Файл: Лазарев А.В. Технология производства торфа учеб. пособие.pdf

По указанным причинам научные исследования по получению гранулированного торфа на месторождениях верхового типа с низкой степенью разложения были прекращены. Однако выполненные работы показали правильность взятого направления совершенство­ вания фрезерного способа путем введения в технологический процесс переработки и формования торфа в кусочки оптимальных с точки зрения сушки размеров и сушки в так называемом организованном расстиле, состоящем из 1—1,5 ряда гранул.

Работы по получению переработанного фрезерного торфа повышен­ ного качества были возобновлены во ВНИИТП на сырье степенью разложения, превышающей 20%. При этом имеется в виду, что встречающиеся в залежи слои слаборазложившегося торфа будут использоваться для получения подстилки, теплоизоляционных плит или при необходимости разрабатываться на топливо, они должны предварительно специально подготавливаться (обогащаться) с целью улучшения их качества.

В результате разработана технологическая схема производства, которая состоит из следующих операций: послойного фрезерования слоя торфяной залежи с одновременным перетиранием и формованием торфяной крошки в кусочки размером 10—20 мм и расстилом их на площади слоем в 1—1,5 ряда, ворошения слоя полученного торфа, валкования и уборки готовой продукции в штабели для хранения.

Для фрезерования, переработки, формования и расстила торфя­ ных кусочков создан фрезерный барабан ФПБ-0 (рис. 18), работа­ ющий в прицепе к трактору Т-4 мощностью 140 л. с. Ворошение может выполняться серийными ворошилками, применяемыми в про­ изводстве фрезерного торфа по другим схемам. Валкование высушен­

тельность технологического цикла принимается равной двум дням. Формование переработанной крошки машиной ФПБ обеспечивается при влажности фрезеруемого слоя торфяной залежи более 75%.

Получаемый по данной технологии торф отличается от обычного фрезерного торфа пониженной влагоемкостыо и увеличенной плот­ ностью на 30—40% при средней и высокой степени разложения и на 70—80% при степени разложения ниже 30%. Абсолютная величина плотности нового торфа не ниже 330 кг/м3, что делает его вполне пригодным для сжигания на крупных электростанциях.

Опыт показал, что переработка и формование ускоряют сушку фрезерного торфа. Это обеспечивает повышение сбора готовой про­ дукции с единицы эксплуатационной площади в 1,3—1,6 раза. Уменьшенная влагоемкость торфа позволяет высушивать его при менее благоприятных погодных условиях. Такой торф в меньшей степени подвергается намоканию атмосферными осадками. Техно­ логический процесс производства фрезерного торфа с применением переработки и формования частиц проходит промышленную про­ верку.

31

Кафедра разработки торфяных месторождений Калининского политехнического института (автор В. Я. Антонов) разрабатывает технологию производства фрезерного торфа па торфяных месторожде­ ниях верхового типа путем послойного фрезерования специальной фрезой, обеспечивающей переработку фрезеруемого слоя и уплотне­ ние переработанной крошки при прохождении через вальцы с ручь­ ями на поверхности. В процессе сушки в организованном расстиле (в 1—1,5 ряда) кусочки торфа частично разрушаются и готовая продукция получается в виде смеси из сформованных частиц и мелкой крошки. При этом, по данным Калининского политехни­ ческого института, продолжительность сушки сокращается, а сбор увеличивается на 20—30%. Повышение плотности готовой продук­ ции не предусматривается. В настоящее время ведется разработка конструкции машины для фрезерования, уплотнения и расстила торфа, а также уточняются технологические показатели производства по данной схеме.

Калининский филиал ВНИИТП разрабатывает технологию про­ изводства топлива в виде цилиндров начальным диаметром 60 мм из торфяного сырья верхового типа низкой степени разложения.

для сушки. Готовая продукция получается в виде мелких кусков диаметром 35—40 мм. Плотность торфа в свеженасЫпаийых валах достигает 260—280 кг/м3. Как отмечалось выше, такая плотность

В процессе сушки слой мелкокускового торфа подвергался воро­ шению специальной машиной. По достижении кондиционной влаж­ ности (40—45%) производится валкование и уборка в штабели уборочной перевалочной машиной ФПУ. Цикл сушки продол­

технология производства фрезерного торфа на залежи верхового типа, в которой имеются прослойки слаборазложившегося торфа. Техно­ логия включает щелевое фрезерование залежи с экскавацией и рас­ стилом получаемой массы ровным слоем по поверхности поля и раз­ работку этого слоя после подсушки фрезерным способом. После разработки одного слоя производится новое фрезерование и т. д.

Для щелевого фрезерования разработана машина МЩФ: глубина фрезерования до 2 м, ширина щели 250 мм. При щелевом фрезерова­ нии вместе со слаборазложившимся торфом захватывается Торф из нормально разложившихся слоев, происходит обогащение и качество готовой продукции повышается, что улучшает показатели производства и делает топливо пригодным для сжигания на крупных электростанциях.

