DE625136C

DE625136C - Process for the production of liquid natural fertilizers for field irrigation systems

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Publication number: DE625136C
Application number: DEH130029D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-12-29
Filing date: 1931-12-29
Publication date: 1936-02-04

Description

Verfahren zur Herstellung flüssiger natürlicher Düngemittel für Feldberegnungsanlagen Die künstliche Feldberegnung wird neuerdings in steigendem Maße benutzt, den Pflanzen zugleich mit dem Wasser die nötigen Düngemittel zuzuführen.Process for the production of liquid natural fertilizers for field irrigation systems Artificial field irrigation has recently been used to an increasing extent on plants to add the necessary fertilizers at the same time as the water.

. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, den frischen Stallmist so aufzubereiten, daß er sich für diese Beregnung besonders eignet, und das gestattet, die anfallenden Miststoffe rasch, im wesentlichen verlustfrei und kontinuierlich zu verarbeiten.. The present invention relates to a method for fresh manure to be prepared in such a way that it is particularly suitable for this irrigation, and that allows the resulting manure quickly, essentially without losses and continuously to process.

Es sind eine Reihe von Verfahren bekannt, die der Aufgabe dienen, frische tierische Ausscheidungen, gegebenenfalls unter Beigabe von Flüssigkeiten und von Chemikalien, zu verarbeiten. Teilweise laufen diese Verfahren darauf hinaus, die festen Dungstoffe getrennt von den flüssigen Dungstoffen zu gewinnen, verdünnte flüssige Dungstoffe herzustellen. So hat man bereits Pflanzenreste, Stroh -u. dgl. in Behälter mit siebartigem Boden eingebracht, eine Kalkzugabe aufgeschichtet, darauf Stallmist aufgebracht und, diese Masse unter ständiger Anfeuchtung zur Verrottung gebracht. Die überschüssige Flüssigkeit wurde gesammelt und getrennt von dem festen Dungstoff verwertet. Die festen Dungstoffe müssen hierbei naturgemäß in der üblichen Weise auf das Feld gefahren, dort verteilt und unterpflügt werden.A number of processes are known which serve the purpose of fresh animal excrement, if necessary with the addition of liquids and of chemicals to process. In some cases, these procedures result in to obtain the solid manure materials separately from the liquid manure materials, diluted to produce liquid manure materials. So you already have plant remains, straw -u. like placed in containers with a sieve-like bottom, a lime addition piled on top Manure applied and, this mass with constant moistening to rot brought. The excess liquid was collected and separated from the solid Dung material recycled. The solid manure must naturally be in the usual Wise to be driven into the field, distributed there and plowed under.

Weiter hat man schon eine Verrottung fester Miststoffe dadurch zu beschleunigen versucht, daß man sie unter Anfeuchtung von Gebläseluft durchströmen ließ. Auch hierbei handelt es sich lediglich um die Gewinnung von festem Dünger, der für Beregnungsanlagen ungeeignet ist.Furthermore, one has already rotted solid manure as a result tries to accelerate that one flows through them with moistening of blower air let. Again, it is only about the extraction of solid fertilizer, which is unsuitable for irrigation systems.

Weiter ist bei dem bekannten Gülle-Verfahren vorgeschlagen worden, den Düngerbrei von Zeit zu Zeit umzurühren, um eine stärkere Berührung mit Luft zur Beschleunigung der Verrottung herbeizuführen; eine erhebliche Beschleunigung der Verrottung ist allerdings hierbei nicht zu erzielen.It has also been proposed in the known manure method, Stir the fertilizer pulp from time to time to allow greater contact with air to accelerate rotting; a considerable acceleration however, the rotting cannot be achieved here.

