Uorganiske grundkemikalier - ammoniak, syrer og gødningsprodukter

Status Sidste revision
Se arbejdsplan for kommende BREF-revisioner 2007

 

På denne side kan I læse en kort introduktion til BREF-dokumentet for uorganiske kemikalier i storskalaproduktion med særligt fokus på ammoniak, syrer og kunstgødning. I kan få et indblik i, hvilke aktiviteter der er beskrevet i dokumentet, de væsentligste miljøpåvirkninger fra de forskellige aktiviteter og se eksempler på, hvad der ifølge BREF-dokumentet er de bedste tilgænge­lige teknik­ker inden for uorganiske kemikalier i storskalaproduktion.

BREF-dokumentet beskriver de aktiviteter, der er omfattet af IPPC-direktivets bilag 1, punkt 4.2. Fremstilling af uorganiske grundkemikalier delpunkt a) og b), samt punkt 4.3:

4.2a) gasser, som fx ammoniak, klor eller hydrogenklorid, fluor og fluorbrinte, kulilter, svovlforbindelser, kvælstofilter, brint, svovldioxid, carbonyldiklorid

4.2b) syrer, som fx kromsyre, flussyre, fosforsyre, salpetersyre, saltsyre, svovlsyre, oleum, svovlholdig syre

4.3. fremstilling af fosfat-, kvælstof- eller kaliumholdig kunstgødning (herunder blandingsgødning).

Skønt produktionen af ammoniak, salpetersyre, svovlsyre og fosforsyre ofte indgår i gødningsindustrien, er dette BREF-dokument ikke afgrænset til gødningsproduktion. Dokumentet beskriver også produktionen af enkeltstående gasser og syrer.

Nedenfor introduceres BREF-dokumentet kort. For en mere uddybende beskriv­­­else af de forskellige aktiviteter, herunder teknikker, emissioner, mv., henvises til PDF-fil af det danske resume eller hele BREF-dokumentet (446 sider/3,5 MB).

Storskala produktion af uorganiske kemikalier – ammoniak, syre og kunstgødning

Det essentielle i produktion af kunstgødning er at frembringe de tre store plantenæringsstoffer - kvælstof, fosfor og kalium – i en form, som er tilgængelig for planter. 97 % af alt kvælstofgødning stammer fra ammoniak, og 70 % af al fosfatgødning stammer fra fosforsyre. Produktion af ammoniak, syrer og gødning foregår ofte på forskellige produktionsanlæg med specialiseret produktionsudstyr og processer, men stofferne og gødningen kan også produceres på det samme anlæg.

Produktionskapaciteten kan variere fra nogle få 100 tons til op til 3000 tons pr. dag.

Miljøpåvirkninger

Gødningsproduktion står for 2 - 3 % af verdens totale energiforbrug. Specielt kvælstofgødning har en stor andel af dette forbrug, som bruges på at fiksere atmosfærisk kvælstof til ammoniak. Derudover bruges der megen energi til at konvertere ammoniak til urea.

Luftemissionen fra denne produktion er NO x , SO 2 , HF, NH 3 og støv. I produktionen af salpetersyre skabes en stor mængde af drivhusgassen N 2 O (lattergas).

Nogle biprodukter som fx fosforholdigt gips produceres i store mængder og kan udgøre et potentiale for salg, men transportomkostninger og urenheder i produktet kan gøre det svært at afsætte, hvorfor det kan udgøre et affaldsprodukt.

Eksempler på BAT

Nedenfor er givet eksempler på de BAT konklusioner, som præsenteres i BREF-dokumentet.

Generelle forhold

Bedste tilgænge­lige teknik­ker indenfor denne industri er jævnligt at udføre energiaudits for hele produktionsanlægget, at overvåge nøgleindikatorer og at vedligeholde en massebalance for kvælstof, fosforpentaoxid (P 2 O 5 ), damp, vand og kuldioxid. Minimering af energitab kan generelt ske ved en god styring af damptrykket. Overskudsenergi skal forsøges genbrugt på anlægget.

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er også at forbedre miljøforholdene ved en kombination af genanvendelse af massestrømme, effektiv udnyttelse af udstyr, forvarmning af forbrændingsluft, minimering af spildevandsvolumener og indhold gennem genanvendelse af kondensater, proces- og rensningsvand og brug af avancerede kontrol systemer.

Produktion af ammoniak

Bedste tilgænge­lige teknik­ker for nye anlæg er at installere konventionel reformering, reduceret primær reformering eller varmevekslere ved termisk reformering.

For at opnå de NOx emissionsniveauer, som BREF-dokumentet præsenterer, bør teknikker som selektiv ikke-katalytisk reduktion, lav-NOx-brændere og ammoniakfjernelse i udblæsningsgasser eller lavtemperaturafsvovling installeres.

For at opnå de energiforbrugsniveauer, som BREF-dokumentet præsenterer, bør teknikker som fx forvarmning ved tilsætning af hydrokarboner, forvarmning af forbrændingsluft, installation af andengenerationsgasturbiner og dampspareprojekter indføres. Andre muligheder er at fjerne CO 2 , lavtryks ammoniaksyntese katalysatorer, flydende kvælstof vask og indirekte køling af ammoniaksyntesereaktoren.

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er også at fjerne ammoniak fra proceskondensatorer fx ved stripning. Ammoniak kan genanvendes fra udblæsningsgasser i lukkede kredsløb.

Endelig beskriver BREF-dokumentet miljøforhold omkring opstart og nedlukninger og unormale produktionsbetingelser.

Produktion af salpetersyre

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at genvinde energi, fx. strøm og udviklet damp.

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at nedbringe emissionen af lattergas og opnå de emissionsniveauer, som BREF-dokumentet præsenterer, blandt andet ved at:

  • optimere filtrering af råmaterialer,
  • optimere blandingsteknikker til råmaterialer,
  • optimere ammoniak/luft forholdet,
  • optimere tryk og temperatur under oxidation,
  • bruge katalytisk N 2 O nedbrydning i reaktorkammeret.

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at reducere emissionerne ved opstart og nedlukning.

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at nedbringe emissionen af NO x og opnå de emissionsniveauer, som BREF-dokumentet præsenterer, blandt andet ved at:

  • optimere absorptionstrinnet,
  • kombinere NO x og lattergasrensning af røggasser,
  • bruge selektiv katalytisk reduktion,
  • tilsætte hydrogen peroxid (H 2 O 2 ) til det sidste absorptions trin.

Produktion af svovlsyre

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at genvinde energi, fx. strøm, udviklet damp og varmt vand.

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at nedbringe emissionen af SO 2 og opnå de emissionsniveauer, som BREF-dokumentet præsenterer, blandt andet ved at:

  • bruge dobbelt absorption,
  • bruge en femte katalysator reaktor,
  • bruge cæsiumholdige katalysatorer,
  • screene katalysatorer jævnligt,
  • bruge rustfri stål omformere i stedet for keramiske,
  • forbedre luftrensningen.
  • forbedring af svovlrensningen

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er kontinuerligt at overvåge SO 2 og opnå de emissionsniveauer, som BREF-dokumentet præsenterer, blandt andet ved at:

  • bruge svovl med lave forureningsgrader,
  • kontrollere koncentration og temperatur i absorptionssyre,
  • bruge større kondensations område,
  • bruge genvindings- og rensningsteknikker i vådprocesserne.

Knusning af råfosfat /phosphorit

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at minimere støvemissionerne fra knusning af råfosfat/phosphorit ved fx at installere filtre og opnå en støvemission på 2,5 - 10 mg/Nm3 og at undgå spredning af støv ved at bruge overdækkede transportbånd, indendørs oplagring og regelmæssig fejning af de relevante arealer.

Produktion af fosforsyre

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er for eksisterende anlæg at bruge en vådproces og opnå en fosfat pentaoxid effektivitet på 94 - 98,5 % ved brug af forskellige teknikker. Bedste tilgænge­lige teknik­ker er for nye anlæg at opnå en fosfat pentaoxid effektivitet på 98 % eller højere.

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er også at:

  • minimere fluoridemissionen vha. skrubbere og dermed opnå fluoridemissionsniveauer på 1 - 5 mg/Nm3 udtrykt som HF,
  • markedsføre affaldsproduktet fosforholdigt gips for at sikre, at det bliver brugt frem for deponeret,
  • behandle spildevandet ved fx at neutralisere spildevandet ved at tilsætte kalk eller ved at filtrere og sedimentere.

Produktion af NPK gødning

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at:

  • indføre miljøforbedringer i slutbearbejdningen ved at indføre køling med varmevekslere, ved at vælge korrekt størrelse på sigte og møller for at undgå spild fra granulering, recirkulering af granulat og recirkulering af varm luft,
  • minimere NO x emissionen og opnå de emissionsniveauer, som BREF-dokumentet præsenterer, blandt andet ved temperaturkontrol, korrekt sten/syre forhold og anden proceskontrol,
  • reducere luftemissionen og opnå de emissionsniveauer, som BREF-dokumentet præsenterer, blandt andet ved at indføre forskellige former for skrubning i flere trin eller ved at fjerne støv ved hjælp af cykloner eller stoffiltre,
  • minimere spildevandsvolumener ved at recirkulere rensevand og skrubbevæsker og rense det tilbageværende spildevand.

Produktion af urea og urea ammonium nitrat (UAN)

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at:

  • indføre miljøforbedringer i slutbearbejdningen ved at indføre køling med varmevekslere, ved at vælge korrekt størrelse på sigte og møller for at undgå spild fra granulering, recirkulering af granulat og recirkulering af varm luft,
  • optimere det totale energiforbrug ved at installere forskellige former for stripningsteknologier,
  • reducere ammoniak- og støvemissionen frasprøjtekrystalliseringog granulering og opnå emissionsniveauer på 3 - 35 mg/Nm 3 for ammoniak og 55 mg/Nm 3 for støv ved fx skrubning, optimering af produktionsforholdene og genanvendelse af skrubbevæsker,
  • genanvende eller behandle procesvand og opnå de emissionsniveauer, som BREF-dokumentet præsenterer.

Produktion af ammonium nitrat and calcium ammonium nitrat (AN/CAN)

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at:

  • optimere neutraliserings- og fordampningstrinnet ved at genvinde overskudsvarme fra kølingsprocesser og bruge damp til fordampning,
  • kontrollere pH, flow og temperatur effektivt,
  • indføre miljøforbedringer i slutbearbejdningen ved at indføre køling med varmevekslere, ved at vælge korrekt størrelse på sigte og møller for at undgå spild fra granulering, recirkulering af granulat og recirkulering af varm luft,
  • reducere støvemissioner til et emissionsniveau på <10 mg/Nm 3 ved hjælp af stoffiltre,
  • genanvende eller behandle procesvand.

Produktion af superfosfat og triple-superfosfat (SSP/TSP)

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er at:

  • gennemføre spildevandsrensning i den form, hvorpå BAT præsenteres i BREF-dokumentet vedrørende spildevands- og luftrensning og dertil hørende styringssystemer i kemisk industri,
  • indføre miljøforbedringer i slutbearbejdningen ved at indføre køling med varmevekslere, ved at vælge korrekt størrelse på sigte og møller for at undgå spild fra granulering, recirkulering af granulat og recirkulering af varm luft,
  • minimere fluoridemissionen vha. skrubbere og dermed opnå fluoridemissionsniveauer på 0,5 - 5 mg/Nm 3 udtrykt som HF,
  • minimere spildevandsvolumener ved at recirkulere rensevand og skrubbevæsker og rense det tilbageværende spildevand.

Ovenstående oplistning af eksempler på BAT er udførligt beskrevet i BREF-dokumentet. Download nedenstående materiale, hvis I vil vide mere om BAT inden for området: