» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Февраль, 2018 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №2 (11) 2018

Автор: Иванова Эльвира Сергеевна, Студент
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Верховой торф, его характеристики и актуальные способы использования.

ВЕРХОВОЙ ТОРФ, ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ И АКТУАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Иванова Эльвира Сергеевна

студент 3 курса, факультет Технологический

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тамбовский Государственный Технический университет", г.Тамбов

Аннотация. В статье рассмотрены классификация, свойства, актуальные способы использования верхового торфа. Представлена биотехнологическая система для его производства с учетом оптимальных условий для микроорганизмов, разлагающих нефтепродукты.

Ключевые слова: торф, микроорганизмы, торфяной воск, конвективная сушилка с псевдоожжиженным слоем, конвективная вакуум-импульсная сушильная установка..

Торф - горючее полезное ископаемое, образующееся в процессе естественного отмирания и неполного распада болотных растений в условиях избыточного увлажнения и затрудненного доступа воздуха.[1]

Торф обладает хорошими горючими свойствами, образовывается в процессе разложения мхов в болотистых условиях. Цвет от светло–коричневого до темного, почти черного. Темный цвет торфа обеспечивается наличием гумуса, чем его больше, тем темнее и насыщеннее цвет.

 Торф имеет сложный химический состав, который определяется условиями происхождения, химическим составом растений-торфообразователей и степенью разложения. Элементный состав торфа: углерод 50…60%, водород 5…6,5%, кислород 30…40%, азот 1…3%, сера 0,1…1,5% (иногда до 2,5) на горючую массу. В компонентном составе органической массы содержание водорастворимых веществ составляет 1…5%, битумов 2…10%, легкогидролизуемых соединений 20…40%, целлюлозы 4…10%, гуминовых кислот 15… 50%, лигнина 5…20%.[2]

Торф представляет большую ценность для химической и биохимической промышленности, сельского хозяйства, медицины, машиностроения, строительства и ряда других отраслей.[2]

Различают 3 типа торфа, в соответствии с составом исходного растительного материала, условиями образования и свойствами: верховой, переходный и низинный. Каждый тип делят еще на 3 подтипа: лесной, лесотопяной и топяной. На подтипы его делят по содержания древесных остатков.

В данной статье рассмотрим свойства и способ применения верхового торфа.
Верховой торф образуется в бескислородных условиях в результате разложения растительных остатков. Это процесс, занимающий много времени и проходящий под постоянным воздействием атмосферных осадков.

Некоторые параметры, определяющие свойства фрезерного (верхового) торфа: степень разложения (5 – 35%);

влагоемкость (около 1000%); воздухоемкость (около 19%);

зольность (5-10%);  кислотность (2,5 – 4).

 Из него может быть получен торфяной воск, который используется в многих отраслях промышленности, и  сорбент, поглощающий различные токсичные вещества.

Технологический процесс получения сырого торфяного воска состоит из подготовки торфа к экстракции, включающей дробление, отсев частиц диаметром более 10 и менее 0,5 мм, сушку торфяной крошки до влажности 20…25%, экстракцию бензином БР-2 при температуре около 80˚С, освобождение бензинового раствора воска (мицеллы) от растворителя. Торфяной воск используют в производстве пластмасс, специальных смазок для автомобилей, в составе политур для металлических изделий, полирующих и защитных композиций для бумаги, кожи, дерева, в медицинской промышленности, в бытовой химии и др.[2]

Большую роль в экологическом развитии почвы играет биологический сорбент торфа. Он способен ликвидировать загрязнения земель нефтепродуктами. А это является актуальной проблемой в наше время.

Возможны несколько вариантов получения сорбента торфа с микроорганизмами, разлагающими нефтепродукты: высокотемпературная сушка, посев микроорганизмов в полученный сухой сорбент и их активация, низкотемпературная сушка с сохранением бактерий. С технологической стороны выгодный второй вариант. Однако, для его реализации необходимо использовать двухступенчатую конвективную вакуум-импульсную сушку, позволяющую быстро сушить при низких температурах. [3,4].

