Способ получения стимулятора роста растений из торфа

Способ получения стимулятора роста растений из торфа

Реферат

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам получения гуматов из торфа, которые используются в качестве стимуляторов роста растений для предпосевной обработки семян и корневой подкормки растений. Цель изобретения - снижение расхода щелочного агента. Согласно изобретению способ получения стимулятора роста растений из торфа включает противоточную экстракцию гуминовых кислот торфа водным раствором едкого натра в многосекционном экстракторе с периодическим многоступенчатым отжимом и подачей воды на последней ступени с учетом воды торфа к расходу едкого натра из расчета 3: 5:1 при исходной концентрации едкого натра 6-10%. Способ позволяет сократить расход щелочи в 2 раза, исключить свободную щелочь в отработанном остатке и обеспечить экологически чистое производство стимулятора роста растений. 2 табл.

Изобретение относится к способам экстракции стимулятора роста растений из торфа, который может быть использован в сельском хозяйстве для предпосевной обработки семян и корневой подкормки растений.

Известен способ получения водных растворов солей гуминовых кислот [1] путем обработки твердого горячего ископаемого раствором щелочного агента при интенсивном перемешивании. Соотношение твердой фазы к жидкой берут 1:2 1:6 и обработку ведут сначала водой, а затем щелочным раствором с постоянным избытком 1-3 мас.

Недостатками известного способа являются низкая производительность способа за счет прерывности процесса экстракции его длительности, а также большой расход реагента щелочи, который в большом количестве содержится в отработанном сырье.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ экстрагирования растворимых веществ из растительного сырья [2] путем загрузки растительного сырья в многосекционный экстрактор и экстракции из сырья растворимых веществ путем противоточного движения сырья и эксрагента. В процессе эксракции осуществляют периодический отжим твердой фазы в три стадии при переменном значении удельного давления и частоты отжима по стадиям.

Недостатком этого способа является большой расход реагента, т.к. на третьей стадии отжима удельное давление 0,5-1,0 кгс/см² частотой 0,1-0,3 1/мин не обеспечивает полного удаления раствора щелочи из отработанного торфа.

Ввиду этого значительное количество щелочи выносится с отработанным остатком.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, а именно уменьшение расхода реагента без снижения концентрации получаемого стимулятора.

Указанная цель достигается тем, что способе получения стимулятора роста растений из торфа, заключающемся в противоточном движении реагента и торфа и периодическом отжиме твердой фазы от реагента, осуществляемом в три стадии, согласно заявляемому способу обработку торфа реагентом ведут до последней стадии отжима, а на последней стадии обработку ведут водой, при этом в качестве реагента используют раствор натриевой щелочи 6-10%-ной концентрации, а отношение расхода воды к расходу реагента с учетом воды в торфе берут равным 3-5:1 соответственно концентрации.

Указанная цель достигается также тем, что подачу реагента ведут внутрь суспензии из торфа и реагента вбрызгиванием.

В известных технических решениях не имеется признаков, сходных с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа.

Предлагаемый способ получения стимуляторов роста осуществляют следующим образом.

Торф загружают в горизонтальный многосекционный экстрактор с промежуточным трехстадийным отжимом и экстрагируют из него гуминовые вещества раствором натриевой щелочи (NaOH), которую подают противотоком торфу в концевую секцию второй стадии отжима, а в последнюю секцию аппарата подают промывочную воду, которая также движется противотоком торфу. Раствор щелочи подают внутрь пульпы вбрызгиванием. Продукт гумат натрия выводится из головной секции аппарата, а отработанный торф из последней секции аппарата.

В процессе экстракции подаваемый вбрызгиванием раствор щелочи постоянно разбавляется водой и его рабочая концентрация в головных секциях аппарата колеблется от 0,5-5 При прохождении торфом секций, занятых водой, из него вымывается как свободная щелочь, так и гуминовые вещества, удерживаемые в парах торфа в виде коллоидов.

В результате этого в этих секциях образуются дополнительно слабые растворы щелочи и гуматов, которые переносятся в зону экстракции, и тем самым уменьшается содержание щелочи и гуминовых веществ в обработанном торфе, а, следовательно, уменьшается расход щелочи.

Введение щелочи вбрызгиванием внутрь суспензии позволяет быстро и равномерно снизить ее концентрацию и избежать локальных зон в экстракторе в высоким содержанием щелочи, что также приводит к снижению ее расхода.

Установлено, что количество секций аппарата зависит от процентного содержания гуминовых веществ в исходном торфе, а количество секций, занятых водой, принимается (с округлением до целого) из соотношения 1/3n, где n - общее число секций аппарата.

Например, для торфа с содержанием гуминовых веществ до 65% целесообразно использовать 8-ми секционный аппарат, в котором три последние секции заняты водой и в них отжимные устройства настроены на удельное давление 0,5-1,0 кГс/см² и частоту отжима 0,1-0,3 1/мин.

Например для торфа с содержанием гуминовых веществ до 80% и выше, нужно использовать 11-12-й секционный аппарат, в котором четыре секции должны быть заполнены водой, а отжимные устройства настроены на указанные удельное давление и частоту отжима.

Кроме того, установлено, что в каждом конкретном случае необходимо регулировать производительность аппарата с целью увеличения общего выхода гуминовых кислот из торфа и концентрации получаемого продукта. Это достигается регулированием расходов торфа, раствора щелочи, воды, частотой вращения вала экстрактора. При этом концентрация должна быть достаточно высокой, но продукт должен сохранять текучесть.

