автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:РЕЖИМЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ ГАЗОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА

Министерства сельского хозяйства СССР Птицепром СССР

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени •

научно-исследовательский и технологический институт птицеводства

На правах рукописи СТОЛЁВИЧ Татьяна Борисовна

РЕЖИМЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ ГАЗОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА

Специальность 06.02.04 — Частная зоотехния; технология производства продуктов животноводства; 05.20.01 — механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ЗАГОРСК — 1982

/ж

, т А, \ .V, * ^

Лл/РаМга рш^лнена на кафедре «Процессы и аппараты» Одесского

института пищевой промышленности им. В. М. Ломоно-

^р сова,

Научный руководитель — кандидат технических наук, доцент Н. В. Остапчук.

НъК- ^^С •

Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Д. Н. Мурусидзе; кандидат технических наук, старший научны Л сотрудник В. Т. Скляр.

Ведущая организация — НИИСХ центральных районов Нечерноземной «оны.

Автореферат разослан < » й-^к^^.Л. 1982 г.

Защита диссертации состоится « УУ » А/Я..^_1982 г. на

заседании специализированного ученого совета К11!20.Ш.01' Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского и технологического института птицеводства.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы просим направлять по адресу: 141300, г . Загорск-1;1 Московской области, ул. Пткцегр адская 110, ВНИТИП,

Ученый секретарь совета

и. б. н. Т. М. Околелова

Л-101226 от г ^ Объем 1 п. л. Тираж 100 Заказ 3343

Загорскак ¡'м ; ■ "лрполи, ^ - Мосоо.-.исщ>якома

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. С развитием и концентрацией птицеводства количество образующихся загрязнений на этих предприятиях постоянно увеличивается и стало сравнимым с загрязнениями, образующимися в -промышленности. Например, в процессе хранения и переработки птичьего помета выделяется такое количество вредных газов, которое превышает предельно допустимые концентрации (ПДК), что губительно отражается на здоровье ра'ботающих, "птицы н ведет к снижению эффективности производства. Технологические линии утилизации помета и обеззараживания образующихся газов должны быть неотъемлемыми операциями (в технологии производства яиц или мяса птицы.

Существующие линии утилизации птичьего помета не всегда предусматривают очистку воздуха от образующихся вредных газов, а -в тех случаях, когда она предусматривается, то полную очистку не обеспечивает. Технологические режимы обезвреживания не установлены, оборудование для этих целей не разработано. Закономерности образования, качественная 'и количественная оценка вредных газов не установлены, что не позволяет оценить степень опасности подобных выбросов для окружающей среды и выбрать наиболее рациональный способ их улавливания и обезвреживания.

Основной целью работы является научно обоснованная, разработка наиболее рациональных способов улавливания и режимов обезвреживания вредных газов, образующихся при накапливании и переработке помета.

Для достижения этой цели ставились следующие задачи:

— изучить закономерности образования вредных газов;

— определить качественный и количественный состав загрязнений, образующихся на различных стадиях хранения и переработки птичьего помета;

— определить условия и режимы хранения и переработки, обеспечивающие минимальное

— •установить наиболее рациональные и приемлемые в условиях птицефабрик способы и средства улавливания и обезвреживания газов;

— определить режимы, обеспечивающие очистку воздуха до ПДК вредных газов при минимальных затратах;

— обосновать технологическую схему <и параметры оборудования, обеспечивающие очистку воздуха до предусмотренных санитарными нормами ПДК вредных газов ¡1 оптимальные режимы очистки.

На защиту выносятся следующие научные положения;

— закономерности газообразования при накапливании и переработке птичьего помета;

— прнншшы организации технологического процесса на птицефабриках, обеспечивающего минимальное образование вредных газов;

— принципы построения технологических схем и выбора режимов очистки газов, обеспечивающих ПДК вредных газов в воздухе при минимальных затратах.

