DE102016211664A1

DE102016211664A1 - Verfahren und Anlage zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat

Info

Publication number: DE102016211664A1
Application number: DE102016211664.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2017-12-28
Also published as: CN107540180A; US10421674B2; US20170369345A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen, insbesondere zur Abtrennung von Ammoniak und/oder Rückgewinnung bzw. Herstellung von Stickstoffdünger, aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat, bei welchem ein Flüssig- oder Schlammsubstrat in einen mit Unterdruck beaufschlagten Entgasungsbehälter und entstehendes Ammoniakgas mittels einer Vakuumpumpe in wenigstens einen dem Entgasungsbehälter nachgeschalteten, mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher geleitet werden, wobei die Säure oder eine im wenigstens einen Wäscher anfallende, ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit aus dem wenigstens einen Wäscher entnommen, gekühlt und anschließend in den wenigstens einen Wäscher zurückgesprüht wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat sowie eine Anlage zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat.
Stickstoffverbindungen können in verschiedenen Prozessen störend wirken.
Beispielsweise kann beim Gärprozess entstehender Ammoniak den anaeroben Methanisierungsprozess in Biogasanlagen hemmen. Laut Informationen der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) tritt eine derartige Ammoniakhemmung bereits bei einer Gesamtammoniakkonzentration von über 500 mg/l ein. Das Ausmaß der Ammoniakhemmung ist einerseits von den der anaeroben Behandlung zugeführten Substraten und andererseits von den Prozessparametern Temperatur und pH-Wert abhängig. So fördern stickstoffreiche Substrate die Entstehung von Ammoniak. Bei der Lösung in Wasser steht Ammoniak mit Ammonium (NH₄ ⁺) im chemischen Gleichgewicht. Ein steigender pH-Wert, also eine zunehmende OH^–-Konzentration, führt zu einem Anstieg der Ammoniakkonzentration im Gärsubstrat. Ein Anstieg der Temperatur hat einen entsprechenden Einfluss auf die Ammoniakkonzentration.
Ein weiterer Faktor für hohe Ammonium-/Ammoniakbelastungen in anaeroben Prozessen kann eine interne Rückbelastung aus der Entwässerung der nach dem anaeroben Prozess anfallenden Gärreste sein. Diese Prozessvariante tritt vorwiegend bei Biogasanlagen auf.
Bei Kläranlagen wird nach dem anaeroben Prozess, der Faulung, der Faulschlamm meist entwässert und das stickstoffhaltige abgeschiedene Wasser aus dem Schlamm der Kläranlage zurückgeführt. Dort wird das Wasser dann meistens in einem energieaufwändigen Nitrifikation-Denitrifikationsprozess in Stickstoff umgewandelt, welcher in die Atmosphäre entschwindet. In einigen Anlagen wird dieser hochbelastete Prozess stromseparat behandelt.
Auf Kläranlagen, auf denen der Klärschlamm getrocknet wird, fällt häufig ein weiterer stark stickstoffhaltiger Prozessstrom aus den kondensierten Brüden an. Dieser wird meist auch in den Klärprozess zurückgeführt. Der Stickstoff wird dann meistens ebenfalls in einem Nitrifikation-Denitrifikationsprozess abgebaut.
Verschiedene Ansätze können nun zu einer Reduzierung der Stickstoffbelastung direkt in der anaeroben Fermentation als auch bei den Rückbelastungen auf die Gesamtanlage führen.
Aus der DE 39 01 404 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem aus der Faulung Faulschlamm ausgekreist und Ammoniak aus dem ausgekreisten Faulschlamm abgetrennt wird. Der von Ammoniak befreite Faulschlamm wird anschließend wieder zurück in die Faulung geführt. Dadurch wird die Ammoniakkonzentration und mithin die Gefahr einer Ammoniakhemmung reduziert. Die Ammoniakabtrennung kann dabei mittels Strippung mit einem Inertgas oder Wasserdampf und gegebenenfalls zusätzlicher Druckminderung geschehen.
Weiterhin ist ein Prozess bekannt, bei welchem aus einem Gärrest Ammoniakwasser durch Nutzung der thermischen Energie aus einem Blockheizkraftwerk bei Unterdruck erzeugt wird. Mit dem Ammoniakwasser wird Stickstoff aus dem Prozess ausgeschleust. Das Ammoniakwasser kann dann weiterverarbeitet werden (C. Wetter: „Optimierte Nutzung von Nährstoffen aus Biogasanlagen durch Ammoniakstrippung und Gärrestaufbereitung", Universität Münster 2008).
Gegenstand der US 4,710,300 ist ein Verfahren, bei welchem Ammoniak unter Wärmezufuhr aus einem Substrat abgetrennt wird und die hierbei anfallenden Dämpfe anschließend kondensiert werden. Das entstehende Ammoniakwasser kann beispielsweise durch Einbringen von Kohlendioxid in Ammoniumcarbonat überführt werden. Hierfür kann beispielsweise in Biogas enthaltenes Kohlendioxid genutzt werden.
In der DE 10 2014 212 827 A1 wird ein Verfahren zum mechanischen Austreiben (Strippen) von Ammoniak und Kohlendioxid beschrieben. Bei dem Verfahren wird Ammoniak mittels einer mechanischen Zwangsvermahlung aus einem Gärsubstrat oder Gärrest ausgetrieben. Die Zwangsvermahlung kann dabei durch Anpassung von Druck, Temperatur und pH-Wert unterstützt werden.
Aus den Druckschriften DE 103 54 063 A1 , DE 10 2005 017 077 A1 sowie DE 10 2004 053 297 A1 ist jeweils ein Verfahren zur Gewinnung von Stickstoffdünger aus organischen Abfallprodukten in flüssiger Phase sowie zur Hygienisierung der Abfälle und zur Emissionsminderung durch thermische Behandlung unter Verwendung von mineralischen oder organischen Zusätzen bekannt. Das Verfahren basiert auf einer Vakuumstrippung bei Temperaturen zwischen 40 °C und 90 °C, wobei ein größerer Gasstrom im Kreis durch eine mineralisch-wässrige Suspension gefahren wird. Ein hierbei entweichendes und Kohlendioxid sowie Ammoniak enthaltendes Gas wird gekühlt und in eine mineralisch-wässrige Suspension geleitet. Der zu Beginn des Prozesses durch eine Vakuumpumpe erzeugte Unterdruck wird durch den Verlauf des Prozesses autogen aufrechterhalten.
Bei dem sogenannten ANAStrip^®-Verfahren wird im Batchbetrieb aus Gärresten bei 50 °C bis 85 °C und leichtem Unterdruck Ammoniumstickstoff in Form von Ammoniak ausgetrieben und anschließend in wässriger Lösung durch Reaktion mit einem Adsorptionsmittel in Ammoniumsulfat überführt.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Entfernung von ammoniumhaltigen Verbindungen aus Abwässern mit Hilfe von Dampf ist aus der DE 42 39 637 C1 bekannt.
AUFGABE UND LÖSUNG
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen sowie eine verbesserte Anlage zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen zu schaffen, bei welchen die Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen effizienter und insbesondere quantitativer durchgeführt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch eine Anlage mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 20 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen, insbesondere zur Abtrennung von Ammoniak und/oder zur Rückgewinnung bzw. Herstellung von Stickstoffdünger, aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat.
Bei dem Verfahren werden ein Flüssig- oder Schlammsubstrat in einen mit Unterdruck beaufschlagten, d.h. in einen unter Unterdruck stehenden, Entgasungsbehälter und entstehendes Ammoniakgas mittels einer Vakuumpumpe in wenigstens einen dem Entgasungsbehälter nachgeschalteten, mit Unterdruck und Säure beaufschlagten, d.h. in wenigstens einen dem Entgasungsbehälter nachgeschalteten, unter Unterdruck stehenden und mit Säure beschickten, Wäscher geleitet, wobei die Säure oder eine im wenigstens einen Wäscher anfallende, ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit aus dem wenigstens einen Wäscher entnommen, gekühlt und anschließend in den wenigstens einen Wäscher zurückgesprüht wird.
Unter dem Ausdruck „Stickstoffverbindungen“ sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Ammoniak und/oder Ammoniumsalze, wie beispielsweise Ammoniumphosphat, Ammoniumsulfat und/oder Ammoniumnitrat, verstanden werden.
Unter dem Ausdruck „Stickstoffdünger“ sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung stickstoffhaltige, insbesondere ammoniumsalzhaltige Düngemittel oder Düngemittel in Form von Ammoniumsalzen, wie beispielsweise Ammoniumsulfat und/oder Ammoniumnitrat, verstanden werden.