Глава III

СУШКА ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА

§ 10. Сущность процесса сушки. Факторы, влияющие на сушку торфа

Сушка фрезерного торфа в полевых условиях протекает в резуль­ тате испарения влаги в окружающую среду под влиянием солнечной радиации и тепла воздушных масс. Процесс сушки характеризуется интенсивностью и продолжительностью. В общем виде интенсивность сушки материала представляет собой количество влаги, удаленное с единицы испаряющей поверхности материала за единицу времени,

Интенсивность сушки слоя фрезерного торфа, состоящего из мелких частиц разнообразных форм и размеров, у которого практи­ чески нельзя определить поверхность испарения, измеряется коли­

поверхностный слой торфяных частиц становится суше внутренних, влага из последних начинает перемещаться к поверхности и испа­ ряется. Таким образом, в процессе сушки происходит непрерыв­

ной сушки называется ж е с т к и м , а конвективной — м я г к и м . Интенсивность процесса испарения при конвективной сушке определяется разностью АР между давлением паров воды на испаря­ ющей поверхности материала Рм и парциальным давлением паров

34

Показателем потенциала испарения также служит психрометри­ ческая разность At° С. Чем она выше, тем, в прочих равных условиях, интенсивность испарения больше. С понижением как средней влаж­ ности торфяных частиц или кусков, так и влажности верхних слоев происходит снижение давления паров у испаряющей поверхности. Поэтому интенсивность испарения с изменением влажности материала также изменяется (рис. 20). По характеру этого изменения процесс сушки торфа в практических диапазонах влажности с нижним пределом 35—40% разбивается на два периода: постоянной скорости

процесс сушки торфа вступает в период убывающей скорости, когда интенсивность испарения снижается по мере уменьшения влажности торфа.

При достижении торфом определенной влажности давление паров воды у испаряющей поверхности становится равным парциальному давлению паров влаги в окружающем воздухе и потенциал испарения становится равным нулю. В этих условиях в процессе испарения наступает равновесие, при котором в равном количестве наблюдается переход молекул воды с испаряющей поверхности торфяных частиц в окружающий воздух и, наоборот, из последнего в торфяные частицы или куски, и процесс сушки прекращается.

Таким образом, полевая сушка торфа возможна до определенного

строения торфа, а также температуры и относительной влажности воздуха. С повышением последней значение Wp возрастает. По данным ВНИИТП, при средних значениях относительной влажности

воздуха 60—90% в дневные часы сезона сушки равновесное влагосодержание торфа колеблется от 0,2 до 0,4 кг/кг, или от 17 до 28%.

При сушке верхняя зона слоя фрезерного торфа быстро высыхает и препятствует перемещению влаги из внутренних слоев к испаря­ ющей поверхности. Кроме того, начальная влажность фрезерного торфа относительно низкая. По этим причинам период постоянной скорости сушки у слоя фрезерного' торфа бывает очень коротким; в основном сушка его протекает с убывающей скоростью.

По графику сушки, приведенному на рис. 21, можно определить

ственно в начале и конце рассматриваемого периода, кг/кг сухого вещества торфа;

Рс — содержание сухого вещества в сушимом слое фре­

и зависит от большого числа факторов, объединяемых в три группы: метеорологические, почвенные и технологические.

§ И . Зависимость процесса сушки от метеорологических факторов

Г р у п п у м е т е о р о л о г и ч е с к и х ф а к т о р о в соста­ вляют солнечная радиация и тепло воздушных масс, температура и относительная влажность воздуха, скорость ветра и атмосферные осадки.

Солнечная радиация и воздушные массы являются источниками тепла, под влиянием которых и происходит испарение влаги из торфа. Между напряжением солнечной радиации и интенсивностью испарения влаги из торфа существует прямая связь. Если напряже­ ние солнечной радиации, начиная с утра, постепенно увеличивается, достигает максимума к 13—14 ч, а затем вновь постепенно умень­ шается и с заходом солнца становится равным нулю (рис. 22), то

иинтенсивность испарения (рис. 23) с утра постепенно увеличивается,

впериод с 11 до 14 ч принимает наибольшее значение, а затем умень­ шается и практически прекращается до 6 ч утра.

Впервые 2 ч утром испарение соответствует ночному увлажне­ нию слоя фрезерного торфа от росы. Поэтому абсолютная убыль влаги или сушка фрезерного торфа до августа начинается с 8 ч утра

ипродолжается до 18—19 ч вечера, или по 10—11 ч за сутки. В от­ дельные длинные летние дни она увеличивается до 13—14 ч за день.

Вавгусте в связи с уменьшением продолжительности дня и увеличением намокания торфа в ночное время, продолжительность

сушкд сокращается до 9 чв первой идо 8 ч во второй и третьей дека­ дах. Как правило, производство фрезерного торфа по погодным

36