Научная новизна состоит в установлении качественного и количественного состава и закономерностей образования газообразных выбросов на различных стадиях накапливания, транспортирования и переработки птичьего помета, а также научном обосновании принципиальной технологической схемы и режимов очистки, обеспечивающих снижен-ие вредных газов в в-оздухе до 'предельно допустимых концентрации (ПДК).

Практическая значимость состоит в разработке рекомендаций 'по режимам накапливания, транспортирования и переработки, обеспечивающих выделение наименьшего количества вредных газов, разработке оптимальных технологических режимов очистки и рекомендации по выбору ■ оборудования, обеспечивающих ПДК вредных газов при минимальных затратах.

Апробация работы. Результаты исследований использованы при разработке типовых проектов цехов термической переработки птичьего помета крупных птицефабрик ЦНИИЭПтицепрома, вошли в общесоюзные нормы техно логического проектирования систем удаления, обработки, обеззараживания, хранения и утилизации навоза и помета ОНТП СХ 17-77, ОНТП СХ 17-79, «Методические рекомендации...».

Материалы диссертации докладывались на конференциях молодых ученых и аспирантов, работающих в области птице-

водства (Загорск Московской области, 1975—1976); на XXI!—XXVII научных конференциях преподавателей и научных сотрудников ОТИПП им. М. В. Ломоносова (Одесса, 1975—1979); на расширенном заседании секции птицеводства Отделения животноводства ВАСХНИЛ (Москва, 1979); на IV Всесоюзной конференции «Механика сыпучих материалов» (Одесса, 1980).

Основное содержание диссертационной работы изложено в четырех публикациях.

Структура диссертационной работы. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, включающих 21 таблицу, 22'рнсунка и состоит из -введения, пяти глав, списка использованной литературы из 125 наименований и приложении.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен анализ технологических схем и оборудования для переработки птичьего помета, а также устройств для сннжения газовых выбросов в атмосферу, установлено, что они не обеспечивают условия 'минимального выделения токсических газов при иакапливаннн и утилизации помета, а также очистку образовавшихся газов.

Высокая концентрация птицы в хозяйствах, характерная для современного птицеводства, обеспечивает снижение затрат па производство продукции, по вместо с тем вызывает необходимость решения вопросов, связанных с увеличением выхода и реализации помета, так как крупные -птииефабрнки не располагают достаточной площадью земли," чтобы возвратить в природный круговорот эти отходы. Весьма остро стоит проблема загрязнения -воздуха в результате разложения помета в птичниках при транспортировании и в -местах его накопления.

Существующие технологические линии выращивания птицы и переработки птичьего помета не предусматривают мер для снижения газообразных выбросов и wx очистки от вредных примесей. В связи с этим разработке наиболее эффективных систем сбора, переработки и утилизации отходов птицеводства должно быть уделено внимание для предупреждения опасности загрязнения окружающей среды at обеспечения возможности их использования в качестве сырья для производства удобрений н кормовой добавки.

Задача очистки от вредных газов, образующихся при переработке помета, должна решаться в комплексе с технологией содержания птицы.

Во второй главе приведены теоретические предпосылки образования и выделения токсических газов при накоплении помета в клеточных батареях и сушке его. Показано, что помет представляет собой смесь органических и неорганических веществ. Количество питательных веществ в помете зависит от вида птицы, ее возраста, направления (продуктивности, а также от вида подстилки и условий технологической обработки. По данным ВНИТИП н других организаций, в птичьем помете содержатся: -белки, жнры, углеводы, макро-и макроэлементы, витамины и ферменты. Аминокислотный состав представлен всеми незаменимыми аминокислотами.

Наличие столь обширного количества веществ создает благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов. Микрофлора :помета очень многочисленна. По дан-, ным М. В. Федорова число бактерий в нем доходит до 90 млрд. клеток на 1 г помета. Установлено, что на процесс микробиологического разложения, т. е. образования более простых веществ, в том числе и газообразных, влияют факторы внешней среды и характеристики помета (температура, влажность, концентрация растворенных веществ, реакция среды и окислительно-восстановительные условия в ней, наличие биологически активных веществ н пр.).

