Любая почва со временем истощается, поэтому необходимо её удобрять, иначе выращивание на ней разнообразных культурных растений становится процессом затруднительным, а порой даже невозможным. Чаще всего огородники в роли подкормки для улучшения качественных показателей состояния почвы используют органические удобрения.
Одним из таких удобрений является торф, который образуется из частиц болотных отмерших и перегнивших растений. Как полезное ископаемое он добывается в руслах рек, болотах или других водоёмах. С древних времён этот вид сырья используется в сельском хозяйстве, а также во многих других сферах деятельности человека.
Образование торфа в природе
Торф – горючее природное полезное ископаемое растительного происхождения. По внешнему виду этот материал представляет собой массу тёмно-коричневого или чёрного цвета плотного состава, состоящую из частично разложившихся под действием воздуха остатков болотных растений, смешанных с земельным грунтом.
Наличие высокой влажности и отсутствие кислорода препятствует разложению болотной растительности. Считается, что залежи сырья являются первой стадией образования каменного угля. Как полезное ископаемое он образуется на границах водораздела, в долинах рек и чаще всего на торфяных болотах. Там же и происходит его накопление на протяжении многих тысячелетий.
Залегание ископаемого может происходить на небольших (до десяти метров) глубинах либо на поверхности почвы, что очень упрощает его добычу.
По оценкам мировых учёных, торфяники занимают почти 3% поверхности суши земли, а залежи их могут насчитывать от 250 до 500 миллиардов тонн.
Виды и характеристики материала
В зависимости от условий происхождения и произрастания растений, а также характера их накопления, образующих ценный природный материал, сырьё условно делят на три типа:
Каждый торфяной тип в свою очередь делится на следующие подтипы, которые обусловлены видом растений, служащих основным составом:
- Топяной.
- Лесотопяной.
- Лесной.
А также можно выделить шесть групп сырья, из которого может получаться торф:
В сельскохозяйственной деятельности условно этот природный материал разделяют на две группы: тяжёлый (тёмный), лёгкий (светлый).
Для того чтобы досконально разобраться с природными особенностями этого полезного ископаемого продукта, необходимо ознакомиться с его составом и свойствами. Основными составными компонентами является:
- Гумус (частично разложившиеся органические продукты).
- Вода.
- Минеральные вещества.
В состав его входит:
- Водород – 5%.
- Кислород – 2–3%.
- Углерод – 40–60%.
- Фосфор, сера, калий в незначительном количестве.
Структура, свойства и внешний вид этого природного ископаемого способны изменяться по мере разложения веществ, входящих в его состав. Так, изменение цвета продукта может происходить от светло-жёлтого окраса до чёрного оттенка. В зависимости от степени разложения также изменяется и структура материала - она может быть аморфной либо волокнообразной. Изменяется и пористость ископаемого.
С увеличением разложения в составе торфа становится большее количество остатка, который не поддаётся гидролизу, а также увеличивается процентное содержание гуминовых кислот, при этом уменьшается содержание легко гидролизуемых и водорастворимых веществ.
Основной особенностью материала считается способность к накоплению продуктов фотосинтеза и углерода. Добавление торфа в состав почвы улучшает её влаго- и воздухопроницаемость, а также питательный и микробиологический состав. Кроме того, продукты торфа способны ослаблять действие пестицидов в почве, оздоровлять её, снижая уровень нитратов.
Метод определения величины разложения
Качественные показатели оцениваются по следующим критериям: влажность, зольность, теплота сгорания и величина разложения.
Чтобы правильно провести подкормку почвы на участке, в первую очередь необходимо знать степень разложения торфяного состава. Простейшим способом определения величины может воспользоваться любой владелец огородного участка. Для этого нужно горстью торфа, зажатой в кулаке, провести по листку белой бумаги.
Если:
Применение торфа
В настоящее время с развитием науки и техники появляется широкая возможность рационального использования этого природного ископаемого во многих сферах народного хозяйства.
Топливо
В качестве топлива торфяная смесь используется главным образом на электрических станциях. Теплота сгорания продукта, его зольность и влажность считаются основными качественными показателями при использовании.
Количество теплоты, выделяемой при сгорании торфяных продуктов, а также их размер зольности, целиком зависят от природы возникновения торфа. Влажность топлива из торфа образуется под влиянием природных особенностей материала и технологического характера его производства. Именно от качества технологического оборудования, на котором изготавливается топливный материал, и соблюдения процесса его изготовления в основном и зависят показатели теплоты сгорания торфа.
Торфяная естественная зольность имеет огромные колебания. Максимальная зольность, которая допускается для отопительного торфа, допустима до 23%. А рабочий показатель влажности торфа приближается к 40%.
Брикеты
Брикет – это вид бытового облагороженного топлива. Брикет изготавливается из торфяной фрезерной крошки, которая имеет влажность не выше 15%, путём уплотнения торфа на специальном прессовочном оборудовании.
Для проведения операции по брикетированию к фрезерному торфу предъявляются следующие требования: разложение материала должно быть более 20% при использовании торфов верхового типа, а для низинного типа этот показатель не должен быть ниже 15%, зольность торфа для брикета не ниже 20%.
Для производства брикетного топлива лучшим сырьём считается торф типа низинного и подтипа – лесотопяного или лесного. Из верхового типа лучше использовать сосновый торф.
Газификация
Газификацией считается непрерывный процесс превращения твёрдого топлива на основе торфа в газообразное состояние. Это превращение осуществляется в специальных газогенераторах
путём взаимодействия разогретого до раскалённого состояния торфа с кислородом, водяного пара или их совмещённого состава. Получившийся таким способом газогенераторный газ характеризуется низким содержанием сернистых активных соединений.
Для газификации в основном употребляется торф твёрдой кусковой формы с влажностью не более 45%, степенью разложения более 20% и уровнем зольности менее 12%.
Коксование
Коксование – это процесс обработки торфяного топлива методом сухой перегонки в печах. В результате процесса сухой перегонки торфа образовывается остаток твёрдого типа, который называется торфяным коксом. Кроме того, получаются побочные продукты (различные смолы, смольная вода). Эти продукты служат в дальнейшем ценным сырьём для получения парафина, воска, уксусной кислоты, фенолов и многих других полезных веществ.
Степень технологической переработки торфа и свойства исходного материала существенно влияют на качественные показатели торфяного кокса. Для проведения процесса коксования пригоден торф со степенью разложения не менее 35% и зольностью не более 5%. Основным источником для коксования могут служить залежи верхового торфа с высокой степенью разложения.
Химическая переработка
Торф считается богатейшим сырьём для производства ценных химических продуктов: битумов, спирта, кормовых дрожжей, кислот гуминовых и прочих веществ.
Для выработки качественных гидролизных продуктов (спирт, кормовые дрожжи, фурфурол и пр.) лучшим материалом является торф верхового типа степенью разложения 10–15%.
Из торфов низинного типа с высокой степенью разложения получаются качественные гуминовые кислоты, которые применяются в промышленности при изготовлении керамики, силиката, для увеличения ёмкости аккумуляторных батарей. Гуминовые кислоты в сельском хозяйстве являются прекрасным стимулятором роста растений. Верхний тип торфа является отличным сырьём для приготовления битума.
Строительство
Как материал для строительства, торф имеет широкое применение в дорожной и гидротехнической отрасли (дорожные насыпи, приканальные дамбы). При строительстве технических сооружений специального назначения часто используются торфяные панели и торфоизоляционные плиты. Лучшим материалом для этих целей считается сфагновый торф с разложением 5–12%.
А вот изоляционные плиты изготавливаются из материала, добытого на участках специальных месторождений с комплексным видом залежи.
Сельское хозяйство
Торфяные месторождения в сельском хозяйстве могут использоваться во многих направлениях деятельности. Весьма перспективным считается применение месторождений торфа, конечно, при соответствующей агротехнической обработке, в качестве сельскохозяйственных полезных угодий, для выращивания различных культур. Лучшими для такого использования являются пойменные и овражные месторождения, а также выработанные фрезерные участки и карьерные площади.
