NL2025894B1 - Inrichting en systeem voor het verminderen van uitstoot van stikstof uit ammonium-houdende dierlijke mest - Google Patents

Abstract

Inrichting voor het verminderen van uitstoot van stikstof uit ammonium-houdende dierlijke mest, omvattende een reactoreenheid, omvattende een reactorhuis met een van de atmosfeer afgesloten binnenruimte en in de binnenruimte van het reactorhuis aangebrachte middelen voor het verhogen van een gehalte aan vrije ammoniak in een vloeibaar gedeelte van de mest; en een luchtwassereenheid, omvattende een luchtwasserhuis met een van de atmosfeer afgesloten binnenruimte en in de binnenruimte van het luchtwasserhuis aangebrachte middelen voor het afvangen van ammoniak uit de in de binnenruimte van het luchtwasserhuis aanwezige lucht, waarbij de binnenruimte van het reactorhuis en de binnenruimte van het luchtwasserhuis onderling in fluïdumverbinding staan via een eerste luchtleiding en een van de eerste luchtleiding gescheiden tweede luchtleiding, en waarbij de inrichting luchtverplaatsingsmiddelen omvat, waarbij de luchtverplaatsingsmiddelen zijn ingericht om een luchtstroom tussen de binnenruimte van het reactorhuis en de binnenruimte van het luchtwasserhuis op te wekken, zodanig dat lucht via de eerste luchtleiding van de binnenruimte van het reactorhuis naar de binnenruimte van het luchtwasserhuis stroomt en via de tweede luchtleiding van de binnenruimte van het luchtwasserhuis naar de binnenruimte van het reactorhuis stroomt.

Description

Inrichting en systeem voor het verminderen van uitstoot van stikstof uit ammonium- houdende dierlijke mest De onderhavige uitvinding heeft betrekking op cen inrichting voor het verminderen van uitstoot van stikstof uit ammonium-houdende dierlijke mest. Voorts heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een systeem voor het verminderen van uitstoot van stikstof uit ammonium-houdende dierlijke mest. Inrichtingen en systemen voor het verminderen van uitstoot van stikstof uit ammonium- houdende dierlijke mest zijn als zodanig bekend. Een bekend voorbeeld hiervan is een zogeheten luchtwasser die doorgaans in rechtstreekse fluidumverbinding staat met een binnenruimte van een veestal.

Een dergelijke luchtwasser “filtert” ammoniak uit de lucht van de veestal, die door de in de veestal aanwezige ammonium-houdende dierlijke mest in de lucht is terechtgekomen. De luchtwasser bestaat uit een filterpakket omvattende een poreus dragermateriaal waar de lucht uit de veestal doorheen wordt geleid. Van bovenaf wordt het pakket dragermateriaal middels sproeiers met zogeheten waswater bevochtigd en dit waswater wordt met een pomp gerecirculeerd en weer van bovenaf op het filterpakket gesproeid. Op deze manier wordt de lucht in contact gebracht met het waswater en kan de ammoniak oplossen in het waswater.

Een nadeel van het gebruik van een luchtwasser volgens de stand van de techniek is echter dat de luchtwasser enkel de ammoniak en fijnstof uit stallacht verwijdert voordat de lucht de stal verlaat. De daardoor gerealiseerde vermindering in uitstoot van stikstof laat veelal te wensen over.

Het is een derhalve doel van de onderhavige uitvinding om uitstoot van stikstof uit ammonium-houdende dierlijke mest verder te verlagen.

Daartoe voorziet de onderhavige uitvinding volgens een eerste aspect daarvan in een inrichting voor het verminderen van uitstoot van stikstof uit ammonium-houdende dierlijke mest, omvattende een reactoreenheid, omvattende een reactorhuis met een van de atmosfeer afgesloten binnenruimte en in de binnenruimte van het reactorhuis aangebrachte middelen voor het verhogen van een gehalte aan vrije ammoniak in een vloeibaar gedeelte van de mest; en een tuchtwassereenheid, omvattende een luchtwasserhuis met een van de atmosfeer afgesloten binnenruimte en in de binnenruimte van het luchtwasserhuis aangebrachte middelen voor het afvangen van ammoniak uit de in de binnenruimte van het luchtwasserhuis aanwezige bucht, waarbij de binnenruimte van het reactorhuis en de binnenruimte van het luchtwasserhuis onderling in fluïdumverbinding staan via een eerste luchtleiding en een van de eerste luchtleiding gescheiden tweede luchtleiding, en waarbij de inrichting luchtverplaatsingsmiddelen omvat, waarbij de fuchtverplaatsingsmiddelen zijn ingericht om een luchtstroom tussen de binnenruimte van het reactorhuis en de binnenruimte van het luchtwasserhuis op te wekken, zodanig dat lucht via de eerste luchtleiding van de binnenruimte van het reactorhuis naar de binnenruimte van het luchtwasserhuis stroomt en via de tweede luchtleiding van de binnenruimte van het luchtwasserhuis naar de binnenruimte van het reactorhuis stroomt. Met de reactoreenheid wordt het vloeibare gedeelte van de mest zodanig behandeld dat een evenwicht in de evenwichtsreactie: NH," + OH <=> NH; + H.O zodanig verschuift dat ammoniak uit de ammonium-houdende dunne fractie wordt vrijgemaakt. Vervolgens wordt de vrijgekomen ammoniak met behulp van de luchtverplaatsingsmiddelen via de eerste luchtleiding naar de binnenruimte van het luchtwasserhuis verplaatst. De daarin verschafte middelen vangen de ammoniak uit de lucht af, op een zodanige wijze dat het evenwicht in de hierboven genoemde evenwichtsreactie terug de andere kant opschuift. De met behulp van de tuchtverplaatsingsmiddelen opgewekte luchtstroom verplaatst vervolgens de “gewassen” lucht, dat wil zeggen de in het lachtwasserhuis behandelde lucht die van ammoniak ontdaan is, via de tweede luchtleiding terug naar de binnenruimte van het reactorhuis. Met behulp van de inrichting wordt derhalve de mest behandeld en niet enkel de lucht in de veestal. Met andere woorden, door in een afgesloten ruimte het ammoniumgehalte in de mest actief te reduceren en de daarbij vrijkomende ammoniak af te vangen wordt voorkomen dat de in de veestal aanwezige mest alsnog een hoge stikstofuitstoot veroorzaakt bij de verdere verwerking van de mest buiten de veestal en/of bij het openen van de veestal. Dientengevolge neemt de ammoniakuitstoot en daarmee de stikstofuitstoot af. Directe ammoniakemissie naar de atmosfeer alsook naar het grond- en oppervlaktewater wordt hierdoor gereduceerd.