На основе анализа целого комплекса биохимических и микробиологических процессов, протекающих в птичьем помете под действием микроорганизмов в зависимости от факторов внешней среды установлено, что в процессе накапливания и хранения образуется целый ряд лнзкомолекулярных продуктов. Основными продуктами конечного распада составных частей помета являются; аммиак, метан, окислы азота, углекислота, сероводород, азот, ■ меркаптаны, индол, скатол и т. д.

Экспериментально установлено, что качественный состав образующихся газов зависит от химического состава помета, продолжительности процесса разложения, видового состава к количества микроорганизмов, температуры, влажности, наличия кислорода воздуха и т. д. На количественный состав образующихся газов в первую очередь влияют соотношение между углеродом и азотом в 'помете (особенно для выделения аммиака), условия хранения помета (аэробные или аиа-

эробные), температура, влажность, свет "и целый ряд других факторов.

На ранних стадиях накапливания помета в птичниках на характер образования конечных продуктов распада существенное влияние оказывает попадание в помет воды. Влажность и плохая аэрация резко увеличивают выделение аммиака. Поэтому необходимо исключить попадание воды в помет в птичшгках.

Газы, образующиеся при накапливании, транспортировании и хранении помета, 'подвергаются растворению водой, содержащейся ¡в помете, а также адсорбируются сухим веществом помета. С повышением температуры растворимость всех этих газов уменьшается и их выделение резко увеличивается,

В процессе термической переработки помета при воздействии высокой температуры в нем происходит более интенсивное образование и выделение газов. Если в процессе накопления и хранения газы частично адсорбируются пометом и растворяются в его воде, то >при нагревании адсорбционная способность уменьшается, снижается влажность, а вместе с ней и количество газов, растворенных в воде, что в конечном итоге приводит 'к увеличению газовых выделений. Органические составляющие помета частично 'подвергаются сгоранию с образованием более простых продуктов. Жидкие составляющие в процессе сушки испаряются и переходят в другое агрегатное состояние. Происходит к термическое разложение некоторых органических и минеральных веществ.

Таким образом, в результате аналитических исследований установлено, что в процессе накапливания, хранения и термической переработки птичьего 'помета образуются токсические газы: аммиак, окислы азота, сероводород, углеводороды нефти, угарный газ, индол, скатол, меркаптаны, этиловый эфир, окислы серы. Количественный состав определить аналитически не 'Представляется возможным из-за отсутствия необходимых теоретических закономерностей сложных процессов газообразования. Поэтому основным методом определения качественного и 'количественного состава газов является экспериментальный,

В этой главе приводятся теоретические основы выбора метода очистки газов, образующихся при сушке птичьего помета, Установлено, что в состав газообразных выбросов входят химические соединения, относящиеся к различным хнмичес-

Уйм классам. "В связи с этим эффективно очищать воздух от всех загрязнителей возможно только совокупностью методов. Исходя из качественного состава и существующих методов очистки газов возможно ограничиться сочетанием термического сжигания и хемосорбцин.

Установлено, что особенностью процесса сжигания токсических газообразных выбросов органического и неорганического происхождения является их переменный состав, различные расход и температура сгорания. Для уничтожения газообразных выбросов требуется только полное сгорание до углекислоты и воды, а частичное сжигание может послужить причиной появления еще более сильного запаха, чем первоначальный из-за появления промежуточных токсических газообразных соединений. Этот метод выгодно отличается от других более высокой степенью очистки и простотой оформления, не предъявляет жестких требований к составу загрязнений, достаточно универсален, Дожиг обеспечивает ликвидацию органических вредных примесей даже при -наличии в отходящих газах минеральных составляющих, независимо от набора и концентрации как органических, так и минеральных веществ. При термическом дожиге происходит процесс превращения вредных газообразных веществ в кислотные окислы ШОх, ЭОг, СО*).

