Производственный технологический комплекс для получения комбинированных органо-минеральных удобрений

Предлагаемая полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности к аппаратурно-технологическим комплексам, переделам, участкам, отделениям и установкам для совместной переработки и утилизации агропромышленных отходов, например птичьего помета и различных отходов и промпродуктов, образующихся в производстве минеральных удобрений, содержащий азот, фосфор, калий, магний, микрокомпоненты и/или отходов производства металлического магния: отработанный расплав магниевых электролизеров, шламы карналлитовых хлораторов, отходы процесса обезвоживания карналлита с получением в конечном итоге комбинированных органо-минеральных удобрений. Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности работы оборудования для переработки агропромышленных отходов и промпродуктов и/или отходов производства минеральных удобрений, различных отходов, содержащих калий, магний, азот, фосфор и микроэлементы. Технический результата, который может быть получен при реализации разработанного технического решения является сокращение удельного расхода топлива - снижения энергозатрат и повышения производительности процесса получения комбинированных органо-минеральных удобрений. Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемой полезной моделью - "Производственным технологическим комплексом для получения комбинированных органо-минеральных удобрений", включающим: накопительно-усреднительную емкость для исходных влажных агропромышленных отходов, например птичьего помета, дозатор для подачи отходов и промпродуктов производства минеральных удобрений и/или солевых отходов магниевого производства, устройство для загрузки и подачи композиционной смеси отходов в топочное пространство, выполненное в

форме диспергатора, например эжектора, топку, сушильную камеру, исполненную в виде трубы-сушилки, расширительную осадительную камеру и циклон имеющие соединения с бункером для сбора термообработанных и высушенных отходов, узел гранулирования комбинированных органо-минеральных удобрений, например формованием, и/или прессованием, и/или экструзией, после циклона установлен абсорбер, снабженный разбрызгивающим устройством и каплеотбойником, слив суспензии из абсорбера направлен в циркуляционный бак, имеющий соединение с разбрызгивающим устройством, разбрызгивающее устройство абсорбера, кроме того соединено с расходным баком для растворов и/или пульп, содержащих активный хлор. Новым в предлагаемой полезной модели является то, что накопительная емкость имеет выгружное устройство, выход из которого направлен в загрузочный люк бака-репульпатора, снабженного мешалкой и диспергатором сжатого воздуха, опущенным в нижнюю зону бака-репульпатора, на крышке бака-репульпатора имеется патрубок с запорно-регулирующей арматурой для подвода воды, оборотного солевого раствора, суспензии из циркуляционного бака и высокомолекулярных поверхностно-активных веществ - гидрофобизаторов, дозатор минеральных отходов имеет соединение через запорную арматуру с загрузочным люком бака-репульпатора, патрубок нижнего слива бака-репульпатора имеет соединение с сборником осветленных солевых оборотных растворов, выход из которого через запорную арматуру и насос направлен во входной патрубок бака-репульпатора, бак-репульпатор имеет устройство для выгрузки частично обезвоженных агропромышленных отходов, соединенное с расходно-накопительным бункером, разгрузочный люк, которого направлен на транспортер для подачи частично обезвоженных агропромышленных отходов через диспергатор-эжектор в топочное пространство сушильной камеры.

Предлагаемая полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности к аппаратурно-технологическим комплексам, переделам, участкам, отделениям и установкам для совместной переработки и утилизации агропромышленных отходов, например птичьего помета и различных отходов и промпродуктов, образующихся в производстве минеральных удобрений, содержащий азот, фосфор, калий, магний, микрокомпоненты и/или отходов производства металлического магния: отработанный расплав магниевых электролизеров, шламы карналлитовых хлораторов, отходы процесса обезвоживания карналлита с получением в конечном итоге комбинированных органо-минеральных удобрений.

Известна "Установка для получения органо-минеральных удобрений" (Свидетельство РФ на ПМ №25505 по заявке №2002107535/20 с приор. от 26.03.2002; Зарег. и опубл. 10.10.2002; Бюл. №28; МПК⁷ С 05 F 3/06), включающая в себя (рис.1): накопительную емкость для исходного влажного материала - агропромышленных отходов (1), перемешивающее устройство (2), транспортер (3), загрузочный бункер (4), распылитель (5), топку (6), неподвижную сушильную камеру (7), циклон или систему циклонов (8), дымосос (9), орошаемый скруббер (10), бункеры для сбора высушенного материала (11), емкость для сбора товарной продукции (12), смеситель (13), бункер-дозатор отходов производства хлорида калия (15), бункер-дозатор отходов магниевого производства (16), фасовочную машину (14).

