由处理辐照加氨废气产生的副产物生产肥料的方法技术

利用辐射对加了氨的、其中含有ＳＯ－［Ｘ］、ＮＯ－［Ｘ］和ＣＯ（但ＣＯ的含量低于ＳＯ－［Ｘ］浓度的十倍）的废气进行照射，以除去其中的硫酸根和硝酸根，产生一种含有硫酸铵和硝酸铵，并含氨基磺酸化合物的固体副产物。在１３０℃至２５０℃、最好在１８０℃至２５０℃的温度下，通过对副产物加热处理，可以从上述副产物中除去有毒的氨基磺酸化合物，同时能防止副产物中可用作肥料组分的硝酸铵的分解。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对辐照加氨燃烧气体时产生的固体副产物进行处理、借以脱去燃烧气体中硫酸根和硝酸根的方法，所述的固体副产物主要由硫酸铵、硝酸铵及其它们的复合物组成，并含有氨基磺酸化合物。更具体地说本专利技术涉及这样一种方法，即通过一个加热步骤，可从上述副产物中除去有毒铵基磺酸化合物，同时可防止副产物中可用作肥料组分的硝酸铵的分解。迄今为止，人们已知，利用辐射对含有硫氧化物(SOX)和/或氮氧化物(NOX)以及加有氨的燃烧气体进行照射时，得到一种固体副产物，它主要含有(NH4)2SO4、NH4NO3、(NH4)2SO4·2NH4NO3和(NH4)2SO4·3NH4NO3;通过在100至350℃下加热这种副产物，可将吸湿的硝酸铵(NH4NO3)分解成N2O、N2、O2、和H2O，并且还产生较纯的硫酸铵〔(NH4)2SO4〕，它可用作肥料〔见日本专利申请说明书NO.52-105565(105565/1977)〕。鉴于可用作肥料组分的硝酸铵会分解这一缺点，上述方法仍具有一定的改进余地。先有的工艺方法通常是这样进行的，即加入摩尔比为0.25至2倍于硫氧化物和氮氧化物的氨，然后以0.3至3.0兆拉德的辐射剂量对混合物进行照射。在上述方法(下文称之为“EBA法”)中，将氨加到燃烧气体，用辐射对混合物进行照射，以便从废气中除去硫的氧化物和氮的氧化物。1971年以来，该方法已在实验工厂以及在接近于实用的工厂得到了实施，一直到1985年中期之前，人们未对这种EBA方法的副产物是否含有氨基磺酸化合物这一问题提出疑问。然而，对最近由实验产生的副产物进行的分析表明，副产物中含若干百分比的氨基磺酸化合物。本专利技术人对这种氨基磺酸化合物的形成原因作了各种研究。本专利技术人分析了迄今为止一直在EBA方法中所采用的废气的组成以及分析了最近进行的实验方法中所采用的气体的组成，期望找到形成氨基磺酸化合物的各种原因。结果发现，实验方法中所采用的气体几乎不含CO气体，而通常所采用的气体则含有大量(5000PPm或更多)CO气体。本专利技术人提交了一件有关通过加CO气体来阻止氨基磺酸化合物形成的申请，见日本专利申请NO.61-249889(249889/1986)。于是，将CO气体加到实验方法所采用的气体中，并使该气体混合物经EBA方法处理。结果发现，当CO气体的含量为硫氧化物的十倍或十倍以上时，就不产生氨基磺酸化合物。由于氨基磺酸化合物对植物有害，按肥料控制法规，必须将肥料中的氨基磺酸化合物的含量调节到0.01%或0.01%以下(相对于肥料中的1%的氮含量而言)。在这些情况下，由于在根据EBA方法来处理不含CO气体的废气时所产生的副产物中的氮含量通常约为20%，因此若要将这种副产物用作肥料，就必须将副产物中的氨基磺酸化合物含量降至全部副产物重量的0.2%或更低。因此，本专利技术的一个主要目的是提供一种从副产物中除去氨基磺酸化合物、同时有效地收集不带氨基磺酸化合物的肥料的方法，所述的副产物是当废气经受EBA方法处理时所产生的。为此，本专利技术提供了一种方法，其中在130～250℃、最好在180～250℃的温度下，加热副产物，从而从副产物中除去氨基磺酸化合物。