Учитывая, что -концентрации кислотных окислов после до-жига намного превышают ПДК, то следует применить дополнительную очистку. Одним из 'наиболее эффективных методов, позволяющим /превратить кислотные окислы >в твердые вещества, является хемосорбция. Наиболее активным и доступным растворителем, обладающим высокой реакционной способностью в отношении улавливаемых газовых -выбросов (окислы азота, серы, углерода), является вода с активными компонентами Са(ОН)а — гидрат окиси кальция; МагЙОз — углекислый натрий; КМп04—перманганат калия. Эти.поглотители обладают высокой химической активностью, широко распространены и доступны. Использование хемосорбентов для улавливания окислов газа обеспечивает полную защиту атмосферы и водоемов от попадания в них токсических веществ...

Исходя из анализа качественного состава образующихся газов, установлена принципиальная возможность их обезвреживания сочетанием методов термического сжигания и хемо-сорбцин.

В третьей главе приведены объекты, программа и методика исследований, качественный н количественный методы определения газообразных веществ в воздухе и описание экспериментальных установок.

Для подтверждения теоретических предпосылок образования и выделения газа при утилизации птичьего помета была проведена серия опытов, «подтверждающая их предполагаемый качественный и количественный состав.

При выборе объектов 'исследования руководствовались выбором птицефабрик, расположенных в различных климатических районах страны, выбором действующих сушилок, отличающихся конструктивным исполнением и режимами сушки, что -позволяет учитывать при накоплении и хранении характеристики окружающей среды, различный состав помета, который зависит от состава корма.

В качестве объектов <выбраны Киевская птицефабрика в Броварах, Коминтерновская 'птицефабрика Одесской области, Кунцевская и Томилинская птицефабрики Московской области.

Состав газа в процессе накопления и сушки определяли в различное время года для того, чтобы оценить степень влияния факторов окружающей среды (температура, давление, влажность) на образование и выделение токсических газов, а также определить наиболее благоприятные условия для максимального образования и выделения газовых загрязнителей.

Качественный и -количественный состав образующегося газа в местах накопления помета, а также после сушилки, печи дожига и хемосорбциоггиой колонки определяли ори помощи универсального переносного газоанализатора типа УГ-2, газоанализатора ВТИ-2, газового хроматографа. Дожиг осуществляли в специально созданной для этой цели электрической 'печи, позволяющей установить температуру до 1000°С. Погрешность измерений газоанализатора не превышает ± 10% от верхнего предела шкалы определяемого газа.

Для подтверждения предполагаемого хода химических реакций и определения наилучших условий обезвреживания оставшихся после дожига газов (ЫОх, бОг, СОг) исследования проводили в лабораторных условиях. Сущность окончательной очистки заключалась в пропускании образующихся (при сушке птичьего помета и 'подвергшихся предварительной очистке методом термического дожига газов поочередно через колонки с насадкой, орошаемые соответствующими по-

глотителями. Для орошения йзяты водные растворы; гидрат окиси кальция, карбонат натрия, перманганат калия. Концентрации поглотителей выбраны исходя из максимальной растворимости веществ при 20°С, т, е. соответствуют полному насыщению.

Одновременно изучали реакцию гидролиза мочевины (одного из источников образования аммиака — наиболее характерного 'Представителя многокомпонентной газовой смеси, образующейся при утилизации птичьего помета) при концентрации С0 = 0,1 М и Со = 0,01 М и интервале температур 60—90° С. Это минимальные температуры, при которых в короткий срок можно изучить кинетику. Анализ гидролизатов проводили методом нисходящей бумажной хроматографии для азотсодержащих соединений. В качестве «меток» (сан-детелей) применяли 0,1 М или 0,01 М растворы соответствующей -кислоты, мочевины, соли аммония. Статистическую обработку полученных экспериментальных данных проводили по известным формулам.

