RU2172728C2

RU2172728C2 - Method and line for obtaining pelletized organic products

Info

Publication number: RU2172728C2
Application number: RU99118729/13A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Северцев (RU); Н.А. Северцев; Г.Н. Марченко (RU); Г.Н. Марченко; Н.Д. Мазуренко (RU); Н.Д. Мазуренко; Владимир Константинович Лукашев (UA); Владимир Константинович Лукашев; И.Ю. Портнов (RU); И.Ю. Портнов; А.П. Жарковский (RU); А.П. Жарковский; С.Э. Межерицкий (RU); С.Э. Межерицкий; Е.В. Шаповалов (RU); Е.В. Шаповалов; В.А. Любкин (RU); В.А. Любкин; И.З. Галеев (RU); И.З. Галеев
Original assignee: ООО "Электрол"
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2001-08-27

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: method involves feeding organic wastes into collectors-settlers for separating wastes into two fractions: sediment and aqueous suspension; supplying aqueous suspension to electric coagulators with separate settlers for cathodic and anodic chambers and further from anodic chamber settlers into mid portion of electric dialyzers connected in series with zeolite filters and pure water vessel; supplying suspension from cathodic chamber settlers, cathodic and anodic chambers of electric dializers into collectors-settlers; delivering condensed mass from collectors-settlers and coagulator settlers into thickeners and via additional homogenization vessel into pelletizing and drying unit; simultaneously supplying suspension at the rate of 1,750-4,100 kg/hour and fluidizing gas at flow rate of 22,900-63,000 cu.m/hour under atomizing air pressure of 2.0-3.0 kg/sq.cm; directing filtrate from thickener back into collectors-settlers; directing gas from pelletizing and drying unit through two-staged cleaning system, with first stage being connected to apparatus via closed cycle system; discharging gas via second stage, turbocompressor with air gate and additional filter into atmosphere. Method and line may be used for manufacture of wide range of pelletized organic fertilizers, additives, combined feeds having predetermined properties by means of ecologically clean technology of processing organic wastes. EFFECT: increased efficiency, wider operational capabilities and improved quality of pelletized products. 3 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к производству органических удобрений, кормовых добавок, комбикормов из отходов производств, например, сахарных, винных, спиртовых заводов, птицефабрик, животноводческих комплексов, представляющих водную суспензию с органической дисперсной фазой, и направлено на рациональное использование природных и вторичных ресурсов, охрану окружающей среды. The invention relates to the production of organic fertilizers, feed additives, animal feed from waste products, for example, sugar, wineries, distilleries, poultry farms, livestock complexes, representing an aqueous suspension with an organic dispersed phase, and is aimed at the rational use of natural and secondary resources, environmental protection .

Известен способ получения гранулированного птичьего помета и поточная линия для его осуществления по патенту 2032644, з. N 5007361/15 от 13.10.91 г., МКИ C 05 F 3/00. A known method of producing granular bird droppings and a production line for its implementation according to patent 2032644, s. N 5007361/15 dated 10/13/91, MKI C 05 F 3/00.

Способ включает измельчение помета, ферментацию, сгущение водной суспензии с выделением фильтрата, одновременное гранулирование и сушку путем распыления в псевдоожиженном слое и улавливания пыли в отходящих после гранулирования газах, при этом сушку проводят топочными газами, выделяющимися при сжигании биогаза - продукта ферментации, а фильтрат, полученный в процессе сгущения массы, используют для разбавления массы перед ферментацией. The method includes grinding manure, fermentation, thickening an aqueous suspension with the separation of the filtrate, simultaneous granulation and drying by spraying in a fluidized bed and collecting dust in the exhaust gases after granulation, while drying is carried out by the flue gases released during the combustion of biogas, a fermentation product, and the filtrate obtained in the process of thickening the mass, is used to dilute the mass before fermentation.

Поточная линия содержит приемный бункер, измельчитель помета, аппарат подготовки к ферментации, ферментатор со сборником биогаза, мокрым фильтром и сгустителем, аппарат нагрева фильтрата, сообщенный с аппаратом подготовки к ферментации, аппарат гранулирования и сушки, топку для сжигания биогаза, установленную после сборника биогаза и связанную с аппаратом гранулирования и сушки. При этом жидкостной вход мокрого фильтра соединен с ферментатором, газовый вход - с аппаратом гранулирования и сушки, жидкостной выход мокрого фильтра соединен со сгустителем, который имеет сборники фильтрата и сгущенной массы и соединен через сборник фильтрата и аппарат нагрева с аппаратом подготовки к ферментации, а через сборник сгущенной массы - с аппаратом гранулирования и сушки. The production line contains a receiving hopper, a litter shredder, a fermentation preparation apparatus, a fermenter with a biogas collector, a wet filter and a thickener, a filtrate heating apparatus in communication with a fermentation preparation apparatus, a granulation and drying apparatus, a biogas combustion chamber installed after the biogas collector and associated with the apparatus for granulation and drying. The liquid inlet of the wet filter is connected to the fermenter, the gas inlet is to the granulating and drying apparatus, the liquid outlet of the wet filter is connected to the thickener, which has filtrate and condensed matter collectors and is connected through the filtrate collector and the heating apparatus to the preparation for fermentation, and through condensed matter collector - with granulation and drying apparatus.

Однако реализация указанного способа на поточной линии не позволяет улучшить экологическую ситуацию в животноводческих комплексах, т.к. остается нерешенной проблема утилизации водных суспензий, содержащих органическую дисперсную фазу. Кроме того, способ не позволяет получать гранулированные органические продукты с заранее заданными свойствами. However, the implementation of this method on the production line does not improve the environmental situation in livestock complexes, because the unresolved problem of the disposal of aqueous suspensions containing an organic dispersed phase. In addition, the method does not allow to obtain granular organic products with predetermined properties.

Заявленное изобретение направлено на решение проблемы очистки водных суспензий, содержащих органическую дисперсную фазу, создание замкнутого технологического цикла переработки отходов органических производств, получение широкой гаммы гранулированных экологически чистых органических продуктов с наперед заданными потребительскими свойствами. The claimed invention is aimed at solving the problem of cleaning aqueous suspensions containing an organic dispersed phase, creating a closed technological cycle for processing organic waste, obtaining a wide range of granular environmentally friendly organic products with predetermined consumer properties.

С этой целью в способе получения гранулированных органических продуктов, включающем сгущение водной суспензии с выделением фильтрата, одновременное гранулирование и сушку путем распыления в псевдоожиженном слое и улавливания пыли в отходящих после гранулирования газах, при этом сушку проводят газами, выделяющимися при сжигании или природного газа, или топочных газов, согласно изобретению сгущение водной суспензии проводят методами электрокоагуляции и электродиализа, выделяя чистую воду, до влажности не более 70%. Гранулирование и сушку осуществляют при одновременной подаче в гранулятор суспензии со скоростью 1750-4100 кг/ч, газа на псевдоожижение с расходом 22900-63000 м³/ч при давлении распыливающего воздуха 2-3 кг/см².To this end, in a method for producing granular organic products, including thickening an aqueous suspension with filtrate separation, simultaneously granulating and drying by spraying in a fluidized bed and collecting dust in the exhaust gases after granulation, the drying is carried out by gases released during combustion or natural gas, or flue gases, according to the invention, the thickening of the aqueous suspension is carried out by electrocoagulation and electrodialysis, releasing pure water, to a moisture content of not more than 70%. Granulation and drying is carried out while feeding into the granulator a suspension with a speed of 1750-4100 kg / h, gas for fluidization with a flow rate of 22900-63000 m ³ / h at a spray air pressure of 2-3 kg / cm ² .

За счет этого обеспечивается высокая степень очистки воды, получение гранулированных органических продуктов высокой плотности, заданных размеров, правильной сферической формы, удобной для дозирования, упаковки и транспортирования. This ensures a high degree of water purification, obtaining granular organic products of high density, given sizes, the correct spherical shape, convenient for dosing, packaging and transportation.

Для достижения указанного технического результата поточная линия для получения гранулированных органических продуктов, включающая приемный бункер, топку, сгуститель, аппарат гранулирования и сушки, соединенный с топкой для сжигания газа, сепаратор и систему массопроводов, снабжена установленными перед сгустителем накопителем-отстойниками, соединенными с приемным бункером, элеткрокоагуляторами с отстойниками, электродиализаторами, цеолитовыми фильтрами, емкостью для чистой воды и установленными после аппарата гранулирования и сушки двухступенчатой системой воздухоочистки, первая ступень которой соединена с ним по замкнутому циклу, а вторая - последовательно с турбокомпрессором, воздушной заслонкой и дополнительным фильтром. Выходы водной фракции суспензии накопителей-отстойников соединены с электрокоагуляторами, а выходы сгущенной массы накопителей-отстойников и отстойников электрокоагуляторов - со сгустителем, выход фильтрата которого соединен с накопителями-отстойниками, причем анодная и катодная камеры электрокоагуляторов соединены с отдельными отстойниками. Отстойники анодной части электрокоагуляторов соединены со средней частью электродиализаторов, которые затем последовательно соединены с цеолитовыми фильтрами и емкостью для чистой воды. Отстойники же катодной части электрокоагуляторов, анодная и катодная камеры электродиализаторов соединены с накопителями-отстойниками. To achieve the specified technical result, a production line for producing granular organic products, including a receiving hopper, a furnace, a thickener, a granulation and drying apparatus connected to a gas burning furnace, a separator and a mass pipe system, is equipped with settling tanks installed in front of the thickener and connected to a receiving hopper , electrocoagulators with sedimentation tanks, electrodialyzers, zeolite filters, a container for clean water and installed after the granulation and drying apparatus and two stage air cleaning system, the first stage of which is connected to it in a closed cycle, and the second - in series with the turbocharger, the choke and the additional filter. The outputs of the aqueous fraction of the suspension of sedimentation tanks are connected to electrocoagulators, and the outputs of the condensed mass of sedimentation tanks and sedimentation tanks of electrocoagulators are connected with a thickener, the filtrate outlet of which is connected to sedimentation tanks, and the anode and cathode chambers of electrocoagulators are connected to separate sedimentation tanks. The sedimentation tanks of the anode part of the electrocoagulators are connected to the middle part of the electrodialyzers, which are then connected in series with zeolite filters and a tank for clean water. The sedimentation tanks of the cathode part of the electrocoagulators, the anode and cathode chambers of the electrodialyzers are connected to the storage tanks.

На чертеже показана поточная линия для получения гранулированных органических продуктов. The drawing shows a production line for producing granular organic products.

Линия включает в себя приемный бункер 1, соединенный массопроводом с накопителями-отстойниками 2. Накопители-отстойники соединены со сгустителем 3 и с электрокоагуляторами 4, анодная и катодная части которых соединены с отдельными отстойниками 5 и 6, которые в свою очередь соединены со сгустителем 3, а через электродиализаторы 7 отстойники анодной части 5 элеткрокоагуляторов 4 соединены с цеолитовыми фильтрами 8 и емкостью чистой воды 9, а отстойники катодной части 6 элеткрокоагуляторов - с накопителями-отстойниками 2. Сгуститель 3 через шнек-транспортер 10 со шнеками-дозаторами различных добавок 11, емкость с мешалкой 12, снабженной устройством дозированной подачи 13, компрессором 14, соединен с аппаратом гранулирования и сушки 15, который снабжен питателем 16, наклонным шнековым транспортером 17 и воздушным сепаратором 18. Кроме того, аппарат гранулирования и сушки соединен с топкой 19, а через двухступенчатую систему воздухоочистки 20 - с последовательно установленными турбокомпрессором 21, воздушной заслонкой 22 и дополнительным воздушным фильтром 23. The line includes a receiving hopper 1 connected by a mass pipe to the settling tanks 2. The settling tanks are connected to the thickener 3 and to the electrocoagulators 4, the anode and cathode parts of which are connected to the separate settlers 5 and 6, which in turn are connected to the thickener 3, and through electrodialyzers 7, the sumps of the anode part 5 of the electrocoagulators 4 are connected to zeolite filters 8 and a clear water tank 9, and the sumps of the cathode part 6 of the electrocoagulators are connected to storage tanks 2. Thickener 3 through a screw an exporter 10 with metering screws of various additives 11, a container with a mixer 12, equipped with a metered feed device 13, a compressor 14, is connected to a granulating and drying apparatus 15, which is equipped with a feeder 16, an inclined screw conveyor 17 and an air separator 18. In addition, the apparatus granulation and drying is connected to the furnace 19, and through a two-stage air purification system 20 - with a turbocharger 21, an air damper 22 and an additional air filter 23 installed in series.

При работе описанной выше поточной линии осуществляется предлагаемый способ получения гранулированных органических продуктов. During the work of the production line described above, the proposed method for producing granular organic products is carried out.

Органические отходы производств, например, переработки барды в обогащенные кормовые добавки с содержанием твердой фракции 5 - 10% загружаются в приемный бункер 1. Из приемного бункера барда поступает в накопители-отстойники 2. Барда разделяется на две фракции: водную суспензию с органической дисперсной фазой и органическую часть, выпавшую в осадок. Водная суспензия подается в электрокоагуляторы 4, где перешедшие в раствор катионы растворяющегося металла электродов являются активными коагулянтами растворенных и взвешенных органических веществ. Обработанная водная суспензия из анодной части электрокоагуляторов поступает в отстойники 5, а из катодной части - в отстойники 6, при этом осадки из отстойников 5, 6 и накопителей-отстойников 2 направляются в сгуститель 3. Водная часть анодных отстойников поступает в среднюю часть электродиализаторов 7, где проводится обработка методом электрохимического обессоливания с использованием диафрагменной технологии, а поступившая водопроводная вода в катодную и анодную камеры электродиализаторов и вода катодных отстойников поступает в накопители-отстойники. Вода средней части электродиализаторов поступает в цеолитовые фильтры 8 для грубого и тонкого фильтрования. Очищенная вода, соответствующая нормам ПДК на сборную воду (см. табл. 1), накапливается в емкости чистой воды 9 и далее может использоваться в оборотном водоснабжении, для рыбохозяйственного назначения и т.д. Organic waste from production, for example, processing vinasse into fortified feed additives with a solids content of 5-10%, is loaded into the receiving hopper 1. From the receiving hopper, the bard is fed to settling tanks 2. The vinasse is divided into two fractions: an aqueous suspension with an organic dispersed phase and organic matter precipitated. The aqueous suspension is fed into electrocoagulators 4, where the cations of the dissolving metal of the electrodes that have passed into the solution are active coagulants of dissolved and suspended organic substances. The treated aqueous suspension from the anode part of the electrocoagulators enters the settling tanks 5, and from the cathode part - to the settling tanks 6, while the sediments from the settling tanks 5, 6 and storage tanks 2 are sent to the thickener 3. The aqueous part of the anode settling tanks enters the middle part of the electrodialyzers 7, where electrochemical desalination is performed using diaphragm technology, and the incoming tap water into the cathodic and anodic chambers of the electrodialyzers and the water of the cathodic settlers enter the reservoirs sedimentation bodies. Water of the middle part of the electrodialyzers enters zeolite filters 8 for coarse and fine filtration. Purified water that meets the MPC standards for collection water (see table. 1) is accumulated in a clean water tank 9 and can then be used in recycled water supply, for fishery purposes, etc.

