Исследование процесса получения мелкокускового торфа из гидромассы Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 163 1970

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОКУСКОВОГО

ТОРФА ИЗ ГИДРОМАССЫ

С. И. СМОЛЬЯНИНОВ, В. Н. ПОНОМАРЕВ, Ю. Н. ВАСИЛЬЕВ (Рекомендована научно-методическим семинаром химико-технологического факультета)

Доминирующим способом добычи торфа в нашей стране является фрезерный — полностью механизированный и экономичный способ. Недостатком его является большая зависимость от погодных условий и худшее качество продукции по сравнению с кусковым торфом. Указанные обстоятельства, а также необходимость в ряде случаев при энерго-газохимическом и бытовом использовании торфа снабжать потребителей торфом в виде куска ставят вопрос получения кускового торфа более дешевым способом, чем экскаваторный.

Одним из направлений, получившим широкое развитие в научных исследованиях, является создание процессов получения мелкокускового торфа. Калининским торфяным институтом разработан новый технологический процесс добычи мелкокускового торфа, отличительными особенностями которого является использование поверхностных явлений в интенсивно диспергированной и сформованной в куски определенных размеров торфяной массе [1].

Нами проводятся исследования возможности получения мелкокускового торфа с удовлетворительными физико-механическими качествами из торфяной гидромассы, прошедшей предварительное обезвоживание на обезвоживающей установке, ибо гидравлический способ добычи удачно сочетает в себе производительный метод экскавации торфа из залежи и транспорта его на большие расстояния.

Опыты проводились с торфами Васюганского месторождения различной степени разложения. Для сравнения физико-механических показателей формовок из гидроторфа, прошедшего стадию предварительного обезвоживания путем фильтрования через пористые перегородки, изготовлялись формовки из торфа-сырца. В процессе работы исследовано влияние различных факторов на прочность, водопоглощаемость, истираемость мелкого куска, а также на длительность сушки, в частности: влажность формуемого материала, степень переработки, давление форрлования.

Из исходного торфа-сырца со степенью переработки 0,5 раза (под степенью переработки понимаем число раз пропускания массы торфа через механическую мясорубку) готовилась гидромасса влажностью 96% • Полученная гидромасса обезвоживалась фильтрованием при вакууме 0,2 мм до влажности 91—93%, затем доводилась механическим отжатием на вальцевом прессе (с использованием принципа многоступенчатого отжатая) до влажности 75—80%. Образцы торфа формировались со степенью переработки 0,5; 1; 2; 3 раза. Одновременно с этим другая партия этих торфов сушилась в лабораторных условиях до влажности 80—85%, и из них также были сформованы образцы

аналогичной степени переработки. Формирование всех образцов осуществлялось в цилиндрических матрицах диаметром 50 мм.

Давление формования 3—5 кг/см2. Полученные формовки одновременно сушились в лабораторных условиях. В процессе сушки проводились замеры линейных размеров образцов и регистрировалась убыль в весе. Высушивание проводилось до постоянного веса образца. Высушенные формовки подвергались испытаниям на временное сопротивление сжатию, истираемость и водопоглощаемость.

Анализ процесса сушки сформированного торфа проводился на основе кривых сушки и кривых ее скорости. На рис. 1 приведены кривые сушки формовок из торфа со степенью разложения 35% при однократ-

80

X |

1

&

N

ч 4

Л

4

6а 9

бремя сушки, Пни

л?

Рис. 1. Кривые сушки сформованного торфа: 1 — формовки из торфа-сырца, степень разложения Я — 35%, количество переработок п= 1; 2—формовки из гидромассы # = 35%, п=\; 3 — формовки из торфа-сырца = 15, п = 1; 4—формовки из гидромассы Я — 15, п — 1

ной переработке, устанавливающие зависимость между влажностью торфа и временем сушки. Нетрудно видеть, что интенсивность сушки формовок из гидромассы, обезвоженной до влажности формования, выше, чем для формовок из торфа-сырца той же влажности. :

На рис. 2 приведены графические зависимости истираемости торфяных формовок от степени переработки, свидетельствующие о том, что истираемость формовок из гидромассы примерно равна и даже меньше формовок из торфа-сырца. Аналогичные результаты получены при определении влагопоглощаемости сформованного торфа (рис. 3)'.

Итак, анализируя полученные данные по работе, можно, сделать следующие выводы:

1. Скорость сушки уменьшается с увеличением степени переработки, что можно объяснить созданием более компактной и плотной структуры образца торфа, препятствующей перемещению влаги к наружным слоям образца.

Степень разложения оказывает значительно меньшее влияние на скорость сушки формовки, чем степень переработки. С увеличением степени разложения скорость сушки падает, что более характерно для верховых торфов.

Следует отметить, что процесс сушки протекает значительно интенсивней у образцов, сформованных из гидромассы, нежели у образцов из торфа-сырца, причем с увеличением степени разложения торфов это проявляется заметнее при любой степени переработки.

83

б*

2. Во всех случаях усадка образцов увеличивалась со степенью переработки.

3. В результате проделанной работы выяснено влияние исходной влажности формуемого образца на его прочность. С увеличением влажности формуемого торфа прочность образцов на сжатие падает,

000

I

Iт

I

I

9 №

I

й 1чо

120

1

число прррраооток

о / 2 „ з

к/о/го переработок

Рис. 2. Зависимость истираемости формовок от степени переработки: 1 — формовки из гидромассы К = 35%; 2 — формовки из торфа-сырца Я = 35; 3 — формовки из гидромассы — 45; 4 — формовки из торфа-сырца Я = 45

Рис. 3. Зависимость во-допоглощаемости формовок от степени переработки: 1 — формовки из торфа-сырца $ = 45%; 2 — формовки из гидромассы Я = 45%; 3—формовки из торфа-сырца Я = 35%; 4 — формовки из гидромассы Я = 35%

что наблюдается для всех партий формовок, причем образцы торфа из гидромассы ни в какой степени не уступают образцам из торфа-сырца, а во многих случаях даже превосходят их. Снижение влажности формуемого материала из гидромассы с 80 до 75% увеличивает прочность образцов на сжатие более чем в 2—1,5 раза.

Полученные данные опровергают мнение о невозможности получения прочного кускового торфа из гидромассы ввиду якобы вымывания гумусовой части торфа, которая, как известно, выполняет определенную роль в создании структуры торфа.

4. Испытания образцов на истираемость показали, чхо формовки из гидромассы в основном дают меньший процент мелочи, нежели формовки из торфа-сырца.

5. Влагопоглощаемость образцов торфа из гидромассы ниже влаго-поглощаемости образцов из торфа-сырца. Эта зависимость соблюдается для торфов различной степени разложения и различных степеней переработки. Уменьшение исходной влажности образцов приводит к снижению влагопоглощаемости торфа.

Таким образом, мелкокусковой торф из гидромассы, полученный в лабораторных условиях, по своим физико-механическим качествам не только не хуже, а в некоторых случаях превосходит образцы из торфа-сырца. Это показывает возможность получения мелкокускового торфа удовлетворительного качества из гидромассы и даже целесообразность этого, исходя из принятой нами технологической схемы добычи торфа гидравлическим методом с предварительным обезвоживанием гидромассы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Г. И. К У ж м а н. Теоретические основы и процесс получения мелкокусковогс торфяного топлива для энергогазохимического использования. ГЭИ, 1960.

2. Е. Н. Семе некий. Технический анализ торфа. ГЭИ, 1958.