В четвертой главе работы приведены результаты исследований по определению состава газа на объектах исследования, т. е. в местах накопления помета в птичниках в зависимости от способа содержания птицы, в результате сушкн, после; дожита (до хемосорбцин) и перед выбросом в атмосферу. Приведена обработка результатов анализа методами математической статистики, -определены эффекты суммацин действия газов при совместном их присутствии в атмосферном воздухе, степень очистки газов.

Качественный состав газов, образующихся на ранних стадиях накопления помета в >птичнике, представлен сероводородом, аммиаком, окислами азота, ацетоном, меркаптанами и не зависит от способа содержания птицы при условии соблюдения необходимых санитарно-гигиенических требований. На количественный состав существенное влияние оказывает попадание в помет воды, способствующей процессу аммонификации.

Химический состав газов, образующихся -в местах накопления помета по четырем птицефабрикам представлен в таблице 1 при параметрах окружающей среды: температура 1 = 18—24°С, относительная влажность ц> = 62—95%, атмосферное давление Р = 984—1026 гПа,

Из таблицы 1 следует, что в состав газов, образующихся в местах накопления помета, входят: сероводород, аммиак, окислы азота, ацетон, меркаптаны. Максимальное количество

Токсических "газов выделяется в летний период, что объясняется наличием наиболее -благоприятных условий для развития микробиологических и биохимических процессов.

Качественный и количественный состав газов, образующихся в процессе сушки помета по четырем птицефабрикам представлен в таблице 2. Состав газов определялся при следующих параметрах отработавшего агента сушки: температура t = ПО—150"С, относительная влажность <р = 87—95%, скорость v — 6—11 м/с и расход G = 15000—20000 мэ/ч.

Из таблицы 2 видно, что состав газов, выделяющихся после сушки ломета, расширился. Максимальное газообразование наблюдается в летний период. Сопоставляя данные анализа в местах накопления помета в клеточных батареях и после сушилок с -предельно допустимыми концентрациями вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов (ПДК) следует, что концентрация почти всех анализируемых веществ значительно превышают ПДК-

Результаты исследований по дожигу газов приведены в таблице 3, из которой видно, что в процессе термической обработки газов, образующихся при сушке птичьего помета, качественный состав газов 'изменился и представлен только окислами серы, азота и углерода. Количественный состав этих окислов значительно возрос и в еще большей степени превышает ПДК. Изменение качественного состава газов в зависимости от температуры >в печи дожита исследовали в диапазоне от 120° С до 800° С. Содержание токсических компонентов смеси с увеличением температуры уменьшается, а по достижении 750° С газы сгорают, -превращаясь в кислотные окислы, количество которых возрастает. Закономерности изменения концентрации газов от температуры в печи дожита для каждого из составляющих многокомпонентной газовой смеси представлены математическими зависимостями. Программа для определения коэффициентов регрессии уравнений на языке FORTRAN приведена в диссертации.

Таким образом, максимальная полнота сгорания 'зарязни-телей обеспечивается при температуре не ниже 750° С в условиях достаточной обеспеченности кислородом воздуха.

Результаты анализа таза после 'поглощения х ем о сорбентами представлены в таблице 4. Из этих данных следует, что все выбранные поглотители (хемосорбенты) обеспечивают высокую степень очистки газа (концентрации кислотных окислов после хомосорбции ниже ПДК). Лучшим поглотителем

Таблица I

Химический состав газов в местах накопления помета

Наименование

Наименование raja и его содержание в мг/м*

птицефабрики сероводород аммиак окислы азота ацетон меркаптаны

Киевская Коминтер- ковская Кунцевская Томилинская 3,10-т-4,20 3.804-5,00 2.904-3,80 2,804-3.60 21„004-26.30 21/004-28,10 19,204-24,70 19,3104-24,80 0,204-2,00 0.204-2,10 0,104-1,80 0.204-1.7Ю 138.004-360 flo ,150,004-3SOtOO 129,004-290,00 130,004-330,00 Q,14r4-0i,83 0,184-0,96 0,064-0,72 0,084-0,74

является КМпО*, но его большая стоимость тто сравнению с Са(ОН)а и Na2CC>3 может ограничивать его применение.

