Как добывают торф способ

Торф: свойства, способы добычи и применение

Продукт неполного разложения остатков органических пород, находящийся в природе в виде рыхлых осадочных горных пород, носит название торфа. Он является возобновляемым полезным ископаемым биологического происхождения. Служит в качестве топлива, удобрения, химического сырья, теплоизоляционного материала.

Классификация торфа

Существует ряд показателей применяющихся для классификации торфа:

• Зольность. Она отражает процент содержания минералов в сухом веществе.

• До 5% – малозольный.
• От 5 до 10% – среднезольный.
• Свыше 10% – высокозольный.

• Характер залегания.

• Низинный торф. Представляет собой сформировавшуюся массу разложившихся веществ растительного происхождения.
• Переходный. Промежуточная фаза формирования торфа.
• Верховой. Органический слой горной породы, находящийся в начальной стадии торфообразования.

• Степень гумификации. Показывает уровень насыщения почвы питательными веществами, необходимыми для жизнедеятельности высших растений.

• Слаборазложившийся торф. Разложению подверглось менее 20% остатков флоры.
• Среднеразложившийся. От 20 до 35%.
• Разложившийся. Свыше 30% бывшей растительности пребывает в стадии распада.

Способы добычи торфа

Так как в силу объективных природных факторов, торф залегает на поверхности земли, то сама торфодобыча производится открытым способам на профильных месторождениях. Выполняется она путём срезания небольших, предварительно просушенных и взрыхлённых верхних слоёв почвы, толщиной в 2-3 см; или – в более глубоких карьерах с помощью техники, выбирающей весь объём торфяника на полную глубину залегания, отправляемого затем на сушку и обработку.

В зависимости от применяемой технологии и используемого оборудования, различают следующие основные способы торфодобычи:

Гидроторф

Гидравлический метод размывания залежей с помощью водяной струи высокого давления, разработанный в начале XX-го века, наиболее целесообразен в больших организациях. Технология процесса включает в себя несколько этапов:

• Размыв залежей.
• Торфосос на предварительно подготовленные площади с равномерным распределением слоями толщиной в 20-40 см.
• Удаление избытков воды с помощью истечения её в нижележащий грунт (55% влаги), а также – естественного испарения (25% влаги).
• Формирование кирпичей самоходными гусеницами.
• Сушка кирпичей.
• Уборка сформированного воздушно-сухого торфа в штабели.

Фрезоторф

Добыча торфа фрезерным способом представляет собой 5-6 кратное рыхление почвы с последующей в каждом случае сушкой, переворачиванием, формированием валков. Выполняется этот неоднократно повторяемый процесс с помощью ножевого фрезера или фрезерного барабана, ворошилки и устройств валкования. После выполнения «цикла сбора», валки с помощью конвейеров погружаются на прицепы и отвозятся на место хранения, где формируются в бурты.

Способ достаточно распространённый, но вместе с тем и сильно зависимый от сухой солнечной погоды, требующейся для просушки исходного сырья.

Экскаваторный или кусковой

Достоинство этого метода заключается в значительно меньшей зависимости от благоприятной погоды. С помощью экскаватора, оснащённого навесным оборудованием в виде диска и цилиндра, торф извлекается с глубины в 50 см и прессуется. Готовые формирования, укладываемые волнообразно, высушиваются на солнце. После чего их собирают, досушивают в валках и отвозят для складирования в бурты.

Резной

Старинный способ добычи с помощью подручного инструмента или технических приспособлений, заключается на нарезании торфовых кирпичей прямоугольной формы, предназначенных в дальнейшем для сушки и функционального употребления.

Хранение и транспортировка

Специфика хранения и транспортировки столь ценного сырья для топливной индустрии и сельского хозяйства, каким является торф, заключается в необходимости сохранения его природных качеств.

Складирование и хранение полезного ископаемого производится на открытых площадках и в складах. При этом очень важно принимать профилактические меры против самовозгорания сложенного материала. Перевозка торфа осуществляется железнодорожным (обычно – узкоколейным) и автомобильным транспортом. В случае создания оптимальных условий хранения, защищающих от непогоды, она может производиться круглогодично.

Безотходная переработка

Одним из наиболее перспективных направлений оптимального использования торфа, является его безотходная переработка, разработанная в недалёком прошлом ведущими специалистами отрасли.

Преимущества данного метода:

• Отсутствие отходов.
• Получение высококачественного топлива, естественных удобрений, водяного пара.
• Низкая энергоёмкость.
• Малые тепловые потери.
• Высокая скорость переработки.
• Значительный КПД торфа использования.