Unter dem Ausdruck „Flüssigsubstrat“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein flüssiges und stickstoffhaltiges, insbesondere flüssiges und ammoniumsalzhaltiges, Substrat, vorzugsweise ein flüssiges Substrat mit organischen Bestandteilen, wie beispielsweise Kohlenhydraten bzw. Monosacchariden, Oligosacchariden und/oder Polysacchariden (Zucker, Stärke, Hemicellulose, Cellulose), Aminosäuren, Peptiden, Proteinen, Fetten, Lipiden, Fettsäuren und/oder anderen organischen Verbindungen, verstanden werden. Bei dem Flüssigsubstrat kann es sich beispielsweise um Faulschlamm, flüssige Gülle, flüssige vergorene Gülle, flüssiges Gärsubstrat oder flüssigen Gärrest handeln.
Unter dem Ausdruck „Gülle“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein natürlich anfallender Wirtschaftsdünger verstanden werden, welcher hauptsächlich aus Urin und Kot landwirtschaftlicher Nutztiere besteht.
Unter dem Ausdruck „Gärsubstrat“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein in Biogasanlagen und/oder Kläranlagen mittels eines sogenannten anaeroben Fermenters erzeugtes Substrat verstanden werden.
Unter dem Ausdruck „Gärrest“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung der flüssige oder feste Rückstand bezeichnet werden, welcher bei der anaeroben Behandlung von Biomasse in einer Biogasanlage oder Kläranlage zurückbleibt.
Unter dem Ausdruck „Schlammsubstrat“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein stickstoffhaltiger, insbesondere ammoniumsalzhaltiger, Schlamm, vorzugsweise ein organischer Schlamm, verstanden werden. Bei dem Schlammsubstrat kann es sich beispielsweise um einen Klärschlamm, insbesondere um einen Rohschlamm oder behandelten Klärschlamm, handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Schlammsubstrat um Primärschlamm, Überschussschlamm oder Faulschlamm handeln.
Unter dem Ausdruck „organischer Schlamm“ sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung Stoffe und Substrate verstanden werden, welche beispielsweise in einer Biogasanlage unter anaeroben Bedingungen in Biogas umgesetzt werden.
Unter dem Ausdruck „Primärschlamm“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein in der Regel durch Schwerkraftsedimentation in Absetzbecken einer Kläranlage entstehender Schlamm verstanden werden.
Unter dem Ausdruck „Überschussschlamm“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein bei Kläranlagen anfallender Schlamm verstanden werden, welcher überwiegend aus Mikroorganismen, wie beispielsweise Bakterien und Protisten, besteht.
Unter dem Ausdruck „Faulschlamm“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein bei der Abwasserreinigung durch Ausfaulen anfallender, stabilisierter Klärschlamm verstanden werden.
Der Ausdruck „Ammoniakgas“ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung ein aus Ammoniak bestehendes, d.h. reines Ammoniakgas, oder ein ammoniakhaltiges Gasgemisch bedeuten, welches neben Ammoniak noch weitere Gase, wie beispielsweise Methan, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Wasserdampf oder ein Gemisch aus wenigstens zwei der genannten Gase, enthält.
Der Ausdruck „Ammoniak“ bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung die gasförmige Verbindung mit der Summenformel NH₃.
Unter dem Ausdruck „Vakuumpumpe“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Pumpe zur Erzeugung eines Vakuums oder Unterdrucks, vorzugsweise Unterdrucks, verstanden werden.
Unter dem Ausdruck „Wäscher“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Abtrennen oder Abscheiden bzw. Auswaschen von (gasförmigem) Ammoniak aus der Gasphase verstanden werden. Das Abtrennen des Ammoniaks erfolgt vorzugsweise durch Reaktion bzw. Umsetzung mit einer Säure, welche in dem Wäscher enthalten ist. Dadurch wird der Ammoniak in Form eines Ammoniumsalzes, vorzugsweise wasserlöslichen Ammoniumsalzes, aus der Gasphase abgetrennt oder abgeschieden bzw. ausgewaschen. Abhängig von der verwendeten Säure kann es sich bei dem Ammoniumsalz beispielsweise um Ammoniumphosphat, Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat oder ein Gemisch aus wenigstens zwei der genannten Ammoniumsalze handeln.
Der Ausdruck „Säure“ bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Säure, mit welcher der wenigstens eine Wäscher zur Durchführung des Verfahrens beaufschlagt oder beschickt wird.
Der Ausdruck „wenigstens ein Wäscher“ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung einen Wäscher oder eine Mehrzahl von Wäschern, d.h. zwei oder mehr Wäscher bedeuten. Bevorzugt bedeutet der Ausdruck „wenigstens ein Wäscher“ im Sinne der vorliegenden Erfindung zwei oder drei Wäscher, vorzugsweise drei Wäscher, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird. Insbesondere kann es sich bei dem wenigstens einen Wäscher um den im Folgenden noch näher beschriebenen ersten Wäscher handeln. Weiterhin kann es sich bei dem wenigstens einen Wäscher um die im Folgenden noch näher beschriebenen ersten und zweiten Wäscher handeln. Des Weiteren kann es sich bei dem wenigstens einen Wäscher um die im Folgenden noch näher beschriebenen ersten, zweiten und dritten Wäscher handeln.
Der Ausdruck „ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit“ bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung eine vorzugsweise saure wässrige Flüssigkeit, insbesondere eine vorzugsweise saure wässrige Suspension oder eine vorzugsweise saure Lösung, welche eine Ammoniumsalz, wie beispielsweise Ammoniumphosphat, Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat oder ein Gemisch aus wenigstens zwei der genannten Ammoniumsalzen, enthält, und zwar bevorzugt in gelöster Form. Der pH-Wert der Flüssigkeit ist dabei abhängig vom Anteil der Säure, welche in der Flüssigkeit noch enthalten ist. Ist die Säure (durch Umsetzung mit Ammoniak) vollständig oder im Wesentlichen vollständig neutralisiert, ist der pH-Wert der Flüssigkeit vorzugsweise ausschließlich oder im Wesentlichen ausschließlich von der Konzentration der in der Flüssigkeit enthaltenen Ammoniumionen abhängig.

– Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch die folgenden Vorteile aus: Eine Entfernung bzw. Entgasung von Ammoniak aus dem Flüssig- oder Schlammsubstrat findet hauptsächlich, insbesondere ausschließlich, im Entgasungsbehälter statt. Durch den im Entgasungsbehälter herrschenden Unterdruck wird der Übertritt von Ammoniak vom Flüssig- oder Schlammsubstrat, d.h. von einer Flüssig- oder Schlammphase, in die Gasphase erleichtert, wodurch der Entgasungsprozess verstärkt wird.
– Eine Weiterleitung von Ammoniakgas aus dem Entgasungsbehälter in Richtung des wenigstens einen Wäschers wird durch den mittels der Vakuumpumpe im wenigstens einen Wäscher erzeugten Unterdruck ermöglicht oder verstärkt. Dadurch ist ein hoher Abtrennungs- bzw. Abscheidungsgrad von Ammoniak aus der Gasphase in dem wenigstens einen Wäscher erzielbar.
– Durch eine Unterdruckbeaufschlagung sowohl des Entgasungsbehälters als auch des wenigstens einen Wäschers ist insbesondere auch die Verwendung von Luft oder Wasserdampf zur Entgasung von Ammoniak aus dem Flüssig- oder Schlammsubstrat entbehrlich.
– Durch ein Zurücksprühen der Säure oder ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit in den wenigstens einen Wäscher wird mit besonderem Vorteil „die reaktive Oberfläche“ der Säure bzw. Flüssigkeit erhöht, wodurch eine schnellere und insbesondere quantitativere Umsetzung mit Ammoniak im wenigstens einen Wäscher realisierbar ist.
– Durch Kühlen der Säure oder ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit vor dem Zurücksprühen kann in vorteilhafter Weise eine Abfuhr von Reaktions- bzw. Neutralisationswärme, welche bei Umsetzung der Säure bzw. Flüssigkeit mit Ammoniak im wenigstens einen Behälter entsteht, bewirkt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Ammoniakgas ohne Verwendung oder Einsatz eines Entgasungsfluids, wie beispielsweise Luft oder Dampf, insbesondere Wasserdampf, erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform werden der Entgasungsbehälter und der wenigstens eine Wäscher kontinuierlich, d.h. ohne Unterbrechungen, mit Unterdruck beaufschlagt. Dadurch kann eine effektive und insbesondere quantitative Entgasung und Abtrennung bzw. Auswaschung von Ammoniak realisiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Entgasungsbehälter mit einem Unterdruck von 50 mbar bis 950 mbar, insbesondere 400 mbar bis 900 mbar, bevorzugt 700 mbar bis 800 mbar, beaufschlagt.
In einer weiteren Ausführungsform wird der wenigstens eine Wäscher mit einem Unterdruck von 50 mbar bis 950 mbar, insbesondere 400 mbar bis 900 mbar, bevorzugt 700 mbar bis 800 mbar, beaufschlagt.
In einer weiteren Ausführungsform werden der Unterdruck im Entgasungsbehälter und im wenigstens einen Wäscher durch die Vakuumpumpe erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vakuumpumpe dem wenigstens einen Wäscher nachgeschaltet, vorzugsweise unmittelbar.
In einer weiteren Ausführungsform wird im wenigstens einen Wäscher anfallendes Restgas von der Vakuumpumpe abgeführt, vorzugsweise abgesaugt.
Unter dem Ausdruck „Restgas“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung ein aus Ammoniak bestehendes Gas oder ein ammoniakhaltiges Gasgemisch, welches gegenüber dem Ammoniakgas in (deutlich) geringeren Mengen, insbesondere mit einem (deutlich) geringeren Ammoniakanteil, anfällt, oder ein ammoniakfreies Gas oder ammoniakfreies Gasgemisch verstanden werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Flüssig- oder Schlammsubstrat vor Eintritt in den Entgasungsbehälter einer Vorbehandlung unterworfen, um das im wässrigen Medium zwischen Ammoniumionen und Ammoniak bestehende chemische Gleichgewicht zugunsten von Ammoniak zu verschieben. Dadurch ist mit besonderem Vorteil eine quantitativere Abtrennung bzw. Abscheidung von Ammoniak in dem wenigstens einen Wäscher erreichbar.
Vorzugsweise wird das Flüssig- oder Schlammsubstrat vor Eintritt in den Entgasungsbehälter erwärmt, insbesondere mittels einer Wärmeeinrichtung, wie beispielsweise eines Wärmetauschers, oder mittels Dampfinjektion.
Durch eine Erwärmung des Flüssig- oder Schlammsubstrats wird das Verhältnis von Ammoniumionen zu Ammoniak zugunsten von Ammoniak verschoben.
Durch eine Vorwärmung des Flüssig- oder Schlammsubstrats ist insbesondere eine Anreicherung von gelöst vorliegendem Ammoniak erzielbar. Dies wiederum schafft die Voraussetzungen für eine möglichst quantitative Entgasung bzw. Entfernung von Ammoniak aus dem Flüssig- oder Schlammsubstrat, was wiederum Voraussetzung für eine möglichst quantitative Ammoniakabtrennung bzw. -auswaschung ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Vorwärmung des Flüssig- oder Schlammsubstrats, d.h. eine Erwärmung des Flüssig- oder Schlammsubstrats vor Eintritt in den Entgasungsbehälter, eine Erwärmung des Flüssig- oder Schlammsubstrats in dem Entgasungsbehälter entbehrlich machen kann.
Erfindungsgemäß kann es daher durchaus bevorzugt sein, wenn das Flüssig- oder Schlammsubstrat in dem Entgasungsbehälter nicht erwärmt wird.
Vorzugweise wird das Flüssig- oder Schlammsubstrat auf eine Temperatur von 10 °C bis 90 °C, insbesondere 20 °C bis 60 °C, bevorzugt 30 °C bis 40 °C, erwärmt.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Flüssig- oder Schlammsubstrat in dem Entgasungsbehälter erwärmt, insbesondere auf Temperaturen, wie im vorherigen Absatz beschrieben.
In einer weiteren Ausführungsform wird dem Flüssig- oder Schlammsubstrat vor Eintritt in den Entgasungsbehälter, insbesondere vor oder nach dem oben beschriebenen Schritt des Erwärmens, eine Chemikalie zur Erhöhung des pH-Werts, vorzugsweise eine Lauge, zugegeben. Durch die Zugabe einer pH-Wert erhöhenden Chemikalie, vorzugsweise Lauge, kann das oben erwähnte, zwischen Ammoniumionen und Ammoniak bestehende chemische Gleichgewicht ebenfalls zugunsten von Ammoniak verschoben werden. Auch in diesem Fall kommt es insbesondere zu einer Anreicherung von gelöst vorliegendem Ammoniak, wodurch nachfolgend ebenfalls größere Ammoniakmengen entgast und abgetrennt bzw. ausgewaschen werden können.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Chemikalie zur Erhöhung des pH-Werts, vorzugsweise eine Lauge, in den Entgasungsbehälter eingespeist.
In einer weiteren Ausführungsform wird dem Flüssig- oder Schlammsubstrat vor Eintritt in den Entgasungsbehälter eine Chemikalie zur Erhöhung des pH-Werts, vorzugsweise eine Lauge zugegeben, wobei zusätzlich eine Chemikalie zur Erhöhung des pH-Werts, vorzugsweise eine Lauge, in den Entgasungsbehälter eingespeist wird. Dadurch ist eine noch stärkere Anreicherung von Ammoniak in der Gasphase erzielbar.
In einer weiteren Ausführungsform wird als Lauge eine anorganische Lauge bzw. Base, bevorzugt Natronlauge, Kalkmilch oder Kalilauge, besonders bevorzugt Natronlauge, verwendet.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Flüssig- oder Schlammsubstrat nur in einen einzigen mit Unterdruck beaufschlagten Entgasungsbehälter geleitet. Mit anderen Worten wird gemäß einer weiteren Ausführungsform das Verfahren nicht mit mehreren unterdruckbeaufschlagten Entgasungsbehälter betrieben. Dies trägt zu einer signifikanten Vereinfachung der Prozessführung bei.
In einer weiteren Ausführungsform wird von Ammoniak befreites Flüssig- oder Schlammsubstrat, vorzugsweise kontinuierlich, aus dem Entgasungsbehälter abgeführt Hierzu wird das Flüssig- oder Schlammsubstrat in der Regel über einen Substratauslass, insbesondere über einen am Boden des Entgasungsbehälters angeordneten Substratauslass, abgeführt. Das Abführen des Flüssig- oder Schlammsubstrats aus dem Entgasungsbehälter erfolgt vorzugsweise mittels einer Pumpe. Ein kontinuierliches Abführen von ammoniakbefreitem Flüssig- oder Schlammsubstrat aus dem Entgasungsbehälter ermöglicht mit besonderem Vorteil insgesamt eine kontinuierliche Verfahrensführung.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Ammoniakgas nach Austritt aus dem Entgasungsbehälter und insbesondere vor Eintritt in den wenigstens einen Wäscher, vorzugsweise unmittelbar nach Austritt aus dem Entgasungsbehälter, gekühlt, insbesondere mittels eines Wärmetauschers. Bevorzugt wird dabei im Ammoniakgas enthaltenes Wasser in kondensiertem Zustand in den Entgasungsbehälter zurückgeleitet. Dadurch sind eine weitere Anreicherung von Ammoniak in der Gasphase und insbesondere eine nachfolgende Abtrennung größerer Ammoniakmengen erzielbar.
Vorzugsweise wird das Ammoniakgas auf eine Temperatur von 5 °C bis 60 °C, insbesondere 10 °C bis 50 °C, bevorzugt 20 °C bis 40 °C, gekühlt.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Ammoniakgas vor Eintritt in den wenigstens einen Wäscher, vorzugsweise mittels eines Filters, von Feststoffpartikeln und/oder Flüssigkeitstropfen befreit. Das Ammoniakgas kann insbesondere mittels eines zwischen dem Entgasungsbehälter und dem wenigstens einen Wäscher geschalteten Filters von Feststoffpartikeln und/oder Flüssigkeitstropfen gereinigt werden. Dadurch kann eine Verunreinigung des wenigstens einen Wäschers und mithin eine Beeinträchtigung, insbesondere Verminderung, seines Abtrennungs- bzw. Auswaschungsvermögens vermieden und seine Standzeit erhöht werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Säure oder ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit in Form eines Säure- oder Flüssigkeitsnebels in den wenigstens einen Wäscher zurückgesprüht.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Säure oder ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit mittels einer Sprühvorrichtung, insbesondere Sprühdüse, in den wenigstens einen Wäscher zurückgesprüht. Dadurch ist ein besonders effektives Versprühen der Säure bzw. Flüssigkeit innerhalb des wenigstens einen Wäschers realisierbar. Die Sprühvorrichtung ist vorzugsweise innerhalb des wenigstens einen Wäschers, d.h. im Inneren des wenigstens einen Wäschers, angeordnet. Alternativ kann die Sprühvorrichtung in den wenigstens einen Wäscher münden.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Säure oder ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit vor dem Zurücksprühen über einen Kühlkreislauf gekühlt.
Vorzugsweise wird die Säure oder ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit vor dem Zurücksprühen mittels einer Pumpe, insbesondere Zirkulationspumpe, durch eine Flüssigkeitskühlvorrichtung, insbesondere einen Wärmetauscher, geleitet.
Vorzugsweise werden die Säure oder die ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit auf eine Temperatur von 5 °C bis 70 °C, insbesondere 20 °C bis 50 °C, bevorzugt 30 °C bis 40 °C, gekühlt.
In einer weiteren Ausführungsform wird der pH-Wert der Säure oder ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit überwacht. Die Überwachung des pH-Werts kann grundsätzlich in dem wenigstens einen Wäscher oder außerhalb des wenigstens einen Wäschers, insbesondere in dem oben genannten Kühlkreislauf, vorgenommen werden. Beispielsweise kann der pH-Wert vor der oben genannten Pumpe, insbesondere Zirkulationspumpe, vor der oben genannten Flüssigkeitskühlvorrichtung oder nach der oben genannten Flüssigkeitskühlvorrichtung überwacht werden. Bevorzugt wird der pH-Wert vor der Flüssigkeitskühlvorrichtung überwacht, da dort die Druckverhältnisse für eine Messung des pH-Werts am günstigsten sind.
In einer weiteren Ausführungsform wird der pH-Wert solange überwacht, bis die Säurevollständig oder im Wesentlichen vollständig neutralisiert ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine nach Neutralisieren der Säure vorliegende ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit aus dem wenigstens einen Wäscher nach dessen Belüftung abgeführt. Die abgeführte ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit kann einer weiteren Verarbeitung, bevorzugt der Herstellung von Stickstoffdünger, zugeführt werden. Nach Abführen der ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit kann der wenigstens eine Wäscher mit neuer Säure beaufschlagt bzw. beschickt werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden mehrere, insbesondere zwei oder drei, vorzugsweise drei, mit Unterdruck und Säure beaufschlagte Wäscher verwendet.
Bevorzugt werden mehrere, insbesondere zwei oder drei, vorzugsweise drei, in Reihe, d.h. hintereinander, geschaltete, mit Unterdruck und Säure beaufschlagte Wäscher verwendet. Die Vakuumpumpe ist dabei bevorzugt dem letzten in Reihe geschalteten Wäscher nachgeschaltet, vorzugsweise unmittelbar.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Ammoniakgas mittels der Vakuumpumpe in einen ersten mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher und ein im ersten Wäscher anfallendes Restgas mittels der Vakuumpumpe in einen zweiten, mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher geleitet. Der zweite Wäscher ist vorzugsweise dem ersten Wäscher nachgeschaltet, besonders bevorzugt unmittelbar.
Der erste Wäscher dient vorzugsweise zum Abtrennen bzw. Auswaschen der Hauptlast des Ammoniaks aus dem Ammoniakgas. Der zweite Wäscher ist vorzugsweise dazu vorgesehen, eine etwaige Restabtrennung bzw. Restabscheidung von Ammoniak aus dem Restgas zu ermöglichen. Dadurch ist eine sehr effektive und insbesondere quantitative Abtrennung bzw. Abscheidung von Ammoniak aus der Gasphase erzielbar.
In einer weiteren Ausführungsform werden der erste Wäscher und der zweite Wäscher jeweils mit einem Unterdruck von 50 mbar bis 950 mbar, insbesondere 400 mbar bis 900 mbar, bevorzugt 700 mbar bis 800 mbar, beaufschlagt.
In einer weiteren Ausführungsform wird der erste Wäscher gegen den zweiten Wäscher ausgetauscht, wenn das im ersten Wäscher anfallende Restgas einen Ammoniakanteil bzw. eine Ammoniakkonzentration oberhalb eines definierten Schwellenwertes, vorzugsweise oberhalb von 10 ppm (parts per million), aufweist. Das Erreichen des Schwellenwerts zeigt an, dass die Säure im ersten Wäscher vollständig oder im Wesentlichen vollständig neutralisiert ist und der erste Wäscher daher keinen weiteren Ammoniak mehr aufnehmen kann, so dass nicht aufgenommener Ammoniak nunmehr in den zweiten Wäscher gelangt oder gelangen würde. Der Austausch des ersten Wäschers durch den zweiten Wäscher wird vorzugsweise derart vorgenommen, dass der zweite Wäscher die Position des ersten Wäschers einnimmt. Damit übernimmt der zweite Wäscher vorzugsweise die Funktion des ersten Wäschers. Der Austausch der Wäscher erfolgt weiterhin vorzugsweise ohne Belüftung des zweiten Wäschers, d.h. unter Aufrechterhaltung des im zweiten Wäschers herrschenden Unterdrucks.
Bevorzugt wird der ausgetauschte erste Wäscher nach Belüftung, Entleerung und erneuter Säurebeaufschlagung dem zweiten Wäscher nachgeschaltet, vorzugsweise unmittelbar, und anschließend mittels der Vakuumpumpe mit Unterdruck beaufschlagt. Alternativ kann ein anderer mit Säure beaufschlagter Wäscher dem zweiten Wäscher nachgeschaltet, vorzugsweise unmittelbar, und anschließend mittels der Vakuumpumpe mit Unterdruck beaufschlagt werden. Der Austausch des zweiten Wäschers durch den ersten oder anderen Wäscher wird vorzugsweise derart vorgenommen, dass der erste oder andere Wäscher die Position des zweiten Wäschers einnimmt. Damit übernimmt der erste oder andere Wäscher vorzugsweise die Funktion des zweiten Wäschers.
Der (gegenseitige) Austausch der Wäscher wird vorzugsweise kontinuierlich betrieben, so dass eine kontinuierliche Ammoniakabtrennung realisiert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vakuumpumpe dem zweiten Wäscher nachgeschaltet, vorzugsweise unmittelbar.
In einer weiteren Ausführungsform wird im zweiten Wäscher anfallendes Restgas von der Vakuumpumpe abgeführt, vorzugsweise abgesaugt.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des ersten Wäschers sowie des zweiten Wäschers wird vollständig auf die in der bisherigen Beschreibung in Bezug auf den wenigstens einen Wäscher gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die insoweit gemachten Ausführungen gelten vorzugsweise (sinngemäß) auch für den ersten Wäscher und/oder zweiten Wäscher.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein im zweiten Wäscher anfallendes Restgas in einen dritten, mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher geleitet. Der dritte Wäscher ist vorzugsweise dem zweiten Wäscher nachgeschaltet, besonders bevorzugt unmittelbar.
Der dritte Wäscher dient vorzugsweise als eine Art Reservewäscher. Erforderlichenfalls kann der dritte Wäscher jedoch für eine Restabtrennung bzw. Restabscheidung von Ammoniak aus dem im zweiten Wäscher anfallenden Restgas verwendet werden, wodurch sich insgesamt eine noch wirkungsvollere und quantitativere Abtrennung bzw. Abscheidung von Ammoniak erzielen lässt.
Erfindungsgemäß ist es somit besonders bevorzugt, wenn das Ammoniakgas mittels der Vakuumpumpe durch einen ersten mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher, ein im ersten Wäscher anfallendes Restgas mittels der Vakuumpumpe in einen zweiten mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher, welcher dem ersten Wäscher vorzugsweise unmittelbar nachgeschaltet ist, und ein im zweiten Wäscher anfallendes Restgas mittels der Vakuumpumpe in einen dritten mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher, welcher dem zweiten Wäscher vorzugsweise unmittelbar nachgeschaltet ist, geleitet wird.
In einer weiteren Ausführungsform werden der erste Wäscher, der zweite Wäscher und der dritte Wäscher jeweils mit einem Unterdruck von 50 mbar bis 950 mbar, insbesondere 400 mbar bis 900 mbar, bevorzugt 700 mbar bis 800 mbar, beaufschlagt.
