[发明专利]用于从固体物质中回收利用易挥发的成分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在利用过热蒸汽进行干燥时从过热蒸汽中回收利用易挥发的成分的方法。

背景技术

在传统的干燥过程中，例如利用暖空气或热空气对流干燥潮湿的生物质时，由于排出空气损失了有价值的易挥发的成分，例如像芳香物质。

在储存固体或液体有机残留物时，例如像污水或粪肥时，由于挥发而损失了氨。出于多种原因这是不期望发生的。第一，氨是有价值的原材料，其合成制造是极耗费能量的。第二，氨是空气有害物质且在浓度较高时对健康有害。

对在发酵生物质用于获取沼气时遗留的作为液体或固体的残留物的发酵残留物来说存在类似的问题。在发酵时胺并未分解。来自基质的大部分氮留在发酵残留物中。通过分解过程，一部分有机溶解的氮转化为胺，从而在厌氧分解期间胺的份额甚至增大。在水溶液中，基于pH-值和温度，胺氮作为铵离子或氨存在。因此，在储存和施用发酵残留物时，存在氨气体排放增大的危险。在利用传统的干燥方法干燥发酵残留物时同样出现氨排放。

由WO2009/018997A1已知了一种用于分离易挥发物质，尤其是芳香物质的方法。其中多余的蒸汽被导入单级的冷凝器中，并在那里液化。得到的液体随后继续导入萃取装置中，以便把挥发性物质与冷凝的水分离。轻且易挥发的物质由于离心力和重力逐渐变为气相，并聚集在装置的上部部分中。借助于惰性气体，例如蒸汽（饱和蒸汽）把轻且易挥发的物质带走，并导出至冷凝器中。在那里又被冷却且浓缩。另一方面，水由此向下流动并在下方分离。

在大气压下以循环作用方式通过利用过热水蒸气进行干燥来实现从固体物质把热水排出。在干燥期间，固体物质的潮湿成分转化为气相。从固体物质吸收的湿气变为多余的蒸汽，由于在闭合的循环中气体的体积增大，该蒸汽应该从干燥室中排出。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于从固体物质中回收利用易挥发的成分的改进的方法。

根据本发明的方法的优点是，多余的蒸汽不是首先全部被液化，接着易挥发的成分通过再次过渡至气相而费力地分开，而是直接从气相分离易挥发的成分。因此，节省了再次蒸发的、能量密集的方法步骤。

此外还提出，通过精馏进行易挥发的成分的分离。通过这种热工艺以简单的方式实现了，即通过合适地选择压力和/或温度参数，在方法步骤中通过多阶段的冷凝使多个易挥发的成分同时且彼此分开地由气相分离且作为有用材料回收利用。

在根据本发明的方法的设计方案中提出，通过由气相的洗去进行易挥发物质的分离。气体洗涤器是结构上简单的工艺技术的仪器且进而可利用小的设备花费且价廉地安装。

根据本发明的方法的另一个设计方案提出，对气相进行冷凝并在添加合适的离子的情况下通过结晶进行易挥发物质的分离。首先，合适的离子在此是那些与易挥发的成分在化学反应中形成不易溶解的盐的离子。例如氨，其与浓缩的硫酸反应生成硫酸铵。如此得到的盐可以用作用于缺氮的土壤的肥料。

然而也可以设想一种离子添加物，其如此移动相平衡，即溶解在液相中的成分由于结晶而作为固体物质析出。接着该固体物质可以通过简单的机械的（分离）工艺分离。

当在利用过热的水蒸气干燥之前通过机械的方法分离液相时，根据本发明的方法更好地起作用。自由的表面水可以通过极简单的机械方法例如像沉淀、过滤或倾析从固体物质分离。在此，能量花费明显比通过蒸发进行热分离更小。在利用过热的水蒸气进行热干燥之前从固体物质可以取走的湿气越多，则对此需要的能量越少。机械的预排水减少了利用过热蒸汽干燥的成本。

有利地提出，将根据本发明的方法用于回收利用来自有机固体物质中的氨。干燥的固体物质可以有利地作为不同营养元素的来源，例如像磷、钾、钙以及基于有机物质的份额用作土壤改良剂。通过排出水份以及随之而来的体积减小明显减小了待存储和待运输的有机残留物的量。由此节省了存储和运输成本。此外，当利用超过100℃的处理温度进行干燥时可以杀死残留物中的病原体。

通过根据本发明的方法有利地分离了来自有机固体物质的氨。由此显著减小了氨排放以及进而减小了在存储或施加至土壤上时污水、粪肥、发酵残余物和淤泥的臭气污染。

当有机来源的固体物质经受生物的，优选厌氧预处理时，根据本发明的方法更好地起作用。在厌氧的降解过程中，例如像腐烂或发酵中，来自基质的氮的绝大部分留在发酵残余物中。通过降解过程有机溶解的氮的一部分移动至胺。通过根据本发明的方法把氨从固体物质分离，从而氨表现为富磷的肥料。