Geum.ru

В.І. Склабінський (Вступ, розіл 4, висновки) доцент кафедри «Процеси та обладнання хімічних І нафтопереробних виробництв»

Вид материалаДокументы

Содержание


Висновки та рекомендації
Перелік посилань
Подобный материал:
1   2   3   4   5

5 Уcтановки комплексної переробки органічних відходів


Відомі технології зброджування рідкого гною чи комунальної стічної води в анаеробних умовах. Для цього використовуються різне устаткування: одно- та двоступеневе [44]. При одноступеневій технології рідкий гній або інша рідка органічна речовина проходить механічну та температурну підготовку, а потім зброджування в метантенку – апараті, який представляє собою термостат, що працює в анаеробних умовах. Створена велика кількість метантенків, які різняться робочим об′ємом (від 1-3 м3 до 500 м3 і більше), напрямом просування сировини (вертикальні або горизонтальні), кількістю камер в порожнині апарату (одно- чи багато секційні), схемами термостатування, та матеріалами, з якого вони виготовлені (металеві, залізобетонні, пластмасові та ін.).

Перспективною є комплексна технологія, яка відповідає вимогам ефективного освоєння природних ресурсів і енергії, задоволення потреб людини та захисту навколишнього середовища. Вона повинна охоплювати повний цикл утилізації всіх відходів сільськогосподарського виробництва.

Принципова схема розробленої технології [45] наведена на рисунку 29.





Рисунок 29 – Принципова схема установки
  1. приймальний бункер; 2 – насоси; 3 – подрібнювач; 4 – млин;

5 – бункери для мінеральної сировини; 6 – дозатори; 7 – збірник;

8 – сушарка; 9 – сепаратор; 10 – циклон; 11 – вентилятор;

12, 14 – теплообмінники; 13 – піч; 15 – рекуператор;

16 – метантенк; 17 - насос

Згідно неї вихідна органічна сировина накопичується в у приймальному бункері 1, відкіля насосом 2 подається на двостадійне дрібнення у подрібнювачі 3 та млині 4. Для одержання гранульованих органо-мінеральних добрив в органічну масу додаються мінеральні компоненти, які накопичуються в бункерах 5 і дозаторами 6 в необхідній кількості подаються у збірник 7 для приготування органо-мінеральної пульпи.

Гранулювання відбувається в сушарці киплячого шару 8. Одержані гранули постійно сепаруються в сепараторі 9. Дрібні гранули знову повертаються на гранулювання в апарат 8, а товарна фракція гранульованих добрив направляється на склад для зберігання та затарювання.

Відпрацьоване повітря після сушарки 8 проходить очищення від пилу у циклоні 10, і вентилятором 11 через теплообмінник 12 потрапляє на термічне очищення у піч 13, в якій при високій температурі відбувається розкладання шкідливих речовин та речовин з неприємним запахом, що містяться в цих газах: окис вуглецю, метан, аміак, сірководень, сірчаний ангідрид, меркаптани та ін. Деструкція наведених речовин відбувається при температурі більш як 6000С. Для гарантованого розкладання вказаних речовин нами вибрана температура 7000С.

З метою економії пального вихлопні гази спочатку підігріваються у теплообміннику 12, одночасно утилізуючи тепло вихлопних газів.

Для попередження потрапляння продуктів горіння у добрива сушіння проводиться за допомогою нейтрального теплоносія, наприклад, атмосферного повітря, яке перед подачею в сушарку 8 підігрівається у теплообміннику 14. При цьому теплообмінник 14 додатково утилізує тепло відпрацьованих газів після печі 13.

Остаточно тепло відпрацьованих газів перед викидом їх у повітря утилізується за допомогою рекуператора 15, в якому підігрівається вода. Ця вода може бути використана для потреб ферми, або для інших потреб.

Для економії витрат палива при проведенні процесу сушіння у запропонованій технологічній схемі може бути використана біогазова установка. При цьому подрібнена органіка насосом 2 спочатку подається на бродіння у метантенк 16, в якому відбувається розкладання органічної речовини до простих легко засвоюваних рослинами речовин, які далі потрапляють в сбірник 7 на приготування органо-мінеральної пульпи.

Біогаз, який утворюється в процесі бродіння, подається у піч 13, за рахунок чого відбувається економія пального. Для підтримання термостатичних умов у метантенку, він обладнаний теплообмінними елементами, в які насосом 17 подається гаряча вода з рекуператора 15.

Пил після циклону 10 повертається у сбірник 7 для приготування пульпи.

Таким чином, запропонована схема повністю відповідає вимогам охорони навколишнього природного середовища. Вона не має рідких викидів, всі вони повністю замкнені. Повітря перед викидом в атмосферу проходить очищення з термічним розкладанням шкідливих речовин та речовин, які мають неприємний запах.

До того ж, запропонована схема є енергозберігаючою, оскільки в ній передбачено цілу низку пристроїв та технологічних прийомів, які спрямовані на повну утилізацію тепла, яке утворюється при роботі даної схеми. У запропонованій схемі використовується постійно відновлюване джерело енергії – біогаз, який виробляється з органічної сировини.

Розроблена технологія комплексної переробки органічних відходів є маловідходною, ресурсо- та енергозберігаючою, і екологічно безпечною. Одержані на цій установці гранульовані органічні та органо-мінеральні добрива пристосовані для отримання біологічно повноцінної продукції на основі відтворення родючості грунту.

Установка може бути впроваджена у складі будь-якої ферми чи тваринницького комплексу. Економічна доцільність полягає в тому, що при її впровадженні ферма замість плати штрафів за забруднення навколишнього середовища рідкими стічними водами, буде отримувати додаткові кошти при реалізації сільським господарствам натуральних гранульованих добрив. При цьому буде використовуватися менше палива завдяки використанню нетрадиційного джерела енергії – біогазу, та утилізації тепла на всіх етапах технологічної схеми.


Подальшим розвитком зазначеної технології є розроблена технологія переробних комплексів по одержанню гранульованих органо-мінеральних добрив (ГОМД) безпосередньо на тваринницьких комплексах з використанням в якості органічної основи рідких тваринницьких стоків [46]. При цьому з'являється можливість виробництва добрив із заданим співвідношенням поживних речовин. Тобто відпадає необхідність у приготуванні мінеральних туків. З'являється унікальна можливість навколишнім господарствам замовляти добрива для кожного поля і під кожну культуру окремо. До того ж, це будуть місцеві добрива, виготовлені з місцевої сировини, відпадає необхідність витрачати кошти на їх перевезення на значну відстань. Тобто такі добрива будуть значно дешевше порівняно з добривами, що виробляє промисловість.

Вказаний спосіб одержання гранульованих добрив на органічній основі реалізований у пристрої [46], схема якого представлена на рис. 30.





Рисунок 30 – Принципова схема одержання гранульованих органо-мінеральних добрив на основі рідких органічних відходів


Згідно приведеної технологічної схеми рідкі органічні відходи, до складу яких можуть входити гній, послід, відходи гідролізно-дріжджових виробництв, стічні води спиртових або сахарних заводів та інші відходи сільськогосподарських та переробних виробництв або їхня суміш, накопичуються у приймальному збірнику 1. Вказана суміш насосом 2 направляється до біогазового реактора 3, де відбувається первинна переробка органічної речовини: складні органічні сполуки розкладаються до простих, доступних для рослин сполук. При цьому виробляється біогаз, який витрачається при сушінні та гранулюванні органо-мінеральних добрив.

У збірнику 6 готують органо-мінеральну пульпу шляхом поєднання у заданому співвідношенні органічної сировини після біогазового реактора та мінеральних компонентів, які накопичуються у бункерах 4 та за допомогою живильників 5 дозуються у збірник 6.

