CC BY
21УДК 622.331+622.641 Горячёв В.И.
Горячев Валентин Иванович, профессор кафедры инженерной графики Тверского государственного технического университета.
Михеев И.И.
Михеев Игорь Иванович, доцент кафедры инженерной графики Тверского государственного технического университета, mikheevl937@yandex.ru.
Щербакова Д.М.
Щербакова Дарья Михайловна, ассистент кафедры ГТиГП Тверского государственного технического университета.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГЛОГОДИЧНЫЙ КОМПЛЕКС ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ТОРФЯНОГО СЫРЬЯ
Аннотация. Предложен технологический комплекс гидромеханического фракционирования торфяного сырья с разделением его на волокнистую массу и гумусовый концентрат. Продукция технологического комплекса расширяет ассортимент по производству продуктов с высокой добавленной стоимостью. Комплекс может быть встроен в различные технологические линии по получению продуктов из торфяного сырья. Например, волокнистую массу использовать для производства кипованого торфа и субстратов грунтов, используемых в тепличных хозяйствах, а гумусовый концентрат использовать для производства экологически чистых органических удобрений. Работа комплекс рассчитана на разработку торфяной залежи по всей её толщине с последующей её круглогодичной переработкой.
Ключевые слова: технологический комплекс, торф, гидроразмыв, механическое фракционирование, волокнистая масса, гумус, центробежный насос.
Goryachev V.l.
Goryachyov Valentin I., Professor of the Chair of Engineering Graphics of the Tver State Technical University.
Mikheev I.I.
Mikheyev Igor I., Associate Professor of the Chair of Engineering Graphics ofthe Tver State Technical University, mi-kheevl937@yandex.ru.
Shcherbakova D.M.
Scherbakova Darya M., Assistant ofthe Chair of Mining Engineering, Environmental Management and Industrial Ecology ofthe Tver State Technical University.
TECHNOLOGICAL ALL-YEAR ROUND COMPLEX OF HYDRO-MECHANICAL FRACTIONATION OF PEATS
Abstract. The technological complex of hydromecha-nical fractionation of peat raw materials with its division into fibrous weight and a humus concentrate is offered.
The products of a technological complex expand the range on production of products with high added value. The complex can be built in various technological lines of receiving products from peat raw materials. For example, to use fibrous weight for production of boiled peat and substrates of the soil used in greenhouse facilities, and to use a humus concentrate for production of environmentally friendly organic fertilizers. Work a complex is calculated on development of a peat deposit on all its thickness with the subsequent its year-round processing.
Keywords: technological complex, peat, hydraulic washing-out, mechanical fractionation, fibrous weight, humus, centrifugal pump.
Известны технологические комплексы по добыче торфяного сырья гидроразмывом. Так, по технологии добычи торфа организации «Гидроторф» торфяная залежь разрабатывается гидравлическим способом, а полученная пульпа гидротранспортом перекачивается на участок переработки, где механически обезвоживается и окончательно досушивается до необходимой влажности твердого торфяного топлива [1]. Однако данная технология не позволяет выполнять гидромеханическое фракционирование торфяного сырья с разделением его на волокнистую массу и гумусовый концентрат.
Известен технологический комплекс по добыче и переработке торфа [2], в котором в качестве исходного сырья используется получаемая способом скважинной гидродобычи пульпа, которая затем используется для производства продуктов из торфа. Однако в настоящее время способ скважинной гидродобычи используется для получения твердых полезных ископаемых [3]. Что касается торфа, то, в силу специфики его физико-механических характеристик торфа, в настоящее время нетконструк-торско-технологических решений для скважинной добычи торфа.
Предложен технологический комплекс для добычи торфа [4], в котором в качестве исходного сырья используется получаемая в торфяной залежи пульпа, из которой затем производятся продукты из торфа.
Однако отсутствие фракционирования поступающей пульпы не позволяет разделить её на две фракции - крупнодисперсную и мелкодисперсную.
Из вышеизложенного следует, что необходимо создать технологический комплекс гидромеханического фракционирования торфяного сырья с разделением его на волокнистую массу и гумусовый концентрат.
Предлагаемый технологический комплекс гидромеханического фракционирования торфяного сырья расширяет ассортимент по круглогодичному производству продуктов с высокой добавленной стоимостью и может быть встроен в различные технологические линии по получению продуктов из торфяного сырья. Например, волокнистую массу использовать для производства кипованого торфа и субстратов грунтов, используемых в тепличных хозяйствах, а гумусовый концентрат использовать для производства экологически чистых органических удобрений.
На рисунке показана схема технологического комплекса гидромеханического фракционирования торфяного сырья.
Технологический комплекс (рис.] гидромеханического фракционирования торфяного сырья состоит из участка добычи торфа 1, на котором расположены экскаватор 2 и наращиваемый штабель 3; транспортной линии 4; цеха круглогодичной переработки торфа 5, в котором расположены склад торфяного сырья 6; участка подготовки торфяного сырья для гидроразмыва 7, который состоит из дробилки 8 и сепаратора 9; а также участок гидромеханического фракционирования торфа 10, который состоит из емкости 11 для торфяного сырья, в которой вертикально установлена решетка-фракционатор 12, гидромонитор 13 с центробежным насосом 14; грейфера 15; центробежного насоса 16 для перекачки гидромассы; двухфракционной центрифуги 17; емкости 18 для волокнистой массы; емкости 19 для суспензии; ленточного фильтр-пресса непрерывного действия 20; емкости 21 для фильтрата из фильтр-пресса; гидроциклона 22; емкости 23 для фильтрата из гидроциклона; емкости 24 для гумусового концентрата; погрузчика 25; технического водоема 26 из скважины 27 для получения воды.
Технологический комплекс гидромеханического фракционирования торфяного сырья работает следующим образом. На участке добычи 1 торф извлекается экскаватором 2 на всю глубину торфяной залежи и укладывается в наращиваемый штабель 3, из которого транспортной линией 4 торфяное сырье доставляется в цех 5 круглогодичной переработки торфа на склад сырья 6.
Со склада 6 торфяное сырье поставляется на участок подготовки 7, где проходит через дробилку 8, из которой сырье поставляется в сепаратор 9. Торфяное сырье из сепаратора 9 со средневзвешенным диаметром частиц с1 > 50мм снова поступает в дробилку 8, а сырье со средневзвешенным диаметром частиц с1 < 50мм поставляется на участок гидромеханического фракционирования торфа 10 в емкость 11 для торфяного сырья, в которой вертикально установлена ре-шетка-фракционатор 12 с ячейками 50 х 50 мм. Затем заполняется водой технический водоем 26 из скважины 27. После этого включается центробежный насос 14, который подает воду в гидромонитор 13, который напорной струей воды размывает торфяное сырье, находящееся в емкости 11. Полученная пульпа через решетку-фракцио-натор 12 перекачивается центробежным насосом 16 в двухфракционную центрифугу 17, в которой пульпа разделяется на две фракции - волокнистую массу со средневзвешенным диаметром частиц 1,0 < с1 < 50 мм, которая поступает в емкость 18, и суспензию со средневзвешенным диаметром частиц со средневзвешенным диаметром частиц с1 < 1 мм, которая поступает в емкость 19.
Рис. Технологический круглогодичный комплекс гидромеханического фракционирования торфяного сырья Fig. Technological year-round complex of hydromechanical fractionation of peat raw materials
Из емкости 18 волокнистая масса поступает в ленточный фильтр-пресс непрерывного действия 20, а фильтрат из него поступает в емкость 21, откуда направляется в емкость для суспензии 19. Из емкости 19 суспензия подается в гидроциклон 22, в котором суспензия разделяется на гумусовый концентрат, который поступает в емкость 24, и воду, которая поступает в емкость 23, из которой возвращается в емкость 11.
Остатки торфяного сырья, не прошедшие сквозь решетку-фракционатор 12, грейфером 15 вынимаются из емкости 11 на погрузчик 25, который доставляет остатки в дробилку 8.
Полученная из ленточного фильтр-пресса непрерывного действия 20 волокнистая масса
и гумусовый концентрат из емкости 24 поступают на дальнейшее использование для изготовления продуктов: волокнистую массу, например, используют для получения кипова-ного торфа и субстратов грунтов, используемых в тепличных хозяйствах, а гумусовый концентрат пригоден для получения экологически чистых органических удобрений.
Экскавация торфяной залежи на полную глубину позволяет вести переработку торфяного сырья в широком диапазоне физико-механических характеристик торфа. Работа технологического комплекса не зависит от внешних факторов и осуществляется круглый год в заводских условиях с получением продукции с высокой добавленной стоимостью.
Выводы
1. Предложен технологический круглогодичный комплекс гидромеханического фракционирования торфяного сырья с разделением его на волокнистую массу и гумусовый концентрат.
2. Продукция технологического комплекса расширяет ассортимент по круглогодичному производству продуктов с высокой добавленной стоимостью. Комплекс может быть встроен в различные технологические линии по получению продуктов из торфяного сырья.
Библиографический список
1. Гидроторф. Книга вторая, часть 1. Гидравлический способ сезонной добычи торфа. Издание научно-технического Управления ВСНХ СССР, М, 1927, 490 с.
2. Способ производства продукции, тепла и электроэнергии из торфа и технологический комплекс для его осуществления. Патент РФ 2295556, МПК С 10 ^ опубл. 20.03.2007, бюлл. № 8.
3. Арене В.Ж. Скважинная добыча твердых полезных ископаемых / В.Ж. Арене, Б.В. Исмагилов, Д.Н. Шпак // М„ Недра, 1980, 229 с.
4. Комплекс для добычи полезных ископаемых, в частности торфа. Патент РФ 2304721 МПК Е 21 С 49/Е 21 С 45, опубл. 20.08.2007.
5. Горячёв В.И. Машины и процессы фракционирования торфяного сырья гидроразмывом. / В.И. Горячёв, И.И. Михеев, А.Л. Яблонев, К.В. Фомин / Технологии добычи и переработки торфа, торфяное оборудование и его ремонт. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). №7 (специальный выпуск 38). М.: Издательство «Горная книга»), 2018. С. 3-10.
6. Горячёв, В.И. Выбор пресса для обезвоживания торфа в технологии фракционирования торфяного сырья гидроразмывом / В.И. Горячёв, И.И. Михеев, А.Л. Яблонев, К.В. Фомин / Технологии добычи и переработки торфа, торфяное оборудование и его ремонт. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). №7 (специальный выпуск 38). М.: Издательство «Горная книга». 2018. С. 22-30.
