Способ хранения фрезерного торфа Советский патент 1985 года по МПК E21C49/00 

Изобретение относится к торфяному производству, а именно к способам хранения фрезерного торфа в штабелях, формируемых на полях добычи. Цель изобретения - повышение эффективности предохранения торфа от саморазогревания. На фиг. 1 изображен пример реализации способа; на фиг. 2 - схема формирования электрического поля; на фиг. 3 - графическое изображение электрического поля, создаваемого между электродами. Способ хранения фрезерного торфа заключается в следуюшем. Торф, убранный с полей добычи в штабели 1 (фиг. I), периодически контролируется на интенсивность саморазогревания. При обнаружении очагов саморазогревания с повышенной для обычных условий хранения температурой передвижная установка 2 со смонтированными на телескопической стреле 3 разнополюсными электродами 4 (-) и 5 {+) подъезжает к очагу и погружает в него электроды, причем отрицательные электроды погружаются в зону наиболее интенсивного саморазогревания торфа. Источником энергии для создания электрического поля является генератор 6 переменного напряжения (фиг. 2), соединенный с валом отбора мощности передвижной установки. Напряжение с выхода генератора 6 поступает на первичную обмотку трансформатора 7. Вторичная обмотка имеет два вывода: вывод 8 для получения исходного напряжения Vo, формирующего постоянное электрическое поле, и вывод 9 для получения импульсного напряжения Vu, формирующего импульсное электрическое поле. Коммутация выводов вторичной обмотки осуществляется контактом 10 исполнительного реле 11, обмотка которого управляется реле 12 времени в соответствии с установленной скважностью следования импульсов.

Таблица 1 Напряжение с выводов трансформатора поступает на выпрямитель 13, а с его выхода УЕЫГ подается на электроды. Между электродами, погруженными в очаг саморазогревания торфа, формируется электрическое поле с постоянным Vo и дополнительно накладываемым на него импульсным УИ напряжениями. Под воздействием электрического поля влага из зоны положительного электрода 5 перемещается в зону очага интенсивного саморазогревания - к отрицательному электроду 4, увлажняя эту опасную зону нагретого торфа в штабеле и устраняя опасность дальнейшего разогревания. Наложение импульсного электрического поля на постоянное повышает скорость фильтрации влаги в торфе (влагоперенос) и сокращает время на ликвидацию очагов саморазогревания. Форма напряжения, подаваемого на электроды, представлена на фиг. 3, где в системе координат градиент напряжения электрического поля () - время (t) графически изображены градиент АО напряжения постоянного электрического поля, амплитуда AU градиента напряжения импульсного электрического поля; коэффициент превышения амплитуды напряжения импульсного электрического поля относительно постоянного, период Т следования импульсов; длительность t;j импульсов и скважность С импульсов. Обработку очагов саморазогревания производят при минимальном градиенте напряжения электрического поля 1-3 В/см, обеспечивающем влагоперенос, амплитуде напряжения импульсного электрического поля, превыщающей постоянное в 2-4 раза, скважности импульсов 3-5 и периоде их следования 10-30 мин. В табл. 1 приведены данные о влиянии градиента напряжения электрического поля на температуру нагрева торфа и влагоперенос в штабеле.

1. СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА, включающий формирование штабеля на поле добычи и искусственное регулирование влажности торфа в штабеле путем воздействия постоянного электрического поля, создаваемого погружением в штабель электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности предохранения торфа от саморазогревания, на штабель одновременно с воздействием постоянного электрического поля воздействуют периодически изменяющимся импульсным полем. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что искусственное регулирование влажности торфа в штабеле ведут при градиенте напряжения постоянного электрического поля 1 - 3 В/см, амплитуде градиента напряжения импульсного поля, составляющей 2-4 градиента напряжения постоянного электрического поля, скважности импульсов 3-5 и периоде их следования 10-30 мин. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что I определяют зону наиболее интенсивного саморазогревания торфа и погружают в нее (О отрицательные электроды.

, мл/мин о 3,0 15,0 24,6 33,6 20,5 20,5 20,8 21,1 24,5 33,5 40,5 Из табл. 1 видно, что с повышением гра-55 диента напряжения увеличивается и влагоперенос, имея максимум 46,5 мл/мин при градиенте напряжения 6 В/см. 42,0 45,6 46,5 39,9 15,0 47,0 52,0 56,0 Однако с повышением градиента напряженин помимо увеличения прямых энергозатрат происходит образование слоя сухого торфа вокруг положительного электрода

и, как следствие, его нагрев, например, до 47°С при 6 В/см. Последнее вызывает интенсификацию процесса саморазогревания и ведет к увеличению потерь торфа в результате его физических, биохимических и микробиологических превращений.

Согласно полученным данным для торфа с исходной температурой в штабеле 20,5°С при градиенте напряжения В/см и величине влагопереноса 15,0- 33,6 мл/мин обеспечивается наиболее стабильная температура окружающего электроды торфа 20,8-24,5°С, практически не влияющая на процесс саморазогревания торфа.

Как видно из табл. 2, при наложении импульсного поля на постоянное электрическое поле, создаваемое между электродами, увеличивается скорость влагопереноса, достигая максимума 51,0 мл/мин. По результатам полученных данных выявлены оптимальные параметры импульсного поля - коэффициент превышения амплитуды. Напряжения импульсного поля относительно напряжения постоянного поля и скважность импульсов , обеспечивающие наиболее эффективный влагоперенос 42,0-51,0 мл/мин (при обработке торфа только постоянным электрическим полем влагоперенос 15,0-33,6 мл/мин, см. табл. 1).

При периодичности следования импульсов 10-30 мин величина влагопереноса 48,6-51,0 мл/мин, что соответствует наПри градиенте напряжения 0,5 В/см и влагопереносе 3,0 мл/мин торф не подвергается дополнительному нагреву, но процесс влагопереноса идет медленно и требует длительного воздействия электрического поля на обработку торфа в штабеле в очаге саморазогревания.

В табл. 2 представлены данные об-эффективности влагопереноса в зависимости от параметров импульсного поля (на единицу затрачиваемой энергии) при В/см (данные приведены в сравнении с влагопереносом под воздействием постоянного электрического поля с равной затратой энергии).

Таблица 2

При амплитуде градиента напряжения импульсного поля, превышающей напряжение постоянного поля в 5 и более раз, увеличивается растворимость газов в фильтрационном потоке, в результате чего происходит интенсивное выделение пузырьков газа, что замедляет влагоперенос в капиллярно-пористой структуре торфа.

В табл. 3 приведены данные, характеризующие зависимость влагопереноса от периода следования импульсов при градиенте напряжения электрического поля 2 В/см, коэффициенте превышения амплитуды импульсного поля и скважности .

Таблица 3

иболее оптимальным значениям этого показателя, приведенным в табл. 2.

При периодичности импульсов менее 10 мин величина влагопереноса небольшая, поскольку маленькие пузырьки воздуха, выделяющиеся при импульсной электрофильтрации влаги в пористой структуре торфа, не успевают всплыть вверх, препятствуя процессу влагопереноса.

При периодичности импульсов более 30 мин также происходит уменьшение скорости фильтрационного потока за счет увеличения влияния наведенного фильтрационным потоком противоположно направленного электрического поля (эффект Квинке).

Разнополюсные электроды располагают на расстоянии 0,5-1,5 м один от другого.

Поскольку очаги саморазогревания торфа в штабеле в начальный период своего формирования не превышают 0,3-1,0 м, а вокруг них образуется зона подсушенного торфа с пониженной влажностью, которая равна 0,4-0,6 наибольшего диаметра очага, положительные электроды должны быть помещены за пределы этой зоны, что составляет например, для очагов максимальных размеров в начальный период их формирования расстояние

,5 м -f 0,6 м + (0,,4) м

1,,5 м.

где (0,,4) м - расстояние от наружной границы зоны подсушенного торфа до зоны торфа с повышенной влажностью.

При увеличении расстояния между разнополюсными электродами снижается эффект влагопереноса или становится необходимым увеличения напряжения электрического поля, что, в свою очередь, ведет к дополнительному нагреву торфа, интенсифицируя процесс саморазогревания.

Дополнительное воздействие импульсного электрического поля, накладываемого на постоянное электрическое поле, создаваемое между погруженными в торф электродами, позволяет ускорить процесс влагопереноса в штабелях фрезерного торфа и повысить эффективность предохранения его от саморазогревания.

Кроме того, импульсное электрическое поле не вызывает сколько-нибудь значительного повышения температуры окружающего электроды торфа, в то время как достижение эквивалентного влагопереноса за счет увеличения градиента постоянного электрического поля приводит к нагреву торфа, что недопустимо.

Фиг. 2