Lannoitetehtaan typenoksidipäästöjen hallintamahdollisuudet

Abstract

Työssä tarkasteltiin lannoitetehtaan typenoksidipäästöjen hallintamahdollisuuksia Kemira GrowHow Oy:n Uudenkaupungin tehtailla. Työn tavoitteena oli lannoitetehtaalta muodostuvien typen oksidien syntymekanismien etsiminen. Lisäksi työssä etsittiin sellaisia keinoja, joilla typenoksidipäästöjä voitaisiin hallita.

Tutkimusosassa tehtiin mittauksia kannettavalla FT-IR kaasuanalysaattorilla teoreettisen tarkastelun tueksi sekä prosessikohtaisten päästöjen selvittämiseksi. Prosessista tehtyjen mittausten lisäksi työssä on hyödynnetty lannoitetehtaan piippuun asennettua kiinteää FT-IR analysaattoria.

Prosessikohtaiset mittaukset rajattiin lannoite 2-tehtaaseen. Mittauksia suoritettiin kuudesta prosessin pisteestä. Hallintamahdollisuuksien selvittämiseksi tehtiin tutkimuksia tietyillä raaka-aineiden syötöillä. Päästöjen prosessikohtaista arvioimista varten suoritettiin myös pitot-mittauksia kaasumäärien selvittämiseksi.

Mittauksissa havaittiin, että typenoksidipäästöt riippuvat valmistettavasta lajikkeesta. Suurimmaksi typenoksidipäästöjen lähteeksi osoittautuivat reaktorit, joiden osuus oli jopa 95 % typenoksidipäästöistä. Tärkein oli biotiittireaktori, jonka osuus typenoksidipäästöistä oli noin 60-90 %. Lajikkeilla, joilla ei käytetä biotiittireaktoria, osoittautui suurimmaksi typenoksidipäästöjen lähteeksi ammonointireaktorit.

Hallintamahdollisuuksia pyrittiin etsimään reaktoreilta. Suurimmaksi typen oksidien hallintamahdollisuudeksi osoittautui ureafosfaatin syöttö liuotus- ja biotiittireaktoreille. Tutkimuksissa havaittiin myös laimean rikkihapon käyttämisen, väkevän sijasta, auttavan hallitsemaan typenoksidipäästöjä.

In this thesis it was studied the control opportunities of nitrogen oxide emissions in the Kemira GrowHow Ltd. Uusikaupunki fertilizer plant. The object was to find out mechanisms of nitrogen oxides formed in the fertilizer plant. Furthermore the object was to find out means for control and reduction of nitrogen oxides.

The studies were carried out by using a portable FT-IR gas analyzer. The goal of the measurements was to back up theory and to find the sources of emissions in the fertilizer process. In this study also the FT-IR gas analyzer installed in the chimney of fertilizer plant 2 was used.

The measurements were limited to fertilizer plant 2 and were taken in six different points of the process. Measurements were done when several raw materials were used in different amounts to find out the control methods. Several pitot measurements to find out gas amounts were also performed.

The studies indicated that nitrogen oxide emissions are highly dependent on the fertilizer being manufactured. The most important source of nitrogen oxide emissions was the reactors which contributed as high as 95 % of the whole amount of nitrogen oxide emissions. The most important reactor was the biotite reactor which share was about 60-90 % of the emissions. For fertilizer grades that do not use biotite the most important source of nitrogen oxide emissions was the neutralizing reactors.

The study to find out control methods was aimed at the reactors. It was found that the most important control method was the use of ureaphosphate in the biotite- and dissolution reactors. The studies indicated also that the use of diluted sulphuric acid in stead of concentrated sulphuric acid helps to control the emissions of nitrogen oxides.