Одночасне гранулювання та сушіння одержаної пульпи проводять в апараті 7. До переваг цього апарату можна віднести те, що в ньому утворюються гранули за формою, близькою до сферичної, до того ж гранули однорідні завдяки постійній сепарації одержаних гранул у сепараторі 8. При цьому дрібні гранули постійно повертаються в гранулятор 7 на дорощування, а товарна фракція без додаткової обробки направляється на склад.

Відпрацьовані вихлопні гази із гранулятора 7 очищуються від пилу в циклоні 9 і через теплообмінник 11 направляються на термічне очищення у піч 10, де відбувається розкладання небезпечних речовин та речовин з неприємним запахом, таких як оксиди вуглецю, метан, аміак, сірководень, сірчанистий ангідрид, меркаптани та ін. Для економії витрат горючих компонентів вихлопні гази спочатку підігріваються у теплообміннику 11 за рахунок тепла газів після термічного очищення у печі 10.

Для запобігання надходження продуктів спалювання у добрива, що виробляються, сушіння проводиться нейтральним теплоносієм – атмосферним повітрям, яке перед подачею у гранулятор 7 нагрівається у теплообміннику 12 за рахунок тепла вихлопних газів після пічки 10. Остаточно тепло вихлопних газів перед скиданням у повітря утилізують у рекуператорі 13 для нагрівання води, яка використовується для обігріву біогазового реактора 3 та на потреби ферми.

Технологічні потоки запропонованої схеми замкнені: скидання рідких стоків повністю відсутнє, а відпрацьоване повітря проходить багаторазове очищення спочатку у циклонах, а потім очищення від небезпечних та шкідливих речовин шляхом їх спалювання при температурі не нижче 7000С. При цьому відбувається деструкція речовин, що містяться у вихлопних газах.

Схема є енергозберігаючою, оскільки тепло вихлопних газів проходить утилізацію шляхом нагрівання повітря, що йде на сушіння гранул, а також на нагрівання води для обігрівання біогазового реактора.

Результатом роботи запропонованої технологічної схеми є готові органо-мінеральні добрива у гранульованому вигляді з розміром гранул 2 - 3 мм. Тобто вони повністю пристосовані для внесення в грунт існуючою сільгосптехнікою.


ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ

  1. Наведені переваги органічних та органо-мінеральних добрив.
  2. Показані переваги процесів гранулювання у псевдо зрідженому шарі.
  3. Проведено дослідження впливу різних факторів на процес гранулювання у псевдо зрідженому шарі.
  4. Досліджені різні методики розрахунку апаратів псевдозрідженого шару.
  5. Виведена залежність для розрахунку критерія Архимеда і розроблена програма для його розрахунку
  6. Проаналізовані різні типи класифікаторів та запропоновано оптимальні конструкції пневмокласифікаторів
  7. Виконано дослідження полкових пневмокласифікаторів
  8. Проведено математичне моделювання процесу грануляції та розроблена програма розрахунку апарата
  9. Запропоновані установки комплексної переробки органічних відходів з метою одержання гранульованих органо-мінеральних добрив по енергозберігаючій технології


ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

  1. Основи сільськогосподарського виробництва/ Під ред. Б.Н.Польского. – К.: Вища школа, 1977. – 264 с.
  2. Мороз Т.Ю., Пролыгина О.В. Новый эффективный капсулянт для минеральных удобрений. – Сборник тезисов докладов научной конференции «Технология-2004», Северодонецк, URL=ссылка скрыта
  3. Кондратов А.П., Громов А.Н., Манин В.Н. Капсулирование в полимерных пленках. – М.: Химия, 1990 – 191 с.
  4. Мороз Т.Ю., Пролыгина О.В. Новый эффективный капсулянт для минеральных удобрений. – Сборник тез. докл. научной конференции «Технология-2004».- Северодонецк, URL=g.ua.
  5. Тарарико Ю.А. Научные основы рационального использования агроресурсного потенциала территории в различных почвенно-климатических условиях Украины. - ЭИ «Агро Mar» - Сельскохозяйственный отраслевой сервер Agromage.com. - URL= ссылка скрыта.
  6. Малюга Ю.Е., Торосов А.С. и др. Переработка твердых бытовых отходов в универсальное органо-минеральное медленнодействующее удобрение-мелиорант. - Экология окружающей среды стран СНГ: Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения. - URL=gylife.ru.
  7. Регенерація грунтів шляхом використання вторинної сировини та природних мінералів. – К.: Інформаційний вісник Федерації органічного руху України, №5, 2007. – с. 6-7.
  8. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Учебник: В 2 кн./ В.Г.Айнштейн, М.К.Захаров, Г.А.Носов и др.; Под ред. В.Г.Айнштейна. М.: Логос; Высшая школа, 2003. Кн. 2. 872 с.: ил.
  9. Классен П.В., Гришаев И.Г. Основные процессы технологии минеральных удобрений. – М.: Химия, 1990. – 304 с.: ил.
  10. Підприємтство ЗАТ «Еко-Азот». - URL=rad.ru/ob256934283.html.
  11. Дегодюк Е.Г. «Добрі добрива» - добрива майбутнього. - URL= dobriva.com.ua/i.html.
  12. УкрТехноФос. - URL=m.ua/utp/ukr1/index.
  13. Регенерація грунтів шляхом використання вторинної сировини та природних мінералів.– К.: Інформаційний вісник Федерації органічного руху України, №5, 2007. – с. 6-7.
  14. Н.И. Гельперин, В.Г. Айнштейн, В.Б. Кваша. Основы техники псевдоожижения. – Изд. «Химия», М., 1967. – 664 с.
  15. Пажи Д.Г., Галустов В.С. Основы техники распыливания жидкостей. – М.: Химия, 1984. – 256 с.
  16. Пажи Д.Г., Галустов В.С. Основы техники распыливания жидкостей. – М.: Химия, 1984. – 256 с.
  17. П.Г. Романков, Н.Б. Рашковская. Сушка в кипящем слое. Теория, конструкции, расчет – Л.: Химия, 1964. – 288 с.
  18. Труды Европейского совещания по измельчению. М.: Издательство

