Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности

Электрогидравлические устройства для производства торфяной пульпы и обогащения торфа

В настоящее время особое значение приобретает электро- гидравлическая обработка торфа. Торф содержит комплекс орга­нических веществ и является уникальным сырьем для различных отраслей, народного хозяйства. Органическое вещество торфа и входящие в него гуминовые кислоты в значительной степени опре­деляют плодородие почв, являясь источниками физиологически активных веществ, повышающих процессы жизнедеятельности жи­вых организмов. Однако эти свойства проявляются только после '' соответствующих процессов разложения органического торфа и перехода ряда его соединений в доступное для усвоения расте­ниями состояние. В природе этот процесс идет крайне медленно, поэтому применение торфа в чистом виде эффективно лишь при ■ чрезвычайно высбких дозах его внесения в почву, что экономически невыгодно. Для использования торфа в качестве удобрения при­меняют различные методы активации органического вещества и азота торфа: термические, химические, биологические.

Электрогидравлическая обработка обладает многофакторным физико-химическим воздействием на сложные органические струк­туры, является перспективным методом его активации [70, 74, 92]. Для этого используют электрогидравлические дробилки, входящие как основной агрегат в технологическую линию.

Последовательность технологических операций при работе электрогидравлической установки следующая: фрезерный торф, на­ходящийся в загрузочном бункере, подается ленточным транспор­тером на вибросито, где он просеивается, а затем очищается эле­ктромагнитным сепаратором от металлических включений. Интен­сивность подачи торфа определяется производительностью вибро­сита и электрогидравлической дробилки. Просеянный торф подает­ся ленточным транспортером в бак смесителя, куда поступает вода в количестве, регулируемом вентильной заслонкой с при­водом и определяемом влажностью исходного торфа и заданной консистенцией конечного продукта. Затем торфоводяная смесь по­ступает в камеру электрогидравлической дробилки, где подвер­гается воздействию электрогидравлических ударов. Обработанный субстрат-пульпа перекачивается насосом в резервуар.

Все основные технологические операции обработки торфа уп­равляются и контролируются автоматически. Кроме этого, пре­дусмотрены пульт дистанционного управления отдельными опе­рациями, а также сигнализация и контроль за режимами работы. Эта технология легла в основу промышленной установки для электрогидравлической обработки торфа с целью получения из него качественного органического удобрения, массы для дражиро - вания семян различных сельскохозяйственных культур и высоко­дисперсной торфомассы, которая используется для нанесения на поверхность торфа для предохранения' его от выдувания [109].

Электрогидравлически обработанный торф также может быть использован в микробиологической, бродильной и комбикор­мовой промышленности. В отдельных случаях, например при использовании электрогидравлически обработанного торфа в ка­честве сырья для бродильной промышленности, после электро - гидравличёской обработки торф засевают соответствующей ми­крофлорой, используя при этом эффект «бактериального взрыва» [77, 92].

Исследования, проведенные на пяти видах торфа, показали, что в процессе электрогидравлической обработки торфа происхо­дит его интенсивное диспергирование: содержание в нем частиц размером менее 250 мкм доходит до 80—90 %. При этом наиболее интенсивное диспергирование происходит в первый период элект­рогидравлической обработки (до 300 импульсов на 1 кг суспензии).

Проведенные эксперименты позволили установить, что мас­совое содержание питательных веществ и микроэлементов в элек­трогидравлически обработанном торфе резко изменяется в сравне­нии с исходным в сторону повышения. Так, массовое содержание аммиачного азота возрастает в зависимости от вида торфа в 1,4—4,5 раза, а водорастворимого органического вещества — в 1,5—5 раз. Физико-химическими анализами определено, что при .электрогидравлической обработке происходит гидролитическое дезаминирование свободных кислот.

Экспериментально установлено, что свободное хранение эле­ктрогидравлически обработанного торфа при положительных тем­пературах приводит на 10—15-й день хранения к резкому (в 5— 10 раз) увеличению массового содержания в нем растворимых соединений азота МН4 (табл. 7.1) за счет бактериального взрыва. Это свидетельствует о том, что процессы, инициированные элект­рогидра влическим эффектом, продолжаются еще определенное время и после его прекращения, после чего состояние стабили­зируется. Это подтверждается тем, что последующее длитель­ное (3—5 мес) хранение электрогидравлически обработанного торфа как при отрицательных, так и при положительных темпера­турах не ухудшает приобретенных им свойств.

Исследование процессов, протекающих в торфе после электро­гидравлической обработки при употреблении его в качестве орга­нического удобрения, выявило два наиболее целесообразных на­правления его использования, а именно: в качестве добавки к теп­личным грунтам и как основного компонента дражировочной массы для дражирования семян корнеплодов и овощных культур.

Производственная проверка в теплицах совхозов «Выборжец» (на площади 4200 м2) и «Ленинградский» (на площади 13 050 м2) Ленинградской области показала, что внесение электрогидравли­чески обработанного торфа в тепличный грунт в количестве 10 кг/м2 обеспечивает такую же урожайность огурцов, как и при внесении 20 кг/м2 навоза. Кроме того, внесение электрогидравли­чески обработанного торфа улучшило фитосанитарное состояние

Тепличных грунтов. Экономическая эффективность применения электрогидравлически обработанного торфа по сравнению с наво­зом составила 416 руб. на 1 га.

Таким образом, использование электрогидравлически обрабо­танного торфа в защищенном грунте позволяет снизить потреб­ность в таком дефицитном материале, как подстилочный навоз, улучшить за счет дезодорирующего эффекта санитарно-гигие­нические условия работников теплиц, удешевить производство овощей в теплицах. Кроме того, электрогидравлически обработан­ная пульпа (смесь воды с торфом) обладает бактерицидными свойствами, что очень важно при выращивании овощей в закры­тых грунтах. Также эффективно может применяться в теплич­ном хозяйстве и электрогидравлическая стерилизация почвы с од­новременным ее удобрением.

Большие перспективы имеет также предложенный способ электрогидравлического обогащения торфа, включающий дробле­ние, последовательное отстаивание, сушку и самобрикетирование тОрфа. Для этого поступающий из месторождения торф подвер­гается дроблению в обычных или двух-трехступенчатых электро - гидравлических дробилках песчаного типа, работающих в непре­рывном режиме и выдающих пульпу с частицами не крупнее 1 мм при соотношении торфа и воды не менее чем 1 : 3. Полученная жидкая пульпа поступает в отстойники-транспортеры, из нижней части которых непрерывно удаляется осевший на дно песок. Затем обогащенная торфом пульпа поступает в другие отстой­ники, по дну которых проходит сетчатая транспортерная лента, разделенная на ячейки. По мере заполнения торфом ячеек лента выносит их из ванны, где теряющие воду брикеты под действием сил поверхностного натяжения воды стягиваются и отрываются от стенок формы. Далее транспортер сбрасывает частично сформи­рованные брикеты на транспортер сушки, где брикеты окончатель­но подсыхают и стягиваются в очень плотные брикеты с объемной массой до 1,5—2,0.

Оставшаяся обогащенная электрогидравлической обработкой водоторфопесчаная смесь может эффективно использоваться в ка­честве удобрения. Энергетические затраты на электрогидравли - ческое дробление и обогащение торфа, по нашим расчетам, не превышают 50—60 кВт на 1 т. Несомненно, эффективна и перевозка обогащенного и брикетированного торфа с объемной массой 1,5—2,0 (по сравнению с обычной не более 1,0). Заметно сокращается и количество золы при сжигании такого уплотнен­ного торфа.