In einer weiteren Ausführungsform werden der erste Wäscher gegen den zweiten Wäscher und der zweite Wäscher gegen den dritten Wäscher ausgetauscht, wenn das im ersten Wäscher anfallende Restgas einen Ammoniakanteil bzw. eine Ammoniakkonzentration oberhalb eines definierten Schwellenwertes, vorzugsweise oberhalb von 10 ppm (parts per million), aufweist. Das Erreichen des Schwellenwerts zeigt an, dass die Säure im ersten Wäscher vollständig oder im Wesentlichen vollständig neutralisiert ist und der erste Wäscher daher keinen weiteren Ammoniak mehr aufnehmen kann, so dass nicht aufgenommener Ammoniak nunmehr in den zweiten Wäscher gelangt oder gelangen würde. Der Austausch des ersten Wäschers durch den zweiten Wäscher und des zweiten Wäschers durch den dritten Wäscher wird vorzugsweise derart vorgenommen, dass der zweite Wäscher die Position des ersten Wäschers und der dritte Wäscher die Position des zweiten Wäschers einnimmt. Damit übernimmt der zweite Wäscher vorzugsweise die Funktion des ersten Wäschers und der dritte Wäscher vorzugsweise die Funktion des zweiten Wäschers. Der Austausch der Wäscher erfolgt weiterhin vorzugsweise ohne Belüftung des zweiten Wäschers und dritten Wäschers, d.h. unter Aufrechterhaltung des im zweiten Wäscher und im dritten Wäscher herrschenden Unterdrucks.
Bevorzugt wird der ausgetauschte erste Wäscher nach Belüftung, Entleerung und erneuter Säurebeaufschlagung dem dritten Wäscher nachgeschaltet, vorzugsweise unmittelbar, und anschließend mittels der Vakuumpumpe mit Unterdruck beaufschlagt. Alternativ kann ein anderer mit Säure beaufschlagter Wäscher dem dritten Wäscher nachgeschaltet, vorzugsweise unmittelbar, und anschließend mittels der Vakuumpumpe mit Unterdruck beaufschlagt werden.
Der Austausch des dritten Wäschers durch den ersten oder anderen Wäscher wird vorzugsweise derart vorgenommen, dass der erste oder andere Wäscher die Position des dritten Wäschers einnimmt. Damit übernimmt der erste oder andere Wäscher vorzugsweise die Funktion des dritten Wäschers.
Der (gegenseitige) Austausch der Wäscher wird vorzugsweise kontinuierlich betrieben, so dass eine kontinuierliche Ammoniakabtrennung realisiert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vakuumpumpe dem dritten Wäscher nachgeschaltet, vorzugsweise unmittelbar.
In einer weiteren Ausführungsform wird im dritten Wäscher anfallendes Restgas von der Vakuumpumpe abgeführt, vorzugsweise abgesaugt.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile des ersten Wäschers, des zweiten Wäschers sowie des dritten Wäschers wird vollständig auf die in der bisherigen Beschreibung in Bezug auf den wenigstens einen Wäscher gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die insoweit gemachten Ausführungen gelten vorzugsweise (sinngemäß) auch für den ersten Wäscher, zweiten Wäscher und/oder dritten Wäscher.
In einer weiteren Ausführungsform wird als Säure eine anorganische Säure, insbesondere eine mittelstarke Säure und/oder eine Mineralsäure, vorzugsweise Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure oder ein Gemisch aus wenigstens zwei der genannten Mineralsäuren, verwendet. Mit anderen Worten wird in einer weiteren Ausführungsform der wenigstens eine Wäscher, insbesondere die vorstehend beschriebenen Wäscher (erster und zweiter Wäscher oder erster, zweiter und dritter Wäscher), mit einer anorganischen Säure, insbesondere einer mittelstarken Säure und/oder einer Mineralsäure, vorzugsweise Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure oder einem Gemisch aus wenigstens zwei der genannten Mineralsäuren, beaufschlagt bzw. beschickt.
In einer weiteren Ausführungsform wird als Säure eine organische Säure, insbesondere Kohlensäure, Essigsäure, Zitronensäure oder ein Gemisch aus wenigstens zwei der genannten organischen Säuren, verwendet. Mit anderen Worten wird in einer weiteren Ausführungsform der wenigstens eine Wäscher, insbesondere die vorstehend beschriebenen Wäscher (erster und zweiter Wäscher oder erster, zweiter und dritter Wäscher), mit einer organischen Säure, insbesondere Kohlensäure, Essigsäure, Zitronensäure oder einem Gemisch aus wenigstens zwei der genannten organischen Säuren, beaufschlagt bzw. beschickt.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren kontinuierlich, d.h. ohne Unterbrechungen des Verfahrensablaufs, betrieben.
Weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens können sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer erfindungsgemäßen Anlage ergeben. Die im Folgenden gemachten Ausführungen können daher (sinngemäß) auch für das erfindungsgemäße Verfahren herangezogen werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Anlage zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen, insbesondere zur Abtrennung von Ammoniak und/oder Rückgewinnung bzw. Herstellung von Stickstoffdünger, aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat.
Insbesondere betrifft der zweite Erfindungsaspekt eine Anlage zur Durchführung eines Verfahrens gemäß erstem Erfindungsaspekt.
Die Anlage weist Folgendes auf:

– einen Entgasungsbehälter zum Freisetzen von Ammoniakgas aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat,
– wenigstens einen dem Entgasungsbehälter nachgeschalteten Wäscher zum Abtrennen bzw. Auswaschen von Ammoniak aus einer Gasphase, wobei der wenigstens eine Wäscher eine Sprühvorrichtung zum Versprühen von Säure oder einer ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit aufweist, und
– eine Vakuumpumpe zum Beaufschlagen des Entgasungsbehälters mit einem Unterdruck und zum Beaufschlagen des wenigstens einen Wäschers mit einem Unterdruck.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vakuumpumpe dem wenigstens einen Wäscher vorzugsweise unmittelbar nachgeschaltet.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Entgasungsbehälter Einbauten auf, welche dazu ausgebildet sind, ein Erhöhen von Austauschoberflächen zwischen einem Flüssig- oder Schlammsubstrat und einer Gasphase zu bewirken. Auf diese Weise kann die Entfernung bzw. Entgasung von Ammoniak aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat begünstigt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Anlage ferner eine dem Entgasungsbehälter vorgeschaltete Wärmevorrichtung, vorzugsweise einen Wärmetauscher oder eine Dampfinjektionsvorrichtung auf. Die Wärmevorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, ein Vorwärmen eines Flüssig- oder Schlammsubstrats zu bewirken.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Anlage ferner eine dem Entgasunsgsbehälter nachgeschaltete, vorzugswiese unmittelbar nachgeschaltete, Gaskühlvorrichtung auf. Die Gaskühlvorrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, ein Abkühlen von Ammoniakgas zu bewirken. Bevorzugt weist die Anlage ferner eine zwischen dem Entgasungsbehälter und dem wenigstens einen Wäscher geschaltete Gaskühlvorrichtung auf. Die Gaskühlvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, ein Abkühlen von Ammoniakgas und/oder ein Kondensieren von im Ammoniakgas enthaltenem gasförmigem Wasser zu bewirken. Bei der Gaskühlvorrichtung kann es sich insbesondere um einen Wärmetauscher handeln.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Anlage ferner einen dem wenigstens einen Wäscher vorgeschalteten Filter auf. Bevorzugt weist die Anlage ferner einen zwischen dem Entgasungsbehälter und dem wenigstens einen Wäscher, bevorzugt einen zwischen der im vorherigen Absatz genannten Gaskühlvorrichtung und dem wenigstens einen Wäscher, geschalteten Filter auf. Der Filter ist vorzugsweise dazu ausgebildet, ein Reinigen von Ammoniakgas von Feststoffpartikeln und/oder Flüssigkeitstropfen zu bewirken.
Die Sprühvorrichtung ist zweckmäßigerweise dazu ausgebildet, ein Versprühen von Säure oder einer ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit innerhalb des wenigstens einen Wäschers zu bewirken.
Vorzugsweise ist die Sprühvorrichtung innerhalb des wenigstens einen Wäscher bzw. im Inneren des wenigstens einen Wäschers angeordnet. Alternativ kann die Sprühvorrichtung in den wenigstens einen Wäscher münden.
Die Sprühvorrichtung ist in einer weiteren Ausführungsform in Form einer Düse ausgestaltet. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Sprühvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform um eine Sprühdüse.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Anlage ferner einen Kühlkreislauf zum Kühlen einer Säure oder einer ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit auf.
Vorzugsweise weist die Anlage ferner eine Flüssigkeitskühlvorrichtung auf. Die Flüssigkeitskühlvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, eine Säure oder ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit zu kühlen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Anlage ferner eine der Flüssigkeitskühlvorrichtung vorgeschaltete Pumpe, insbesondere Zirkulationspumpe, auf. Die Pumpe ist vorzugsweise dazu ausgebildet, ein Durchleiten einer Säure oder ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit durch eine Flüssigkeitskühlvorrichtung, insbesondere ein Zirkulieren einer Säure oder ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit in einem Kühlkreislauf, zu bewirken.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Anlage ferner eine pH-Wert-Messvorrichtung auf Die pH-Wert-Messvorrichtung kann dabei innerhalb oder außerhalb des wenigstens einen Wäschers angeordnet sein. Bevorzugt ist die pH-Wert-Messvorrichtung außerhalb des wenigstens einen Wäschers angeordnet. Dabei kann die pH-Wert-Messvorrichtung vor der im vorherigen Absatz erwähnten Pumpe oder Flüssigkeitskühlvorrichtung oder nach der Flüssigkeitskühlvorrichtung geschaltet sein. Besonders bevorzugt ist die pH-Wert-Messvorrichtung vor der Flüssigkeitskühlvorrichtung geschaltet, weil dort die Druckverhältnisse zur Messung des pH-Werts am günstigsten sind. Die pH-Wert-Messvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, eine Messung des pH-Werts einer Säure oder ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit zu bewirken.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Anlage mehrere, insbesondere zwei oder drei, bevorzugt drei, Wäscher auf. Vorzugsweise sind die Wäscher in Reihe, d.h. hintereinander, geschaltet. Vorzugsweise ist die Vakuumpumpe dem letzten in Reihe geschalteten Wäscher nachgeschaltet, vorzugsweise unmittelbar.
Weiter bevorzugt weist die Anlage einen ersten Wäscher und einen dem ersten Wäscher vorzugsweise unmittelbar nachgeschalteten zweiten Wäscher auf. Bevorzugt ist in diesem Fall die Vakuumpumpe dem zweiten Wäscher vorzugsweise unmittelbar nachgeschaltet.
Besonders bevorzugt weist die Anlage einen ersten Wäscher, einen dem ersten Wäscher vorzugsweise unmittelbar nachgeschalteten zweiten Wäscher und einen dem zweiten Wäscher vorzugsweise unmittelbar nachgeschalteten dritten Wäscher auf. Bevorzugt ist in diesem Fall die Vakuumpumpe dem dritten Wäscher vorzugsweise unmittelbar nachgeschaltet.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Anlage derart ausgebildet, dass die Wäscher austauschbar, insbesondere gegeneinander austauschbar, sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Wäscher, insbesondere die in den vorherigen Absätzen erwähnten Wäscher, bevorzugt der erste Wäscher, zweite Wäscher und gegebenenfalls der dritte Wäscher, mit einer Säure, insbesondere anorganischen Säure, bevorzugt mittelstarken Säure und/oder Mineralsäure, besonders bevorzugt Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure oder einem Gemisch aus wenigstens zwei der genannten Mineralsäuren, oder mit einer organischen Säure, insbesondere Kohlensäure, Essigsäure, Zitronensäure oder einem Gemisch aus wenigstens zwei der genannten organischen Säuren, beaufschlagt bzw. beschickt.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der Anlage wird unter anderem vollständig auf die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im Rahmen des ersten Erfindungsaspekts gemachten Ausführungen Bezug genommen. Die dort gemachten Ausführungen gelten (sinngemäß) auch für die erfindungsgemäße Anlage.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit beigefügter Zeichnung. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen dienen lediglich der beispielhaften Erläuterung der Erfindung, ohne diese hierauf zu beschränken. Dabei können jeweils einzelne Merkmale für sich alleine oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
Es zeigt:
1: ein Blockdiagramm einer Anlage zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat mit dem Verfahrensablauf zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat.
Die in 1 schematisch dargestellte Anlage 1 weist einen Entgasungsbehälter 7, drei dem Entgasungsbehälter 7 nachgeschaltete Waschstufen 16a, 16b, 16c sowie eine Vakuumpumpe 8 auf.
Jede Waschstufe 16a, 16b, 16c weist einen Wäscher 17a, 17b, 17c auf. Die Wäscher 17a, 17b, 17c sind in Reihe, d.h. hintereinander, geschaltet.
Die Wäscher 17a, 17b, 17c sind vorzugsweise gegeneinander austauschbar, insbesondere hinsichtlich ihrer Funktion und/oder Position.
Jeder Wäscher 17a, 17b, 17c weist eine Sprühvorrichtung 18a, 18b, 18c, insbesondere in Form einer Düse, auf.
Bei der dargestellten Anlage 1 sind der zweite Wäscher 17b dem ersten Wäscher 17a und der dritte Wäscher 17c dem zweiten Wäscher 17b nachgeschaltet.
Die Vakuumpumpe 8 ist grundsätzlich dem letzten in Reihe geschalteten Wäscher nachgeschaltet.
Bei der dargestellten Anlage 1 ist die Vakuumpumpe 8 dem Wäscher 17c nachgeschaltet. Bevorzugt weist die Anlage 1 ferner eine dem Entgasungsbehälter 7 vorgeschaltete Wärmevorrichtung 3, insbesondere in Form eines Wärmetauschers, auf.
Weiterhin bevorzugt weist die Anlage 1 eine dem Entgasungsbehälter 7 vorzugsweise unmittelbar nachgeschaltete Gaskühlvorrichtung 13 sowie insbesondere einen zwischen der Gaskühlvorrichtung 13 und dem ersten Wäscher 17a geschalteten Filter 15 auf.
Vorzugsweise ist jeder Wäscher 17a, 17b, 17c über einen Kühlkreislauf mit einer Flüssigkeitskühlvorrichtung 23a, 23b, 23c verbunden, wobei jeder Flüssigkeitskühlvorrichtung 23a, 23b, 23c eine Zirkulationspumpe 22a, 22b, 22c vorgeschaltet ist.
Zur Messung des pH-Werts weist jede Waschstufe 16a, 16b, 16c eine pH-Wert-Messvorrichtung 26a, 26b, 26c auf. Die pH-Wert-Messvorrichtung 26a, 26b, 26c kann grundsätzlich der Zirkulationspumpe 22a, 22b, 22c vor- oder der Flüssigkeitskühlvorrichtung 23a, 23b, 23c nachgeschaltet sein. Alternativ kann jeder Wäscher 17a, 17b, 17c eine pH-Wert-Messvorrichtung 26a, 26b, 26c aufweisen. Bevorzugt ist die pH-Wert-Messvorrichtung 26a, 26b, 26c jedoch – wie dargestellt – der Flüssigkeitskühlvorrichtung 23a, 23b, 23c vorgeschaltet, da vor der Kühlvorrichtung 23a, 23b, 23c die Druckverhältnisse für eine pH-Wert-Messung am günstigsten sind.
Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren bei Inbetriebnahme der in 1 schematisch dargestellten Anlage 1 beschrieben.
Mittels der Vakuumpumpe 8 werden insbesondere der Entgasungsbehälter 7 sowie die drei Wäscher 17a, 17b, 17c vorzugsweise kontinuierlich mit einem Unterdruck beaufschlagt.
Über eine Substratzufuhrleitung 2 wird Flüssig- oder Schlammsubstrat in den Entgasungsbehälter 7 geleitet. Aufgrund des dort herrschenden Unterdrucks kommt es in dem Entgasungsbehälter 7 zu einer verstärken Entstehung von Ammoniakgas 12. Bevorzugt entsteht das Ammoniakgas 12 überwiegend oder ausschließlich im Entgasungsbehälter 7 aufgrund des darin herrschenden Unterdrucks.
Um Austauschoberflächen zwischen dem Flüssig- oder Schlammsubstrat und der Gasphase zu erhöhen, weist der Entgasungsbehälter 7 vorzugsweise entsprechende Einbauten 9 auf. Dadurch kann der Übertritt von gasförmigem Ammoniak aus dem Flüssig- oder Schlammsubstrat in die Gasphase gefördert werden.
Bevorzugt wird das Flüssig- oder Schlammsubstrat vor Eintritt in den Entgasungsbehälter 7 durch die Wärmevorrichtung 3 geleitet. Dadurch wird das Flüssig- oder Schlammsubstrat erwärmt, so dass bereits vor Einritt in den Entgasungsbehälter 7 das Verhältnis von Ammoniumionen zu Ammoniak zugunsten von Ammoniak verschoben wird.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn dem Flüssig- oder Schlammsubstrat vor Eintritt in den Entgasungsbehälter 7 eine Lauge 6 zugegeben wird. Durch die damit einhergehende pH-Erhöhung ist ebenfalls eine Verschiebung des Verhältnisses von Ammoniumionen zu Ammoniak zugunsten von Ammoniak bereits vor Eintritt des Flüssig- oder Schlammsubstrats in den Entgasungsbehälter 7 möglich. Dabei kann die Lauge 6 über eine Laugenzufuhrleitung 4 und/oder über eine Laugenzufuhrleitung 5 dem Flüssig- oder Schlammsubstrat zugegeben werden. Abhängig von der Laugenzufuhr ist somit eine pH-Wert-Erhöhung des Flüssig- oder Schlammsubstrats vor und/oder nach Durchtritt durch die Wärmevorrichtung 3 erzielbar.