Bij voorkeur is de inrichting aangesloten op een scheider voor het van een vast gedeelte van de mest scheiden van een vloeibaar gedeelte van de mest, alvorens het vloeibare gedeelte van de mest door de inrichting wordt behandeld. Het vaste gedeelte kan daarnaast in een afgesloten ruimte worden opgeslagen, alvorens het wordt verwerkt op een te bewerken land. Een bijzonder voordeel daarvan is dat de stikstofuitstoot in de veestal daarmee verder wordt verminderd, daar het vaste gedeelte van de in de veestal uitgescheiden mest uit de veestal is verwijderd. Het effect van verminderde stikstofuitstoot is dan tweeërlei. Enerzijds wordt het ammoniumgehalte in het vloeibare gedeelte van de mest gereduceerd zonder dat daarbij ammoniak naar de buitenlucht wordt uitgestoten. Anderzijds wordt het vaste gedeelte van de mest in een van de veestal afzonderlijke opslagruimte opgeslagen.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de middelen voor het verhogen van een gehalte aan vrije ammoniak in het vloeibare gedeelte van de mest ten minste één van middelen voor het verhogen van de pH-waarde van het vloeibare gedeelte van de mest, middelen voor het verhogen van een ammoniumconcentratie in het vloeibare gedeelte van de mest en middelen voor het verhogen van een temperatuur van het vloeibare gedeelte van de mest. Hoewel met elk van de middelen het ammoniumgehalte in het vloeibare gedeelte van de mest wordt verminderd, hebben de middelen voor het verhogen van de pH-waarde van het vloeibare gedeelte van de mest als bijzonder voordeel dat er geen warmte-energie door de inrichting aan het vloeibare gedeelte van de mest door de toegevoerd, waardoor de inrichting energiezuinig is.

De middelen voor het verhogen van de pH-waarde van het vloeibare gedeelte van de mest kunnen middelen voor het toevoegen van een base aan het vloeibare gedeelte van de mest omvatten.

De base kan ten minste één van calciumhydroxide, natriumhydroxide en kaliumhydroxide omvatten.

De middelen voor het toevoegen van een base kunnen een basepomp omvatten.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de reactoreenheid voorts een oppervlakte- vergrotingselement omvat dat is ingericht om een blootstellingsoppervlak van het vloeibare gedeelte van de mest te vergroten, dat aan de lucht van de luchtstroom wordt blootgesteld dat door de luchtverplaatsingsmiddelen wordt opgewekt, door het vloeibare gedeelte van de mest door het opperviaktevergrotingselement heen te geleiden.

Het oppervlaktevergrotingselement kan een poreus element omvatten, waar het vloeibare gedeelte van de mest doorheen wordt geleid.

Het oppervlaktevergrotingselement kan voorts in verbinding staan met de middelen voor het verhogen van het vrije gehalte aan ammoniak in het vloeibare gedeelte van de mest, zodanig dat het vloeibare gedeelte van de mest dat door het oppervlaktevergrotingselement heen wordt geleid wordt onderworpen aan de bewerking van de middelen voor het verhogen van het vrije gehalte aan ammoniak.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting voorts een mestsproeileiding die is ingericht om het vloeibare gedeelte van de mest op een bovenoppervlak van het opperviaktevergrotingselement aan te brengen, zodanig dat het vloeibare gedeelte van de mest zich onder invloed van de zwaartekracht door het oppervlaktevergrotingselement beweegt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting voorts een mestreservoir dat onder het oppervlaktevergrotingselement is aangebracht teneinde het door het oppervlaktevergrotingselement heen geleide vloeibare gedeelte van de mest op te vangen en/of op te slaan, zodat een zich in het mestreservoir bevindende vloeibare mestsamenstelling ammoniumarm is.