В связи с совместным присутствием в атмосферном воздухе нескольких веществ (iNOx и SO2) рассчитаны эффекты сум-мации действия газов. Определены уровни токсичности к степень очистки газа для отдельных птицефабрик.

Представлены исследования по кинетике реакции гидролиза мочевины. Результаты показали, что в начальный период на хроматограмме появляются: исходная мочевина, соли аммония и соответствующая кислота. В дальнейшем количество мочевины в среде уменьшается, но возрастает количество кислоты. После двадцати часов кипячения реакционной смеси в растворе 'появляется амид соответствующей кислоты, а к моменту полного распада исходной мочевины (150—200 ч) в реакционной смеси остаются только соответствующая карбонов а я 'кислота и соли аммония.

Получены зависимости электропроводности /g(G—G,) от времени, т. е. IgiG^—G^) = f(T) для реакций гидролиза мочевины при рН 7,05, 70° С при разной начальной концентрации: С0 = 0,1М; Со = 0,01 М, а также электропроводности от времени и температуры при Со = 0,1 М, т, е.

, /G « —Go I G

—Оо \ _

-G, )-

= f(r,t).

Из полученных экспериментальных данных видно, что качественный и количественный состав газов, образующихся при утилизации птичьего помета, весьма широк и значительно превышает ПДК. Состав отходящих газов зависит от вре-

С!

214

ш — Р* = га <

5" 3

ы т ^ Я 9 ва 5 я ■ > 3 а а

>а К

+

00 ^ О* ^

00

(О

СИ

а-2

О

•Г- -

~ сл к?

•I:

ю

гза

I-

г®

ё

спл

■I'

рр

о*

-I-

•I'

го о

о о

•I-

'¿г

00 -В-

3?

1п Й "-1 оо

-Г 8

ЕС 00 ■8?

м."

-I-

МЬэ --1

СП

Ъо —

ИМ

§ з 2 £ с в

ОР до

=Г* ЬЭ Г-

ю о ю о

С^Г о.,.

р о ор

СЛ **

сэ оо о о

. £ -I-

•I-

ым да оо

■РЬ

I?

I ся

О 5я л « о

^ сл

<Т> <я

й-

'К

I?

М -

>— (О (О СП

•I- +

о

N -е* до со

■I-

ст>-

«л Оо .. _

•I- I'

На именован не птицефабрики

сероводород

аммиак

сернистый газ

окислы азота

углеводороды нефти

окись углерода

ацетон

этиловый эфир

индол

скатол

меркагь таны

мённ года, параметров окружающей среды и практически не зависит от места расположения птицефабрик. Термическое обезвреживание и хемосорбция обеспечивают полную очистку воздуха от газообразных загрязнителей.

Та блнца 3

Состав газа, после печи до жига

Наименование птицефабрики Наименование газа и его содержание в мг/м1

£Ог N0, 1 со2

Киевская 21*94-31, а 324,6-е-326,8 123(4289,94- 2343178,7

Коминтернов ска я 22,84-33,1 3128,24-333,2 234378,54-234461,2

Кунцевская 302,34-333,6 (234168.84-234321.5

Томилинская 20,5-4-32,1 299,54-332;9 234169,54-23.4008,9

Таблица 4

Состав газа после поглощения яемосорбентами

Наименование Поглотитель Наименование газа и его содержание в мг/м3

птицефабрики N0!

Киевская Са(ОН>! Ка2С03 КМп Оч 0,01б4-0,<Ш 0,0224-0,033 0,0124-0,018 0,28 4-0,34 0,27 -т-0,32 0,0184-0.040

Ком интернов ска ц Са (ОН)г Ыа2СОз КМп 0+ 0,0214-0^039 0.0274-0,034 0,0094-0,015 0.23 4-0,28 0.31( -4-0^9 0,0134-0,2 Ш

Кунцевская Са(ОН)2 МааСОз КМп 04 0,0214-0,022 0,0184-0,043 . 0,0134-0,022 0,33 4-0,37 0,16 -но,за 0,09 4-0,18

