NL9201358A

NL9201358A - Method and arrangement to lower the emission of pollutant gases at a repository for animal and/or human excrement

Info

Publication number: NL9201358A
Application number: NL9201358A
Authority: NL
Original assignee: Kemira B V
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1994-02-16

Abstract

Method for reducing the emission of pollutant gases at a repository for animal and/or human excrement in liquid form, into which repository an acidic liquid can be introduced from an acid tank connected to said repository via a liquid line, in order to mix said acid liquid with the excrement in liquid form. The acid liquid contains at least 60 wt% of acid in solution and at least 10 wt% of water. The acid tank is sealed off from its surroundings and is kept sealed off if the pressure within the acid tank is lower than a predefined first value, said first value being in the range of from +1.25 to +1.75 bar, preferably +1.5 bar.

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het verlagen van de uitstoot van voor het milieu nadelige gassen bij een opslagplaats voor dierlijke en/of menselijke uitwerpselen.Title: Method and device for reducing the emission of environmentally harmful gases at a storage facility for animal and / or human feces.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het verlagen van de uitstoot van voor het milieu nadelige gassen bij een opslagplaats voor dierlijke en/of menselijke uitwerpselen in vloeibare vorm in welke opslagplaats een zure vloeistof kan worden gebracht vanuit een met die opslagplaats via een vloeistofleiding verbonden zuurvat om dit met de uitwerpselen in vloeibare vorm te mengen, welke zure vloeistof voor ten minste 60 gew.% zuur in oplossing bevat en voor ten minste 10 gev% water bevat, evenals een inrichting voor het bedrijven van die werkwijze.The invention relates to a method for reducing the emission of environmentally harmful gases at a storage place for animal and / or human feces in liquid form, in which storage place an acidic liquid can be brought from an acid vessel connected to that storage place via a liquid line to to mix this with the excrement in liquid form, which acidic liquid contains at least 60% by weight of acid in solution and contains at least 10% by weight of water, as well as an apparatus for operating that process.

Bekend is uit de veehouderij, dat voor het beperken van de uitstoot van milieuschadelijke gassen in de omgeving van de veehouderij de in een opslagplaats verzamelde dierlijke uitwerpselen, zoals drijfmest, worden aangezuurd. Verwezen wordt naar bijv. de Nederlandse terinzagelegging 88 02811 van aanvraagster of de Amerikaanse octrooischriften 4 078 09^ en 4 369 119. Hiertoe bevindt zich in de buurt van deze opslagplaats een zuurvat van waaruit - een zure vloeistof via een transportleiding in de opslagplaats kan worden gebracht. Met bijvoorbeeld een menger wordt de zure vloeistof door de drijfmest gemengd en onderwijl wordt de zuurgraad van het mengsel van drijfmest en zure vloeistof gemeten. Is een voldoende zuurgraad bereikt, dan wordt het toevoeren van de zure vloeistof aan de drijfmest gestaakt. Deze zuurgraad is via proefnemingen vastgesteld en geoptimaliseerd naar bijvoorbeeld materiaalkosten, slijtage van de installatie en uitstoot van gassen. Uit steekproeven in het open veld is gebleken dat hiermee net aan de geldende wettelijke normen betreffende de toelaatbare uitstoot van milieuschadelijke gassen kan worden voldaan.It is known from livestock farming that to reduce the emission of environmentally harmful gases in the vicinity of the livestock farming, the animal feces collected in a storage facility, such as slurry, are acidified. Reference is made, for example, to the Netherlands' public disclosure 88 02811 of the applicant or to US patents 4 078 09 ^ and 4 369 119. For this purpose there is an acid vessel in the vicinity of this storage location from which - an acidic liquid can be supplied via a transport pipe in the storage location. brought. For example, with a mixer, the acidic liquid is mixed through the slurry, while the acidity of the mixture of slurry and acidic liquid is measured. Once sufficient acidity has been reached, the supply of the acidic liquid to the slurry is stopped. This acidity has been determined through experiments and optimized to, for example, material costs, wear on the installation and emissions of gases. Samples in the open field have shown that this just meets the applicable legal standards regarding the permissible emission of environmentally harmful gases.