Demgegenüber zeigt das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einen Weg zur Herstellung flüssigen Düngers für Feldberegnungsanlagen, mit dem es möglich wird, die im landwirtschaftlichen Betrieb anfallenden pflanzlichen und tierischen Abfallstoffe in kurzer Zeit in eine leicht zu verspritzende Düngerlösung zu verwandeln, in der gegebenenfalls zerkleinerte Feststoffe, insbesondere pflanzlicher Herkunft, suspendiert sind.In contrast, the method according to the present invention shows a way of making liquid fertilizer for field irrigation systems using it becomes possible, the vegetable and animal that accumulate on the farm Convert waste materials into an easy-to-spray fertilizer solution in a short period of time, in which, if necessary, comminuted solids, in particular of vegetable origin, are suspended.

Gemäß der Erfindung wird in der Weise verfahren, daß die aus in bekannter Weise zerkleinerten tierischen und pflanzlichen Abfallerzeugnissen, wie Stallmist u. dgl., gegebenenfalls unter Beigabe von Flüssigkeit und Chemikälien gewonnene flüssige Masse zunächst in einen Behälter gebracht wird, in welchem sie unter Einpressen von Luft -unter erheblichem Überdruck beschleunigt verrottet wird, worauf die Flüssigkeit dann stetig einem Wärmeaustauscher im Gegenstrom zu der dem Zersetzungsbehälter zuströmenden Rohflüssigkeit zugeleitet wird. Dort wird sie abgekühlt und schließlich einem zweiten Behälter zugeführt,, wo sie von der aus dem Zersetzunebehält_e_r::@zugeführten Luft, die Kohlensäure .und Ammoniak enthält, durchströmt wird.According to the invention, the procedure is in such a way that the from in known Wise shredded animal and vegetable waste products, such as manure and the like, if necessary with the addition of liquid and chemicals liquid mass is first brought into a container, in which it is pressed in accelerated by air under considerable excess pressure, whereupon the liquid rots then steadily a heat exchanger in countercurrent to that of the decomposition tank incoming raw liquid is supplied. There it is cooled down and finally fed to a second container, where they are removed from the Zersetzunebehält_e_r :: @ supplied Air that contains carbonic acid and ammonia is flowed through.

Dadurch`, 'daß- die -Lufteinwirkung auf die Miststoffe unter erheblichem Überdruck statt findet, erfolgt gegenüber :der bekannten Durchlüftung nicht nur eine erhebliche Beschleunigüng der Verrottung,. sondern es wird auch die Möglichkeit geschaffen, Ver-Iuste an Ammoniakgas und Kohlensäure ,zu verhüten. Weiter ist es von wesentlicher Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, daß die bei -der Verrottung entwickelte Wärme günstig und vollständig- ausgenutzt wird und daß eine künstliche, Aufwendungen erfordernde Beheizung entbehrlich 'gemacht wird. Die Anordnung eines Wärmeaustauschers macht dabei gleichzeitig die den Wärmeaustauscher verlassende Flüssigkeit wiederum durch Abkühlung geeigneter, die in der ersten Verfahrensstufe-erzeugten Gase (Kohlensäure und Ammoniak) zu absorbieren und damit der Beregnungsanlage zuzuführen.As a result, the effect of the air on the manure substances is considerable Overpressure takes place, takes place opposite: the well-known ventilation not only a considerable acceleration of rotting. but it also becomes the possibility created to prevent loss of ammonia gas and carbonic acid. It is further of essential importance for the economy of the process that the -the rotting heat developed favorably and completely- is exploited and that artificial heating, which requires expenditure, is made dispensable. the The arrangement of a heat exchanger makes the heat exchanger at the same time leaving liquid in turn more suitable by cooling that generated in the first process stage To absorb gases (carbon dioxide and ammonia) and thus feed them to the irrigation system.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert, die schematisch eine Anlage, zur Durchführung des Verfahrens wiedergeben, und zwar in Figj-i in einem -senkrechten. Schnitt, teilweise in Ansicht, -Fig. ä in- einem Q-uerschnitt nach-Linie II-II in -Fig. -i:-. ---@ - Der frische Stallmist oder etwa zu- verarbeitende- Pflanzenabfälle, .- Wurzeln 'o. dgl. werden' -zunächst einer :Mahlvorrichtung; im Beispiel einem Kollergang A, zugeführt, der gleichzeitig dazu dienen kann, mit-den* Miststeffen Chemikalien, z. B. Kalk, Stickstoff usw., -die -die Verrottung- fördern und die Düngewirkung steigern; zu ermengen..-Unter anderem känn-auch die Beigäbe von schwer löslichen Phosphaten, insbesondere- Rohphosphaten; erfolgen,- da diese- durch im weiteren Verlauf des Verfahrens entstehende Kohlensäure aufgeschlossen werden. Der Mist kann bereits im, Stall= durch Jauche oder Wasserzusatz verdünnt' sein; so daß -er zur Mahlvorrichtung gepumpt.werden kann.The invention is explained below with reference to the drawings, which show schematically a system for carrying out the process, namely in Figj-i in a -vertical. Section, partly in view, -Fig. ä in one Q-cross section according to line II-II in -Fig. -i: -. --- @ - The fresh manure or something Plant waste to be processed, roots, etc. like. will '-first one : Grinding device; in the example a pan mill A, fed at the same time can serve with-the * manure stiffeners chemicals, z. B. lime, nitrogen, etc., -die - promote rotting and increase the fertilizer effect; to heal ..- Among other things Can-also the addition of poorly soluble phosphates, especially rock phosphates; take place, - as this - due to the carbonic acid produced in the further course of the process be open-minded. The manure can already be in the, stall = by liquid manure or water to be diluted; so that it can be pumped to the grinding device.