Известная установка обеспечивает переработку и утилизацию агропромышленных отходов, промпродуктов и отходов магниевого и/или калийного производства с получением товарных продуктов - комплексных органо-минеральных удобрений, обладающих высокими потребительскими свойствами.

Недостатком данной известной установки является большой расход топлива и энергозатрат на обезвоживание и термообработку агропромышленных отходов и неудовлетворительная производительность установки, что также связано со значительными затратами на обезвоживание - удаление большого количества воды из исходных влажных агропромышленных отходов, например, птичьего помета, имеющего, как правило, исходную влажность 75-85%.

Этим же недостатком обладают и другие известные конструкции, установки, технологические линии по переработке агропромышленных отходов - в частности птичьего помета, с получением товарных продуктов - комплексных, экологически-чистых органических удобрений (Патенты РФ №2052234; №2118631; Свидетельство РФ на ПМ №21292; 23730; 25505; 27774; Патенты РФ на ПМ №41076; 43009).

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является известная "Технологическая установка для получения комплексных органо-минеральных удобрений из отходов производства" по прототипу (Патент РФ на ПМ №43009 по заявке №2004116517/22 с приор, от 01.06.2004; Зарег. и опубл. 27.12.2004; Бюл. №36; МПК⁷ С 05 F 3/06; А 23 К 1/22) - принята за ПРОТОТИП.

"Технологическая установка для получения комплексных органо-минеральных удобрений из отходов производства" включает в себя (рис.2):

- накопительную емкость (1) для исходных отходов производства - птичьего помета и отходов производства удобрений (КСl, и/или фосфорсодержащих удобрений, и/или отходов производства, содержащих MgCl₂, и/или (КСl+MgO+MgCl ₂);

- дозатор твердых и/или жидких минеральных отходов, содержащих К, Мg, Р, N и др.(2);

- транспортер (3);

- устройство для загрузки и подачи компонентов смеси отходов в топочное пространство, выполненное в форме диспергатора, например, эжектора (4);

- топку (5);

- сушильную камеру типа "труба-сушилка" (6);

- расширительную осадительную камеру (7);

- циклон (8);

- абсорбер (9) с псевдоожиженной насадкой, снабженный ложным днищем, выполненным в форме газораспределительной решетки, разбрызгивающим устройством и каплеотбойником

- циркуляционный бак (10);

- бак с исходным раствором NaClO и/или гипохлоритной пульпой (11);

- бункеры для сбора термообработанных и высушенных отходов производства(12);

- узел для гранулирования комплексных органоминеральных удобрений (формованием, прессованием, экструзией) (13);

- транспортер (14);

- фасовочную машину (15).

"Технологическая установка" по прототипу позволяет получать высококачественные гранулированные комплексные органо-минеральные удобрения и обеспечивает при этом переработку и обезвреживание образующихся вторичных отходов производства - пылевых выбросов.

Недостатком технического решения по прототипу является большой расход топлива и значительные энергозатраты на обезвоживание и термообработку исходных влажных (вл. 75-85%) агропромышленных отходов и, как следствие - неудовлетворительная производительность по целевым продуктам - комплексным органо-минеральным удобрениям.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности работы оборудования для переработки агропромышленных отходов и промпродуктов и/или отходов производства минеральных

удобрений, различных отходов, содержащих калий, магний, азот, фосфор и микроэлементы.

Технический результата, который может быть получен при реализации разработанного технического решения является сокращение удельного расхода топлива - снижения энергозатрат и повышения производительности процесса получения комбинированных органо-минеральных удобрений

Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемой полезной моделью - "Производственным технологическим комплексом для получения комбинированных органо-минеральных удобрений", включающим:

- накопительную емкость (1) для исходных агропромышленных отходов, например - птичьего помета, дозатор минеральных отходов, содержащих K, Mg, P, N и др. (2), транспортер (3), устройство для загрузки и подачи композиционной смеси отходов в топочное пространство, выполненное в форме диспергатора, например, эжектора (4), топку (5), сушильную камеру типа "труба-сушилка" (6), расширительную осадительную камеру (7), циклон (8), абсорбер (9) для очистки отходящих газов - аэрозольной смеси, циркуляционный бак (10), бак с исходным раствором NaClO и/или гипохлоритной пульпой (11), бункеры для сбора термообработанных и высушенных отходов производства (12), узел для гранулирования комплексных органоминеральных удобрений (13), транспортер (14), фасовочную машину (15).