Uitgebereide proefnemingen hebben aangetoond dat met de op de bovenbeschreven wijze van aanzuren van drijfmest het reduceren van de uitstoot van milieuschadelijke gassen in de omgeving van de veehouderij niet onder alle omstandigheden is gewaarborgd. Op zich wordt dit door de wetgever toelaatbaar geacht voor zolang de mate van overschrijding beperkt blijft. Echter gezien de steeds strenger wordende milieu-eisen baart dit probleem zorgen voor de toekomst. Immers is het verder verlagen van de emissie door sterker aanzuren van de drijfmest een kostbare aangelegenheid, doordat daartoe zal moeten worden afgeweken van het optimum.Extensive experiments have shown that reducing the emission of environmentally harmful gases in the vicinity of livestock farming is not guaranteed under all circumstances with the slurry acidification method described above. In itself this is considered permissible by the legislator as long as the extent of the exceedance remains limited. However, given the increasingly strict environmental requirements, this problem is a concern for the future. After all, the further reduction of emissions through stronger acidification of the slurry is a costly affair, because it will be necessary to deviate from the optimum.

Diepgaande analyse door aanvraagster heeft echter aangetoond, dat een tot dan nog niet onderkend aspect van de totale installatie van opslagplaats voor drijfmest en aanzuurinrichting onder omstandigheden aanzienlijk bijdraagt aan de emissie van milieuschadelijke gassen. Gebleken is nl. dat de aanwezigheid van het zuurvat, dat altijd buiten beschouwing is gelaten in de optimalisering van de uitstoot van milieuschadelijke gassen, kan leiden tot overschrijding van de toegestane emissie-normen.However, an in-depth analysis by the applicant has shown that a hitherto unrecognized aspect of the overall installation of slurry and acidification equipment storage facility contributes significantly to the emission of environmentally harmful gases under certain conditions. It has been found that the presence of the acid vessel, which has always been disregarded in optimizing the emission of environmentally harmful gases, can lead to the permitted emission standards being exceeded.

In het zuurvat bevindt zich voldoende zure vloeistof om bijvoorbeeld een jaar lang zonder bijvullen van het zuurvat het aanzuren van de drijfmest te bedrijven. Om te voorkomen dat een drukverschil met de buitenlucht ontstaat is het zuurvat permanent geventileerd aan de omgeving. Hierdoor kan een bijzonder lichte, en dus goedkope, constructie voor het zuurvat worden gebruikt, waarbij geen strikte eisen hoeven te worden gesteld aan de kwaliteit daarvan. Als zure vloeistof wordt gebruik gemaakt van zoutzuur of salpeterzuur in geconcentreerde vorm. Doordat het zuurvat permanent aan de omgeving is geventileerd vindt, vooral in het warme jaargetijde, een voortdurende uitstoot van verdampt zoutzuur of salpeterzuur plaats, hetgeen nadelig is voor het milieu. Vooral op een bijzonder warme dag, die volgt op een koele nacht, kan daardoor de uitstoot van milieuschadelijke gassen in de omgeving van de veehouderij tijdelijk bijzonder hoog zijn, waardoor op zo'n moment de toegestane emissienormen kunnen worden overschreden. Het zuurvat "ademt" als het ware, waarbij vooral op warme dagen nog eens extra verdamping van het zuur plaatsvindt door de relatief lage dampspanning binnen het zuurvat. Enerzijds vindt dus middels het aanzuren van de drijfmest een reductie van de uitstoot van milieuschadelijke dampen plaats, anderzijds leidt de aanwezigheid van de permanent geventileerde zuuropslag tot ten minste een gedeeltelijk verlies van de bereikte emissie-reductie.The acid vessel contains sufficient acidic liquid to, for example, operate the acidification of the slurry for one year without topping up the acid vessel. The acid vessel is permanently ventilated to the environment to prevent a pressure difference with the outside air. This makes it possible to use a particularly light, and therefore inexpensive, construction for the acid vessel, whereby no strict requirements have to be imposed on its quality. The acidic liquid used is hydrochloric or nitric acid in concentrated form. Because the acid vessel is permanently ventilated to the environment, there is a continuous emission of evaporated hydrochloric or nitric acid, especially in the warm season, which is harmful to the environment. Particularly on a particularly warm day, which follows a cool night, the emission of environmentally harmful gases in the vicinity of the livestock sector can be temporarily very high, which means that the permitted emission standards can be exceeded at such a time. The acid vessel "breathes", as it were, whereby additional evaporation of the acid takes place, especially on hot days, due to the relatively low vapor pressure within the acid vessel. On the one hand, therefore, the acidification of the environmentally damaging vapors is reduced by acidifying the slurry, and on the other hand, the presence of the permanently ventilated acid storage leads to at least a partial loss of the emission reduction achieved.