Процесс осуществляется в два этапа:

• Первый заключается в нагреве оперативно подаваемых порций торфа (весом не более 1,05 кг) до температуры в 120 0 C. С целью доведения перерабатываемой массы до уровня 15% влажности. Происходит это за счёт удаления влаги и сопутствующего образования топочных газов. Влага и газы подвергаются очистке, а затем используются для энергетических нужд муниципальных образований.
• Второй этап осуществляется за несколько секунд, в течение которых полученный продукт, изолированный от кислорода, доводят до 530 0 C. В результате чего получаются:

• Калийные удобрения или полукокс, предназначенный для использования при выплавке металла.
• Сконденсированный пиролизный газ, применяемый в качестве топлива.

Область применения

Практическое использование торфа обусловлено уникальностью его состава, процессом происхождения и значительным набором ценных физических свойств, среди которых наиболее выделяются:

• Влагоёмкость – от 6 до 30 л/кг. Величина варьируется в зависимости от содержащихся биоматериалов и степени разложения.
• Зольность – от 2 до 18%.
• Скорость прохождения влаги – 0,1-4,0 метра в сутки. Увеличивается по мере углубления залежей.
• Плотность – порядка 1 тонны на кубометр.
• Пористость – 98%.
• Удельная теплота сгорания, доходящая, для субстанции достигшей высокого уровня разложения, до 25МДж/м 3 .

В основном торф применяется в качестве:

• Топлива. Обусловленность энергетического использования этого вида биологического сырья определяется: высоким содержанием углерода и малым количеством негорючих примесей и остатков. Торф в этом отношении оказывает при сгорании значительно меньшее вредное воздействие на атмосферу, чем мазут, уголь или сланцы.
• Удобрения. Насыщенная аминокислотами и гуминовыми кислотами, а также обладающая бактерицидными свойствами природная порода естественного происхождения находит широкое применение для улучшения почвенной структуры. Однако, для повышения эффекта, верховой торф (низинный можно использовать и непосредственно) необходимо смешивать с минеральными и органическими удобрениями, в противном случае применение его будет приносить мало пользы.
• Сырья для изготовления медицинских препаратов, таких как воск, фенол, спирты и кислоты. Кроме того, на основе это замечательного природного материала готовят бактерицидные грязи и торфяные ванны.
• Средства утилитарного назначения. Это – абсорбенты для впитывания масел, нефтепродуктов, и целого ряда опасных химических веществ, негативно воздействующих на природу в случае возникновения техногенных аварий. Также в список входят: подстилочные материалы для животных, торфяные биотуалеты и средства теплоизоляции.

Месторождения в России и мире

176 млн. га – площадь, занимаемая торфяные месторождения в мире. В то время как общая территория торфяников на планете (неразработанных месторождений) оценивается в 421 млн. га. Распределение территорий месторождений среди ведущих стран мира сложилось следующим образом:

• 56,8 млн. га – Россия.
• 29,2 млн. га – страны СНГ.
• 26,0 млн. га – Индонезия.
• 12,9 млн. га – Канада.
• 10,2 млн. га – США (без Аляски).
• 10,0 млн. га – Финляндия.

Самые большие месторождения в России располагаются в Сибири – это порядка 80% залежей полезного ископаемого. Особенно богата запасами торфа Томская область, имеющая на своей территории самые крупные в мире Васюганские болота. На их месте располагаются следующие месторождения:

• Васюганское – 2310,4 тыс. га
• Коноваловское-Югорское-Карасье – 373,5 тыс. га.
• Пасол и Когот – 210,3 тыс. га.
• Малое Васюганское – 141,7 тыс. га.
• Лебяжье-Исанское – 53,3 тыс. га.

Кроме них, в области также расположены торфяные залежи:

• Озёрное большое – 572,4 тыс. га,
• АндрюшкиноII – 77,7 тыс. га,
• Александровское – 75 тыс. га,
• Кулай – 72 тыс. га.

Страны, добывающие торф

По итогам 2015 года ведущими мировыми разработчиками торфа были:

• Финляндия – 6,5 млн. тонн в год.
• Ирландия – 4,1 млн. тонн.
• Швеция – 3,7 млн. тонн.
• Германия – 3 млн.
• Белоруссия – 1,8 млн. тонн.
• Россия – 1,5 млн. тонн.
• Канада – 1,2 млн. тонн.
• Латвия – 1 млн. тонн.
• Эстония – 1 млн. тонн.

Россия в последние пять лет смогла увеличить объёмы производства этого ценнейшего природного сырья на 39,1%. Причём основными потребителями торфа выступили сельскохозяйственные производители, осуществляющие стратегию замещения импорта продовольственной продукции. Что стало актуальным в связи с введёнными санкциями.

Источник

Где и как добывают торф, роль торфяников для человечества

Торф относится к природным ископаемым, образующихся вблизи болот в результате разложения органических веществ. Материал представляет собой рыхлую массу коричневого цвета с примесью растительных остатков, мелких живых организмов и других компонентов. Добыча торфа ведется повсеместно. Его запасы довольно велики, а залежи занимают около 3% всей суши. В зависимости от глубины залегания образуется тот или иной вид органики, используемой для различных потребностей населения.

Особенности формирования залежей торфа

Торф — это твердая слоистая масса, внешне похожая на землю, но имеет немного другой состав. Относится к осадочным породам. Образуется из перегнивших древесных и травяных растений, грибков и мхов. Материал формируется в несколько этапов. При этом полного разложения компонентов не происходит. Они лишь немного отмирают и частично распадаются. Для образования ископаемого необходимы определенные условия: мало кислорода и много влаги. В результате природных процессов образуется высокоуглеродное сырье, с содержанием сланцевого газа и других составляющих.

Место, где образуется торф, называют торфяником. Основным в составе является углерод, что делает сырье достаточно горючим. Еще в древности ископаемое использовали как топливо для обогрева жилища и приготовления пищи.

Залежи торфа

Состав породы зависит от вида растительности, которая участвовала в ее образовании. Основными являются болотистые растения: аир, камыш, осока, рогоз, хвощ. Важную роль в происхождении играют древесные и полукустарниковые виды: ива, береза, ольха и вереск. Мягкость и цвет породы достигается за счет гумуса.

Торфяные месторождения

Запасы торфа находятся во многих странах Европы. До 80% торфяных залежей сосредоточены в северных регионах. Его добывают в Латвии, Швеции, Германии, Ирландии. Лидирует по объемам добычи торфа Финляндия. Там органика используется для обогрева жилья, централизованного отопления и горячего водоснабжения. Второе место по количеству торфяников занимает Россия. По всей территории расположено почти 50 тыс. месторождений. Самое крупное место добычи торфа — Васюганское.

Все месторождения торфа разделяют на виды в зависимости от геоморфологических условий залегания. К ним относят:

• пойменные;
• террасовые;
• места водораздельного рельефа;
• горные;
• овражные;
• долинные.

Кроме этого торфяные месторождения делят по размерам:

• мелкие — до 100 гектар;
• средние — 100-1000 гектар;
• крупные — более 1000 гектар.

Вся мировая добыча торфа достигает до 30 млн. т. в год. Практически вся органика идет на производство тепла и электроэнергии и только 35% расходуется на нужды сельского хозяйства.

Виды торфа и нюансы способов добычи

Торф делят по нескольким критериям. Разница между ними определяется по глубине расположения. В основном природный материал встречается в поймах рек, заболоченных местностях, верховинах и низинах. Выделяют следующие виды торфа:

• верховой — содержит в себе большое количество переработанной коры, древесины и листьев. Все компоненты слаборазложившиеся. Сырье имеет малое количество кальция и высокую кислотность. Из-за этого его не используют для удобрения почвы;
• низинный — образуется в результате разложения мха, осоки и ольхи. При низкой кислотности в нем содержится большое количество кальция. Также материал включает в себя много органических веществ, поэтому применяется для подпитки грунта. Имеет три степени разложения: слабую, среднюю и сильную. При последней образуется самая ценная порода;
• переходный — располагается между двумя предыдущими. Может использоваться как удобрение.

Низинный торф

В зависимости от способа добычи выделяют карьерный и поверхностный торф. Первый вырезается большими частями, далее делится на брикеты определенного размера и отправляется на переработку. Для этого используют специальные машины: экскаваторы или багеры, благодаря которым достигается автоматизированность процесса и повышается производительность.

Недостатком карьерного способа является необходимость последующей сушки и обработки ископаемого. Влажный материал создает лишнюю нагрузку на транспорт, поэтому добычу и переработку торфа ведут в одном месте.

Поверхностный вид торфа «собирается» путем среза с поверхности грунта тонкого слоя в 2-3 см. После этого он разрыхляется и просушивается.

Разделяют торф по технологии его добычи. К таким видам относят:

Фрезерный торф добывается методом рыхления тонкого поверхностного слоя. После этого он выдерживается некоторое время для просушки. С помощью специального инструмента собранный торф периодически переворачивают для лучшего вывода влаги На последнем этапе сырье пакуется в валки. Фрезерный торф производится на месте его добычи. Транспортируется для дальнейшего использования уже готовый материал. Способ имеет свои минусы. Нельзя перерабатывать торф, если стоит плохая дождливая погода, т.к. вся работа проводится под открытым небом.

