ТОРФ ФРЕЗЕРНЫЙ НИЗИННЫЙ
ТОРФ СЕПАРИРОВАНЫЙ РАСТИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ-(состав: торф сепарированый-60%, чернозём-20%,"Биокс-1"-20%,"Биокс-1"-сухой птичий помёт.) РАСТИТЕЛЬНЫЙ ГРУНТ-(состав: торф фрезерный-70%,речной песок-30%) САДОВАЯ ЗЕМЛЯ-(состав:торф фрезерный-70%, чернозём-30%) ЧЕРНОЗЁМ |
Для улучшения плодородия и структуры первоначальной почвы рекомендуется провести агрохимический анализ в лаборатории,где в заключении делается оценка на: -кислотность почвы (pH) -зольность(%) -количество гумуса(%) -количество микроэлементов в мг/кг(железа,цинка,меди,марганца) -количество основных элементов в мг/кг(калия,азота,фосфора) -описание механического состава для уточнения введения добавок (песок,торф,чернозём и т.д),путем 2х-3х-кратного перемешивания грунта и добавок. Механический состав почвы,в крайнем случае,можно провести органолептическим способом,т. е. визуальной оценкой почвы. Торф низинный фрезерный без примесей и добавок также самостоятельно является плодородным грунтом. На участки с глинистыми,мало плодородными и плохо дренирующими почвами вводят торф о-песчаную смесь,известкуют и вносят минеральные удобрения. Растительный грунт(ТПС) изготавливается на основе низинного фрезерного торфа(70%) путём смешивания последнего с песком (30%).Используется песок речной или карьерный промышленый (средней фракции). Растительная смесь-высокоэфективная плодородная смесь пригодная для повышения плодородия на любых почвах. На песчаных участках или на скальнированых грунтах создаётся 10-20-30см слой растительной земли путём внесения растительной смеси.В её состав входит: торф фрезерный низинный слабокислый (pH6.5-70) со средней зольностью (~12%) ; наличие калия 0,2-0,3 ; азота 2,4-2,8 ; фосфора 0,4-0,6 (60%) ; высокоэфективное комплексное органическое удобрение "БИОКС"-натуральный куриный помёт,прошедший термическую сушку.Сухой куриный помёт фактически стерилен,содержит в среднем 4,5% азота , до 3% фосфора , 1,85% калия и многие другие микроэлементы. Чернозём-для создания плодородности , для оптимизации водопроницаемости , плотности почвы , в основном песчаной- наиболее плодородная почва из Тульской области. Торф — горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, (если меньше, то это заболоченные земли). Содержит 50-60 % углерода. Теплота сгорания (максимальная) 24 МДж/кг. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и др. По разным оценкам в мире от 250 до 500 млрд т. торфа (в пересчете на 40 % влажность), он покрывает около 3 % площади суши. При этом в северном полушарии торфа больше чем в южном, заторфованность растёт при движении к северу и при этом возрастает доля верховых торфяников (см. раздел Классификация). Так, в Германии торфа занимают 4,8 %, в Швеции 14 %, в Финляндии 30,6 %. В России, лидирующей по запасам торфа, доля занятых им земель достигает 31,8 % в Томской области (Васюганские болота) и 12,5 % в Вологодской. Достаточные запасы торфа имеются на Украине (месторождение Морочно-1). Классификация Торф подразделяется на виды по группировке растений и условиям образования, а также на типы: Верховой торф — образован олиготрофной растительностью (сосна, пушица, сфагнум, вереск) при переувлажнении, вызванном преимущественно атмосферными осадками. Плохое удобрение, поскольку беден минеральными элементами. Содержит зольные элементы 1—5 %, органических веществ — 99—95 %, pH=2.8—3.6. Химический состав: азотистых веществ — 0.9—1.2 %, P2O5 — 0.03—0.2, K2O — 0.05—0.1, CaO — 0.1—0.7, Fe2O3 — 0.03—0.5 %[1]. Окраска изменяется с повышением степени разложения от светло-желтой до темно-коричневой. Используется как топливо или теплоизоляция. Также выделяется торф переходного типа. Переувлажнение грунтовыми водами, бедными минеральными солями. Зольность 4—6 процентов. Появление торфа Торф начинает своё появление на скалах и камнях. После дождя на камнях вырастают лишайники (в основном пармелия).Через десятки лет на слое из лишайников вырастает гипновый мох и кукушкин лён.Примерно через сто лет на слое из мха вырастает вереск.Спустя много сотен лет на слое из вереска может расти всё что угодно, создавая землю. Применение торфа Постепенно торф стали использовать в качестве торфяного кокса, а также при выработке осветительного газа. Начало промышленного производства торфяного полукокса и смолы пришлось на конец XIX — начало ХХ столетия В СССР в годы индустриализации и Великой Отечественной войны торф играл решающее значение как энергоноситель на заводах Урала и Сибири. Так, на Уралмашзаводе в Свердловске существовала газогенераторная станция, на которой методом пиролиза из торфа получали горючий газ. Этот газ использовался во всех технологических процессах при производстве вооружений, включая газосварку и плавильное производство. Непосредственно после Великой отечественной войны пятилетними планами промышленного развития СССР предусматривалось интенсивное развитие торфяной топливной промышленности. Позже, с открытием и освоением Западно-Сибирской нефтегазовой провинции, роль торфа в энергетике СССР постепенно снижается. Последним крупным проектом энергетического применения торфа было строительство и эксплуатация энергоблока Ново-Свердловской ТЭЦ на торфе с сжиганием 5 млн тонн торфа в год. В начале 80-х годов от использования торфа отказались в силу экологических причин и энергоблок перевели на природный газ. Сегодня торф используют в сельском хозяйстве и животноводстве, медицине, биохимии и энергетике. Развитие современных производственных технологий позволяет получать очень плодородные грунты для выращивания пищевых растений, удобрения, стимуляторы роста растений, изоляционные и упаковочные материалы, активный уголь, графит и тому подобное. Научные приложения Так как торф достаточно быстро накапливается и хорошо компрессируется при перегнивании в торфяниках отлагаются привнесённые в него вещества. Поверхность торфяника неровная и вещества выпавшие на него достаточно плохо выдуваются обратно ветром. По причине перегнивания и достаточно равномерного сжатия эти вещества достаточно хорошо прослеживаются в переслоениях уплотнившегося торфа. При извержениях вулканов выпавшие пеплы хорошо прослеживаются в торфяниках, а органическое вещество торфяников выше и ниже отложившегося пепла поддаётся датировке радиоуглеродным методом. В тефрохронологии это распространённый метод датировок выпавших вулканических пеплов, который широко применяется в Японии, на Курилах, на Камчатке, на Алеутских островах и Аляске. Также в прибрежных торфяниках отлагается песок, который выносят волны цунами. Таким образом можно датировать извержения вулканов и крупные цунами, случившиеся 4000 и более лет назад. Чернозём Климат субэкваториальный, умеренно — континентальный, характерно чередование увлажнения и иссушения и господство положительных температур. Среднегодовая температура +3 — +7 °C. Годовая сумма осадков 300—600 мм. Рельеф волнисто-равнинный (периодически изрезан западинами, балками, оврагами, речными террасами.) Растительность многолетняя травянистая лугово-степной и степной подзоны, ежегодно оставляющей в почве значительное количество растительных остатков. В соответствующих гидротермических условиях идёт их разложение с образованием гумусовых соединений (гумификация), накапливаемых в верхних слоях почвы. Вместе с гумусом в почве в виде сложных органо-минеральных соединений закрепляются такие элементы питания растений, как азот, фосфор, сера, железо и т. д. Почвообразующие породы — лёссы и лессовидные суглинки. Чернозёмы обладают хорошими водно-воздушными свойствами, отличаются комковатой или зернистой структурой, содержанием в почвенном поглощающем комплексе от 70 до 90 % кальция, нейтральной или почти нейтральной реакцией, повышенным естественным плодородием, интенсивной гумификацией и высоким, порядка 15 %, содержанием в верхних слоях гумуса. Определение и свойства: Характеризуется самым высоким естественным плодородием: высоким содержанием элементов питания, гумуса (от 5 до 15%), имеет суглинистый механический состав, зернисто-комковатую почвенную структуру, нейтральную реакцию среды. Чернозем характеризуется значительным содержанием почвенных микроорганизмов. Приобретая чернозем для приготовления почвенной смеси на участке, нужно иметь в виду, что вы не сможете раз и навсегда решить проблему создания плодородного верхнего слоя. Через несколько лет из-за резкой смены природных условий изменится микробиологический, снизится содержание питательных веществ и разрушатся почвенные агрегаты. В результате останется только глинистый субстрат, который растрескивается при высыхании, а после дождя превращается в непролазную грязь. Но все же, для улучшения структуры существующих на вашем участке грунтов, не следует полностью отказываться от чернозема.Черноземные почвы распространены в основном в южных районах России, особенно в Тульской и Рязанской областях. Несмотря на огромную территорию распространения чернозема, существует два основных "месторождения" - тульское и воронежское. Применение: Как уже говорилось, чернозем характеризуется самым высоким естественным плодородием. Нейтральная реакция, повышенное содержание гумуса, различных питательных веществ и хорошая структура почвы обеспечивают благоприятные условия для произрастания растений.