Bij voorkeur zijn de middelen voor het verhogen van een gehalte aan vrije ammoniak in een vloeibaar gedeelte van de mest en het oppervlaktevergrotingselement zodanig ingericht, dat de ammoniumconcentratie met ten minste 50% wordt gereduceerd.

Met meer voorkeur omvat de inrichting voorts een pomp voor het door het opperviaktevergrotingselement recirculeren van de zich in het mestreservoir bevindende vloeibare samenstelling door de vloeibare samenstelling naar de bovenzijde van het oppervlaktevergrotingselement te pompen teneinde de vloeibare samenstelling door het oppervlaktevergrotingselement heen te geleiden. Indien wordt vastgesteld dat het ammoniumgehalte in de vloeibare samenstelling onvoldoende is gereduceerd, dat wil zeggen met minder dan 50%, dan wordt de opgevangen samenstelling met behulp van de pomp omhoog gepompt en weer vanaf een bovenzijde van de inrichting door het oppervlakte vergrotingselement heen geleid, alwaar de vloeibare samenstelling wordt onderworpen aan de bewerking van de middelen voor het verhogen van het vrije gehalte aan ammoniak. Dit gebeurt net zolang totdat het ammoniumgehalte in de vloeibare mestsamenstelling is gereduceerd met ten minste 50%.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is een zich in de binnenruimte van het reactorhuis uitmondende opening van de eerste luchtleiding aan cen eerste zijde van de binnenruimte van het reactorhuis is aangebracht en een zich in de binnenruimte van het reactorhuis uitmondende opening van de tweede luchtleiding aan een tweede zijde van de binnenruimte van het werkhuis is aangebracht, waarbij de eerste zijde en de tweede zijde van de binnenruimte van het reactorhuis in hoofdzaak tegenover elkaar liggen.

Het oppervlaktevergrotingselement kan tussen de eerste zijde en de tweede zijde van de binnenruimte van het reactorhuis zijn aangebracht.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de middelen voor het afvangen van ammoniak een filterelement, waar de in de binnenruimte van het luchtwasserhuis aanwezige lucht doorheen wordt geleid, en een waswatersproeileiding die is ingericht om waswater op cen bovenoppervlak van het filterelement aan te brengen, zodanig dat het waswater zich onder invloed van de zwaartekracht door het filterelement beweegt.

Het waswater kan water met zuur en/of water met bacteriën omvatten.

Het zuur kan salpeterzuur en/of zwavelzuur omvatten.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het filterelement van onregelmatige gaten voorziene kunststof elementen.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting voorts een waswaterreservoir dat onder het filterelement is aangebracht teneinde het door het filterelement heen geleide waswater op te vangen en/of op te slaan, zodat zich in het waswaterreservoir bevindend water ammoniumrijk is.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is een zich in de binnenruimte van het luchtwasserhuis uitmondende opening van de tweede luchtleiding aan een eerste zijde van de binnenruimte van het luchtwasserhuis aangebracht en is een zich in de binnenruimte van het luchtwasserhuis uitmondende opening van de eerste luchtleiding aan een tweede zijde van de binnenruimte van het luchtwasserhuis aangebracht, waarbij de eerste zijde en de tweede zijde van de binnenruimte van tuchtwasserhuis in hoofdzaak tegenover elkaar liggen. 5 Het filterelement kan tussen de eerste zijde en de tweede zijde van de binnenruimte van het luchtwasserhuis zijn aangebracht. Volgens een tweede aspect voorziet de onderhavige uitvinding in een systeem voor het verminderen van uitstoot van stikstof uit ammonium-houdende dierlijke mest, omvattende een reservoir voor het daarin opvangen van uitgescheiden dierlijke mest, mestverplaatsingsmiddelen om in het reservoir opgevangen mest uit het reservoir te verwijderen, een scheider die is ingericht om een vast gedeelte van door de mestverplaatsingsmiddelen verwijderde mest te scheiden van een vloeibaar gedeelte van de verwijderde mest, en de inrichting volgens een van de hierboven beschreven voorkeursuitvoeringsvormen, waarbij de reactoreenheid van de inrichting zodanig met de scheider in fluidumverbinding staat, dat het gehalte aan vrije ammoniak in het door de scheider gescheiden vloeibare gedeelte van de verwijderde mest door de inrichting wordt verhoogd teneinde de ammoniumconcentratie in het vloeibare gedeelte van de verwijderde mest te verlagen.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het systeem voorts tussen het mestreservoir van de inrichting en het reservoir aangebrachte middelen die zijn ingericht om een zich in het mestreservoir bevindende ammoniumarme vloeibare mestsamenstelling in het reservoir in te brengen. Hiermee wordt het mogelijk gemaakt om de in het reservoir aanwezige mest te verdunnen met een ammoniumarme mestsamenstelling, zodanig dat de ammoniumconcentratie van de in het reservoir aanwezige mestsamenstelling drastisch wordt verminderd. De uitstoot van stikstof wordt op deze wijze nog verder gereduceerd. Dit is bijzonder voordelig.

