CS244044B1

CS244044B1 - A method for deodorizing gaseous emissions after processing biological waste of animal origin and a method for performing the method

Info

Publication number: CS244044B1
Application number: CS847792A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Volak; Jindrich Hemer
Original assignee: Zdenek Volak; Jindrich Hemer
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS779284A1

Abstract

ých odpadů živočišného původu obsahuji plynné emise nepříjemně páchnoucí složky, které je třeba před vypuštěním do atmosféry odstranit. K řešení dezodorizace těchto emisí byl navržen způsob, podle kterého se vy- · užívá některých složek emisí k tvorbě dusíkatého hnojivá absorocí plynných emisí do roztoku kyseliny dusičné a/nebo sírové a/nebo fosforečné. Plynné emise jsou před absorpcí ochlazovány na nižší teplotu. Kondenzát vzniklý při ochlazování je použit též k výrobě dusíkatého hnojivá. Kekuperované teplo je využitelné pro jiné účely. Zařízení k realizaci tohoto způsobu sestává z absorpčního systému, tvořeného jedním nebo několika absorbéry, dále absorbéru k zachycování stržených kapek absorpčního roztoku /z absorpčního systému/ a odlučovače kapaliny. Celý systém může být doplněn filtrem plynu a výměníkem tepla, zařazenými před vstupem plynných emisí do absorpčního systému.The gaseous emissions of animal waste contain unpleasant-smelling components that must be removed before being released into the atmosphere. To solve the deodorization of these emissions, a method has been proposed according to which some of the emission components are used to produce nitrogen fertilizer by absorbing the gaseous emissions into a solution of nitric and/or sulfuric and/or phosphoric acid. The gaseous emissions are cooled to a lower temperature before absorption. The condensate formed during cooling is also used to produce nitrogen fertilizer. The recovered heat can be used for other purposes. The equipment for implementing this method consists of an absorption system consisting of one or more absorbers, an absorber for capturing entrained drops of the absorption solution (from the absorption system) and a liquid separator. The entire system can be supplemented with a gas filter and a heat exchanger, placed before the gaseous emissions enter the absorption system.

Description

Vynález se týká způsobu dezodorizace plynných emisí po zpracování biologických odpadů živočišného původu a zařízení k provádění způsobu.The invention relates to a process for the deodorization of gaseous emissions after the treatment of animal waste of biological origin and to an apparatus for carrying out the process.

Při· technologickém zpracování biologických odpadů živočišného původu obsahují odcházející odplyny řadu těkavých i méně těkavých složek, obsažených již ve vstupním materiálu, dále pak eventuálně zplodiny spalování nebo destrukce organických sloučenin.In the technological processing of biological waste of animal origin, the outgoing off-gases contain a number of volatile and less volatile constituents already contained in the input material, possibly also combustion products or destruction of organic compounds.

Odplyny jsou odváděny do atmosféry, Vzhledem k charakteru některých složek3se plyn označuje jako odporně nebo nepříjemně páchnoucí. Charakter pachu závisí na typech v odplynu přítomných chemických složek, přičemž působení pachové složky v čisté formě může obecně být rozdílné od jeho aktivity ve směsi.Gases are discharged to the atmosphere. Due to the nature of some of the components3, the gas is described as disgusting or unpleasant smelling. The nature of the odor depends on the types of off-gas chemical constituents present, and the action of the odor component in pure form may generally be different from its activity in the mixture.

V rámci ochrany a zlepšování životního prostředí je třeba vybavovat odlučovacími zařízeními nejen provozovny produkující plynné emise vysloveně škodlivé zdraví obyvatelstva a přírodě, ale i provozovny produkující exhalace zamořující životní prostředí neoříjemně páchnoucími látkami , které vznikají při zpracování biologických odpadů živočišného původu.In order to protect and improve the environment, it is necessary to equip sewage plants not only with gaseous emissions plants that are particularly harmful to the health of the population and nature, but also with environmentally polluting plants that emit unpleasant smells that arise from the processing of animal waste.

Mezi provozovny s uvedeným charakterem exhalací patří například veterinární asanační ústavy_; sušárny krve, sušárny peří a sušárny drůbežího trusu.Establishments with the stated character of exhalations include, for example, veterinary sanitation institutes _; blood driers, feather driers and poultry droppings driers.

K řešení problému zneškodňování páchnoucích plynných emisí lze použít různé způsoby, jako termické spalování, katalytické spalování, absorpce páchnoucích látek do vhodného absorbentu a způsob biologický. Jednotlivé způsoby jsou více či méně efektivní a vykazují různé stupně ekonomické náročnosti jak na vlastní zařízení, tak i provoz.Various methods, such as thermal combustion, catalytic combustion, absorption of odorous substances into a suitable absorbent, and a biological method, can be used to address the problem of odorous gaseous emissions. The individual methods are more or less effective and show different degrees of economic demands both on the equipment itself and on the operation.

V literatuře Spejšer V. A.: Zneškodňování průmyslových exhBlací spalováním je popsáno i zneškodňování odpadních plynů ze sušicích zařízení. Termické spalování probíhá v hořáku oři teplotě 700 až 800 °G.In the literature Spejšer V. A .: Disposal of industrial exhalation by combustion is also described disposal of waste gases from drying equipment. Thermal combustion takes place in a burner with a temperature of 700 to 800 ° G.

Při katalytickém spalování dochází k bezplamenné oxidaci odpadních plynů při teplotě 200 až 450 °G za přítomnosti katalyzátoru jako platiny, naladia. Zde je nutné věnovat pozornost složení odpadních plynů, které nesmějí obsahovat prvky působící jako katalytické jedy a nečistoty, snižující účinnost katalyzátoru. V případě, že odpadní plyny obsahují síru, sloučeniny chloru a podobně, je nutno spaliny, které opouštějí spalovací zařízení, před vyvypouštěním do ovzduší upravovat. 'Catalytic combustion results in flame-free oxidation of the waste gases at a temperature of 200 to 450 ° C in the presence of a catalyst such as platinum, tungsten. Attention is drawn here to the composition of the off-gases, which must not contain elements acting as catalytic poisons and impurities which reduce the efficiency of the catalyst. If the waste gases contain sulfur, chlorine compounds and the like, the flue gas leaving the combustion plant must be treated before it is discharged into the atmosphere. '

Způsob mokrého vypírání se často používá tam, kde vzduch obsahuje složky s nízkým čichovým prahem. Páchnoucí složky se z plynů odstraňují různými mechanismy, jedním z nichž je absorpce. Složka plynné směsi určená k separaci musí být velmi dobře rozpustná v propíraci kapalině.The wet scrubbing method is often used where air contains components with a low olfactory threshold. The odorous components are removed from the gases by various mechanisms, one of which is absorption. The gas mixture component to be separated must be very soluble in the washing liquid.

Roztok absorpcí vzniklý je pak dezodorizován chemicky nebo biochemicky, taic jak je popsáno v Cheremisinoff P.E., Young R. A.: Industrial Odor Technology, Ann Arbor Science. Úspěšnost dezodorizace závisí na správné volbě vypírací kapaliny.The absorbent solution formed is then deodorized chemically or biochemically, as described in Cheremisinoff, P. E., Young R. A., Industrial Odor Technology, Ann Arbor Science. The success of deodorization depends on the correct choice of scrubbing liquid.

Informace o vhodných kapalinách jsou pro některé látky v současné literatuře velmi kusé, nbeo vůbec chybí. Prvním krokem správné volby vypírací kapaliny je identifikace zapáchajících látek. Bez ohledu na to, zda vypírání probíhá jako fyzikální absorpce, Či zda složky s vypírací kapalinou reagují, není tímto postupem proces dezodorizace ukončen.Information on suitable liquids is very scarce for some substances in the current literature, but it is not at all. The first step in the correct choice of scrubbing liquid is to identify odorous substances. Regardless of whether the scrubbing proceeds as physical absorption or whether the scrubbing liquid components react, the deodorization process is not completed by this process.

Vyčerpané vypírací kapaliny mají charakter chemických roztoků většinou s vysokou solností a vysokým podílem organického znečištění. Pak vzniká následně závažný problém likvidace vyčerpaných roztoků. Tato otázka má zcela zásadní význam, protože při vypouštění těchto roztoků do vodoteče je nutno respektovat stanovené ukazatele přípustného znečištění vod, popsaná v Industriál Pollution Control. Business Books Limited, London. Ke zneškodněni roztoků je třeba použít vhodné postupy s potřebnou účinností.Spent scrubbing liquids have the character of chemical solutions mostly with high salinity and high organic contamination. This leads to a serious problem of disposal of spent solutions. This question is of fundamental importance, since the discharge of these solutions into the watercourse must respect the specified parameters of permissible water pollution described in the Pollution Control Industrial. Business Books Limited, London. Appropriate techniques with the required efficacy should be used to dispose of the solutions.

Chemické složení odplynů se různí a závisí nejen na druhu suroviny, ale i na způsobu jejího zpracování. V případě suSení odpadů závisí například na 'teplotních podmínkách sugení, ěinnosti ďezodorizátoru suroviny před vlastním suěením a podobně. Obsah těkavých a páchnoucích složek závisí někdy i ha době skladování biologických odpadů před jejich zpracováním a teplotních podmínkách, Z tohoto důvodu je složení odplynů proměnné. Kromě sirných sloučenin obsahuje odplyn někdy i čpavek.The chemical composition of the off-gases varies and depends not only on the type of raw material, but also on the way it is processed. In the case of drying the wastes, it depends, for example, on the temperature conditions of the sugars, the activity of the raw material deodorizer before drying and the like. The content of volatile and odorous components sometimes depends on the storage time of the biological waste before its treatment and temperature conditions. For this reason, the composition of the off-gases is variable. In addition to sulfur compounds, the gas sometimes also contains ammonia.

Plynné emise po zpracování biologických odpadů představují multikomponentní směs plynných složek, jejichž zastoupení se mění případ od případu, přičemž čichový práh může být u jednotlivých složek velmi rozdílný. Např. čpavek má hodnotu 0,037 mg/1, zatímco merkaptany se pohybují v rozmezí od 10”^ do 10^-^ mg/1. Z toho vyplývá, že dezodorizační proces musí být velice účinný, aby plynné složky nevyvolávaly žádný vědomý vjem.The gaseous emissions from the treatment of bio-waste are a multi-component mixture of gaseous components, the proportion of which varies on a case-by-case basis, and the olfactory threshold may vary widely from one component to another. E.g. Ammonia has a value of 0.037 mg / 1, while the mercaptans are in the range from 10 "to 10 ^ ^- ^ mg / 1st It follows that the deodorization process must be very effective so that the gaseous components do not produce any conscious sensation.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob dezodorizace plynných emisí po zpracování biologických odpadů živočišného původu absorpcí do roztoku anorganických kyselin a dále zařízení podle způsobu. Podstata způsobu spočívá v tom, že se plynné emise, popřípadě před absorpcí, ochladí na 20 až 40 °C, načež se uvedou do kontaktu s 0,5 až 15 % hmot. kyseliny d isičné nebo sírové nebo fosforečné nebo jejich směsí, načež se roztok, vzniklý po absorpci, neutralizuje anorganickými hydroxidy, například hydroxidem amonným nebo vápenatým na pH 3 až 7 a zbývající plynné složky, obsahující stržené zbytky kyseliny nebo roztoku, se zachycují vypírkou vodou nebo roztokem anorganického hydroxidu.According to the invention, the above-mentioned drawbacks are eliminated by a process of deodorizing gaseous emissions after the treatment of animal waste of animal origin by absorption into a solution of inorganic acids and further by the apparatus according to the method. The essence of the process is that the gaseous emissions, optionally before absorption, are cooled to 20 to 40 ° C and then contacted with 0.5 to 15% by weight. disulphuric or sulfuric or phosphoric acid or mixtures thereof, whereupon the solution formed after absorption is neutralized with inorganic hydroxides such as ammonium or calcium hydroxide to pH 3 to 7 and the remaining gaseous components containing entrained acid or solution residues are collected by scrubbing with water or solution of inorganic hydroxide.

Podstata zařízení spočívá v tom, že absorpční systém sestává z nejméně jednoho absorbéru s kyselým absorpčním roztokem, jehož výstup plynu je zaústěn do absorbéru s vodním nebo bazickým absorpčním systémem, na který navazuje odlučovač kapaliny, do něhož je zaústěn vstuD vody nebo roztoku anorganického hydroxidu, přičemž před vstupem do absorbéru je případně zařazen výměník, před nímž je případně zařazen filtr.The principle of the device consists in that the absorption system consists of at least one absorber with an acidic absorption solution, whose gas outlet is connected to an absorber with an aqueous or basic absorption system, followed by a liquid separator into which an inlet of water or inorganic hydroxide solution is introduced. wherein, prior to entering the absorber, an exchanger is optionally provided, upstream of which is optionally a filter.

Základní výhoda způsobu a zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje zpracovat odplyny tak, že produktem dezodorizace je dusíkaté hnojivo s poměrně vysokým obsahem dusíku. Využívá tedy jedné ze složek odplynů k reakci s absorbentem za tvorby dusíkatého hnojivá.The main advantage of the method and apparatus according to the invention is that it allows the off-gases to be treated such that the product of deodorization is a nitrogen fertilizer with a relatively high nitrogen content. Thus, it utilizes one of the off-gas components to react with the absorbent to form a nitrogen fertilizer.

Další páchnoucí složky plynné směsi jsou zachyceny v absorbentu nebo mokrou vypírkou a účelně využity jako součást kapalného hnojivá. Důsledkem tohoto způsobu řešení je, že roztok použitý k pohlcování složek odplynů není vypouštěn do odpadu, čímž odpadá problém znečištování odpadních rod.Other odorous components of the gas mixture are trapped in an absorbent or wet scrubber and are conveniently used as part of a liquid fertilizer. The consequence of this method is that the solution used to absorb the off-gas components is not discharged into the waste, thus eliminating the problem of polluting the waste streams.

Navržený způsob dezodorizace tedy neprodukuje žádné roztoky, které by bylo nutné, před vypouštěním do vodoteče dále upravovat, takže celý technologický postup je řešen jako bezodpadová technologie. Dále je možné vyžít teplo, odebírané horkým odplynům, k jiným účelům. Tímto řešením se dosahuje při dezodorizaci i eflergetických úspor.The proposed deodorization method thus does not produce any solutions which would have to be further treated before being discharged into the watercourse, so that the entire technological process is treated as waste-free technology. It is also possible to utilize the heat removed by the hot off-gases for other purposes. This solution also achieves deodorization and eflergetic savings.

Při zpracování odpadů sušením ^odcházejí odplyny při teplotě kolem 100 °C. Před jejich absorpcí je výhodné je ochladit na nižší teplotu, například nepřímým chlazením ve výměníku tepla, při kterém zkondenzuje část těkavých složek. Vzniklý kondenzát obsahuje i čpavek, který je s výhodou využit v procesu likvidace plynných emisí uvedeným způsobem.In the treatment of the waste by drying, the degasses leave at a temperature of about 100 ° C. Prior to their absorption, it is preferable to cool them to a lower temperature, for example by indirect cooling in a heat exchanger, in which a portion of the volatile components is condensed. The resulting condensate also contains ammonia, which is preferably used in the process for the disposal of gaseous emissions in the manner described.

Odplyny je možné před absorpcí též chladit přímým stykem s kapalinou, při iněmž mohou být eventuálně zachyceny i jemné tuhé částice, pokud nebyly dříve odloučeny filtrací nebo jinou suchou cestou.The gases may also be cooled prior to absorption by direct contact with the liquid, whereby fine solid particles may also be trapped if they have not previously been separated by filtration or other dry route.

Způsob podle vynálezu je dále blíže popsán na příkladu provedení a podle připojených výkresů, na nichž obr. 1 značí základní zapojení absorpčního systému s absorbérem a obr. 2 zapojení absorpčního systému s předřazeným výměníkem ja filtrem.The method according to the invention is described in more detail below by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 shows the basic connection of an absorber system with an absorber and FIG.

PříkladExample

Navržený způsob zneškodňování plynných emisí byl odzkoušen v sušárně drůbežího trusu. Drůbeží trus byl před sušením částečně dezodorizován v dezodorizátoru, po ukončeném sušení byla tuhá fáze oddělena v oyklonovém odlučovači, z něhož dříve odcházely odplyny přímo do atmosféry. Teplota odplynů se pohybovala od 90 do 100 °Q, odplyny měly velmi nepříjemný zápach.The proposed method of disposal of gaseous emissions was tested in a poultry manure drier. The poultry droppings were partially deodorized in a deodorizer prior to drying, after the drying was completed, the solid phase was separated in a cyclone separator, from which the flue gases were previously discharged directly into the atmosphere. The temperature of the off-gases was from 90 to 100 ° C, the off-gases had a very unpleasant odor.

Odplyny byly před likvidací páchnoucích složek zbaveny jemných tuhých částic filtrací, ve výměníku tepla zchlazeny chladicí vodou na teplotu 20 až 30 °C. Zchlazené odplyny byly podrobeny absorpci do vodného roztoku kyseliny dusičné o počáteční koncentraci 3, 5 # hmot. Absorpční systém sestával z jednoho absorbéru, roztok kyseliny byl recirkulován až do dosažení koncentrace 1,1 hmot. Odplyny byly před vypuštěním do atmosféry vedeny přes odlučovač kapek, aby se dokonale plynná fáze zbavila stržených kapiček absorpčního roztoku.The waste gases were freed of fine solids by filtration prior to disposal of the stinking components, and cooled in a heat exchanger to 20 to 30 ° C with cooling water. The cooled offgasses were absorbed into an aqueous solution of nitric acid at an initial concentration of 3.5% by weight. The absorption system consisted of one absorber, the acid solution was recirculated until a concentration of 1.1 wt. The gasses were passed through a droplet separator prior to discharge into the atmosphere to completely remove the entrained droplets of the absorption solution.

Vyčištěný odplyn byl vypouštěn do atmosféry. Kondenzát vzniklý ve výměníku tepla byl použit k neutralizaci kyseliny dusičné, odcházející z absorpčního systému.The cleaned off gas was discharged into the atmosphere. The condensate formed in the heat exchanger was used to neutralize the nitric acid leaving the absorption system.

Popis zařízení k provádění způsobu je uveden na obr. 1 a 2. Absorpční systém sestává nejméně z jednoho absorbéru £. Přívod £ roztoku kyseliny je umístěn v horní části absorbérů, přičemž při požití více než jednoho absorbéru jsou absorbéry zapojeny za sebou tak, aby uspořádání toku fází bylo protioroudé.A description of the apparatus for carrying out the method is given in Figures 1 and 2. The absorption system consists of at least one absorber 6. The acid solution inlet 6 is located at the top of the absorbers, where more than one absorber is used, the absorbers are connected one after the other so that the phase flow arrangement is countercurrent.

S výhodou lze použít absorbéry s bezpřepadovými patry, jako například absorbéry s pohyblivou vrstvou náplně nebo absorbéry pěnové. Vstup 2 plynných emisí do absorbéru £ je umístěn ve spodní části, výstup 2 plynů z absorbéru 1. oak v horní části.Advantageously, absorbent-free absorbers, such as movable pack absorbers or foam absorbers, may be used. The inlet 2 of the gaseous emissions to the absorber 6 is located at the bottom, the outlet 2 of the gases from the absorber 1 at the top.

Odtok £ kapalného roztoku je umístěn ve spodní části absorbéru £. Dezodorizovaný plyn je uváděn do absorbéru 6 s vodním nebo bazickým absorpčním systémem, v němž se odstraňují stržené podíly kyseliny a roztoku z absorbéru £ absorpcí do vody nebo roztoku anorganického hydroxidu.The liquid solution outlet (6) is located at the bottom of the absorber (6). The deodorized gas is fed to an absorber 6 with an aqueous or basic absorption system in which entrained fractions of acid and solution are removed from the absorber 6 by absorption into water or an inorganic hydroxide solution.

V horní části absorbéru 6 je zařazen odlučovač kapaliny £, vstup £ vody nebo roztoku anorganického hydroxidu a vývod £ dezodorizovaných plynných emisí.In the upper part of the absorber 6 there is a liquid separator 6, an inlet 6 of water or an inorganic hydroxide solution and an outlet 6 of deodorized gaseous emissions.

K odstranění tuhých částic z plynných emisí před vstupem do absorbéru £ je před toto zařízení zařazen filtr £1, do něhož je umístěn vstup £J plynných emisí, jak je patrno z obr. 2. Ve výměníku 12 tepla jsou plynné emise ochlazovány před absorpcí v absorbéru £ na nižší teplotu. Roztok kyseliny je možné v absorpčním systému recirkulovat, aby se zvýšil stupeň využití kyseliny při absorpci. Odtok £ kapalného roztoku je recirkulačním potrubím 14 propojen na horní část absorbéru i*In order to remove particulate matter from the gaseous emissions prior to the inlet of the absorber 6, a filter 64 is provided upstream of the device, into which the gaseous emission inlet 6 is located, as shown in Fig. 2. of the absorber 6 to a lower temperature. The acid solution can be recirculated in the absorption system to increase the degree of acid utilization in the absorption. The outlet of the liquid solution is connected via a recirculation line 14 to the upper part of the absorber.

Claims

A process for deodorizing gaseous emissions after treatment of animal waste of animal origin by absorption into a solution of inorganic acids, characterized in that the gaseous emissions, optionally prior to absorption, are cooled to 20 to 40 ° C and then contacted e 0.5 to 15 % wt. nitric or sulfuric or phosphoric acid or mixtures thereof, whereupon the solution resulting from absorption is neutralized with inorganic hydroxides such as ammonium or calcium hydroxide to pH 3 to 7 and the remaining gaseous components containing entrained acid or solution residues are collected by scrubbing with water or solution of inorganic hydroxide.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the absorption system comprises at least one absorber (1) with an acidic absorption solution, whose gas outlet (3) is connected to an absorber (6) with an aqueous or basic an absorption system followed by a liquid separator (7), into which an inlet (9) of water or an inorganic hydroxide solution is connected, optionally with an exchanger (12) in front of the inlet (2) of the absorber (1) filter (11).