литературы по строительству, 1966. – 603 с.
  1. Барский М.Д. Фракционирование порошков. М.: Недра, 1980. – 327 с.
  2. Коузов П.А., Скрябина Л.Я. Методы определения физико-химических свойств промышленных пылей. Л.: Химия, 1983. – 143 с.
  3. Донат Е.В., Голобурдин А.И. Аппараты со взвешенным слоем для интенсификации технологических процессов. М.: Химия, 1993. – 144 с.
  4. Kaiser F.Der Zickzack – Sichter – eine Windsichter nach neuere Prinzip // Chem. Ing. Tech., 1963, Bd. 35, № 4, S. 273-282.
  5. Игнатьев И.К. А.с. № 507311. Бюл. № 11, 1976.
  6. Барский М.Д., Ревнивцев В.И., Соколкин Ю.В. Гравитационная классификация зернистых материалов. М.: Недра, 1974.-232 с.
  7. Донат Е.В. Воздушный сепаратор для одновременного разделения полидисперсных материалов на несколько фракций / Химическая промыш-ленность, 1957, № 4, с. 43-45.
  8. Донат Е.В., Вернидуб В.Д., Кирсанов В.А. и др. Аппарат с наклон-ными перфорированными полками для обеспыливания подсыпочных материалов / Цветные металлы, 1977, № 4, с.44-46.
  9. Донат Е.В., Вирченко В.М., Юхименко Н.П. Аппарат для охлаждения и обеспыливания гранулированных и зернистых материалов / Химическая промышленность, 1984, № 3, с. 180-181.
  10. Гаврилов А.Г., Донат Е.В., Вирченко В.М. А.с. № 927348. Бюл. № 18, 1982.
  11. Кравчик В.Е. Исследование механизма распределения двухфазного потока в условиях каскадной воздушной классификации. Дис…канд. техн. наук. Свердловск: УПИ, 1982. – 186 с.
  12. Шрайбер А.А., Милютин В.Н., Яценко В.П. Гидромеханика двухком-понентных потоков с твердым полидисперсным веществом. К.: Наукова думка, 1980.-252 с.
  13. Павлов А.А., Пономарев Т.С., Донат Е.В. Опыт эксплуатации классификатора медных порошков / Цветные металлы, 1982, № 11, с. 34-36.
  14. Юхименко Н.П. Охлаждение и обеспыливание гранулированных минеральных удобрений. Вопросы интенсификации и утилизации тепла / Вестник СумГУ, Сумы, 1998, № 2 (10), с. 172-178.
  15. Юхименко Н.П., Вакал С.В. Уменьшение пылегазовых выбросов в производстве гранулированных минеральных удобрений / Сб. научн. тр. «Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов». Харьков, 1999, с. 166-167.
  16. Юхименко Н.П., Донат Е.В. Утилизация тепла при обеспыливании и охлаждении гранулированных и зернистых материалов / Сб. научн. тр. «Энергосберегающие системы обеспыливания воздуха». Пермь, 1987, с. 9-12
  17. Юхименко Н.П., Донат Е.В. Обеспыливание перерабатываемых материалов как средство устранения пылевыделения / Сб. научн. тр. «Экология, энергосбережение, экономика». Пермь, 1994, с.110-115.
  18. Юхименко Н.П. Охлаждение и пневмоклассификация гранулиро-ванных и зернистых материалов в гравитационном полочном аппарате. Дис…канд. техн. наук. М.: НПО «Минудобрения», 1988.-193 с.
  19. Донат Е.В.,Голобурдин А.И., Юхименко Н.П. Влияние концентрации частиц и диаметра трубопровода на скорость восходящего потока при пневмотранспорте/Журнал прикладной химии, 1988, № 4,с.789-793.
  20. Донат Е.В., Юхименко Н.П. Оптимизация системы очистки воздуха при обеспыливании и пневмоклассификации зернистых материалов / Сб. научн. тр. «Оптимизация систем очистки воздуха и вентиляции промышленных зданий». Пермь, 1993, с.9-14.
  21. Казакова Е.А. Гранулирование и охлаждение азотосодержащих удобрений. М.: Химия, 1980.-288 с.
  22. Тодес О.М., Цитович О.Б. Аппараты с кипящим зернистым слоем. Л.: Химия, 1981.-296 с.
  23. Процессы тепло-и массопереноса в кипящем слое / Под ред. А.П. Баскакова. М.: Металлургия, 1978. – 248 с.
  24. Shandyba A.B., Yuhimenko N.P., Vakal S.V. Optimal energy use cascade counter flow drying & classification system – in 14 th International congress of Chemical und Process Engineering CHISA 2000. Praha, Czech Republik, 27-31 August 2000, p.1.150.
  25. Юхименко Н.П., Вакал С.В. и др. Аппараты взвешенного слоя. – Сумы: Собор, 2003. – 304 с.
  26. Дубровский В.С., Виестур У.Э. Метановое сбраживание сельскохозяйственных отходов. – Рига: Зинатне, 1988, 204 с.
  27. Якушко С.І., Городній М.М. та ін. Пристрій для одержання гранульованих добрив на органічній основі. – Патент 231 на корисну модель, - Бюл. 5, 1998.
  28. Городній М.М., Назаренко Є.П., Якушко С.І. Спосіб одержання гранульованих добрив на органічній основі та потокова лінія для його здійснення. – Патент № 27538, Бюл. № 4, 2000.


Copyright © 2023. All rights Reserved.