Samengevat wordt de uitstoot op drie complementaire wijzen gereduceerd: door (i) het verwijderen van het vaste gedeelte van de mest, (ii) het verlagen van de ammoniumconcentratie in het vloeibare gedeelte van de mest en (iii) het met de ammoniumarme vloeibare mestsamenstelling verdunnen van de in het reservoir aanwezige mest, zodanig dat de ammoniumconcentratie van de mest in het reservoir wordt verminderd.

Als gevolg hiervan neemt de ammoniakuitstoot en derhalve de stikstofuitstoot uit de in het reservoir aanwezige mest af. Directe ammoniakemissie naar de atmosfeer alsook naar het grond- en oppervlaktewater wordt hierdoor gereduceerd. Tevens zorgt de verdunning door het in het reservoir inbrengen van de ammoniumarme vloeibare mestsamenstelling in een reductie van de ammoniakuitstoot bij het uitrijden van de in het reservoir aanwezige mest over het land. Belangrijk om te vermelden is dat de mest in het reservoir wordt verdund met een vloeibaar gedeelte van de mest die reeds in het reservoir aanwezig was en met behulp van de inrichting volgens de uitvinding ammoniumarm is geworden.

Bij voorkeur wordt de ammoniumconcentratie in het vloeibare gedeelte van de mest met behulp van de inrichting met ten minste 50% gereduceerd.

Met meer voorkeur wordt de ammoniumconcentratie in het vloeibare gedeelte van de mest met behulp van de inrichting met 50- 80% gereduceerd.

Hoewel het reduceren van het ammoniumgehalte met meer dan 80% als voordeel heeft dat de behandelde mest nog minder stikstofuitstoot veroorzaakt. heeft dit als nadeel dat het realiseren van een dergelijke reductie zodanig veel tijd en/of energie kost, dat het weinig rendabel is.

Als alternatief kan de in het reservoir aanwezige mest worden verdund met een andere IO vloeistof, zoals water.

Verdunnen met de ammoniumarme vloeibare mestsamenstelling heeft echter als bijzonder voordeel dat de opvangcapaciteit van het reservoir grotendeels behouden blijft, daar er geen vloeistof wordt toegevoegd maar enkel een deel van de reeds in het reservoir aanwezig zijnde mest wordt ingebracht in het reservoir, nadat deze behandeld is onder gebruikmaking van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het reservoir een onder een vloer van een veestal aangebrachte mestkelder en/of een al dan niet naast de veestal aangebrachte mestsilo.

De onderhavige uitvinding wordt voorts toegelicht aan de hand van de volgende figuren, die voorkeursuitvoeringsvormen van de inrichting en de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding tonen en niet bedoeld zijn om de beschermingsomvang van de uitvinding op enigerlei wijze te beperken, waarbij: - figuur 1 een perspectivisch aanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding toont; - figuur 2 een bovenaanzicht van de in figuur 1 getoonde voorkeursuitvoeringsvorm laat zien; - figuur 3 een vooraanzicht van de in figuur 1 getoonde voorkeursuitvoeringsvorm toont; - figuur 4 een zijaanzicht van de in figuur 1 getoonde voorkeursuitvoeringsvorm laat zien; - figuur 5 in vooraanzicht een dwarsdoorsnede van de figuren 1 tot en met 4 getoonde voorkeursuitvoeringsvorm langs de in figuur 2 weergegeven doorsnedelijn A-A toont; - figuur 6 in zijaanzicht een dwarsdoorsnede van de figuren 1 tot en met 4 getoonde voorkeursuitvoeringsvorm langs de in figuur 2 weergegeven doorsnedelijn B-B laat zien; - figuur 7 een schematisch perspectivisch aanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van het systeem volgens de onderhavige uitvinding toont.

De inrichting 1 bestaat uit een reactoreenheid 10 en een luchtwassereenheid 20. De reactoreenheid 10 en de luchtwassereenheid 20 bestaan respectievelijk uit een reactorhuis 11 en een luchtwasserhuis 21, die elk een binnenruimte 12, 22 hebben die naar de buitenlucht is afgesloten, In de binnenruimte 12 van het reactorhuis 11 bevindt zich een poreus element 13, omvattende een kolom van uit kunststof vervaardigd filtermateriaal, ook wel structuurpakking genaamd, met een contactoppervlak van 100 m? per kubieke meter filtermateriaal.

De kolom heeft een hoogte van maximaal 2,7 m en een dikte van maximaal 0,9 m.

Voorts bevindt zich in de binnenruimte 12 van het reactorhuis 11 een sproeileiding 14 voor het van bovenaf op het poreuze element 13 aanbrengen van een hoeveelheid van een vloeibaar gedeelte van uitgescheiden dierlijke mest, ook wel de dunne fractie genoemd.

Deze dunne fractie wordt verkregen door middel van een scheider, waarmee een vloeibaar gedeelte van de uitgescheiden dierlijke mest van een vast gedeelte van de uitgescheiden dierlijke mest kan worden gescheiden.

Het vaste gedeelte wordt ook wel de dikke fractie genoemd.

Door de dunne fractie middels de sproeileiding 14 bovenop het poreuze element 13 aan te brengen, sijpelt de dunne fractie door het poreuze element 13, die door zijn grote contactoppervlak van 100 m? per kubieke meter het contactoppervlak of blootstellingsoppervlak van de dunne fractie, waarmee de dunne fractie aan de in de binnenruimte 12 van het reactorhuis 11 aanwezige lucht wordt blootgesteld, aanzienlijk vergroot.

Tegelijkertijd wordt aan het poreuze materiaal van het poreuze element 13 een base toegevoegd teneinde de pH-waarde van de dunne fractie te verhogen.

Op deze wijze verschuift het evenwicht in de evenwichtsreactie: NH, + OH <=> NH; + HO zodanig dat ammoniak uit de ammonium-houdende dunne fractie wordt vrijgemaakt.

Onder het poreuze element 13 bevindt zich een mestreservoir 16 voor het opvangen van de door het poreuze element 13 heen geleide dunne fractie die door het toevoegen van de base een lagere ammoniumconcentratie heeft verkregen.

In dit mestreservoir 16 bevindt zich dus ammonumarme dunne fractie.

Bij voorkeur wordt de ammoniumconcentratie met ten minste 50% gereduceerd.

Indien het ammoniumgehalte onvoldoende is gereduceerd, dat wil zeggen met minder dan 50%, dan wordt de opgevangen dunne fractie omhoog gepompt en weer vanaf een bovenzijde van de inrichting door het poreuze element 13 heen geleid, waaraan de base wordt toegevoerd.

Dit gebeurt net zolang totdat het ammoniumgehalte is gereduceerd met ten minste 50%. De door de base vrijgemaakte ammoniak komt in de lucht terecht die zich in het poreuze element 13 bevindt en wordt met behulp van een ventilator 31 via een heenleiding 32 tussen de binnenruimte 12 van het reactorhuis 11 en de binnenruimte 22 van het luchtwasserhuis 21 naar de binnenruimte 22 van het luchtwasserhuis 21 getransporteerd.

De ventilator 31 is zodanig ingericht en aangebracht dat in de binnenruimte 12 van het reactorhuis 11 een luchtstroom ontstaat die van een eerste lange bimenzijde 17 van het reactorhuis 11 via het poreuze element 13 naar een tweede lange zijde 18 van het reactorhuis 11 voert, alwaar de heenleiding 32 in verbinding staat met de binnenruimte 12 van het reactorhuis 11.

Als alternatief voor of in toevoeging op het toevoegen van een base aan de dunne fractie in het poreuze element 13 kan de dunne fractie eveneens worden behandeld met warmte, zodat een temperatuur van de dunne fractie toeneemt. Op deze wijze wordt eveneens ammoniak uit de ammonium-houdende dunne fractie vrijgemaakt, Echter, het toevoegen van een base aan de dunne fractie om het ammoniumgehalte te reduceren heeft als voordeel dat het energieverbruik van de IO inrichting | laag is, door dat er geen warmte aan de dunne fractie hoeft te worden toegevoerd.

In de reactoreenheid 10, ook wel de verdampereenheid genoemd, wordt derhalve door verhoging van de pH-waarde of de temperatuur van de dunne fractie het ammonium en derhalve de stikstof in de dunne fractie omgezet in ammoniak, welke in de gasfase terechtkomt. De lucht in de binnenruimte 12 van het reactorhuis Il wordt vervolgens via de heenleiding 32 naar de luchtwassereenheid 20, ook wel afgekort luchtwasser genoemd, getransporteerd. In de luchtwassereenheid 20 reageert de in de lucht aanwezig ammoniak met een zuur, zoals zwavelzuur of salpeterzuur, tot respectievelijk vloeibaar ammoniumsulfaat of ammoniumnitraat. Deze stoffen kunnen worden gebruikt of verkocht als kunstmest en kunnen worden opgeslagen in een bij de tuchtwassereenheid geplaatste silo (niet getoond). Deze kunstmest kan vanzelfsprekend worden ingezet voor eigen gebruik of worden verkocht.

De uit het reactorhuis 11 afkomstige ammoniakrijke lucht wordt vervolgens door een chemische wasser 23 in de binnenruimte 22 van het luchtwasserhuis 21 van de luchtwassereenheid 20 geleid om de ammoniak aldaar af te vangen. De chemische wasser 23 is daartoe opgebouwd uit een kolom van uit kunststof vervaardigd filtermateriaal, ook wel structuurverpakking of filterpakket genoemd, met een contactoppervlak van 100 m? werkelijke meter filtermateriaal en een hoogte van maximaal 2,7 m en een dikte van maximaal 0,9 m. De capaciteit van het filterpakket is maximaal 6522 m? lucht per uur per vierkante meter aanstroomoppervlak. Voor het uit de lucht filteren van de ammoniak wordt zogeheten waswater, omvattende water met een zuur of water met bacteriën, middels een sproeileiding 24 aan de bovenzijde van het filterpakket in het filterpakket ingebracht en door het filterpakket heen geleid. Op deze wijze verschuift het evenwicht in de evenwichtsreactie: NH," +OH <=> NH; + H,0 zodanig dat ammoniak uit de ammoniakrijke lucht in het waswater wordt afgevangen en het waswater derhalve ammonium-houdend wordt. Onder het filterpakket van de luchtwassereenheid bevindt zich een waswaterreservoir 26 voor het opvangen van het door filtermateriaal van de structuur heen geleide waswater dat door het passeren van de ammoniakrijke lucht een verhoogde ammoniumconcentratie heeft verkregen. In dit waswaterreservoir 26 bevindt zich dus ammoniumrijk water met zuur, in het bijzonder vloeibare ammoniumsulfaat of ammoniumnitraat.