Im Entgasungsbehälter 7 anfallendes, von Ammoniak befreites Flüssig- oder Schlammsubstrat wird vorzugsweise kontinuierlich über eine Ablassleitung 10 mittels einer Vakuumpumpe 11 aus dem Entgasungsbehälter 7 abgeführt.
Zur weiteren Anreicherung von Ammoniak in der Gasphase wird das Ammoniakgas 12 durch die Gaskühlvorrichtung 13 geleitet. Dabei wird das Ammoniakgas 12 abgekühlt und im Ammoniakgas 12 enthaltenes Wasser als Kondensat 14 in den Entgasungsbehälter 7 zurückgeleitet. Nach Austritt aus der Gaskühlvorrichtung 13 wird das Ammoniakgas 12 vorzugsweise durch den Filter 15 geleitet. Dabei wird das Ammoniakgas 12 von etwaigen Feststoffpartikeln und/oder Flüssigkeitstropfen gereinigt.
Das aufgereinigte Ammoniakgas 12 wird dann mittels der Vakuumpumpe 8 in den ersten Wäscher 17a eingeleitet. Dieser ist mit einer Säure, vorzugsweise Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure, beaufschlagt. Die Säurebeaufschlagung des Wäschers 17a kann dabei mittels einer Säurezufuhrleitung 20a erfolgen.
In dem Wäscher 17a wird Ammoniak durch Umsetzung mit der Säure in ein vorzugsweise wasserlösliches Ammoniumsalz, wie beispielsweise Ammoniumphosphat, Ammoniumsulfat oder Ammoniumnitrat, überführt und somit aus der Gasphase abgetrennt bzw. ausgewaschen.
Zur Kühlung der hierbei auftretenden Reaktions- bzw. Neutralisationswärme wird aus dem Wäscher 17a entnommene Säure 21a bzw. eine durch Umsetzung von Säure mit Ammoniak entstehende ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit 21a über die Zirkulationspumpe 22a durch die Flüssigkeitskühlvorrichtung 23a geleitet und als gekühlte Säure bzw. Flüssigkeit 21a über die Sprühvorrichtung 18a in den Wäscher 17a zurückgesprüht.
Durch ein Versprühen der Säure bzw. Flüssigkeit 21a kann die Umsetzung mit Ammoniak im Wäscher 17a beschleunigt und insbesondere quantitativer geführt werden
Über die pH-Wert-Messvorrichtung 26a wird der pH-Wert der Säure bzw. Flüssigkeit 21a in der Waschstufe 16a kontrolliert.
Ist die Säure, mit welcher der Wäscher 17a ursprünglich beaufschlagt wurde, weitestgehend oder vollständig neutralisiert, kann der Wäscher 17a keinen weiteren Ammoniak mehr aufnehmen und eine dann vorliegende ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit wird vorzugsweise über eine Ablassleitung 27a aus dem Wäscher 17a abgeführt und einer weiteren Verwertung, insbesondere der Herstellung von Stickstoffdüngern, zugeführt.
Erfindungsgemäß kann es grundsätzlich vorgesehen sein, dass ein nach Neutralisation der Säure im Wäscher 17a anfallendes und gegebenenfalls ammoniakhaltiges Restgas 28a mittels der Vakuumpumpe 8 in den nachgeschalteten zweiten Wäscher 17b und ein dort anfallendes und gegebenenfalls ammoniakhaltiges Restgas 28b gegebenenfalls in den dritten Wäscher 17c eingeleitet werden, wobei ein im dritten Wäscher 17c anfallendes und gegebenenfalls ammoniakhaltiges Restgas 28c von der Vakuumpumpe 8 abgeführt, vorzugsweise abgesaugt wird.
Bevorzugt wird jedoch der erste Wäscher 17a gegen den zweiten Wäscher 17b und der zweite Wäscher 17b gegen den dritten Wäscher 17c ausgetauscht, wenn ein im ersten Wäscher 17a anfallende Restgas 28a einen Ammoniakanteil bzw. eine Ammoniakkonzentration oberhalb eines definierten Schwellenwertes, vorzugsweise oberhalb von 10 ppm, aufweist. Der Wechsel der Wäscher wird vorzugsweise unter Aufrechterhaltung des im zweiten Wäschers 17b und im dritten Wäschers 17c jeweils herrschenden Unterdrucks vorgenommen.
Der erste Wäscher 17a wird vorzugsweise nach Belüftung, Entleerung und erneuter Säurebeaufschlagung dem dritten Wäscher 17c nachgeschaltet.
Dadurch übernehmen nunmehr der zweite Wäscher 17b die Funktion und insbesondere Position des ersten Wäschers 17a, der dritte Wäscher 17c die Funktion und insbesondere Position des zweiten Wäschers 17b und der erneut mit Säure beaufschlagte Wäscher 17a nach Beaufschlagen mit einem Unterdruck durch die Vakuumpumpe 8 die Funktion und insbesondere Position des dritten Wäschers 17c.
Dadurch wird nun eine im Wäscher 17b enthaltene Säure wird durch Umsetzung mit Ammoniak in ein vorzugsweise wasserlösliches Ammoniumsalz, wie beispielsweise Ammoniumphosphat, Ammoniumsulfat oder Ammoniumnitrat, überführt und somit aus der Gasphase abgetrennt bzw. ausgewaschen.
Zur Kühlung der hierbei auftretenden Reaktions- bzw. Neutralisationswärme wird aus dem Wäscher 17b entnommene Säure 21b bzw. eine durch Umsetzung von Säure mit Ammoniak entstehende ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit 21b über die Zirkulationspumpe 22b durch die Flüssigkeitskühlvorrichtung 23b geleitet und als gekühlte Säure bzw. Flüssigkeit 21b über die Sprühvorrichtung 18b in den Wäscher 17b zurückgesprüht.
Durch ein Versprühen der Säure bzw. Flüssigkeit 21b kann die Umsetzung mit Ammoniak im Wäscher 17b beschleunigt und insbesondere quantitativer geführt werden
Über die pH-Wert-Messvorrichtung 26b wird der pH-Wert der Säure bzw. Flüssigkeit 21b in der Waschstufe 16b kontrolliert.
Ist die Säure, mit welcher der Wäscher 17b ursprünglich beaufschlagt wurde, weitestgehend oder vollständig neutralisiert, kann der Wäscher 17b keinen weiteren Ammoniak mehr aufnehmen und eine dann vorliegende ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit wird vorzugsweise über eine Ablassleitung 27b aus dem Wäscher 17b abgeführt und einer weiteren Verwertung, insbesondere der Herstellung von Stickstoffdüngern, zugeführt.
Bevorzugt wird der zweite Wäscher 17b gegen den dritten Wäscher 17c und der dritte Wäscher 17c gegen den ersten Wäscher 17a ausgetauscht, wenn ein im zweiten Wäscher 17b anfallende Restgas 28b einen Ammoniakanteil bzw. eine Ammoniakkonzentration oberhalb eines definierten Schwellenwertes, vorzugsweise oberhalb von 10 ppm, aufweist. Der Wechsel der Wäscher wird vorzugsweise unter Aufrechterhaltung des im dritten Wäschers 17c und im ersten Wäschers 17a jeweils herrschenden Unterdrucks vorgenommen.
Der zweite Wäscher 17b wird vorzugsweise nach Belüftung, Entleerung und erneuter Säurebeaufschlagung dem ersten Wäscher 17a nachgeschaltet.
Dadurch übernehmen nunmehr der dritte Wäscher 17c die Funktion und insbesondere Position des zweiten Wäschers 17b, der erste Wäscher 17a die Funktion und insbesondere Position des dritten Wäschers 17c und der zweite Wäscher 17b nach Beaufschlagen mit einem Unterdruck durch die Vakuumpumpe 8die Funktion und insbesondere Position des ersten Wäschers 17a.
Dadurch wird nun eine im Wäscher 17c enthaltene Säure wird durch Umsetzung mit Ammoniak in ein vorzugsweise wasserlösliches Ammoniumsalz, wie beispielsweise Ammoniumphosphat, Ammoniumsulfat oder Ammoniumnitrat, überführt und somit aus der Gasphase abgetrennt bzw. ausgewaschen.