Новым в прелагаемой полезной модели является то, что накопительная емкость (1) имеет выгружное устройство (16), выход из которого направлен в загрузочный люк (17-1) бака-репульпатора (18), снабженного мешалкой и диспергатором (19) сжатого воздуха, опущенным в нижнюю зону бака-репульпатора (18), на крышке бака-репульпатора имеются патрубок (17-2) с запорно-регулирующей арматурой для подвода по соответствующим трубопроводам воды (21), оборотного солевого раствора (20), суспензии (21-1) из циркуляционного бака (10), раствора высокомолекулярных поверхностно-активных

веществ (ПАВ) - гидрофобизаторов (27), из бака (26) для приготовления этих растворов дозатор минеральных отходов (2) имеет соединение через запорную арматуру с загрузочным люком (17) бака-репульпатора (18), патрубок нижнего слива бака-репульпатора (18) имеет соединение с сборником (22) осветленных солевых оборотных растворов, выход из которого через запорную арматуру и насос (23) направлен в патрубок (17-2) бака-репульпатора (18), бак-репульпатор (18) имеет устройство (24) для выгрузки частично обезвоженных агропромышленных отходов, соединенное с расходно-накопительным бункером (25), разгрузочный люк которого направлен на транспортер (3) для подачи частично обезвоженных агропромышленных отходов через диспергатор-эжектор (4) в топочное пространство сушильной камеры (6).

РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Предлагаемое техническое решение работает следующим образом. Исходные агропромышленные отходы, в частности птичий помет, влажностью 80±5% мобильным транспортером (самосвал, тележка и т.д.) доставляется с птицефабрики на "Установку" и выгружается через загрузочный люк в приемно-накопительную и усреднительную емкость (1). С помощью выгружного устройства (16) исходные агропромышленные отходы из накопительной емкости (1) выгружают (порциями, партиями) и через загрузочный люк (17-1) загружают в бак-репульпатор (18), включают мешалку репульпатора и подают через патрубок (17-2) из сборника (22) осветленный солевой раствор; (от переработки предыдущей партии отходов) через патрубок (17-2) в бак-репульпатор (18) закачивают также суспензию из циркуляционного бака (10) системы газоочистки, затем через загрузочный люк (17-1) при непрерывно работающей мешалке в бак-репульпатор (18) загружают из дозатора (2) расчетное количество минеральных отходов, процесса производства азот-, и/или фосфор-, и/или калий-, и/или магнийсодержащих

удобрений, и/или солевые отходы магниевого и/или калийного производства: отработанный электролит магниевых электролизеров, шламы карналлитовых хлораторов, пылевые отходы процесса обезвоживания карналлита и/или процесса гранулирования - дробления калийных удобрений.

Затем в бак-репульпатор (18) при работающей мешалке и непрерывной подаче через диспергатор (19) сжатого воздуха в нижнюю зону бака-репульпатора, через патрубок из бака-дозатора подают небольшое количество высокомолекулярных поверхностно-активных веществ-гидрофобизаторов. В результате подачи в нижнюю зону бака-репульпатора (18) диспергированного сжатого воздуха происходит расслоение суспензии: твердая фаза - собственно агропромышленные отходы - птичий помет (частично обезвоженный - до остаточной влажности 40-50%) всплывает над поверхностью осветленного солевого раствора. После расслоения суспензии осветленный солевой раствор сливают через патрубок нижнего слива в сборник (22), откуда через запорную арматуру и насос (23) этот раствор подают в бак-репульпатор (18) для обработки очередной партии (порции) исходных агропромышленных отходов - птичьего помета. Частично обезвоженные (до остаточной влажности 40-50%) агропромышленные отходы в виде рыхлой массы через устройство (24) выгружают из бака-репульпатора (18) и подают-загружают в расходно-накопительный бункер (25), из которого через разгрузочный люк агропромышленные отходы направляются на транспортер (3) для последующего диспергирования этих отходов - с помощью эжектора (4) и подачи в топочное пространство - в факел пламени топки (5). Затем термообработанная композиция потоком топочным газов направляется в сушильную камеру (6), выполненную в форме трубы-сушилки. В сушильной камере происходит обезвоживание до остаточной влажности твердой фазы 5-15%, термообработка и обеззараживание агропромышленных отходов - помета от вредных и токсичных веществ - за счет "огневого удара" - под