De onderhavige uitvinding beoogt, de bepreking van de uitstoot van milieuschadelijke gassen in de omgeving van de veehouderij onder vrijwel alle omstandigheden te waarborgen onder handhaving van een geoptimaliseerd toepassen van het aanzuren van de drijfmest en zonder aanzienlijke verhoging van de bedrijfskosten.The present invention aims to ensure the discussion of the emission of environmentally harmful gases in the environment of the livestock farm under almost all circumstances, while maintaining an optimized application of the acidification of the slurry and without a significant increase in operating costs.

Hiertoe wordt de werkwijze van het in de aanhef vermelde type zodanig verbeterd, dat het zuurvat afgesloten wordt van de omgeving en afgesloten wordt gehouden, wanneer de druk binnenin het zuurvat lager is dan een van te voren bepaalde eerste waarde, waarbij die waarde is gelegen in het gebied van +1,25 tot +1,75 bar, bij voorkeur +1,5 bar.To this end, the method of the type stated in the preamble is improved such that the acid vessel is closed off from the environment and kept closed when the pressure inside the acid vessel is lower than a predetermined first value, said value being in the range from +1.25 to +1.75 bar, preferably +1.5 bar.

Gebleken is dat slechts onder bijzonder extreme omstandigheden (temperatuurverschil dag-nacht van meer dan 256C) de druk in het zuurvat de norm overschrijdt. Onder dergelijke omstandigheden vindt een kortstondige ventilatie plaats van het zuurvat, totdat de druk zich weer binnen de gestelde grenzen bevindt, waarna het zuurvat weer van de omgeving is afgesloten. Hiermee wordt een reductie van de uitstoot van milieuschadelijke gassen van bijna 100% voor het zuurvat bereikt, hetgeen aanzienlijk bijdraagt aan de verlaging van de emissie in de omgeving van de veehouderij. Doordat de bestaande zuurvaten geschikt zijn om de voorgeschreven druk overeenkomstig de werkwijze volgens de uitvinding te weerstaan, zonder de noodzaak voor extra kwaliteitscontroles en inspecties gedurende de levensduur van het zuurvat, is het mogelijk bestaande installaties met de uitvinding uit te breiden. Een dergelijke uitbreiding behoeft daarbij niet gepaard te gaan met aanzienlijke uitbreidingskosten. Daarnaast blijft het mogelijk bij nieuwbouw gebruik te maken van het reeds bestaande zuurvat-ontwerp, hetgeen eveneens kostenbesparend is.It has been found that only under particularly extreme conditions (day-night temperature difference of more than 256C) the pressure in the acid vessel exceeds the norm. Under such conditions, a brief ventilation of the acid vessel takes place, until the pressure is again within the set limits, after which the acid vessel is again closed off from the environment. This achieves a reduction in the emission of environmentally harmful gases of almost 100% for the acid vessel, which contributes significantly to the reduction of emissions in the livestock environment. Because the existing acid vessels are capable of withstanding the prescribed pressure in accordance with the method according to the invention, without the need for additional quality controls and inspections during the life of the acid vessel, it is possible to extend existing installations with the invention. Such an extension need not be accompanied by considerable expansion costs. In addition, it is still possible to use the existing acid vessel design in new buildings, which is also cost effective.

Naast het gesloten houden van het zuurvat zolang de druk een bepaalde bovenwaarde niet overschrijdt, verdient het de voorkeur het zuurvat te beschermen tegen een te grote onderdruk. Hiertoe wordt het zuurvat aan de omgeving geventileerd zodra de druk binnenin het zuurvat lager is dan een van te voren bepaalde onderwaarde welke wordt gekozen binnen het gebied van +0,6 tot +0,8 bar, bij voorkeur +0,75 bar. Zo'n lage druk kan bijvoorbeeld bij sterke afkoeling van de omgeving optreden. Tijdens het ventileren onder die omstandigheden vindt geen uitstoot van milieuschadelijke gassen plaats.In addition to keeping the acid vessel closed as long as the pressure does not exceed a certain upper value, it is preferable to protect the acid vessel against too great an underpressure. To this end, the acid vessel is ventilated to the environment as soon as the pressure inside the acid vessel is lower than a predetermined lower value, which is chosen within the range of +0.6 to +0.8 bar, preferably +0.75 bar. Such a low pressure can occur, for example, with strong cooling of the environment. During ventilation under these conditions, no environmentally harmful gases are emitted.

Hoewel niet beslist noodzakelijk verdient het voorts de voorkeur met het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding rekenening te houden met de omgevingsdruk. Hierdoor kan de boven- resp. ondergrens van de toelaatbare druk in het zuurvat nauwkeuriger worden bepaald, zonder gevaar voor bezwijken van het zuurvat door veranderingen van de omgevingsdruk.Although not absolutely necessary, it is further preferable to take into account the ambient pressure when carrying out the method according to the invention. As a result, the top resp. lower limit of the permissible pressure in the acid vessel can be determined more accurately, without risk of failure of the acid vessel due to changes in the ambient pressure.

In het hiernavolgende zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een niet beperkende uitvoeringsvorm van een inrichting voor het uitvoeren van de beoogde werkwijze.In the following, the invention will be further elucidated on the basis of a non-limiting embodiment of a device for carrying out the intended method.

De figuur toont schematisch een inrichting 1 voor het aanzuren van drijfmest bij een veehouderij, waardoor de emissie van milieuschadelijke dampen kan worden beperkt. De inrichting 1 omvat een opslagplaats 2 voor drijfmest 3 en een zuurvat k waarin zich salpeterzuur in geconcentreerde vorm bevindt. Vanaf het zuurvat 4 loopt een vloeistofleiding 5 naar de opslagplaats 2. In deze vloeistofleiding 5 is een vloeistofpomp 6 opgenomen, evenals een aantal kleppen 7· Gezien van de vloeistofpomp 6 aan de zijde van het zuurvat 4 bezit de vloeistofleiding 5 een aftakking 8 die op het waterleidingnet 9 kan worden aangesloten voor bijvoorbeeld doorspoelen van het zuurvat *1 en de leiding 5· Op het waterleidingnet 9 is tevens een douche 11 aangesloten om onverhoeds op een persoon gemorst zuur te verwijderen. Voorts is er een houder 12 aanwezig waarin zich anti-schuimmiddel bevindt om schuimen van de drijfmest tijdens mengen te voorkomen. De houder 12 kan vanuit een bus 10 via de vulopening 12a worden bijgevuld. Vanaf deze houder 12 loopt een vloeistofleiding 13 naar de opslagplaats 2. Deze leiding 13 is eveneens voorzien van een vloeistofpomp 1*1 en kleppen 15. In de opslagplaats 2 bevindt zich een menger 16, welke wordt aangedreven door een buiten de opslagplaats 2 opgestelde motor 17. Daartoe steekt een aandrijfas 18 door de wand van de opslagplaats 2. In de opslagplaats 2 steekt een meetsonde 19 in de drijfmest 3· Met de meetsonde 19 wordt de zuurgraad van de drijfmest 3 bepaald. Deze meetsonde is verbonden met een (niet weergegeven) weergeefeenheid.The figure schematically shows a device 1 for acidifying slurry at a livestock farm, whereby the emission of environmentally harmful vapors can be limited. The device 1 comprises a storage place 2 for slurry 3 and an acid vessel k in which nitric acid in concentrated form is present. A liquid line 5 runs from the acid vessel 4 to the storage location 2. A liquid pump 6 is included in this liquid line 5, as are a number of valves 7. Seen from the liquid pump 6 on the side of the acid vessel 4, the liquid line 5 has a branch 8 which the water supply network 9 can be connected for, for example, flushing the acid vessel * 1 and the pipe 5 · A shower 11 is also connected to the water supply network 9 to unexpectedly remove acid spilled on a person. There is also a container 12 containing anti-foaming agent to prevent foaming of the slurry during mixing. The container 12 can be refilled from a canister 10 via the filling opening 12a. A liquid line 13 runs from this holder 12 to the storage location 2. This line 13 is also provided with a liquid pump 1 * 1 and valves 15. In the storage location 2 there is a mixer 16, which is driven by a motor disposed outside the storage location 2 17. To this end, a drive shaft 18 protrudes through the wall of the storage location 2. In the storage location 2, a measuring probe 19 inserts into the slurry 3 · The acidity of the slurry 3 is determined with the measuring probe 19. This measuring probe is connected to a display unit (not shown).