Пример 1. Торф низинный, осоковый, степень разложения 25-35% влажность 60% зольность 8% содержание гуминовых веществ 60% загружают в первую секцию восьмисекционного горизонтального ковшевого экстрактора с промежуточным многостадийным отжимом в количестве 120 кг/ч.

В пятую секцию аппарата подают раствор 6%-ной щелочи с расходом 100 л/ч, а в последнюю секцию экстрактора подают воду с расходом 230 л/ч, что с учетом воды торфа составляет 300 л/ч, т.е. отношение расхода воды к расходу раствора щелочи равно 3:1.

Температуру экстракции поддерживают 905^oC.

Скорость вращения вала аппарата устанавливают 0,6 об/мин.

Из первой секции экстрактора выводится водный раствор гуматов натрия 7,6% -ной концентрации в количестве 300 л/ч, а из последней секции выводится отработанная масса торфа в количестве 150 кг/ч, 85%-ной влажности с содержанием щелочи менее 0,007% В процессе экстракции без учета раствора щелочи в экстракторе расход чистой щелочи составляет 6 кг, что в пересчете на 1,0 т продукта составляет 20 кг.

Пример 2. Торф низинный, осоковый, влажность 60% с содержанием гуминовых веществ 80% загружают в первую секцию 12-го секционного ковшевого экстрактора с многостадийным отжимом в количестве 140 кг/ч.

В восьмую секцию аппарата подают раствор 10%-ной щелочи с расходом 80 л/ч, а в последнюю секцию подают воду с расходом 315 л/ч, что с учетом воды торфа составляет 400 л/ч, т.е. отношение расхода воды к расходу раствора щелочи равно 5:1.

Температуру экстракции поддерживают 905^oC.

Частоту вращения вала экстрактора устанавливают 0,75 об/мин.

Из первой секции экстрактора выводится водный раствор гуматов натрия 8,0% -ной концентрации в количестве 405 л/ч, а из последней секции выводится отработанный торф в количестве 130 кг/ч, 85%-ной влажности с содержанием щелочи 0,006% В процессе экстракции расход чистой щелочи составил 8 кг, что в пересчете на 1 т продукта составляет 20 кг.

Для сравнения в примере 3 приводим результаты экстрагирования гуминовых веществ по известному способу, (прототипу), при этом концентрацию раствора щелочи 1-3% принимали по известному способу (аналогу).

Характеристика исходного торфа и режимы обработки соответствуют данным примера 1.

Пример 3. 2 Торф 60% -ной влажности с расходом 120 кг/ч загружают в первую секцию экстрактора, а в последнюю секцию подают раствор щелочи 1,19% -ной концентрации, с учетом воды торфа рабочая концентрация составляет 1% в количестве 330 л/ч.

Из первой секции аппарата выводится 225 л/ч раствора гумата натрия 4,4% -ной концентрация, а из последней секции выводится 225 кг/ч отходов торфа 85%-ной влажности с содержанием свободной щелочи 1,1% (2,1 кг/ч).

При этом расход щелочи на 1 т продукта составил 17,4 кг, в том числе 9,8 кг чистой щелочи ушло с отработанным остатком торфа, а концентрация раствора гуминовых веществ значительно снизилась. Это объясняется тем, что концентрация рабочего раствора щелочи недостаточна и поэтому малый выход гуминовых веществ.

Нашими исследованиями установлено, что наиболее эффективной рабочей концентрацией раствора щелочи является 2,3-2,5% при этом концентрация гуминовых веществ в продукте 7,5% а выход продукта 180 л/ч.

В табл. 1 представлены результаты экстрагирования гуминовых веществ торфа в 8-ми секционном экстракторе с многостадийным промежуточным отжимом, осуществляемым по известному и предлагаемому способам, при постоянных параметрах процесса экстрагирования и исходного торфа: Влажность торфа 60% Содержание гуминовых веществ 60% Расход торфа 120 кг/ч Температура экстракции 905^oC Частота вращения вала экстрактора 0,6 об./мин Влажность остатка 85% В табл. 2 представлены результаты экстрагирования гуминовых веществ торфа в 12-ти секционном зкстракторе с многостадийным отжимом, осуществляемым по предлагаемому способу при постоянных параметрах процесса и исходного торфа: Влажность торфа 60% Содержание гуминовых 80% Расход торфа 140 кг/ч Температура экстракции 905^oC Частота вращения вала экстрактора 0,75 об./мин Влажность остатка 85% Анализ таблиц показывает.

1) При увеличении количества секций, занятых водой, значительно сокращается концентрация гуминовых веществ в продукте и уменьшается производительность процесса.

2) При уменьшении количества секций, занятых водой, производительность процесса повышается, растет концентрация гуматов, однако увеличивается содержание свободной щелочи в отходах; 3) Уменьшении концентрации подаваемого раствора щелочи (менее 6%) приводит к падению концентрации гуминовых веществ, а увеличение концентрации (более 10%) увеличивает количество свободной щелочи в отходах.

В сравнении с прототипом предлагаемый способ позволяет примерно в 2 раза сократить расход щелочи, практически исключить свободную щелочь в отработанном остатке торфа, и обеспечить экологически чистое производство стимуляторов роста растений.

Формула изобретения

Способ получения стимулятора роста растений из торфа, включающий противоточную экстракцию гуминовых кислот торфа водным раствором щелочного агента в несколько ступеней с подачей воды на последней стадии и отделении твердой фазы от жидкой, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода щелочного агента, экстракцию осуществляют в многосекционном экстракторе с периодическим многоступенчатым отжимом, в качестве щелочного агента используют едкий натр, а подачу воды с учетом воды торфа к расходу едкого натра осуществляют из расчета 3 5 1 при исходной концентрации едкого натра 6 - 10%

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2