действием газа-теплоносителя - топочных газов от сжигания природного газа, мазута, солярки и др. Пылегазовая смесь в виде аэрозоли поступает сначала в расширительную осадительную камеру (7), затем в циклон (8), например, типа "СИОТ", откуда высушенная композиционная смесь (высушенный помет + кристаллики минеральных удобрений) поступают в сборные бункеры (12) и затем в узел гранулирования (13) удобрений - путем формования и/или прессования, и/или экструзии. Получаемый продукт - гранулированное комбинированное органо-минеральное удобрение из гранулятора (13) поступает по транспортеру (14) в фасовочную машину (15) и отгружается на склад готовой продукции или непосредственно потребителям. Для очистки и обезвреживания пылегазовой смеси, отходящей из циклона (8), ее направляют а абсорбер (9) с разбрызгивающим устройством и каплеотбойником. Пылеулавливание тонких фракций отходов и обезвреживание отходящих газов от токсичных компонентов а абсорбере ведут путем подачи через разбрызгивающее устройство из циркуляционного бака (10), и/или из бака-дозатора гипохлоритных растворов (NaClO+NaOH+H ₂O и/или пульп: Ca(OCl)₂+СаО-H ₂O - отходов производства, образующихся при очистке отходящих газов от хлора раствором гидроксида натрия, и/или известковым молоком (СаО*H₂O+H₂ O). При достижении концентрации твердой фазы в суспензии 50-200 г/дм³ и полном "срабатывании" активного хлора, суспензию из циркуляционного бака (10) перекачивают в бак-репульпатор (18) для переработки очередной партии агропромышленных отходов.

Промышленные испытания показали, что реализация разработанного технического решения, в частности путем предварительной репульпации исходных агропромышленных отходов, например в 3-5 объемах воды и/или оборотных водных растворах, т.е. путем первоначального увеличения влажности агропромышленных отходов с 80±5% до 95-98% (за счет репульпации) и последующее барботирование воздуха приводит в конечном итоге к снижению влажности агропромышленных отходов, подаваемых на

обезвоживание и термообработку, до 40-50%. Дополнительное введение - при репульпации солевых минеральных отходов и ПАВ-гидрофобизаторов существенно увеличивают этот эффект, т.е. эффект частичного обезвоживания - с одной стороны за счет повышения плотности водной фазы до 1,1-1,2 г/дм ³ и, с другой стороны, за счет гидрофобизации и снижения смачиваемости водой органической фазы отходов. В конечном итоге все это обеспечивает снижение энергозатрат - т.е. удельного расхода топлива на обезвоживание и термообработку. В частности при переработке агропромышленных отходов с исходной влажностью 80% для достижения эффекта полного обезвоживания (вл. 0%) требуется удалить (испарить) 800 г H₂O/200 г твердой фазы, т.е. 4 кг H₂O на 1 кг сухих отходов, а при переработке - обезвоживании агропромышленных отходов с исходной влажностью 50% необходимо испарить 500 г H₂O из 500 г твердой фазы, т.е. 1 кг/ на 1 кг сухих отходов. Отсюда следует, что дополнительные операции - репульпации исходных отходов (и первоначальное увеличение их влажности) приводит в конечном итоге к снижению исходной влажности отходов, подаваемых в топочное пространство и значительному - в несколько раз сокращения энергозатрат (расход топлива) для удаления из отходов избыточной влаги.

Производственный технологический комплекс для получения комбинированных органо-минеральных удобрений, включающий накопительно-усреднительную емкость для исходных влажных агропромышленных отходов, например, птичьего помета, дозатор для подачи отходов и промпродуктов производства минеральных удобрений и/или солевых отходов магниевого производства, устройство для загрузки и подачи композиционной смеси отходов в топочное пространство, выполненное в форме диспергатора, например эжектора, топку, сушильную камеру, исполненную в виде трубы-сушилки, расширительную осадительную камеру и циклон имеющие соединения с бункером для сбора термообработанных и высушенных отходов, узел гранулирования комбинированных органо-минеральных удобрений, например, формованием, и/или прессованием, и/или экструзией, после циклона установлен абсорбер, снабженный разбрызгивающим устройством и каплеотбойником, слив суспензии из абсорбера направлен в циркуляционный бак, имеющий соединение с разбрызгивающим устройством, разбрызгивающее устройство абсорбера, кроме того, соединено с расходным баком для растворов и/или пульп, содержащих активный хлор, отличающийся тем, что накопительная емкость имеет выгружное устройство, выход из которого направлен в загрузочный люк бака-репульпатора, снабженного мешалкой и диспергатором сжатого воздуха, опущенным в нижнюю зону бака-репульпатора, на крышке бака-репульпатора имеются патрубок с запорно-регулирующей арматурой для подвода воды, оборотного солевого раствора, суспензии из циркуляционного бака и высокомолекулярных поверхностно-активных веществ - гидрофобизаторов, дозатор минеральных отходов имеет соединение через запорную арматуру с загрузочным люком бака-репульпатора, патрубок нижнего слива бака-репульпатора имеет соединение с сборником осветленных солевых оборотных растворов, выход из которого через запорную арматуру и насос направлен во входной патрубок бака-репульпатора, бак-репульпатор имеет устройство для выгрузки частично обезвоженных агропромышленных отходов, соединенное с расходно-накопительным бункером, разгрузочный люк, которого направлен на транспортер для подачи частично обезвоженных агропромышленных отходов через диспергатор-эжектор в топочное пространство сушильной камеры.