Het zuurvat *1 staat op vier poten 21 en bezit aan de bovenzijde een mangat 22 dat onder bedrijfsomstandigheden is afgesloten. Aan de zijwand bevindt zich een aansluitnippel 23 waarop een vulleiding 2*1 afkomstig van een vultank 25 is aangesloten. Zuur vanuit deze vultank 25. welke is geplaatst op een verrijdbaar onderstel, wordt in het zuurvat gepompt met een zuurpomp 26. Vanaf de aansluitnippel 23 loopt tevens een retour-leiding 27 naar de vultank 25- Tijdens het vullen van het zuurvat 4 vanuit de vultank 25 stroomt verdrongen damp via de retourleiding Z] naar de vultank 25, zodat gedurende het vullen een gesloten circuit wordt gevormd en geen uitstoot van dampen plaatsvindt. Eenzelfde situatie treedt op wanneer het zuurvat 4 in de vultank 25 wordt geleegd. In de leidingen 2*1 en 27 zijn verschillende koppelingen 28 aangebracht voor het veilig en betrouwbaar aan- en afkoppelen met de vultank 25. Tussen de leidingen 2*1 en 27 bevindt zich een kortsluitklep 29 welke bij een blokkeren van de leiding 2*1 verder naar het zuurvat *1 toe wordt geactiveerd. Daardoor stroomt door de pomp 26 verpompte vloeistof via de retourleiding 27 terug naar de vultank 25. Wanneer de klep 29 wordt geactiveerd wordt een signaal afgegeven zodat de pomp 26 automatisch afslaat. Een vlotter 30 in het zuurvat *1 zorgt ervoor dat wanneer het vloeistofniveau tot een van te voren bepaalde hoogte is gestegen de toevoer van zuur via de aansluitnippel 23 wordt afgesneden.The acid vessel * 1 rests on four legs 21 and has a manhole 22 at the top which is closed under operating conditions. On the side wall there is a connecting nipple 23 to which a filling pipe 2 * 1 from a filling tank 25 is connected. Acid from this filling tank 25. which is placed on a mobile undercarriage, is pumped into the acid vessel with an acid pump 26. A return line 27 also runs from the connecting nipple 23 to the filling tank 25- During the filling of the acid vessel 4 from the filling tank 25 displaced vapor flows via the return line Z] to the filling tank 25, so that during the filling a closed circuit is formed and no vapors are emitted. The same situation occurs when the acid vessel 4 is emptied into the filling tank 25. In the lines 2 * 1 and 27, various couplings 28 are provided for safe and reliable coupling and uncoupling with the filling tank 25. Between the lines 2 * 1 and 27 there is a short-circuit valve 29, which if the line 2 * 1 is blocked further towards the acid vessel * 1 is activated. As a result, liquid pumped by the pump 26 flows back through the return line 27 to the filling tank 25. When the valve 29 is activated, a signal is generated so that the pump 26 automatically switches off. A float 30 in the acid vessel * 1 ensures that when the liquid level has risen to a predetermined height, the supply of acid is cut off via the connection nipple 23.

