Способ получения органоминерального удобрения и установка для его осуществления

 

Использование: в сельском хозяйстве для переработки отходов с целью их утилизации и обезвреживания Аммиаксодержащие отходы сельского хозяйства /навоз, птичий помет и др./ обрабатываются нитрозным газом, получаемым фиксацией атмосферного азота в низкотемпературной плазме, охлажденным до температуры менее 40°С, подаваемым прямотоком для перевода аммиачного азота в нелетучие соединения с последующей сушкой г и обеззараживанием полученного продукта после отделения газовой фазы горячим нитрозным газом. В установке, реализующей данный способ, в качестве истчника нитрозного газа используется электроразрядный генератор низкотемпературной плазмы, узел обработки отходов состоит из сушильного устройства, реактора термохимической переработки и реактора холодной переработки, последовательно соединенных между собой по линии нитрозного газа, а выходной патрубок реактора холодной переработки по линии отходов соединен через распределительное устройство с входными патрубками сушильного устройства и реактора термохимической переработки В результате комплексной термохимической обработки отходов происходит их обеззараживание, также образование нелетучих соединений азота, что предотвращает загрязнение окружающей среды и превращает отходы в ценное органо-минеральное удобрение. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1 Ii

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

1 (21) 4925450/26 (22) 08.04.91 (46) 15.1293 Бюл. йв 45-46 (71) Сибирский филиал Научно-производственного объединения Техэнергохимпром" (72) Дудников Ю.С.; Куприков М.Ю„Малахов ВИ (73) Сибирский филиал Научно-производственного объединения Техэнергохимпром" (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ И УСТАНОВКА ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в сельском хозяйстве для переработки отходов с целью их утилизации и обезвреживания. Аммиаксодержащие отходы сельского хозяйства /навоз, птичий помет и др./ обрабатываются нитрозным газом. получаемым фиксацией атмосферного азота в низкотемпературной плазме, охлажденным до температуры менее 40 С, пода= ваемым прямотоком для перевода аммиачного азота в нелетучие соединения с последующей сушкой (191 УК (и) 2004529 С1 (51) 1 Я.Я6 3 olÎt» и обеззараживанием полученного продукта после отделения газовой фазы горячим нитрозным газом

В установке, реализующей данный способ, в качестве истчника нитроэн ого газа используется электроразрядный генератор низкотемпературной плазмы, узел обработки отходов состоит из сушильного устройства, реактора термохимической переработки и реактора холодной переработки, последовательно соединенных между собой по линии нитрозного газа, а выходной патрубок реактора холодной переработки по линии отходов соединен через распределительное устройство с входными патрубками сушильного устройства и реактора термохимической переработки. В результате комплексной термохимической обработки отходов происходит их обеззараживание, также образование нелетучих соединений азота, что предотвращает загрязнение окружающей среды и превращает отходы в ценное органо-минеральное "удобрение. 2 сп.ф-ль 1 ил.

2004529

И зг бре гение относится к сельскому хо:м IGTRy, а именно к способам и установкам жи у гения органических удобрений. !

4зв ;:стен способ получения органического удобрения, включающий смешение выдо ен«й животных с водой, обработкуминермьными кислотами, разложение, отделен«е жидкой фазы, нейтрализацию ее основным веществом.

Недостатком способа является низкая экономическая эффективность, связанная со сложностью и многостадийностью процесса, 8 также с использованием привозных х«м«ческих реагентов, навеете, cïoñîá получения сухого п« ьего помета, включающий обработку ллг кного помета топочными газами.

Известна установка для реализации дзн.ого способа, включающая топку, Сушильнь и барабан, оборудование для подач«помета и отвода готового продукта.

Недостатками указанного способа и установки являются высокие энергетические затраты, потери аммиачного азота, загрязнение продукта вредными веществами, образующ«мися при сгорании топлива гбензпирен и др,).

Наиболее близким .к предлагаемому по технической сущности является способ получения органо-минерального удобрения, включающий обработку торфоаммиачного со рбента оксидами азота.

Наиболее близким техническим решением взятым за прототип установки, является установка, реализующая способ, включающая источник нитрозного газа (систему сброса газа азотнотукового завода), узел обработки торфоаммиачного сорбента и соединительную арматуру.

Недостатками указанных способа и установки являются ограниченность сырьевой базы и низкая зкономическая эффективность, связанная с использованием специально приготавливаемого сорбента, а также со значительными транспортными расходами на перевозку торфа.

Целью изобретения является удешевление продукта и повышение содержания в нем азота.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения органо-.минерального удобрения, включающем обработку аммиаксодержащих органических отходов сельского хозяйства нитрозным газом, обработку отходов ведут нитроэным газом, полученным Фиксацией атмосферного азота в низкотемпературной плазме, охлажденным до температуры менее 40 С, подаваемым прямотоком для перевода аммиачного ь:ота в нелетучие соединения с последующими сушкой и обеззараживанием полученного продукта после отделения газовой фазы горячим нитрозным газом.

В установке для осуществления способа, включающей источник нитрозного газа, узел обработки органических отходов и соединительную арматуру, в качестве источника .нитроэного газа использован электроразрядный генератор низкотемпе10 ратурной плазмы, узел обработки включает сушильное устройство, реактор термохимической переработки и реактор холодной переработки отходов, последовательно соединенных между собой по линии нитро15 зного газа, а выходной патрубок реактора холодной переработки по линии отходов соединен через распределительное устройство с входными патрубками сушильного устройства и реактора термохимической пе20 реработки.

Применение нитроэного газа, получаемого при фиксации атмосферного азота в низкотемпературной плазме, позволяет получать органо-минеральное удобрение из

25 сельскохозяйственных отходов непосредственно в местах их образования, проводя комплексную обработку отходов: химическую на первой стадии процесса, при которой содержащийся в отходах аммиачный

З0 азот переводится в нелетучие формы (NH@NOa и ИН4ИОг) за счет взаимодействия с оксидамиаазота, и термохимическую на второй стадии, при,которой происходит сушка„дезодорация и обезвреживание проЗ5 дукта. Верхний предел температуры нитроз но го . газа. 40ОС оп редел я ется резким уменьшением скорости окисления NO u NOz . при более высоких температурах, что снижает эффективность связывания аммиачно-.

40 го азота. Прямоточное движение газа и отходов позволяет избежать выноса аммиака со сбросным газом. Использование горячего нитрозного газа.для сушки и обеззараживания позволяет без дополни-

45 тельных источников энергии проводить термическую обработку отходов, что уменьшает себестоимость получаемых продуктов (удобрений). Использование в качестве источника нитрозного газа

Ж алектрораэрядного генератора низкотемпературной плазмы (плазмотрона) позволяет получить горячий нитрозный газ, пригодный для термохимической обработки и сушки отходов.

Ж Выполнение узла обработки отходов в виде последовательно соединенных между собой по линии нитрозного газа сушильного устройства, реактора термохимической переработки и реактора холодной переработки позволяет полностью испольэовать

2004529

50 тепловой и химический потенциалы нитрознога газа для получения органоминерального удобрения и получать часть продукта в виде сухого удобрения. Соединение выходного патрубка реактора холодной переработки по линии отходов через распределительное устройство с входными патрубками сушильного устройства и реактора термохимической переработки позволяет организовать необходимую последовательность переработки отходов, На чертеже приведена схема, поясняющая заявляемый способ и установку.

Способ осуществляют следующим образом. В злектроразрядном генераторе низкотемпературнай плазмы (плаэматране) нагревают подаваемый н него вазгух да среднемассовых температур 1000 — 4000 К.

При этом часть атмосферного азота акисляется до NO. Для получения технологического нитраэного газа с температурой

700-1000 К в образованшу ася ниэкатемпературную плазму вводят дополнительное количество холодного воздуха. Горяч<лй нитрозный газ подают на обработку orходан, которую проводят в две стадии. Первую стадию осуществляют в реакторо холодной переработки, в которой подают отходы (навоз, помет) и нитразный газ, охлажденный до температуры менее 40 С в сушильном устройстве и реакторе термохимической переработки. Осущ<естнля от смешение двух потоков и их прямоточнае дни>кение, в ходе которого происходит ряд химических реак-ций, 2N0+ 02-> 2КО2

2КН ОН+2К02 - КН4К02+ К I

2КН40Н + NO + К02 = 2КН4КО2+ Н>0

Н20+2КО2= НКОэ+ НКО2

HN02+ NH4OH = КН4К02+ Н20

HN03+ NH4OH == КН4КОэ+ Н20

NH

Содержащийся в отходах аммиачный азот переходит в нелетучие азотные соединения. Прямоточное движение необходимо, поскольку в случае противатачнага движения газовые ингредиенты отходов, включающие аммиак, не могут быть полностью вовлечены в противата;<. Фактически будет происходить отдув газообразных компонентов из помета.

