PL170131B1 - Urzadzenie do ekstrakcji torfu PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. URZADZENIE DO EKSTRAKCJI TORFU ZAWIERA- JACE ZBIORNIK I SYSTEM DOPROWADZENIA EKSTRAHENTA ORAZ ODBIORU EKSTRAKTU, ZNAMIENNE TYM, ZE MA CISNIENIOWY, ZEWNETRZNY ZBIORNIK (1), W KTÓRYM JEST UMIESZCZONY DRUGI, WEWNETRZNY ZBIORNIK (3), O PERFOROWANYCH SCIANACH, STANOWIACY WLASCIWY POJEMNIK SUROWCA TORFOWEGO PRZEZNACZONEGO DO EKSTRAKCJI, PRZY CZYM W WEWNETRZNYM ZBIORNIKU (3) SA UMIESZCZONE WEWNETRZNE PRZEWODY (13) ROZPROWADZAJACE EKSTRAHUJACA CIECZ DO ROZDZIEL- CZYCH KOLEKTORÓW (14) USYTUOWANYCH NA CO NAJ- MNIEJ DWÓCH POZIOMACH, PRZY CZYM KOLEKTORY (14) SA ZAOPATRZONE W POZIOME RUROWE ODGALEZIE- NIA (15) Z BOCZNYMI RAMIONAMI (16), NA KTÓRYCH Z KOLEI SA RÓWNOMIERNIE ROZMIESZCZONE WYPLYWO- WE OTWORY (17). FIG 3 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ekstrakcji torfu.

Znane są urządzenia do ekstrakcji torfu metodą statyczną oraz metodą dynamiczną. Ekstrakcję statyczną prowadzi się w wannach ekstrakcyjnych wyposażonych ewentualnie w mieszadło mechaniczne. Do wanien takich surowiec torfowy wprowadza się albo po ich uprzednim napełnieniu cieczą ekstrahującą bądź też przed jego zalaniem cieczą ekstrahującą. Okresowo całość miesza się, następnie pozostawia do odstania i dekantuje się ekstrakt znad warstwy torfu. Ekstrakcję dynamiczną prowadzi się w ekstraktorach przepływowych, w których surowiec torfowy stanowi fazę stacjonarną. Ekstraktory takie mają wymuszony przepływ cieczy ekstrahującej przez złoże torfu, podawanej przez perforowane dno, nad którym znajduje się przestrzeń na surowiec torfowy. Ekstraktor wyposażony jest w przelewowy odbiór ekstraktu ponad złożem surowca.

Znane ekstraktory mają szereg wad eksploatacyjnych. W dolnych obszarach wanien ekstrakcyjnych tworzą się warstwy mułu nie podlegającego sedymentacji, co powoduje obniżenie wydajności ekstrakcji. W ekstraktorach przepływowych z kolei, bardzo trudno jest w praktyce osiągnąć równomierny przepływ cieczy ekstrahującej przez całe złoże rozdrobnionego torfu, głównie na skutek trudności w odpowietrzaniu masy torfowej i występowania tzw. efektu ścianki polegającego na lepszym zwilżaniu surowca cieczą ekstrahującą oraz szybszym przepływie tej cieczy przy ściankach zbiornika niż w głębi złoża torfu.

Celem wynalazku jest usunięcie wad znanych ekstraktorów przepływowych, a w szczególności opracowanie urządzenia zapewniającego przepływ cieczy ekstrahującej przez warstwę surowca torfowego bez naruszenia naturalnej kapilarnej struktury torfu przy jednoczesnym unieruchomieniu złoża, w warunkach zbliżonych do naturalnego podsiąkania naturalnego złoża torfu w przyrodzie.

Urządzenie do ekstrakcji torfu zawierające zbiornik i system doprowadzania ekstrahenta oraz odbioru ekstraktu, charakteryzuje się tym, że ma ciśnieniowy zewnętrzny zbiornik, w którym jest umieszczony drugi, wewnętrzny zbiornik o perforowanych ścianach, stanowiący właściwy pojemnik na surowiec torfowy do ekstrakcji, przy czym w wewnętrznym zbiorniku są umieszczone wewnętrzne przewody rozprowadzające ekstrahującą ciecz do rozdzielczych kolektorów usytuowanych na co najmniej dwóch poziomach. Kolektory są zaopatrzone w rurowe poziome odgałęzienia z bocznymi ramionami, na których z kolei są równomiernie rozmieszczone wypływowe otwory.

Każdy z zewnętrznych przewodów doprowadzających ekstrahującą ciecz ma zawór do indywidualnej regulacji i/lub zamknięcia przepływu cieczy przez ten przewód.

Zewnętrzny ciśnieniowy zbiornik ma w górnej części wewnętrzny pierścieniowy występ współpracujący z kołnierzem wewnętrznego zbiornika.