Zur Kühlung der hierbei auftretenden Reaktions- bzw. Neutralisationswärme wird aus dem Wäscher 17c entnommene Säure 21c bzw. eine durch Umsetzung von Säure mit Ammoniak entstehende ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit 21c über die Zirkulationspumpe 22c durch die Flüssigkeitskühlvorrichtung 23c geleitet und als gekühlte Säure bzw. Flüssigkeit 21c über die Sprühvorrichtung 18c in den Wäscher 17c zurückgesprüht.
Durch ein Versprühen der Säure bzw. Flüssigkeit 21c kann die Umsetzung mit Ammoniak im Wäscher 17c beschleunigt und insbesondere quantitativer geführt werden
Über die pH-Wert-Messvorrichtung 26c wird der pH-Wert der Säure bzw. Flüssigkeit 21c in der Waschstufe 16c kontrolliert.
Ist die Säure, mit welcher der Wäscher 17c ursprünglich beaufschlagt wurde, weitestgehend oder vollständig neutralisiert, kann der Wäscher 17c keinen weiteren Ammoniak mehr aufnehmen und eine dann vorliegende ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit wird vorzugsweise über eine Ablassleitung 27c aus dem Wäscher 17c abgeführt und einer weiteren Verwertung, insbesondere der Herstellung von Stickstoffdüngern, zugeführt.
Der vorstehend beschriebene Wechsel der Wäscher 17a, 17b, 17c kann – im Prinzip beliebig oft wiederholt bzw. fortgesetzt werden.
Vorzugsweise wird ein im letzten Wäscher anfallendes Restgas 29 von der Vakuumpumpe 8 abgeführt, vorzugsweise abgesaugt.
Durch einen kontinuierlichen Wechsel der Wäscher 17a, 17b und 17c ist mit besonderem Vorteil eine kontinuierliche Entfernung von Ammoniak aus dem Flüssig- oder Schlammsubstrat sowie eine kontinuierliche Überführung von Ammoniak in vorzugsweise wasserlösliche Ammoniumsalze möglich. Dadurch sind ein besonders hoher Entgasungsgrad von Ammoniak sowie ein besonders hoher Abscheidungsgrad von Ammoniak in Form von wasserlöslichen Ammoniumsalzen erzielbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3901404 A1 [0008]
US 4710300 [0010]
DE 102014212827 A1 [0011]
DE 10354063 A1 [0012]
DE 102005017077 A1 [0012]
DE 102004053297 A1 [0012]
DE 4239637 C1 [0014]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

C. Wetter: „Optimierte Nutzung von Nährstoffen aus Biogasanlagen durch Ammoniakstrippung und Gärrestaufbereitung“, Universität Münster 2008 [0009]

Claims

Verfahren zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen, insbesondere zur Abtrennung von Ammoniak und/oder Rückgewinnung bzw. Herstellung von Stickstoffdünger, aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat, bei welchem ein Flüssig- oder Schlammsubstrat in einen mit Unterdruck beaufschlagten Entgasungsbehälter und entstehendes Ammoniakgas mittels einer Vakuumpumpe in wenigstens einen dem Entgasungsbehälter nachgeschalteten, mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher geleitet werden, wobei die Säure oder eine im wenigstens einen Wäscher anfallende, ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit aus dem wenigstens einen Wäscher entnommen, gekühlt und anschließend in den wenigstens einen Wäscher zurückgesprüht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniakgas ohne die Verwendung eines Entgasungsfluids, wie beispielsweise von Luft oder Wasserdampf, erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Entgasungsbehälter und der wenigstens eine Wäscher kontinuierlich mit Unterdruck beaufschlagt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck im Entgasungsbehälter und der Unterdruck im wenigstens einen Wäscher durch die Vakuumpumpe erzeugt werden, wobei die Vakuumpumpe dem wenigstens einen Wäscher nachgeschaltet ist und im wenigstens einen Wäscher anfallendes Restgas von der Vakuumpumpe abgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssig- oder Schlammsubstrat vor Eintritt in den Entgasungsbehälter erwärmt wird, insbesondere mittels eines Wärmetauschers oder mittels Dampfinjektion.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Flüssig- oder Schlammsubstrat vor Eintritt in den Entgasungsbehälter, insbesondere vor oder nach dem Schritt des Erwärmens, eine Chemikalie zur Erhöhung des pH-Werts, insbesondere eine Lauge, vorzugsweise Natronlauge, zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von Ammoniak befreites Flüssig- oder Schlammsubstrat kontinuierlich aus dem Entgasungsbehälter abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniakgas nach Austritt aus dem Entgasungsbehälter gekühlt und im Ammoniakgas enthaltenes Wasser in kondensiertem Zustand in den Entgasungsbehälter zurückgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniakgas vor Eintritt in den wenigstens einen Wäscher von Feststoffpartikeln und/oder Flüssigkeitstropfen, befreit wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure oder die ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit vor dem Zurücksprühen über einen Kühlkreislauf gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure oder ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit mittels einer Zirkulationspumpe durch eine Flüssigkeitskühlvorrichtung geleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Säure oder ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit überwacht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert solange überwacht wird, bis die Säure vollständig oder im Wesentlichen vollständig neutralisiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine nach Neutralisieren der Säure vorliegende ammoniumsalzhaltige Flüssigkeit aus dem wenigstens einen Wäscher abgeführt und insbesondere einer weiteren Verarbeitung, vorzugsweise der Herstellung von Stickstoffdünger, zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniakgas mittels der Vakuumpumpe in einen ersten mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher geleitet und ein im ersten Wäscher anfallendes Restgas mittels der Vakuumpumpe in einen zweiten mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher geleitet wird, welcher dem ersten Wäscher nachgeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein im zweiten Wäscher anfallendes Restgas mittels der Vakuumpumpe in einen dritten mit Unterdruck und Säure beaufschlagten Wäscher geleitet wird, welcher dem zweiten Wäscher nachgeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wäscher gegen den zweiten Wäscher und gegebenenfalls der zweite Wäscher gegen den dritten Wäscher ausgetauscht werden, wenn ein im ersten Wäscher anfallendes Restgas einen Ammoniakanteil oberhalb eines definierten Schwellenwertes, vorzugsweise oberhalb von 10 ppm, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wäscher nach Belüftung, Entleerung und erneuter Säurebeaufschlagung dem letzten in Reihe geschalteten Wäscher, insbesondere dem zweiten oder dritten Wäscher, nachgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Säure eine anorganische Säure, insbesondere eine Mineralsäure, vorzugsweise Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure oder ein Gemisch aus wenigstens zwei der genannten Mineralsäuren, verwendet werden.
Anlage zur Abtrennung und/oder Rückgewinnung von Stickstoffverbindungen aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat, insbesondere zur Abtrennung von Ammoniak und/oder Rückgewinnung bzw. Herstellung von Stickstoffdünger, vorzugsweise zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend – einen Entgasungsbehälter zum Freisetzen von Ammoniakgas aus einem Flüssig- oder Schlammsubstrat, – wenigstens einen dem Entgasungsbehälter nachgeschalteten Wäscher zum Abtrennen bzw. Auswaschen von Ammoniak aus einer Gasphase, wobei der wenigstens eine Wäscher eine Sprühvorrichtung zum Versprühen von Säure oder einer ammoniumsalzhaltigen Flüssigkeit aufweist, und – eine Vakuumpumpe zum Beaufschlagen des Entgasungsbehälters und des wenigstens einen Wäschers mit einem Unterdruck.
Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ferner eine dem Entgasungsbehälter vorgeschaltete Wärmvorrichtung, vorzugsweise Wärmetauscher oder Dampfinjektionsvorrichtung aufweist.
Anlage nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ferner eine dem Entgasungsbehälter nachgeschaltete Gaskühlvorrichtung, insbesondere Wärmetauscher, aufweist.
Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Wäscher einen Kühlkreislauf aufweist, insbesondere mit einer Flüssigkeitskühlvorrichtung und einer der Flüssigkeitskühlvorrichtung vorgeschalteten Pumpe.
Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 23, insbesondere nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ferner eine pH-Wert-Messvorrichtung, insbesondere eine der Flüssigkeitskühlvorrichtung vorgeschaltete pH-Wert-Messvorrichtung, aufweist.
Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage drei Wäscher aufweist, insbesondere einen ersten Wäscher, einen dem ersten Wäscher nachgeschalteten zweiten Wäscher und einen dem zweiten Wäscher nachgeschalteten dritten Wäscher.