Выходящую иэ реактора холодной переработки смесь разделяют: газану о фазу через санитарн<ый фильтр сбрасынают в атмосферу, а полученный полупродукт -leрез распределительно"- устройство направляют на вторую стадию переработки. При этом часть его па::;.. r в сушильное устройство, в котором ос ествляется термахимическая обработка и;:.ушка эз счет тепла горячего нитрознаго газа, поступающего сюда же из плаэмотрана, Пад воздействием высокой температуры и аксидан азота уничтожаются болезнетвор .; ..- микроорганизмы, влага испаряется и унас..<т<:я с газом. Из сушильного устройства отводят сухое удобрение. а влажный нитрозный газ с температурой окало 150 С подают в реактор термохимической переработки, куда направляютт также часть полупродукта из рас п едйлительнога устрайс<на. В этом реакторе эа счет астата-:нага тепла нитроэнагс газа, выделаащегася главным образам при конденсации содержащейся н нем жидкости, происходит нагрев поступающих иэ распределительного устройства отходов, который в сочетании с воздействием оксидов азота также приводит к гибел. болезнетворных микроорганизмов. Влажность г<алучаемага удобре<ия за счет ка<чденсации увеличивается <и иэ реактора термохимической переработки отводят жидкое органа-минеральное удобрение. Охлажденный нитразный газ падают н реактор холодной переработки, Отработанное технологическое тепла утилиэуется путем использования теплообменникав конечных продуктов и теплаатвадящего элемента в реакторе термохимической переработки, Пример. В электрадуговой плазмотрон электрической мощностью 100 кВт подBt0T воздух с расхода<4 72 кг/ч. Пайу<генную плазму смешивают с холодным воздухом, подаваемым с расходом 288 кг/ ь 8 результате получают горячий нитразнь<й газ температурой 530 С и содержанием маноксида азата 1,1,(< (по массе), который падают в сушильное устройства.

Птичий помет влажнастыа 75;4 и садержанием аммиачного азота 0,7 4 (па массе) подают в реактор холодной переработки с расходом 271 кг/ч. Туда же направляют ахлаждснный в сушильном устройства и реакторе термохимической переработки до температуры 39 С нитрозный гаэ. Б результате химического взаимодействия садер>кащихся н газе оксидов азата и содержащегося в помете аммиака праисхадит связы.нание паследнега с образованием нитрата и нитрата аммония.

Затем после раздегения твердой и газовой фаэ помет направляют на дальнейшуо переработку, а газ через санитарный фильтр сбрасывают в атмосферу. 137 кг/ч памета падают в сушил! нсе устройства, "34 к: /ч— н реа;тор термохимической переработки, 2004529 е г рмула изобретения

; ник нитрозного газа, узел обработки

1, СпоcoG получения ОрганоминеральНОГО удобре»ния, включающий Обрабо у,. ар ат О . „, ™ О органических отходов и соединительную арматуру

В сушильном устройстве в результате обработки помета нитрозным газом происходит его обеззараживание и сушка, после чего отводят 50 кг/ч сухого (30 -ной влажности) удобрения, а влажный газ температуР«й 150"С и ода ют в реактор термохи мческой переработки. В реакторе и,:v:;:хОДНт На РЕВ ПОМЕта ДО тЕМПЕРатУРЫ

30о Оге це»,ивающий его обеззаражива ,.ие, Нитрозный газ пои атом охлаждается и содержащаяся в нем влага конденсируется.

Излишнее тепло (около. 45 кВт) отводят с г омощь а Расположенного в верхнвй части

Реактора теплообменника. Для предотвращения яскипания воды при температуре

13 д. :,вление в реакторе поддерживают

О;3 .1 П;, 8 результате конденсации влаги из нитрГ,з1:. г", Газа влажность обрабатываемоГо ггомета увеличивается и из реактора отводят опганоминеральные удобрения вла»кностью 85;4 в количестве 221 кг/ч, j 1пi ":л qгар< ы »»»eсоб и устаqовка л,1;«e От прототипа позволяют перерабатывать сельскохозяйственные отходы на Органоминеральные удобрения за счет использования горячего нитрозного газа, получаемого непосредственно в местах об5 разования отходов и потребления получае.мых удобрений. Тем самым существенно расширяется сырьевая база для получения удобрений и повышается зкономическая эффективность их производства за счет

10 ликвидации транспортных расходов и удешевления сырья. (56) Авторское свидетельство СССР й. 871733, кл. С 05 F 3/00, 1978.

15 В.Малофеев. Птицефабрика без отходов. "Техника и наука", 1984, hL 7, с. 22-25.

И,П,Нестеренко. Исследование процесса получения органоминерального удобре- . ния путем поглощения окислов азота

20 торфоаммиачным сорбентом. Автореферат диссертации на соискание степени канд. техн. наук. Ташкентский политехнический ин-т Ташкент. l972.

2004529

Составитель В.Малахов

Техред ММоргентал Корректор: B.Ïeòðàø

Редактор В.Трубченко

Тираж Подписное

HllG "Поиск" Рослатента

113035, Москва, Ж 35. Раушскал наб. ° 4/б

Заказ 3376

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, улХагарина, 101