Томилинская Са (ОН)а .ЫазСОз КМп О* 0,0334-0,0313 0,01:64-0,029 0,008—0,047 0,29 4-0,3« 0,21 4-0,33 0,И 4-0,16

В пятой главе приведено обоснование технологической -схемы очистки воздуха от вредных 'Примесей, методика расчет ■ та и выбора оборудования, входящего в линию очистки. Исходными данными для расчета служат: объем газа, подлежащего очистке, температура, влагосодержание, теплосодержа- , ние, теплоемкость газа, параметры атмосферного воздуха, характеристика топлива, качественный и количественный сос- ■■.-■ тав газа, степень очистки газа. Технологической схемой предусмотрена утилизация птичьего .помета с полной очисткой -воздуха от газообразных загрязнителей.

Расчет экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, способов и. методов очистки производят путем -сопоставления нескольких вариантов. По'с-кольку сопоставимые варианты выбрать невозможно из-за : отсутствия линий утилизации помета с полной очисткой отхо- ' дящих газов, то;экономические расчеты приведены для конкретной линии утилизации на Ком'интерновскоЙ птнцефабри* -ке Одесской области в соответствии с методикой Г НТК Совета Министров СССР, утвержденной 14 февраля 1977 года. Экономические показатели рассчитаны на одну тонну сухого помета. При себестоимости 1 г помета 17 руб. дополнительные затраты на очистку воздуха составляют 3,90, руб. Экономия топлива за счет сгорания горючих составляющих газовой смеси, а также реализация осадка снижают себестоимость на 3,30 руб. Себестоимость 1 т сухого помета с учетом очистки воздуха и реализации осадка увеличилась на 0,6 руб.

Введением в технологическую схему переработки ' помета узла очистки воздуха от вредных примесей решается вопрос, ' имеющий большое социальное значение.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Качественный состав газов, образующихся в результате разложения помета, определяется химическим'составом помета, температурой, . .влажностью, продолжительностью процесса разложения, видовым составом и количеством микроорганизмов в помете, параметрами окружающей среды, •поверхностью контакта помета со средой .и т. д. Количественный состав газов зависит, главным образом, от соотношения между углеродом и азотом в помете (особенно для выделения аммиака), условий хранения помета (аэробное или анаэробное), температуры, влажности, освещенности и других факторов.

2. Качественный состав газов, образующихся в птичнике, представлен сероводородом, аммиаком, окислами азота, ацетоном, меркаптанами и не зависит от способа содержания птицы при условии соблюдения санитарно-гигиенических требований:

3. Качественный состав газов, образующихся в местах накопления .помета, не зависит от места расположения птицефабрик и определяется температурой, давлением, относительной влажностью и скоростью воздуха. Количественный состав газов зависит, в основном, от технологических приемов транспортирования помета, работы систем поения и изменяется в следующих 'пределах: сероводород—2,8 + 5,0 мг/м3, аммиак— 19,2-г-28,1 мг/м3, окислы азота — 0,1-^2,1 мг/м*, ацетон—129,0 380,0 мг/ма, меркаптаны — 0,06 0,96 мг/м1. Количество "образующихся газов находится в прямой зависимости от температуры и скорости воздуха и в обратной — от влажности и давления.

4. Качественный состав газов, образующихся при сушке помета практически не зависит от режимов сушки л типа сушилки и состоит из следов сероводорода, аммиака^- 170,9-ь

192,3 мг/м3, сернистого ангидрида—0,2 0,6 мг/м", окислов азота — 27,4.-г 29,5 мг/м3, углеводородов нефти—842,4 -ь 900,1 мг/м5, окнси углерода — 558,2 -4- 580,0 мг/м\ ацетона—154,7 -т-

162,3 мг/м3, этилового эфира—213,0-^250,0 мг/м3, индола— 1,8 2,1 мг/ма, скатола — 2,09-*- 3,07 мг/м*, меркаптанов — 4,03^-6,13 мг/м»

5. Высокая температура нагрева помета агентом сушки способствует разложению его составляющих <и максимальному выделению газообразных выбросов. Минимальная температура нагрева 'помета должна быть не ниже 90°С, т. к. при этой температуре обеспечивается гибель патогенных микроорганизмов. Для сокращения образования вредных газов в процессе накопления помета необходимо исключить попадание воды в помет.

