Освоение отходов птицефабрик модернизированными шнековыми машинами

Епифанцев КириллЕпифанцев Кирилл
Освоение отходов птицефабрик модернизированными шнековыми машинами
Переработка отходов птицефабрик

Большинство таких предприятий как птицефабрики, животноводческие фермы увеличивают складирование отходов производства, которое перерабатываются в очень незначительном объёме.

Таким образом, уменьшение площадей плодородных почв приводит к нерешенным проблемам снабжения региона недорогими качественными продуктами, а также всё это постепенно перерастает в экологическую проблему, так как помётные полигоны являются источником загрязнения грунтовых вод и атмосферы.

В нашей статье решено расширить номенклатуру продуктов из переработанного куриного помёта – производство удобрений и топлива, которое возможно использовать для отопления птицефабрики, снижая затраты на логистику.

Сравним показатели при использовании куриного помёта в качестве удобрения.

Таб 1. Сравнение удобрений из куриного помёта с другими удобрениями

Элемент Вид удобрений
Навоз КРС Куриный помёт Кемира Комби Нитроамо фоска
N 0.41 2.8-4.17 14.0 17.0
P2O5 0.19 2.7-3.5 11.0 17.0
K2O 0.41 1.5-1.7 25.0 17.0
Влажность 78.5 10.2 10.0 10.0
Mg 0.032 1.4
S 0.8 1.8
Fe 0.025 0.1
B 0.0005 0.01 0.02
Cu 0.0004 0.0059 0.01
Mn 0.005 0.5 0.1

Благодаря высоким показателям данных в курином помёте в почве повышается способность микроэлементов образовывать с органическими соединениями органоминеральные комплексы а это – большое значение в процессах внутриклеточного обмена.

Одним из альтернативных возобновляемых видов удобрения являются отходы основного производства птицефабрик – куриный помет с подстилкой (КПП), который имеет IV класс опасности [2]. Теплота сгорания КПП составляет QpН = 2500±500 ккал / кг [1], таким образом этот отход находится на уровне других видов биотоплива (соломы, древесины и некоторых сортов угля). Сжигание 1 т КПП позволяет получить до 2 Гкал тепла в виде горячей воды или до 3 т пара на технологические нужды, замещая при этом до 270 м³ природного газа или до 240 кг жидкого топлива (мазут, печного топлива) (см. Топливо из воздуха, из углекислого газа).

Исходя из размеров, используемого угольного топлива, можно сделать вывод, что диаметр ОТТ с учетом размеров отверстий в колосниковой решетке должен изменяться в диапазоне 6 ≤ d ≤ 25 мм. После определения оптимального параметра пелеты, необходимо перейти к выбору самой матрицы [3] .

Гранула биотоплива

Круглые матрицы изготавливают трех типоразмеров по высоте: 22, 28 и 60 мм.

 

 Пример плоской неразъемной матрицы для формования гранулированных удобрений и сорбентов
Рис. 2. Пример плоской неразъемной матрицы для формования гранулированных удобрений и сорбентов

Изготовление канала фильеры, по которому движется масса, осуществляется, как правило, на высокоточных электроэрозионных станках с программным управлением.

Внутренние поверхности канала полируются до Ra 0,05-0,2 мкм, это позволяет снизить адгезию массы к стенкам фильеры, а значит, увеличить скорость экструзии, снизить противодавление и ускорить чистку инструмента.

Матрица шнековой машины ХОТ-31м
Рис. 3. Матрица шнековой машины ХОТ-31м

Испытания позволили составить нам сводную таблицу, в которой ведены показания усилий на валу, соединённом с редуктором, усилие по нормали.

Таким образом, мы можем прогнозировать увеличения усилия по нормали с увеличением угла наклона стенки матрицы.

 

Увеличение внутреннего трения за счёт застопорения материала (отмечено красным)
Рис. 4 – Увеличение внутреннего трения за счёт застопорения материала (отмечено красным)

При концентрации напряжений в определённых участках корпуса шнека возникает опасность перегрева материала за счёт увеличения внутреннего трения и ухудшения проворачивающей способности шнека. Изучив наиболее напряжённый вариант испытания (Рис.4) максимальное напряжение приходится на последнюю лопасть шнека.

Таб.2 – Результаты испытаний фильер различного угла наклона

Угол £ ω, рад/с Qнорм ,КПа М, Н·м
45° 1,42 571,8 7,6
55° 1,37 501,9 6,2
65° 1,33 411,3 5,1

Таким образом, проведённые исследования позволили выбрать оптимальную форму матрицы для устройства. Экспериментально установлено, что при движении помётной массы через фильеры матрицы шнековой машины, входная часть которой выполнена с уклоном в 65 градусов, происходит экспоненциальное изменение давления в материале и снижается энергоемкость на 28 %.

Что такое крестьянско-фермерское хозяйство (КФК) и его роль в развитии экономики России

Выбранная фильера имеет меньше сопротивление материала, а следовательно машина тратит меньше энергии (Рис. 6а) позволило улучшить качество формуемых на выходе топливных гранул по прочности и влажности, достаточной для того, чтобы полученные гранулы без операции сушки доставлялись потребителю.

УДК 628.4.042

Автор:
К.В. Епифанцев, к. т. н.
кафедра Метрологии и Управления качеством
epifancew@gmail.com
Санкт-Петербургский государственный горный университет,Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

The development of waste poultry farms modernized screw machines

Autor:

K.V. Epifantsev, Ph. D.
Department of Metrology and Quality Management
epifancew@gmail.com
St. Petersburg State Mining University, St. Petersburg, 21st Line, 2

Аннотация:

Многочисленные примеры разработки устройств представляют собой массивные цеховые агрегаты, которые не способны мобильно перемещаться, что увеличивает время монтажа и себестоимость переработки 1 килограмма отходов, затрудняет возможность быстрой переналадки.

Ключевые слова: переработка куриного помёта, удобрения, фильеры матрицы, быстрая переналадка, внутреннее трение в формующей части фильеры.

Abstract:

A lot of examples of development devices represent a massive shop units, which are not able to move flexibly, which increases the installation time and cost of processing 1 kilogram of waste makes it difficult to provide fast changeovers.

Keywords: processing of chicken manure, fertilizer, matrix dies, quick changeover, internal friction in the forming portion of the die.

Список литературы:

1. Шевченко Д.Ю. Определение параметров винта горелки объемного горения для транспортировкаи пеллетного топлива в камеру газификации автомобильного газогенератора ВІСНИК Науковий журнал № 14(168), 2011.URL: http://www.nbuv.gov.ua/portal/soc_gum/vsunu/ 2011_14/Titul.htm  (дата обращения: 21.04.2012).
2. Yade is an extensible open-source framework URL: https://yade-dem.org/doc/introduction.html (дата доступа 12.01.12).
3. «Устройство для производства твёрдого топлива» патент №2475521 Рос. Федерация/ К. В. Епифанцев, Никулин А.Н., Безруких В.Ю.

1
0
0
0
0
0
1
Обсудить