Способ получения органоминерального удобрения и установка для его осуществления - RU2004529C1
Код документа: RU2004529C1
Чертежи
Описание
И -(iO;)wfeitne относится к сельскому хо- : яистйу, а именно к способам и установкам получения органических удобрений.
Известен способ получения органиче- гкого удобрения, включающий смешение ни делений животных с водой, обработку минеральными кислотами, разложение, отде- жидкой фазы, нейтрализацию ее ос(,оьным веществом.
Недостатком способа является низкая экономическая эффективность, связанная со сложностью и многостадийностью процесса , а также с использованием привозных чимк«еских реагентов,
Известен способ получения сухого нипьею помета, включающий обработку ivrivHO o помета топочными газами.
Известна установка для реализации данного способа, включающая топку, су- ол лььыи барабан, оборудование для подачи помета и отвода готового продукта.
Недостатками указанного способа и ус- ТРНОВКИ являются высокие энергетические ailрагм, потери аммиачного азота, загрязнение продукта вредными веществами, образующимися при сгорании топлива (бензгшрен и др,).
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения органо-минерального удобрения, рключаюиций обработку торфоаммиачного сорбента оксидами азота.
Наиболее близким техническим решением взятым за прототип установки, являет ся 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 экономическая 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 амми- аксодержащих органических отходов сельского хозяйства нитрозным газом, обработку отходов ведут нитрозным газом, полученным Фиксацией атмосферного азота в низкотемпературной плазме, охлажденным до температуры менее 40°С, подаваемым прямотоком для перевода аммиачного ь )та в нелетучие соединения с последующими сушкой и обеззараживанием полученного продукта после отделения газовой фазы горячим нитрозным газом.
В установке для осуществления способз , включающей источник нитрозного газа, узел обработки органических отходов и соединительную арматуру, в качестве источника нитрозного газа использован электроразрядный генератор низкотемпе0 ратурной плазмы, узел обработки включает сушильное устройство, реактор термохимической переработки и реактор холодной переработки отходов, последовательно соединенных между собой по линии нитро5 зного газа, а выходной патрубок реактора холодной переработки по линии отходов соединен через распределительное устройство с входными патрубками сушильного устройства и реактора термохимической пе0 реработки.
Применение нитрозного газа, получаемого при фиксации атмосферного азота в низкотемпературной плазме, позволяет получать органо-минеральное удобрение из
5 сельскохозяйственных отходов непосредственно в местах их образования, проводя комплексную обработку отходов: химическую на первой стадии процесса, при которой содержащийся отходах аммиачный
0 азот переводится в нелетучие формы
( и NH4N02) за счет взаимодействия
, с оксидами азота, и термохимическую на
второй стадии, при которой происходит
сушка, дезодорация и обезвреживание про5 дукта. Верхний предел температуры нитрозного газа 40°С определяется резким уменьшением скорости окисления N0 и N02 при более высоких температурах, что снижает эффективность связывания аммиачно0 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-
5 тельных источников энергии проводить термическую обработку отходов, что уменьшает себестоимость получаемых продуктов (удобрений). Использование в качестве источника нитрозного газа
0 электроразрядного генератора низкотемпературной плазмы (плазмотрона) позволяет получить горячий нитрозный газ, пригодный для термохимической обработки и сушки отходов .
5 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 использовать
тепловой и химический потенциалы нитро- зного газа для получения органоминераль- ного удобрения и получать часть продукта s 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 электроразрядном генераторе низкотемпературной плазмы (плазмотроне) нагревают подаваемый в него воздух до среднемассовых температур 1000-4000 К. При этом часть атмосферного азота окисляется до N0. Для получения технологического нитрозного газа с температурой 700-1000 К в образовавшуюся низкотемпературную плазму вводят дополнительное количество холодного воздуха. Горячий нит- розный газ подают на обработку отходов, которую проводят в две стадии. Персугс стадию осуществляют в реакторе холодной переработки , в которой подают отходи (навоз, помет) и нитрозный газ, охлажденный до температуры менее 40°С в сушильном устройстве и реакторе термохимической переработки . Осуществляют смешение двух потоков и их прямоточное движение, в ходе которого происходит ряд химических реакций .
2ND+ 02- 2N02
2NH40H + 2N02 - + NHUNOs + HaO 2МН40Н + N0 + N02 2NH4N02 + H20 + 2N02-HN03+HN02 HN02 + МНзОН NH4N02 + Hj.O HNOs + МЩОН NH4N03 + Н20 NH4N02 + НМОз NH4N03 + HN02
Содержащийся в отходах аммиачный азот переходит в нелетучие азотные соединения . Прямоточное движение необходимо, поскольку в случае противоточного движения газовые ингредиенты отходов, включающие аммиак, не могут быть полностью вовлечены в противоток. Фактически будет происходить отдув газообразных компонентов из помета.