De ventilator 31 zorgt er vervolgens voor dat de uit het filterpakket van de chemische wasser 23 van de luchtwassereenheid 20 afkomstige ammoniakarme lucht, dat wil zeggen gefilterde lucht, via een retourleiding 33 naar de binnenruimte 12 van het reactorhuis 11 van de reactoreenheid 10 stroomt, die deze binnenruimte 12 binnenkomt die naar een zijde van het poreuze element/het filterpakket van de reactoreenheid 10 is toegekeerd die tegenover de zijde van het poreuze element/het filterpakket van de reactoreenheid 10 ligt die naar de uitmondopening van de heenleiding 32 is toegekeerd. De heenleiding 32 omvat voorts tussen de reactoreenheid 10 en de luchtwassereenheid 20 een aftappunt 34 voor het aftappen van lucht uit de luchtstroom in de heenleiding 32 tussen de reactoreenheid 10 en de luchtwassereenheid 20 in de richting van de tuchtwassereenheid 20.

Zowel de reactoreenheid 10 als de luchtwassereenheid 20 hebben aan hun voorzijde een besturingsruimte 19, 29 voor het besturen van respectievelijk de reactoreenheid 10 of verdampereenheid en de luchtwassereenheid 20. Tevens omvat de inrichting 1 een centrale processor {niet getoond) waar gegevens van de luchtwassereenheid 20 worden geregistreerd alsmede de meetgegevens van metingen aan de toegevoegde base en de meetgegevens van metingen aan de pH-waarde van het filterpakket van zowel de reactoreenheid 10 als de tuchtwassereenheid 20. Tevens wordt ook de pH-waarde van uit de reactoreenheid 10 afgevoerde ammoniakarme dunne fractie bijgehouden, die geen pH-waarde mag hebben die hoger is dan 8.

De inrichting 1 stelt dus in staat om de ammoniumconcentratie in dierlijke mest op drastische wijze te verlagen zonder dat ammoniak aan de buitenlucht worden afgegeven, zodat een ammoniakuitstoot en derhalve stikstofuitstoot uit de dierlijke mest drastisch kan worden teruggedrongen.

Na verwerking van de mest blijven er dus twee mestsamenstellingen over, dat wil zeggen een vaste mestsamenstelling, de dikke fractie, met een hoge concentratie aan organische stof en een vloeibare mestsamenstelling, de dunne fractie, met een lage concentratie aan ammonium, In toevoeging daarop blijft er een tevens zure vloeibare fractie over, die kan worden gebruikt voor het produceren van kunstmest. Doordat het reduceren van het ammoniumgehalte in de dunne fractie in afgesloten ruimten plaatsvindt, treedt er geen uitstoot van ammoniak op.

Samengevat kan de dikke fractie met de hoge concentratie aan organische kan worden opgeslagen en worden uitgereden op eigen land en/of worden verkocht. De zure vloeibare fractie die overblijft als gevolg van het “wassen” van de ammoniakrijke lucht in inrichting, omvattende ammoniumnitraat of ammoniumsulfaat, kan worden gebruikt voor het produceren van kunstmest.

De ammoniumarme / stikstofarme dunne fractie kan tevens worden uitgereden eigen land of worden ingezet voor een verdere verlaging van de stikstofuitstoot. Dit wordt in het hiernavolgende beschreven.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van een systeem 2 volgens de onderhavige uitvinding, zoals getoond in figuur 7, is de inrichting 1 verbonden met een onder een vloer 41 van een veestal 40 aangebrachte mestkelder 42. Met de mestkelder 42 zijn middelen 43 verbonden voor het verwijderen van de daarin aanwezige mest en voor het transporteren van verwijderde mest naar een scheider 44. De scheider 44 is ingericht om een vast gedeelte van de verwijderde mest te scheiden van een vloeibaar gedeelte van de verwijderde mest. Het vaste gedeelte, met andere woorden de dikke fractie, wordt vervolgens uit de scheider van een transportleiding 45 naar een opslagreservoir 46 getransporteerd voor opslag daarin, Het vloeibare gedeelte, met andere woorden de dunne fractie, wordt vervolgens middels een transportleiding 47 naar de reactoreenheid 10 van de inrichting 1 getransporteerd. Aldaar wordt de dunne fractie door het filterpakket van de reactoreenheid 10 geleid, waardoor de ammoniumconcentratie in de dunne fractie wordt verlaagd {5 en het ammoniakgehalte in de lucht in het reactorhuis 11 van de reactoreenheid 10 wordt verhoogd. Vervolgens wordt de ammoniakrijke lucht naar de luchtwassereenheid 20 geleid, alwaar de ammoniak reageert met het waswater. Het ammonivnwijke waswater wordt opgevangen in waswaterreservoir 26 van de fuchtwassereenheid 20 en kan vervolgens worden getransporteerd via een leiding 49 naar een silo voor opslag. Deze vloeibare fractie bevat ammoniumsulfaat of ammoniumnitraat en kan worden gebruikt als kunstmest of voor de productie van kunstmest.

