Способ очистки воздуха животноводческих помещений от вредных примесей

Классификация по МПК: B01D

Патентная информация
Патент на изобретение №: 2071813
Автор: Смолянинов Н.П.
Патентообладатель: Азово-Черноморский институт механизации сельского хозяйства
Дата публикации: 20 Января, 1997
Адрес для переписки: подача заявки22.01.1991 публикация патента20.01.1997

Способ очистки воздуха животноводческих помещений от вредных примесей - сероводорода и аммиака, накапливающихся в результате жизнедеятельности животных, включает обработку воздуха кислыми растворами солей меди, например растворами медного купороса с концентрациями 5 - 250 г на литр воды при температуре от -1oC до +35oC.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства по обеспечению благоприятного микроклимата в животноводческих помещениях и охране окружающей среды.

Известны способы очистки газов от аммиака и сероводорода жидкими сорбентами. Однако этими способами не предусмотрена одновременная очистка газов от аммиака и сероводорода и очистке подвергаются газы, в которых примесное содержание аммиака или сероводорода достигает 1% и более, что во много раз превышает совместное содержание этих газов в воздухе животноводческих помещений.

В сообщении [1] приводятся результаты испытаний по очистке воздуха в помещениях птичников водными растворами фосфорной кислоты. Как указано в этом сообщении, удается очистить воздух соответственно от аммиака, пыли и микроорганизмов, а чтобы "перебить" дурной запах неулавливаемого по этому способу сероводорода применяются запахомаскирующие соединения-дезодоранты. Однако реализация этого способа в свинарниках и некоторых других животноводческих помещениях оказывается неэффективной, если в этих помещениях накапливается сероводород в количествах, соизмеримых с количеством аммиака в птичниках, и таким образом неизбежной остается дополнительная операция очистки воздуха от сероводорода.

Наиболее близким по технической сущности к нашему изобретению является известный способ очистки газов от сероводорода [2] путем контактирования с кислыми растворами солей цинка. При взаимодействии раствора соли цинка с сероводородом последний переходит в осадок сульфида цинка. По известному способу степень очистки газов от сероводорода достигает 99,99% Однако такая степень очистки оказывается еще недостаточной для животноводческих помещений, так как остаточная концентрация сероводорода при этом на целый порядок превышает санитарные нормы для производственных помещений. Этот недостаток известного способа очистки газов от сероводорода связан с тем, что осадок сульфида цинка заметно растворим в кислых растворах и обратно превращается в сероводород, вследствие чего и не удается добиться очистки газов от сероводорода до необходимых следовых концентраций.

Целью настоящего изобретения является повышение степени очистки воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что обработку воздуха проводят кислыми растворами солей меди, например раствором медного купороса, с концентрацией ионов Cu2+ в пределах от 0,02 моль/л до 10 моль/л при температуре от -1oC до +35oC.

Предлагаемый способ позволяет повысить степень очистки воздуха благодаря использованию высокой хемосорбционной способности ионов меди Cu2+ как к аммиаку, так и к сероводороду, которые с первым образуют весьма прочные комплексные катионы [Cu(NH3]24+, а со вторым трудно растворимый в кислотах осадок сульфида меди CuS, и поэтому в результате контактирования водных растворов солей меди с воздухом животноводческих помещений удается достигнуть таких остаточных концентраций аммиака и сероводорода, которые оказываются по крайней мере на порядок ниже предельно допустимых концентраций этих газов в воздухе производственных помещений.

Пример 1. Очистке подвергался воздух свинарника объемом около 3500 м3, содержащий 30 35 мг/м3 аммиака и 25 30 мг/м3 сероводорода. Содержание других примесей не контролировалось. Температура воздуха в помещении составляла 20 Способ очистки воздуха животноводческих помещений от   вредных примесей, патент № 2071813 2oC. Приточно-вытяжная вентиляция была отключена, а двери и окна помещения были закрыты. В помещении свинарника находилось 60 голов свиноматок и 48 поросят.

