DD290592A5

DD290592A5 - Verfahren zur absorption von ammoniak aus abluft

Info

Publication number: DD290592A5
Application number: DD33619289A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Meinel; Werner Wondraczek; Horst Schilling; Juergen Knoch; Matthias Pilz
Original assignee: Zge Sma Hebrndorf,De
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1991-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption von Ammoniak aus Abluft, vorzugsweise Stallabluft industrieller Tierhaltungsanlagen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dasz saure ammoniumbisulfithaltige Guelle, wie sie zum Beispiel bei der Rauchgasentschwefelung anfaellt, als Absorptionsmittel zur NH3-Absorption verwendet wird und dasz die Absorption im p H-Bereich von p H 3,5 bis p H 6,5 erfolgt. Zur Endreinigung und gleichzeitigen Desinfektion der vorgereinigten Abluft wird eine zweite Absorptionsstufe nachgeschaltet, die ebenfalls im sauren p H-Bereich mit verduennter Ameisensaeure als Absorptionsmittel arbeitet. Die auf diese Weise gereinigte warme Stallabluft kann zwecks Energierueckgewinnung mit Frischluft vermischt zur Stallbelueftung wieder verwendet werden.{Rauchgasentschwefelung; NH3-Absorption; Guelle; Endreinigung; Desinfektion; Stallabluft; Energierueckgewinnung; Stallbelueftung}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption von Ammoniak aus NH₃-haltiger Abluft, wie sie vorrangig in der industricl'rn Tierhaltung anfällt.

Das Verfahren kann zum Beispiel in Großmastanlagen angewandt werden, wo Gülle anfällt und gleichzeitig eine NHj-haltige Stallabluft durch Eiweißzersetzung entsteh». '

Charakteristik des bekannten Standes der Technik ' Es ist bekannt, NH₃-haltige Abgase mit Wasser und anderen Absorptionsmedien in den verschiedenartigsten Absorptionsvorrichtungen zu absorbieren, um damit die für den Umweltschutz geforderten Endreinheiten der Abluft zu

erreichen.

So wird in der Patentanmeldung ein Absorptionsverfahren beschrieben, bei dem NH_}-haltige Abluft mit Wasser absorbiert wird,

wobei durch den CO₂-Gehalt in der Abluft eine Ammoniumcarbonat· bzw. -bicarbonathaltige Lösung entsteht.

Weiterhin ist bekannt, die durch Eiweißzersetzung der Gülle entstehenden Ammoniumverbindungen bzw. freies NH₃ durch Rauchgasentschwefelung vorzugsweise zu Ammoniumbisulfit umzusetzen, was die Verwertbarkeit der Gülle nicht

beeinträchtigt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß Wasser als Absorptioi.smittel keine Desinfektionswirkung besitzt und außerdem der Absorptionsgrad noch nicht in vollem Umfang befriedigt.

In der DD-WP 248856 wird ein Verfahren zur kombinierten Rauchgas- und Stalluftreinigung beschrieben, bei dem mindestens

ein Naßabscheider die Stalluft von basischen Bestandteilen reinigt und in einer weiteren NaI? -^scheidung eine Entschwefelung von Rauchgasen erfolgt. Beide Naßreinigungen sind durch einen gemeinsamen sogenanntere Trübekreislauf verbunden. Dieses

Verfahren hat jedoch den Nachteil der Rückkoppelung und der damit verbundenen Schwierigkeiten einer stabilen und

störungsfreien Prozeßführung sowie des Gas- und Absorptionsmitteltransportes. Außerdem entsteht neben Gülle ein zusätzliches Abprodukt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, NH₃-haltige Abgase, wie sie zürn Beispiel bei der industriellen Tierhaltung entstehen, mit technisch einfachen Mitteln und geringem ökonomischen Aufwand zu reinigen.

Darstellung df s Wesens der Erfindung

Der E. findung liegt die Aufgabe zugrunde, die NH₃-haltige Abluft, zum Beispiel von industi itilen Tierhaltungsanlagen mit einem geeigneten Absorptionsmittel so zu reinigen, daß keine zusätzlichen Abfallprodukte entstehen und gleichzeitig eine optimale Wärmerückgewinnung aus der Stallabluft ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ammoniakhaltige Abluft mit saurer ammoniumbisulfithaltiger Gülle, wie sie zum Beispiel bei der Rauchgasentschwefelung anfällt, im pH-Bereich von pH 3,5 bis pH 6,5 gewaschen wird, wobei sich Ammoniak mit Ammoniumbisulfit der Gülle in Ammoniumsulfit und durch Oxydation teilweise in Ammoniumsulfat umsetzt. Bei der Absorption von NH₃ aus NHj-haltiger Stallabluft mit einerammoniumbisulfithaltigen Gülle mit einem minimalen pH-Wert von pH 3,5, wie sie zum Beispiel bei der Rauchgasentschwefelung als Abprodukt entsteht, laufen folgende Hauptreaktionon ab:

NH_SHSO₃ + NH₃ —> (NHJ₂SO₃ (NH₄)j SO₃ + γ O₂ —> (NH₄J₂ SO₄

Das NH₄HSO₃ der Gülle reagiort bei der Absorption mit dem NH₃ der Abluft zu (NH₄I₂ SC₃ und letzteres setzt sich zumindest teilweise in (NH₄)] SO₄ um, welches eine höherwertige Düngemittelkomponente darstellt als das saure Ammoniumbiaulfit. Durch diese Reaktionen erhöht sich der pH-Wert der Gülle wieder auf max. 6,6.

Weiterhin wurde gefunden, daß die Abluft aus der Gülle-Absorptionsstufe, die noch Restverunreinigungen von NH₃ sowio Bakterien und Geruchsstoffe u.a. enthält, durch eine Nachabsorption mit Ameisensäure im pH-Bereich von pH 3 bis pH 6, optimal bei pH 4, einer Endrein.'gung und gleichzeitigen Desinfektion unterzogen werden kann. Dabei muß ein Säuregehalt von 0,1 bis 1 ml HCOOH pro 1H₂O durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Zudosierung von Ameisensäure aufrecht erhalten werden. Das ReSt-NH₃ der Abluft reagiert mit Ameisensäure zu Ammoniuinformiat gemäß folgender Reaktion:

" HCOOH + NH₃ > HCOONH₄

Erfindungsgemäß kann das verbrauchte ammoniumformiathaltige Absorptionsmittel der Nachabsorption einer Rauchgasentschwefelung zugeführt werden und wird damit wieder in den Güllekreislauf einbezogen. Zur Nutzung des Wärmeinhalte- der Stallabluft kann die durch Absorption und Nachabsorption gereinigte und desinfizierte Abluft der Frischluft für die Stallbelüftung wieder zugesetzt werden, das besonders in den Wintermonaten zu einer größeren Energieeinsparung führt.

Ausführungsbeijpiel

1000OmVh NH₃-haltige Stallabluft mit einem NH₃-GeKaIt von 20mg/m³ werden aus einer Großmastanlage mittels Lüfter abgesaugt und in einer ersten Absorptionsstufe mit NH₄HSO₃-haltiger Gülle, die das Abprodukt einer Rauchgasentschwefelung ist, gewaschen. Dabei wird ein konstanter pH-Wert eingehalten, der im sauren Bereich zwischen pH 4 und pH β liegt. 5m³/h Gülle werden als Absorptionsmittel im Kreislauf gefördert und ca. 1 mVh NH₃HSO₃-haltige Gülle werden dieser Absorptionsstufe kontinuierlich zugeführt und als verbrauchte Gülle wieder ausgekreist. Während der Absorption laufen folgende Hauptreaktionen ab:

NH₄HSO₃ + NH₃ > !NH₄I₂ SO₃

(NH₄I₂ SO₃ + y O₂ —* (NH₄), SO₄

Bei einem mittleren Absorptionsgrad von 70% werden 0,14kg/h NH₃ absorbiert und es entsteht über o. g. Reaktionen ein Gemisch von ca. 1 kg/h (NHJ₂ SO₃/(NH,)₂ SO₄ pro m³ Gülle (anteilig 0,1 %). Die noch mit 6mg NH₃/m³ beiadene Abluft gelangt mit 20⁰C in einen Nachabsorber (2. Absorptionsstufe), der mit verdünnter Ameisensäure als Absorptionsmittel bei einem mittleren pH-Wert von pH 4 betrieben wird. 1OmVh Absorptionsmittel werden

ständig im Kreislauf gefördert. Der Gehalt an freier Ameisensäure liegt bei 0,5 ml/l Absorptionsmittel und wird durch eine kontinuierliche Zuführung von 100 l/h mit einem Säuregehalt von 0,1 % konstant gehalten.

Während der Absorption findet folgende Hauptreaktion statt: HCOOH + NH₃ > HCOONH₄ Der mittlere Absorptionsgrad liegt zwischen 60% und 70%. Aus 0,04kg/h NH₃ entstehen somit 0,15kg/h HCOOH NH₄ und dabei werden 0,11 kg/h HCOOH verbraucht. Das verbrauchte Absorptionsmittel (ca. 1001/h) wird kontinuierlich ausgekreist und zusammen mit Frischgülle einer Rauchgasentschwefelung

zugeführt.

Die gereinigte und desinfizierte Abluft wird mit einem Rest-NH₃-Gehalt von 2mg/m³ bei einer Temperatur von 20°C mit

1000OmVh Frischluftvermischt und in don Stall zurückgeführt. Dabei werden vor allem in den Wintermonaten ca. 40%

Wärmeenergie für die Aufhetzung von Frischluft eingespart.

Claims

1. Abs'orptionsstiife mit stark verdünnter Ameisensäure Im sauren pH-Bereich von pH 3 bis pH 6 erfolgt.

1. Verfahren zur Absorption von Ammoniak aus Abluft, vorzugsweise aus Stallabluft industrieller Tierhaltungsanlagen, dadurch ge ennzelchnet, daß die ammoniakhaltige Abluft mit saurer ammoniumbisulfithaltiger Gülle, wie sie zum Beispiel bei der Rauchgasentschwefelung anfällt, im pH-Bereich von pH 3,5 bis pH 6,5 in einer 1. Absorptionsstufe gewaschen wird und danach in einer 2. Absorptionsstufe eine Nachabsorption und gleichzeitige Desinfektion der Abluft aus der

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Säuregehalt der Ameisensäure 0,1 bis 1,0ml HCOOH/1H₂O beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verbrauchte Absorptionsmittel der Nachabsorption einer Rauchgasentschwefelung zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gereinig e und desinfizierte Abluft der Frischluft für die Stallbelüftung wieder zugesetzt wird.