BR112021007774A2 - processo adequado para reduzir perda de amônia e odor de material orgânico para a atmosfera - Google Patents
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Abstract
PROCESSO ADEQUADO PARA REDUZIR PERDA DE AMÔNIA E ODOR DE MATERIAL ORGÂNICO PARA A ATMOSFERA. A presente invenção se refere a um processo adequado para reduzir a perda de amônia e odor de material orgânico para a atmosfera. O processo compreende alimentar um gerador de plasma com ar para produzir uma concentração de 0,1 a 12% em volume de NOx no ar por fixação direta de nitrogênio. Um sistema de absorção que compreende pelo menos dois ciclos de absorção é alimentado, do gerador de plasma, com ar resfriado que contém Nox, em que um primeiro líquido de absorção circula no primeiro ciclo de absorção e um segundo líquido de absorção circula no segundo ciclo de absorção. O ar que contém Nox é absorvido no primeiro líquido de absorção para formar uma solução ácida que compreende nitratos e nitritos. O segundo ciclo de absorção é alimentado, do primeiro ciclo de absorção, com efluentes gasosos que contêm NO, e os efluentes gasosos que contêm NO são absorvidos no segundo líquido de absorção que tem um pH inferior ao primeiro líquido de absorção. O NO restante nos efluentes gasosos do segundo ciclo de absorção é oxidado para NO2.
Description
[001] A invenção refere-se a um processo econômico adequado para tratar material orgânico, tal como esterco, dejetos orgânicos ou resíduo de biogás, para obter enriquecimento com nitrogênio e nitrato, redução da perda de amônia, inibição de nitrificação biológica e desnitrificação, eliminação de bactérias multirresistentes e eliminação de odor.
[002] A técnica anterior não pôde, de maneira bem sucedida e prática, solucionar a limitação agronômica do nitrogênio oriunda das perdas de amônio, a fim atender às demandas da cultura assim como os desafios ambientais observados quando esterco e dejetos orgânicos são usados como fertilizantes. A perda de amônia do esterco e de dejetos orgânicos é abordada, de modo geral, por meio da aplicação de vários produtos químicos de caráter ácido, levando o pH até pH 4 a 5 e ou ligando o amônio como um sal. O odor tem sido tratado com muitos agentes padrão supressores de odor. As emissões de amônio e de efluentes foram reduzidas por meio de remoção térmica e absorção subsequente por meio de um mineral adequado ou ácido orgânico. O tratamento com ar e com oxigênio e o uso de ácidos minerais oxidantes como ácidos sulfúrico e fosfônico reduziram a perda de amônia, porém não ajudaram no saldo de nutrientes, não eliminaram os odores tampouco ajudaram a parar as emissões primária e secundária de N2O.
[003] O documento n° EP2788037 A1 “Processes and plants for reducing ammonia loss and odor from organic material or waste to the atmosphere” descreve um processo em que o com ar plasma ou plasma enriquecido com ar é usado para acidificar e produzir uma concentração de 0,1 a 12% em volume de NOx no ar por meio de fixação direta de nitrogênio, absorver o NOx em um líquido de absorção para formar uma solução ácida de nitrogênio e alimentar o material ou dejetos orgânicos com a solução. A técnica depende do preço de energia elétrica, eficiência de energia e não está fornecendo as reações ideais de acidificação.
[004] O documento n° US5192355 “Manufacturing and using nitrogen fertilizer solutions on a farm” se refere a um processo em que óxidos nitrosos são produzidos a partir de um sistema de arco. Os óxidos são introduzidos na água para produzir uma solução ácida de nitrogênio que compreende nitratos e nitritos. A essa solução, outros reagentes são adicionados para produzir um fertilizante líquido. A invenção é conceitual e produz ácido nítrico concentrado e soluções de fertilizante mineral de acordo com os princípios padrão da indústria.
[005] A perda de amônia de 30 a 40% da criação de gado deve ser compensada de amônia produzida industrialmente, com base nos combustíveis fósseis e no processo de Haber Bosch. O custo de produção e de logística dessa amônia cria emissões adicionais de gás de efeito estufa na forma de CO2 e N2O. A produção industrial global de fertilizante de nitrogênio corresponde à perda de criação de gado, desperdício de alimentos e baixa eficiência de uso do nitrogênio de fertilizantes minerais.
[006] A ciência geral e química envolvida podem ser descritas em:
[007] 1) Todos os materiais orgânicos contêm nitrogênio quimicamente ligados e outros nutrientes. O nitrogênio está na forma de amônia tipicamente de ureia, ácido úrico e proteínas. O dejetos orgânicos são os nutrientes e a energia a caminho de serem perdidos. A melhor maneira de recuperar os nutrientes tem sido reciclar o dejetos orgânicos e esterco de volta para os campos como um fertilizante. Essa prática reduziu a demanda de fertilizante de fosfato em 30 a 40% na EU nos últimos 20 anos. No entanto, o nitrogênio ainda é perdido. A perda parte da atividade enzimática microbiana que libera amônia livre em que, de acordo com figuras globais, 30% são perdidos no ar e 10% é perdido na água através de lixiviação devido a uma baixa Eficiência de Uso de Nitrogênio, NUE.
[008] A reação de perda da urina começa com a hidrolisação de ureia que é descrita na equação Ia, e a mineralização geral de material orgânico resulta nos carbonatos de amônio, na amônia aquosa e ácido carbônico que é perdido como amônia volátil e dióxido carbono como na equação Ib. (NH2)2CO + 3H2O = (NH4)2CO3 + H2O = NH4HCO3 + NH4OH Ia 2NH4OH + H2CO3 = 2NH3(g) + CO2(g) + 2H2O Ib
[009] O dióxido de carbono é muito volátil e é diretamente perdido no ar, o que resulta em um pH aumentado de 9 a 10 do material orgânico e na perda subsequente da amônia, proporcional à perda inicial de CO2.
[010] 2) A razão entre N e P2O5 no material orgânico é muito baixa para uma fertilização equilibrada. O teor de nitrogênio deve ser tipicamente o dobro do P2O5 para atender à demanda de nutrientes da maioria das culturas.
[011] 3) As emissões de amônia e as emissões secundárias de N2O do processamento de esterco, do armazenamento e da aplicação no campo são contribuições significativas para o aquecimento global. A amônia emita da agricultura será oxidada para nitratos, que criam chuva ácida, nitrificação e eutrofização e, por fim, desnitrificação. Em todos esses processos biológicos, a formação de N2O ocorre, e é estimado que a formação de N2O secundário da amônia que é perdida para os biotipos mais comuns é 3 a 4% da amônia perdida da atividade agrícola primária.
[012] 4) O odor de dejetos orgânicos se origina da formação biológica de H2S e outros componentes sulfúricos, ácidos alifáticos orgânicos e aminoácidos. A falta de oxigênio no dejetos orgânicos e esterco é bem conhecida por conferir a base para H2S e componentes orgânicos de enxofre com fortes odores como escatol, para cresol-fenólicos animalescos e fenol-fenólicos 2,4 terc-butílicos, que são alguns representativos típicos de cheiros e odores ruins que têm efeitos negativos diretos no meio-ambiento e na saúde de seres humanos.
[013] 5) Material orgânico, como esterco ou dejetos orgânicos, é frequentemente processado em um reator ou digestor de biogás anaeróbico, para extrair energia no material orgânico como metano. O metano pode ser purificado e vendido como gás verde ou convertido em eletricidade com a qual a rede elétrica pode ser alimentada. A eficiência de um reator biogás é normalmente 60% a 80%, medida com base na quantidade do material orgânico pode converter na prática em metano, em comparação ao máximo teórico de 100%. Isso significa que 20% a 40% do potencial de metano não é utilizado. Em muitos conceitos, o digestado é armazenado sem cobertura e captura apropriadas do metano restante. Durante a após o espalhamento do esterco, são liberadas quantidades significativas de metano. Para kg de nitrogênio (0,1% = 1 kg/t de esterco) produzido para acidificação, a pegada de CO2 é reduzida em 25 a 65 kg de CO2 equivalente.
[014] A técnica anterior é conceitual não abordou tampouco apresentou qualquer solução para os desafios práticos de processamento detalhados. A presente invenção aborda e soluciona os desafios principais no uso de nitratos para acidificação de esterco, dejetos orgânicos e biorresíduo ou digestado.
[015] O ácido nítrico comercial de 58 a 70% em peso ou ácido nítrico produzido localmente na concentração de 1 a 30% em peso é um produto perigoso reativo de pH<1. A esse pH, o ácido com o material orgânico provoca uma reação violenta que causa perda, liberando NOx, NH3 e um nitrato de amônio e uma névoa nitrato de amônio/nitrato.
[016] A aplicação apenas do ácido nítrico para acidificar esterco, dejetos orgânicos e biorresíduo/digestado não pode parar a formação de N2O de desnitrificação, salvo quando é diminuído até pH 4, devido à falta de HNO2 e radicais de ar reativos.
[017] A aplicação apenas das soluções de ácido nítrico para acidificar esterco, dejetos orgânicos e biorresíduo/digestado não pode parar a atividade biológica tampouco remover o cheiro e teor de gases venosos.
[018] A presente invenção provê um processo adequado para reduzir a perda de amônia e odor do material orgânico para a atmosfera que compreende: alimentar com ar um gerador de plasma para produzir uma concentração de 0,1 a 12% em volume de NOx no ar por meio de fixação direta de nitrogênio; alimentar com o ar que contém NOx, do gerador de plasma, um sistema de absorção que compreende pelo menos dois ciclos de absorção, em que um primeiro líquido de absorção circula no primeiro ciclo de absorção e um segundo líquido de absorção circula no segundo ciclo de absorção; absorver o ar que contém NOx no primeiro líquido de absorção para formar uma solução ácida que compreende nitratos e nitritos; alimentar com efluentes gasosos que contêm NO, do primeiro ciclo de absorção, o segundo ciclo de absorção e absorver os efluentes gasosos que contêm NO no segundo líquido de absorção que tem um pH inferior ao primeiro líquido de absorção; oxidar o NO restante em efluentes gasosos do segundo ciclo de absorção para NO2.
[019] O primeiro líquido de absorção pode ter um pH de 4 a 6. Em particular, o primeiro líquido de absorção pode ter um pH de 5 a 6, mais particularmente, o primeiro líquido de absorção pode ter um pH de 5,5 a 5,8. O segundo líquido de absorção pode ter um pH de 2 a 4. Em particular, o segundo líquido de absorção pode ter um pH de 2 a 3, mais particularmente, o segundo líquido de absorção pode ter um pH de 2 a 2,75.
[020] O primeiro ciclo de absorção pode compreender um primeiro misturador ou ejetor, um separador opcional, uma primeira bomba de circulação e um primeiro tanque de circulação. Além disso, o primeiro ciclo de absorção pode compreender um separador entre o primeiro ejetor e o primeiro tanque de circulação. O segundo ciclo de absorção pode compreender um segundo ejetor, um primeiro absorvedor, um dispositivo de oxidação, uma segunda bomba de circulação e um segundo tanque de circulação.
[021] O primeiro líquido de absorção pode compreender material orgânico líquido. Além disso, o segundo líquido de absorção pode ser uma solução ácida de nitrogênio.
[022] O ácido pode ser adicionado ao segundo ciclo de absorção, o ácido pode ser selecionado, de preferência, a partir de ácido nítrico, ácido sulfúrico ou ácido fosfórico.
[023] Um terceiro ciclo de absorção pode ser alimentado, do segundo ciclo de absorção, com efluentes gasosos que contêm NO2 e que podem ser absorvidos em um terceiro líquido de absorção que circulam no terceiro ciclo de absorção.
[024] O terceiro ciclo de absorção pode compreender um terceiro ejetor, um segundo absorvedor, uma terceira bomba de circulação e um terceiro tanque de circulação. O terceiro líquido de absorção pode compreender material orgânico líquido. O terceiro ciclo de absorção pode ter um pH 7 a 7,5. Em particular, o terceiro líquido de absorção pode ter um pH de 7 a 7,3, mais particularmente, o terceiro líquido de absorção pode ter um pH de 7 a 7,2.
[025] O ar com o qual o gerador de plasma é alimentado pode ser ar contaminado. O gerador de plasma pode ser alimentado com efluentes gasosos do sistema de absorção. O gerador de plasma pode ser um arco elétrico ou gerador de plasma eletromagnético.
[026] A solução ácida de nitrogênio do segundo ciclo de absorção pode passar através de um depurador para absorver a amônia do ar ventilado contaminado com amônia do material orgânico.
[027] Os efluentes gasosos do dispositivo de oxidação podem ser reciclados ao sistema de absorção ou ventilados para a atmosfera. Um terceiro ciclo de absorção pode ser alimentado com efluente gasoso que compreende NO2 do segundo ciclo de absorção, operando a um pH de aproximadamente 7 a 7,5, e o NOx restante pode ser absorvido e diluído em um tanque de matéria-prima bruta.
[028] A Figura 1 mostra um sistema de absorção que compreende dois ciclos de absorção separados; um ciclo de produto e um ciclo de ácido.
[029] A Figura 2 mostra um sistema de absorção que compreende três ciclos de absorção separados; um ciclo de produto, um ciclo ácido e um ciclo de nitrato.
[030] A presente invenção se refere um processo em que um gerador de plasma, tal como um arco elétrico, micro- ondas ou qualquer outro gerador de plasma eletromagnético, pode ser aplicado para tratar uma fase líquida do material orgânico, tal como dejetos orgânicos, esterco, resíduo de biogás ou digestado com uma mistura de gás plasmático que compreende óxidos de nitrogênio, NOx, no ar. No presente contexto, o NOx é uma mistura de NO e NO2. O gás plasmático também contém traços de radicais oxidantes e redutores do ar. O gerador de plasma pode produzir concentrações diferentes de NOx no ar. A concentração prática mais alta obtenível é 12% em volume, de NOx.
[031] A essa concentração, o oxigênio restante está presente na quantidade suficiente para concluir a reação de NO a HNO3 em água. Caso a equação de reação II, III e IV.
[032] O gás NOx gerado por plasma tem uma concentração normal de 2 a 5% em volume no ar. O gás plasmático com componentes de NOx do gerador de plasma é arrefecido bruscamente e resfriado à temperatura ambiente, antes de ser absorvido em um líquido de absorção do material orgânico selecionado e reagir com o mesmo. A presente invenção também pode combinar a funcionalidade do gerador de plasma com outras fontes de nitrogênio ácido como ácido nítrico ou outras fontes de ácidos como ácido fosfórico ou ácido sulfúrico.
[033] O conceito do processo geral deve particularmente absorver o NOx de um gerador de plasma no esterco ou digestado líquido ou em qualquer solução de dejetos orgânicos. O processo compreende dois ou, opcionalmente, três ciclos de absorção. A Figura 1 mostra a alternativa básica com dois ciclos de absorção e a Figura 2 mostra a alternativa opcional com três ciclos de absorção.
[034] Em uma primeira modalidade, o processo uses dois ciclos de absorção separados em que os gases reativos do gerador de plasma são absorvidos em um líquido de material orgânico, ou reagem com o mesmo, para formar um nitrato de amônio estável e solução ácida de nitreto de amônio na solução de material orgânico de esterco ou digestado, consultar a Figura 1.
[035] Cada ciclo compreende um tanque de circulação, uma bomba de circulação e um ejetor e uma unidade de absorção, para reagir componentes gasosos na fase líquida. Em cada ciclo, o líquido é circulado do tanque de circulação através da ejetor e unidade de absorção e de volta ao tanque de circulação. Os ciclos de absorção operam em diferentes níveis de pH para suavizar e adaptar as reações, evitar formação de espuma e fornece o tempo de retenção certo para que os componentes necessários sejam formados para sua funcionalidade ideal. Cada ciclo entra em contato com a fase líquida com a fase gasosa em um ejetor bifásico, um misturador Venturi ou é apenas misturado em uma torre/unidade de absorção. A fase gasosa a ser tratada é sugada e misturada com o líquido de condução que é um fluxo líquido de esterco puro ou parcialmente acidificado, dejetos orgânicos e/ou biorresíduo/digestado. O mecanismo de absorção ou reação dos componentes gasosos em um líquido distribui a reação de acidificação para a interface entre o gás e líquido e, desse modo, evita reações brutas de ácido em um pH local baixo. Ao mesmo tempo, os componentes gasosos mais reativos reagirão seletivamente com os componentes polares ativos superficiais no líquido.
[036] O primeiro ciclo de absorção, doravante também denominado de ciclo de produto, absorve aproximadamente 90% do NOx do fluxo de alimentação de ar 1 e compreende um primeiro misturador ou ejetor 11, um separador opcional 12, uma primeira bomba de circulação 17 e um primeiro tanque de circulação 20.
[037] O primeiro ciclo de absorção recebe o gás plasmático frio, porém reativo, do gerador de plasma como o fluxo de alimentação de ar 1 e o mistura com um fluxo líquido orgânico do intermediário ou produto. O fluxo de gás-líquido fora do misturador ou ejetor 11 é separado, de preferência, após um tempo de retenção curto em um separador 12, por exemplo, um ciclone, e os gases, névoa e espuma são transferidos através de uma linha de gás 3 ao segundo ciclo de absorção, também denominado de ciclo de ácido, e a fase líquida vai até o primeiro tanque de circulação 20. Alternativamente, o fluxo de gás-líquido para fora do primeiro misturador ou ejetor 11 vai diretamente para o primeiro tanque de circulação 20, sem usar o separador 12, por exemplo, um ciclone, e o gás parte diretamente do primeiro tanque de circulação 20 pela linha 3.2 até o ciclo de ácido. A reação principal no sistema ejetor-separador é a absorção de NO2 para formar HNO3 que libera NO, que se torna parte dessa fase gasosa. O segundo tipo de reação no primeiro ciclo de absorção está relacionado à exposição do fluxo de produto aos radicais oxidantes e redutores reativos no plasma.
[038] O fluxo de gás 3 que sai do primeiro ciclo de absorção é ar com algum gás NO e uma névoa e espuma aquosa de nitrato de amônio e nitrito de amônio. O fluxo de gás tem uma superfície grande de reação líquido-gás e com o mesmo o segundo ciclo de absorção é alimentado.
[039] No segundo ciclo de absorção, também denominado de ciclo de ácido, aproximadamente 99% dos efluentes gasosos alcalinos no fluxo de gás 3 do ciclo de produto são absorvidos, e o gás NO restante é oxidado para NO2 em um dispositivo de oxidação 24. O segundo ciclo de absorção (ácido) compreende um segundo ejetor 13, um primeiro absorvedor 14, um dispositivo de oxidação 24, uma segunda bomba de circulação 18 e um segundo tanque de circulação 21.
[040] O ciclo de produto opera em uma composição e pH semelhantes ao produto final de pH 4 a 6. A solução ácida 25 que compreende nitratos e nitritos parte de um tanque de produto, e o tanque de produto é alimentado com e o fluxo de produto 26.
[041] O ciclo de ácido opera em um pH baixa na faixa 2 a 4. A alimentação 23 que o segundo tanque de circulação 21 recebeu pode ser uma solução aquosa de ácido nítrico, e ciclo de produto é alimentado com a solução aquosa ácida 29 que parte do segundo ciclo.
[042] O ciclo de ácido compreende um segundo ejetor 13 acionado por um segundo líquido de absorção que tem um pH baixo (na faixa 2 a 4) que é produzido localmente do NO e NO2 no fluxo de efluente gasoso 3 e/ou de ácido importado, tal como ácido nítrico 23, um primeiro absorvedor 14 e um dispositivo de oxidação 24 com tempo de retenção e superfície de reação de líquido-gás suficientes. O propósito principal do segundo sistema ejetor-absorvedor é acidificar e depurar qualquer amônia e névoa aquosa do fluxo de efluente gasoso na fase líquida. O propósito do segundo tanque de circulação 21 é oxidar o HNO2 a HNO3 a pH=2-4. O propósito do dispositivo de oxidação é oxidar NO a NO2. O segundo tanque de circulação 21 também pode ser usado para dissolver ou solubilizar fosfatos insolúveis no esterco, dejetos orgânicos ou digestado.
[043] Após passar pelo dispositivo de oxidação 24, o fluxo de gás 6 do ciclo de ácido pode ser ventilado (6.1) ou reciclado (6.2’) até o ejetor 13 ou, opcionalmente, vai até um terceiro ciclo de absorção. No dispositivo de oxidação 24, NO é oxidado para NO2.
[044] Em outra modalidade, o sistema de absorção compreende três ciclos de absorção; consultar a Figura 2. Além do ciclo de produto e do ciclo de ácido descrito acima, um terceiro ciclo de absorção é incluído.
[045] O primeiro ciclo de absorção, denominado de ciclo de produto, absorve aproximadamente 90% do NOx do fluxo de alimentação de ar 1 e compreende um primeiro misturador ou ejetor 11, um separador opcional 12, uma primeira bomba de circulação 17 e um primeiro tanque de circulação 20.
[046] O segundo ciclo de absorção, denominado de ciclo de ácido, absorve aproximadamente 99% dos efluentes gasosos alcalinos do fluxo de gás 3 do ciclo de produto e compreende um segundo ejetor 13, um primeiro absorvedor 14, um tanque de oxidação 24, uma segunda bomba de circulação 18 e um segundo tanque de circulação 21.
[047] O terceiro ciclo de absorção, denominado de ciclo de nitrito, absorve os efluentes gasosos 6.2 do dispositivo de oxidação 24 e compreende um terceiro ejetor 15, um segundo absorvedor 16, uma terceira bomba de circulação 19 e um terceiro tanque de circulação 22.
[048] O ciclo de nitrito opera em um pH superior ao ciclo de produto e ao ciclo de ácido para absorver qualquer gás NO2/NO restante e resultante. O pH do terceiro líquido de absorção que circula no ciclo de nitrito está na faixa de aproximadamente 7 a 7,5, sendo inferior ao pH da matéria-prima que tem um pH de aproximadamente 8 a 9, sendo, por exemplo, líquido esterco, digestado ou uma solução de dejetos orgânicos. O ciclo de nitrito é alimentado com o fluxo de alimentação de matéria-prima líquida 27, e o ciclo de produto é alimentado, do ciclo de nitrito, com o fluxo de matéria-prima pré-tratada 28 e/ou o mesmo é retornado ao tanque de matéria-prima. O propósito do ciclo de nitrito é absorver o ppm restante de NOx a um pH neutro e alcalino e condições estáveis.
[049] Em um sistema com três ciclos de absorção, a solução aquosa ácida 29 que parte do segundo laço é fornecida como 29a ao primeiro ciclo e como 29b ao terceiro ciclo.
[050] O segundo líquido de absorção, isto é, a solução ácida 5.2 que circula no segundo ciclo, pode ser aplicado para depurar gases ricos em amônio e/ou aplicados diretamente ao material orgânico para se ligar ao excesso volátil de amônia e reduzir a formação de odo.
[051] A invenção pode ser usada adicionalmente para incinerar gases de ventilação de ar com mau cheiro fornecendo-se os mesmos ao gerador de plasma. P gerador de plasma é dimensionado de acordo com a demanda de N para equilibrar a razão N/P2O5 no material orgânico e pode incinerar 10 a 50 Nm3 de ar por kg de nitrato-N produzido. Para cada metro cúbico de pasta fluida de porco, o volume de ar incinerado será tipicamente 50 a 250 Nm3, e o processo adicionará 0,1 a 0,5% de nitrato-N à pasta fluida de porco.
[052] Na presente invenção, o efeito principal da solução ácida de nitrogênio é a reação entre o ácido nítrico e a amônia livre que é produzida a partir da decomposição das proteínas orgânicas e urina. Normalmente 30% do teor total do nitrogênio é perdido para o ar como gás de amônia, pois o pH de esterco está normalmente na faixa de 8 a 9. A solução ácida que compreende nitratos e nitritos é aplicada para reduzir o pH abaixo de 6, o faz com que a amônia pare de perder para o ar.
[053] A presente invenção de absorção de ar plasmático e de Nox, diretamente na corrente líquida de material orgânico, pode controlar a razão entre nitrato vs. nitrito. A reação de nitrito VI é uma alternativa à reação de nitrato IV.
[054] O propósito do nitrito é controlar a atividade biológica. O processo de nitrificação biológica (VII) e de desnitrificação (VIII) é um dos contribuidores principais para o aquecimento global. O subproduto N2O tem um efeito de aquecimento global, que é aproximadamente 260 vezes o efeito do CO2.
[055] A concentração do ácido nitroso é importante, uma vez que o nitrito (NO2-) pode inibir a desnitrificação microbiana de nitrato e nitrito para N2 e N2O. Parece que ir de NO3- para N2, o componente intermediário NO2- inibe a desnitrificação, caso a concentração seja superior a 0,01 mol/litro.
[056] Diminuindo-se o pH para 4 a 6 no tanque de circulação 20 do ciclo de produto e mantendo-se uma razão molar entre nitrito e nitrato de 1/10 a 1/100 para inibir a desnitrificação assim como qualquer atividade de nitrificação, a formação de N2O é reduzida.
[057] Além disso, são formados alguns inibidores de desnitrificação e de nitrificação que fornecem um efeito a prazo mais longo da difusão da absorção de cultura. Componentes orgânicos com mau cheiro e potencialmente nocivos e componentes com odores fortes como escatol, para cresol-fenólicos animalescos e fenol-fenólicos 2,4 terc-butílicos são decompostos de maneira quantitativa. O mecanismo de remoção de odor e mau cheiro é oriundo dos componentes plasmáticos de oxidação e de redução no gás NOx frio, reagindo primariamente de maneira direta na interface líquido-gás e, de maneira secundária, e através dos íons e dos radicais que são formados na fase líquida.
[058] A demanda de N/P2O5 por maiores culturas na faixa de 2, ao passo que a razão eficaz de N/P2O5 no esterco é inferior a isso. A presente tecnologia tanto adiciona nitrogênio quanto reduz a perda de nitrogênio e solubiliza fosfato.
DESCRIÇÃO DAS REFERÊNCIAS NUMÉRICAS NOS DESENHOS Número de Fluxo e dos Descrição de Fluxo e dos Equipamentos Equipamentos Fluxo de alimentação de ar do gerador de 1 plasma. Contém NOx a 1 a 12% em vol. O fluxo de circulação de ciclo de produto que
2.1 parte do primeiro tanque de circulação 20 até a primeira bomba de circulação 17 O fluxo de circulação de ciclo de produto que
2.2 parte da primeira bomba de circulação 17 para acionar o ejetor 11 O fluxo de gás depurado do separador de ciclo 3 de produto 12 até o ejetor 13 no ciclo de ácido Fluxo de gás opcional do misturador de líquido-gás ejetor de ciclo de produto 11 que
3.1 vai até o tanque de circulação 20 junto da fração líquida 4
3.2 Fluxo de gás opcional do tanque de circulação
Número de Fluxo e dos Descrição de Fluxo e dos Equipamentos Equipamentos de ciclo de produto 20 até o misturador de gás de ejetor de ciclo de ácido 13. 3.2, aqui, apresenta o fluxo 3 A fração líquida do separador 12 ou do ejetor 4 11 até o primeiro tanque de circulação 20 no ciclo de produto. O fluxo de circulação de ciclo de ácido que
5.1 parte do segundo tanque de circulação 21 até a segunda bomba de circulação 18 O fluxo de circulação de ciclo de ácido que
5.2 parte da segunda bomba de circulação 18 para acionar o segundo ejetor 13 O fluxo de gás do segundo tanque de circulação 6 21 que vai até o dispositivo de oxidação 24 no ciclo de ácido O fluxo de gás oxidado que sai do dispositivo de oxidação 24 para ser ventilado para a
6.1 atmosfera ou reciclado para o gerador de plasma O fluxo de gás oxidado 6.2 do dispositivo de oxidação 24 no ciclo de ácido ao terceiro
6.2, 6.2’ ejetor 15 no ciclo de nitrito ou o fluxo de gás oxidado 6.2’ para o segundo ejetor 13 no ciclo de ácido. O fluxo líquido do primeiro absorvedor 14 para 7 o segundo tanque de circulação 21 no ciclo de ácido. O fluxo de circulação de ciclo de nitrito que
8.1 parte do terceiro tanque de circulação 22 até a terceira bomba de circulação 19 O fluxo de circulação de ciclo de nitrito que
8.2 parte da terceira bomba de circulação 19 para conduzir o terceiro ejetor 15 O fluxo de gás do tanque de nitrito 22 que é 9 ventilado para a atmosfera ou reciclado para o gerador de plasma
Número de Fluxo e dos Descrição de Fluxo e dos Equipamentos Equipamentos O fluxo líquido para o depurador 16 até o 10 tanque de circulação 22 no ciclo de nitrito. O ejetor no ciclo de produto, que é conduzido pelo fluxo líquido 2.2 que é sugado para o 11 fluxo de alimentação de ar 1 do gerador de plasma. O separador de gás-líquido (por exemplo, ciclone), separando o fluxo misturado do 12 ejetor 11 no fluxo de gás 3 e no fluxo líquido 4 O ejetor no ciclo de ácido que é conduzido pelo fluxo líquido 5.2 que é sugado no fluxo 13 de gás 3 do separador 12 ou do tanque de ciclo de ácido 21 no ciclo de produto A torre de absorção no ciclo de ácido/primeiro absorvedor que fornece tempo de retenção e contato entre gás e líquido para a alimentação 14 de gás-líquido misturada do ejetor 13 que envia a corrente de saída misturada 7 ao segundo tanque de circulação 21 O ejetor no ciclo de nitrito, que é conduzido pelo fluxo líquido 8.2 que é sugado no fluxo 15 de gás 6.2 do dispositivo de oxidação 24 no ciclo de ácido/segundo ejetor A torre de absorção no ciclo de nitrito que fornece tempo de retenção e contato entre gás e líquido para a alimentação misturada do 16 ejetor 15 que envia a corrente de saída misturada 10 para o terceiro tanque de circulação 22/Segundo absorvedor Bomba de circulação para o ciclo de produto 17 que pressuriza o fluxo de circulação 2,1 a
2.2/Primeira bomba de circulação Bomba de circulação para o ciclo de ácido que 18 pressuriza o fluxo de circulação 5.1 a
5.2/Segunda bomba de circulação 19 Bomba de circulação para o ciclo de nitrito
Número de Fluxo e dos Descrição de Fluxo e dos Equipamentos Equipamentos que pressuriza o fluxo de circulação 8.1 a
8.2 /Terceira bomba de circulação Tanque de circulação para o ciclo de 20 produto/primeiro tanque de circulação Tanque de circulação para o ciclo de 21 ácido/segundo tanque de circulação Tanque de circulação para o ciclo de 22 nitrito/terceiro tanque de circulação Alimentação aquosa de ácido nítrico para o segundo ciclo de absorção com a qual o segundo 23 tanque de circulação 21 e/ou o fluxo de circulação 5.2 até o segundo ejetor 13 são alimentados 24 Dispositivo de oxidação para oxidar NO a NO2 Produto que é reciclado com o qual o ciclo de 25 produto para reacidificação é alimentado Fluxo de produto que é extraído do ciclo de 26 produto Matéria-prima com a qual o ciclo de nitrito é 27 alimentado 28 Matéria-prima pré-tratada solução aquosa ácida extraída do ciclo de ácido, que é separada em 29a que vai até o 29 ciclo de produto e 29b que vai até o ciclo de nitrito Solução aquosa ácida do ciclo de ácido que 29a vai até o tanque de circulação no ciclo de produto Solução aquosa ácida do ciclo de ácido que 29b parte do tanque de circulação no ciclo de nitrito Explicações de fluxo: Os números de fluxo indicados como 1.1 e 1.2 e 1.3 têm o mesmo fluxo de massa e composição química, porém têm diferentes propriedades físicas como pressão, temperatura e composição líquida de gás.