Ciśnieniowy zbiornik ma górne króćce i denny spustowy króciec do ciągłego przelewowego odbierania ekstraktu oraz pośredni króciec do zrzutowego odbioru ekstraktu i kierowania go do zasobowego zbiornika oraz jeden spustowy króciec odprowadzający ciecz z górnej części ekstraktora i boczny króciec wskaźnika płynu jak również zespół środków, obejmujący cyrkulacyjną pompę i podporządkowane im zawory umożliwiające kontrolowany wymuszony obieg ciekłych mediów w przewodach i zbiornikach urządzenia.

Zasilający przewód, doprowadzający ciecz ekstrahującą do kolektora zbiorczego ma wymiennik ciepła umożliwiający zmianę temperatury cieczy ekstrahującej, zwłaszcza cyrkulującej cieczy ekstrahującej.

Zbiornik wewnętrzny o perforowanych w strefie ściankach zapewnia pełną stacjonarność złoża torfu. Zastosowanie układu dwóch zbiorników z których jeden jest zbiornikiem ciśnieniowym, zaś drugi ma perforowane ścianki, eliminuje niekorzystne zjawisko występujące w znanych ekstraktorach torfu zwane efektem ścianki, gdyż przepływ ekstraktu w rozwiązaniu według wynalazku występuje również przez ściankę perforowaną do zewnętrznego, ciśnieniowego zbiornika. Praca urządzenia przy wymuszonym przepływie cieczy ekstrahującej przez złoże torfu, zapewnia możliwość maksymalizacji stopnia ekstrakcji, na drodze recyrkulacji ekstraktu przez złoże.

Wynalazek jest bliżej objaśniony za pomocą rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczne zestawienie elementów konstrukcyjnych ekstraktora, fig. 2a - schematycznie system przewodów doprowadzających ciecz ekstrahującą do ekstrahowanego złoża torfu, fig. 2b - pojedynczy przewód doprowadzający z poziomymi odgałęzieniami w widoku z boku, a fig. 2c - odgałęzienia poziome tych przewodów w widoku z góry, zaś fig. 3 - schematycznie przykład realizacji wynalazku z pojedynczym ekstraktorem, zbiornikiem zasobowym i układem połączeń przewodów zasilających oba te urządzenia.

Zgodnie z wynalazkiem (fig. 1) w ciśnieniowym zewnętrznym zbiorniku 1 posadowionym na wspornikach 2 umieszczony jest wewnętrzny zbiornik 3 z perforowanymi w strefie 4 bocznymi ściankami 5, z przymocowaną do wewnątrz siatką 20 o oczkach około 1 mm² i otwieranym dnie. Zewnętrzny zbiornik 1 zamknięty jest szczelnie stożkową pokrywą 6. W dolnej części zewnętrznego zbiornika 1 znajdują się denny spustowy króciec 7 i boczny króciec 8 wskaźnika poziomu płynu. W górnej części zewnętrznego zbiornika 1 znajduje się spustowy króciec 9 z zaworem 34. W pokrywie 6 usytuowane są górne króćce 10 do przelewu ekstraktu i pośredni króciec 11 do zrzutowego odprowadzenia ekstraktu w celu oczyszczenia górnych filtrów 21. W górnej części pokrywy 6 zespolona jest kryzą 12 do połączenia wewnętrznych przewodów 13 z zewnętrznymi przewodami 13’ w celu doprowadzenia cieczy ekstrahującej do wnętrza surowca torfowego. Każdy z przewodów 13 (fig. 2) ma inną długość i zakończony jest kolektorem 14, z którego wyprowadzone są poziome odgałęzienia 15 z asymetrycznie rozstawionymi bocznymi ramionami 16. Na odgałęzieniach 15 i ramionach 16 rozmieszczone są wypływowe otwory 17, przez które ciecz ekstrahująca przenika do ekstrahowanego surowca

170 131 umieszczonego w wewnętrznym zbiorniku 3. Pomiędzy poszczególnymi poziomami odgałęzień jest ustalona odległość, a na poszczególnych poziomach sztywno zespolone boczne ramiona rozstawione tak, że występuje przesunięcie kątowe pomiędzy odpowiadającymi sobie punktami analogicznych bocznych ramion 16 na dwóch sąsiednich poziomach. Rozmieszczenie wypływowych otworów 17, ich ilość oraz ilość odgałęzień w poziomach i ilość poziomów zależy od objętości torfu zawartej w wewnętrznym zbiorniku 3.