所述的副产物是在为了脱去废气中的硫酸根和硝酸根而用辐射法来对加有氨的废气进行照射时所产生的。本专利技术者发现，用EBA方法处理含较少量CO气体的燃烧气体时所产生的固体副产物含有较少量氨基磺酸化合物。为了找到一种从副产物中除去氨基磺酸化合物的方法，本专利技术人作了周密的研究。结果，本专利技术人发现，在130℃至250℃、最好是在180℃至250℃的温度下，将副产物加热一段较短的时间，就有可能除去氨基磺酸化合物。本专利技术是基于这一发现而完成的。本专利技术人还发现，在上述温度范围内，通过使1摩尔包含在副产物中的氨基磺酸化合物同1摩尔包含在副产物中的硝酸铵反应，便可分解所说的氨基磺酸化合物，在分解氨基磺酸化合物时，没有任何的硝酸氨被无益地分解掉。图1是在特定的温度下加热时间与氨基磺酸化合物含量之间的关系曲线图;图2是在特定的温度下加热时间与硝酸根离子含量之间的关系曲线图;图3是在200℃下将副产物加热15分钟时，副产物中氨基磺酸化合物的含量与硝酸铵对氨基磺酸化合物的摩尔比之间的关系曲线图;图4表示一个方法的实施例，该方法是将热处理步骤中产生的气体进行再循环、以便同待处理的废气相混合。图5表示一个方法的实施例，其中将待处理的废气用作加热副产物的热源。下文将详细地说明本专利技术。就应用EBA方法来处理废气的情况而言，本专利技术中所选择的待加入到废气中的氨的数量最好能保证在所形成的混合物中氨的摩尔含量为硫的氧化物和氮的氧化物的相应含量的0.25至2.0倍，并且适当的照射剂量为0.3至3.0兆拉德，与普通的EBA方法中所采用的剂量相同。本专利技术中可采用的射线种类的例子包括α射线、β射线、r射线、X射线、电子束、中子射线等。在这些射线形式中，可较为方便地使用的形式是电子束。当利用辐射照射时，废气的温度可在50至150℃的范围内。通常在50至90℃的温度下照射气体，因为在此温度范围内硫氧化物和氮氧化物的除去速率最高。最好是在照射前将氨同废气混合，然而，也可在照射过程中进行混合。从各种基本实验数据等可以推测，在EBA方法中，硫酸铵、硝酸铵和氨基磺酸化合物的形成机理是由于经照射而产生的OH、O和H2O游离基的作用。硫酸铵、硝酸铵和氨基磺酸化合物的形成可表示如下(NH4)2SO4的形成NH4NO3的形成NH2SO3NH4的形成可以认为，氨基磺酸化合物(NH2SO3NH4)的形成受到所存在的CO的抑制。从上述化学式可以看出，副产物中的硝酸铵(NH4NO3)和氨基磺酸化合物(NH2SO3NH4)的含量取决于经处理的气体中的硫氧化物和氮氧化物的浓度，当氧化氮浓度特别低时，硝酸铵对氨基磺酸化合物的摩尔比可能为1或小于1。在此情况下，如果要加热分解氨基磺酸化合物，必须添加硝酸铵。按本专利技术，在130℃至250℃下，最好是在180℃至250℃的温度下，将通过EBA方法获得的副产物加热，以分解掉副产物中的氨基磺酸化合物。加热时间取决于加热温度。适宜的加热时间如下180℃时为30分钟;200℃时为15分钟;250℃为10分钟。在加热温度超过250℃的情况下，硝酸铵要被无益地分解，也就是说，硝酸铵发生了不利的分解，使其分解的摩尔数超过了氨基磺酸化合物的摩尔数。此外，即使将加热温度提高到250℃以上，分解氨基磺酸化合物所需的时间并没有相应缩短。因此，超过250℃的加热温度是不利的。应该指出，可以在诸如粉碎式成粒机或挤压式成粒机的成粒装置中进行上述的加热操作，以使得能够同时完成氨基磺酸化合物的分解以及将所留下的肥料组分粒化。提供以下实施例是为了进一步说明本专利技术，而不是用来对专利技术进行限制。实施例1将含有硫的氧化物(900PPm)、氮的氧化物(150PPm)和一氧化碳(120PPm)、并且温度为200℃的燃烧气体冷却至70℃，将氨气加到该气体中，以使氨含量达到1950PPm(1摩尔当量)(体积)。然后，以大约900标准米3/小时的速度，使该混合物通过反应器，用静电沉积器收集通过反应形成的固体副产物。以5公斤/小时的速率得到副产物。带有待收集的副产物的废气中的硫氧化物和氮氧化物的含量分别为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能使废气中氨基磺酸化合物含量显著减少，并将其用于生产肥料的方法，包含以下步骤：将氨气通入含有ＳＯ↓［Ｘ］、ＮＯ↓［Ｘ］和ＣＯ的废气其中ＣＯ气体含量低于ＳＯ↓［Ｘ］浓度的十倍；利用辐射照射混合物，以形成含有硫酸铵、硝酸铵和氨基磺酸化合 物的固体副产物；在１３０℃至２５０℃的温度下，将所述的副产物加热一段时间，使在这段时间内足以把所述副产物中的氨基磺酸化合物分解掉并借此将其除去；得到主要由硫酸铵和硝酸铵组成的肥料。

【技术特征摘要】
JP 1987-6-29 159708/87;JP 1986-11-26 279791/864中有所叙述。用来对副产物进行热处理的装置可大致分为两种类型，第一种类型的装置是利用热空气与副产物直接接触来加热副产物，第二种类型的装置是利用热传递来间接加热副产物。虽然本发明可采用这两种装置的任何一种，但图2所展示的是第二种类型的装置。由沉积器向加热装置提供副产物，在该加热装置中采用由燃烧器所产生的热空气(200至250℃)间接地将副产物加热到180至220℃，在此温度下维持10至30分钟。这样，副产物中所含的氨基磺酸化合物即被分解掉，这时排出的副产物主要是由硫酸铵和硝酸铵所组成。把热处理所产生的气体(见表2)返回并同待处理的废气混合，以便使所产生的气体再受一次处理，如上所述，相对于废气的进料速率来说，气体产生的速率是很低的(大约为0.01%)，因而，将产生的气体同废气混合，实际上不会产生问题。应该指出，虽然在所介绍的实施例中，产生的气体皆返回到设置在冷却塔入口处的导管，但是这种气体也可以同经处理的废气(在沉积器的下游)混合，因为气体产生的速率很低，所产生的气体中的NOX和NH3的含量也是很低的。图5示出了这样一种方法的实施例，在该方法中，利用待处理的废气作为加热副产物的热源。该方法于权利要求6中有所叙述。这一实施例中的系统与图4中所示的系统的不同之处在于在这系统中，利用从冷却塔入口旁路通过的废气作为加热副产物的热空气。这系统其他部分的设备基本上与图4所示的系统中的设备相同。应予指出，当废气的温度过低，不能得到所需的热空气时，可采用所示的辅助燃烧器。在所示的系统中，虽然使废气旁路通过热交换器以便与空气进行热交换，但也可以直接将废气用作热空气。实施例7将实施例1中得到的副产物在不加水的情况下制成不同粒径的颗粒，即0.5mm、1.0mm、3mm、5mm和10mm。此后，在与实施例2相同的温度下，将粒状的产物加热。本实施例的结果，对这些不同粒径的任何一种颗粒，皆与图1和图2所示的结果相同。实施例8将实施例1中得到的副产物同水混合，以制备分别含20%和30%(重量)水的两批不同样品。用锅式成粒机将每批样品粒化，以形成具有各种粒径的粒状产物，即0.5mm、1.0mm、3mm、5mm和10mm。在100℃、120℃、130℃、150℃、180℃、200℃和250℃的不同温度下时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子充良，铃木良治，青木慎治，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]