Voorts steekt boven het werkzame niveau van de vlotter 30 een leiding 31 in het zuurvat 4. deze leiding 31 vertakt zich in twee leidingdelen 32 en 33· De leiding 32 is voorzien van een in één richting werkzame klep 34 welke in de geopende stand toestroming van omgevingslucht in het zuurvat A toestaat. De leiding 33 is eveneens voorzien van een in één richting werkzame klep 35 welke in de geopende stand stoming van gas uit het zuurvat 4 naar de omgeving toestaat. Klep 34 opent bij een druk in het zuurvat 4 van 0,75 har of minder. Klep 35 opent bij een druk in het zuurvat 4 van 1,5 bar of meer. Voor het openen en sluiten van de kleppen 34 en 35 steekt een druksonde 36 in het zuurvat 4 in de ruimte boven het werkzame gebied van de vlotter 30· Deze sonde is verbonden met een drukregistratie apparaat 37 dat de door sonde 36 gemeten druk vergelijkt met de ingestelde referentiedrukken. Bij over-resp. onderschrijden van de referentiedrukken geeft het apparaat 37 een signaal af waardoor de klep 35 resp. 34 wordt geopend. Is de druk vervolgens binnen het toelaatbare gebied gekomen, dan geeft het drukregistratie apparaat een signaal af waardoor de klep 35 resp. 34 wordt gesloten.In addition, above the active level of the float 30, a pipe 31 protrudes into the acid vessel 4. this pipe 31 branches into two pipe parts 32 and 33. The pipe 32 is provided with a unidirectional valve 34 which, in the open position, allows flow of ambient air in the acid vessel A. The conduit 33 is also provided with a unidirectional valve 35 which, in the open position, allows gas to flow from the acid vessel 4 to the environment. Valve 34 opens at a pressure in the acid vessel 4 of 0.75 resin or less. Valve 35 opens at a pressure in the acid vessel 4 of 1.5 bar or more. To open and close the valves 34 and 35, a pressure probe 36 inserts into the acid vessel 4 into the space above the active area of the float 30. This probe is connected to a pressure recording device 37 which compares the pressure measured by probe 36 with the set reference pressures. With over-resp. when the reference pressure falls below the device 37, the device 37 emits a signal, which causes the valve 35 resp. 34 opens. If the pressure subsequently falls within the permissible range, the pressure-recording device issues a signal, which causes the valve 35 resp. 34 is closed.

Claims

Method for reducing the emission of environmentally harmful gases at a storage place for animal and / or human feces in liquid form, in which storage place an acidic liquid can be introduced from an acid vessel connected to that storage place via a liquid pipe in order to mixing the feces in liquid form, the acidic liquid containing at least 60% by weight of acid in solution and containing at least 10% by weight of water, characterized in that the acid vessel is closed off from the environment and kept closed when the pressure inside the acid vessel is less than a predetermined first value, said first value being in the range of +1.25 to +1.75 bar, preferably +1.5 bar.

The method of claim 1, wherein the acid vessel is shut off from the environment and kept closed when the pressure inside the acid vessel is less than a predetermined second value, said second value being in the range of +0, 6 to +0.8 bar, preferably +0.75 bar.

A method according to claim 1 or 2, wherein the first and / or the second value is adapted to the ambient pressure, wherein the degree of adjustment is directly proportional to the degree of change of the ambient pressure.

Device for carrying out the method according to any one of the preceding claims, comprising a storage place (2) for animal and / or human feces (3) in liquid form and an acid vessel (4) for containing an acidic liquid comprising at least 60 wt% acid in solution and at least 10 wt? » water, in which vessel a pressure recorder (36) is connected which is connected to a pressure comparator (37) where the recorded pressure is compared with the first and / or second value, the storage location and the acid vessel connected via a liquid line (5) in fluid communication, with a pressure relief pipe (31) in the acid vessel which opens into the atmosphere and which pressure relief pipe is provided with a shut-off valve (3 ^ * 35) with operating means connected to the pressure comparator and controlled by the pressure comparator the shut-off valve in the open or closed position.

The device of claim 4, wherein the shut-off valve (3 ^ 35) in the pressure relief line (31) is a valve valve, on the valve surface of which the pressure in the acid vessel is active on one side and the ambient pressure is active on the other side which valve valve is held sealingly pressed to an edge by an adjustable resilient compressible body and can be brought into the open position under the impression of that adjustable resilient compressible body.

Acid vessel {4) for fitting in the device (1) according to claim k or 5 ·