Procedimiento y dispositivo para obtener abono nitrogenado a partir de productos residuales orgánicos.

Procedimiento para obtener abono nitrogenado a partir de productos residuales orgánicos en fase líquida,

asícomo para higienizar residuos o reducir las emisiones mediante tratamiento térmico utilizando aditivos minerales,caracterizado porque el producto residual es calentado sin la adición de productos químicos, tales como ácidos olejías, hasta temperaturas comprendidas entre 40ºC y 90ºC, simultáneamente la presión es evacuada, en primerlugar, de 10 a 30 kPa y a continuación, la presión es aumentada de 40 a 80 kPa, sin que se traspasen cantidadesapreciables de agua, el gas que escapa y que contiene dióxido de carbono y amoniaco es refrigerado e introducidoen un medio de absorción acuoso o puesto en contacto con el mismo, el abono nitrogenado formado de este modoes descargado y el gas excedente no absorbido y que contiene dióxido de carbono es conducido de vuelta alproceso, manteniendo la temperatura en el recipiente de descarga en el valor predeterminado, de manera que ladepresión comprendida entre 10 y 80kPa generada al principio del proceso por una bomba de vacío es mantenidade manera autógena durante el desarrollo del proceso y el nitrógeno de amonio es retirado casi por completo.

Procedimiento y dispositivo para obtener abono nitrogenado a partir de productos residuales orgánicos.

La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para obtener abono nitrogenado a partir de productos residuales orgánicos en fase líquida (suspensión, emulsión, disolución) , así como para higienizar residuos o reducir las emisiones mediante tratamiento térmico utilizando de aditivos minerales.

Se conocen innumerables procedimientos para la obtención de abonos a partir de residuos orgánicos tales como estiércol líquido fresco y fermentado, excrementos de animales, purines, estiércol o lodos de clarificación, que están orientados tanto a la fabricación de abono como también a la higienización de los productos de salida y la reducción de la emisión de sustancias odoríferas y gases de efecto invernadero dañinos, en especial amoníaco.

De este modo los documentos DE 196 30 387 A1 y DE 101 20 372 A1 describen procedimientos para la fabricación de abono a partir de estiércol líquido con una liberación de amoníaco notablemente reducida, que se basan en la reacción química del estiércol líquido con humus.

El documento DE 43 04 342 C1 propone un procedimiento para la fabricación de un abono sobre la base de lodos de clarificación mediante la mezcla de sulfato de calcio. En el documento DE 41 19 504 A1 se indica un procedimiento para obtener un abono de combinación mediante la mezcla de estiércol líquido y/o excrementos con yeso.

Según el documento DE 44 44 726 C1 se obtiene un abono mediante la mezcla de estiércol líquido con polvo de arcilla y solidificación de la masa obtenida. En el documento DE 196 44 613 C2 se propone un abono peletizado a partir de estiércol líquido con la utilización de restos que contienen CaO de instalaciones de depuración de gases de humo.

Se conocen también procedimientos como el del documento DE 40 33 509 A1, según los cuales abonos orgánicos líquidos y agua condensada caliente se mezclan con sustancias biógenas tales como paja y minerales tales como el yeso para dar un abono que se puede esparcir y, a continuación, se someten a un tratamiento térmico posterior a una temperatura de 70 a 80ºC.

En el documento DE 195 47 320 A1 se describen un procedimiento y un dispositivo para la generación de abono de alta calidad libre de amoníaco y estéril a partir de sustancias residuales biológicas, siendo calentado el material fermentado por lo menos durante 1 hora a temperatura de ebullición y siendo extraído el amoníaco liberado y otras sustancias líquidas con el vapor. Según el documento DE 42 43 918 A1 el estiércol fermentado es cocido en una columna y los vapores que contienen amoníaco que salen son condensados en un condensador de mezcla con formación de sales de amoníaco.

En la patente US nº 4.076.515, se describe un procedimiento de varias etapas para la separación de amoníaco durante el tratamiento de aguas residuales mediante la adición de álcali. En una primera etapa se retiran, mediante digestión anaerobia, en primer lugar CO2 y CH4 de las aguas residuales. El NH3 liberado a continuación de las descargadas del digestor en una etapa siguiente mediante la adición de álcali es expulsado como gas mediante reducción de la presión y/o aumento de la temperatura y puede ser transformado, mediante transformación con ácidos, por ejemplo ácido sulfúrico, en sales de amoníaco, sin que al mismo tiempo se pueda fabricar al mismo tiempo una abono nitrogenado inorgánico puro. Se consiguió únicamente un enriquecimiento del contenido en nitrógeno en los lodos residuales tratados desde un 1-2% hasta un 10%. El procedimiento representado es complejo y, a causa de la utilización de productos químicos corrosivos y venenosos, delicado desde el punto de vista sanitario y dañino para el medio ambiente.