Рис.2. Принципиальная схема сушильной установки торфа для биотехнологической системы производства биологического сорбента:

1 - воздуходувка; 2 - электродвигатель; 3 - перфорированный под; 4 - лопатка; 5 – камера первой ступени; 6 - загрузочный бункер; 7 - пневмопитатель; 8 - автоматическая задвижка; 9 - отбойный козырек; 10 - циклон; 11 - выводной патрубок; 12 - шлюз; 13 - камера второй ступени; 14 - лотки; 15,19,21 - быстродейтсвующие клапаны; 16 – двухступенчатый жидкостнокольцевой вакуумный насос; 17 - блок ТЭНов; 18,22,23 - трубопроводы; 20 - одноступенчатый жидкостнокольцевой вакуумный насос с автоматическим регулированием нагнетательного окна; КС - конвективная сушилка с псевдоожиженным слоем; ПУ - пневмотранспортная установка; КВИС - конвективная вакуум – импульсная сушилка.

Первая ступень предложенной схемы – конвективная сушилка с псевдоожиженным слоем(КС). Далее торф автоматически перегружается на вторую ступень-конвективная вакуумн-импульсная сушильная установка(КВИС). Для уменьшение энергозатрат на процесс сушки  установке используются новые конструкции жидкокольцевых вакуумных насосов:одноступенчатый жидкостнокольцевой вакуумный насос с автоматическим регулированием: одноступенчатый жидкостнокольцевой вакуумный насос с автоматическим регулированием нагнетательного окна[5] и двухступенчатый жидкостнокольцевой вакуумный насос[6]. При проведении предварительных испытаний, получены следующие результаты : на первой ступени в конвективной сушилке торф сушится при температуре до 60°С, а вторая стадия проходит в конвективной вакуумимпульсной сушильной установке при пониженном давлении(2…5 кПа) и температуре до 50°С, что позволяет сохранить жизнедеятельность микроорганизмов. На каждой ступени сушка проходит около часа [7].

Список литературы:

1. Лиштван, И. И. Физические свойства торфа и торфяных залежей./ Лиштван И. И., Базия Е. Т., Косов В. И.//Минск,1985;
2. Овчарова О.С. Комплексная химическая переработка торфа/ Овчарова О.С., Богданова Л.С., Юрьев Ю.Л.// Мат. V Международной студенческой электронной научной конференции «Студенческий научный форум», 2013
3. Пат. 2548230 РФ, 12.03.2013. Энергосберегающая двухступенчатая сушильная установка для растительных материалов. / Родионов Ю.В., Никитина Д.В., Зорин А.С., Щегольков А.В., Дмитриев В.М., Ларионова Е.П. – Опубл. 20.04.2015 Бюл. № 11
4. Пат. 2560116 РФ, 09.01.2013. Конвективно - вакуумная сушилка. / Щегольков А.В., Родионов Ю.В., Гришин С.О., Калинин В.Ф.– Опубл. 20.08.2015 Бюл. № 23
5. Пат. 2303166 РФ, 31.05.2005. Жидкостно - кольцевая машина с автоматическим регулированием проходного сечения нагнетательного окна / Волков А.В., Воробьев Ю.В., Никитин Д.В., Попов В.В., Родионов Ю.В., Свиридов М.М. - 20.07.2007 Бюл. №20
6. Пат. 2551449 РФ,02.06.2014. Двухступенчатая жидкостно - кольцевая машина / Гуськов А.А., Никитин Д.В., Платицин П.С., Родионов Ю.В. - 27.05.2015 Бюл. №15
7. Иванова, Э.С. Разработка биотехнологической системы для производства сорбента из месторождений торфа тамбовской области. / Э.С. Иванова, П.С.Платицин // Сб. науч. ст. молодых ученых, аспирантов и студентов: Проблемы техногенной безопасности и устойчивого развития–Тамбов, Изд - во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015 - с.122 - 126

Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: