СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОЙ ДРЕВЕСНОЙ ЗОЛЫ Российский патент 2017 года по МПК B01J2/14 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам получения удобрения из древесных золы в форме сферических гранул, что позволяет исключить пыление и потери, улучшить сыпучесть и дозируемость древесной золы при внесении ее в почву в качестве удобрения.

В процессе поиска аналогов не было обнаружено источников информации, описывающих способы получения гранулированных продуктов, используемых как удобрения, на основе древесных зол.

Известен способ получения гранулированного известково-аммиачного удобрения окатыванием во вращающемся грануляторе (RU 2377638 С2, опубл. 20.09.2009 г.). При окатывании приллированных гранул аммиачной селитры наносят жидкую составляющую в виде водного раствора с температурой 100-110°C, содержащего аммиачную селитру и добавки в виде сульфида аммония, каустического магнезита и фосфата аммония.

Недостатком известного способа является необходимость введения компонентов в водный раствор, усложняющих состав полученного удобрения, а также необходимость его предварительной подготовки и нагрева, поэтому способ трудоемок и не предназначен для получения гранулированной древесной золы.

Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления облегченного безобжигового зольного гравия, который используется в качестве заполнителя для бетонов и строительных растворов. В способе используют золу-унос, полученную при сжигании угля (RU 2490225 С2, опубл. 20.08.2013 г.).

Известный способ заключается в подготовке ядра путем увлажнения его жидким стеклом, дальнейшем формировании на нем оболочки и использовании увлажненных водой портландцемента при окатке в грануляторе и тепловой обработки пропариванием сырца. В качестве ядра использовали пенополистирол с размером 2-12 мм, в качестве золы - высококальциевую золу-унос, а формирование оболочки осуществляют в 2 этапа.

Однако способ не предназначен для получения гранулированного удобрения из древесной золы с заданным размером гранул, является цикличным и не обеспечивает непрерывность процесса гранулирования. Полученные гранулы легкие, хрупкие и крупные (5-20 мм), имеют низкую прочность (0,37-0,50 кг/см²), что не обеспечивает их долгосрочное хранение и транспортировку без повреждений.

Технический результат, полученный при осуществлении заявленного способа, заключается в получении сферических гранул из древесной золы с заданным размером частиц 2-4 мм, имеющих статическую прочность не менее 20 кг/см², при объеме производства до 2500 кг/ч и непрерывной работе оборудования.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения гранулированной древесной золы, заключающемся в окатывании частиц гранулообразования при одновременной подаче порошкового и жидкого компонентов и дальнейшей сушке гранул, согласно изобретению в качестве частиц гранулообразования используют отсев древесной золы с размером частиц до 1,5 мм, окатывание осуществляют в грануляторе тарельчатом 6, при этом тарель 3 размещают под углом 45-75° к горизонту, вращение тарели 3 осуществляют с частотой 27-29 оборотов в минуту, жидким компонентом служит вода, а в качестве порошкообразного компонента используют сухую древесную золу с насыпным весом 560-600 кг/м³, при этом весовое соотношение вода/зола поддерживают в интервале 0,27-0,29, подачу воды и золы осуществляют непрерывно, обеспечивая самопроизвольное скатывание влажных гранул через борт тарели 3.

Согласно п. 2 формулы древесная зола получена при сжигании кородревесных отходов, опилка хвойных пород с примесью лиственных пород.

Согласно п. 3 формулы сушку влажных гранул осуществляют при температуре 18-300°C.

Использование в качестве частиц гранулообразования отсева древесной золы с размером частиц до 1,5 мм, в качестве жидкого компонента - воды, а в качестве порошкообразного компонента - сухой древесной золы с насыпным весом 560-600 кг/м³ позволяет при окатывании получать гранулы сферической формы с заданным размером 2-4 мм, обладающие высокими прочностными свойствами.

Использование вращающейся тарели 3 гранулятора тарельчатого 6, установленной под углом α=45-75° к горизонту, вращение тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 с частотой 27-29 оборотов в минуту и непрерывная подача воды и золы в весовом соотношении 0,27-0,29 обеспечивают равномерное образование гранул заданного размера и непрерывное скатывание влажных гранул за борт тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 под действием собственного веса.

Если угол α будет меньше 45°, а частота вращения тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 будет ниже 27 оборотов в минуту, то гранулы будут слипаться и не смогут свободно скатываться за борт тарели 3 гранулятора тарельчатого 6.

Если угол α будет больше 75°, а частота вращения тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 будет выше 29 оборотов в минуту, то гранулы не смогут достигать нужных размеров и раньше времени будут скатываться под действием собственного веса.

Оптимальное весовое соотношение води и золы составляет 0,27-0,29. Если это соотношение не будет соблюдаться, то гранулы будут недостаточно либо излишне увлажнены, поэтому не будут обладать заданными свойствами.

Влажные гранулы могут подвергаться дополнительной сушке либо сохнуть в естественных условиях. Это объясняется тем, что на выходе с тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 гранулы имеют влажность 15-16% в результате перехода части свободной влаги в химически связанную форму. При дальнейшем пребывании гранул на воздухе процесс химического связывания свободной влаги продолжится. Гранулы при этом твердеют и приобретают прочность, достаточную для их дальнейшей транспортировки и хранения, не требуя дополнительной сушки.

На фиг. 1 показана установка для гранулирования древесной золы заявляемым способом, где

1 - бункер для древесной золы,

2 - питатель шнековый,

3 - тарель гранулятора тарельчатого,

4 - насос для подачи воды,

5 - распылитель воды,

6 - гранулятор тарельчатый.

Способ осуществляется следующим образом.

Окатывание частиц гранулообразования осуществляют при одновременной подаче порошкового и жидкого компонентов. В качестве частиц гранулообразования используют отсев древесной золы с размером частиц до 1,5 мм, который помещают в тарель 3 гранулятора тарельчатого 6, установленного под углом 45-75° к горизонту. Вращение тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 осуществляют с частотой 9-18 оборотов в минуту.

Жидким компонентом служит вода, которую подают с помощью насоса 4 и распыляют над тарелью 3 гранулятора тарельчатого 6 с помощью распылителя 5. Порошкообразный компонент в виде сухой древесной золы с насыпным весом 560-600 кг/м³ подают из бункера 1 с помощью питателя шнекового 2 и распыляют одновременно с водой. Древесная зола получена при сжигании кородревесных отходов, опилка хвойных пород с примесью лиственных пород.

Весовое соотношение вода/зола поддерживают в интервале 0,27-0,29. Подачу воды и золы осуществляют непрерывно. В процессе работы гранулятора тарельчатого 6 происходит самопроизвольное скатывание влажных гранул через борт гранулятора тарельчатого 6.

В дальнейшем происходит сушка влажных гранул, которую осуществляют при температуре 18-300°C.

В результате процесса получают удобрения в виде сферических гранул из древесной золы с размером частиц 2-4 мм, имеющих высокую статическую прочность не менее 20 кг/см², при объеме производства до 2500 кг/ч при непрерывном процессе гранулирования и использовании промышленных грануляторов с большим диаметром тарели.

Пример

Исходным материалом служила зола древесная, полученная при сжигании кородревесных отходов, опилка в основном хвойных пород (ель, сосна) с примесью лиственных пород (береза). Физическое состояние - пылевидная, порошкообразная, сухая, сыпучая смесь. Размер частиц - от нескольких микрон до 0,01 мм.

Состав золы: калий - 3,1÷4,2%; фосфор - 3,5÷5,46%; кальций - 24,02÷29,47%; магний - 6,16÷8,91%; алюминий - 0,69%; цинк - 0,14÷0,32%; свинец, кадмий – остальное.

Влажность - 0,1%.

Насыпной вес - 578 кг/м³.

В качестве частиц гранулообразования (затравки) использовали отсев древесной золы в виде мелких гранул, полученных при рассеве. Размер 1,2±0,3 мм.

В гранулятор тарельчатый 6 помещали отсев в количестве 4 кг. Диаметр гранулятора тарельчатого 6 составлял 800 мм, высота борта 160 мм. Вращение тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 осуществляли со скоростью 28 оборотов в минуту.

Исходный порошок золы подавали из бункера 1 со скоростью 0,5 кг/мин.

Одновременно разбрызгивали воду над поверхностью затравки, расход воды составил 0,15 литров в минуту. Весовое соотношение вода/зола составило 0,28.

Через 2,5 часа непрерывного окатывания гранулы стали скатываться под действием собственного веса к борту тарели 3 гранулятора тарельчатого 6 и самопроизвольно выгружаться в специальную емкость.

Время непрерывного окатывания составило 2 часа.

В таблице показан гранулометрический состав полученного продукта.

В продукте практически отсутствуют гранулы размером менее 1 мм. Гранулы размером 2-4 мм занимают порядка 90%.

Выход гранулированного продукта составил 8 кг.

Анализ показал, что полученные гранулы не слипались, дополнительная сушка не потребовалась. Сразу после гранулирования влажность составляла 15%. Через 12 часов хранения при комнатной температуре прочность составила 21-24 кг/см³, что было достаточно для транспортировки и хранения удобрения.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам получения удобрения из древесной золы в форме сферических гранул. Cпособ получения гранулированной древесной золы заключается в окатывании частиц гранулообразования при одновременной подаче порошкового и жидкого компонентов и дальнейшей сушке гранул, согласно изобретению в качестве частиц гранулообразования используют отсев древесной золы с размером частиц до 1,5 мм, окатывание осуществляют в грануляторе тарельчатом, при этом тарель размещают под углом 45-75° к горизонту, вращение тарели осуществляют с частотой 27-29 об/мин, жидким компонентом служит вода, а в качестве порошкообразного компонента используют сухую древесную золу с насыпным весом 560-600 кг/м³, при этом весовое соотношение вода/зола поддерживают в интервале 0,27-0,29, подачу воды и золы осуществляют непрерывно, обеспечивая самопроизвольное скатывание влажных гранул через борт тарели гранулятора тарельчатого. Технический результат - получение сферических гранул из древесной золы с заданным размером частиц 2-4 мм, имеющих статическую прочность не менее 20 кг/см², при объеме производства до 2500 кг/ч и непрерывной работе оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.,1 ил.

1. Способ получения гранулированной древесной золы, заключающийся в окатывании частиц гранулообразования при одновременной подаче порошкового и жидкого компонентов и дальнейшей сушке гранул, отличающийся тем, что в качестве частиц гранулообразования используют отсев древесной золы с размером частиц до 1,5 мм, окатывание осуществляют в грануляторе тарельчатом, при этом тарель гранулятора тарельчатого размещают под углом α=45-75° к горизонту, вращение тарели осуществляют с частотой вращения 27-29 об/мин, жидким компонентом служит вода, а в качестве порошкообразного компонента используют сухую древесную золу с насыпным весом 560-600 кг/м³, при этом весовое соотношение вода/зола поддерживают в интервале 0,27-0,29, подачу воды и золы осуществляют непрерывно, обеспечивая самопроизвольное скатывание влажных гранул через борт тарели гранулятора тарельчатого.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что древесная зола получена при сжигании кородревесных отходов, опилка хвойных пород с примесью лиственных пород.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку влажных гранул осуществляют при температуре 18-300°C.