Todos los procedimientos mencionados más arriba no son rentables y alcanzan únicamente de manera incompleta los objetivos del procedimiento según la invención. Los procedimientos que llegan a un abono con la adición de desechos industriales con aditivos, tienen que secarlo y confeccionarlo de forma compleja. Los procedimientos que emiten amoníaco a la temperatura de ebullición tienen que resolver la tarea no sencilla de la condensación del agua condensada caliente y la retirada del agua.

El objetivo de la invención es la reducción de las emisiones de residuos orgánicos, por ejemplo estiércol líquido, con fabricación simultánea de un abono nitrogenado de alta calidad y la transformación de las descargas, en especial de las instalaciones de biogás, en un agua turbia no contaminante inofensiva higiénicamente mediante un procedimiento rentable y técnicamente sencillo. La invención se planteó en especial el problema de proporcionar un procedimiento sencillo pero eficiente el cual funciones sin adición de ácidos o bases al producto residual que hay que tratar y el cual, además, supere a los procedimientos conocidos en cuanto a su rendimiento.

Según la invención esto se logra mediante un procedimiento con la utilización de productos residuales orgánicos en fase líquida (suspensión, emulsión, disolución) mediante tratamiento térmico con la utilización de aditivos minerales, en el cual el producto residual, sin la adición de productos químicos tales como ácidos o lejías, es calentado hasta

temperaturas comprendidas entre 40ºC y 90ºC, la presión es evacuada al mismo tiempo en primer lugar hasta 10 a 30 kPa y después la presión es aumentada hasta 40 a 80 kPa, sin que se traspasen cantidades perceptibles de agua, el gas que escapa el mismo tiempo, que contiene dióxido de carbono y amoníaco, es refrigerado y se introduce un medio de absorción acuoso o se hace entra en contacto con él, el abono nitrogenado formado al mismo tiempo es extraído y el gas excedente, no absorbido y que contiene dióxido de carbono, es bombeado de vuelta al recipiente de descarga, siendo mantenida de manera autógena a lo largo del desarrollo del proceso la depresión generada por una bomba de vacío al inicio el proceso.

Preferentemente, el gas excedente, no absorbido y que contiene dióxido de carbono, es conducido de vuelta a la circulación, gracias a que es introducido

- a través del producto residual que hay que tratar, o

- directamente por encima del producto residual que hay que tratar, o

- a través del sistema de refrigeración de gas por encima del producto residual que hay que tratar, o

- dividido en una corriente parcial a través del producto residual y otra corriente parcial por encima del producto residual.

De manera adecuada se ajusta en el sistema de refrigeración de gas una temperatura la cual está por lo menos 3 y como máximo 15 K por debajo de la temperatura en el recipiente de extracción, mientras que en la parte posterior tiene lugar la refrigeración restante a 40ºC.

Puede ser ventajoso añadir al gas excedente, conducido en la circulación, desde el exterior, adicionalmente dióxido de carbono en mezcla con otros gases, por ejemplo de instalaciones de biogás.

Es favorable trabajar a una presión de 10 a 70 kPa.

Al mismo tiempo se ha demostrado como ventajoso evacuar en primer lugar a 10 a 30 kPa y aumentar entonces la presión hasta 40 a 80 kPa.

Se ha demostrado también que el procedimiento es adecuado preferentemente para el tratamiento de excrementos animales, como estiércol líquido y excrementos, en fase líquida, sin estar limitado a éste. El efecto se puede trasladar también a otros desechos industriales orgánicos, como estiércol fluido y descargas que contienen nitrógeno.

Como especialmente favorable se ha demostrado, en caso de utilización de estiércol líquido fermentado, calentarlo a presión reducida hasta 70 a 85ºC.

Al mismo tiempo, puede ser ventajoso filtrar el estiércol líquido fermentado antes de su tratamiento térmico al vacío. El estiércol líquido de descarga higienizado que queda después del tratamiento térmico puede ser rociado entonces como agua turbia, prácticamente inodora y enriquecida con compuestos de nitrógeno, en prados y campos. Las sustancias sólidas separadas mediante filtración se pueden compostar bien.