Das zerkleinerte und durchmischte Gut fällt in den BehälterB, wo es weiter verdünnt werden kann und aus dem-"eine Pumpe C die Rohflüssigkeit durch einen --Wärmeaustauschapparat D ;in einen- Zersetzungsbehälter E purnpf: -Der Wärmeaustauscher -besteht- nach der schematischen Darstellung beispielsweise aus zwei konzentrischen -Rohren, durch deren inneres die Rohflüssigkeit zum unteren Ende des- Behälters E gelangt und durch deren äußeres die behandelte, vom oberen Ende des Behälters abfließende Flüssigkeit im Gegenstrom zu der Zulaufflüssigkeit hindurchgeht. Der Zersetzungsbehälter ist abgeschlossen und steht unter einem erheblichen Überdruck von z. B. 3 Atmosphären. Er kann nach Fig. 2 mit senkrechten Trennwänden so ausgestattet sein, daß die Flüssigkeit vom Einlaß zum Auslaß einen möglichst großen Weg durchlaufen muß. Von dem tiefsten Punkt des Behälters E wird durch einen Kompressor G Luft von entsprechendem Überdruck (z. B. 3 Atmosphären) eingeführt, die die Sinkstoffe der flüssigen Masse dauernd aufwirbelt. Durch den Sauerstoff der Luft wird unter der Einwirkung des Überdruckes und der im Behälter erzeugten Temperatur die Zersetzung der organischen Stoffein der flüssigen Masse in kurzer Zeit durchgeführt. Wie bereits angedeutet; ist die dabei gebildete Kohlensäure in statu nascendi besonders geeignet, die etwa der Mässe beigemischten schwer aufschließbaren Phosphate aufzuschließen. Die Erwärmung, die die Flüssigkeit unter der Einwirkung der Oxydation -erfahren hat; gibt sie- beim Durchströmen des Austauscheis a' n- die zufließende Rohflüssig-' keit ab. Vom Wärmeaustauscher gelangt die abgekühlte Flüssigkeit in einen zweiten Behälter H, -der als Absorptionsbehälter bezeichnet wird. Die- so äbgekülilte Flüssigkeit wird, ähnlich wie die Flüssigkeit im Behälter E, von der vom oberen Ende des Zersetzungsbehälters E -kommenden, mit Kohlensäure und Ammoniak angereicherten Luft durchströmt. Infolge ihrer geringen Temperatur vermag die Flüssigkeit im Behälter H jetzt -die genann-'ten Gase zu absorbieren und damit nutzbar zu machen.The comminuted and mixed material falls into the container B, where it can be further diluted and from the- "a pump C the raw liquid through a heat exchange apparatus D; into a decomposition tank E pump: -The heat exchanger -consists- according to the schematic representation For example, two concentric tubes, through the inside of which the raw liquid reaches the lower end of the container E and through the outside of which the treated liquid flowing from the upper end of the container passes in countercurrent to the feed liquid Overpressure of 3 atmospheres, for example It can be equipped with vertical partitions according to Fig. 2 so that the liquid has to travel as great a path as possible from the inlet to the outlet appropriate overpressure (e.g. 3 atmospheres) is introduced, which removes the suspended matter of the liquid The crowd is constantly whirling up. Due to the oxygen in the air, under the effect of the overpressure and the temperature generated in the container, the organic substances in the liquid mass are decomposed in a short time. As already indicated; The carbonic acid formed in statu nascendi is particularly suitable for digesting the difficult-to-digest phosphates mixed in with the substance. The warming that the liquid has undergone under the action of oxidation; it releases the incoming raw liquid when flowing through the exchange a ' n. The cooled liquid passes from the heat exchanger into a second container H, which is referred to as an absorption container. The liquid cooled in this way, like the liquid in the container E, is traversed by the air enriched with carbonic acid and ammonia coming from the upper end of the decomposition container E. As a result of its low temperature, the liquid in the container H is now able to absorb the gases mentioned and thus make them usable.

Falls in der warmen Jahreszeit die den Wärmeaustaüscher verlassende Flüssigkeit (Düngerbrei) noch nicht genügend gekühlt ist, so können, z. B. zwischen Wärmeaustauscher D und Gefäß H oder an -diesem, noch besondere Kühlvorrichtungen (z. B. eine Wasserberieselung) angebracht werden: Die fertige Düngelösung wird aus dem Behälter H unmittelbar verregnet oder weiteren Speicherbehältern zugeleitet. Die Flüssigkeit kann dabei- nach Maßgabe der zur Verfügung stehenden Menge zu diesen Speicherbehältern in der Weise geleitet werden, daß die Ventile im Deckel des Behälters H, die die Luft ins Freie entweichen lassen, geschlossen oder auf einen bestimmten Überdruck eingestellt werden; der dann entstehende Überdruck treibt die Flüssigkeit durch das Auslaßrohr zu den Speicherbehältern.If in the warm season the one leaving the heat exchanger Liquid (fertilizer pulp) has not yet cooled down sufficiently, e.g. B. between Heat exchanger D and vessel H or on this, still special cooling devices (e.g. a water sprinkler system): The finished fertilizer solution is made of immediately rained on container H or fed to further storage containers. The liquid can be added to these in accordance with the amount available Storage containers are directed in such a way that the valves in the lid of the container H, which let the air escape into the open air, closed or on a certain Overpressure can be set; the resulting overpressure drives the liquid through the outlet pipe to the storage tanks.

Um - Wärmeverluste zu vermeiden, sind zweckmäßig - Behälter E und Wärmeaustauscher, ebenso die- sie verbindenden Leitungen, durch schlechte Wärmeleiter isoliert.In order to avoid heat loss, it is advisable to use containers E and Heat exchangers, as well as the lines connecting them, due to poor heat conductors isolated.

