляет собой змеевик 23, заключенный в корпус 24, который снабжен патрубками ввода 25 и отвода 26 топочных газов.Змеевик 23 одним концом соединен с массонасосом 2, а вторым введен в центральную часть распылительной камеры 8 и снабжен распылительной головкой 27.Распылительная камера 8 в нижней части имеет полость для теплоносителя 28, снабженную патрубком 29 и ограниченную решеткой 30,В верхней части камера 8 сообщена с трубой-сушилкой 9, соединенной с циклоном 10,Циклон 10 сообщен через дозатор 11 с приемным бункером 31 сушилки кипящего слоя 12, Сушилка кипящего слоя 12 состоит иэ трех секций 32, отделенных друг от друга шиберами 33, сепаратора 34 с патрубком отвода теплоносителя 35, распределительной решетки 36, патрубков 37 подачи теплоносителя в каждую секцию 32 с заслонками 38, узел разгрузки 39,В качестве теплоносителя используют топочные газы (газы, полученные в результате брожения птичьего помета в метантенке 3 и сгорающие в топке 13), подаваемые на отдельные стадии газодувкой 14,Установка работает следующим образом. Птичий помет из смесителя 1 массонасосом 2 подается в метантенк 3, где под действием микроорганизмов осуществляется сбраживание органической массы. Образующиеся газы отводятся в газгольдеры 4 и расходуются по мере надобности в производстве удобрений и на нужды птицефабрики, Сброженная масса иэ метантенка 3 поступает в приемник-накопитель 5 и далее в приемную зону 17 устройства вакуумного обезвоживания 6. 8 приемной зоне 17 масса с влагосодержанием более 1000 опопадает на фильтрующую поверхность 20, жидкость за счет разрежения под фильтрующей поверхностью 20, создаваемого источником вакуума 22, поступает в зону отвода фильтрата 19, а масса скребком удаляется в зону выгрузки 18, При удалении массы с фильтрующей поверхности - 20 происходит регенерация последней.Отжатая масса с влагосодержанием 194-200 фмассонасосом 2 перекачивается в змеевик 23 теплообменника 7. Через патрубок ввода теплоносителя 25 в корпусе 241200 730 45 50 55 при работающей газодувке 14 поступает теплоноситель, В качестве теплоносителя используются топочные газы, получаемые при сжигании биогаэа, поступающего в топку 13 из газгольдера 4. Температура поточных газов составляет 730-880 С.Масса в змеевике 23 теплообменника 7 нагревается до температуры 200-220 С при давлении 1,6-2,4 мПа. Нагрев птичьего помета до укаэанного диапазона температур обусловлен с одной стороны необходимостью обеспечения требуемой степени диспергирования и величины влагосьема при распылении (200 С), а с другой - увеличением капитальных затрат (220 С), Увеличение температуры нагрева, а следовательно, и давления в змеевике 23 приведет к необходимости использования массонасоса высокого давления, увеличения толщины стенок змеевика 23, а в связи с этим возникнут сложности по котлонадзору, что повышает опасность процесса.Увеличение капитальных затрат и снижение качественных и кинетических характеристик процесса обусловливают оптимальные значения режимных параметров процесса.Нагретая масса распыляется в распыли- тельную камеру 8 через головку 27 в среду газов с температурой 700-800 С. При распылении влагосодержание птичьего помета снижается со 194-200 до 110-115 . Температура в зоне распыления поддерживается смесью отработанных газов из теплообменника 7 и газов из топки 13, поступающих через патрубок 29, полость 28 и решетку 30.Верхний предел диапазона температур - 800 С обусловлен качеством продукта на последующие стадии процесса производства органических удобрений, Нижний предел - 700 С зависит от интенсивности сушки в трубе-сушил ке 9 до влагосодержания - 40%, соответствующего критической точке на кривой сушки (фиг, 2), При распылении птичьего помета достигается большая степень диспергирования массы, что обеспечивает интенсивное удаление влаги из частиц,Из распылительной камеры 8 частицы птичьего помета с потоком теплоносителя поступает в трубу-сушилку 9, связанную с циклоном 10, где происходит разделение твердой фазы и газового потока.