Воздух помещения принудительно циркулировал через контактный аппарат, в котором диспергировался раствор медного купороса с концентрацией (ионов) Cu2+ 0,008 моль/л. После 3 часов циркуляции воздуха помещения через контактный аппарат содержание аммиака снизилось до 10 15 мг/м3, а сероводорода до 10 мг/м3 и далее оставалось на этом же уровне и после 8 часов циркуляции воздуха.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. При концентрациях Cu2+ от 0,02 моль/л до 10 моль/л, времени 3 8 часов, температуре 20 Способ очистки воздуха животноводческих помещений от   вредных примесей, патент № 2071813 2oC, содержании аммиака 30 35 мг/м3 и сероводорода 25 30 мг/м3 в воздухе помещения едва улавливались запахи аммиака и сероводорода, а прибор УГ-2 не регистрировал присутствия этих газов в воздухе помещения. Не улавливались запахи аммиака и сероводорода и снаружи помещения.

Дополнительными опытами было установлено, что растворы медного купороса с концентрацией ионов Cu2+ 0,02 10 моль/л в интервале температур от -1oC до +35oC не замерзали и практически не испарялись, т.е. сохраняли свои сорбционные свойства.

Приготовление растворов с концентрациями более 10 моль/л ограничивалось растворимостью этой соли.

По предлагаемому способу очистки воздуха животноводческих помещений от вредных примесей повышение степени очистки воздуха животноводческих помещений достигается благодаря использованию высокой хемосорбционной способности ионов меди Cu2+. Последние, как известно, появляются в растворе при растворении любой отдельно взятой растворимой соли меди или смеси солей меди.

Нами предложено использовать растворы медного купороса как наиболее распространенной, а следовательно, доступной и дешевой соли меди. Разумеется, концентрации растворов других солей меди, которые могут быть использованы для этих же целей, например хлорида меди CuCl2x2H2O, нитрата меди Cu(NO3)2x3H2O и др. будут отличаться от заявленных, но только верхним пределом в зависимости от их большей или меньшей растворимости, чем растворимость медного купороса.

Температура обработки в наших опытах определялась по температурам замерзания и заметного испарения растворов медного купороса у нижнего предела концентрации ионов меди 0,02 моль/л. Если нижний предел концентрации растворов других солей меди [CuCl2x2H2O; Cu(NO3)2x3H2O] поддерживать таким же, как у медного купороса, то и заявленная температура обработки сохранится и при использовании других солей меди.

Предлагаемый способ очистки воздуха животноводческих помещений от вредных примесей универсален, т.к. может быть использован в свинарниках, птичниках, коровниках и других помещениях, загрязненных примесями аммиака и сероводорода. Использование предлагаемого способа очистки воздуха позволяет повысить степень его очистки путем снижения концентраций аммиака и сероводорода до минимальных следовых значений, стоящих на порядок ниже предельно допустимых, и тем самым защитить окружающую среду от загрязнений вредными примесями.

Используемый в данном способе медный купорос недорогой, но действует эффективно, так, например, 1 кг медного купороса позволяет полностью очистить помещение объемом около 7 тыс.м3 от аммиака при степени загрязненности 40 мг/м3 или от сероводорода при степени загрязнения 20 мг/м3.

Данный способ безотходный, т.к. отработанные растворы используются как макро- или микроудобрения или же подвергаются регенерации.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки

1. Богатырев В.А. Проблема микроклимата в помещениях сельскохозяйственных промышленных комплексов и защиты окружающей среды. Деп. ВИНИТИ N 3355-83. Деп. от 6.06.83. Новосибирск, 1983.

2. Авт. св. N 967529, кл. B 01 D 53/14, опубл. 31.10.82 (прототип).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ очистки воздуха животноводческих помещений от вредных примесей, включающий обработку воздуха кислыми растворами солей металла, отличающийся тем, что в качестве кислых растворов солей металла используют кислые растворы солей меди с концентрацией ионов меди 0,02 10 моль/л при температуре от -1 до +35oC.