Die= Wärmebilanz des vorliegenden Verfahrens ist ungefähr folgende: - Frei lagernder Mist (25°/o Trockensubstanz auf 75 °1o Wasser) erhitzt sich auf etwa 5o bis 6o°. Werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung weitere Flüssigkeitsmengen zugesetzt, so daß auf die gleiche Menge Trockensubstanz etwa die doppelte Flüssigkeitsmenge entfällt, d. h. etwa i- °/o Trockensubstanz auf 88 °/o Wasser, so wird die Erwärmung noch 30' erreichen. Zur vollständigen Verrottung des Düngers ist aber eine höhere Erwärmung auf etwa 5o bis 6o° zweckmäßig, besonders auch zur Abtötung etwa vorhandener Krankheitskeime. Diese ermöglicht der Wärmeaustauscher, der so bemessen ist, daß die zuströmende kalte Lösung auf etwa q.0° vorgewärmt wird, während die aus dem Behälter E abströmende Flüssigkeit von 5o bis 6o° auf 2o bis 30° abgekühlt wird. Die von dem Kompressor G zu liefernde Luftmenge wird so bemessen, daß dadurch die im frischen Mist enthaltenen, leicht faulenden Stoffe, also hauptsächlich Eiweißverbindungen, aber auch Teile der vorhandenen Faserstoffe; im ganzen etwa 5 % der Trockensubstanz, ähnlich wie bei der Verrottung auf dem Misthaufen oxydiert werden. Die Verrottung findet entsprechend der zugesetzten Luftmenge infolge der erhöhten Temperatur der zuströmenden Flüssigkeit von etwa q.o°, der weitgehenden Zerkleinerung der Faserstoffe und unter dem Überdruck: sehr rasch statt.The = heat balance of the present process is approximately as follows: - Manure stored in the open (25% dry matter to 75 ° 1o water) heats up to about 50 to 60 °. If further amounts of liquid are added in the method according to the invention, so that about twice the amount of liquid is used for the same amount of dry substance, ie about i-% dry substance to 88% water, then the heating will still reach 30 '. For complete rotting of the fertilizer, however, a higher temperature to around 5o to 6o ° is advisable, especially to kill any germs that may be present. This is made possible by the heat exchanger, which is dimensioned in such a way that the inflowing cold solution is preheated to approx. 0 °, while the liquid flowing out of the container E is cooled from 50 to 60 ° to 20 to 30 °. The amount of air to be delivered by the compressor G is dimensioned in such a way that the easily putrefactive substances contained in the fresh manure, i.e. mainly protein compounds, but also parts of the fibrous matter present; a total of about 5 % of the dry matter is oxidized, similar to rotting on the dung heap. The rotting takes place very quickly according to the amount of air added as a result of the increased temperature of the inflowing liquid of about qo °, the extensive comminution of the fibrous materials and under the overpressure:

Die zerkleinerten Faserstoffe in der Flüssigkeit bilden bei der Verregnung eine Schicht auf den nackten Stellen des Ackerbodens, die den Garezustand des Ackers sehr -vorteilhaft beeinflußt. Sie hat also eine ähnliche Wirkung, wie man sie in Gemüsekulturen u. dgl. durch Bedecken des Bodens mit Papier, Pappe usw. zu erzielen versucht hat. Es werden durch das Vermahlen der Miststoffe auch etwa vorhandene Unkrautsamen und wachstumsfähige Wurzeln zerstört. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird an Hand folgender Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.The shredded fibers in the liquid form when it rains a layer on the bare parts of the arable soil, which makes the arable land very favorably influenced. So it has a similar effect as one in To achieve vegetable crops and the like by covering the ground with paper, cardboard, etc. tried. By grinding the manure, there are also any existing ones Weed seeds and viable roots are destroyed. The procedure of the present The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiments.