6. Наиболее надежной, технически реализуемой и экономичной является двухступенчатая очистка газов, В качестве первой ступени очистки рекомендуется дожиг газов ври температуре 750° С с достаточной обеспеченностью кислородом воздуха. Возврат газа на дожиг позволит уменьшить расход топлива иа сушку и снизить общие затраты на очистку газа.

7. Перевод газов на 'первой ступени очистки в кислотные окислы позволяет применить на второй ступени очистки хемо-сорбционный метод, а в качестве хемосорбентов использовать

гидрат окиси кальция, углекислый натрий либо перманганат калия. Этот способ очистки газов позволяет перевести вредные газообразные загрязнения {БОэ, ЫОх, СОг) в твердые . вещества <СаС03, СаЗО», Са(Г\Г0з)2, Са(Ы02)2 и обеспечить снижение концентрации токсических примесей до ПДК.

8. Установлены закономерности поглощения газов от температуры, давления, концентрации комщонентов, -поверхности контакта фаз, дифференциальной теплоты растворения и Других факторов. Степень очистки газов в хемосорбционной колонке незначительно зависит от типа поглотителя и составляет для Са(ОН)2 — 98,3%; Ыа2С03 — 98,2%, КМпСи — 99,9%. Все выбранные хемосорбенты обеспечивают достаточно высокую степень очистки газа. Лучшим поглотителем является КМп04, но сравнительно большая его стоимость может ограничивать его применение.

9. На основе полученных данных приведен расчет и выбор оборудования технологической линии, предусматривающей полную очистку воздуха от вредных газов, образующихся при сушке птичьего помета, которая состоит из печи дожига газов, циклонов для улавливания пыли, противоточного абсорбера, подогревателя воздуха и вспомогательного оборудования.

10. При получении 1 т сухого помета образуется 7200-*--г- 7500 м3 газа, который необходимо подвергать очистке. На очистку 1 м3 газа расходуется: мазут—1,8 2,4 г; Са (ОН)з— 35 40 г; раствор поглотителя (Са(ОНЫ-НгО) —0,0002

0,0004 мэ. При этом образуются соли СаСОэ — 48-^-52 г; Са503 — 0,002-г-0,006 г; Са(КО»)2 — 0,03-*-' 0,06 г; Са(НОг)2-0,02-^-0,05 г при влажности осадка 65—75%. Себестоимость I т сухого помета с учетом очистки воздуха и экономии топ-1 лнва увеличивается на 0,60 руб. Введение в технологическую 5 схему узла очистки несколько увеличивает себестоимость про-1 дукции, но компенсируется большим социальным эффектом. ®

Основноесодержание/диссертационной работы изложено-в соавторстве в следующих публикациях

1. Столевич Т. В., Остапчук Н. В. Обоснование способа и определение режимов поглощения газов, выделяющихся пря. сушке куриного помета.— Тезисы докладов XIX конференции молодых ученых и аспирантов по птицеводству. — Загорск, 1976, с. 34—354

2. Расчет оборудования для сушки помета. Методические указания/ ГН. В..Остапчук, Л. Я. Дьяченко, В. В. Шведов, Т. Ь. Столевич].—Загорск, 1-976, —26 с.

3. Остапчук Н. В., Столевич Т. Б. Состав газов; образующихся при накоплении и утилизации помета. — Птицеводство, 1977, № 9, с. 34.

4. Остапчук Н. В., Столевич Т. Б. Эффективность очистки газа, образующегося при сушке куриного помета, методом сжигания. — Птицеводство, 197Й,№ 5. с, 46,