Кроме того, очень широкое использование этот бесценный материал получил в медицинской области. Как надёжный и прекрасный материал для упаковки может применяться во время транспортировки и хранения различных овощей и фруктов.
Как видим из статьи, область применения природного ископаемого весьма разнообразна и многогранна.
Вы можете ознакомиться с изобретениями Николая Егина
Данный сайт остается как память об изобретателе
Переработка торфа и иловых осадков
Запасы торфяного сырья в России составляют 68 миллиардов тонн, они уступают лишь углю 97 миллиардов тонн, но превышают запасы нефти 31 миллиарда тонн газа 22 миллиарда тонн. По запасам торфа в мире Россия стоит на втором месте после Канады, где 170 миллиардов тонн. Сколько отработанных иловых осадков с городских очистных сооружений и предприятий вывозят на свалки, ещё не подсчитали, но ил, кал и торф является хорошим сырьём для производства топлива и удобрений. В качестве топлива торф применяют в трёх видах:
- Фрезерный или измельчённый торф для сжигания во взвешенном состоянии;
- Полубрикет или кусковой торф, малой степени прессования;
- Торфяной брикет, большой степени прессования, заменяет каменный уголь.
Все известные технологии доведения торфа и ила до калорийного топлива упирается в огромные затраты на их осушение, измельчение и прессование в брикеты или пеллеты с добавлением связующих материалов, например, парафинов или нефтешламов. Многочисленные опыты применения торфа и ила в качестве удобрений для различных растений показывают их медленное и неполное усвоение. Всё это, сдерживает широкое применение огромного количества органики, миллиардов тонн в топливно-энергетическом и сельскохозяйственном комплексах России. В странах, где газ и нефть импортируют, доля биотоплива в национальном энергобалансе составляет, например, для Ирландии 15%, Финляндии 11% ит.д., а для России всего 0,2%.
Подробный анализ двух основных направлений применение органики для топлива и удобрений показал, что эти, казалось бы, разные задачи можно соединить в одну. Дело в том, что для растений не требуется целлюлоза и лигнин, которые они не могут расщепить на простые соединения и усвоить. А вот гуминовые и фолиевые кислоты, содержащиеся в торфе и иле, являются для растений не просто удобрениями, а мощным стимуляторами роста. Именно они активируют развитие сельскохозяйственных культур, начиная с семян и до полного созревания растений.
Понятие биоактивация наталкивает на применение механоактивации различных материалов (см. «ИР» 9, 2010 «Возрождение дезинтегратора Хинта»). Поэтому, было решено, вместо строительных материалов, пропустить через дезинтегратор торф и иловые осадки без их дорогостоящего осушения. Дезинтегратор-активатор типа «Молния-1» фото 1 успешно справился с поставленной задачей, даже при небольшой мощности и производительности всего 3 т/ч. На выходе получался мелкодисперсный гомогенный продукт фото 2 с влажностью 75-85%, который имел огромную активную поверхность. Мощные знакопеременные импульсные импульсные воздействия в дезинтеграторе разрушали не только волокна целлюлозы и лигнин, но убивали патогенную микрофлору, различные семена сорных трав, яйца гельминтов и так далее отпала необходимость не только в дорогостоящей сушке органики, но её обработке химическими реактивами: триазон, аммиак, негашеная известь. Всё это дополнительно снизило расходы денег и времени на обработку.
Для автоматизированной уборки торфа с торфяных полей и иловых осадков с площадок имеются специализированные агрегаты, например, Финского концерна VAPO, фото3. Дезинтегратор-активатор типа «Молния-1» с производительностью от 3 т/час до 30 т/час устанавливается рядом с торфяным полем или иловой площадкой для снижения транспортных расходов. Выходной бункер «Молния-1» загружается уборочным агрегатом периодически, а с выхода Дезинтегратора-активатора мелкодисперсный гомогенного и активированного органического продукта отделяется вода вместе с гуминовыми фото 4 и фолиевыми фото 5 кислотами. Последние, в концентрированном виде, сливаются в пластиковые ёмкости для продажи сельхозпроизводителями. В дальнейшем продукт разбавляют водой до установленных норм и применяют для проращивания семян, полива растений и т.д. Обезвоженная сухая масса органики с выхода «Торнадо-5» поступает на гранулятор пеллет фото 6, а именно во входной бункер, который крепится на четырёх шпильках коллектора. С выхода гранулятора поступают пеллеты длиной 16-18 мм при диаметре 6 мм. Фото 7. Указанные геометрические размеры пеллет экспериментально подобраны для их оптимального полного и максимально калорийного сгорания в печах и водогрейных котлах различного типа и мощности. Значительная прочность пеллет при их получении в грануляторе объясняется тем, что высоко активированная органическая масса после прохождение в «Молнии-1» и «Торнадо-5».
Сохраняет огромную поверхность с остаточной пленкой вязких гуминов. Поэтому в процессе грануляции под давлением в форму указанных пеллет происходит смыкание остаточных вязких плёнок. Последние полностью заменяют дорогостоящие связующие, как парафин и другие нефтепродукты. Это резко снижает себестоимость производства биотоплива в виде пеллет. Весь комплекс по производству ценного жидкого концентрированного удобрения и калорийного топлива получился полностью автономным. Он не требует дополнительных поставок дорогостоящих химических препаратов, нефтяных связующих и других каких-либо расходных материалов. Также для работы всего устройства в целом, которое назвали «КАПИТОН-3/30»- комплекс автоматизированной переработке ила-торфяников от 3 т/ч до 30 т/ч, не требуется никакие источники дорогостоящего тепла. Достаточно иметь сеть 220/380в при работах вблизи населённых пунктов или автономный электрогенератор с приводом от ДВС (двигатель внутреннего сгорания) при работах в дальних регионах. Учитывая постоянный рост цен на все удобрения энергоносители, например, только на газ цены вырастут на 30% до Европейских в результате вступления России в ВТО (всемирно торговая организация), понятен всё более возрастающий интерес регионов к местным видам топлива и стимуляторам урожайности растений. Наличие на рынке современных, тепловых генераторов, способных с высоким тепловым КПД (92-98%) обеспечить отопление, горячее водоснабжение электрогенерацию в централизованном или местном режиме (см. «ИР» 12, 2007 «Чисто и тепло, как в храме «ИР»2, 2009 «Лично Вам дешевле») позволяет в сельских поселениях и пригороде получать и использовать биотопливо в виде пеллет для частных домов и фермерских хозяйств, а стимуляторы роста растений для приусадебных, дачных участков и полей. Предложенная технология позволяет исключить не только выше названные традиционные расходы, но всякие грузоперевозки сырья и готовой продукции, т.к. все процессы уборки, переработки сырья и применение готовой продукции выполняются на территориях районов и областей, т.е. непосредственно на местах.
Высокая рентабельность устройства, а также гарантированное присутствие сырья и спроса на получаемую продукцию, позволяют комплексу «КАПИТОН-3/30» быть использованному предприятиями различного профиля и частными предприятиями. Окупаемость одного комплекса выполняется не более, чем за 10 месяцев работы. Гарантированные сроки службы устройств «Молния-1» и «Торнадо-5» и гранулятора пеллет не менее 1,5 года. Работа всего комплекса до капитального ремонта не менее 15 лет.
Все представленные на сайте изобретения имеют авторские свидетельства на изобретение, чертежи и конструкторскую документацию. Автор – Николай Егин.
Переработка торфа - перспективный и рентабельный вид бизнеса. Причины рентабельности кроются в стабильной тенденции к росту его потребления в мире и широте использования. Особенно большое количество торфа потребляет энергетика. Другими активными потребителями торфа есть сельское хозяйство и химическая промышленность.
Переработка торфа может быть механической и химической. При механической переработке получают брикеты, полубрикеты и теплоизоляционные плиты. Химической переработкой получают сорбенты, бензин, этиловый спирт и другие продукты.