Выходящую из реактора холодной переработки смесь разделяют: газовую фазу через санитарный фильтр сбрасывают в атмосферу, а полученный полупродукт через распределительное устройство направляют на вторую стадию переработки. При
этом часть его пег т в сушильное устройство , в котором oi v -ествляетсй термохимическая обработка и --.ушка за счет тепла горячего нитрозного газа, поступающего 5 сюда же из плазмотрона. Под воздействием высокой температуры si оксидов азота уничтожаются болезнетвор :- ; микроорганизмы , влага испаряется и унол.ггсч с газом. Из сушильного устройства отводят сухое удоб0 рение, а влажный нитрозный газ с температурой около 150°С подают в реактор термохимической переработки, куда направляют также часть полупродукта из распределительного устройства. В этом
5 реакторе за счет остаточного тепла нитрозного газа, выделяющегося главным образом при конденсации содержащейся в нем жидкости, происходит нагрев поступающих из распределительного устройства отходов,
0 который в сочетании с воздействием оксидов азота также приводит к гибели болезнетворных микроорганизмов. Влажность получаемого удобрения за счет конденсации увеличивается и из реактора термохи5 мической переработки отводят жидкое органо-минеральное удобрение. Охпажден- ный нитрозный газ подают Б реактор холодной переработки. Отработанное технологическое тепло утилизуется путем
0 использования теплообменников конечных продуктов и теплоотводящего элемента в реакторе термохимической переработки.
При м е р. В электродуговой плазмотрон электрической мощностью 100 кВт под5 а ют воздух с расходом 72 кг/ч. Полученную плазму смешивают с холодным воздухом, подаваемым с расходом 288 кг/ч. В оезуль- тате получают горячий нитрозный газ температурой 530°С и содержанием моыоксида
0 азота 1,1% (по массе), который подают в сушильное устройство.
Птичий помет влажностью 75% и содержанием аммиачного азота 0,7% (по массе) подают в реактор холодной переработки с
ь расходом 271 кг/ч. Туда же направляют ох- лажденный в сушильном устройстве м реакторе термохимической переработки до температуры 39°С нитрозный газ. В результате хигиического взаимодействия содержа0 щихся в газе оксидов азота и содержащегося в помете аммиака происходит связывание последнего с образованием нитрата и нитрата аммония.
Затем после разделения твердой и газо5 вой фаз помет направляют на дальнейшую переработку, а газ через санитарный Фильтр сбрасывают в атмосферу. 137 кг/ч помета подают в сушильное устройство, 134 кг/ч - в реактор термохимической переработки.
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 температу- D..HI 150°С лодаю-т в реактор тррмохинической переработки, В реакторе ir-o/-4cvytT нагрев помета до температуры , обеспечивающий его обеззаражива- s-.s Нитрозный газ при этом охлаждается и содержащаяся в нем влага конденсируется. Излишнее тепло (около 45 кВт)-отводят с помощью расположенного в верхней части речктора теплообменника. Для предотвра- шетп нтшачия воды при температуре .°С ;г влейте в роакторе поддерживают О, J МПа 8 результате конденсации влаги из . газа влажность обрабатываемо- , с помета увеличивается и из реактора отводят optаиоминеральные удобрения B/ijTfuccibio ПЬ% в количестве 221 кг/ч.
способ и установка в от- ;i,iio Oi прототип позволяют перерабатывать сельскохозяйственные отходы на орга- номинерэльные удобрения за счет использования горячего нитрозного газа, получаемого непосредственно в местах образования отходов и потребления получаемых удобрений. Тем самым существенно расширяется сырьевая база для получения удобрений и повышается экономическая эффективность их производства за счет
ликвидации транспортных расходов и удешевления сырья.
(56) Авторское свидетельство СССР № 871733, кл. С 05 F 3/00, 1978. В.Малофеев. Птицефабрика без отхо- дов. Техника и наука, 1984, № 7, с, 22-25. И.П.Нестеренко. Исследование процесса получения органоминерального удобрения путем поглощения окислов азота торфоаммиачным сорбентом. Автореферат диссертации на соискание степени канд. техн. наук. Ташкентский политехнический ин-т Ташкент. 1972.
Реферат
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 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.
Формула
Комментарии