Ausführungsbeispiel Legt man einen täglichen Grünfutterverbrauch einer Viehhaltung von 3o t zugrunde, so enthalten diese 30 t etwa 8 t Trockensubstanz, wovon die Hälfte bei der Verdauung absorbiert ist. Es bleiben q. t Trockensubstanz im Mist, woraus sich bei etwa 75 °/o Wassergehalt des Mistes rund 15 t Mistmenge pro Tag ergeben. Damit diese Mistmenge genügend dünnflüssig ist, wird sie mit etwa der gleichen Menge Flüssigkeit auf 30 t verdünnt. Der Reaktionsbehälter erhält, um Schwankungen im Mistentfall auszugleichen, eineAufnahmefähigkeit von 48 Stunden, also 6o cbm. Die gleiche Größe erhält der Absorptionsbehälter. Zur Verrottung dieser Mistmenge sind stündlich ungefähr 30 cbm Luft von Atmosphärendruck erforderlich. Diese haben ein Gesamtgewicht von ungefähr 4o kg, enthalten mithin etwa 8 kg Sauerstoff. In 48 Stunden werden also rund q.oo kg Sauerstoff zugeführt, die, auf Kohlenstoff 'berechnet, etwa 15 o kg reinen Kohlenstoiff: oder ietwa 300k,9 Cellulosie zersetzen würden.Embodiment If one assumes a daily green fodder consumption of 30 t in animal husbandry, then these 30 t contain about 8 t dry matter, half of which is absorbed during digestion. There remain q. t dry matter in the manure, which results in around 15 t of manure per day with around 75% water content in the manure. To ensure that this amount of manure is sufficiently thin, it is diluted to 30 t with approximately the same amount of liquid. In order to compensate for fluctuations in the case of muck, the reaction container has a capacity of 48 hours, i.e. 60 cbm. The absorption container is the same size. About 30 cbm of atmospheric pressure air per hour are required to rot this amount of manure. These have a total weight of around 40 kg and therefore contain around 8 kg of oxygen. In 48 hours so q.oo around kg of oxygen are fed which calculates on carbon ', about 15 kg of pure o Kohlenstoiff: ietwa or 300k, would decompose 9 Cellulosie.

Da in 48, Stunden 6o cbm Masse zugeführt werden, werden pro Kubikmeter Masse, bzw. Wasser ungefähr 31c,9 Kohlenstoff zersetzt, entsprechend etwa 27 ooo Kalorien, so' daß also die erzeugte Wärmemenge ausreicht, um die gesamte Masse um a7° zu erwärmen. Es genügt also, wenn der Wärmeaustauscher einen Wirkungsgrad von etwa 7o bis 8o °1o hat, um die obere Temperatur von 5o bis 6o° der gesamten Masse einzuhalten.Since 60 cbm of mass are added in 48. hours, per cubic meter Mass, or water, roughly 31c.9 carbon decomposed, corresponding to about 27,000 Calories, so that the amount of heat generated is sufficient to convert the entire mass a7 ° to heat. So it is sufficient if the heat exchanger has an efficiency of about 7o to 8o ° 1o has to the upper temperature of 5o to 6o ° of the whole mass to be observed.

Der Zusatz von Chemikalien richtet sich nach der Zusammensetzung des Rohdüngers, die in weitgehenden Grenzen vom Futter abhängig ist und schwanken kann.The addition of chemicals depends on the composition of the Raw fertilizer, which is largely dependent on the feed and can fluctuate.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method of making liquid natural Fertilizers for field irrigation systems by rotting fresh, possibly with the addition of liquids and chemicals, especially rock phosphates, crushed manure along with vegetable waste in a decomposition container, characterized in that the rotting of the liquid mass by pressing is accelerated by air under considerable excess pressure, before the liquid steadily a heat exchanger in countercurrent to that flowing into the decomposition tank Raw liquid fed, cooled there and finally a second container is supplied, where it is replaced by the carbonic acid supplied from the decomposition tank and air containing ammonia is flowed through. z. Device for executing the Method according to claim i, characterized in that the decomposition vessel (E), the heat exchanger (D). and the container (H) with one another through liquid lines are connected and the fluid lines between the former two as well these are themselves thermally insulated.