Wewnętrzny zbiornik 3 zawieszony jest w zewnętrznym zbiorniku 1 tak, że dno i boczne ścianki 5 odsunięte są od dna i ścianek bocznych zewnętrznego zbiornika 1. Zewnętrzny zbiornik

I ma wewnętrzny pierścieniowy występ 18, na którym opiera się kołnierz 19 wewnętrznego zbiornika 3. Między występem 18 a kołnierzem 19 jest usytuowana uszczelka. Wewnętrzny zbiornik 3 zabezpieczony jest od środka filtracyjną siatką 20. Górny króciec 10 pokrywy 6 zaopatrzony jest od środka w filtr 21 a pośredni króciec 11 w filtr 22. Wewnętrzne przewody 13 rozprowadzające ciecz ekstrahującą wewnątrz ekstrahowanego złoża mają w obrębie wewnętrznego zbiornika 3 pozycję ustaloną za pomocą krzyżowych ustawczych ramion 23 z centralnie usytuowanym otworem 24, przez który przechodzą przewody 13. Wewnętrzne przewody 13 połączone są z zewnętrznymi przewodami 13' doprowadzającymi ciecz ekstrahującą, za pomocą kryz usytuowanych w górnej części przewodów 13, 13' i pokrywy 6.

Poza ekstraktorem o opisanej konstrukcji (fig. 3) na każdym z zewnętrznych przewodów 13' zamontowany jest zawór 25 do regulacji wielkości przepływu i/lub zamknięcia przepływu w tym przewodzie oraz przepływomierz 26. Zewnętrzne przewody 13' wyprowadzone są ze zbiorczego kolektora 27 stanowiącego zakończenie przewodu zasilającego 28 z zaworem odcinającym 29 i wymiennikiem ciepła 30 do regulacji temperatury cieczy ekstrahującej podawanej pod ciśnieniem za pomocą pompy 31 ze zbiornika 32. Do zbiornika 32 kierowany jest ekstrakt odbierany w sposób ciągły przez górne króćce 10 i denny spustowy kóciec 7 jak również zrzutowo przez pośredni króciec

II usytuowany w pokrywie 6. Denny spustowy króciec 7 połączony jest z pompą 33, która poprzez zawór regulacyjny łączy się ze zbiornikiem 32. Spustowy króciec 9 z zaworem 34 przeznaczony jest do odprowadzania cieczy do zbiornika 32 po zakończonej ekstrakcji. Przewód 35 łącząc zbiornik 32 z pompą 31 jest zaopatrzony w zawór 36 odcinający wypływ cieczy ekstrahującej z tego zbiornika. Pompa 31 może być zasilana poprzez przewody nie uwidocznione na rysunku z innych zbiorników z innymi mediami ciekłymi.

Urządzenie według wynalazku pracuje w następującym cyklu roboczym. Wewnętrzny zbiornik 3 po napełnieniu surowcem torfowym przeznaczonym do ekstrakcji, jest umieszczony w zewnętrznym zbiorniku 1, a następnie całość zamykana jest szczelnie pokrywą 6. Przewody 13 i 13' są szczelnie połączone za pomocą stosownych kryz usytuowanych w górnej części pokrywy 6. Następnie do kolektora 27 doprowadzonajest pod ciśnieniem ciecz ekstrahująca. Za pomocą otwieranych kolejno zaworów 24 reguluje się objętość cieczy ekstrahującej podawanej poszczególnymi przewodami 13 i 13' na poszczególne poziomy ekstrahowanego złoża torfu tak, by złoże nasycane było równomiernie w całej swojej objętości bez naruszania kapilarnej struktury surowca torfowego, na zasadzie zbliżonej do naturalnego podsiąkania złóż torfu występujących w przyrodzie. Przepływomierze 26 pozwalają na pełną kontrolę ilości przepływu cieczy do każdego poziomu. Po wypełnieniu cieczą ekstrahującą całej przestrzeni wewnętrznej zbiorników 1 i 3, nadal utrzymuje się zróżnicowany wypływ cieczy ekstrahującej z bocznych odgałęzień 15 przewodów 13. Pompa 31 utrzymuje stałe ciśnienia podawania cieczy ekstrahującej do kolektora 27 co powoduje, że w sposób ciągły przez górne króćce 10 przelewa sie ekstrakt, i poprzez przewody kierowany jest do zbiornika 32. Wskutek tego, że z torfu wypływają drobne substancje unoszące się ku górze następuje blokada przepływów przez górne filtry 21. Charakteryzuje się to wzrostem poziomu cieczy i ciśnienia w ekstraktorze. Należy wtedy otworzyć zawór 34 umocowany na pośrednim króćcu 11. Wskutek tego nastąpi gwałtowne obniżenie poziomu płynu i wystąpi podciśnienie w ekstraktorze. Spowoduje to cofnięcie płynów z przewodów poprzez króćce 10 i w odwrotnym przepływie zostaną oczyszczone filtry 21. Operacja ta również spowoduje poprzez ciśnienie powietrza zgromadzonego w komorze utworzonej pomiędzy zewnętrznym zbiornikiem 1 a pierścieniowym występem 18 odwrotny kierunek przepływu cieczy przez perforowaną w strefie 4 boczną ściankę 5 wewnętrznego zbiornika 3.