De door het filterpakket van de reactoreenheid 10 heen geleide dunne fractie wordt opgevangen in het mestreservoir 16, zodat in dat mestreservoir 16 zich een ammoniumarme vloeibare mestsamenstelling bevindt. Het mestreservoir 16 is vervolgens via een leiding 48 verbonden met de mestkelder 42 zodat de ammoniumarme vloeibare mestsamenstelling naar de mestkelder 42 kan worden getransporteerd. Op deze wijze kan de in de mestkelder 42 aanwezige mest worden verdund met de ammoniumarme vloeibare mestsamenstelling, hetgeen bijdraagt aan een drastische reductie van de stikstofuitstoot uit de mestkelder 42. Het effect daarvan is tweeërlei. Enerzijds wordt de stikstofuitstoot verminderd door het verwijderen van de dikke fractie en het verarmen van de ammoniumconcentratie in de dunne fractie. Anderzijds wordt de stikstofuitstoot verder verminderd door het inbrengen van het ammonium de dunne fractie in de mestkelder 42 waardoor de in de mestkelder 42 aanwezige mest zodanig wordt verdund, dat de ammoniumconcentratie van de totale hoeveelheid in de mestkelder 42 aanwezige mest wordt verlaagd.

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de getoonde uitvoeringsvormen, doch strekt zich tevens uit tot andere uitvoeringsvormen vallende binnen de beschermingsomvang van de bijgevoegde conclusies.

Claims (22)

1. Conclusies {. Inrichting voor het verminderen van uitstoot van stikstof uit ammonium-houdende dierlijke mest, omvattende: een reactoreenheid, omvattende een reactorhuis met een van de atmosfeer afgesloten binnenruimte, en in de binnenruimte van het reactorhuis aangebrachte middelen voor het verhogen van een gehalte aan vrije ammoniak in een vloeibaar gedeelte van de mest; en een luchtwassereenheid, omvattende een luchtwasserhuis met een van de atmosfeer afgesloten binnenruimte; en in de binnenruimte van het luchtwasserhuis aangebrachte middelen voor het afvangen van ammoniak uit de in de binnenruimte van het luchtwasserhuis aanwezige lucht, waarbij de binnenruimte van het reactorhuis en de binnenruimte van het luchtwasserhuis onderling in fluïdumverbinding staan via een eerste luchtleiding en een van de eerste luchtleiding gescheiden tweede luchtleiding, en waarbij de inrichting lachtverplaatsingsmiddelen omvat, waarbij de luchtverplaatsingsmiddelen zijn ingericht om een luchtstroom tussen de binnenruimte van het reactorhuis en de binnenruimte van het luchtwasserhuis op te wekken, zodanig dat lacht via de eerste luchtleiding van de binnenruimte van het reactorhuis naar de binnenruimte van het luchtwasserhuis stroomt en via de tweede luchtleiding van de binnenruimte van het luchtwasserhuis naar de binnenruimte van het reactorhuis stroomt.
2. 2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de middelen voor het verhogen van een gehalte aan vrije ammoniak in het vloeibare gedeelte van de mest ten minste één van de volgende middelen omvattende: - middelen voor het verhogen van de pH-waarde van het vloeibare gedeelte van de mest; - middelen voor het verhogen van een ammoniumconcentratie in het vloeibare gedeelte van de mest; en