Цеолит в цеолитовых фильтрах по мере засорения заменяется новым, а отработанный используется как добавка к готовому продукту и является ценной минеральной составляющей органоминеральных удобрений. Zeolite in zeolite filters is replaced by a new one as clogged, and the used one is used as an additive to the finished product and is a valuable mineral component of organic fertilizers.

В сгустителе 3 водный органический осадок доводится до содержания твердой фракции 20-40%. Отсепарированная вода подается обратно в накопители-отстойники, а сгущенная масса поступает в шнековый транспортер 10, который снабжен шнек-дозаторами различных добавок 11. Далее обогащенная органическая масса влажностью 70-75% поступает в емкость с мешалкой 12, дополнительно перемешивается и гомогенизируется и подается устройством дозированной подачи 13 со скоростью 1750-4100 кг/ч одновременно с подачей компрессором 14 воздуха давлением 2-3 кг/см² в аппарат гранулирования и сушки 15, где распыливается до туманообразного состояния, а засасывание турбокомпрессором 21 нагретого топкой газа с расходом 22900-63000 м³/ч создает в аппарате гранулирования и сушки псевдоожиженный слой, что обеспечивает получение гранул правильной сферической формы требуемых размеров 1-6 мм и насыпной плотности 750-800 кг/м³. Готовый гранулированный продукт выгружается в наклонный шнековый транспортер 17, который подает продукт в зигзагообразный воздушный сепаратор 18. За счет вакуума, образующегося в аппарате гранулирования и сушки, и дополнительного воздуха, подаваемого в зигзагообразный сепаратор вентилятором (не показан) проводится воздушная сепарация продукта по гранулометрическому составу на пыль и мелкие гранулы, возвращаемые в аппарат гранулирования и сушки, а готовый продукт выгружается на упаковку. Из аппарата гранулирования и сушки воздух попадает в двухступенчатую систему воздухоочистки 20, где он очищается от мелких гранул, которые из первой ступени возвращаются в аппарат гранулирования и сушки, а товарная фракция выгружается. Пыль, осевшая во второй ступени воздухоочистки, выгружается. Очищенный из турбокомпрессора 21 выбрасывается через регулирующую напор и производительность воздушную заслонку 22 и дополнительный воздушный фильтр 23 в атмосферу.In thickener 3, the aqueous organic precipitate is adjusted to a solids content of 20-40%. The separated water is fed back to the settling tanks, and the condensed mass enters the auger conveyor 10, which is equipped with auger batchers of various additives 11. Then, the enriched organic mass with a moisture content of 70-75% enters the tank with a stirrer 12, is additionally mixed and homogenized and fed by the device dosed supply 13 at a speed of 1750-4100 kg / h simultaneously with the compressor 14 supplying air with a pressure of 2-3 kg / cm ² to the granulating and drying apparatus 15, where it is sprayed to a foggy state, and suction is With the compressor 21 heated by the furnace with a flow rate of 22900-63000 m ³ / h, a fluidized bed is created in the granulating and drying apparatus, which ensures the production of granules of the correct spherical shape with the required sizes of 1-6 mm and bulk density of 750-800 kg / m ³ . The finished granular product is discharged into an inclined screw conveyor 17, which feeds the product into a zigzag air separator 18. Due to the vacuum generated in the granulation and drying apparatus and additional air supplied to the zigzag separator by a fan (not shown), air separation of the product by particle size distribution is carried out dust and small granules returned to the granulating and drying apparatus, and the finished product is unloaded onto the packaging. From the granulating and drying apparatus, air enters the two-stage air purification system 20, where it is cleaned of small granules, which are returned from the first stage to the granulating and drying apparatus, and the commercial fraction is unloaded. Dust settled in the second stage of air cleaning is discharged. Cleaned from the turbocharger 21 is discharged through the regulating pressure and performance air damper 22 and an additional air filter 23 into the atmosphere.

При переработке органических отходов животноводческих комплексов накопители-отстойники, в которых под действием температуры происходит процесс ферментации с выделением биогаза, соединены последовательно с вакуумгидрозатвором, установкой для отделения сероводорода, газгольдером и компрессором (не показаны). Сжатый биогаз поступает в топку 19, а далее нагретый газ через аппарат гранулирования и сушки проходит путь, как описано выше, отдает тепло в конденсаторе-обогревателе (не показан), в котором смонтированы накопители-отстойники, и выбрасывается в атмосферу. In the processing of organic waste from livestock complexes, sediment storage tanks, in which, under the influence of temperature, a fermentation process with the release of biogas, are connected in series with a vacuum gas trap, a hydrogen sulfide separation unit, a gas tank and a compressor (not shown). Compressed biogas enters the furnace 19, and then the heated gas passes through a granulating and drying apparatus, as described above, releases heat in a heater condenser (not shown), in which sediment storage tanks are mounted, and is released into the atmosphere.

Технологические режимы изготовления продуктов приведены в табл. 2. Technological modes of manufacturing products are given in table. 2.

При эквивалентном диаметре емкости не менее 100 мм, в которую осуществляется загрузка, и величине загрузки емкости 50 кг и более насыпная плотность, независимо от размера гранул, составляет 750-800 кг/м³.When the equivalent diameter of the container is not less than 100 mm into which the load is carried out, and the load capacity of the container is 50 kg or more, the bulk density, regardless of the size of the granules, is 750-800 kg / m ³ .

При уменьшении нижних пределов параметров, представленных в таблице 2, практически невозможно получить гранулы правильной сферической формы при разумных производительностях. При увеличении верхних значений параметров существенно возрастают энергозатраты на производство. With a decrease in the lower limits of the parameters presented in table 2, it is almost impossible to obtain granules of the correct spherical shape with reasonable performance. With an increase in the upper values of the parameters, the energy consumption for production increases significantly.

Claims

1. A method of producing granular organic products, including thickening an aqueous suspension with the separation of the filtrate, simultaneous granulation and drying by spraying in a fluidized bed and collecting dust in the exhaust gases after granulation, while drying is carried out, for example, flue gases, or natural gas, characterized in that the thickening of the aqueous suspension is carried out by electrocoagulation and electrodialysis to a moisture content of not more than 70%, releasing pure water, and granulation and drying are carried out while ache suspension into the granulator at a speed of 1750-4100 kg / hr and at a fluidization gas at a rate of 22900-63000 m ³ / h at a pressure of atomizing air 2,0-3,0 kg / cm _2.

2. A production line for producing granular organic products, comprising a receiving hopper, a furnace, a thickener, a granulation and drying apparatus connected to a gas burning furnace, a separator and a mass pipe system, characterized in that the line is equipped with settling tanks installed in front of the thickener, connected to receiving hopper, electrocoagulators with sedimentation tanks, electrodialyzers, zeolite filters, a tank for clean water and installed after the granulation and drying apparatus of a two-stage s an air cleaning system connected to the first stage with it in a closed cycle, and through the second stage in series with a turbocharger, an air damper and an additional filter, while the outputs of the aqueous fraction of the suspension of sedimentation tanks are connected to electrocoagulators, and the outputs of the condensed mass of sedimentation tanks and sedimentation tanks of electrocoagulators are with a thickener, the filtrate outlet of which is connected to storage tanks, moreover, the anode and cathode chambers of the electrocoagulators are connected to separate sumps and sumps electrocoagulators anode portion connected to the middle part electrodialyzers which are connected in series with filters and zeolite capacity for pure water, and sumps electrocoagulators cathode part, the anode and cathode chambers are connected with electrodialyzers drives settling leg.