170 131

Czynność ta odbywa się przy stałym ograniczonym odpływie cieczy z dolnej części zewnętrznego zbiornika 1 poprzez denny spustowy króciec 7, pompę 33 i zawór 34 do zbiornika 32. Ruch cieczy wywołany tą operacją ma duży wpływ na stopień wyekstrahowania substancji. Zamknięcie zawora 34 na pośrednim króćcu 11 powoduje powrót do normalnej pracy ekstraktora. Ze zbiornika 32 ekstrakt jest zawracany przewodem 35 do ekstraktora aż do osiągnięcia zadanego stopnia wyekstrahowania surowca.

Następnie za pomocą zaworów 25 zwiększa się stopniowo objętość cieczy ekstrahującej do złoża na poszczególnych poziomach, poczynając od najniższego poziomu. Operacja ta powoduje zwiększenie ruchu cząstek pomiędzy torfem a cieczą ekstrahującą i tym samym większe nasycenie ekstraktu substancjami ługowanymi z torfu.

Następnie dokonuje się pełnego odebrania ekstraktu z wykorzystaniem kolejno odpływów przez pośredni króciec 1l a następnie spustowy króciec 9 odprowadzamy płyn z górnej części ekstraktora. Po obniżeniu poziomu płynu do wysokości spustowego króćca 9 włącza się pompa 33 i wprowadza powoli płyn z zewnętrznego zbiornika 1 do zbiornika 32. Wyekstrahowane złoże można ewentualnie w tej fazie przemyć świeżą porcją cieczy ekstrahującej lub wodą, kierując właściwe medium ciekłe z odpowiedniego zbiornika (nieuwidocznionego na załączonych rysunkach) przez pompę 31 do kolektora zbiorczego 27 i dalej do złoża w taki sam sposób jak opisany wyżej. Stosownie do potrzeb medium to można oziębić lub podgrzać w wymienniku ciepła 30 w celu pełnego wykorzystania surowca torfowego. Po wyprowadzeniu cieczy z ekstraktora torf przyjmuje postać sypką, pozbawioną nadmiernej wilgotności.

Urządzenie według wynalazku można wykorzystać pojedynczo, a także w bateriach pozwalających na pracę poszczególnych zespołów ekstraktor-zbiomik tak, aby ekstrakt z poszczególnych baterii mógł być odbierany w określonych interwałach czasowych gwarantujących rytmiczność pracy instalacji do dalszego przerobu ekstraktu.

170 131

Fig. 2

170 131

Fiig. 3

170 131

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do ekstrakcji torfu zawierające zbiornik i system doprowadzenia ekstrahenta oraz odbioru ekstraktu, znamienne tym, że ma ciśnieniowy, zewnętrzny zbiornik (1), w którym jest umieszczony drugi, wewnętrzny zbiornik (3), o perforowanych ścianach, stanowiący właściwy pojemnik surowca torfowego przeznaczonego do ekstrakcji, przy czym w wewnętrznym zbiorniku (3) są umieszczone wewnętrzne przewody (13) rozprowadzające ekstrahującą ciecz do rozdzielczych kolektorów (14) usytuowanych na co najmniej dwóch poziomach, przy czym kolektory (14) są zaopatrzone w poziome rurowe odgałęzienia (15) z bocznymi ramionami (16), na których z kolei są równomiernie rozmieszczone wypływowe otwory (17).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że każdy z zewnętrznych przewodów (13’), doprowadzających ekstrahującą ciecz, ma zawór (25) do indywidualnej regulacji i/lub zamknięcia przepływu cieczy przez ten przewód (13’).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zewnętrzny zbiornik (1) ma w górnej części wewnętrzny, pierścieniowy występ (18) współpracujący z kołnierzem (19) wewnętrznego zbiornika (3).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ciśnieniowy zbiornik (1) ma górne króćce (10) i denny spustowy króciec (7) do ciągłego przelewowego odbierania ekstraktu oraz pośredni króciec (11) do zrzutowego odbioru ekstraktu i kierowania go do zasobowego zbiornika (32), oraz jeden spustowy króciec (9) odprowadzający ciecz z górnej części ekstraktora i boczny króciec (8) wskaźnika poziomu płynu, jak również zespół środków obejmujący cyrkulacyjne pompy (31, 33) i przyporządkowane im zawory (29, 34, 36), umożliwiających kontrolowany wymuszony obieg ciekłych mediów w przewodach (13,13’, 28, 35) i zbiornikach (1, 3, 32).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zasilający przewód (28) doprowadzający ekstrahującą ciecz do zbiorczego kolektora (27) ma wymiennik ciepła (30).