Como medio de absorción acuoso especialmente adecuado se ha demostrado una suspensión de yeso en agua con un contenido en materia sólida del 10% en masa... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para obtener abono nitrogenado a partir de productos residuales orgánicos en fase líquida, así como para higienizar residuos o reducir las emisiones mediante tratamiento térmico utilizando aditivos minerales, caracterizado porque el producto residual es calentado sin la adición de productos químicos, tales como ácidos o lejías, hasta temperaturas comprendidas entre 40ºC y 90ºC, simultáneamente la presión es evacuada, en primer lugar, de 10 a 30 kPa y a continuación, la presión es aumentada de 40 a 80 kPa, sin que se traspasen cantidades apreciables de agua, el gas que escapa y que contiene dióxido de carbono y amoniaco es refrigerado e introducido en un medio de absorción acuoso o puesto en contacto con el mismo, el abono nitrogenado formado de este modo es descargado y el gas excedente no absorbido y que contiene dióxido de carbono es conducido de vuelta al proceso, manteniendo la temperatura en el recipiente de descarga en el valor predeterminado, de manera que la depresión comprendida entre 10 y 80kPa generada al principio del proceso por una bomba de vacío es mantenida de manera autógena durante el desarrollo del proceso y el nitrógeno de amonio es retirado casi por completo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el gas excedente no absorbido y que contiene dióxido de carbono es conducido de vuelta a la circulación, en la cual es introducido

- a través del producto residual que hay que tratar, o

- directamente por encima del producto residual que hay que tratar, o

- a través del sistema de refrigeración de gas por encima del producto residual que hay que tratar, o

- dividido en una corriente parcial a través del producto residual y otra corriente parcial por encima del producto residual.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en la parte delantera del sistema de refrigeración de gas se ajusta una temperatura, la cual es por lo menos 3 y como máximo 15 K inferior a la temperatura en el recipiente de extracción, mientras que en la parte posterior tiene lugar la refrigeración restante a 40ºC.

4. Procedimiento según una o varias de la reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque al gas excedente conducido en la circulación se le añade desde fuera adicionalmente dióxido de carbono en mezcla con otros gases.

5. Procedimiento según una o varias de la reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como producto residual se utiliza estiércol líquido fermentado y éste se calienta a una presión reducida de 70 a 85ºC.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el estiércol líquido fermentado, antes de su tratamiento térmico en vacío es filtrado de manera en sí conocida y el estiércol líquido de descarga higienizado formado después del tratamiento térmico es rociado sobre prados y campos en forma de agua turbia prácticamente inodora, enriquecida con compuestos de nitrógeno, mientras que las sustancias sólidas separadas mediante el filtrado son compostadas.

7. Procedimiento según una o varias de la reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque como medio de absorción acuoso se utiliza una solución de ácido sulfúrico y/o una suspensión de yeso con un contenido en materia sólida comprendido entre el 10% en masa y el 50% en masa, siendo ésta última agitada en un contenedor de recepción y siendo retirado del recipiente el producto, que contiene cal y sulfato de amonio precipitado, del recipiente.

8. Dispositivo para obtener abono nitrogenado según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, formado por las siguientes partes esenciales

- un recipiente de extracción para el calentamiento bajo depresión (1) , -un contenedor de recepción para la reacción en fase heterogénea (2) , -un acumulador de calor para el intercambio de calor (3) , -una bomba de vacío (4) , -una bomba de agua de calefacción (5) , -un ventilador de circulación (6) , -un agitador (7) ,

así como unas tuberías en sí conocidas, unos órganos de bloqueo y unos dispositivos de medición y regulación

caracterizado porque para asegurar un proceso de circulación eficaz

- el dispositivo contiene un sistema de refrigeración de gas adicional con una columna de separación (18) ascendente y un refrigerador (19) descendente y

- unas tuberías y grifos esféricos (20, 21, 22) adicionales,

para que el gas de circulación pueda ser introducido,

-total o parcialmente, en el recipiente de extracción (1) por encima del producto residual, o -a través del sistema de refrigeración en el recipiente de alimentación (2) , o -parcialmente, en el recipiente de extracción (1) en el producto residual,

siendo introducidas las corrientes residuales, en caso de división del gas de circulación, opcionalmente en los dos 10 puntos de entrada restantes designados.