Использовать для любых типов посадок в небольших количествах - для оптимизации водопроницаемости, плотности, гранулометрического состава почвы. Чернозем прост в применении, однако, при использовании в условиях Московской области, требует добавления компоста, песка и/или торфа для разрыхления. Использование чернозема на тяжелосуглинистых и глинистых почвах неэффективно, а во многих случаях даже вредно. Наибольший эффект достигается на легких песчаных почвах. При газификации различных видов органических материалов возникает целый ряд проблем, связанных с оптимизацией технологического процесса. Кроме того, большое внимание в мире уделяется вопросам защиты окружающей среды от вредных выбросов промышленных предприятий [1]. Высокая температура (приблизительно 1000…1200°С) в кислородной зоне газогенераторных установок необходима для термического разложения органического вещества и последующего синтеза горючих газов. При этом, во многих видах твердого топлива (например, торф), происходит плавление золы, которая, в свою очередь, засоряет колосниковую решетку газификатора. Кроме того, значительно увеличивается металлоемкость конструкций и, следовательно, ее стоимость. Известные методы снижения температуры [2] приводят к уменьшению коэффициента полезного действия процесса газификации. При среднетемпературной (приблизительно 700°С и менее [1]) газификации торфа упрощается конструкция газогенераторов и котлов без снижения КПД установок. Такой подход возможен при каталитической газификации твердых топлив (уголь, торф, сланцы и т. п.), а также других органических материалов, что наряду с повышением экологической безопасности производств, существенно увеличивает коэффициент полезного действия установок, из-за использования высококачественного топливного газа. Основной трудностью решения этого вопроса является разработка катализатора при сжигании конкретных видов и типов торфа. В качестве исходного сырья использовались различные органические материалы биогенного происхождения, широко распространенные в различных регионах РФ: верховой магелланикум торф, пушицево-сфагновый торф, а также органический сапропель, извлеченный из-под залежи торфа Основным сырьем для исследований служил верховой пушицево-сфагновый торф. Добыча торфяного сырья осуществлялась фрезерным способом, комплектом бункерных уборочных машин с механическим принципом сбора [2]. Образцы сапропеля извлекались экскаватором из под залежи торфа. Сушка до кондиционной влажности [3] осуществлялась в сушильной установке при конвективном теплоподводе и температуре 100°С. Затем материалы измельчались на лабораторной молотковой дробилке и просеивались на виброгрохоте (типа ГВР [4]) с отбором фракций 0,5…1 мм. Для предотвращения увлажнения (вследствие высокой гигроскопичности материалов) готовый субстрат хранился в эксикаторе при комнатной температуре. Эксперименты по термической конверсии проводили с применением паровоздушного дутья. Причем, воздух в зону реакции подводился бытовым компрессором, а пар — при помощи лабораторного парогенератора. Подача дутья осуществлялась в подрешеточное пространство реактора [5]. Для термической переработки биогенных органических материалов использовались каталитические системы на основе металлов VIII группы таблицы Д.И. Менделеева.- Катализатор на основе фталоцианина никеля Каталитические системы подготавливались из соответствующих солей и комплексов по влагопоглощению [6] с расчетным содержанием металла в катализаторе 0,5 %. Катализатор вводился в количестве 1/2 от массы навески торфа (т. е. соотношение торф : металл составляло 400 : 1). Известно, что процесс термолиза твердых топлив представляет собой совокупность ряда последовательных и параллельных реакций, которые вследствие сложности строения их элементарных структурных единиц (термодинамическая устойчивость отдельных химических связей и природа топлива), протекают в несколько стадий. Эти стадии характеризуются определенным рядом однотипных групп реакций со специфическими кинетическими закономерностями. Причем, торф сравнительно простым путем может быть разделен на группы веществ с характерными только для них химическими свойствами [7, 8]. Поэтому появляется реальная возможность в изучении механизма термического разложения и подбора оптимальной сырьевой базы для создания высокопроизводительных газогенераторных установок. При нагревании выше 250…275°С органические составляющие торфа и сапропеля подвергаются деструкции с образованием ряда летучих компонентов. Возможны также и реакции внутримолекулярного распада. Но, как было показано ранее [3, 7], при деструкции органических составляющих торфа образуются, в основном, моноуглеродные продукты. Образовавшиеся летучие продукты способны к дальнейшему взаимодействию друг с другом, веществами, вводимыми в реакционную смесь и с исходными субстратами. Однако, процессы газообразования при термолизе имеют достаточно высокие энергии активации и для их осуществления необходимы значительные температуры. Введение катализатора в реакционную систему приводит к протеканию реакций по другим «маршрутам» с меньшими значениями энергии активации, т. е. при меньших температурах [1]. К настоящему времени разработано большое количество каталитических систем, причем подавляющее их большинство создано на основе d-элементов (в основном металлов платиновой группы). Газификация торфа в присутствии катализатора на основе фталоцианина никеля показывает, что данный катализатор существенного воздействия на процесс окисления топлива не оказывает. В его присутствии при температуре до 300…350?