Os números de fluxo indicados como 1, 1a e 1b têm a mesma composição química, em que 1 é a soma de 1a e 1b.
Claims (15)
1. PROCESSO ADEQUADO PARA REDUZIR PERDA DE AMÔNIA E ODOR DE MATERIAL ORGÂNICO PARA A ATMOSFERA, caracterizado por compreender: alimentar um gerador de plasma com ar para produzir uma concentração de 0,1 a 12% em volume de NOx no ar por fixação direta de nitrogênio; alimentar com o ar que contém Nox, do gerador de plasma, um sistema de absorção que compreende pelo menos dois ciclos de absorção, em que um primeiro líquido de absorção circula no primeiro ciclo de absorção e um segundo líquido de absorção circula no segundo ciclo de absorção; absorver com o ar que contém NOx no primeiro líquido de absorção para formar uma solução ácida que compreende nitratos e nitritos; alimentar com efluentes gasosos que contêm NO, do primeiro ciclo de absorção, o segundo ciclo de absorção e absorver os efluentes gasosos que contêm NO no segundo líquido de absorção que tem um pH inferior ao primeiro líquido de absorção; oxidar o NO restante nos efluentes gasosos do segundo ciclo de absorção para NO2.
2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro líquido de absorção ter um pH de 4 a 6, particularmente, pH 5 a 6 e, mais particularmente, 5,5 a 5,8.
3. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo segundo líquido de absorção ter um pH de 2 a 4, particularmente, pH 2 a 3 e, mais particularmente, 2 a 2,75.
4. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo primeiro ciclo de absorção compreender um primeiro misturador ou ejetor, um separador opcional, uma primeira bomba de circulação e um primeiro tanque de circulação.
5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo primeiro ciclo de absorção compreender adicionalmente um separador entre o primeiro ejetor e o primeiro tanque de circulação.
6. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo segundo ciclo de absorção compreender um segundo ejetor, um primeiro absorvedor, um dispositivo de oxidação, uma segunda bomba de circulação e um segundo tanque de circulação.
7. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo primeiro líquido de absorção compreende material orgânico líquido.
8. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo segundo líquido de absorção ser uma solução ácida de nitrogênio.
9. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo ácido ser adicionado ao segundo ciclo de absorção, sendo que o ácido é selecionado, de preferência, a partir de ácido nítrico, ácido sulfúrico ou ácido fosfórico.
10. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelos efluentes gasosos que contêm NO2 do segundo ciclo de absorção serem fornecidos a um terceiro ciclo de absorção e absorvidos em um terceiro líquido de absorção que circula no terceiro ciclo de absorção.
11. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo terceiro ciclo de absorção compreender um terceiro ejetor, um segundo absorvedor, uma terceira bomba de circulação e um terceiro tanque de circulação.
12. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo terceiro líquido de absorção compreender material orgânico líquido.
13. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo terceiro ciclo de absorção ter um pH 7 a 7,5, particularmente, pH 7 a 7,3 e, mais particularmente, pH 7 a 7,2.
14. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo ar ser ar contaminado.
15. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo efluente gasoso que compreende NO2, do segundo ciclo de absorção ser fornecido a um terceiro ciclo de absorção que opera a um pH de aproximadamente 7 a 7,5, e o NOx restante é absorvido e diluído em um tanque de matéria-prima.
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