   - middelen voor het verhogen van een temperatuur van het vloeibare gedeelte van de mest.
3. 3. Jnrichting volgens conclusie 2, waarbij de middelen voor het verhogen van de pH-waarde van het vloeibare gedeelte van de mest middelen voor het toevoegen van een base aan het vloeibare gedeelte van de mest omvatten.
4. 4, Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de base ten minste één van calciumhydroxide, natriumhydroxide en kaliumhydroxide omvat.
5. 5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, waarbij de middelen voor het toevoegen van een base een basepomp omvatten.
6. 6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de reactoreenheid voorts een oppervlaktevergrotingselement omvat dat is ingericht om een blootstellingsoppervlak van het vloeibare gedeelte van de mest te vergroten, dat aan de lacht van de luchtstroom wordt blootgesteld dat door de luchtverplaatsingsmiddelen wordt opgewekt, door het vloeibare gedeelte van de mest door het oppervlaktevergrotingselement heen te geleiden.
7. 7. lorichting volgens conclusie 6, waarbij het oppervlaktevergrotingselement een poreus element omvat, waar het vloeibare gedeelte van de mest doorheen wordt geleid.
8. 8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, waarbij het oppervlaktevergrotingselement in verbinding staat met de middelen voor het verhogen van het vrije gehalte aan ammoniak in het vloeibare gedeelte van de mest, zodanig dat het vloeibare gedeelte van de mest dat door het oppervlaktevergrotingselement heen wordt geleid wordt onderworpen aan de bewerking van de middelen voor het verhogen van het vrije gehalte aan ammoniak.
9. 9. Inrichting volgens conclusie 6, 7 of 8, voorts omvattende een mestsproeileiding die is ingericht om het vloeibare gedeelte van de mest op een bovenoppervlak van het oppervlaktevergrotingselement aan te brengen, zodanig dat het vloeibare gedeelte van de mest zich onder invloed van de zwaartekracht door het oppervlaktevergrotingselement beweegt.
10. 10. Inrichting volgens een van de conclusies 6 tot en met 9, voorts omvattende een mestreservoir dat onder het oppervlaktevergrotingselement is aangebracht teneinde het door het oppervlaktevergrotingselement heen geleide vloeibare gedeelte van de mest op te vangen en/of op te slaan, zodat een zich in het mestreservoir bevindende vloeibare mestsamenstelling ammoniumarm is.
11. 11. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een zich in de binnenruimte van het reactorhuis uitmondende opening van de eerste luchtleiding aan een eerste zijde van de binnenruimte van het reactorhuis is aangebracht en een zich in de binnenruimte van het reactorhuis uitmondende opening van de tweede luchtleiding aan een tweede zijde van de binnenruimte van het werkhuis is aangebracht, waarbij de eerste zijde en de tweede zijde van de binnenruimte van het reactorhuis in hoofdzaak tegenover elkaar liggen.
12. 12. Inrichting volgens conclusie 11, waarbij het oppervlaktevergrotingselement tussen de eerste zijde en de tweede zijde van de binnenruimte van het reactorhuis is aangebracht.
13. 13. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de middelen voor het afvangen van ammoniak een filterelement omvatten, waar de in de binnenruimte van het luchtwasserhuis aanwezige lucht doorheen wordt geleid, en een waswatersproeileiding die is ingericht om waswater op een bovenoppervlak van het filterelement aan te brengen, zodanig dat het waswater zich onder invloed van de zwaartekracht door het filterelement beweegt.
14. 14. Inrichting volgens conclusie 13, waarbij het waswater water met zuur en/of water met bacteriën omvat.
15. 15. Inrichting volgens conclusie 14, waarbij het zuur salpeterzuur en/of zwavelzuur omvat.
16. 16. Inrichting volgens conclusie 13, 14 of 15, waarbij het filterelement van onregelmatige gaten voorziene kunststof elementen omvat.
17. 17. Inrichting volgens een van de conclusies 13 tot en met 16, voorts omvattende een waswaterreservoir dat onder het filterelement is aangebracht teneinde het door het filterelement heen geleide waswater op te vangen en/of op te slaan, zodat zich in het waswaterreservoir bevindend water ammoniumrijk is.
18. 18. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een zich in de binnenruimte van het luchtwasserhuis uitmondende opening van de tweede luchtleiding aan een eerste zijde van de binnenruimte van het luchtwasserhuis is aangebracht en een zich in de binnenruimte van het luchtwasserhuis uitmondende opening van de eerste luchtleiding aan een tweede zijde van de binnenruimte van het luchtwasserhuis is aangebracht, waarbij de eerste zijde en de tweede zijde van de binnenruimte van luchtwasserhuis in hoofdzaak tegenover elkaar liggen.
19. 19. Inrichting volgens conclusie 18, waarbij het filterelement tussen de eerste zijde en de tweede zijde van de binnenruimte van het luchtwasserhuis is aangebracht.
20. 20. Systeem voor het verminderen van uitstoot van stikstof uit ammonium-houdende dierlijke mest, omvattende: een reservoir voor het daarin opvangen van uitgescheiden dierlijke mest; mestverplaatsingsmiddelen om in het reservoir opgevangen mest uit het reservoir te verwijderen; een scheider die is ingericht om een vast gedeelte van door de mestverplaatsingsmiddelen verwijderde mest te scheiden van een vloeibaar gedeelte van de verwijderde mest; en de inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de reactoreenheid van de inrichting zodanig met de scheider in fluïdumverbinding staat, dat het gehalte aan vrije ammoniak in het door de scheider gescheiden vloeibare gedeelte van de verwijderde mest door de inrichting wordt verhoogd teneinde de ammoniumconcentratie in het vloeibare gedeelte van de verwijderde mest te verlagen.
21. 21. Systeem volgens conclusie 20, voorts omvattende tussen het mestreservoir van de inrichting en het reservoir aangebrachte middelen die zijn ingericht om een zich in het mestreservoir bevindende ammoniumarme vloeibare mestsamenstelling in het reservoir in te brengen.
22. 22. Systeem volgens conclusie 20 of 21, waarbij het reservoir een onder een vloer van een veestal aangebrachte mestkelder en/of een al dan niet naast de veestal aangebrachte mestsilo omvat.