С происходит обычное полукоксование. Состав и содержание газообразных продуктов практически не отличается от случая проведения газификации без катализатора. Платина, нанесенная на оксид алюминия интенсифицирует окисление пиролизных газов торфа и не оказывает существенного влияния на выход углеводородов. Необходимо отметить, что в данном случае в условиях проведения эксперимента происходит полное окисление торфа, и выделение газов заканчивается. Сравнение палладиевого катализатора с другими исследованными контактами показывает, что использование его при обработке горючих газов приводит к значительному повышению выхода углеводородов. Их содержание в выделяющейся газовой смеси примерно в полтора раза выше, чем в отсутствие катализатора. Кроме того, применение этого типа каталитической системы, значительно сокращает (приблизительно в два раза) время выхода газов при термолизе торфа . Таким образом, катализатор на основе палладия можно рекомендовать для интенсификации процессов газификации торфа. В качестве сырья необходимо применять торф средней и высокой степени разложения. Кроме того, из всех исследованных биогенных материалов, для получения газа путем низкотемпературной термической деструкции наиболее перспективен органический сапропель. Вопрос об использовании других типов сапропелей, в том числе и озерных, требует тщательной дальнейшей проработки. Одним из основных показателей, который применяется для оценки качества горючего газа, является теплота его сгорания. Принцип определения теплоты сгорания состоит в сжигании анализируемого газа в пламени водорода. В пламя помещена термопара, выдающая сигнал через компенсационную схему на самопишущий потенциометр. При введении горючего газа на самописце наблюдается пик, площадь которого пропорциональна теплоте сгорания. Калибровка производилась по метану (Q = 39,7 МДж/м3 [2]). Теплота сгорания газов определялась с помощью лабораторной установки.Одним из перспективных направлений в получении горючего газа из торфа и других органических материалов является его газификация в присутствии катализаторов кислот Льюиса. При таком виде газификации в качестве катализаторов используются хлориды металлов — кислоты Льюиса () – нанесенные пропиткой из спиртового раствора в количестве 1 % от массы образца торфа. Исследования термолиза торфа, пропитанного солями металлов, при температурах около 300…350°С, показывают, что в случае непосредственного контакта катализатор ускоряет не только образование горючих газов, но и термическую деструкцию органического вещества торфа в целом. При газификация торфа в присутствии катализатора хлорида никеля не происходит существенного изменения теплоты сгорания газа. Ее значение мало отличается от случая проведения газификации без катализатора . Однако необходимо отметить, что время выделения газа при этом возрастает примерно в два раза. При проведении газификации торфа в присутствии катализаторов хлорида цинка и хлорида алюминия , наблюдается резкое увеличение теплоты сгорания выделяемого газа. Более эффективным способом каталитического воздействия на газификацию, безусловно, является перевод процесса в гомогенные условия, так как при этом снимается диффузионное торможение на стадиях взаимодействия торф – кислород. Проведение газификации в среде высококипящего органического растворителя в присутствии растворимых катализаторов в качестве первой стадии происходит растворение органической компоненты торфа или сапропеля [7], а в дальнейшем, процесс протекает в гомогенных условиях. В качестве катализаторов также использовались кислоты Льюиса и PdCl2 — традиционный катализатор восстановления. Результаты газификации показывают существенный рост теплотворной способности газа. Причем в случае хлористого палладия — более, чем шестикратный. Это обстоятельство, по всей вероятности, связано с тем, что в горючем газе, представляющем собой (в основном) смесь водорода, окиси углерода и метана, при оптимизации процесса, увеличивается доля метана, который имеет более высокую теплоту сгорания. Применение в качестве катализатора хлорида алюминия позволяет увеличить теплоту сгорания генерируемого газа примерно в три раза. При этом, катализатор такого типа будет экономически более выгодным для применения в топливной промышленности. Таким образом, в исследованиях был проведен сравнительный анализ различных способов газификации органических биогенных материалов. Полученные результаты позволяют наметить основные пути получения газообразного топлива для нужд промышленности и коммунально-бытового хозяйства. При этом предлагается использовать широкий спектр каталитических систем, как дорогостоящих (для использования в высокотехнологических процессах), так и менее эффективных, но доступных для широкого потребления. |