Твердая фаза из циклона 10 через дозатор 11 поступает в приемный бункер 31 сушилки кипящего слоя 12, Досушка птичьего помета до влагосодержа н ия 8-10 осуществляется в секциях 32, регулирование времени пребывания частиц в секции обеспечивается углом наклона распределительной решетки Зб и шиберэпи 33. 5 10 15 20 25 30 35 40 Интенсивность перемешивания слоя всекции 32 регулируется заслонками 38,изменяющими расход теплоносителя, поступающего через патрубки 37 подачи.Отвод отработанного теплоносителяосуществляется через сепаратор 34 и патрубок 35,Высушенный материал удаляется из сушилки 12 через узел выгрузки 39. Размерчастиц лежит в пределах 0,05-1,3 мм.Разработана экспериментальная установка по удалению влаги иэ птичьего пометаи проведены экспериментальные исследования.Основные технические характеристикиэкспериментальной установки периодического действия:Диаметр фильтра, мм 220Высота слоя суспензии, мм 20Источник вакуумаВакуумный насос марки 2 НВРМОбьем нагревательнойемкости, л 2Диаметр рэспылительнойкамеры, мм 500Высота распылительнойкамеры, ммНагреватель ТЭН, напряжение питания, В 220Диаметр сушилки, мм 100Высота сушильной камеры, мм 400Режимные параметры процесса:Температура теплоносителя, СТемпература нагревамассы, С 200Начальное влагосодержание,Более1000 Конечное влэгосодержание о 8-10 Результаты экспериментальных исследований приведены в табл. 1-3.При исследовании масса птичьего помета с влагосодержанием более 1000% составляла 1026,56 г, после отжима - 274,36 г с влагосодержанием 194%. Масса продукта, высушенного до 10 о -ного влагосодержания, была равна 102,69 г. Конечный продукт имеет размер частиц 0,05-1,3 мм,Как видно из таблиц, длительность процесса удаления влаги из птичьего помета способом, предлагаемым в качестве изобретения, составляет 25-30 минут, длительность же процесса конвективным способом составляет 80-90 минут.Влияние различного сочетания режимных параметров, составляющих признаки изобретения, на процесс удаления влаги изТаблица 1 Результаты исследования удаления влаги из птичьего помета на экспериментальной установке, реализующей способ, предлагаемый в качестве изобретенияНаг ев Распыле т,с 1 тс и т, и Отж 0 220 194 римечани. Конечныи продукт пре частиц 0,05 - 1,3 мм, ляет собои дисперсныи матери размерам зультать исследования удаления влаги из птичьего помета конвективным способо;-Д о 1- о10 20 е. Конечный про Условное обоз Он. Ок - начальТт, Тк - началь Ттн - тем перат 1 римечан дукт представляет собои агломерат,начение к таблицам 1 и 2:ное и конечное влагосодержание;ная и конечная температура материала;ура теплоносителя. блиц птичьего гсии;ета видно из приведенного в табл. 3,Как видно из табл, 3, изменение параметров приводит к изменению длительности процесса удаления влаги и качественных характеристик. Оптимальным сочетанием является проведение процесса при температуре нагрева массы 210 С и температуре среды 730 С (М 2), входящих в диапазон изменения параметров признаков изобретения,Технико-экономические преимущества предлагаемого способа обусловлены использованием интенсивных режимов подвода тепла к материалу с высокой степенью его диспергирования,Формула изобретения Способ получения органического удобрения, включающий анаэробное сбраживание птичьего помета, отвод биогаза и 5 обезвоживание сброженной массы путемвакуумирования и термообработки, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения способа и улучшения качества готового продукта, термообработку осуществляют после 10 вакуумирования путем подогрева до 200220 С в теплообменнике, распыления нагретых газов в среде топочных газов с температурой 700-800 С и последующей сушки до заданной влажности в процессе 15 пневмотранспортирования, а затем - в режиме кипящего слоя.1774938 10 Продолжение табл. 3 1 Р Л Фиг. 2Составитель Т. ГолубеваТехред М.Моргентал Корректор В, Петр Редактор А. Хори Заказ 3942 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 роизводствен