Гидроторф добывается при помощи ковша скреперных лебедок. Данный способ называется гидроскреперным.

Метод добычи кускового торфа соответствует его названию. Порода извлекается из земли экскаваторами, а размер фракции составляет не менее 500 г.

Багерный торф добывается также с использованием техники с ковшом или багеров. Это высокомеханизированный способ, но применим только на местностях без пней, кустарников и других препятствий.

Резной торф добывается вручную на мелких предприятиях с помощью лопат или мелкогабаритного оборудования. Такой метод используется редко, т.к. производительность его крайне низка.

Нюансы переработки и перспективы развития торфяной промышленности

Торфяная промышленность была и остается одной из самых развитых во всем мире. Переработка добытого сырья выполняется одним из нескольких способов. Все они делятся на химические и механические. Исходя из того, каким образом был получен готовый материал, определяется сфера его дальнейшего применения.

Один из методов переработки — путем пиролиза (газификации). Торф нагревают до определенной температуры, примерно 1500 градусов, и ограничивают поступление кислорода. В таких условиях изменяется состав ископаемого, вследствие чего образуются новые соединения: метиловый газ, метан, водород.

Как происходит добыча торфа

Гидролиз — основан на взаимодействии верховой органики с водой. В состав гидролизатов входят аминокислоты, активизирующие или подавляющие биологические процессы. В конечном итоге получают кормовой подсластитель и белковые дрожжи.

Получение гранул проводится на оборудованной линии, которая включает в себя очистку торфа, его сушку, измельчение, герметизацию и гранулирование. Размер гранул составляет 6-12 мм. Подготовленное и охлажденное таким образом сырье сортируют и отправляют на реализацию в тепловые электростанции и котельные.

Благодаря глубокой переработке получают торфяное топливо для печей. Цель такой технологии добычи торфа — максимально извлечь ценные продукты. Сырье обрабатывается термически в реакторе без скользящих деталей. Затраты при этом минимальны, торфяное горючее получается высокого качества, без химикатов и продуктов вторсырья.

При определенном методе переработки торфа можно получить нужные химические вещества: кислоты, целлюлозу, воск. Если обработать органику растворителем, то извлекается битум.

Торф относится к возобновляемому ресурсу, поэтому его залежи постоянно возобновляются. Причем образуется сырья гораздо больше, чем потребляется. Это позволяет сделать выводы, что дефицита в природном ископаемом в ближайшее время точно не будет.

Торфяная промышленность развивается с каждым годом. Залежи торфа охватывают около 400 млн. гектаров. Но, несмотря на такое распространение природного материала в природе, в эксплуатацию введено только около 300 млн. гектаров. В России расположено 150 млн. гектаров, что составляет 60% миррового запаса. В Канаде торфяные угодия составляют 110 млн. гектаров. Около 30% всего материала используется в качестве топлива, а 70% идет на удовлетворение сельскохозяйственных нужд.

Верхний торфяной слой включает в себя много полезных компонентов, пригодных для животноводства, цветоводства, растениеводства и овощеводства в тепличных условиях. Основным российским поставщиком торфяного сырья является Тверь. Там находится 20% органических залежей, поэтому Тверская область полностью обеспечивает себя энергетическими продуктами и имеет высокоплодородные почвы.

Торфяная промышленность испытывала спад. В 90-х годах добычи сырья сильно снизились из-за кризиса. Оборудование и машины пришли в негодность, а возобновлять их никто не спешил. В результате этого снизилась и мощь предприятий. К счастью, трудные времена прошли, и добыча полезного ископаемого начала возобновляться. Но предприятий стало значительно меньше, т.к. для этого требуются значительные финансовые вложения и рабочая сила.

Несмотря на определенные трудности, Россия поставила перед собой цель — до 2030 года увеличить уровень добычи и переработки торфа и тем самым улучшить коммунально-бытовые и сельскохозяйственные условия. Для этого нужно разработать новое оборудование, чтобы добываемый торф можно было эффективно применять на электростанциях, специализирующихся на теплоснабжении.

В будущем областей по применению торфа может стать больше. Например, за счет содержания в его состав полезных веществ, органический материал смогут использовать в медицине. Торфяной экстракт обогащен минералами, поэтому его свойства отлично подходят к человеческому организму. Особенно хорошо он воздействует на кожу и подкожные ткани.

Добыча торфа, если подойти к ней грамотно, может стать довольно прибыльным делом. Для этого лишь нужно хорошо изучить все аспекты ведения данного бизнеса, в том числе и правовую базу.

Источник