Из-за простоты реализации большее распространение получили заводы, применяющие механическую переработку торфа. Их масштабы варьируют в довольно широких пределах. Так, крупный завод по производству торфяных брикетов мощностью 30 тыс. т/год имеет площадь застройки около 0,35 га. Но в современных условиях наиболее популярны мини-заводы, зачастую состоящие всего из одной линии брикетирования 18×6 или 24×6 м. Соответственно такой мини-завод может состоять всего из двух помещений - цеха, где установлена линия и размещена администрация, и складского помещения.
|
В зависимости от масштабов построенного завода колеблется и численность занятого персонала. Так, на крупном перерабатывающем заводе может быть занято до 60 человек, тогда как мини-завод вполне могут обслужить 10-15 человек. Численность персонала во многом зависит от размеров административного аппарата и обустройства разгрузочно-погрузочных работ на складе.
В состав наиболее распространенных брикетных линий обычно входит 13-15 единиц различного оборудования. При работе с торфом обязательно используются ленточные конвейеры - самый удобный способ транспортировки сыпучего материала. Для отделения крупной фракции более 8 мм используются вибрационные грохота - металлические рамы с ситами, наклонно подвешенные на пружинах. Дробление торфа проводят в молотковых или колосниковых дробилках. Также обязательными элементами любой технологической схемы переработки торфа есть механизированные бункера и, собственно, сама установка брикетирования торфа - массивный механический пресс. Размеры брикетов и их форму можно изменять в зависимости от нужд рынка и их назначения.
Готовые торфяные брикеты хранятся в закрытом помещении или под навесом, с асфальтированным или бетонированным полом. Принято устанавливать проектом вместимость складов в пределах 1,5 месячной выработки. Брикеты на складах насыпаются не выше 5 м, хорошо проветриваются и не засоряются во избежание саморазогревания и возгорания. В процессе хранения брикетов их влажность приближается к отметке 14%, прочность несколько снижается и образуется крошка и пыль.
Для удобности реализации некоторые предприятия расфасовывают отлежавшиеся брикеты или гранулы в мешки. Этот процесс также полностью автоматизирован. После некоторого пребывания на складе (для остывания) готовые брикеты или гранулы с помощью ленточного конвейера подаются в дозатор для фасовки в мешки. Затем полный мешок доставляется к специальной машине, зашивающей его.
При рекламировании своей продукции необходимо предусмотреть ресурсы и для информационной кампании по поводу перехода на брикетированное топливо. Акцент следует делать на его большей дешевизне и экологической целесообразности. Продвижение продукции необходимо проводить с максимальным покрытием сельского населения и владельцев загородных дач. Рекомендуется печатная реклама, рекламная кампания в СМИ и интернете. Для продвижения бренда необходимо участие у всевозможных выставках и конференциях.
Применение торфяных брикетов или пеллет (гранул) на сегодняшний день является очень актуальным. Так, например, в Европе уже в 2003 году работало около 200 установок по производству брикетированного и гранулированного торфа, а за 10 лет их количество увеличилось на 74%. В Великобритании была осуществлена программа, в рамках которой производство этого вида продукции до 2010 года возросло с 6 тыс. тонн до 600 тыс. тонн.
Российский потребительский рынок торфяных брикетов и гранул формируется населением, эксплуатирующим печи и камины. Наблюдается сезонное колебание в потребление этого вида топлива. Кроме того, актуальным является и экспорт на рынки СНГ. Так, только украинский рынок этой продукции оценивается в полтора - два млн. тонн в год.
В последние годы из-за значительного роста цен на природный газ ведется активная работа по переводу электростанций и отопительных котлов на твердое топливо. Здесь активную конкуренцию углю и мазуту составляют торфяные топливные брикеты. Помимо низшей стоимости тепловой энергии, полученной из брикетов, важную роль играют транспортные расходы. Так доставка угля или другого топлива может обходиться значительно дороже, нежели местное производство торфяных брикетов или гранул.
Опыт работы показывает, что объемы реализации продукции увеличиваются наиболее эффективно при налаженной системе ее доставки, особенно в мелкие населенные пункты.
Объем инвестиций в основные производственные фонды для завода мощностью 10 тыс. тонн в год оцениваются на уровне 30 млн. рублей, из них до 18 млн. составляют затраты на оборудование. При этом их окупаемость составляет около 2,5 лет. Рентабельность переработки торфа находится на уровне 30-40% годовых.
|
|
